Преінкубація з глюкозою як фактор впливу на постгіпертонічне пошкодження еритроцитів ссавців

Abstract

Вдосконалення низькотемпературного зберігання клітин є важливим завданням сучасної біології та медицини. Це можливо тільки за умови досконалого дослідження усіх аспектів процесів кріоконсервації і повернення клітин у фізіологічні умови. Для більш ефективного вивчення факторів кріопошкодження доцільно використовувати модельні експерименти. Так, наприклад, вплив підвищених концентрацій солі і переведення клітин у 276 ізотонічні умови при розморожуванні моделюється за допомогою постгіпертонічного шоку. В модельних умовах можна вивчати вплив різних факторів, таких як температура, час інкубації, склад середовища. Одним з важливих компонентів кріозахисних середовищ є глюкоза [1, 2]. Вона була введена у розчини у якості агента, що підтримує енергетичний стан клітин, але з часом виявилося, що вона може також здійснювати осмотичний захист, стабілізуючи мембрану за рахунок водневих зв‘язків [3, 4]. У роботі було досліджено вплив преінкубації у розчинах глюкози 0,6% та 5% на рівень пошкодження еритроцитів людини, щура та кролика за умов постгіпертонічного шоку. Обробку еритроцитів глюкозою здійснювали шляхом інкубування клітин у фізіологічному розчині, що містить 0,6 або 5% глюкози, при температурі 37оС протягом 2 годин. Постгіпертонічний шок здійснювали перенесенням еритроцитів з гіпертонічного розчину (1,0-2,0 моль/л NaCl) в ізотонічний (0,15моль/л NaCl) при 37 або 0°С. Еритроцити інкубували в гіпертонічному розчині протягом 20 хв, в ізотонічному розчині – 5 хв. Кінцевий гематокрит становив 0,4%. Рівень гемолізу еритроцитів визначали спектрофотометрично при довжині хвилі 543 нм і виражали у відсотках по відношенню до 100%-го гемолізу. Отримані результати свідчать про зменшення постгіпертонічного пошкодження клітин, що були проінкубовані у розчинах глюкози. При 37оС достовірні зміни мають місце лише при інкубації у розчинах глюкози 5% і становлять приблизно 50% для усіх видів досліджуваних ссавців. При 0оС зниження пошкодження за умов постгіпертонічного шоку спостерігається при обробці клітин глюкозою у концентрації 0,6% для клітин людини (на 23 ± 4%) та щура (на 25 ± 3%), але не кролика. При використанні глюкози у концентрації 5% спостерігається зниження рівня постгіпертонічного гемолізу для клітин усіх досліджуваних ссавців: людини (на 41 ± 2%), щура (на 39 ± 4%), кролика (на 28 ± 5%). Порівнюючи захисний ефект 5% глюкози при двох досліджуваних температурах можна побачити, що при 0оС він менш виражений. Це можна пояснити негативним впливом високої концентрації глюкози на компоненти мембрани в процесі преінкубації. Так, відомо, що інкубація еритроцитів з глюкозою в концентраціях, що перевищують фізіологічну норму приводить до неферментативного глікозування молекул білків і ліпідів[5,6]. Можна припустити, що за умов стресового впливу при 0оС зниження плинності мембрани внаслідок глікування вносить більший вклад в сумарне пошкодження клітини, ніж при 37оС. Слід відмітити різний ступінь захисту еритроцитів ссавців в умовах постгіпертонічного шоку за допомогою преїнкубації у розчинах глюкози. На наш думку це пов‘язано з видоспецифічністю транспорту глюкози в еритроцитах ссавців. Серед досліджуваних ссавців найбільш проникними для глюкози є еритроцити людини, найменш – еритроцити кролика[7]. Це корелює з даними, отриманими щодо захисної дії глюкози в умовах постгіпертонічного 277 гемолізу: найбільш захищеними є еритроцити людини, найменш – еритроцити кролика. Таким чином, можна зробити висновок, що преінкубація у розчинах глюкози за певних умов може захищати еритроцити ссавців під час дегідратації у концентрованих сольових розчинах та перенесенні їх у ізотонічні умови.