Electric charge and erythrocyte lipids in patients with atherosclerosis

Abstract

The study of the electric charge and the content of lipids, erythrocytes in 78 patients with atherosclerosis of stages I and III was carried out. A decrease in the electrophoretic mobility of erythrocytes and a change in the ratio of the main lipid components in the membrane, which naturally increase with the progression of the atherosclerotic process, have been stated.

Full Text

В гемореологии важное значение имеют физико-химические свойства эритроцитов. Стабильность эритроцитарной взвеси, агрегативная устойчивость играют большую роль в системе микроциркуляции, где небольшие скорости течения крови и малые размеры сосудов способствуют образованию эритроцитарных агрегатов, причем немаловажное влияние оказывают силы электрического отталкивания [2, 9, 10].

Электрические свойства эритроцитарной мембраны обусловлены соотношением липидных и белковых компонентов, а также свойствами окружающей мембрану среды. Как известно, мембрана эритроцитов состоит из двойного слоя липидов, большую часть которых составляют фосфолипиды (до 70%), и веществ белковой природы (гликофорина, спектрина, энзимов, гликопротеидов). В состав гликопротеидов и гликолипидов (ганглиозидов) мембран входит нейраминовая кислота, карбоксильные группы которой несут отрицательный заряд. Данные о молекулярных группировках, ответственных за отрицательный заряд эритроцитарной поверхности, несколько противоречивы. Большинство авторов склонно предполагать, что заряд обусловлен карбоксильными группами сиаловых кислот [5].

Цель настоящей работы заключалась в исследовании состояния электрического заряда эритроцитов и липидов эритроцитарной мембраны у больных атеросклерозом разной степени тяжести..

Электрофоретическую подвижность эритроцитов (ЭФП) изучали при помощи микроэлектрофореза в горизонтальной прямоугольной камере [7]. ЭФП, дзета-потенциал, плотность поверхностного заряда вычисляли по формулам, подсчитывали также число электронов на 1 эритроцит.

Липиды экстрагировали из эритроцитов хлороформно-метанольной смесью (2:1:. по объему). В аликвотной части липидного экстракта определяли холестерин, фосфолипиды, сиаловые кислоты [4, 11].. У части больных исследовали гематокрит вычисляли количество эритроцитов, исходя из чего определяли средний объем и площадь эритроцита, содержание липидов в одном эритроците. Параллельно вычисляли количество молекул липидов и сиаловых кислот на 1 эритроцит. Количество сиаловых кислот в граммах на литр получали путем перевода единиц экстинкции в граммы [4, 8].

Таблица 1

Электрофоретическая подвижность и плотность поверхностного заряда эритроцитов у лиц контрольной группы и у больных атеросклерозом

Исследуемые параметры	У здоровых	У больных атеросклерозом
		I стадии	III стадии
ЭФП эритроцитов, мкм • см • В-1 • - С—1	1,36±0,03	1,16+0,02 Р<0,01	0,99+0,02 Р<0,01
Z-потенциал, мВ	16,9	14,4	12,3
мВ • с • Кул/м2 • 10-5г	1143,7	975,6	832,6
Количество электронов на 1 эритроцит  106	9,1	8,8	8,6

Под наблюдением находилось 78 больных атеросклерозом (мужчин—54, женщин— 24; возраст: до 39 лет—1 больной, от 40 до 49 лет—14, от 50 до 59 лет—i 18, от 60 до 69 лет—31 и старше.—14). Согласно классификации А. Л. Мясникова (1965), атеросклероз I стадии диагностирован у 47 больных, III стадии—у 31. Клиническая картина заболевания соответствовала симптомокомплексу, характерному для поражения коронарных артерий сердца и грудного отдела аорты и протекала по синдрому ишемической болезни сердца. Контрольную группу составили 26 здоровых лиц (18 мужчин и 8 женщин) в возрасте от 25 до 46 лет.

В табл. 1 представлена ЭФП у здоровых лиц, показано прогрессирующее уменьшение электрического заряда эритроцитов при атеросклерозе. Уменьшение ЭФП_оИ соответственно потенциала эритроцитов составило при атеросклерозе I стадии 14,7% Таблица 2

Содержание липидов и сиаловых кислот в эритроцитах у лиц контрольной группы и у больных атеросклерозом от нормальных показателей, при III стадии—27,2%. Одновременно снижается количество электронов, приходящихся на 1 эритроцит.

Исследуемые параметры	У здоровых	У больных атеросклерозом
		I стадии	III стадии
Фосфолипиды, ммоль/л	3,9±0,1	3,6+0,1 Р<0,01	3,1±0,05 р1-3<0,01
ммоль/1 эритроцит • 1013	3,3	3,4	3,5
количество молекул на 1 эритроцит 108	1,9	1,9	2,0
Холестерин, ммоль/л	3,6+0,05	4,2+0,08 Р<0,01	4,6+0,05 Pj_3<0,05
ммоль/1 эритроцит • 10-13	3,0	4,0	5,1
количество молекул на 1 эритроцит • I08	1,8	2,4	3,1
холестерин Коэффициент фосфолипиды (молярный)	0,9	1,2	1,5
Сиаловые кислоты, мг/л	226+15	168+4	144±3
мг/1 эритроцит • 10-13	189,6	163,0	151,7
количество молекул на 1 эритро- цит • 107	3,7	3,2	3,1

Атеросклеротический процесс определенным образом изменяет уровень липидов и сиаловых кислот в эритроцитах (см. табл. 2).

Содержание холестерина с развитием болезни повышается до 4,2 ммоль/л при I стадии атеросклероза и до 4,6 ммоль/л при III стадии (что составляет по отношению к нормальному уровню 18,8% и 29,2%), а концентрация фосфолипидов снижается— соответственно до 3,6 и 3,1 ммоль/л (на 8,8% и 19,7%). Происходит убывание отрицательного заряда эритроцитов одновременно с уменьшением количества сиаловых кислот (при I ст,—на 24,1%, при III ст.—на 34,7%), количество фосфолипидов на 1 эритроцит несколько увеличивается, достоверно повышается уровень холестерина.

На основе полученных данных можно предположить, что за образование отрицательного заряда ответственны карбоксильные группы сиаловых кислот (нейраминовой кислоты), и уменьшение их содержания в эритроцитах при прогрессировании болезни ведет к снижению отрицательного заряда.. Вместе с тем нами отмечено, что хотя абсолютное количество фосфолипидов на 1 эритроцит увеличивается, количество фосфолипидов на единицу площади эритроцитарной мембраны уменьшается, так как при развитии атеросклеротического процесса происходит увеличение объема эритроцита (с 84,4 мкм³ в норме до 109,4 мкм³ при III стадии болезни) с одновременцым увеличением поверхностной площади эритроцита (со 127,9 мкм² до 144,3 и 165,7 мкм² при I и III стадиях атеросклероза). Увеличение размеров эритроцитов; при атеросклерозе обнаружено также К. Г. Адамяном и соавт. (1977). Это явление может обусловить изменение липидно-белкового взаимодействия и уменьшение устойчивости белков, а также связанных с ними молекул нейраминовой кислоты в мембране. Происходящая при атеросклерозе структурная перестройка эритроцитарной мембраны, сопровождающаяся изменением соотношения холестерин/фосфолипиды, ведет к усилению жесткости и уменьшению деформабельности мембраны [3, 6].

Уменьшение электрического заряда и повышение ригидности эритроцитарной мембраны При атеросклерозе способствуют усилению агрегации эритроцитов в кровяном русле, особенно в системе микроциркуляции.

Учитывая тесную взаимосвязь явлений в микроциркуляторной системе с реологическими и электрическими свойствами крови и ее компонентов, мы считаем возможным рекомендовать изучение этих показателей в качестве дополнительного теста в диагностике атеросклероза, в оценке степени тяжести процесса и выборе способа рациональной лекарственной коррекции этого заболевания.

ВЫВОДЫ

1. При атеросклерозе происходят структурные изменения в мембране эритроцитов, что выражается в уменьшении в ней содержания фосфолипидов, сиаловых кислот, снижении электрического заряда и одновременном увеличении количества холестерина.

2. Изменение физико-химических свойств эритроцитарной мембраны приводит к ухудшению ее реологических и биоэлектрических качеств и усилению агрегации эритроцитов.

3. Снижение электрического заряда эритроцитов и изменение соотношения липидов в мембране происходят пропорционально стадии развития атеросклероза.