Взаимодействие глутатиона эритроцитов и кислородтранспортной функции крови при гемической гипоксии железодефицитного генеза
В опытах на крысах на модели гемической гипоксии железодефицитного генеза установлены нарушения кислородтранспортной функции (КТФ) крови (уменьшение доставки и потребления O₂, метаболический ацидоз) и значительное снижение содержания (в 2,34 раза) и активности (в 4,54 раза) глутатиона (GSH) эритроц...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Дата: | 2012 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2012
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/85341 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Взаимодействие глутатиона эритроцитов и кислородтранспортной функции крови при гемической гипоксии железодефицитного генеза / И.И. Лановенко, А.П. Гащук // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2012. — № 12. — С. 178-185. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859470420688764928 |
|---|---|
| author | Лановенко, И.И. Гащук, А.П. |
| author_facet | Лановенко, И.И. Гащук, А.П. |
| citation_txt | Взаимодействие глутатиона эритроцитов и кислородтранспортной функции крови при гемической гипоксии железодефицитного генеза / И.И. Лановенко, А.П. Гащук // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2012. — № 12. — С. 178-185. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Доповіді НАН України |
| description | В опытах на крысах на модели гемической гипоксии железодефицитного генеза установлены нарушения кислородтранспортной функции (КТФ) крови (уменьшение доставки и потребления O₂, метаболический ацидоз) и значительное снижение содержания
(в 2,34 раза) и активности (в 4,54 раза) глутатиона (GSH) эритроцитов крови. Стимуляция образования GSH (с помощью цистеамина и глутаргина) усиливает продукцию GSH и восстанавливает КТФ крови; угнетение образования GSH (с помощью диэтилмалеата) приводит к углублению недостаточности GSH и нарушений КТФ крови. Обоснована возможность коррекции гемической гипоксии с помощью применения доноров глутатиона.
В дослiдах на щурах на моделi гемiчної гiпоксiї залiзодефiцитного генезу встановлено порушення кисневотранспортної функцiї (КТФ) кровi (зменшення доставки i споживання O₂,
метаболiчний ацидоз) i значне зниження вмiсту (у 2,34 рази) i активностi (у 4,54 рази)
глутатiону (GSH) еритроцитiв кровi. Стимуляцiя утворення GSH (за допомогою цистеамiну i глутаргiну) пiдсилює продукцiю GSH та вiдновлює КТФ кровi; пригнiчення утворення GSH (за допомогою дiетилмалеату) призводить до поглиблення недостатностi GSH
i порушень КТФ кровi. Обгрунтована можливiсть корекцiї гемiчної гiпоксiї за допомогою застосування донорiв глутатiону.
In experiment on rats with modeling haemic hypoxia of iron deficiency genesis, the damage of the
oxygen blood transport function (OBTF) (delivery and use of O₂ decrease, metabolic acidosis) and
a decrease in the content (by 2.34 times) and activity (by 4.54 times) of GSH in erythrocytes of
blood are determined. Activation of the generation of GSH (by means of cysteamine and glutargin)
restores GSH and OBTF; and the depression of the generation of GSH (by means of diethylmaleate)
increases the GSH deficiency and OBTF damages. The possibility of a haemic hypoxia correction
by means of the use of glutathione donors is grounded.
|
| first_indexed | 2025-11-24T09:53:16Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 616.001.08:616.155.194+616-003.725
© 2012
И.И. Лановенко, А.П. Гащук
Взаимодействие глутатиона эритроцитов
и кислородтранспортной функции крови
при гемической гипоксии железодефицитного генеза
(Представлено академиком НАН Украины А.А. Мойбенко)
В опытах на крысах на модели гемической гипоксии железодефицитного генеза уста-
новлены нарушения кислородтранспортной функции (КТФ) крови (уменьшение достав-
ки и потребления O2, метаболический ацидоз) и значительное снижение содержания
(в 2,34 раза) и активности (в 4,54 раза) глутатиона (GSH) эритроцитов крови. Сти-
муляция образования GSH (с помощью цистеамина и глутаргина) усиливает продукцию
GSH и восстанавливает КТФ крови; угнетение образования GSH (с помощью диэтил-
малеата) приводит к углублению недостаточности GSH и нарушений КТФ крови. Обо-
снована возможность коррекции гемической гипоксии с помощью применения доноров
глутатиона.
Гипоксия, будучи мощнейшим патогенетическим фактором, мобилизует все компенсатор-
но-приспособительные возможности и механизмы организма. Адаптация организма челове-
ка к гипоксии происходит за счет реализации преформированных механизмов — мобилиза-
ции функциональных резервов кислородтранспортной системы, экспрессии регуляторных
генов, формирования механизмов долговременной биохимической адаптации [1, 2]. Моле-
кулярные механизмы срочной и долговременной адаптации к гипоксии реализуются при
участии физиологически активных веществ — кислородных сенсоров, кислородных пере-
датчиков и активаторов: главного фактора роста для эритроидных клеток эритропоэтина
(ЕРО), универсального мессенджера клеточных функций оксида азота (NO), белкового фа-
ктора, индуцированного гипоксией (HIF) [3–8]. В этом отношении значительное внимание
привлекает глутатион (GSH) — биологически активное вещество, трипептид (L-гамма-глу-
тамил-L-цистеинилглицин), один из универсальных регуляторов биохимического и физио-
логического гомеостаза в организме человека и животных. Глутатион содержится почти во
всех тканях организма и принимает участие во многих биохимических и физиологических
процессах: восстановление и изомеризация дисульфидных связей, влияние на активность
ферментов и других белков, поддержание мембранных функций, коферментные функции,
участие в обмене эйкозаноидов, резервирование цистеина, влияние на биосинтез нуклеи-
новых кислот и белка, пролиферацию и др. Как активный переносчик водовода глута-
тион регулирует течение окислительно-восстановительных реакций, как донор SH-групп
имеет большое значение в механизмах детоксикации. Как антиоксидант глутатион являе-
тся важнейшим звеном системы антиоксидантной защиты, предупреждения и ограничения
оксидативного стресса; выполняет исключительную роль в поддержании структурной це-
лостности эритроцитов и в защите гемоглобина от действия разнообразных окислителей,
обеспечивая тем самым функционирование его кислородсвязывающих свойств. Состояние
системы глутатиона в эритроцитах существенно влияет на активность гемоглобина и меха-
низмы регуляции кислородтранспортной функции (КТФ) крови в целом [9–13].
178 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2012, №12
Учитывая полипротекторные свойства глутатиона [11], актуальными являются иссле-
дования его роли и функционального значения в генезе гипоксических состояний и, осо-
бенно, гемической гипоксии (ГГ) при анемиях. Гемическая гипоксия как типовой патоло-
гический процесс формируется при недостаточности эритрона вследствие снижения ки-
слородной емкости крови, повреждения кроветворения, гемолиза эритроцитов, нарушения
кислородсвязывающих свойств гемоглобина и других причин, т. е. имеет полимодальный
этиопатогенез [14]. В настоящее время эти аспекты гемической гипоксии являются ва-
жным объектом при изучении полифункциональных свойств и механизмов действия ЕРО
и NO в экспериментальных и клинико-физиологических исследованиях. Однако целена-
правленное изучение участия GSH в регуляции КТФ крови при повреждении эритрона,
которое происходит при анемиях, еще не предпринималось. Комплексное фундаменталь-
ное исследование кислородрегуляторного действия EPO, NO и GSH на модели гемической
гипоксии может быть весьма плодотворным подходом к решению проблем гипоксии и ане-
мии [14].
В настоящем исследовании представлены результаты изучения кислородзависимой ре-
активности глутатиона эритроцитов при гемической гипоксии железодефицитного генеза.
Работа выполнена в эксперименте на 80 лабораторных крысах линии Вистар массой
(217,4 ± 8,6) г на модели гемической гипоксии железодефицитного генеза. Железодефи-
цитную анемию (ЖДА) моделировали посредством последовательного применения кро-
вопотери (эксфузия крови в количестве 20–25% объема циркулирующей крови), гемолиза
эритроцитов с помощью химического гемолитика фенилгидразина (2,5 мг/100 г массы жи-
вотного, 1% водный раствор; внутрибрюшинно, через 3 дня, 3–4 раза) и выведения железа
из организма с помощью десферала (25 мг/100 г массы, 4% водный раствор; внутрибрю-
шинно, ежедневно, 6–8 раз). В условиях гемической гипоксии применяли целенаправленные
воздействия на метаболизм GSH.
Проведено четыре серии опытов: I (n = 10) — контроль (норма — интактные живо-
тные); II (n = 40) — контроль создания модели ЖДА и последующего восстановления;
III (n = 20) — стимуляция образования GSH в условиях ЖДА с помощью биохимических
воздействий в двух вариантах: 1) введение синергиста GSH цистеамина — ЦА (n = 10) —
(10 мг/100 г массы, стандартный раствор; внутрибрюшинно, через день, 5 раз); 2) введение
донора GSH препарата глутаргин — Гл (n = 10) — (2 мг/100 г массы, 0,4% физиологиче-
ский раствор; внутрибрюшинно, ежедневно, 5 раз); IV (n = 10) — угнетение образования
GSH в условиях ЖДА с помощью введения антагониста GSH (диэтилмалеат — ДЭМ) —
(0,05 мл/100 г массы, 20% раствор в рафинированном подсолнечном масле; внутрибрю-
шинно, через день, 3 раза).
Для анализов использовали артериальную и смешанную венозную кровь и материал ко-
стного мозга животных. Заключительные определения показателей проводили через один–
пять дней после применения экспериментальных воздействий. Инвазивные манипуляции
выполняли под анестезией.
Контролировали общее состояние животных, гемограмму (количество эритроцитов —
Эр, Т/л; лейкоцитов — Л, Г/л; тромбоцитов — Tр, Г/л и ретикулоцитов — Рет, %; гемато-
критную величину — Гт, %; содержание гемоглобина — Hb, г/л и цветовой показатель —
ЦП, отн. ед.), подсчитывали лейкоцитарную формулу; определяли пул железа крови, кле-
точный состав костного мозга (миелограмму и эритробластограмму).
Для оценки состояния системы глутатиона в эритроцитах крови спектрофотомет-
рично измеряли содержание восстановленного (GSH) и окисленного (GSSG) глутатиона
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2012, №12 179
(мкмоль/л), а также активность ключевого фермента системы GSH — глутатионредуктазы
(GR, мкмоль/г · мин) [11, 15].
Оценка гемической гипоксии включала развернутую характеристику КТФ крови —
изучение дыхательной функции, газового состава и кислотно-основного состояния (КОС)
крови, системного кровообращения, кислородсвязывающих свойств гемоглобина, кисло-
родного режима крови, тканевого метаболизма. Определяли показатели: концентрацию
общего гемоглобина и его дериватов (метгемоглобина, сульфгемоглобина и общей сум-
мы дериватов — MtHb, SHb, DHb, г/л); количество эритроцитов; цветовой показатель;
среднее содержание гемоглобина в эритроците (ССГ, пг); концентрацию в эритроцитах
2,3-дифосфоглицерата (2,3-ДФГ, ммоль/л); концентрацию железа в сыворотке крови (СЖ,
мкмоль/л); общую и ненасыщенную железосвязывающую способность сыворотки крови
(ОЖСС, НЖСС; мкмоль/л); насыщение трансферрина железом (НТЖ, %); концентра-
цию ферритина в сыворотке крови (СФ, нг/мл); напряжение кислорода в артериальной и
в смешанной венозной крови (PaO2
, PvO2
, мм рт. ст.); кислородную емкость крови (CmaxO2
,
об.%); содержание кислорода в артериальной и в смешанной венозной крови (CaO2
, CvO2
,
об.%); артерио-венозное различие по кислороду (аvDO2
, об.%); минутный объем крови
[МОК, мл/(100 г · мин−1)]; объемную скорость транспорта кислорода артериальной и сме-
шанной венозной кровью [VaO2
, VvO2
, мл/(100 г · мин−1)]; потребление кислорода тканями
[VO2
, мл/(100 г ·мин−1)]; эффективность кислородного режима организма (КРО) в артери-
альной крови — Eа, т. е. соотношение скорости транспорта кислорода артериальной кровью
к его потреблению (доставка/потребление О2) — VaO2
/VO2
(SCR), отн. ед.; напряжение угле-
кислого газа в артериальной и в смешанной венозной крови (PaCO2
, PvCO2
, мм рт. ст.); кон-
центрацию буферных оснований в артериальной и в смешанной венозной крови (BBа, BBv,
ммоль/л); сдвиг буферных оснований (BEа, BEv, ммоль/л); концентрацию бикарбонатов
(ABа, ABv, ммоль/л); актуальную реакцию крови (pHа, pHv).
Применяли стандартные методы измерений. Показатели газового состава, кислотно-ос-
новного состояния крови, транспорта и утилизации кислорода определяли с помощью авто-
матизированной установки и биологического микроанализатора “Radelkis” (Венгрия) [14].
Результаты обрабатывали с использованием статистических методов, включая корреля-
ционный и регрессионный анализы, с помощью компьютерных прикладных программ.
Полученные результаты представлены в табл. 1 и 2. У интактных животных значения
контрольных показателей нормы гемограммы, обмена железа, КТФ крови, миелограммы
и глутатиона эритроцитов соответствовали физиологическим величинам для крыс.
После воздействий, направленных на редукцию периферического эритрона и депри-
вацию железа в организме, у животных воспроизводилась модель ЖДА средней степе-
ни тяжести — уменьшение эритроцитов и гемоглобина в крови в 1,5 раза в сравнении
с нормой и почти полное отсутствие железа в сыворотке крови. На этом фоне живот-
ным применяли дополнительные экспериментальные воздействия на состояние GSH с по-
следующей регистрацией изучаемых реакций. Контролем служили животные с воспро-
изведенной моделью ЖДА, которые находились в условиях спонтанного восстановления,
т. е. без дополнительных вмешательств и применения каких-либо экспериментальных ле-
чебных средств.
На период проведения заключительных измерений у контрольных (ЖДА → ГГ) жи-
вотных фиксировалось незначительное восстановление периферического эритрона, т. е. со-
зданная модель демонстрировала необходимую адекватность. Так, количество эритроци-
тов оставалось сниженым на 25,43% в сравнении с нормой, содержание гемоглобина —
180 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2012, №12
на 33,45%, показатель Гт — на 16,95% (P < 0,001). В эритроцитах более, чем в два раза
увеличивалось содержание дериватов гемоглобина и почти в 1,5 раза — 2,3-ДФГ. В костном
мозге выявлены снижение количества зрелых нейтрофилов, увеличение лимфоцитов, тен-
денция к уменьшению количества полихроматофильных нормоцитов с сохранением Л :Э
соотношения.
Таблица 1. Показатели гемограммы, обмена железа и глутатиона при экспериментальных воздействиях в
условиях модели гемической гипоксии (M ±m)
Показатель
Контроль
нормы (I)
Экспериментальные воздействия (серия опытов)
ГГ–К (II) ЦА (III) ДЭМ (IV)
Эр, Т/л 5,78 ± 0,18 4,31± 0,36
∗
4,88± 0,34
∗
4,24± 0,29
∗
Hb, г/л 143,1 ± 5,17 95,24 ± 4,02
∗
109,8 ± 5,06
∗#
93,05 ± 6,08
∗
ЦП, отн. ед. 0,75 ± 0,03 0,65± 0,04 0,69± 0,03 0,67± ,03
ССГ, пг 25,0 ± 1,07 21,8± 1,44 23,0± 1,07 22,3± 1,14
Л, Г/л 8,86 ± 0,90 7,97± 1,02 8,52± 0,86 8,12± 0,88
Тр, Г/л 509,1 ± 53,8 510,7 ± 45,6 485,0 ± 48,0 392,7 ± 29,6
#
Гт, % 40,7 ± 1,92 33,8± 1,15
∗
35,2± 2,52 31,9± 1,86
∗
СЖ, мкмоль/л 17,6 ± 2,30 3,5± 0,98
∗
8,9± 1,17
∗#
4,8± 0,61
∗
ОЖСС, мкмоль/л 54,7 ± 3,32 58,1± 4,62 65,3± 3,80
∗
60,4± 5,14
НЖСС, мкмоль/л 37,1 ± 2,49 54,6± 4,27
∗
56,4± 3,51
∗
55,6± 3,92
∗
НТЖ, % 32,18 ± 1,63 6,82± 0,85
∗
13,63 ± 1,70
∗#
7,95± 0,70
∗
СФ, нг/мл 3,6± 0,39 2,1± 0,37
∗
2,7± 0,63
#
1,9± 0,24
∗
GSH эр., мкмоль/л 4,090 ± 0,404 1,745 ± 0,243
∗
2,759 ± 0,396
∗#
1,576 ± 0,221
∗
GSSG эр., мкмоль/л 2,535 ± 0,328 0,904 ± 0,129
∗
1,420 ± 0,185
∗#
0,764 ± 0,098
∗
GR ер., мкмоль/г · мин 5,978 ± 0,660 1,318 ± 0,229
∗
2,249 ± 0,365
∗#
1,246 ± 0,219
∗
∗ — P < 0,05 по отношению к норме (контроль);
# — P < 0,05 по отношению к значениям при ГГ (ЖДА).
Таблица 2. Показатели КТФ крови при экспериментальных воздействиях в условиях модели гемической
гипоксии (M ±m)
Показатель
Контроль
нормы (I)
Экспериментальные воздействия (серия опытов)
ГГ–К (II) ЦА (III) ДЭМ (IV)
Hb, г/л 143,1 ± 5,17 95,2 ± 4,02
∗
109,8 ± 5,06
∗#
93,05 ± 6,08
∗
MtHb, г/л 1,39 ± 0,14 4,83 ± 0,29
∗
1,83± 0,34
#
2,17± 0,19
∗#
2,3-ДФГ, ммоль/л 5,21 ± 0,32 7,48 ± 0,36
∗
6,30± 0,41
#
7,62± 0,38
∗
PaO2
, мм рт. ст. 93,52 ± 2,28 76,81 ± 2,29
∗
82,91 ± 3,35
∗
77,56 ± 2,63
∗
PvO2
, мм рт. ст. 41,14 ± 1,53 34,66 ± 1,67
∗
39,65 ± 2,01
#
36,52 ± 1,76
∗
CmaxO2
, об.% 19,458 ± 0,703 12,960 ± 0,547
∗
14,938 ± 0,688
∗#
12,665 ± 0,827
∗
CaO2
, об.% 18,71 ± 0,601 11,89 ± 0,472
∗
14,48 ± 0,636
∗#
11,57 ± 0,736
∗
CvO2
, об.% 13,86 ± 0,720 6,47 ± 0,596
∗
9,44± 0,726
∗#
6,45± 0,936
∗#
av DO2
, об.% 4,853 ± 0,189 5,418 ± 0,177
∗
5,041 ± 0,148
#
5,120 ± 0,230
МОК, мл/(100 г · мин−1) 36,841 ± 3,611 26,992 ± 1,402
∗
30,048 ± 1,810 28,593 ± 2,282
VaO2
, мл/(100 г · мин−1) 6,974 ± 0,871 3,268 ± 0,257
∗
4,407 ± 0,395
∗#
3,358 ± 0,391
∗
VvO2
, мл/(100 г · мин−1) 5,208 ± 0,749 1,828 ± 0,235
∗
2,895 ± 0,330
∗#
1,929 ± 0,365
∗
VO2
, мл/(100 г · мин−1) 1,774 ± 0,165 1,440 ± 0,068
∗
1,512 ± 0,096 1,429 ± 0,083
SCR, отн. ед. 3,928 ± 0,250 2,270 ± 0,149
∗
2,913 ± 0,180
∗#
2,443 ± 0,245
∗
pHa 7,384 ± 0,010 7,243 ± 0,017
∗
7,286 ± 0,025
∗
7,226 ± 0,031
∗
pHv 7,353 ± 0,009 7,220 ± 0,016
∗
7,262 ± 0,024
∗
7,205 ± 0,030
∗
∗ — P < 0,05 по отношению к норме (контроль);
# — P < 0,05 по отношенню к значениям при ГГ (ЖДА).
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2012, №12 181
Вызванная ЖДА сопровождалась значительными нарушениями газового состава и ки-
слотно-основного состояния крови, а также системной гемодинамики. Установлено умень-
шение PaO2
на 17,87%, PvO2
на 17,75%, CmaxO2
на 33,40%, CaO2
на 36,46%, CvO2
на 53,31%,
ХОК на 26,73% — в сравнении с нормой (P < 0,001). Особенно показательным является
выявленный факт уменьшения вдвое скорости транспорта кислорода артериальной (VaO2
)
и почти втрое — венозной (VvO2
) кровью. В данной ситуации срабатывал механизм по-
вышенной утилизации кислорода из крови (увеличение avDO2
на 11,64%), однако, из-за
значительного дефицита доставки кислорода тканям (за счет гемического и гемодинами-
ческого компонентов), наблюдалось достоверное уменьшение потребления кислорода — с
(1,774±0,165) до (1,440±0,068) мл/(100 г·мин−1) — на 18,83%. Для очень жестко регулируе-
мого параметра, каким является VO2
, это показатель большого дефицита. Вследствие недо-
статочности терминального (митохондриального) окисления развивалась недостаточность
энергетического метаболизма, о чем, в частности, свидетельствуют декомпенсированные
сдвиги респираторного и метаболического компонентов кислотно-основного состояния кро-
ви со снижением pHv до (7,220 ± 0,016) — P < 0,001. В целом выявленные изменения
свидетельствуют о повреждении всех звеньев КТФ крови.
В патофизиологическом обозначении совокупность нарушений эритрона и кислород-
транспотрной системы в условиях созданной модели ЖДА в целом соответствует первона-
чально гемической гипоксии, а в случае развития метаболических осложнений и энергоде-
фицита — гипоксии смешанного типа.
В плане определения роли системы GSH в генезе гемической гипоксии особое значение
имеет выявление реакций этой системы на развитие железодефицита. Установлено, что на
период окончания эксперимента наблюдалось значительное уменьшение главного показа-
теля системы глутатиона — содержания восстановленного глутатиона в эритроцитах — с
(4,090 ± 0,404) до (1,745 ± 0,243) мкмоль/мл, т. е. в 2,34 раза (P < 0,001). Одновременно
отмечалось уменьшение образования окисленного глутатиона (в 2,80 раза) и активности
глутатионредуктазы (в 4,54 раза). На основе этих данных можно утверждать, что значи-
тельный железодефицит приводит к уменьшению продукции и активности системы глута-
тиона. Факт уменьшения GSH очень важен, поскольку имеются данные, что острая геми-
ческая гипоксия повышает активность системы глутатиона.
При изучении воздействия на метаболизм GSH в условиях гемической гипоксии мы
применяли незначительные дозы биохимических веществ, имея в виду изучение измене-
ний состояния и взаимодействия GSH и КТФ крови, которые происходят посредством
мобилизации механизмов физиологической регуляции. В качестве стимуляторов исполь-
зовали биохимический синергист GSH цистеамин и донатор GSH глутаргин, в качестве
ингибитора — антагонист GSH диэтилмалеат. Контрольные опыты показали, что цисте-
амин, глутаргин и диэтилмалеат в предложенных дозах не вызывают стимуляцию или
угнетение кроветворения, КТФ крови и системы GSH при отсутствии гипоксического сти-
мула.
После воздействия на метаболизм GSH с помощью цистеамина происходило достоверное
увеличение показателей активности системы глутатиона. Содержание GSH в эритроцитах
увеличивалось на 58,11% в сравнении с величиной при гемической гипоксии, содержание
GSSG — на 57,08%, активность GR — на 70,64%. Однако при этом оно оставалось достоверно
ниже нормы: GSH — на 32,54%; GSSG — на 43,98%; GR — на 62,37%.
Выявлены сопряженные позитивные эффекты на эритрон: количество эритроцитов уве-
личивалось на 13,23% в сравнении с величиной при гемической гипоксии, содержание гемо-
182 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2012, №12
глобина и показатель CmaxO2
— на 15,29%. Относительно более значительными были соб-
ственно кислородные реакции КТФ крови: увеличение PvO2
на 14,40%, CaO2
— на 21,85%,
CvO2
— на 45,97%, XOK — на 11,32%, VaO2
— на 34,85%, VvO2
— на 58,37%, SCR — на 28,33%.
Однако на уровне тканевого метаболизма значительных изменений не происходило, о чем
свидетельствуют относительное уменьшение avDO2
(на 6,96%) и наличие нарушений КОС
крови в виде метаболического ацидоза.
Применение препарата глутаргин, который является донором глутатиона, проявлялось
качественно однотипными и примерно такими же в количественном отношении реакциями
изучаемых функций и показателей, как и при действии цистеамина. Однако было выявле-
но относительно более значительное увеличение показателей гемоглобина (на 4,3%) и GSH
(на 7,2%). Имея в виду заместительные свойства экзогенного глутатиона, можно утвер-
ждать, что при более тяжелой степени гипоксии он является более эффективным сред-
ством восстановления метаболизма и функций эндогенного глутатиона, чем стимуляторы.
Соответственно, полученные результаты, а именно — реакции восстановления КТФ кро-
ви, свидетельствуют о возможности коррекции гемической гипоксии с помощью средств,
являющихся донорами глутатиона.
После воздействия на метаболизм GSH с помощью его антагониста — диэтилмалеа-
та выявлена негативная реакция эритропоэза и КТФ крови, в частности, артериальной
и венозной гипоксемии, образования дериватов гемоглобина. Так, показатель гемоглобина
уменьшался на 2,30% относительно значения при гемической гипоксии, показатель VaO2
—
на 2,70%; показатель av DO2
— на 5,50%, показатель VO2
— на 0,83%, а показатель ХОК
на 5,53% увеличивался.
Относительно более сильными были негативные эффекты диэтилмалеата на систему
глутатиона: показатель GSH уменьшался относительно значения при гемической гипоксии
на 9,68%, GR — на 5,46%; показатель GSSG — на 15,49%. Следует подчеркнуть, что все
показатели GSH достоверно отличались от значений нормы.
Таким образом, установлено, что железодефицит проявляется анемией, гемической ги-
поксией и недостаточностью системы глутатиона эритроцитов. Определены эффекты регу-
ляции метаболизма GSH в условиях гемической гипоксии с помощью активации (цистеа-
мин, глутаргин) и угнетения (диэтилмалеат) его образования на КТФ крови, включая ки-
слородсвязывающие свойства гемоглобина и костномозговое кроветворение. Установлено,
что стимуляция образования GSH способствовала восстановлению GSH, КТФ и кислород-
ного режима крови; угнетение образования GSH негативно сказывалось на всех системах.
Применение донора глутатиона оказывало наиболее благоприятный эффект относительно
нормализации GSH эритроцитов, а также вызывало значительное ограничение нарушений
КТФ крови — относительное устранение гемической гипоксии.
Закономерности функциональных взаимосвязей и взаимодействия систем GSH и КТФ
крови в условиях гемической гипоксии при ЖДА подтверждены с помощью корреляцион-
ного и регрессионного анализов. Выявлено существование сильных прямых корреляцион-
ных связей между показателями GSH и КТФ крови (Hb, VaO2
, VO2
), а также метаболизма
железа.
Результаты исследования свидетельствуют, что в условиях гемической гипоксии воз-
можна целенаправленная регуляция метаболизма глутатиона посредством стимуляции или
угнетения его образования. Однако принципиально важным является факт относительно
возможности регуляции также КТФ крови посредством влияния на систему GSH, тем са-
мым обозначая их функциональную взаимосвязь. Общая закономерность взаимодействия
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2012, №12 183
систем GSH и КТФ крови при гемической гипоксии железодефицитного генеза состоит
в следующем: индуцированное стимуляцией увеличение активности GSH эритроцитов при-
водит к активации КТФ и оптимизации кислородного режима крови, после угнетения обра-
зования GSH происходит прогрессирование нарушений и формирование недостаточности
КТФ крови.
Анализ результатов исследования обосновывает новое важное направление регуляции
КТФ крови при анемиях — с помощью целенаправленного воздействия на метаболизм глу-
татиона, а также возможность коррекции гемической гипоксии — с помощью применения
препаратов или средств, являющихся донорами глутатиона.
1. Гiпоксiя: деструктивна та конструктивна дiя: матерiали Мiжнар. конф. та Приельбр. бесiд (Київ,
10–12 червня; Терскол, 6–12 серпня 1998). – 238 с.
2. Stockmann C., Fandrey J. Hypoxia-induced erythropoietin production: a paradigm for oxygen-
regulated gene expression // Clinical and exp. physiology and pharmacology. – 2006. – 33, (10). –
P. 968–979.
3. Fisher J.W. Erythropoietin: Physiology and Pharmacology Update // Exp. Biol. and Med. – 2003. – 228,
No 1. – P. 1–14.
4. Лановенко I. I. Оксид азоту – унiверсальний регулятор клiтинних функцiй // Гематологiя i перели-
вання кровi: мiжвiд. зб. – 2008. – Вип. 34, Т. 2. – С. 227–234.
5. Furchgott R. F., Zawadzki J. V. The obligatory role of endothelial cells in the relaxation of arterial smooth
muscle by acetylcholine // Nature. – 1980. – 288, No 5789. – P. 373–376.
6. Moncada S., Palmer R.M. J., Higgs E.A. Nitric oxide. Physiology, pathophysiology and pharmacology //
Pharmacol. Rev. – 1991. – 43, No 2. – P. 109–142.
7. Kumar P. Sensing hypoxia in the carotid body: from stimulus to response // Essays in biochemistry. –
2007. – 43. – P. 43–60.
8. Semenza G. L. Regulation of Oxygen Homeostasis by Hypoxia-Inducible Factor 1 // Physiology. – 2009. –
24, No 2. – P. 97–106.
9. Кулинский В.И., Колесниченко Л.С. Биологическая роль глутатиона // Успехи совр. биологии. –
1990. – 110, № 1. – С. 20–33.
10. Green R.M., Graham M., O’Donovan M.R. et al. Subcellular compartmentalization of glutathione: cor-
relations with parameters of oxidative stress related to genotoxicity // Mutagenesis. – 2006. – 21. –
P. 383–390.
11. Forman H. J., Zhang H., Rinna A. Glutathione: Overview of its protective roles, measurement, and bio-
synthesis // Mol. Aspects Med. – 2009. – 30, No 1–2. – P. 1–12.
12. Pallard’o F.V., Markovic J., Garćıa J. L., Vina J. Role of nuclear glutathione as a key regulator of cell
proliferation // Ibid. – 2009. – 30. – P. 77–85.
13. Vivancos P.D., Wolff T., Markovic J. et al. A nuclear glutathione cycle within the cell cycle // Biochem.
J. – 2010. – 431. – P. 169–178.
14. Середенко М.М., Дударев В.П., Лановенко И.И. и др. Механизмы развития и компенсации гемичес-
кой гипоксии. – Киев: Наук. думка, 1987. – 200 с.
15. Мальцев Г.Ю., Тышко Н.В. Методы определения содержания глутатиона и активности глутатион-
пероксидазы в эритроцитах // Гигиена и санитария. – 2002. – № 2. – С. 69–72.
Поступило в редакцию 03.07.2012ГУ “Институт гематологии
и трансфузиологии НАМН Украины”, Киев
184 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2012, №12
I. I. Лановенко, Г. П. Гащук
Взаємодiя глутатiону еритроцитiв i кисневотранспортної функцiї
кровi при гемiчнiй гiпоксiї залiзодефiцитного генезу
В дослiдах на щурах на моделi гемiчної гiпоксiї залiзодефiцитного генезу встановлено пору-
шення кисневотранспортної функцiї (КТФ) кровi (зменшення доставки i споживання O2,
метаболiчний ацидоз) i значне зниження вмiсту (у 2,34 рази) i активностi (у 4,54 рази)
глутатiону (GSH) еритроцитiв кровi. Стимуляцiя утворення GSH (за допомогою цисте-
амiну i глутаргiну) пiдсилює продукцiю GSH та вiдновлює КТФ кровi; пригнiчення утво-
рення GSH (за допомогою дiетилмалеату) призводить до поглиблення недостатностi GSH
i порушень КТФ кровi. Обгрунтована можливiсть корекцiї гемiчної гiпоксiї за допомогою
застосування донорiв глутатiону.
I. I. Lanovenko, A. P. Gaschuk
Interaction of glutathione of erythrocytes and the oxygen blood
transport function in haemic hypoxia of iron deficiency genesis
In experiment on rats with modeling haemic hypoxia of iron deficiency genesis, the damage of the
oxygen blood transport function (OBTF) (delivery and use of O2 decrease, metabolic acidosis) and
a decrease in the content (by 2.34 times) and activity (by 4.54 times) of GSH in erythrocytes of
blood are determined. Activation of the generation of GSH (by means of cysteamine and glutargin)
restores GSH and OBTF; and the depression of the generation of GSH (by means of diethylmaleate)
increases the GSH deficiency and OBTF damages. The possibility of a haemic hypoxia correction
by means of the use of glutathione donors is grounded.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2012, №12 185
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-85341 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-24T09:53:16Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Лановенко, И.И. Гащук, А.П. 2015-07-25T15:44:48Z 2015-07-25T15:44:48Z 2012 Взаимодействие глутатиона эритроцитов и кислородтранспортной функции крови при гемической гипоксии железодефицитного генеза / И.И. Лановенко, А.П. Гащук // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2012. — № 12. — С. 178-185. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/85341 616.001.08:616.155.194+616-003.725 В опытах на крысах на модели гемической гипоксии железодефицитного генеза установлены нарушения кислородтранспортной функции (КТФ) крови (уменьшение доставки и потребления O₂, метаболический ацидоз) и значительное снижение содержания (в 2,34 раза) и активности (в 4,54 раза) глутатиона (GSH) эритроцитов крови. Стимуляция образования GSH (с помощью цистеамина и глутаргина) усиливает продукцию GSH и восстанавливает КТФ крови; угнетение образования GSH (с помощью диэтилмалеата) приводит к углублению недостаточности GSH и нарушений КТФ крови. Обоснована возможность коррекции гемической гипоксии с помощью применения доноров глутатиона. В дослiдах на щурах на моделi гемiчної гiпоксiї залiзодефiцитного генезу встановлено порушення кисневотранспортної функцiї (КТФ) кровi (зменшення доставки i споживання O₂, метаболiчний ацидоз) i значне зниження вмiсту (у 2,34 рази) i активностi (у 4,54 рази) глутатiону (GSH) еритроцитiв кровi. Стимуляцiя утворення GSH (за допомогою цистеамiну i глутаргiну) пiдсилює продукцiю GSH та вiдновлює КТФ кровi; пригнiчення утворення GSH (за допомогою дiетилмалеату) призводить до поглиблення недостатностi GSH i порушень КТФ кровi. Обгрунтована можливiсть корекцiї гемiчної гiпоксiї за допомогою застосування донорiв глутатiону. In experiment on rats with modeling haemic hypoxia of iron deficiency genesis, the damage of the oxygen blood transport function (OBTF) (delivery and use of O₂ decrease, metabolic acidosis) and a decrease in the content (by 2.34 times) and activity (by 4.54 times) of GSH in erythrocytes of blood are determined. Activation of the generation of GSH (by means of cysteamine and glutargin) restores GSH and OBTF; and the depression of the generation of GSH (by means of diethylmaleate) increases the GSH deficiency and OBTF damages. The possibility of a haemic hypoxia correction by means of the use of glutathione donors is grounded. ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Медицина Взаимодействие глутатиона эритроцитов и кислородтранспортной функции крови при гемической гипоксии железодефицитного генеза Взаємодiя глутатiону еритроцитiв i кисневотранспортної функцiї кровi при гемiчнiй гiпоксiї залiзодефiцитного генезу Interaction of glutathione of erythrocytes and the oxygen blood transport function in haemic hypoxia of iron deficiency genesis Article published earlier |
| spellingShingle | Взаимодействие глутатиона эритроцитов и кислородтранспортной функции крови при гемической гипоксии железодефицитного генеза Лановенко, И.И. Гащук, А.П. Медицина |
| title | Взаимодействие глутатиона эритроцитов и кислородтранспортной функции крови при гемической гипоксии железодефицитного генеза |
| title_alt | Взаємодiя глутатiону еритроцитiв i кисневотранспортної функцiї кровi при гемiчнiй гiпоксiї залiзодефiцитного генезу Interaction of glutathione of erythrocytes and the oxygen blood transport function in haemic hypoxia of iron deficiency genesis |
| title_full | Взаимодействие глутатиона эритроцитов и кислородтранспортной функции крови при гемической гипоксии железодефицитного генеза |
| title_fullStr | Взаимодействие глутатиона эритроцитов и кислородтранспортной функции крови при гемической гипоксии железодефицитного генеза |
| title_full_unstemmed | Взаимодействие глутатиона эритроцитов и кислородтранспортной функции крови при гемической гипоксии железодефицитного генеза |
| title_short | Взаимодействие глутатиона эритроцитов и кислородтранспортной функции крови при гемической гипоксии железодефицитного генеза |
| title_sort | взаимодействие глутатиона эритроцитов и кислородтранспортной функции крови при гемической гипоксии железодефицитного генеза |
| topic | Медицина |
| topic_facet | Медицина |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/85341 |
| work_keys_str_mv | AT lanovenkoii vzaimodeistvieglutationaéritrocitovikislorodtransportnoifunkciikroviprigemičeskoigipoksiiželezodeficitnogogeneza AT gaŝukap vzaimodeistvieglutationaéritrocitovikislorodtransportnoifunkciikroviprigemičeskoigipoksiiželezodeficitnogogeneza AT lanovenkoii vzaêmodiâglutationueritrocitivikisnevotransportnoífunkciíkroviprigemičniigipoksiízalizodeficitnogogenezu AT gaŝukap vzaêmodiâglutationueritrocitivikisnevotransportnoífunkciíkroviprigemičniigipoksiízalizodeficitnogogenezu AT lanovenkoii interactionofglutathioneoferythrocytesandtheoxygenbloodtransportfunctioninhaemichypoxiaofirondeficiencygenesis AT gaŝukap interactionofglutathioneoferythrocytesandtheoxygenbloodtransportfunctioninhaemichypoxiaofirondeficiencygenesis |