Медицинская наука Армении 1.2010
Изменение молекулярной организации эритроцитарных мембран при болезни Шенлейна-Геноха
Ключевые слова: геморрагический васкулит, болезнь Шенлейна-Геноха, эритроцитарная мембрана, фосфолипиды
Болезнь Шенлейна-Геноха (геморрагический васкулит–ГВ) является одним из самых распространенных и хорошо известных среди геморрагических заболеваний, относящихся к группе иммунокомпетентных вазопатий инфекционно-аллергической природы, в основе которых лежит асептическое воспаление и дезорганизация стенок микрососудов с последующим вовлечением в процесс системы гемостаза, приводящим к гиперагрегации тромбоцитов и гиперкоагуляции [6]. Между тем эритроциты, наряду с тромбоцитами, способны выступать в качестве пускового механизма развития тромботических осложнений при васкулитах, приводя к ухудшению кровоснабжения органов и тканей, тем самым влияя на прогноз заболевания. Наличие на мембране эритроцитов мест связывания сигнальных молекул различной природы предполагает их участие в изменении основных микрореологических свойств эритроцитов (агрегации и деформации). Посредством чрезвычайно активной мембраны они принимают участие и в поддержании иммунного гомеостаза, что достигается адсорбцией антигенов на поверхности эритроцитов. Снижение экспрессии рецепторов для комплeмента и циркулирующих иммунных комплексов на эритроцитах отмечено при ряде аутоиммунных заболеваний, в том числе и болезни Шенлейна-Геноха [8, 17].
Доказано, что снижение деформируемости эритроцитарных мембран и изменение их поверхностной архитектоники в первую очередь обусловлены интенсификацией процессов перекисного окисления липидов и несостоятельностью систем антиоксидантной защиты красных клеток крови [12]. Являясь важным структурным компонентом эритроцитарной мембраны, фосфолипиды (ФЛ) регулируют активный и пассивный трансмембранный транспорт веществ, определяют чувствительность клеток к действию лигандов, детерминируют активность мембранносвязанных ферментативных систем [3, 7]. С другой стороны, нарушение ионного состава эритроцитов, регулируемого активностью ионтранспортных систем, приводит к нарушению осмотического баланса и снижению продолжительности их жизни.
Однако вопрос о характере изменений основных липидных и белковых компонентов эритроцитарных мембран при болезни Шенлейна-Геноха в литературе освещен недостаточно и требует дальнейшего изучения. Отсутствует комплексный сравнительный анализ структурно-функционального состояния мембран эритроцитов у больных с различной формой ГВ. Недостаточно изучены взаимосвязи клинических особенностей течения болезни, структурно-метаболических характеристик эритроцитарных мембран с гемореологическими параметрами.
Целью работы явилось комплексное исследование структурно-метаболического статуса для выявления их возможной роли в патогенезе ГВ и формировании гемореологических расстройств.
Материал и методы
Под наблюдением находилось 45 больных ГВ в возрасте от 14 до 60 лет, в том числе 27 мужчин и 18 женщин. Контрольная группа состояла из 20 здоровых лиц и была сопоставима с основной по возрастному и половому составу. Диагноз определяли с использованием классификационных критериев АКР по Mills [20]. Больные ГВ в зависимости от клинической формы заболевания были разделены на 3 группы: в I группу вошли 15 больных с кожно-суставной формой ГВ, во II – 15 больных с абдоминально-почечной формой, в III – 15 больных смешанной формой с рецидивирующим течением.
В исследованиях использовались эритроциты периферической крови. Мембрану эритроцитов получали с использованием гипоосмотического гемолиза. Общие липиды экстрагировались из ацетоновых порошков в смеси растворителей метанол : хлороформ.
Фракционирование ФЛ осуществляли методом одномерной тонкослойной хроматографии в модификации Казаряна П.А. [5] на закрепленном слое силикагеля. Для разделения использовали систему растворителей хлороформ – метанол – вода. В каждой фракции определяли содержание липидного фосфора [10].
Активность Ca-АТФазы определяли по разнице между общей и Mg-АТФазной активностью. При этом измерение проводили в присутствии и отсутствие 0,1 мМ CaCl2 [10]. Оценку экто-5'-нуклеотидазной активности осуществляли по методу Muszbek et al. [11]. Изменение АТФазной и экто-5'-нуклеотидазной активности регистрировали по приросту неорганического фосфора в инкубационной среде, а активность выражали в микромолях Фн/ч/мг белка. Содержание белка в пробах определяли по методу Lowry et al. [18].
Статистическая обработка полученных данных проводилась с учетом t-критерия достоверности Стьюдента.
Результаты и обсуждение
Результаты исследований свидетельствуют, что ГВ характеризуется изменением важнейших биохимических характеристик в мембранах эритроцитов во всех группах больных. Так, у пациентов с кожно-суставным синдромом регистрируется понижение процентного содержания фосфатидилхолинов (ФХ) – в 1,7 раза, фосфатидилэтаноламинов (ФЭ) – в 2 раза и дифосфатидилглицеринов (ДФГ) – в 1,6 раза. Характерно, что указанные изменения сопровождаются статистически достоверным повышением уровня лизофосфатидилхолинов (ЛФХ). Одной из причин снижения содержания фракций ФЭ и ФХ может являться усиление их распада в мембране эритроцитов под действием фосфолипазы А2 с отщеплением жирных кислот, в частности арахидоновой кислоты. Окислительная деструкция ФХ и ФЭ, связанная с большой ненасыщенностью жирнокислотного состава этих фракций, способствует уменьшению активности противорадикальной системы мембраны и снижению активности мембранноассоциированных ферментов [22]. Несомненно, что снижение количества ФХ обусловлено, главным образом, повышенной активностью фосфолипаз и перекисного окисления липидов в мембране эритроцитов. Повышенное же содержание ЛФХ, по-видимому, способствует активации макрофагов и Т-лимфоцитов, модуляции агрегации тромбоцитов [11]. Полагают, что одним из важных патогенетических факторов гемореологических расстройств при данном заболевании являлось повышение уровня фосфатидилсеринов (ФС), что обусловлено существенным влиянием данного ФЛ на систему гемостаза и на компоненты гуморального иммунитета в силу своей способности активировать сериновые протеазы, в том числе и комплемент [4].
Рис. 1. Изменение профиля мембранных фосфолипидов в эритроцитах крови при ГВ (в % от суммы)
У II группы больных сдвиги в ФЛ спектре эритроцитарных мембран носят более выраженный характер, свидетельствуя о явной деструкции мембран (рис.1). Так, наблюдается резкое снижение доли ФХ (в 3,6 раза) и ФЭ (в 8раз) с одновременным увеличением количества ЛФХ (в 3,1 раза), фосфоинозитидов (ФИ) (в 2 раза) и сфингомиелинов (СМ) (в 2,4 раза). Снижение основных ФЛ фракций приводит к нарушению жидкостных свойств клеточных мембран, уменьшению величины суммарного отрицательного заряда и, как следствие, к изменению агрегационной активности эритроцитов. В ряде работ показано, что снижение общего содержания ФЛ в мембране эритроцитов, происходящее преимущественно за счет уменьшения доли ФХ и ФЭ, является одним из признаков старения эритроцитов [1]. При этом снижение доли ФЭ обусловливает нарушение внутриэритроцитарного гомеостаза, угнетение антиокислительной активности липидов. Повышенное содержание ДФГ и ФК, как известно являющихся природными кальциевыми ионофорами, способствует повышению содержания внутриклеточного кальция. Увеличение внутриклеточного кальция, в свою очередь, снижает деформируемость мембран эритроцитов и играет заметную роль в генезе анемий [13]. Обращает на себя внимание достаточно высокое содержание ДФГ, что, на наш взгляд, является компенсаторно-проспособительным в условиях сниженного уровня основных ФЛ.
Изменения в ФЛ спектре у больных с рецидивирующим течением болезни носят компенсаторный характер, наблюдается заметное увеличение уровней ФХ и ФЭ – основных ФЛ эритроцитарной мембраны, на фоне снижения доли цитотоксичных ЛФХ. По-видимому, отмечается компенсаторное увеличение популяции молодых эритроцитов. Повышенное содержание ФС (в 1,6 раза) может служить одной из причин, способствующей повышению агрегационной активности эритроцитов. Более того, регистрирующийся в таких случаях флип-флоп переход ФС в наружный липидный бислой, в свою очередь, может инициировать активацию Ca2+-зависимой внутриклеточной сигнальной системы [9].
Согласно общепризнанной концепции, существенную роль в патогенезе различных заболеваний играют не столько сдвиги в содержании отдельных представителей ФЛ, сколько изменения в постоянстве филогенетически сложившихся липид-липидных отношений. Обнаруженное при ГВ повышение соотношений ЛФХ/ФХ и ФК/ФХ можно трактовать как активацию процессов деградации липидов в первом случае и угнетение их биосинтеза – во втором. При этом изменения, происходящие у II группы больных, наиболее выражены. Отмечается также снижение отношения ФЭ/ФХ, обусловливающего, наряду с отношением холестерин/ФЛ, снижение микровязкости мембраны. Можно предположить, что у больных в острой фазе болезни (I и II группа) наблюдается увеличение популяции старых эритроцитов, обладающих, как известно, иммуностимулирующей активностью [9]. А характерной особенностью старых эритроцитов является повышенная микровязкость плазматической мембраны, что коррелирует с нашими данными (рис. 2). На увеличение вязкости наружного слоя мембраны указывает повышение отношения СМ/ФХ. Увеличение уровня СМ в мембране способствует уменьшению подвижности ацильных цепей жирных кислот ФЛ, что может привести к повышению упорядоченности липидных молекул и снижению текучести мембраны эритроцитов. Между тем изменение вязкоэластичных свойств мембраны эритроцитов и потеря деформируемости, в конечном итоге, приводят к нарушению микроциркуляции.
Рис. 2. Изменение фосфолипид-фосфолипидных соотношений в мембранах эритроцитов крови при ГВ
Поддержание текучести эритроцитарных мембран на оптимальном уровне необходимо для осуществления латеральной диффузии липидных молекул, трансмембранного флип-флоп переноса липидов [15]. Изменение ФЛ-ФЛ соотношений в мембране эритроцитов способствует нарушению ионного и антиоксидантного гомеостаза, изменению конформации мембранноассоциированных транспортных белков. Известно, что активность и свойства транспортных АТФаз плазматических мембран в значительной степени определяются свойствами липидного матрикса, в который погружены молекулы фермента [2].
Согласно полученным данным, в мембране эритроцитов больных ГВ выявлено отчетливое угнетение активности мембранносвязанных ферментов по сравнению с аналогичными показателями у лиц контрольной группы. Установлено, что наиболее существенным изменениям подвергается активность одного из маркеров плазматической мембраны – она снижается почти в 4 раза у больных I группы (р‹0,001), в 3 – у больных III группы и более чем в 7 раз – у пациентов с абдоминально-почечным синдромом (рис. 3). Как известно, активность экто-5'-нуклеотидазы регулируется состоянием текучести наружного слоя мембраны (ФХ/СМ). Подавление активности фермента, несомненно, обусловлено повышением ригидности наружного слоя мембраны в эритроцитах. Дефицит экто-5'-нуклеотидазы ведет к затруднению поступления нуклеотидов внутрь клетки, вследствие чего снижается ее аденилатный заряд, нарушается синтез белка, повышается агрегация эритроцитов [16]. Наблюдается понижение общей, Mg-зависимой и Ca-АТФаз в 1,4; 1,3 и 1,7 раза соответственно. Несомненно, что снижению активности исследуемых АТФаз способствует окислительная деструкция основных классов фосфатидов-глицеридов и накопление ЛФХ. Последнее чревато переходом липидного бислоя в монослой, активацией проницаемости мембраны для катионов, солюбилизацией мембранносвязанных ферментов. Одним из механизмов модуляции ионтранспортных систем может явиться и окисление сульфгидрильных групп в их активном центре, приводящее к изменению структуры центра [21].
Рис. 3. Изменение активности мембранносвязанных ферментов в мембранах эритроцитов крови при ГВ (в микромолях Фн/мг белка)
Таким образом, изменение липидного спектра эритроцитарных мембран в совокупности с изменением профиля липид-липидных и липид-белковых взаимоотношений в эритроцитарных мембранах при болезни Шенлейна-Геноха закономерно приводят к утрате способности клеток регулировать ионный гомеостаз, нарушению деятельности мембранносвязанных ферментов, что в конечном итоге является причиной необратимых изменений структурно-метаболического статуса эритроцитов. Наблюдающиеся изменения являются молекулярной основой нарушения агрегабельности и деформабельности эритроцитов, приводя к серьезным гемореологическим и коагуляционным расстройствам.
Поступила 23.11.09
Литература
- Васильева Е.М. Биохимические особенности эритроцита. Влияние патологии (обзор литературы). Биомед. химия, 2005, т.51, 2, с. 118-126.
- Геннис С.Р. Биомембраны. Молекулярная структура и функции, М., 1997.
- Дагбашян С.С., Пепанян А.А., Казарян П.А. и др. Оценка липид-белковых и липид-липидных взаимоотношений при агрессивных неходжкинских лимфомах. Новое в гем. и трансфуз., Киев, 2006, 5, с.165-169.
- Зубаиров Д.М., Тимербаев В.Н. Функциональная концепция инициирования свертывания крови клеточными мембранами. Гематология и трансфузиология, 1991, 4, с. 5-9.
- Казарян П.А., Элоян Д.В. Хроматографические методы. М., 1982.
- Мазурин А.В., Цымбал И.Н., Плахута Т.Г. Геморрагический васкулит Шенлейна-Геноха (часть I). Тер. архив, 1996, 5, с. 84-87.
- Новицкий В.В., Колосова М.В., Кравец Е.А. Структурно-метаболический статус и функциональные особенности эритроцитов при инсулинзависимом сахарном диабете у детей. Бюл. экспер. биол. мед., 1999, т.128, 9, с. 347-350.
- Ольшанский А.Я., Одинокова В.А., Квитко Н.Н. Эритроцит в тканевом и иммунном гомеостазе. Сов. мед., 1984, 11, с. 43-48.
- Прокопенко Л.Г., Сипливая Л.Е. Усп. физиол. наук, 1992,т. 23, 4, с. 89-106.
- 10.Светашев В.И. Микротехника анализа липидов и ее использование. Автореф. дис. ... канд. хим. наук, Владивосток, 1973, 25 с.
- Яковлева Н.М. Клинико-патогенетические закономерности нарушений структурно-функциональных свойств эритроцитов и тромбоцитов при микрососудистых осложнениях сахарного диабета типа 1. Автореф. дис... канд. мед. наук, 2007, 29с.
- Ahsan H., Ali A., Ali R. Oxygen free radicals and systemic autoimmunity. Clin. Experim. Immunology, 2003, 131, 3, p. 398-404.
- Engelman B. Calcium homeostasis in human erythrocytes and its pathophysiological implications Biomed. Life Sci., 1991, 69, 4, p. 137-142.
- Fioretti E. et al. Spectrophotometric Assays for 5'-Nucleotidase. Using IMP, GMP and CMP as Substrates. The Italian Journal of Biochemistry, 1972, 21, 3, p. 103-112.
- Geldwerth D., Kuypers F.A., Butikofer P. et al. Transbilayer mobility and distribution of red cell phospholipids during storage. J. Clin. Invest., 1993, 92(1), p. 308-314.
- Hunsuker S.A. at al. The 5¢-nucleotides as regulators of nucleotide and drug metabolism. Pharm.Therap., 2005, 107, p. 1-30.
- Kurien B.T., Hensley K., Bachmann M. et al. Oxidatively modified auto antigens in autoimmune disease. Free Rad. Biol. Med., 2006, 41, 4, p. 549-556.
- Lowry O.H., Rosebrough N.J., Farr A.L. Protein measurement with the folic phenol reagent. J. Biol. Chem., 1951, 193(1): 265-275.
- Muszbek L., Szabo T., Fesus L. Analyt. Biochem., 1977; 77, p. 286-288.
- Мills J.A., Bloch D.A. The American College of Rheumatology, 1990 Criteria for the classification of Henoch-Schonlein Purpura. Arthritis Reum., 1990, 33, p. 1114-1121.
- Xie Z., Askari A. Na+/K+-ATPase as a signal transducer. Eur. J. Biochem., 2002, 269, p. 2434-2439.
- Yang L., Andrews D.A., Low P.S. Lysophosphatidic acid opens a Ca2+ channel in human erythrocytes. Blood, 2000, 95, p. 2420-2425.

Читайте также
Ключевые слова: новорожденный, психомоторное развитие, нейроспецифическая енолаза, пуповинная кровь
Современные подходы к оценке эффективности различных методов комплексной профилактики и терапии перинатальных поражений нервной системы включают два основных направления: динамическое клинико-инструментальное...

Key words: adenosine deaminase, isoenzymes, genetics, genomes, mutations, immune system, polymorphism, interleukines
Adenosine deaminase (ADA) [1] is a key enzyme in metabolism of purines. It catalyzes the irreversible hydrolysis of adenosine into inosine and ammonia. It has a certain role in maintaining immune competence...

Ключевые слова: убихинон, митохондриальная недостаточность, поражение органов и систем, энерготропные препараты, соединительнотканая дисплазия
Убихинон (коэнзим Q10, кудесан) занимает центральное положение в антиоксидантной системе и присутствует во всех живых клетках животных, растений, грибов, микроорганизмов...

Ключевые слова: нейрон, нейротрофины, ФРН, ИФР-1, глия
За последние десять лет ведущими специалистами в области нейронального повреждения подробно обсуждаются вопросы, связанные с механизмами регенерации нейронов и их аксонов в ЦНС млекопитающих [4]...

Ключевые слова: паратиреоидный гормон, паратиреоидэктомия, гипокальциемия, аорта, гладкомышечные клетки, адреналин, папаверин, сокращение, расслабление
В последнее время особое внимание уделяется нарушению кальциевого обмена, рассматриваемого в качестве фактора риска в патогенезе различных заболеваний...

Ключевые слова: структурированная вода, йодированная вода, омагниченная вода, фоновая активность, спинной мозг, мотонейроны, гипотиреоз
Известно, что вода покрывает три четверти поверхности Земли. Она составляет значительную часть живого организма (60-70 % тела человека, 90% – растений)...

Ключевые слова: фибриноген, фибрин, свертывание крови, фосфолипиды, сверхнизкие дозы, тромбопластическая активность, лизофосфатидилхолины, азотистые основания, протромбиновое время, гемокоагуляция
Внутрисосудистое фибринообразование характеризуется глубокими расстройствами биохимии свертывающей системы крови [23] с одновременными нарушениями количественных соотношений между нейтральными...

Ключевые слова: ишемический инсульт, диабет, антиоксиданты, гидроперекиси липидов
Поражения церебральных структур при сосудистой ишемии головного мозга происходят в результате последовательного нарастания комплекса патологических расстройств на молекулярно-клеточном уровне...

Ключевые слова: метронидазол, фармакокинетика, слюна
Слюна как матрица для определения уровня биологически активных соединений привлекает внимание исследователей уже более 80 лет. Определение в слюне содержания лизоцима, гормонов...

Ключевые слова: пародонтит, электрофорез, йодид калия, диметилсульфоксид, солодка голая
Разработка эффективных методов лечения воспалительных заболеваний пародонта (гингивит, пародонтит и др.) является весьма актуальной...

Ключевые слова: компьютерные трёхмерные модели (3D модели), CAD/CAM, окклюзия, окклюзионная поверхность, одонтопрепарирование
Предпосылки для получения трёхмерных изображений в стоматологии возникли на рубеже 60-70-х годов прошлого столетия с появлением компьютерной томографии...

Ключевые слова: половое созревание, психосексуальное развитие, дебют половой жизни, сексуальная установка
Существенное условие сексуального здоровья – правильная сексуальная установка личности. Сексуальная установка – это комплекс индивидуально-психологических феноменов...





САМЫЕ ЧИТАЕМЫЕ СТАТЬИ
-
Нормы роста и веса детей – данные ВОЗ
-
Зеленые выделения из влагалища: причины и лечение
- Анатомо-физиологические особенности дыхательной системы у детей
-
Насморк с кровью: причины симптома и способы лечения
- Анатомо-физиологические особенности сердечно-сосудистой системы у детей
- Анатомо-физиологические особенности пищеварительной системы у детей
- Анатомо-физиологические особенности мочевыделительной системы у детей
- Сравнительная характеристика параметров функции внешнего дыхания (обзор литературы)
- Современные представления о норме и патологических отклонениях размеров восходящей аорты при приобретенных пороках сердца
- Анатомо-физиологические особенности детей
- Анатомо-физиологические особенности костно-мышечной системы у детей
- Паллиативная химиотерапия рака: основные понятия и особенности (oбзор литературы)
-
Что можно и что нельзя делать после удаления аппендицита
-
Увеличенные яичники: симптомы, причины и лечение
-
О чем говорит головная боль за ухом? Причины, симптомы и лечение
-
Характер мужчины проявляется в выборе позы для секса
-
Армянская ассоциация медицинского туризма (ААМТ)
-
Желтые выделения из влагалища: причины и лечение
-
Рвота у ребенка без температуры: возможные причины
-
Новейшие достижения онкологии в МЦ «Наири»: интервью с Артемом Степаняном. nairimed.com
-
Как снизить риск инсульта. erebunimed.com
- Применение летрозола для стимуляции овуляции
- Врожденные аномалии и пороки развития
-
КАТИОНОРМ – представитель нового поколения искусственных слез для симптоматической терапии синдрома “сухого глаза”
-
Арам Бадалян: Родинку трогать нельзя?
- Применение противоспаечных средств в профилактике спаечной болезни живота (oбзор литературы)
-
Вздутие живота при месячных: 7 способов справиться с неприятным ощущением
-
Как избавиться от лямблий — 25 эффективных рецептов народной медицины
-
Компресс при ангине: будет ли полезным прогревание горла?
-
Онкология является самой быстроразвивающейся отраслью медицины: интервью с Левоном Бадаляном
-
Лечение марганцовкой
- Некоторые новые подходы к системной терапии метипредом больных ревматоидным артритом
- Медицинские информационные системы.Информационная система для интегрального фармацевтического и здравоохранного мониторинга
-
Фармацевтическая опека
- Подходы к оперативному лечению костно-хрящевых экзостозов
- Повреждения при родах
- Инциденталома надпочечников
-
Курение марихуаны влияет на потенцию
-
Почему противозачаточные увеличивают грудь?
- Применение индинола и эпигаллата при аденомиозе