М.Ю. Скоркина, Е.А. Липунова, А.С. Зеленцова
Белгородский государственный университет, 308015, г. Белгород, ул. Победы, 85
Впервые для эритроцитов лягушек определен мембранный резерв, рассчитан коэффициент резервной поверхности и выявлены влияния на эти важнейшие клеточные характеристики гипотонии. Изучены особенности клеточного ответа на адреналиновую, гипотоническую нагрузки и их сочетание. Показана стабилизирующая роль адреналина на мембрану, мембранные каналы и участие гормона в регуляции формы эритроцита.
Введение
Способность эритроцитов к регуляции объема имеет важное значение в реализации реологических свойств крови, обеспечении оптимального кислородного питания тканей и удалении метаболитов. В механизмах поддержания объема особая роль отводится процессам ауторегуляции и гормонам, способным модифицировать работу ионных переносчиков и изменять состояние цитоскелета [1], макромолекулы которого обеспечивают клетке высокую чувствительность к изменению объема [6], препятствуют свободному току воды в клетку [5], изменяют упруго-эластические характеристики мембран, что имеет значение для контроля транспортной активности.
Целью исследования явилось изучение влияния адреналина на резервные возможности мембран, регуляторные способности и устойчивость эритроцитов к гипоосмотическим нагрузкам.
Материалы и методы исследования
Исследования in vitro проведены на эритроцитах зимних лягушек Rana ridibunda Pall. Трижды отмытые эритроциты инкубировали в течение 15 мин при температуре 200C с адреналином (0,25 ммоль-л-1), а затем помещали в гипоосмотическую среду (0,2% раствор хлорида натрия). В ходе часовой экспозиции через каждые 30 с осуществляли видеорегистрацию клеток и компьютерный анализ в каждой контрольной точке, используя анализатор изображений с программным обеспечением «Видео - Тест - Мастер - Морфология». Измеряли максимальную и минимальную оси клетки; рассчитывали средний объем, толщину (высоту), площадь поверхности и коэффициент эксцентричности [3]. Биометрические индексы определяли по предложенному нами способу [2]. Контролем служили эритроциты, также погруженные в 0,2% NaCl, но не инкубированные с адреналином.
Результаты исследования и их обсуждение
Обработка клеток адреналином изменяет свойства мембраны. Через 30 с экспозиции при незначительном увеличении объема (на 1,9%; р>0,05) прирост площади поверхности мембраны составил 57,9% (р<0,001), но через 300 с коэффициент эксцентричности, объем, толщина и площадь поверхности в опытной пробе клеток были ниже на 3,2; 3,6; 0,3 и 3,3% (р>0,05) соответственно по сравнению с контрольной. Через 1 ч толщина эритроцитов уменьшалась на 6,1% (р<0,001) и увеличивались коэффициент эксцентричности, объем и площадь поверхности мембраны соответственно на 5,6% (p<0,05); 5,1 и 6,2% (р>0,05) (табл.).
Динамика морфометрических характеристик эритроцитарной популяции лягушек
Время,
с
|
Условия
|
s
|
V
|
T
|
S
|
30
|
контроль
|
0,774+0,008
|
2365,369+68,039
|
5,484+0,075
|
375,996+7,61
|
опыт
|
0,778+0,008*
|
2410,254+83,812
|
5,478+0,088
|
892,630+19,995***
|
60
|
контроль
|
0,769+076
|
2880,807+71,994
|
5,893+0,070
|
1009,281+15,798
|
опыт
|
0,765+0,009
|
2732,055+70,271
|
5,790+0,068
|
972,953+16,742
|
120
|
контроль
|
0,761+0,006
|
2968,709+79,407*
|
5,994+0,070*
|
1025,211+16,846*
|
опыт
|
0,769+0,007
|
2700,043+87,314*
|
5,738+0,070*
|
964,045+20,924*
|
180
|
контроль
|
0,768+0,006*
|
2770,656+75,629
|
5,818+0,075
|
978,647+18,636
|
опыт
|
0,741+0,009*
|
2625,999+81,618
|
5,784+0,076
|
938,463+19,355
|
300
|
контроль
|
0,762+0,006
|
2862,017+75,569
|
5,913+0,067
|
1001,665+16,462
|
опыт
|
0,752+0,008
|
2720,61+85,123
|
5,818+0,075
|
964,184+19,376
|
330
|
контроль
|
0,766+0,007*
|
2933,137+79,875*
|
5,959+0,067
|
1016,66+17,157*
|
опыт
|
0,746+0,007*
|
2695,881+74,699*
|
5,848+0,065
|
957,314+17,141*
|
3600
|
контроль
|
0,747+0,005*
|
2712,727+68,052
|
5,858+0,065
|
964,285+15,106
|
опыт
|
0,765+0,005*
|
2722,741+73,092
|
5,810+0,063
|
967,356+16,972
|
900
|
контроль
|
0,727+0,007*
|
2764,496+64,539
|
5,951+0,060*
|
973,956+14,597
|
опыт
|
0,763+0,010*
|
2653,445+79,794
|
5,722+0,074*
|
952,656+18,314
|
1800
|
контроль
|
0,725+0,010*
|
2726,036+87,706
|
5,894+0,068*
|
958,679+21,021
|
опыт
|
0,769+0,008*
|
2589,895+102,867
|
5,650+0,083*
|
932,621+22,793
|
3600
|
контроль
|
0,720+0,009
|
3148,611+74,716
|
6,249+0,063
|
1059,6+16,034
|
опыт
|
0,763+0,016*
|
3319,701+147,014
|
5,869+0,083***
|
1129,194+38,497
|
Примечание. е - коэффициент числовой эксцентричности, V - объём клетки, T - толщина клетки, S - площадь поверхности мембраны.
Статистическая значимость достоверности различия с исходными данными при - р < 0,05;
** - р <0,002; *** - р<0,001.
Экспозиция эритроцитов в течение часа в гипотонической среде отразилась на значениях биометрических индексов: через 30с резервные возможности мембраны (RVM) и регуляторные возможности клеток (RVK) в опыте и контроле отличались незначительно; коэффициент резервной поверхности (Крп) был выше в опытной пробе на 58,1% (p< 0,001). Через 150с RVM, RVK и Крп в обеих пробах были близки по значению. Через 180 с под влиянием адреналина прирост RVM составил 53,0%, Крп понизился на 17,5% (р<0,001), а RVM возросли на 94,1% (р<0,05). Тенденция роста RVM сохранялась в опытной пробе: через 270 с на 7,2%; 600 с - 8,4; 900 с - 10,0 и через 3600 с - на 48,8% (р<0,001). Изменения Крп находились в обратной зависимости от RVH: через 270 с экспозиции снижение Крп составило 14,8%, 600 с - 13,5; 900 с
9,3 (р<0,001) и через 3600 с - 5,44% (р>0,05).
Заключение
Адреналин, стабилизируя мембрану эритроцита, понижает проницаемость его для воды и снижает гипоосмотическую нагрузку. Вероятно, в условиях in vitro свободно-радикальные процессы сведены до минимума и, следовательно, структурно-функциональные изменения в мембранах не ведут к их дестабилизации. Начальное увеличение коэффициента резервной поверхности клеток, инкубированных с адреналином, обусловлено эффектом «растекания» гормонального действия вследствие изменения физико-химического состояния липидной фазы в сторону большей ее жидкостности, а следовательно, и подвижности как липидных, так и белковых молекул в мембране [4]. Увеличение Крп влечет за собой рост площади поверхности клеток; однако мембрана эритроцитов лягушек способна выдерживать относительно небольшое растяжение.
Список литературы
Орлов С.Н., Новиков К.Н. Регуляция объема клетки: механизмы, сопряженные клеточные реакции и патофизиологическое значение // Физиологический журнал СССР им. И.М. Сеченова. - 1996.
Т. 82, № 8-9. - С. 1-15.
Патент на изобретение № 2268463 РФ. Способ оценки активности эритропоэза / Е.А. Липунова,
В.М. Никитин, М.Ю. Скоркина, А.С. Зеленцова - по заявке № 2004111098 от 12.04.04 // БИПМ. - № 2, Ч. III.
2006. - С. 1979.
Патент на изобретение № 2234701 РФ. Способ идентификации субпопуляций эритроцитарной системы / Е.А. Липунова, В.М. Никитин, Н.А. Чеканов, М.Ю. Скоркина.- по заявке № 2002134029 от 17.12.02 // БИПМ. - № 23, Ч. III. - 2004. - С. 573.
Перцева М.Н. Молекулярные основы развития гормонокомпетентности. - Л.: Наука, 1989. -
251 с.
Смирнова Е.А., Казачкина Н.Н., Ченцов Ю.С. Устойчивость разных типов клеток к действию гипотонии // Цитология. - 1987. - Т. 29, № 1. - С. 47-53.
Doctor B.R., Zhelev D.V., Mandel L.J. Loss of plasma membrane structural support in ATP-depleted renal epithelia // Am. J. Physiol. - 1997. - V. 272. - P. 439-449.
содержание ..
702
703
704 ..
|
|
|