CC BY
173
ВЛИЯНИЕ МОЧЕВИНЫ НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ КЛЕТОК КРОВИ И ЭНДОТЕЛИЯ
М.В. Осиное, Л.В. Кривохижина ЧГМА, г. Челябинск
Проведен анализ влияния мочевины на процессы свободно-радикального окисления, адгезию и агрегацию клеток крови и адгезивные свойства эндоте-лиоцитов в условиях эксперимента на белых беспородных крысах и крови здоровых людей. Установлено стимулирующее влияние мочевины на генерацию активных радикалов лейкоцитами и эритроцитами и адгезию эритроцитов.
Мочевина - один из конечных продуктов белкового обмена. Она формирует основную часть остаточного азота сыворотки крови. Общепринятым является положение о малой токсичности мочевины, более того, мочевина используется почками для осмотического диуреза, а в лейкоцитах играет роль бактерицидного агента. Однако избыточное накопление карбамида как компонента продукционной или ретенционной гиперазотемии вносит свой вклад в патогенез многих состояний, сопровождающихся уремией (острая и хроническая почечная недостаточность, печеночная недостаточность, гепаторенальный синдром, наследственные гиперазотемии). Биохимически обоснованы субстратные блокады аммиак-нейтрализующих реакций при уремии, что приводит к нарушению утилизации аммиака в цикле Кребса-Гензеляйте, дефициту метаболитов цикла трикарбоновых кислот, тканевой гипоксии и коме. Необходимо отметить, что первой мишенью при гиперазотемии любого генеза являются клетки крови и эндотелий сосудов. Можно предположить, что нарушения клеточной кооперации в системе кровь-эндотелий вносят существенный вклад в развитие синдрома уремической интоксикации. В литературе отсутствуют данные о комплексном подходе в изучении функциональной активности гематоцитов и эндо-телиоцитов в условиях эндогенной интоксикации продуктами небелкового азота сыворотки крови.
Цель исследования
В условиях эксперимента изучить влияние мочевины на функциональную активность клеток крови и эндотелия.
Материалы и методы
Функциональную активность клеток крови изучали в условиях in vitro. Цельная кровь получена от 65 здоровых людей-доноров областной станции переливания крови. Функциональную активность лейкоцитов оценивали по способности генерировать активные формы кислорода (АФК) методом люминол-зависимой хемшпоминесценции (XJI) цельной крови на приборе «ХЛ-003» [5]. Функцию тромбоцитов определяли по показателям
АДФ-индуцированной агрегации по G.V.R. Вот [6] в модификации В.А. Люсова и др. [2] и активности процессов свободно-радикального окисления (СРО) в тромбоцитах методом XJI. О функциональных возможностях эритроцитов судили на основании их агрегации под влиянием альцианового голубого [2] и XJI суспензии эритроцитов. Функциональную активность эндотелия изучали, оценивая его адгезивные свойства по отношению к клеткам крови. Адгезию определяли в условиях in vivo на участке аорты белых беспородных крыс по разработанной нами оригинальной методике, основанной на способности клеток крови прилипать к эндотелию сосудистой стенки [3].
Для исследования была выбрана концентрация мочевины 30 ммоль/л, исходя из соображений о том, что в такой концентрации она определяется у больных терминальной почечной недостаточностью (ПН) с выраженным синдромом эндогенной интоксикации [4].
Результаты и их обсуждение
Добавление мочевины в цельную кровь привело к значительному увеличению показателей спонтанной и индуцированной XJI, что свидетельствует об усилении процессов СРО в лейкоцитах, генерации АФК (табл. 1). На этом фоне отмечено снижение агрегационной функции эритроцитов и увеличение показателей XJ1 эритроцитов.
Возможно, что адсорбция мочевины на эрит-роцитарных мембранах препятствует взаимодействию эритроцитов друг с другом, однако отсутствие специфических рецепторов для мочевины на цитоплазматической мембране эритроцитов, а также адгезивных молекул, опосредующих процессы агрегации, позволяет предположить иной механизм действия мочевины. Во-первых, он может быть обусловлен блокадой слоя гликокаликса, несомненно вносящего существенный вклад в клеточно-клеточные взаимодействия. Во-вторых, качественными изменениями фосфолипидного спектра мембраны эритроцита. В литературе имеются сообщения об изменении состава фосфолипидов эритроцитов у больных хронической ПН [1]. Это предположение подтверждается данными
Интегративная физиология, восстановительная и адаптивная физическая культура ______________________________________
о влиянии мочевины на показатели ХЛ суспензии эритроцитов: их рост свидетельствует об усилении процессов перекисного окисления липидов в мембранах, что не может быть безобидным для их состава. Фосфолипидный спектр цитоплазматической мембраны определяет ее вязкость, теку-
Возникает вопрос об аутохтонности действия мочевины. Достаточно ли однократного ее контакта с эритроцитами для изменения их свойств или ее удаление из крови приводит к восстановлению структурных и функциональных возможностей эритроцитов? Добавление мочевины в цельную кровь с последующей отмывкой эритроцитов не выявило достоверных изменений показателей агрегации (5,46 ± 0,46; в контроле 5,01 ± 0,31; р > 0,05) и ХЛ эритроцитов (27,43 ± 7,15; в контроле 29,09 ± 7,67; р > 0,05). То есть, изменение функции эритроцитов под влиянием мочевины наблюдается только при их контакте с нею и нивелируется после ее удаления.
Анализ функциональной активности тромбоцитов не выявил достоверных изменений показателей агрегации и ХЛ как при добавлении мочевины в цельную кровь, так и в тромбоцитарную плазму. Вероятно, мочевина не вносит существенного вклада в развитие дисфункции тромбоцитов при уремии и последнее определяется другими эндогенными токсинами (креатинин, мочевая кислота, олигопептиды и др.).
Интересны результаты влияния мочевины на адгезивную способность клеток крови и эндотелия
честь, деформируемость, а значит и адгезивно-агрега-ционную способность эритроцитов. И первое, и второе вполне может изменять поверхностный заряд мембраны, который играет определяющую роль во взаимодействии эритроцитов друг с другом.
Интересно, что изменение функции эритроцитов индуцируется мочевиной самостоятельно или опосредовано активацией лейкоцитов.
Для проверки выдвинутой гипотезы изучали влияние мочевины на функцию эритроцитов после их отмывки от других клеток крови и плазмы. Полученные данные (подавление агрегации и увеличение ХЛ) аналогичны рассмотренным выше в системе цельной крови (табл. 2).
Это позволяет утверждать, что влияние мочевины на функцию эритроцитов носит самостоятельный, независимый от активности других клеток, характер.
(табл. 3). Так, изменение адгезии эритроцитов носило разнонаправленный характер в зависимости от контакта с мочевиной эритроцитов или эндоте-лиоцитов: в первом случае - повышалось, во втором - снижалось. Кроме того, отмечено снижение адгезивной способности лейкоцитов под влиянием мочевины. Причем, при воздействии мочевины на сами лейкоциты в составе цельной крови это происходило преимущественно за счет агранулоци-тов, а при контакте мочевины с эндотелием - гра-нулоцитов.
Таблица 1
Влияние мочевины на показатели функции клеток в цельной крови
(М ± пт; а)
Показатели Контроль Опыт
ХЛ лейкоцитов, уел. ед. х мин 11,54 ±2,63; 31,83 ±6,17; 18,52
(спонтанное свечение) 7,89 Р < 0,01
ХЛ лейкоцитов, уел. ед. х мин 27,36 ±3,82; 43,02 ±5,31; 15,93
(индуцированное свечение) 11,47 Р < 0,05
Скорость агрегации эритроцитов, 6,12 ±0,26; 4,20 ±0,12; 0,27
мм/мин 0,57 Р< 0,001
ХЛ эритроцитов, 38,92 ± 13,85; 75,95 ±23,85; 53,34
уел. ед. X мин 13,21 Р < 0,05 (ЧУ)
р - показатель различия с контрольной группой по ^критерию; \У-критерию Вилкоксона;
Таблица 2
Влияние мочевины на показатели функции отмытых эритроцитов
(М ± т; а)
Показатели Контроль Опыт
Скорость агрегации эритроцитов, 5,01 ±0,31; 3,69 ±0,31; 0,69
мм/мин 0,87 Р < 0,05
ХЛ эритроцитов, 29,09 ±.5,17; 45,48 ± 4,37; 12,35
уел. ед. X мин 17,90 Р < 0,05
278
Вестник ЮУрГУ, № 4, 2005
Осиков М.В., Кривохижина П.В.
Влияние мочевины на функциональное состояние ______________________клеток крови и эндотелия
Таблица 3
Влияние мочевины на адгезию клеток крови и эндотелиоцитов (% адгезии, М ± т, а)
Показатели 1. Контроль (цельная кровь -* интактный эндотелий) 2. Опыт (цельная кровь -> эндотелий + мочевина 3. Опыт (цельная кровь + мочевина -» интактный эндотелий)
Эритроциты 13,11 ±1,54; 4,86 8,75 ± 0,89; 2,51 Pi_2<0,05 22,04 ±2,48; 5,55 Р!_3< 0,01
Тромбоциты 32,44 ±3,29; 10,93 27,65 ±2,89; 8,19 28,34 ±7,34; 14,68
Лейкоциты 30,75 ± 1,86; 6,72 17,07 ±3,06; 8,65 Pi_2< 0,001 22,62 ± 3,26; 7,99 р,_3< 0,001
Гранулоциты 80,36 ±3,59; 12,43 60,07 ± 4,89;13,85 Pl-2< 0,01 70,92 ± 9,69; 23,74
Агранулоциты 18,36 ±2,86; 9,90 20,70 ±0,84; 2,38 11,13 ±2,74; 6,06 Pi_3 < 0,01 (WW)
Вероятно, мочевина прямо или опосредовано блокирует адгезивные молекулы на поверхности эндотелиоцитов (Е- и Р-селектины, 1САМ-1, 1САМ-2, УСАМ и др.) и лейкоцитах (Ь-селектины, СД11/СД18). Увеличение адгезии эритроцитов под влиянием мочевины согласуется с данными [7]. Исследователи установили, что эритроциты у больных хронической ПН обладают большими адгезивными эффектами, чем эритроциты здоровых людей. Это связано с экстерна-лизацией фосфатидилсерина и другими перестройками фосфолипидного спектра мембраны эритроцита и обеспечивается сцеплением с обездвиженным матричным тромбоспондином. Возможно, что мочевина наряду с другими уремическими токсинами вносит свой вклад в нарушение адгезии эритроцитов.
Выводы
1. Установлено, что мочевина стимулирует генерацию АФК лейкоцитами и подавляет адгезию агранулоцитов к эндотелиальной выстилке сосудов.
2. Показано, что, контактируя с эритроцитами, мочевина прямо усиливает процессы СРО, подавляет агрегацию эритроцитов, но стимулирует их адгезию к эндотелию.
3. Мочевина не изменяет активность процессов СРО, адгезию и агрегацию тромбоцитов как в составе цельной крови, так и тромбоплазмы.
4. Отмечено снижение адгезивной способности эндотелиоцитов по отношению к эритроцитам и гранулоцитам под влиянием мочевины.
Литература
1. Акалаев Р.Н., Абидов А.А. Фосфолипидный состав эритроцитов у больных с хронической почечной недостаточностью // Вопросы медицинской химии. -1993. - Т. 39. -№ 5. С. 43-44.
2. Люсов В.А., Белоусов Ю.Б., Савенков МП. К методу определения агрегации тромбоцитов и эритроцитов // Лаб. дело. - 1976. - № 8. -С. 463-495.
3. Осиков М.В. Патофизиологическая роль церулоплазмина при лейкоцитозах и лейкопениях: Дисс. ... канд. мед. наук. - Челябинск, 2003. - 260 с.
4. Тареева И.Е. Нефрология: Руководство для врачей. - М.: Медицина, 2000. - 688 с.
5. Фархутдинов P.P., Лиховских В.А. Хеми-люминесцентные методы исследования свободно-радикального окисления в биологии и медицине. -Уфа, 1998.-90 с.
6. Вот G. V.R. Aggregation of blood platelets by adenosine diphosphate and its reversal // Nature. -1962. - Vol. 194. -P. 927-929.
7. Enhanced adherence of human uremic erythrocytes to vascular endothelium: role of phosphatidylserine exposure/M. Bonomini, V. Sirolli, F. Gizzi et. al. //Kidney Int. - 2002. - Vol. 62. -№ 4. -P. 1358-1363.
