Гемическая гипоксия и изменение функциональной активности гемоглобина

Размещено на http://www.allbest.ru/

Воронежская государственная медицинская академия им. Н.Н. Бурденко

ГЕМИЧЕСКАЯ ГИПОКСИЯ И ИЗМЕНЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ГЕМОГЛОБИНА

Фурсова У.Н., Лущик М.В.

Гипоксия - типовой патологический процесс, характеризующийся уменьшением рО₂ в тканях (ниже 20 мм рт. ст.) и абсолютной или относительной недостаточности биологического окисления в клетке. Гипоксия приводит к расстройству функций органов и тканей, нарушению пластических и энергетических процессов в организме, морфологическим изменениям клеток. По этиологии выделяют несколько типов гипоксии, условно объединяемых в две группы: экзогенные и эндогенные. Гемическая (кровяная) гипоксия относится к эндогенной гипоксии, возникает при уменьшении кислородной емкости крови из-за снижения содержания гемоглобина (Нb) в единице объема крови и нарушения транспортных свойствНb. Гемический тип гипоксии характеризуется снижением способности Нb эритроцитов связывать кислород (в капиллярах легких), транспортировать и отдавать оптимальное количество его в тканях. Уменьшение содержания Нb в единице объема крови и в организме в целом наблюдается при существенном уменьшении числа эритроцитов и/или снижении содержания Нb (иногда до 40-60г/л), т.е. при выраженных анемиях. Нарушение транспортных свойств Нb обусловлены изменением его способности к оксигенации в крови капилляров альвеол и дезоксигенации в капиллярах тканей. Эти изменения (гемоглобинопатии) могут быть наследуемыми или приобретенными. Наследуемые гемоглобинопатии чаще всего возникают из-за мутации генов, сопровождающихся нарушением аминокислотного состава глобинов. Причиной приобретенных гемоглобинопатий чаще всего является повышенное содержание в крови метгемоглобинообразователей, окиси углерода, нитроксигемоглобина. При гемической гипоксии происходит изменения газового состава и рН крови /1/.

В настоящее время резко возрос интерес исследователей к выявлению влияния лекарственных веществ на структурно-функциональные свойства белков в организме. Детальное исследование взаимодействия лекарства с белками-ферментами и их надмолекулярными комплексами имеет важное значение для выявления механизмов их лекарственного и побочного действия на биосистемы. Галоперидол - антипсихотический препарат, применяемый при шизофрении, бредовых расстройствах и других заболеваниях, сопровождающихся галлюцинациями, психомоторным возбуждением /2/. Легкость проникновения лекарства через мембрану определяется липофильностью галоперидола. Так как один из этапов пребывания галоперидола в организме связан с поступлением его в кровь и связыванием с ее белками и форменными элементами, целесообразным представляется изучение влияния данного нейролептика на функционирование гемоглобина. Поскольку гемоглобин локализован в эритроцитах, нами были изучены кислородтранспортные свойства гемоглобина, модифицированного галоперидолом, в составе эритроцитарных клеток. гипоксия лекарственный белок фермент

В опытах использовали термостатированные при 37^оС суспензии эритроцитов в Na-P буфере концентрацией 0,01 моль/л (рН 7,4), приготовленные на растворе хлорида натрия концентрацией 0,145 моль/л и растворы галоперидола в Na-P буфере (рН 7,4) с концентрациями модификатора 1Ч10^-6, 1Ч10^-5, 1Ч10^-4 моль/л соответственно). Регистрацию кривых диссоциации оксигемоглобина (КДО) в составе эритроцитов осуществляли спектрофотометрическим методом, при 430 Нм (полоса Соре дезоксиформы). В качестве образца сравнения использовали светорассеивающую пластину, что позволило исключить вклад рассеяния света суспензией.

КДО показывает зависимость насыщения гемоглобина О₂ от парциального напряжения О₂.Важными показателями, характеризующими процесс обратимого связывания кислорода гемоглобином, являются значения Р₅₀, т.е. парциальное давление кислорода, при котором гемоглобин насыщен им на 50% и константа Хилла (б), отражающая степень гемгемового взаимодействия субъединиц в олигомере /3/. Анализ данных, представленных на рис. 1 показывает, что добавление галоперидола в указанных концентрациях повышает сродство гембелка к кислороду, при этом модифицирующее действие нейролептика носит выраженную концентрационную зависимость. Минимальная из использованных концентраций галоперидола индуцирует снижение значения Р₅₀ с 22,8±1,04 до 17,5±0,51 мм рт. столба. Последующее увеличение концентрации до 1Ч10^-5 и 1Ч10^-4 моль/л приводит к дальнейшему повышению сродства гембелка к кислороду (Р₅₀ составляет 13,1±1,3 и 12,6±2,5 мм рт. столба). Модификация внутриэритроцитарного гемоглобина галоперидолом находит отражение и в уровне кооперативного взаимодействия субъединиц в составе тетрамера. Зависимость значения константы Хилла от концентрации нейролептика носит сложный характер (рис.1). При использовании галоперидола в концентрации 1Ч10^-6 моль/л величина б снижается с 2,92±0,21 (контроль) до 2,18±0,02. Последующее увеличение концентрации модификатора до 1Ч10^-5 моль/л не вызывает статистически достоверных изменений б, которое составляет 2,26±0,17. В случае использования максимальной из использованных концентраций галоперидола наблюдается существенное снижение константы Хилла б до 1,85±0,12. Понижение величины б свидетельствует об ослаблении кооперативного эффекта.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1 Изменение значений Р₅₀ и б при действие галоперидола

Полученные данные показывают, что галоперидол проникает через эритроцитарную мембрану и оказывает непосредственное воздействие на внутриэритроцитарный гемоглобин, что находит отражение в изменении основных макрохарактеристик его кислородсвязывающей способности. При этом выявленные нарушения функциональной активности гембелка при действии галоперидола обусловлены, по-видимому, конформационными перестройками апобелковой части молекулы, затрагивающей вероятно, области субъединичных контактов.

Характер изменений величины Р₅₀ и б позволяет предположить, что при использование высоких концентраций галоперидола преимущественную роль приобретают перестройки третичной структуры гембелка.

В заключение можно сделать вывод, что наблюдаемый сдвиг КДО влево при воздействие лекарственного препарата свидетельствует о повышении сродства гемоглобина к кислороду и затруднению отдачи кислорода тканям.

Используемая литература

1. Литвицкий П.Ф. Патофизиология: учебник: в 2-х томах / П.Ф. Литвицкий. - Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2012. Т.1. С. 422-452.

2. Машковский М.Д. Лекарственные средства: в 2-х т. / М.Д. Машковский. Москва «Издательство Новая Волна», 2005. Т.1. С. 67.

3. Артюхов В.Г. Гемопротеиды: закономерности фотохимических превращений в условиях различного микроокружения / В.Г. Артюхов. Изд-во ВГУ, 1995. 281 с.

Размещено на Allbest.ru