Гипертонический криогемолиз эритроцитов млекопитающих
Исследовалась чувствительность эритроцитов млекопитающих (человека, быка, лошади, собаки) к охлаждению от 37 до 0°С в гипертонических солевых средах. Полученные экспериментальные результаты показали, что гипертонический криогемолиз характерен не только для эритроцитов человека, но и для клеток быка,...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Проблемы криобиологии и криомедицины |
|---|---|
| Datum: | 2006 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
2006
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137101 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Гипертонический криогемолиз эритроцитов млекопитающих / Н.М. Шпакова, С.С. Ершов // Проблемы криобиологии. — 2006. — Т. 16, № 3. — С. 286-291. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-137101 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Шпакова, Н.М. Ершов, С.С. 2018-06-16T23:10:10Z 2018-06-16T23:10:10Z 2006 Гипертонический криогемолиз эритроцитов млекопитающих / Н.М. Шпакова, С.С. Ершов // Проблемы криобиологии. — 2006. — Т. 16, № 3. — С. 286-291. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137101 57.043:591.111.1 Исследовалась чувствительность эритроцитов млекопитающих (человека, быка, лошади, собаки) к охлаждению от 37 до 0°С в гипертонических солевых средах. Полученные экспериментальные результаты показали, что гипертонический криогемолиз характерен не только для эритроцитов человека, но и для клеток быка, лошади и собаки. Эритроциты собаки, как и клетки человека, максимально повреждаются в среде, содержащей 1,2 М NaCl, а лошади – 1,4 М NaCl, в то время как для эритроцитов быка с ростом осмолярности среды (до 2,0 М NaCl) наблюдается постепенное повышение криогемолиза. Досліджувалась чутливість еритроцитів ссавців (людини, бика, коня, собаки) до охолодження від 37 до 0°С у гіпертонічних сольових середовищах. Отримані експериментальні результати показали, що гіпертонічний кріогемоліз характерний не тільки для еритроцитів людини, але й для клітин бика, коня та собаки. Еритроцити собаки, як і клітини людини, максимально пошкоджуються у середовищі, що містить 1,2 М, а коня – 1,4 М NaCl, в той час як для еритроцитів бика зі зростанням осмолярності середовища (до 2,0 М NaCl) спостерігається поступове підвищення кріогемолізу. Sensitivity of mammalian (human, bovine, equine, canine) erythrocytes to cooling from 37 down to 0°C in hypertonic saline solutions has been studied. The obtained experimental results demonstrated hypertonic cryohemolysis as typical not only for human erythrocytes but for bovine, equine, and canine cells as well. Both canine erythrocytes and human cells are maximally damaged in the medium, containing 1.2M and 1.4M NaCl for equine ones, meanwhile for bovine erythrocytes a gradual augmentation of cryohemolysis is observed with growth in medium osmolarity (up to 2.0 M NaCl). ru Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України Проблемы криобиологии и криомедицины Теоретическая и экспериментальная криобиология Гипертонический криогемолиз эритроцитов млекопитающих Hypertonic cryohemolysis of mammalian erythrocytes Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Гипертонический криогемолиз эритроцитов млекопитающих |
| spellingShingle |
Гипертонический криогемолиз эритроцитов млекопитающих Шпакова, Н.М. Ершов, С.С. Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| title_short |
Гипертонический криогемолиз эритроцитов млекопитающих |
| title_full |
Гипертонический криогемолиз эритроцитов млекопитающих |
| title_fullStr |
Гипертонический криогемолиз эритроцитов млекопитающих |
| title_full_unstemmed |
Гипертонический криогемолиз эритроцитов млекопитающих |
| title_sort |
гипертонический криогемолиз эритроцитов млекопитающих |
| author |
Шпакова, Н.М. Ершов, С.С. |
| author_facet |
Шпакова, Н.М. Ершов, С.С. |
| topic |
Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| topic_facet |
Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| publishDate |
2006 |
| language |
Russian |
| container_title |
Проблемы криобиологии и криомедицины |
| publisher |
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Hypertonic cryohemolysis of mammalian erythrocytes |
| description |
Исследовалась чувствительность эритроцитов млекопитающих (человека, быка, лошади, собаки) к охлаждению от 37 до 0°С в гипертонических солевых средах. Полученные экспериментальные результаты показали, что гипертонический криогемолиз характерен не только для эритроцитов человека, но и для клеток быка, лошади и собаки. Эритроциты собаки, как и клетки человека, максимально повреждаются в среде, содержащей 1,2 М NaCl, а лошади – 1,4 М NaCl, в то время как для эритроцитов быка с ростом осмолярности среды (до 2,0 М NaCl) наблюдается постепенное повышение криогемолиза.
Досліджувалась чутливість еритроцитів ссавців (людини, бика, коня, собаки) до охолодження від 37 до 0°С у гіпертонічних сольових середовищах. Отримані експериментальні результати показали, що гіпертонічний кріогемоліз характерний не тільки для еритроцитів людини, але й для клітин бика, коня та собаки. Еритроцити собаки, як і клітини людини, максимально пошкоджуються у середовищі, що містить 1,2 М, а коня – 1,4 М NaCl, в той час як для еритроцитів бика зі зростанням осмолярності середовища (до 2,0 М NaCl) спостерігається поступове підвищення кріогемолізу.
Sensitivity of mammalian (human, bovine, equine, canine) erythrocytes to cooling from 37 down to 0°C in hypertonic saline solutions has been studied. The obtained experimental results demonstrated hypertonic cryohemolysis as typical not only for human erythrocytes but for bovine, equine, and canine cells as well. Both canine erythrocytes and human cells are maximally damaged in the medium, containing 1.2M and 1.4M NaCl for equine ones, meanwhile for bovine erythrocytes a gradual augmentation of cryohemolysis is observed with growth in medium osmolarity (up to 2.0 M NaCl).
|
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137101 |
| citation_txt |
Гипертонический криогемолиз эритроцитов млекопитающих / Н.М. Шпакова, С.С. Ершов // Проблемы криобиологии. — 2006. — Т. 16, № 3. — С. 286-291. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT špakovanm gipertoničeskiikriogemolizéritrocitovmlekopitaûŝih AT eršovss gipertoničeskiikriogemolizéritrocitovmlekopitaûŝih AT špakovanm hypertoniccryohemolysisofmammalianerythrocytes AT eršovss hypertoniccryohemolysisofmammalianerythrocytes |
| first_indexed |
2025-11-26T00:11:04Z |
| last_indexed |
2025-11-26T00:11:04Z |
| _version_ |
1850596133636669440 |
| fulltext |
286 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 16, 2006, №3
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 16, 2006, №3
УДК 57.043:591.111.1
Н.М. ШПАКОВА*, С.С. ЕРШОВ
Гипертонический криогемолиз эритроцитов млекопитающих
UDC 57.043:591.111.1
N.M. SHPAKOVA*, S.S. ERSHOV
Hypertonic Cryohemolysis of Mammalian Erythrocytes
Исследовалась чувствительность эритроцитов млекопитающих (человека, быка, лошади, собаки) к охлаждению от 37 до
0°С в гипертонических солевых средах. Полученные экспериментальные результаты показали, что гипертонический криогемолиз
характерен не только для эритроцитов человека, но и для клеток быка, лошади и собаки. Эритроциты собаки, как и клетки
человека, максимально повреждаются в среде, содержащей 1,2 М NaCl, а лошади – 1,4 М NaCl, в то время как для эритроцитов
быка с ростом осмолярности среды (до 2,0 М NaCl) наблюдается постепенное повышение криогемолиза.
Ключевые слова: гипертонический криогемолиз, эритроциты млекопитающих.
Досліджувалась чутливість еритроцитів ссавців (людини, бика, коня, собаки) до охолодження від 37 до 0°С у гіпертонічних
сольових середовищах. Отримані експериментальні результати показали, що гіпертонічний кріогемоліз характерний не тільки
для еритроцитів людини, але й для клітин бика, коня та собаки. Еритроцити собаки, як і клітини людини, максимально
пошкоджуються у середовищі, що містить 1,2 М, а коня – 1,4 М NaCl, в той час як для еритроцитів бика зі зростанням
осмолярності середовища (до 2,0 М NaCl) спостерігається поступове підвищення кріогемолізу.
Ключові слова: гіпертонічний кріогемоліз, еритроцити ссавців.
Sensitivity of mammalian (human, bovine, equine, canine) erythrocytes to cooling from 37 down to 0°C in hypertonic saline
solutions has been studied. The obtained experimental results demonstrated hypertonic cryohemolysis as typical not only for human
erythrocytes but for bovine, equine, and canine cells as well. Both canine erythrocytes and human cells are maximally damaged in the
medium, containing 1.2M and 1.4M NaCl for equine ones, meanwhile for bovine erythrocytes a gradual augmentation of cryohemolysis
is observed with growth in medium osmolarity (up to 2.0 M NaCl).
Key-words: hypertonic cryohemolysis, mammalian erythrocytes.
* Автор, которому необходимо направлять корреспонденцию:
ул. Переяславская, 23, г. Харьков, Украина 61015; тел.:+38
(057) 373-41-35, факс: +38 (057) 373-30-84, электронная почта:
cryo@online.kharkov.ua
* To whom correspondence should be addressed: 23, Pereyaslavskaya
str., Kharkov, Ukraine 61015; tel.:+380 57 373 4135, fax: +380 57
373 3084, e-mail: cryo@online.kharkov.ua
Institute for Problems of Cryobiology and Cryomedicine of the Na-
tional Academy of Sciences of Ukraine, Kharkov, Ukraine
Институт проблем криобиологии и криомедицины
НАН Украины, г. Харьков
Холодовой шок – повреждение биологического
материала при быстром охлаждении, характерное
для многих клеток и тканей: бактерий, эмбрионов,
растительных клеток и др. [11]. Для эритроцитов
человека холодовой шок наблюдается при охлаж-
дении в изотонических условиях, когда клетки
предварительно обрабатываются токсинами мик-
роорганизмов, липазами или амфифильными
соединениями [4, 11], и при суспендировании клеток
в гипертонической среде с последующим охлаж-
дением [8]. В последнем случае используют
термин “гипертонический криогемолиз”, чтобы
подчеркнуть особенности развития холодового
повреждения эритроцитов человека: сдвиг темпе-
ратуры в определенном диапазоне и наличие
гипертонической среды, которая является факто-
ром, вызывающим сенсибилизацию клеток к
последующему охлаждению до 0°С. Следует от-
метить, что выявленные и описанные законо-
мерности гипертонического криогемолиза относят-
ся к эритроцитам человека [2, 8].
Цель данной работы – исследовать влияние
осмотического стресса и охлаждения на развитие
гипертонического криогемолиза эритроцитов быка,
коня, собаки и сравнить с клетками человека.
Cold shock is a damage of biological material under
rapid cooling, typical for many cells and tissues:
bacteria, embryos, plant cells etc. [11]. For human
erythrocytes cold shock is observed during cooling
under isotonic conditions, where cells are preliminarily
treated with toxins of microorganisms, lipases or
amphiphilic compounds [4, 11] and under cell suspen-
ding in hypertonic medium with following cooling [8].
The term of “hypertonic cryohemolysis” is applied in
the latter to emphasize the peculiarities of cold da-
mage development for human erythrocytes: tempe-
rature shift within the certain range and the presence
of hypertonic medium, as the factor, causing cell sensi-
bilization to following cooling down to 0°C. Of note is
that the revealed and described regularities of hyper-
tonic cryohemolysis are related to human erythrocytes
[2, 8]. This research was targeted to studying the
effect of osmotic stress and cooling on hypertonic
cryohemolysis development in bovine, equine and
canine erythrocytes and comparing with human cells.
Materials and methods
Reagents of national production with “chemically
pure” and “pure for analysis” grades were used in the
work.
287 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 16, 2006, №3
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 16, 2006, №3
Материалы и методы
В работе использовали реактивы отечественного
производства квалификации “хч” и “чда”.
Эритроциты получали из крови человека, быка,
собаки, лошади (n=6), заготовленной на глюги-
цировом консерванте. Все используемые среды
готовили на 0,01М фосфатном буфере, pH 7,4.
Осмолярности растворов определяли на осмо-
метре ОМКА 1Ц-01 (Одесса, Украина).
Для осуществления гипертонического крио-
гемолиза эритроциты помещали в среды с
соответствующей концентрацией NaCl и инку-
бировали при температуре 37°С в течение 10 мин
(этап I), затем переносили аликвоту в раствор
NaCl, охлажденный до температуры 0°С, на 10 мин
(этап II). Конечный гематокрит – 0,4 %.
Чтобы вызвать гипертонический стресс эрит-
роциты переносили в растворы, содержащие раз-
личные концентрации NaCl, при заданной темпе-
ратуре на 10 мин (гематокрит 0,4 %).
Количество гемоглобина в супернатанте опре-
деляли спектрофотометрически (λ=543 нм) и рас-
считывали в процентах по отношению к 100%-му
гемолизу эритроцитов в присутствии детергента
тритона Х-100 (0,1 %).
Все полученные данные представлены в виде
среднего значения с указанием максимального
стандартного отклонения.
Результаты и обсуждение
Эритроциты млекопитающих инкубировали при
37°С в средах, содержащих различные концент-
рации NaCl, а затем быстро охлаждали до 0°С без
изменения тоничности внеклеточной среды.
Полученные концентрационные зависимости
уровня гемолиза эритроцитов человека и животных
при охлаждении представлены на рис. 1.
Видно, что гипертонический криогемолиз
характерен для эритроцитов не только человека
(кривая 1), но и животных (кривые 2-4). Однако
наряду с общими закономерностями, можно отме-
тить и особенности развития гипертонического
повреждения исследуемых эритроцитов при охлаж-
дении. Так, гипертонический криогемолиз эритро-
цитов коня и собаки начинает развиваться в средах,
содержащих 0,6 М NaCl, что соответствует осмо-
лярности раствора 1200 мОсмол/кг, а клеток быка
и человека – 0,8 М NaCl (1600 мОсмол/кг). По
мере дальнейшего увеличения осмолярности
среды повышается уровень гипертонического
криогемолиза до максимальных значений, которые
хорошо выражены для эритроцитов собаки, лошади
и человека. Для эритроцитов быка (рис. 1) наблю-
дается повышение криогемолиза с ростом концен-
трации соли в среде. Для эритроцитов разных
млекопитающих максимальный уровень повреж-
Erythrocytes were derived from human, bovine,
canine and equine blood (n=6), procured with glygicir
preservative. All the media used were prepared with
0.01M phosphate buffer, pH 7.4. Solution osmolarity
was determined using OMKA 1C-01 osmometer
(Odessa, Ukraine).
To perform hypertonic cryohemolysis erythrocytes
were placed into the media with corresponding NaCl
concentration and incubated at 37°C for 10 min (I step),
then an aliquot was transferred into NaCl solution,
cooled down to 0°C for 10 min (II step). Final hemato-
crit was 0.4%.
For hypertonic stress induction the erythrocytes
were transferred into the solutions, containing different
NaCl concentrations at a fixed temperature for 10 min
(0.4% hematocrit).
Hemoglobin amount in supernatant was determined
spectrophotometrically (λ=543 nm) and calculated in
percent in respect of 100% erythrocyte hemolysis at
triton X-100 (0.1%) detergent presence.
The obtained data are presented as median and
standard deviation.
Results and discussion
Mammalian erythrocytes were incubated at 37°C
in the media, containing different NaCl concentrations,
and then rapidly cooled down to 0°C without changing
tonicity of extracellular medium. Fig. 1 shows the
obtained concentration dependencies of hemolysis level
in human and animal erythrocytes under cooling.
Рис.1. Зависимость от концентрации NaCl в среде уровня
гипертонического криогемолиза эритроцитов млеко-
питающих: 1 – человека; 2 – лошади; 3 – собаки; 4 – быка.
Fig. 1. Hypertonic cryohemolysis level dependency on NaCl
concentration in the medium for following mammalian eryth-
rocytes: 1 – human; 2 – equine; 3 – canine; 4 – bovine.
Ге
м
ол
из
,
%
H
em
ol
ys
is
,
%
Концентрация NaCl, М
NаCl concentration, M
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0
1
2
3
4
288 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 16, 2006, №3
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 16, 2006, №3
дения отмечается в средах с различной осмоляр-
ностью, кроме того, значение гемолиза в точках
максимального повреждения также имеет видовые
различия: уровень гемолиза эритроцитов собаки и
лошади на 20% выше по сравнению с клетками
человека. Эритроциты собаки, как и клетки чело-
века, имеют максимально выраженный гемолиз в
среде, содержащей 1,2, а лошади – 1,4 М NaCl.
Для эритроцитов человека были получены анало-
гичные концентрационные зависимости [1, 16],
однако существовали некоторые расхождения от-
носительно осмолярности среды, в которой регист-
рировалось максимальное повреждение эритро-
цитов. В настоящее время большинство исследова-
телей полагают, что в 1,2 М NaCl (2400 мОсмол/кг)
эритроциты человека подвергаются наиболее
выраженному повреждению [1, 5].
Для того, чтобы изучить влияние гиперто-
нических сред на гемолиз эритроцитов млекопи-
тающих, клетки переносили в среды, содержащие
различные концентрации NaCl при температуре
37°С. Данные представлены на рис. 2.
В достаточно широком диапазоне концентраций
NaCl (вплоть до 2,5 М NaCl при 37°С) клетки не
повреждаются. Эритроциты быка, лошади, собаки
и человека начинают лизировать (гемолиз выше
10 %) в средах, содержащих NaCl в концентрации
2,50; 2,75, 3,00 и 3,00 М NaCl соответственно.
Дальнейшее приращение уровня гемолиза эритро-
цитов млекопитающих также имеет видовые раз-
Рис. 2. Зависимость от концентрации NaCl в среде при
температуре 37°С уровня гипертонического гемолиза
эритроцитов млекопитающих: 1 – человека; 2 – лошади;
3 – собаки; 4 – быка.
Fig. 2. Hypertonic hemolysis level dependency on NaCl
concentration in the medium at 37°C for following mamma-
lian erythrocytes: 1 – human; 2 – equine; 3 – canine; 4 –
bovine.
Концентрация NaCl, М
NаCl concentration, M
Hypertonic cryohemolysis is shown as typical not
only for human erythrocytes (curve 1) but for animal
ones (curves 2-4) as well. However along with general
regularities we can also note the peculiarities of
hypertonic damage development in studied erythro-
cytes under cooling. Thus, hypertonic cryohemolysis
of equine and canine erythrocytes starts to progress in
0.6 M NaCl-containing media, that corresponds to
solution osmolarity of 1200 mOsm/kg and in 0.8 M
NaCl (1600 mOsm/kg) for bovine and human cells.
With following increase in medium osmolarity there is
the augmentation of hypertonic cryohemolysis level
up to the maximum values, which are well manifested
for canine, equine and human erythrocytes. For bovine
erythrocytes (Fig. 1) the augmentation of cryohemolysis
with salt concentration growth in the medium is
observed. For erythrocytes of different mammals the
maximum damage level is noted in the media with
different osmolarity, in addition hemolysis level in points
of maximum damage has specific differences as well:
hemolysis level of canine and equine erythrocytes is
20% higher in comparison with human cells. Both
canine erythrocytes and human cells have the maxi-
mally manifested hemolysis in the medium, containing
1.2 and 1.4 M NaCl for equine ones. For human
erythrocytes the similar concentration dependencies
were obtained [1, 16], but there were some divergen-
ces in respect of medium osmolarity, where the
maximal erythrocyte damage was recorded. Now-
adays many researchers believe that in 1.2 M NaCl
(2400 mOsm/kg) human erythrocytes undergo the most
manifested damages [1, 5].
In order to study the influence of hypertonic media
on mammalian erythrocytes, the cells were transferred
into the media, containing different concentrations of
NaCl at 37°C. Data are presented in Fig. 2.
There are no damages in cells within quite a large
range of NaCl concentrations (up to 2.5 M NaCl at
37°C). Bovine, equine, canine and human erythrocytes
begin to lyse (hemolysis higher than 10%) in the media,
containing NaCl in 2.50; 2.75, 3.00 and 3.00 M NaCl
concentrations, correspondingly. Further increment of
mammalian erythrocyte hemolysis level has also
specific differences and according to this index
augmentation cells can be ranged as follows: canine <
equine < human. Thus, bovine and human cells are
characterized with the highest sensitivity to NaCl
hypertonic concentrations, meanwhile canine erythro-
cytes are quite resistant to hypertonic effect.
Basing on the fact, that the level of isothermal
(37°C) hemolysis of mammalian erythrocytes in NaCl
solutions with concentration from 1.00 to 2.25 M does
not exceed 5% (Fig. 2), the contribution of spontaneous
hemolysis of mammalian erythrocytes at the I stage
of hypertonic cryohemolysis may be suggested as
insignificant.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
4
1
2
3
Ге
м
ол
из
,
%
H
em
ol
ys
is
,
%
289 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 16, 2006, №3
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 16, 2006, №3
Thus, we have demonstrated that for canine, equine
and bovine erythrocytes the hemolysis development is
observed only at joint effect of hypertonic medium (0.6-
2.0 N NaCl) and temperature shift, that is typical for
human cells as well.
Development of human erythrocyte cryohemolysis
only in hypertonic media is associated to a high content
of cholesterol in their membranes [17]. Total molar
cholesterol ratio to phospholipids in bovine and equine
erythrocyte membrane makes approximately 0.9 and
0.96 for canine ones, that is quite close to this index in
human ones: 0.8 [13].
The results obtained for mammalian erythrocytes
hypertonic cryohemolysis (Fig. 1) quite well correlate
with phosphatidylcholine (PC) and sphingomyelin (SM)
content in their membrane (Table). If in bovine erythro-
cyte membrane PC is practically absent, in canine,
equine and human cells its content makes 30-50%.
With an increase in SM content in phospholipid fraction
of mammalian erythrocyte membrane, cells may be
ranged as follows: bovine>human>equine>canine.
Ratio of these two phospholipid (PC and SM) classes
is one of the main factors, determining the membrane
fluidity. Thus, for canine erythrocytes, having the
highest ratio of mentioned phospholipids, the highest
level of hypertonic cryohemolysis (95%) is typical, as
for bovine cells with low PC/SM ratio the cryohemoly-
sis level makes only 35% at 1.2M NaCl concentration.
The paper [15] demonstrates that mammalian
erythrocytes with low PC/SM ratio are less damaged
under cation peptide effect. The same picture we
observe under hypertonic cryohemolysis as well: bovine
erythrocytes are characterized with the lowest level
of hypertonic cryohemolysis.
личия, и по увеличению этого показателя клетки
можно расположить в следующий ряд: собака<
лошадь<бык<человек. Таким образом, клетки
быка и человека характеризуются самой высокой
чувствительностью к гипертоническим концентра-
циям NaCl, в то время как эритроциты собаки дос-
таточно устойчивы к гипертоническому воздейст-
вию.
Исходя из того, что уровень изотермического
(37°С) гемолиза эритроцитов млекопитающих в
растворах NaCl с концентрацией от 1,00 до 2,25 М
не превышает 5% (рис. 2), можно полагать, что
вклад спонтанного гемолиза эритроцитов млекопи-
тающих на этапе I гипертонического криогемолиза
незначителен.
Таким образом, мы показали, что для эритро-
цитов собаки, лошади и быка развитие гемолиза
наблюдается только при совместном действии
гипертонической среды (0,6-2,0 М NaCl) и сдвига
температуры, что характерно и для клеток чело-
века.
Развитие криогемолиза эритроцитов человека
только в гипертонических средах связывают с
высоким содержанием холестерина в их мембра-
нах [17]. Общее молярное соотношение холесте-
рина к фосфолипидам в эритроцитарной мембране
быка и лошади составляет примерно 0,9, а собаки –
0,96, что достаточно близко к данному показа-
телю эритроцитов человека – 0,8 [13].
Полученные результаты гипертонического
криогемолиза эритроцитов млекопитающих (рис. 1)
достаточно хорошо коррелируют с содержанием
фосфатидилхолина (ФХ) и сфингомиелина (СМ) в
их мембране (таблица). Если в мембране эрит-
яиненварсыртемараП
sretemarapderapmoC
ытицортирЭ
setycorhtyrE
акыб
enivob
идашол
eniuqe
икабос
eninac
акеволеч
namuh
мкм,атицортирэмеъбО 3 ]21,6[
,emulovetycorhtyrE µm3 ]21,6[ 05 54-24 07 )09(78
мкм,атицортирэьдащолП 2 ]21,6[
,aeraetycorhtyrE µm2 ]21,6[ 7,06 6,45 7,28 4,89
]9,7[%,МС
]9,7[%,MS 2,64 5,31 8,01 4,1±5,52
]41,01,3[%,ХФ
]41,01,3[%,CP
тюувтстустО
ьнечоили
олам
rotnesbA
tnuomathgils
)3,14(4,24 9,64 5,1±3,92
МС/ХФ
MS/CP - 141,3 343,4 941,1
еинешонтоосеонряломеещбО
]31[мадипилофсофканиретселох
otoitarloretselohcralomlatoT
]31[sdipilohpsohp
29,0 29,0 69,0 8,0
Сравнительные характеристики эритроцитов млекопитающих
Comparative characteristics of mammalian erythrocytes
роцитов быка ФХ практи-
чески отсутствует, то в
клетках собаки, лошади и
человека его содержание
составляет 30-50%. По ме-
ре увеличения содержания
СМ во фракции фосфоли-
пидов эритроцитарных
мембран млекопитающих
клетки можно расположить
в ряд: бык>человек>ло-
шадь>собака. Соотноше-
ние этих двух классов
фосфолипидов (ФХ и СМ)
является одним из основ-
ных факторов, опреде-
ляющих текучесть мемб-
раны. Так, для эритроцитов
собаки, имеющих самое
высокое соотношение ука-
занных фосфолипидов, ха-
рактерен самый высокий
290 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 16, 2006, №3
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 16, 2006, №3
As reported elsewhere cell resistance to a change
in medium osmotic conditions is associated to erythro-
cyte size. In particular, small-sized erythrocytes are
more resistant to the effect of hypertonic media, than
the large ones [6]. However, under hypertonic cryo-
hemolysis when cells are affected by increased
osmolarity and cooling, this correlation was not obtained.
Bovine erythrocytes, being highly inferior in size to
canine and human cells but comparable with equine
ones, occurred to be the most resistant to the mentioned
stress effect (Fig. 1, Table).
Conclusions
Thus, the phenomenon of hypertonic cryohemoly-
sis described previously for human erythrocytes is
typical for those of other mammals, in particular dog,
horse and bull. Together with the common features
there were demonstrated a peculiar manifestation of
hypertonic cryohemolysis in different mammalian
erythrocytes, apparently stipulated by specific cha-
racter of structure and composition of their membra-
nes.
уровень гипертонического криогемолиза (95%),
для клеток быка с низким соотношением ФХ/СМ
при концентрации NaCl 1,2 М уровень криогемолиза
составляет всего 35%.
В работе [15] показано, что эритроциты млеко-
питающих с низким соотношением ФХ/СМ
повреждаются меньше при действии катионных
пептидов. Подобную картину видим и при гипер-
тоническом криогемолизе: эритроциты быка
характеризуются самым низким уровнем гипер-
тонического криогемолиза.
В литературе устойчивость клеток к изме-
нению осмотических условий среды связывают с
размерами эритроцитов. В частности, эритроциты
небольшого размера более устойчивы к действию
гипертонических сред, чем крупные клетки [6].
Однако при гипертоническом криогемолизе, когда
на клетки действуют повышенная осмолярность и
охлаждение, такой корреляции не получили.
Эритроциты быка, существенно уступающие по
размерам клеткам собаки и человека, но соиз-
меримые с клетками лошади, оказались самыми
устойчивыми к указанному стрессовому воздей-
ствию (рис.1, таблица).
Выводы
Таким образом, явление гипертонического
криогемолиза, ранее описанное для эритроцитов
человека, характерно и для эритроцитов других
млекопитающих, в частности собаки, лошади,
быка. Наряду с общими чертами показаны и
особенности проявления гипертонического криоге-
молиза эритроцитов разных видов млекопитающих,
по-видимому, обусловленные спецификой строения
и состава их мембран.
Литература
Белоус А.М., Бондаренко В.А., Бондаренко Т.П., Бабий-
чук Л.А. Температурозависимые изменения структуры
эритроцитов. Сообщение 1. Роль ионов и фазовых
переходов в индукции процессов криогемолиза //
Криобиология и криомедицина.– 1983.– №12.– С. 13-24.
Гордиенко Е.А., Коваленко С.Е. Основные законо-
мерности явления гипертонического криогемолиза//
Пробл. криобиологии.– 1997.– №3.– С. 3-7.
Черницкий Е.А., Воробей А.Б. Структура и функция
эритроцитарных мембран.– Минск: Наука и техника,
1981.–213 с.
Шпакова Н.М.,Бондаренко В.А. Mеханизм криогемолиза
эритроцитов, индуцированного катионными амфипа-
тами: синергизм индукции перехода “дискоцит-стомато-
цит III” при действии хлорпромазина и тоничности сре-
ды // Укр. биохим. журнал.– 1991.– Т. 60, №6.– С. 83-88.
Шпакова Н.М., Бондаренко В.А. Действие хлорпромазина
на температурную и осмотическую чувствительность
эритроцитов // Биохимия.–1991.– Т. 56, №12.– С.2125-2130.
Betticher D.C., Geiser J. Resistance of mammalian red blood
cells of different size to hypertonic milieu // Comp. Biochem.
Physiol. A.– 1989.– Vol. 93, N2.– P. 429-432.
References
Belous A.M., Bondarenko V.A., Bondarenko T.P., Babij-
chuk L.A. Temperature-dependent changes of erythrocyte
structure. Report I. Role of ions and phase transitions in
cryohemolysis induction // Cryobiology and cryomedicine.–
1983.– N12.– P. 13-24.
Gordienko E.A., Kovalenko S.E. The main regularities of hyper-
tonic cryohemolysis phenomenon // Problems of cryobiology.–
1997. – N 3. – P. 3-7.
Chernitskiy E.A. Vorobey A.B. Structure and functions of
erythrocyte membranes. Minsk: Nauka i tekhnika, 1981.– 213 p.
Shpakova N.M., Bondarenko V.A. A mechanism of cryo-
hemolysis in erythrocytes, induced by cationic amphipaths:
synergism of the “discocyte-stomatocyte III” transition
induction under the effect of chlorpromazine and medium
tonicity // J. Ukr. biochem.– 1991.– Vol. 60, N6.– P. 83-88.
Shpakova N.M., Bondarenko V.A. The action of chlorpro-
mazine on temperature and osmotic sensitivity of erythro-
cytes // Biokhimiya.– 1991.– Vol. 56, N12.– P. 2125-2130.
Betticher D.C., Geiser J. Resistance of mammalian red blood
cells of different size to hypertonic milieu // Comp. Biochem.
Physiol. A.– 1989.– Vol. 93, N2.– P. 429-432.
Cullis P. R., de Kruijff B. Lipid polymorphism and the functional
roles of lipids in biological membranes // Biochim. Biophys.
Acta.– 1979.– Vol. 559, N4.– P. 399-420.
Dubbelman T.V.A.R., de Bruijne A.W., Christianse K., van
Steveninck J. Hypertonic cryohemolysis of human red blood
cells // J. Memb. Biol.– 1979.– Vol. 50, N 3-4.– P. 225-240.
Engen R.L., Clark C.L. High-performance liquid chroma-
tography determination of erythrocyte membrane phospho-
lipid composition in several animal species // Am. J. Vet. Res.–
1990.– Vol. 51, N4.– P. 577-580.
Florin-Christensen J., Suarez C.E., Florin-Christensen M.
et al. A unique phospholipid organization in bovine erythrocyte
membranes // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.– 2001.– Vol. 98,
N14.– P. 7736-7741.
Morris G.J., Watson P.F. Cold shock injury – a comprehensive
bibliography // CryoLetters.–1984.– Vol. 5, N6.– P. 352-372.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
291 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 16, 2006, №3
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 16, 2006, №3
Mosior M., Bialas W.A., Wrobel A., Gomulkiewicz J. Critical
cell volume and shape of bovine erythrocytes // J. Gen. Physiol.
Biophys.– 1992.– Vol. 11, N5.– P. 499-506.
Nelson G.J. Composition of neutral lipids from erythrocytes
of common mammals // J. Lipid Researsh.– 1967.– Vol. 8, N4.–
P. 374-379.
Nouri-Sorkhabi M.H., Agar N.S., Sullivan D.R. et al.
Phospholipid composition of erythrocyte membranes and
plasma of mammalian blood including Australian marsupials;
quantitative 31P NMR analysis using detergent // Comp.
Biochem. Physiol. B.– 1996.– Vol. 113, N2.– P.221-227.
Oyewale J.O. Changes in osmotic resistance of erythrocytes
of cattle, pigs, rats and rabbits during variation in temperature
and pH // Zentralbl. Veterinarmed. A.– 1992.– Vol.39, N2.–
P. 98-104.
Takahashi T., Williams R.J. Thermal shock hemolysis in
human red cells. I. The effects of temperature, time and
osmotic stress // Cryobiology.– 1983.– Vol. 20, N5.– P. 507-520.
Takahashi T., Noji S., Erbe E.F. et al. Cold shock hemolysis
in human erythrocytes studied by spin probe method and
freeze-fracture electron microscopy // Biophys. J.– 1986.–
Vol. 49, N2.– P. 403-410.
Accepted in 13.06.2006
12.
13.
14.
15.
16.
17.
Cullis P. R., de Kruijff B. Lipid polymorphism and the functional
roles of lipids in biological membranes // Biochim. Biophys.
Acta.– 1979.– Vol. 559, N4.– P. 399-420.
Dubbelman T.V.A.R., de Bruijne A.W., Christianse K., van
Steveninck J. Hypertonic cryohemolysis of human red blood
cells // J. Memb. Biol.– 1979.– Vol. 50, N 3-4.– P. 225-240.
Engen R.L., Clark C.L. High-performance liquid chroma-
tography determination of erythrocyte membrane phospho-
lipid composition in several animal species // Am. J. Vet. Res.–
1990.– Vol. 51, N4.– P. 577-580.
Florin-Christensen J., Suarez C.E., Florin-Christensen M.
et al. A unique phospholipid organization in bovine erythrocyte
membranes // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.– 2001.– Vol. 98,
N14.– P. 7736-7741.
Morris G.J., Watson P.F. Cold shock injury – a comprehensive
bibliography // CryoLetters.–1984.– Vol. 5, N6.– P. 352-372.
Mosior M., Bialas W.A., Wrobel A., Gomulkiewicz J. Critical
cell volume and shape of bovine erythrocytes // J. Gen. Physiol.
Biophys.– 1992.– Vol. 11, N5.– P. 499-506.
Nelson G.J. Composition of neutral lipids from erythrocytes
of common mammals // J. Lipid Researsh.– 1967.– Vol. 8, N4.–
P. 374-379.
Nouri-Sorkhabi M.H., Agar N.S., Sullivan D.R. et al.
Phospholipid composition of erythrocyte membranes and
plasma of mammalian blood including Australian marsupials;
quantitative 31P NMR analysis using detergent // Comp.
Biochem. Physiol. B.– 1996.– Vol. 113, N2.– P.221-227.
Oyewale J.O. Changes in osmotic resistance of erythrocytes
of cattle, pigs, rats and rabbits during variation in temperature
and pH // Zentralbl. Veterinarmed. A.– 1992.– Vol.39, N2.–
P. 98-104.
Takahashi T., Williams R.J. Thermal shock hemolysis in
human red cells. I. The effects of temperature, time and
osmotic stress // Cryobiology.– 1983.– Vol. 20, N5.– P. 507-520.
Takahashi T., Noji S., Erbe E.F. et al. Cold shock hemolysis
in human erythrocytes studied by spin probe method and
freeze-fracture electron microscopy // Biophys. J.– 1986.–
Vol. 49, N2.– P. 403-410.
Поступила 13.06.2006
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
|