CC BY
24
2006 ВЕСТНИК САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА Cm Я. Вып. 2
КРАТКИЕ НАУЧНЫЕ СООБЩЕНИЯ
УДК 612.117.7+616Л55.392
В. Б. Матюшичев. В. Г. Шамратова
ОБЪЕМ-ЗАВИСИМЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКОЙ ПОДВИЖНОСТИ ЭРИТРОЦИТОВ КРОВИ ЧЕЛОВЕКА
Изучение взаимосвязей электрофоретической подвижности эритроцитов (ЭФПЭ) - показателя, причастного к поддержанию суспензионной устойчивости крови [7] - важно для понимания механизмов контроля этого весьма стабильного показателя. Ранее нами выявлены корреляции ЭФПЭ крыс [3, 4] с такой фундаментальной характеристикой любой клетки, как сс объем [1, 5, 6]. Обнаружено, что эти параметры связаны криволинейной статистической зависимостью, при которой отклонения объема эритроцитов в обе стороны от физиологических значений сопровождаются падением средней подвижности клеток в электрическом поле. Однако, хотя достоверность полученных данных сомнений не вызывает, их нельзя признать единственно возможным вариантом отношений этих показателей в силу возможности существования здесь видовой специфичности таких взаимосвязей. Поэтому представляется целесообразным изучить соподчиненность изменений ЭФПЭ и объема эритроцитов крови чело-
Материал и методика исследования. Исследовали пробы периферической крови клинически здоровых лиц (/; = 20) обоего пола в возрасте 20-35 лет и больных с онкопатологией желудочно-кишечного тракта (п = 25) в возрасте 48-55 лет. Кровь для анализа брали в состоянии покоя, утром, натощак. Для определения ЭФПЭ 0,02 мл крови разбавляли 0,1 моль/л фосфатным буфером pH 7,4 (1:200). Измерения производили при 25 °С на установке «Пармоквант-2» (Германия^) в автоматическом режиме. Объем эритроцитов определяли на гематологическом анализаторе фирмы «Coulter» (Франция). Концентрацию в плазме крови ионов Na+ и К+ регистрировали на анализаторе ОР-266 (Венгрия). Достоверность различия средних оценивали по /-критерию. Регрессионный анализ полученных данных выполняли с использованием пакета программ Statistica.
Результаты исследований и их обсуждение. Наблюдения проводились с использованием смешанных выборок, что позволяет получить широкий спектр согласованных колебаний показателей и полностью адекватно задачам выявить общие тенденции совместного варьирования признаков без учета причин появления их конкретных значений [8]. У здоровых людей, имеющих относительно низкую вариабельность среднего объема эритроцитов крови, достоверных связей размера клеток с их ЭФП не обнаружено. Однако при расширении границ варьирования показателей за счет наполнения общей матрицы данными по онкологическим больным, характеризующимися резкими индивидуальными перепадами объема эритроцитов, выяснилось, что такие взаимосвязи отсутствуют лишь при незначительных объемах клеток (рисунок). Их увеличение сопровождается появлением статистически значимой криволинейной зависимости электрокинетических и объемных характеристик эритроцитов, которая для больных людей достоверна во всем диапазоне колебаний и приобретает реципрокный характер: увеличение объема клеток сопровождается снижением их подвижности. При онкопатологии, когда в кровеносном русле накапливаются макроциты, превышающие нормальные размеры в среднем на 10%, эта зависимость практически линейна. Причина появления аномально крупных эритроцитов у онкологических больных может быть связана с активизацией в эритоцитарных мембранах процессов перекисного окисления липидов. Возникающее в результате этого изменение проницаемости мембран для воды и ионов способствует росту объема клеток и снижению электрокинетического потенциала эритроцитов.
© В. Б. Матюшичев, В. Г. Шамратова, 2006
1,05
со
О
0,97
80
85
90
95
100
105
Объем эритроцитов, фл
Зависимость электрофоретической подвижности эритроцитов периферической крови человека от объема клеток в смешанной выборке.
= 0.99 при ошибке аппроксимации с = 2,7%. Точки на графике соответствуют серединам классовых интервалов оси абсцисс и средним значениям сопряженных с ними ординат.
Учитывая, что в водной среде эритроцит ведет себя как осмометр, нельзя было исключить также причастность нарушений осмотических свойств плазмы к изменению объема и ЭФГ1 эритроцитов [2]. Проведенные нами исследования, однако, показали, что нормой для человека является крайне незначительное варьирование концентраций К* и Ыа" в плазме крови, а достоверные корреляции между ними и средним объемом эритроцитов не выявляются. Взаимосвязь размеров клеток с концентрацией осмотически активных ионов в плазме проявляется прежде всего в состояниях, сопряженных с резким изменением объема эритроцитов. Но значимых сдвигов средних ЭФПЭ, а также корреляций этого показателя с содержанием в плазме катионов при этом не обнаруживается. То есть осмоляль-
«ОСТЬ П Л <13 МЫ, При ОПрСДСЛСННЫХ УСЛОВИЯХ ВЛИЯЮЩАЯ Ни ОиЪСМ ЗрИТрОЦкнОВ, НС И|рас1 Заме I НОИ рОЛИ
в регуляции ЭФПЭ, а возрастание их объема, если оно и значительно, не обязательно сопряжено со снижением подвижности.
Иначе говоря, резкое увеличение объема эритроцитов само по себе не сопровождается неотвратимым уменьшением электрокинетического потенциала клеток, так же как и их изначально более крупные размеры не предопределяют более высокую ЭФПЭ. Видимо, противоположно направленные изменения объема и электрокинетических свойств эритроцитов в большей мере обусловлены нарушением внутриклеточного ионного гомеостаза (например, вследствие истощения энергетических ресурсов клеток или активизации свободнорадикальных процессов в эритроцитарных мембранах) и в меньшей степени - воздействием плазменных факторов. Причем электрокинетический статус эритроцитов оказывается значительно стабильней, чем их объем: в случае онкопагологии у одних и тех же лиц отклонение объема от контрольного уровня составляет порядка 10%, тогда как для ЭФПЭ - не более 3—4%.
Таким образом, в плазме крови человека взаимосвязи между объемом эритроцитов и их элек-трокинетическими свойствами не являются однозначными. При этом колебания объема эритроцитов могут вообще не отражаться на их подвижности в электрическом поле. По всей видимости, лишь нарушения, которым сопутствует резкое изменение баланса внутриклеточного гомеостаза, становятся причиной одновременных сдвигов обоих показателей. Но и в этих ситуациях ЭФП эритроцитов оказывается гораздо устойчивей, чем размах колебаний их размеров. Несмотря на принципиальное сходство основных механизмов стабилизации электрического заряда и объема эритроцитов путем регуляции ионного баланса клеток [1], поддержание уровня ЭФПЭ контролируется, очевидно, значительно жестче.
Легко заметить, что взаимосвязи ЭФПЭ и объема клеток обладают явной видовой специфичностью. Действительно, у здоровых людей данные показатели друг с другом не коррелируют, а у онкологических больных налицо выраженная «односторонняя» обратнопропорциональная связь. У крыс же [3, 4] зависимость «симметричная» - величина ЭФПЭ убывает при изменении объема в обе сторо-
ны от зоны среднестатистических значений показателя. Однако, на наш взгляд, здесь нет кардинального расхождения, и все эти варианты являются проявлением того положения, что имеющаяся зависимость нестабильна, а ее характер определяется текущей величиной объема клеток. Специфичность, видимо, во многом обусловлена тем, что у крыс объем эритроцитов на 40% меньше [4], ЭФПЭ же на 40%. а концентрация в крови эритроцитов на 30% выше, чем у человека. То есть данные по крысам укладываются в обозначенную схему просто как частный случай общей закономерности, согласно которой тип зависимости ЭФПЭ от размеров клеток меняется с изменением диапазона значений объема и подвижности клеток в электрическом поле.
Статья рекомендована проф. В. Н. Кокряковым.
Summary
Matyushichev V. В.. Shamratova V. G. Volume-dependent changes of electrophoretic mobility of human blood erythrocytes.
in healthy people the electrophoretic mobility of erythrocytes and erythrocyte volume vary independently, and under oncopathology between indices the authentic curvilinear correlation appears. These relations are nonstable, their character is formed with current diapason of the parameter change. The type of the electrophoretic mobility dependence on the size of the cells changes with the change of volume and mobility indices of the cells in an electric field.
Литература
1. Атауллаханов Ф. И., Витвицкий В. М., Кияткин А. Б., Пичугин А. В. Регуляция объема эритроцитов человека. Роль калиевых каналов, активируемых кальцием // Биофизика. 1993. Т. 38, №5.
С. 809-821. 2. Герасимов В. Г. Анализирующие параметры крови // Гематол. и трансфузиол. 1996. Т. 41, № 5. С. 45-46. 3. Матюшичев В. Б., Шамратова В. Г. Зависимость электрокинетических свойств эритроцитов крови крыс от объема клеток // Бюл. экспер. биол. и мед. 2004. Т. 137, № 1. С. 8-10. 4. Матюшичев В. Б., Шамратова В. Г., Гуцаева Д. Р. Динамика взаимосвязи электрофоретической подвижности и объема эритроцитов крови крыс при стрессе // Бюл. экспер. биол. и мед. 1999. Т. 128, X» 11. С. 504—506. 5. Орлов С. Н., Кузнецов С. Р., Колосова И. А., Аксенцев С. Л., Конев С. В. Объем-зависимая регуляция ионных переносчиков в эритроцитах человека и крысы: роль цитоскелета и фос-форилирования белков // Рос. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. 1997. Ха 5-6. С. 119-133. Ь. Орлов С. Н., Новиков К. Н. Регуляция объема: механизмы, сопряженные клеточные реакции и патофизиологическое значение // Физиол. журн. им. И. М. Сеченова. 1996. X" 8-9. С. 1-15. 7. Чижевский А. Л. Биофизические механизмы реакции оседания эритроцитов. Новосибирск, 1980. 8. Шмидт-Ниельсен К. Размеры животных: почему они так важны? М., 1987.
Статья поступила в редакцию 1 декабря 2005 г.
