Влияние фенилгидразина и алкилсульфатов на осмотическую чувствительность эритроцитов млекопитающих
Показано, что чувствительность эритроцитов млекопитающих к гипертоническому стрессу при 37 °С после обработки фенилгидразином зависит от видовой принадлежности клеток. Установлено, что модификация фенилгидразином эритроцитов млекопитающих приводит к снижению антигемолитической активности алкилкилсул...
Saved in:
| Published in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Date: | 2012 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2012
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/49993 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Влияние фенилгидразина и алкилсульфатов на осмотическую чувствительность эритроцитов млекопитающих / Н.А. Ершова, Н.М. Шпакова, Н.В. Орлова // Доп. НАН України. — 2012. — № 6. — С. 129-133. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859841717396570112 |
|---|---|
| author | Ершова, Н.А. Шпакова, Н.М. Орлова, Н.В. |
| author_facet | Ершова, Н.А. Шпакова, Н.М. Орлова, Н.В. |
| citation_txt | Влияние фенилгидразина и алкилсульфатов на осмотическую чувствительность эритроцитов млекопитающих / Н.А. Ершова, Н.М. Шпакова, Н.В. Орлова // Доп. НАН України. — 2012. — № 6. — С. 129-133. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Доповіді НАН України |
| description | Показано, что чувствительность эритроцитов млекопитающих к гипертоническому стрессу при 37 °С после обработки фенилгидразином зависит от видовой принадлежности клеток. Установлено, что модификация фенилгидразином эритроцитов млекопитающих приводит к снижению антигемолитической активности алкилкилсульфатов в условиях гипертонического стресса.
Показано, що чутливість еритроцитів ссавців до гіпертонічного стресу при 37 °С після обробки фенілгідразином залежить від видової приналежності клітин. Встановлено, що модифікація фенілгідразином еритроцитів ссавців призводить до зниження антигемолітичної активності алкілсульфатів в умовах гіпертонічного стресу.
It is shown that the sensitivity of mammalian erythrocytes to hypertonic stress at 37 °C after the treatment with phenylhydrazine depends on the species of a cell. We have established that the modification with phenylhydrazine of mammalian erythrocytes leads to a decrease of the alkyl sulfates antihemolytic activity under hypertonic stress.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:36:57Z |
| format | Article |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
6 • 2012
БIОЛОГIЯ
УДК 591.111.1:577.352.462
© 2012
Н.А. Ершова, Н.М. Шпакова, Н.В. Орлова
Влияние фенилгидразина и алкилсульфатов
на осмотическую чувствительность эритроцитов
млекопитающих
(Представлено академиком НАН Украины А.Н. Гольцевым)
Показано, что чувствительность эритроцитов млекопитающих к гипертоническому
стрессу при 37 ◦С после обработки фенилгидразином зависит от видовой принадлежнос-
ти клеток. Установлено, что модификация фенилгидразином эритроцитов млекопи-
тающих приводит к снижению антигемолитической активности алкилкилсульфатов
в условиях гипертонического стресса.
При замораживании биологических объектов одним из основных факторов повреждения
клеток является образование высококонцентрированных солевых растворов в результате
вымораживания воды [1]. В качестве экспериментальной модели для изучения влияния дан-
ного фактора на эритроциты используют гипертонический стресс, который представляет
собой повреждение клеток, перенесенных в гипертоническую среду при положительных
значениях температуры [1].
Характер ответа клетки на осмотическое воздействие во многом зависит от состоя-
ния ее цитоскелет-мембранного комплекса [1, 2]. Поэтому мы модифицировали цитоске-
лет-мембранный комплекс эритроцитов млекопитающих с помощью фенилгидразина, кото-
рый вызывает деградацию цитоскелетных белков, в частности спектрина [3]. Существуют
подходы, позволяющие снизить чувствительность клеток к осмотическому стрессу, в част-
ности амфифильные соединения уменьшают уровень гипертонического гемолиза эритроци-
тов млекопитающих [2]. Представляло интерес исследовать эффективность анионных ам-
фифильных веществ алкилсульфатов в условиях гипертонического стресса эритроцитов
млекопитающих, модифицированных фенилгидразином.
Цель работы — исследовать влияние фенилгидразина на чувствительность эритроцитов
человека, лошади, быка и кролика к гипертоническому стрессу и изучить антигемолити-
ческую активность децилсульфата натрия и додецилсульфата натрия.
Материалы и методы. Для исследования использовали эритроциты, полученные из
крови млекопитающих, заготовленной на консерванте “Глюгицир”. Эритроциты выделяли
по стандартной методике [2].
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2012, №6 129
Рис. 1. Уровень гемолиза контрольных (1 ) и модифицированных фенилгидразином (2 ) эритроцитов мле-
копитающих в условиях гипертонического стресса (4,0 М NaCl) при температуре 37 ◦С (а) и 0 ◦С (б ).
∗ — достоверно отличается по сравнению с контролем, PU < 0,05
Гипертонический стресс эритроцитов осуществляли путем переноса аликвоты суспензии
эритроцитов в 1 мл раствора, содержащего 4,0 моль/л NaCl, на 5 мин при 37 или 0 ◦С. Ко-
нечный гематокрит 0,4%. Амфифильные соединения добавляли в гипертоническую сре-
ду перед внесением в нее клеток [2]. Содержание гемоглобина в супернатанте определяли
спектрофотометрическим методом при длине волны 543 нм.
В работе были использованы децилсульфат натрия (С10) и додецилсульфат натрия
(С12) в эффективных концентрациях, при которых наблюдается максимальное снижение
гипертонического гемолиза эритроцитов по сравнению с контролем. Значение антигемоли-
тической активности алкилсульфата рассчитывали как процент снижения гемолиза клеток
в присутствии эффективной концентрации вещества по отношению к гемолизу в пробе, не
содержащей алкилсульфат.
Модификацию цитоскелета эритроцитов фенилгидразином (1 мМ) осуществляли по ме-
тоду [3].
Статистическую обработку результатов проводили с помощью ANOVA тестов и крите-
рия Манна–Уитни [StatgraphWin].
Результаты и их обсуждение. В среде, содержащей 4,0 М NaCl, исходный уровень
повреждения эритроцитов млекопитающих в значительной степени различается (рис. 1).
При 0 ◦С устойчивость эритроцитов разных видов к гипертоническому воздействию выше,
чем при 37 ◦С. Это может быть связано с тем, что при температуре 0 ◦С в мембране, харак-
теризующейся более плотной упаковкой липидов [1], процессы развития трансмембранных
дефектов затруднены.
Эритроциты кролика в отличие от клеток других млекопитающих проявляют высокую
устойчивость к гипертоническому стрессу как при 0 ◦С, так и при 37 ◦С. Возможно, это
связано с высоким коэффициентом осмотической проницаемости эритроцитарных мемб-
ран кролика для воды [4]. По-видимому, быстрый отток воды из эритроцитов кролика
при помещении их в гипертоническую среду позволяет уменьшить осмотическую нагруз-
ку на клетки и, как следствие, снизить повреждающее действие гипертонического раство-
ра [1].
Как видно из рис. 1, а, модификация эритроцитов фенилгидразином приводит к сни-
жению уровня гипертонического гемолиза клеток человека и быка и повышению уровня
130 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2012, №6
повреждения клеток лошади (37 ◦С). Фенилгидразин не изменяет реакцию эритроцитов
кролика на гипертонический стресс.
Выявленные разнонаправленные изменения устойчивости эритроцитов млекопитающих
к гипертоническому стрессу после обработки клеток фенилгидразином, по-видимому, свя-
заны с видовыми особенностями эритроцитарных мембран млекопитающих. В отличие от
клеток человека, быка и кролика, эритроциты лошади лишены белка полосы 4.2 [5]. Дан-
ный белок играет важную роль в обеспечении стабильности и гибкости клеточной мембра-
ны [6]. Следовательно, отсутствие белка полосы 4.2 и модификация эритроцитов лошади
фенилгидразином может приводить к существенным изменениям взаимодействия белков
цитоскелета с эритроцитарной мембраной, что и проявляется в наблюдаемом повышении
уровня гипертонического гемолиза этих клеток.
При 0 ◦С для всех исследуемых эритроцитов, обработанных фенилгидразином, выявле-
но повышение гипертонической чувствительности по сравнению с контрольными клетками
(см. рис. 1, б ). Это может быть связано с тем, что низкая температура и фенилгидразин
оказывают однонаправленное действие на клетку, а именно значительно уменьшают те-
кучесть мембранных липидов [1, 7]. Вероятно, при комбинированном действии этих двух
факторов в клетке происходят настолько сильные изменения, что она теряет способность
противостоять повреждающему действию гипертонического стресса.
При изучении влияния алкилсульфатов на гипертонический гемолиз эритроцитов ра-
зных видов млекопитающих были определены эффективные концентрации С10 и С12, при
которых наблюдался их максимальный антигемолитический эффект (табл. 1). Для иссле-
дования антигемолитической активности С10 и С12 в условиях гипертонического стрес-
са эритроцитов млекопитающих, обработанных фенилгидразином, амфифильные вещества
использовались в указанных концентрациях.
Как видно из рис. 2, при 37 ◦С алкилсульфаты с длиной алкильной цепи 10 и 12 угле-
родных атомов проявляют высокую антигемолитическую активность в условиях гипер-
тонического стресса эритроцитов человека, лошади и быка. Для клеток кролика данные
не приведены, поскольку исследуемые алкилсульфаты были неэффективны. Модифика-
ция фенилгидразином клеток человека, лошади и быка приводит к снижению антигемоли-
тической активности С10 и С12 в условиях гипертонического стресса при 37 ◦С, причем
для клеток быка указанный эффект максимально выражен. Следует отметить, что неза-
висимо от того, как проявляется эффект обработки эритроцитов фенилгидразином в усло-
виях гипертонического стресса — повышается или понижается гипертоническая чувстви-
тельность клеток (см. рис. 1), антигемолитическая активность алкилсульфатов снижается
(см. рис. 2).
При низкой температуре гипертонической среды антигемолитическая активность ал-
килсульфатов выявлена только для эритроцитов человека (рис. 3). Значения антигемоли-
Таблица 1. Эффективные концентрации алкилсульфатов при гипертоническом стрессе (4,0 М NaCl) эри-
троцитов млекопитающих, мкМ
Эритроциты
млекопитающих
Децилсульфат натрия Додецилсульфат натрия
37 ◦С 0 ◦С 37 ◦С 0 ◦С
Человек 45 ± 4 10 ± 1 25 ± 3 15 ± 8
Лошадь 40 ± 2 — 20 ± 2 —
Бык 65 ± 7 — 50 ± 7 —
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2012, №6 131
Рис. 2. Антигемолитическая активность алкилсульфатов в условиях гипертонического стресса контрольных
(1 ) и модифицированных фенилгидразином (2 ) эритроцитов млекопитающих при температуре 37 ◦С.
∗ — достоверно отличается по сравнению с контролем, PU < 0,05
Рис. 3. Антигемолитическая активность алкилсульфатов в условиях гипертонического стресса контрольных
(1 ) и модифицированных фенилгидразином (2 ) эритроцитов человека при температуре 0 ◦С.
∗ — достоверно отличается по сравнению с контролем, PU < 0,05
тической активности С10 и С12 в условиях гипертонического стресса модифицированных
фенилгидразином эритроцитов человека снижается примерно в 2 раза.
Антигемолитическую активность амфифильных соединений связывают со способностью
этих веществ встраиваться в эритроцитарную мембрану и пертурбировать ее [8, 9]. Обра-
ботка эритроцитов фенилгидразином вызывает деградацию спектрина [3], способствует ас-
социации цитозольных белков с мембраной и цитоскелетом [10, 11], а также уменьшает
текучесть мембранных липидов [7]. Таким образом, в более жесткой мембране (в резуль-
тате обработки клеток фенилгидразином) процессы встраивания алкилсульфатов и ее ре-
организации под влиянием С10 и С12 затруднены, поэтому и наблюдается снижение эф-
фективности амфифильных соединений. Добавление к экспериментальным условиям еще
одного фактора (0 ◦С), действие которого направлено на ужесточение эритроцитарной мем-
браны [1], проявляется в еще более выраженном падении эффективности алкилсульфатов
в условиях гипертонического стресса эритроцитов млекопитающих. Таким образом, полу-
ченные результаты свидетельствуют в пользу предполагаемого механизма антигемолити-
ческого действия амфифильных соединений [8, 9].
1. Белоус А.М., Грищенко В.И. Криобиология. – Киев: Наук. думка, 1994. – 432 с.
132 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2012, №6
2. Шпакова Н.М., Панталер Е. Р., Бондаренко В.А. Антигемолитический эффект хлорпромазина при
гипертоническом и холодовом шоке эритроцитов // Биохимия. – 1995. – 60, № 10. – С. 1624–1631.
3. Arduini A., Storto S., Belfigilo M. et al. Mechanism of spectrin degradation induced by phenylhydrazine
in intact human erythrocytes // Biochim. Biophys. Acta. – 1989. – 979, No 1. – P. 1–6.
4. Liu L., Lei T., Bankir L. et al. Erythrocyte permeability to urea and water: comparative study in rodents,
ruminants, carnivores, humans, and birds // J. Comp. Physiol. B. – 2011. – 181, No 1. – P. 65–72.
5. Baskurt O.K., Farley R.A., Meiselman H. J. Erythrocyte aggregation tendency and cellular properties in
horse, human, and rat: a comparative study // Amer. J. Physiol. – 1997. – 273. – P. H2604-H2612.
6. Yawata Y. Cell Membrane: The Red Blood Cell as a Model. – Weinheim: Wiley-VCH, 2003. – 448 p.
7. Fukushima Y., Kon H. On the mechanism of loss of deformability in human erythrocytes due to Heinz
body formation: a flow EPR study // Toxicol. Appl. Pharmacol. – 1990. – 102, No 2. – P. 205–218.
8. Hagerstrand H., Isomaa B. Amphiphile-induced antihaemolysis is not causally related to shape changes
and vesiculation // Chem.-Biol. Inter. – 1991. – 79. – P. 335–347.
9. Цымбал Л.В., Орлова Н.В., Шпакова Н.М. Модификация хлорпромазином структурно-функцио-
нального состояния мембран эритроцитов // Биол. мембраны. – 2005. – 22, № 4. – С. 327–335.
10. McMillan D.C., Powell C. L., Bowman Z. S. et al. Lipids versus proteins as major targets of pro-oxidant,
direct-acting hemolytic agents // Toxicol. Sci. – 2005. – 88, No 1. – P. 274–283.
11. Ramot Y., Koshkaryev A., Goldfarb A. et al. Phenylhydrazine as a partial model for beta-thalassaemia red
blood cell hemodynamic properties // Brit. J. Haematol. – 2008. – 140, No 6. – P. 692–700.
Поступило в редакцию 25.10.2011Институт проблем криобиологии
и криомедицины НАН Украины, Харьков
Н.А. Єршова, Н.М. Шпакова, Н.В. Орлова
Вплив фенiлгiдразину i алкiлсульфатiв на осмотичну чутливiсть
еритроцитiв ссавцiв
Показано, що чутливiсть еритроцитiв ссавцiв до гiпертонiчного стресу при 37 ◦С пiсля
обробки фенiлгiдразином залежить вiд видової приналежностi клiтин. Встановлено, що
модифiкацiя фенiлгiдразином еритроцитiв ссавцiв призводить до зниження антигемолi-
тичної активностi алкiлсульфатiв в умовах гiпертонiчного стресу.
N.A. Ershova, N. M. Shpakova, N. V. Orlova
Effect of phenylhydrazine and alkylsulfates on osmotic sensitivity of
mammalian erythrocytes
It is shown that the sensitivity of mammalian erythrocytes to hypertonic stress at 37 ◦C after the
treatment with phenylhydrazine depends on the species of a cell. We have established that the modi-
fication with phenylhydrazine of mammalian erythrocytes leads to a decrease of the alkyl sulfates
antihemolytic activity under hypertonic stress.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2012, №6 133
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-49993 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:36:57Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Ершова, Н.А. Шпакова, Н.М. Орлова, Н.В. 2013-10-02T17:07:02Z 2013-10-02T17:07:02Z 2012 Влияние фенилгидразина и алкилсульфатов на осмотическую чувствительность эритроцитов млекопитающих / Н.А. Ершова, Н.М. Шпакова, Н.В. Орлова // Доп. НАН України. — 2012. — № 6. — С. 129-133. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/49993 591.111.1:577.352.462 Показано, что чувствительность эритроцитов млекопитающих к гипертоническому стрессу при 37 °С после обработки фенилгидразином зависит от видовой принадлежности клеток. Установлено, что модификация фенилгидразином эритроцитов млекопитающих приводит к снижению антигемолитической активности алкилкилсульфатов в условиях гипертонического стресса. Показано, що чутливість еритроцитів ссавців до гіпертонічного стресу при 37 °С після обробки фенілгідразином залежить від видової приналежності клітин. Встановлено, що модифікація фенілгідразином еритроцитів ссавців призводить до зниження антигемолітичної активності алкілсульфатів в умовах гіпертонічного стресу. It is shown that the sensitivity of mammalian erythrocytes to hypertonic stress at 37 °C after the treatment with phenylhydrazine depends on the species of a cell. We have established that the modification with phenylhydrazine of mammalian erythrocytes leads to a decrease of the alkyl sulfates antihemolytic activity under hypertonic stress. ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Біологія Влияние фенилгидразина и алкилсульфатов на осмотическую чувствительность эритроцитов млекопитающих Вплив фенілгідразину і алкілсульфатів на осмотичну чутливість еритроцитів ссавців Effect of phenylhydrazine and alkylsulfates on osmotic sensitivity of mammalian erythrocytes Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние фенилгидразина и алкилсульфатов на осмотическую чувствительность эритроцитов млекопитающих Ершова, Н.А. Шпакова, Н.М. Орлова, Н.В. Біологія |
| title | Влияние фенилгидразина и алкилсульфатов на осмотическую чувствительность эритроцитов млекопитающих |
| title_alt | Вплив фенілгідразину і алкілсульфатів на осмотичну чутливість еритроцитів ссавців Effect of phenylhydrazine and alkylsulfates on osmotic sensitivity of mammalian erythrocytes |
| title_full | Влияние фенилгидразина и алкилсульфатов на осмотическую чувствительность эритроцитов млекопитающих |
| title_fullStr | Влияние фенилгидразина и алкилсульфатов на осмотическую чувствительность эритроцитов млекопитающих |
| title_full_unstemmed | Влияние фенилгидразина и алкилсульфатов на осмотическую чувствительность эритроцитов млекопитающих |
| title_short | Влияние фенилгидразина и алкилсульфатов на осмотическую чувствительность эритроцитов млекопитающих |
| title_sort | влияние фенилгидразина и алкилсульфатов на осмотическую чувствительность эритроцитов млекопитающих |
| topic | Біологія |
| topic_facet | Біологія |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/49993 |
| work_keys_str_mv | AT eršovana vliâniefenilgidrazinaialkilsulʹfatovnaosmotičeskuûčuvstvitelʹnostʹéritrocitovmlekopitaûŝih AT špakovanm vliâniefenilgidrazinaialkilsulʹfatovnaosmotičeskuûčuvstvitelʹnostʹéritrocitovmlekopitaûŝih AT orlovanv vliâniefenilgidrazinaialkilsulʹfatovnaosmotičeskuûčuvstvitelʹnostʹéritrocitovmlekopitaûŝih AT eršovana vplivfenílgídrazinuíalkílsulʹfatívnaosmotičnučutlivístʹeritrocitívssavcív AT špakovanm vplivfenílgídrazinuíalkílsulʹfatívnaosmotičnučutlivístʹeritrocitívssavcív AT orlovanv vplivfenílgídrazinuíalkílsulʹfatívnaosmotičnučutlivístʹeritrocitívssavcív AT eršovana effectofphenylhydrazineandalkylsulfatesonosmoticsensitivityofmammalianerythrocytes AT špakovanm effectofphenylhydrazineandalkylsulfatesonosmoticsensitivityofmammalianerythrocytes AT orlovanv effectofphenylhydrazineandalkylsulfatesonosmoticsensitivityofmammalianerythrocytes |