Стан обміну аденозиндифосфорної кислоти та аденозинмонофосфату в еритроцитах у донорів крові

Размещено на http://allbest.ru

Національна медична академія післядипломної освіти

імені П.Л. Шупика

Стан обміну аденозиндифосфорної кислоти та аденозинмонофосфату в еритроцитах у донорів крові

Київ

Резюме

Мета. В статті наведені результати визначення вмісту аденозиндифосфорної кислоти (АДФ), аденозин.монофосфату (АМФ) в еритроцитах периферичної венозної крові донорів крові.

Матеріали і методи. Обстежено 92 донори віком від 20 до 55 років (48 чоловіків та 44 жінок). Серед них 39 осіб (21 чоловік та 18 жінок) здійснювали донацію вперше в житті вони склали першу (І) групу спостереження (контрольна група), та 53 донори (27 чоловіків та 26 жінок) були постійними донорами зі стажем донорства понад два роки і здійснювали понад дві-три донації щорічно вони склали другу (ІІ) групу спостереження. Всі обстежені ІІ групи були розподілені на 3 підгрупи: ІІа донорський стаж 2-5років (n=15), ІІб 6-9років (n=18) і ІІв 10 і більше років (n=20).

Результати та обговорення. У активних донорів із донорським стажем понад 10 років спостерігається розбалансування енергетичного обміну, що проявляється зменшенням АДФ та АМФ. Обмірковуються можливі механізми виникнення виявлених порушень.

Ключові слова: донорство крові, еритроцити, енергетичний обмін.

Резюме

Цель. В статье приведены результаты определения содержания дифосфоглицериновой кислоты (АДФ), аденозинмонофосфата (АМФ) в эритроцитах периферической венозной крови у доноров крови.

Материалы и методы. Обследовано 92 доноры в возрасте от 20 до 55 лет (48 мужчин и 44 женщин). Среди них 39 лиц (21 мужчина и 18 женщин) осуществляли донацию впервые в жизни они вошли в перую (І) группу наблюдения (контрольная группа), и 53 доноры (27 мужчин и 26 женщин) были постоянными донорами со стажем донорства более двух лет и осуществляли более двух-трех донаций ежегодно они составили вторую (ІІ) группу наблюдения. Всех обследованных ІІ группы разделили на 3 подгруппы: ІІа донорский стаж 2-5 лет (n=15), ІІб 6-9 лет (n=18) и ІІв 10 и более лет (n=20).

Результаты и обсуждения. У активных доноров с донорским стажем более 10 лет наблюдается розбалансирование энергетического обмена, что проявляется уменьшением АДФ и АМФ. Обсуждаются возможные механизмы возникновения выявленных нарушений.

Ключевые слова: донорство крови, эритроциты, энергетический обмен.

Summary

Objective. This article shall be devoted to the results of adenosine diphosphoric acid and adenosinemonophosphate determination in erythrocytes of blood donors ' peripheral dark-red blood.

Materials and methods. 92 donors at the age of20-55 (48 men and 44 women) have been examined. There are 39 persons (21 men and 18 women) having been donated firstly in their lives they were included to the first (I) study group (control group); and 53 donors (27 men and 26 women) were permanent donors with 2 years of experience having been donated more than twice and thirdly annually they were included to the second (II) study group. All II-group members were divided into three subgroups: IIa with 2-5 years' period of donor's probation (n=15), ІІЬ 6-9 years (n=18) и ІІс -10 and more years (n=20).

Results and discusions. Active donors with the more than 10 years' period of probation enjoy imbalance of energy exchange which has been indicated by the decrease of adenosine diphosphoric acid and adenosinemonophosphate. Possible mechanisms of diagnosed abnormalities shall be discussed.

Keywords: blood donation, red blood cells, energy exchange.

Вступ

Регулярні донації крові впродовж декількох років, впливають на функціонування систем підтримки гомеостазу, важливою ланкою серед яких є еритроцити периферичної крові [1, 3]. Доведено, що при цьому змінюються деякі фізичні, біохімічні, морфофункціональні характеристики еритроцитів [2, 6]. Означені зміни еритроцитів необхідно розглядати як наслідок постійного напруження процесів еритропоезу в умовах постійного його стимулювання гемоексфузіями. В циркуляторне русло еритроцити надходять на стадії ретикулоцитів, які є перехідною формою від ядромістких нормобластів до безядерних еритроцитів [6].

Процес дозрівання ретикулоцитів супроводжується суттєвими змінами в ньому обміну речовин протягом 30-44 годин. Діаметр нормального еритроцита людини 7,5-8,3 мкм (може дещо зменшуватись впродовж життя клітини), товщина 2,68±0,27мкм (на периферії) 0,81±О,35 мкм (в центрі), середній об'єм 86,1 мкм³' площа поверхні 135±16мкм². Еритроцити периферичної крові не мають фіксованої структури, їх відносно гомогенний вміст обмежує структурна мембрана.

Внутрішній вміст еритроцита є сильно концентрованим водним розчином гемоглобіну, в якому присутні гліколітичні ферменти, нуклеотиди, 2,3-дифосфогліцерат і інші фосфорильовані сполуки, глутатіон, електроліти тощо [6]. Виконання еритроцитом специфічних високоспеціалізованих функцій забезпечується здатністю підтримувати інтегрованість і функціональну повноцінність гемоглобіну впродовж життя клітини, специфічну форму та проникати до найвіддаленіших ділянок тіла. Життєдіяльність і функціонування еритроцита забезпечується утилізацією глюкози фактично єдиного джерела енергії для нього. Головними фосфорорганічними сполуками, які забезпечують енергетичний обмін еритроцита є 2,3дифосфогліцеринова кислота (2,3-ДФГ), АТФ, АДФ та АМФ. Їх питома вага у складі фосфорорганічних сполук еритроцита становить понад 90%. 2,3ДФГ є головним регулятором кисневотранспортної функції еритроцита. Існують зворотно пропорційні взаємовідношення між вмістом 2,3-ДФГ та спорідненістю гемоглобіну до кисню. Існує і зворотна кореляція між концентрацією гемоглобіну і концентрацією 2,3-ДФГ. Важливим внутрішньоклітинним механізмом адаптації за гіпоксичних станів є збільшення в еритроцитах вмісту 2,3-ДФГ. Критерієм функціональної повноцінності еритроцитів є вміст в них фосфорорганічних сполук [2, 6]. В науковій літературі ми не зустрічали даних стосовно комплексної оцінки їх вмісту у активних донорів крові, що і спонукало нас провести відповідні дослідження.

Мета: вивчити вміст АДФ і АМФ в еритроцитах активних донорів крові, провести порівняльний аналіз із їх рівнем у первинних донорів.

Матеріали і методи

Нами обстежено 92 донори віком від 20 до 55 років (48 чоловіків та 44 жінок). Серед них 39 осіб (21 чоловіків та 18 жінок) здійснювали донацію вперше в житті вони склали першу (І) групу спостереження (контрольна група), та 53 донори (27 чоловіків та 26 жінок) були постійними донорами зі стажем донорства понад два роки і здійснювали понад дві-три донації щорічно вони склали другу (ІІ) групу спостереження. Всі обстежені ІІ групи були розподілені на 3 підгрупи: ІІа донорський стаж 2-5 років (n=15), ІІб 6-9 років (n=18) і ІІв 10 і більше років (n=20). Вміст АДФ, АМФ в еритроцитах визначали ензимоспектрофотометричним методом за І.С.Лугановою, І.Ф.Сейц [5]. Хімікоаналітичні дослідження проводились в лабораторії аналізу біологічно активних сполук кафедри судової медицини Національного медичного університету імені О.О. Богомольця. Автори висловлює щиру подяку професору Б.В. Михайличенку за методичну та консультативну допомогу при проведенні лабораторних досліджень.

Результати досліджень обробляли методами варіаційної статистики.

Результати та обговорення

У табл. 1 наведено дані щодо показників кількості еритроцитів, лейкоцитів, тромбоцитів, концентрації гемоглобіну та еритроцитарних індексів у обстежених нами первинних донорів.

Таблиця 1 Показники периферичної крові у первинних донорів (М±т)

Примітка: рі достовірність різниці між показниками залежно від статі.

Із наведених в табл.1 даних видно, що кількість еритроцитів у первинних донорів-жінок, в середньому, становила (4,31±0,07)-10¹²/л, а у донорів-чоловіків (4,55±0,05)-10¹²/л, що достовірно більше, ніж у жінок (р<0,05). В цілому, у осіб контрольної групи кількість еритроцитів, в середньому, становила (4,48±0,05)-10¹²/л, при індивідуальному коливанні показника від 3,95-10¹²/л до 4,92-10¹²/л, у жінок від 3,95-10¹²/л до 4,6110¹²/л і у чоловіків, відповідно, від 4,1110¹²/л до 4,92-10¹²/л. Достовірних відмінностей даного показника з аналогічними значеннями у активних донорів нами не виявлено (р>0,05).

Концентрація гемоглобіну у обстежених первинних донорів-чоловіків, в середньому, становила (143,32±1,82) г/л при індивідуальних коливаннях показника від 131 до 160 г/л, а у жінок (128,70±0,99) г/л, при індивідуальному коливанні параметра від 124 до 132 г/л. Концентрація гемоглобіну у первинних донорів-чоловіків також є достовірно вищою, ніж у жінок (р<0,05). Достовірних відмінностей даного показника з аналогічними значеннями у активних донорів нами не виявлено (р>0,05).

Показник МСН у первинних донорів, в цілому, становив (30,63±0,25) пг, при коливанні показника від 27 до 33 пг. У донорів-жінок даний показник, в середньому, складав (29,40±0,42) пг, при індивідуальних коливаннях від 27 до 31 пг, а у чоловіків, відповідно (31,13±0,24) пг, при індивідуальних коливаннях від 28 до 33 пг. Достовірних відмінностей показника МСН у обстежених нами донорів залежно від статі не виявлено (р>0,05). Нами виявлено достовірні відмінності даного показника від аналогічних його значень у активних донорів крові (р<0,05).

Показник MCV у всіх первинних донорів, в цілому, становив (93,41±0,91) fl, при коливанні показника від від 84 до 97 fl. У донорівжінок означений показник, в середньому, складав (94,22±1,69) fl при індивідуальних коливаннях від 89 до 97 fl, а у чоловіків, відповідно (92,29±1,01) fl, при індивідуальних коливаннях від 84 до 96 fl. Достовірних відмінностей показника MCV у контрольній групі залежно від статі нами не виявлено (р>0,05). Нами виявлено достовірні відмінності даного показника від аналогічних його значень у жінок, що були активними донорами крові (р<0,05).

Показник МСНС у всіх первинних донорів, в цілому, становив (34,38±0,23)%, при коливанні показника від 33 до 35%. У донорів-жінок показник МСНС, в середньому, складав (34,35±0,31)% при індивідуальних коливаннях від 33 до 35%, а у чоловіків, в середньому, (34,41±0,41)%, при індивідуальних коливаннях показника від 33 до 35%. Достовірних відмінностей показника МСНС залежно від статі та віку у контрольній групі нами не виявлено (р>0,05). В той час, нами виявлено достовірні відмінності даного показника від аналогічних його значень у активних донорів крові (р<0,05). Виявлені зміни є непрямим свідченням початку формування латентного дефіциту заліза у групі регулярних донорів крові.

Як видно із табл.1, у обстежених здорових осіб достовірних відмінностей щодо кількості лейкоцитів і тромбоцитів залежно від статі та віку нами не виявлено (р>0,05). Їх також не було виявлено і у групі активних донорів. Дані відносно вмісту аденіннуклеотидів в еритроцитах обстежених наведені в таблиці 2.

Як видно із наведених даних у активних донорів із донорським стажем понад 10 років спостерігається розбалансування енергетичного обміну, що проявляється збільшенням вмісту в них 2,3-ДФГ та зменшенням АТФ, АДФ та АМФ. Цілком очевидно, що виявлені зміни носять вторинний характер і мають компенсаторно-пристосовне значення. Про роль заліза в регуляції енергетичного обміну красномовно свідчить тільки один факт близько половини ензимів чи кофакторів циклу Кребса або містять цей елемент, або потребують його присутності для забезпечення функціонування [2, 6].

Таблиця 2 Вміст аденіннуклеотидів в еритроцитах обстежених (мкмоль/г гемоглобіну)

Примітка:

рі достовірність різниці між даними у І групі і ІІа групі,

р2достовірність різниці між показниками у І групі і ІІб групі, рздостовірність різниці між показниками у І групі і ІІв групі.

В нормі єдиним джерелом енергії для еритроцита є глюкоза. Енергія, яка отримується при утилізації глюкози, в основному, знаходиться у формі АТФ. За умови повного окислення 1 моль глюкози утворюється 36 моль АТФ. енергетичний фосфорорганічний донор гомеостаз

В еритроциті глюкоза метаболізується за двома основними напрямами шляхом Ембдена-Мейергофа та гексозомонофасфатним. В циклі ЕмбденаМейергофа глюкоза катаболізується до пірувата і потім лактата. Основну кількість енергії еритроцит отримує саме із окислювальновідновлювальних процесів циклу Ембдена-Мейергофа. Завдяки відновлювальним реакціям при цьому утворюється коензим, що відновлює метгемоглобін до гемоглобіну і синтезується 2,3-ДФГ важливий модулятор спорідненості гемоглобіну до кисню.

У гексозомонофосфатному циклі метаболізується близько 10% глюкози, що споживається еритроцитом. В умовах гіпоксії відбувається інтенсифікація гексозомонофосфатного циклу, що супроводжується накопиченням NADP-H. Означений коензим є необхідним для підтримання у відновленій формі глутатіону, який бере участь у реакціях, що спрямовані на захист еритроцита від перекисного ушкодження. Глюкоза, яка проходить гексозомонофосфатний цикл, після перетинання з шляхом прямого окислення Ембдена-Мейергофа, може частково використовуватися для синтезу АТФ і 2,3 ДФГ, але при цьому утворюється тільки 2 моль АТФ із кожного 1 моль глюкози [6].

Висновки

Однією із ланок патофізіологічних порушень метаболізму у еритроцитах при регулярній участі у донорстві понад 10 років є зміни енергетичного обміну в еритроцитах, що проявляється достовірним підвищенням вмісту в них 2,3-ДФГ та зменшенням АТФ, АДФ та АМФ.

Виявлені зміни носять вторинний характер і, очевидно, мають компенсаторно-пристосувальне значення в умовах тривалого стимулювання гемопоезу регулярними донаціями.

Перспективи подальших досліджень. Розбалансування енергетичного обміну, що спостерігається при тривалій участі у регулярному донорстві, виникає у комплексі метаболічних порушень, а встановлення першопричини вторинних метаболічних розладів для їх корекції є актуальною проблемою сучасної трансфузіології.

Література

1. Видиборець С.В. Донорство крові / С.В. Видиборець // Укр. журн. гематол. та трансфузіол. 2009. № 5. С.45-51.

2. Видиборець С.В. Донорство крові та метаболізм заліза: монографія / С.В. Видиборець, Ю.Ю. Дерпак, О.В. Сергієнко // Вінниця-Бориспіль: ТОВ «Меркьюрі-Поділля», 2012. 144 с.

3. Видиборець С.В. Ускладнення донації крові / С.В. Видиборець, О.В. Сергієнко // Укр. журн. гематол. та трансфузіол. 2009. № 3. С.39-45.

4. Луганова И.С. Определение 2,3-дифосфоглицериновой кислоты неэнзиматическим методом и содержания 2,3-дифосфоглицерата и АТФ в эритроцитах больных хроническим лимфолейкозом / И.С. Луганова, М.Н. Блинов // Лаб.дело. 1975. № 11. С. 652-654.

5. Луганова И.С. Свободные адениннуклеотиды в лейкоцитах человека / И.С. Луганова, И.Ф. Сейц // Бюл. эксп. биол. и медицины. 1971. № 6. С. 41-43.

6. Сергієнко О.В. Діагностика та корекція прихованих порушень метаболізму еритроцитів у донорів крові: монографія / О.В. Сергієнко, С.В. Видиборець. К.: НМАПО імені П.Л. Шупика, 2011. 159 с.

Размещено на Allbest.ru