2 курс / Нормальная физиология / Роль_газотрансмиттеров_в_механизмах_транспорта_кислорода_кровью

В качестве молекулярной мишени для сероводорода в клетках чаще всего рассматривают ATP-зависимые К+- каналы (К+ATP) [33]. Они блокируются глибенкламидом. В наших опытах глибенкламид не препятствовал приросту деформируемости эритроцитов под действием NaHS, и не устранял полностью снижения ПАЭ (рис. 9).

Рис. 9. Изменение деформируемости (ИУЭ) и агрегации эритроцитов (ПАЭ) под влиянием донора сероводорода NaHS и его сочетанием с блокатором К+АТФ- каналов глибенкламидом

(ГК, 50 мкМ).

С другой стороны, ингибирование р-ГЦ с помощью ODQ полностью устраняло прирост деформируемости и значительно ограничило снижение ПАЭ под влиянием NaHS (рис. 10).

21

Рис. 10. Изменения деформируемости (ИУЭ) и агрегации эритроцитов (ПАЭ) под влиянием донора сульфида водорода после ингибирования р-ГЦ с помощью ODQ.

Сравнение микрореологических ответов эритроцитов на действие донора H2S в условиях блокирования К+АТФ – каналов и ингибирования р-ГЦ, позволяют предположить, что сероводород, как газовый медиатор в значительной степени использует NO ассоциированный сигнальный путь. Опыты с ингибированием eNOS с помощью N-Nitroarginine methyl ester (L-NAME, 200 мкМ) подтверждают участие элементов NO регуляторного каскада в изменениях микрореологии эритроцитов под влиянием H2S. Так на интактных эритроцитах было получено устранение подъема их деформируемости (на 9%, p<0,01), если клетки предварительно инкубировали с L- NAME (рис. 11А). Сходную картину изменения наблюдали и в опытах с восстановленными тенями эритроцитов (рис. 11Б).

22

Рис. 11. Изменение деформируемости интактных эритроцитов (А) и их восстановленных

теней (Б) под влиянием донора сероводорода (NaHS) и их сочетанного воздействия с ингибитором eNOS, (L-NAME+ NaHS).

Поскольку эндогенные концентрации H2S обычно низкие, что затрудняет определение точных биологических функций, то исследования физиологической роли H2S с его экзогенной доставкой в виде доноров, на клеточных моделях микрореологических ответов эритроцитов, помогут понять механизмы его действия и уточнить внутриклеточные молекулярные мишени. Как ранее было показано, отдельно НПН повышал ИУЭ на 8% и снижал ПАЭ от 20 до 30% (p<0,01).

микрореологические характеристики эритроцитов при их инкубации с NaHS: ИУЭ на 8-9%, а ПАЭ – на 31% (p<0,01). Одновременное применение двух доноров ГТ сопровождалось большим приростом ИУЭ, на 13% и снижением агрегации более, чем на 40% (p<0,01). При этом важно заметить, что применение комплекса двух доноров привело к достоверно большему приросту ИУЭ, чем их отдельное использование (рис.

12).

Рис. 12. Изменение деформируемости эритроцитов (ИУЭ) под влиянием отдельно применяемых доноров оксида азота

(НПН) и сероводорода (NaHS) и при их совместном применении

(НПН+ NaHS).

Примечания: * Отличие от контроля статистически достоверно при p<0,01.

Эритроциты, разделенные в градиенте плотности на фракции молодых, зрелых и старых клеток инкубировали с донором оксида азота, НПН. Было установлено, что все фракции эритроцитов отвечали на этот донор приростом деформируемости (рис. 13). Хотя исходно их деформируемость

24

существенно различалась. Молодые эритроциты были на 17% (p<0,01) более деформируемы, чем старые клетки. Однако после инкубации с НПН эта разница уменьшилась до 8%, а прирост ИУЭ у старых клеток, под влиянием донора, составил 13% (у молодых клеток – только 4%).

Рис. 13. Изменение деформируемости (ИУЭ) эритроцитов трех возрастных фракций (молодые, старые и

зрелые клетки) под влиянием донора NO, нитропруссида натрия

(100 мкМ).

Примечания: * Отличие от контроля статистически достоверно при p<0,01.

Под влиянием донора сероводорода, гидросульфида натрия (NaHS, 100 мкМ) наблюдали умеренный прирост деформируемости (ИУЭ) во всех трех возрастных фракции эритроцитов (p<0,01, рис. 14). При этом молодые эритроциты имели увеличение ИУЭ на 4%, зрелые – на 7%, а старые эритроциты – 13% (p<0,01).

25

Рис. 14. Изменение деформируемости (ИУЭ) эритроцитов трех возрастных фракций (молодые, старые и зрелые клетки) под влиянием донора H2S, гидросульфида

натрия (NaHS, 100 мкМ).

Примечания: * Отличие от контроля статистически достоверно при p<0,01.

Сравнение микрореологических ответов эритроцитов на NaHS в группах лиц, с разным уровнем обеспечения кислородам, выявило разницу в изменениях этих параметров клеток. Так в группе 1 ДЭ возрастала на 7%, в группе 2 – на 12%, а в группе 3 – на 17% (p<0,01). Снижение агрегации эритроцитов было более выраженное у лиц с самым высоким уровнем МПК (группа 3, рис. 15), где снижение АЭ составило 41% (p<0,01), тогда как в группе 1 и 2 только на 13 и 25%, соответственно. Субстрат синтеза сероводорода, L-цистеин также повышал ДЭ и снижал АЭ (p<0,05). Однако величины изменений были несколько меньше. Так ИУЭ возрастал на 5- 6%, а снижение агрегации эритроцитов составило 25% (с 8,43±1,09 до 6,32±0,54 отн. ед., p<0,01). Достоверных различий в микрореологических ответах на L-цистеин в трех группах с разным МПК, выявлено не было.

26

Рис. 15. Изменение микрореологических показателей под влиянием NaHS

у лиц трех групп с разным уровнем обеспеченности кислорода.

Примечания: * p<0,01 различия достоверны относительно контроля; ИУЭ – индекс удлинения эритроцитов; ПАЭ – показатель

агрегации эритроцитов.

Вместе с тем, как и при инкубации эритроцитов с NaHS, под влияние стимулятора синтеза H2S, L-цистеин (100 мкМ) у лиц группы 3 ответы были несколько более выраженными. Таким образом, H2S представляет собой важную сигнальную молекулу сердечно-сосудистой системы, подобную оксиду азота и монооксиду углерода, с сильным влиянием на функции кровообращения и микрореологию клеток крови. Понимание механизмов защитного действия H2S на сердце и сосуды в сочетании с разработкой новых веществ-доноров, высвобождающих H2S, может способствовать продвижению в клиническую практику этого газового медиатора.

III. Роль монооксида углерода в изменениях кровообращения и микрореологии клеток крови

Монооксид углерода наряду с оксидом азота и сероводородом принадлежит к семейству газотрансмиттеров и вовлечен в регуляцию многих физиологических процессов

27

на основную клеточную функцию ГМК – на их сократимость. Предложено три основных клеточных механизма для объяснения сосудорасширяющего действия СО, они включают:

1)Активацию растворимой гуанилатциклазы (р-ГЦ) [11];

2)Стимуляцию различных типов К-каналов (например, Са2+- активируемых К+-каналов [37];

3)Ингибирование системы цитохрома P450-зависимой монооксигеназы в клетках гладких мышц сосудов [20].

Было установлено, что CO расширяет артерии и артериолы за счет активации K(Ca)-каналов гладкомышечных клеток сосудов. Доноры CO и сам газовый медиатор активировали кальций зависимые калиевые каналы в вырезанных участках плазматической мембраны аорты, в условиях, когда цитозольные сигнальные белки отсутствуют, а киназы неактивны [7]. Известно, что эффективность доставки кислорода и субстратов окисления в тканевые микрорайоны зависит не только от состояния регионарного кровотока и микроциркуляции. На уровне обменных капилляров существенное влияние на кровоток оказывает деформируемость эритроцитов, а в посткапиллярном отделе сосудистой системы – их обратимая агрегация [15]. Исследование влияние донора СО

– монооксида углерода высвобождающей молекулы-3 (CORM- 3) показало, что также как и в ответ на доноры NO и H2S происходит достоверный умеренный прирост деформируемости эритроцитов (на 8-11%, p<0.01) и выраженное уменьшение агрегации клеток, более чем на 40%. Наибольший эффект наблюдался при концентрации донора, равной 100 мкМ (рис.

17).

29

Рис. 18. Изменения деформируемости (а) и агрегации эритроцитов (б) относительно контроля после их инкубации с CORM-3 в разных концентрациях: 1 – 25 мкМ, 2 – 100 мкМ, 3 – 150 мкМ.

Примечания: стрелками указана концентрация донора СО, (CORM-3, 100 мкМ) при которой микрореологические эффекты были наибольшими.

Как было сказано выше, в качестве основной молекулярной мишени для действия СО в клетках рассматривают K(Ca)-каналы. Их можно блокировать тетраэтиламмонием (ТЕА, 50 мкМ). Было установлено, что CORM-3 умеренно повышал ИУЭ (на 9%, р<0.01), а снижение агрегации достигло 38% (р<0.05). ТЕА уменьшил влияние CORM-3 на деформируемость эритроцитов, но не устранил его полностью. Что касается агрегации, то ТЕА полностью устранял снижение ПАЭ, происходящее под влиянием CORM-3 (рис. 18).

30

Рекомендовано к изучению разделом по физиологии человека сайта https://meduniver.com/