Механизмы изменения кислородтранспортноифункции эритроцитов у больных хронической ишемической болезнью сердца, осложненной недостаточностью кровообращения
- Авторы: Лукьянов В.Ф.1, Захарова Н.Б.1, Гончарова Л.Н.1, Рубин В.И.1
-
Учреждения:
- Саратовский медицинский институт
- Выпуск: Том 65, № 6 (1984)
- Страницы: 421-424
- Тип: Теоретическая и клиническая медицина
- Статья получена: 30.11.2021
- Статья одобрена: 30.11.2021
- Статья опубликована: 15.11.1984
- URL: https://kazanmedjournal.ru/kazanmedj/article/view/89503
- DOI: https://doi.org/10.17816/kazmj89503
- ID: 89503
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Одной из ранних и характерных реакций на гипоксию, в том числе и у больных с недостаточностью кровообращения, является повышение уровня 2,3-дифосфо- глицерата (2,3-ДФГ) эритроцитов [4, 6, 10, 12], который образуется в цикле Рапопорт — Льюберинга и представляет собой ответвление гликолиза эритроцитов. Особенности взаимодействия гемогликолиза и цикла Рапопорт — Льюберинга у больных с недостаточностью кровообращения ранее не изучались. Знание таких особенностей дает возможность определять степень участия эритроцитов в развитии гипоксии у больных на разных стадиях недостаточности кровообращения.
Ключевые слова
Полный текст
Одной из ранних и характерных реакций на гипоксию, в том числе и у больных с недостаточностью кровообращения, является повышение уровня 2,3-дифосфо- глицерата (2,3-ДФГ) эритроцитов [4, 6, 10, 12], который образуется в цикле Рапопорт — Льюберинга и представляет собой ответвление гликолиза эритроцитов. Особенности взаимодействия гемогликолиза и цикла Рапопорт — Льюберинга у больных с недостаточностью кровообращения ранее не изучались. Знание таких особенностей дает возможность определять степень участия эритроцитов в развитии гипоксии у больных на разных стадиях недостаточности кровообращения.
С этой целью было обследовано 98 больных хронической ишемической болезнью сердца (66 мужчин и 32 женщины, возраст — 38 — 76 лет), из них 72 пациента с недостаточностью кровообращения. Сопутствующая гипертоническая болезнь обнаружена у 18 больных, мерцательная аритмия — у 27, экстрасистолия — у 4, пароксизмальная тахикардия — у 1, блокада ножек пучка Гиса — У 4. Выраженность недостаточности кровообращения определяли по данным клинико-лабораторного обследования.
У 18 человек выявлена HI стадия, у 20 — НIIА, у 23 — НІІБ, у 11 — НIII . Биохимические исследования проводили в первые три дня после поступления в клинику у больных, не получавших амбулаторного лечения, или у больных (при НIIб- НIII ), которым в ранее проведенное лечение не включались сердечные гликозиды и мочегонные средства.
В контрольные группы вошли 27 практически здоровых лиц (11 мужчин и 16 женщин) в возрасте от 38 до 56 лет (1-я группа) и 26 больных хронической ишемической болезнью сердца без недостаточности кровообращения (2-я группа).
Исследование показателей гемогликолиза проводили в эритроцитах крови, взятой с гепарином (12 ME/мл) из локтевой вены больных, находящихся в покое. Клетки дважды отмывали в буфере, содержащем 100 ммоль/л NaCl, 3 ммоль/л КС1, 3 ммоль/л СаС12 1,2 ммоль/л Na2HP04, 50 ммоль/л НО, 5 ммоль/л глюкозы. Разведенные буфером до концентрации 40% эритроциты инкубировали при 37° в течение 2 ч. Кислоторастворимую фракцию клеток до и после инкубации получали путем осаждения белков 0,8 н. раствором НС1О4 в соотношении 1:1. Полученный экстракт нейтрализовали 2М раствором К2 СО3 и использовали для определения содержания глюкозы глюкозооксидазным методом, лактата и пирувата в реакции с лактатдегидрогеназой [9], уровня 2,3-ДФГ -—по реакции с хромотроповой кислотой [8]. Количество АТФ устанавливали методом тонкослойной хроматографии на пластинках «Силуфол» [3].
Статистическую обработку данных проводили с помощью вариационного и альтернативного анализа. Для оценки различий применяли критерий Вилкоксона — Манна — Уитни [2]. Полученные результаты представлены в таблице.
Показатели гликолиза эритроцитов у больных ишемической болезнью сердца, осложненной недостаточностью кровообращения (в ммоль/л, АТФ в мкмоль/л)
Группы обследованных | n | До инкубации | После инкубации | ||||||||
глюкоза | 2.3 ДФГ | АТФ | пируват | лактат | глюкоза | 2.3 ДФГ | АТФ | пируват | лактат | ||
1-я | 27 | 6,09±0,28 | 4,81±0,12 | 687,85±48,08 | 0,064±0,005 | 1,74±0,13 | 5,18±0,49 | 4,24±0,16 | 594,06±44,04 | 0,085±0,011 | 2,91±0,15 |
2-я | 26 | 6,78±0,24* | 5,12+0,19 | 608,73±46,14* | 0,062±0,007 | 2,29±0,11* | 5,75±0,81* | 4,64±0,12 | 506,28 ±48,91* | 0,091±0,009 | 3,61±0,09* |
Больные ХИБС, осложненной недостаточностью кровообращения | 18 | 7,33±0,31* | 6,06±0,27* | 541,13±51,34* | 0,074±0,006* | 2,74±0,21 | 6,54±0,18* | 5,68±0,31* | 497,76±59,18* | 0,098±0,016 | 4,25±0,017* |
НIIА | 20 | 7,23±0,42* | 6,10±0,21* | 483,87±49,17* | 0,070±0,011 | 3,06±0,16* | 6,64±0,37* | 5,61±0,18* | 449,09±57,74* | 0,087±0,013 | 4,28±0,20* |
НIIB. | 23 | 6,97±0,39* | 6,83±0,23* | 373,25±65,36* | 0,085±0,014 | * +12 5+і | 6,49±0,21* | 6,13±0,22* | 439,29±67,33* | 0,098±0,027 | 4,4±0,24* |
НІІI. | 11 | 6,67±0,37* | 6,24±0,39 | 358,14±57,51* | 0,090±0,012* | 4,08±0,24* | 6,35±0,26* | 4,96±0,46* | 427,82±49,70* | 1,04±0,019* | с,56±0,31* |
* Р<0,05.
До инкубации в эритроцитах у всех больных было повышено содержание глюкозы, 2,3-ДФГ, пирувата, лактата и снижено количество АТФ, что соответствовало литературным данным [4, 5].
Наибольший уровень глюкозы констатирован у больных с недостаточностью кровообращения Щ —НIIА стадий (на 11 — 20% выше контроля, P<0,05). Содержание 2,3-ДФГ достигало максимальных значений у больных в стадии НIIБ (на 50% выше контроля, P<0,05). У больных в стадии НIIIустановлено наименьшее количество АТФ (52% от уровня контроля, P<0,05) и наибольшее увеличение содержания лактата и пирувата.
Как известно, метаболизм эритроцитов перестраивается и становится стабильным в соответствии с новыми условиями существования примерно через 2 — 2,5 ч инкубации в изоосмолярном растворе с глюкозой [11]. Это использовано для изучения характера нарушения обмена 2,3-ДФГ в эритроцитах у больных с недостаточностью кровообращения.
У всех обследованных лиц в процессе инкубации эритроцитов снижалось содержание глюкозы, 2,3-ДФГ и увеличивалось количество лактата и пирувата. Количество АТФ менялось разнонаправленно в соответствии с выраженностью клинических признаков недостаточности кровообращения. Если в 1 и 2-й группах содержание АТФ снижалось на 93 — 102 мкмоль/л, у лиц с недостаточностью кровообращения в стадии IHI — НII а — на 34 — 44 мкмоль/л, то у больных в стадии НIIБ—HI оно повышалось на 66 — 69 мкмоль/л.
Подобное изменение содержания АТФ свидетельствует о нарушении равновесия в системах энергосинтезирующих и энергоутилизирующих процессов эритроцитов и является критерием функциональной полноценности клеток.
Энергообразование в эритроцитах связано с утилизацией глюкозы и 2,3-ДФГ, которая характеризуется изменением количества этих метаболитов при инкубации. Как видно из полученных данных, изменения количества глюкозы и 2,3-ДФГ эритроцитов в процессе инкубации зависят ют выраженности клинических признаков недостаточности кровообращения и имеют разнонаправленный характер. За время инкубации наибольшее снижение количество глюкозы (Д глюкозы — 1,09=1=0,28 ммоль/л) было у больных хронической ишемической болезнью сердца без недостаточности кровообращения, а наименьшее — у больных в НIII стадии (А глюкозы — 0,32±0,08 ммоль/л). Количество 2,3-ДФГ максимально снизилось у лиц с недостаточностью кровообращения НIII (А 2,3-ДФГ — 1,23±0,36 ммоль/л), а наиболее стабильный уровень 2,3-ДФГ констатирован у больных с HI,
Установленные при инкубации изменения метаболизма дают основание считать, что способность эритроцитов утилизировать глюкозу и 2,3-ДФГ зависит от выраженности клинических признаков недостаточности кровообращения, и позволяют выделить два типа изменения гликолиза и обмена 2,3-ДФГ. Начальный тип (при недостаточности кровообращения HI — НII а) характеризуется снижением уровня АТФ, активацией использования глюкозы в гликолизе, увеличением образования 2,3-ДФГ. Поздний тип (при недостаточности кровообращения НIIБ —НIII проявляется выраженным падением уровня АТФ, снижением способности эритроцита использовать глюкозу, максимальным увеличением образования 2,3-ДФГ с преобладанием его распада в гликолизе, значительным закислением внутриэритроцитарной среды.
Перестройка гемогликолиза связана с особенностями метаболизма 2,3-ДФГ и отличается различной выраженностью закисления внутриэритроцитарной среды. Оба эти показателя отражаются на функции эритроцита в газообмене. Увеличение количества 2,3-ДФГ ведет к уменьшению сродства гемоглобина к кислороду (эффект Бора). Рост количества ионов водорода при закислении внутриэритроцитарной среды обладает двойным эффектом, небольшое увеличение концентрации ионов водорода уменьшает сродство гемоглобина к кислороду, что облегчает его отдачу в тканях (эффект Бора), а при больших концентрациях снижает способность гемоглобина удерживать кислород (эффект Рута), что уменьшает кислородную емкость гемоглобина [7].
Сопоставляя имеющиеся данные о регуляции сродства гемоглобина к кислороду с особенностями гликолиза эритроцитов у больных с недостаточностью кровообращения, можно отметить, что в зависимости от типа перестройки гемогликолиза должна меняться способность эритроцитов переносить кислород. У больных с недостаточностью кровообращения HI —НIIа увеличение количества 2,3-ДФГ, наряду с небольшим закислением внутриэритроцитарной среды, способствует облегчению отдачи кислорода гемоглобином в тканях. Это является одним из компенсаторных механизмов гипоксии, существующей при недостаточности кровообращения. У больных с недостаточностью кровообращения НIIБ—НIII значительное закисление внутриэритроцитарной среды и использование 2,3-ДФГ в гликолизе снижают способность гемоглобина связывать кислород, то есть уменьшается кислородная емкость гемоглобина.
Результаты изучения оксигенации (р02) крови и тканей согласуются с полученными данными. Для больных с недостаточностью кровообращения НІІБ—НIII характерны наименьшие значения р02. Ингаляция 100% кислорода у больных с HI— НIIa вызывает адекватный рост р02 крови и тканей, тогда как у больных с НIIБ — НIII такое повышение не выражено. [1].
Установленные особенности метаболизма и соответственно функционирования эритроцитов необходимо учитывать при терапевтических мероприятих по снижению гипоксии у больных с недостаточностью кровообращения, в частности при лечении кислородом. У больных с недостаточностью кровообращения HI —НІІА существуют биохимические предпосылки для связывания кислорода с гемоглобином в легких с последующей максимальной отдачей в тканях. Кислородтерапия у больных с недостаточностью кровообращения HI —НIIА содействует снижению имеющейся гипоксии. У больных с недостаточностью кровообращения НIIБ — НIII нарушены биохимические внутриэритроцитарные механизмы адаптации по оптимальному связыванию кислорода с гемоглобином. Применение кислорода при лечении таких больных не обеспечивает достаточного насыщения гемоглобина кислородом, а оставшийся не связанным эритроцитами кислород может способствовать образованию токсических перекисных соединений.
Об авторах
В. Ф. Лукьянов
Саратовский медицинский институт
Автор, ответственный за переписку.
Email: info@eco-vector.com
Кафедра терапии факультета усовершенствования врачей, кафедра биоорганической и биологической химии
Россия, СаратовН. Б. Захарова
Саратовский медицинский институт
Email: info@eco-vector.com
Кафедра терапии факультета усовершенствования врачей, кафедра биоорганической и биологической химии
Россия, СаратовЛ. Н. Гончарова
Саратовский медицинский институт
Email: info@eco-vector.com
Кафедра терапии факультета усовершенствования врачей, кафедра биоорганической и биологической химии
Россия, СаратовВ. И. Рубин
Саратовский медицинский институт
Email: info@eco-vector.com
Кафедра терапии факультета усовершенствования врачей, кафедра биоорганической и биологической химии
Россия, СаратовСписок литературы
- Алиев Э. Б.„ Алмазов И. И., Малышев Ю. М. Тер. арх., 1980, 12.
- Гублер Е. В., Генк п н А. А. Применение иепараметрических критериев статистики в медико-биологических исследованиях. Л., Медицина, 1973.
- 3ахарова Н. Б., Рубин В. И. Лабор. дело, 1980, 12.
- Серпов а В. И. Тер., арх., 1982, 3.
- Сивков IL И., Кукес В. Г. Хроническая недостаточность кровообращения. М., Медицина, 1973.
- Ходас М. Я., Мосолова Л. А. и др. Анестезиол. и реанимат., 1978, 3.
- Xочачка П., Сомеро Дж. Стратегия биохимической адаптации. М., Мир, 1977.
- Вartlet J. R. J. biol. Chem., 1959, 234, 3.
- Bergmeyer H. Methods of Enzymatic Analysis, 1979, 11, Verlag Chemie Veinbeim and Academic Press.
- Brewer J. J., EatonJ. W. Science, 1971, 171, В 977.
- Momsen G.. Vestrdaard-Bоgind B. Arch. Biochem. and Biophys., 1978, 190, 1.
- Rapoport S. Pörsvaremedich, 1969, 5, 168.
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)