В поддержании структурной целостности эритроцитов важное значение имеют внутренние примембранные белковые слои, структура и взаимодействие которых с эритроцитарными мембранами взаимно обусловлены и в целом представляют собой единую структурную организацию. Поэтому всякая модификация как самой мембраны, так и содержащегося в них гемоглобина сопровождается дисбалансом этой организации в виде изменения ее механических свойств (Петренко Ю.М. и соавт.,1987).
Учитывая важность упруго-механических свойств мембраны эритроцита в обеспечении его функциональной полноценности, изучение особенностей их формирования при воздействии гематотропных ксенобиотиков весьма актуально, особенно в случаях, сопровождающихся выраженными гипоксическими состояниями. Большой интерес представляют вещества, блокирующие кислородсвязывающую функцию гемоглобина с образованием его дериватов (метгемоглобин, карбоксигемоглобин), так как эритроциты не способны не только транспортировать кислород, но и проникать в сосуды микроциркуляторного русла.
Цель исследования: определить содержание мембранно-связанного гемоглобина (МСГ) при воздействии нитрита натрия (НН), солянокислого фенилгидразина (ФГ) и оксида углерода (СО) в эксперименте.
Материал и методы. Эксперименты проведены на трех группах крыс-самцов весом 190-250 г. Животным I-й группы вводили однократно внутрибрюшинно 0,6% раствор НН (90 мг/кг - DL50), II-й - 2,0% раствор ФГ (150 мг/кг - DL50). Крыс III-й группы подвергали динамической затравке СО в концентрации 2500 мг/м3 в течение 1,5 часа (СL50). Исследовали кровь, полученную через 1,5 ч после начала опытов методом декапитации, стабилизированную гепарином (50 ЕД/мл крови). Контрольным животным вводили эквивалентное количество физиологического раствора (для сравнения с I-II-й группами). Отдельную группу крыс помещали в затравочную камеру с продувкой обычного воздуха в течение 1,5 ч. (для сравнения с III-й группой).
В крови определяли спектрофотометрически («Specord M40», Германия) процентное содержание метгемоглобина (MetHb) по М.С. Кушаковскому (1968), карбоксигемоглобина (HbCO) (Тиунов Л.А. и соавт.,1969).
О качественном составе МСГ в эритроцитах судили по спектроскопической убыли дериватов гемоглобина из гемолизатов после центрифугирования их при 6500 об/мин в течение 30 мин. Измеряли экстинкции на волновых пиках оксигемоглобина (536 и 572 нм), MetHb (630 нм) и HbCO (535 и 570 нм) («Specord M40»). По разности экстинкций при соответствующих длинах волн до и после центрифугирования вычисляли индекс МСГ (у.е.) в виде отношения конечной экстинкции к исходной, причем снижение индекса свидетельствовало о повышении МСГ в гемолизатах и, следовательно, в мембранах эритроцитов. Результаты обработаны статистически с использованием t-критерия Стьюдента (достоверность различий считали при р<0,05).
Результаты и обсуждение. Исследования показали, что воздействие ксенобиотиков на животных вызывало повышение уровня MetHb в I-ой группе в среднем до 50,5±2,3% (при 1,2±0,2% в контроле, р<0,05), во II-й - до 21,7±1,8% (р<0,05). В III-й группе уровень HbCO был повышен до 51,5±3,3% (при отсутствии в контрольной группе).
Отмечалось повышение уровня МСГ в эритроцитах. При этом увеличение изучаемого субстрата для НН составили в среднем 33%, для ФГ - 20%, для СО - 20% (таблица 1).
Таблица 1. Уровень мембранно-связанного гемоглобина (у.е.) в эритроцитах у крыс после воздействия нитрита натрия (НН), фенилгидразина (ФГ) и оксида углерода (СО) (M±2m)
|
Ксенобиотик |
Длина волны, нм |
||||
|
535 |
536 |
570 |
572 |
630 |
|
|
Контроль |
0,939±0,018 |
0,944±0,017 |
0,940±0,002 |
0,946±0,016 |
0,7247±0,068 |
|
НН |
|
0,633±0,019 * |
|
0,603±0,017 * |
0,490±0,015 * |
|
ФГ |
|
0,769±0,001 * |
|
0,775±0,013 * |
0,494±0,008 * |
|
СО |
0,756±0,077 * |
|
0,779±0,077 * |
|
|
Примечание: * - достоверность различий по сравнению с показателями в контрольной группе, р<0,05; m - ошибка средней.
Повышение гемоглобиновой фракции в белковом компоненте мембраны закономерно ведет к модификации ее структурно-функциональной организации. Известно, что мембранные белки влияют на упорядоченность и подвижность анулярных липидов, стимулируя разделение фаз и способствуя асимметричному распределению липидов.
Кроме того, модификация мембранных белков (в данном случае окислительная под влиянием продуктов перекисного окисления липидов, активирующегося при гипоксии) сопровождается повышенной чувствительностью к протеолизу, динамики липидной матрицы и повышением проницаемости мембраны.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют в пользу нарушения эластичности мембраны эритроцитов, ее функциональных свойств, а следовательно и деформабельности эритроцитов в целом, что немаловажно в процессе формирования гипоксического состояния в организме. Решение этой проблемы может лежать в разработке способов, регулирующих содержание гемоглобина, ассоциированного с эритроцитарной мембраной.
Работа представлена на заочную электронную конференцию «Фундаментальные исследования», 20-25 февраля 2005 г. поступила в редакцию 15.04.05 г.