Электрофоретическая оценка состояния мембран эритроцитов при действии активных форм кислорода и оксида азота

Целью работы служило изучение электрофоретической подвижности эритроцитов при действии экзогенных активных форм кислорода и оксида азота на образцы крови и организм здоровых крыс. Первый этап эксперимента (in vitro) выполнен на образцах крови 15 здоровых доноров. Каждый образец был разделен на 5 равных порций по 5 мл, первая из которых являлась контрольной (в ней не проводили никаких манипуляций), остальные барботировали различными газовыми смесями (озоно-кислородной смесью с концентрацией озона 60 мг/л; синглетно-кислородной воздушной смесью; NO-содержащей газовой смесью с концентрацией оксида азота 20 и 100 ppm). Второй этап эксперимента (in vivo) выполнен на 40 половозрелых крысах-самцах популяции линий Wistar, разделенных на 7 групп. Первая группа животных (n=10) являлась контрольной. Животные второй группы (n=5) на протяжении 10 дней получали ежедневные ингаляции озоно-кислородной смеси. Крысам третьей и четвертой групп (n=5 в каждой) в течение 10 дней осуществляли ежедневные ингаляции синглетно-кислородной газовой смеси (50 и 100% мощности генератора), а пятой-седьмой групп (n=5 в каждой) — NO (концентрация соединения — 20, 50 и 100 ppm соответственно). На основании проведенных исследований обнаружен единый характер реагирования биосистем на непосредственное (при обработке крови) и опосредованное (в форме ингаляций) воздействие данных соединений в изучаемых условиях. Так, озоно-кислородная смесь и высокие концентрации оксида азота (100 ppm) обеспечивают снижение электрофоретической подвижности эритроцитов. Напротив, более низкие дозы NO (20 ppm) и синглетный кислород оказывают стабилизирующее влияние на состояние мембран красных клеток крови, повышая антиоксидантный потенциал биосреды. Подобный эффект указанных факторов способствует стимуляции электрокинетических свойств эритроцитов в эксперименте in vivo (при курсовых ингаляциях).

эритроциты, электрофоретическая подвижность, озон, синглетный кислород, оксид азота

1. Ванин А.Ф., Чазов Е.И., Капелько В.И., Писаренко О.И., Шумаев К.Б., Максименко А.В., Рууге Э.К., Тимошин А.А., Лакомкин В.Л., Цкитишвили О.В., Серебрякова Л.И., Мох В.П. Участие активных форм кислорода в модуляции гипотензивного эффекта динитрозильных комплексов железа // Кардиологический вестник. — 2007. — № 2. — С. 31–37.

2. Власова М.А., Смирин Б.В., Покидышев Д.А., Машина С.Ю., Ванин А.Ф., Малышев И.Ю., Манухина Е.Б. Механизм адаптации сосудистой системы к хроническому изменению уровня оксида азота в организме // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. — 2006. — № 12. — С. 626–630.

3. Граник В.Г., Григорьев Н.Б. Оксид азота (NO). Новый путь к поиску лекарств. — М.: Вузовская книга, 2004.

4. Гусакова С.В., Ковалев И.В., Смаглий Л.В., Бирулина Ю.Г., Носарев А.В., Петрова И.В., Медведев М.А., Орлов С.Н., Реутов В.П. Газовая сигнализация в клетках млекопитающих // Успехи физиологических наук. — 2015. — Т. 46, № 4. — С. 53–73.

5. Дерюгина А.В., Ошевенский Л.В., Таламанова М.Н., Цветков А.И., Шабалин М.А., Глявин М.Ю., Крылов В.Н. Изменение электрокинетических и биохимических характеристик эритроцитов при действии электромагнитных волн терагерцового диапазона // Биофизика. — 2017. — Т. 62, № 6. — С. 1108–1113.

6. Заворотная Р.М. Синглетный кислород при лечении ряда патологических процессов: физико-химические аспекты // Украинский ревматологический журнал. — 2002. — № 1. — С. 35–37.

7. Карелин В.И., Буранов С.Н., Пименов О.А. и др. Плазмохимическая установка для NO-терапии // Медиаль. — 2013. — № 4. — С. 46.

8. Костюк В.А., Потапович А.И. Биорадикалы и биоантиоксиданты. — Минск: БГУ, 2004.

9. Крылов В.Н., Дерюгина А.В., Плескова С.Н. Электрофоретическая подвижность и морфометрия эритроцитов крыс при стрессовых воздействиях // Современные технологии в медицине. — 2010. — № 4. — С. 23–26.

10. Мартусевич А.А., Перетягин С.П., Мартусевич А.К. Молекулярные и клеточные механизмы действия синглетного кислорода на биосистемы // Современные технологии в медицине. — 2012. — №2. — С. 128–134.

11. Мартусевич А.К., Соловьева А.Г., Ашихмин С.П., Перетягин С.П. Влияние ингаляций оксида азота на состояние окислительного и энергетического метаболизма крови крыс // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. — 2015. — Т. 101, № 2. — С. 180–188.

12. Мартусевич А.К., Соловьева А.Г., Перетягин С.П. Влияние свободного и депонированного оксида азота на энергетический метаболизм крови // Современные технологии в медицине. — 2013. — Т. 5, № 4. — С. 33–38.

13. Мартусевич А.К., Соловьева А.Г., Перетягин С.П., Митрофанов В.Н. Оценка влияния некоторых физических факторов на энергетический метаболизм крови in vitro // Биомедицина. — 2013. — № 1. — С. 103–108.

14. Перетягин С.П., Стручков А.А., Мартусевич А.К., Костина О.В., Лузан А.С. Применение озона как средства детоксикации в раннем периоде ожоговой болезни // Скорая медицинская помощь. — 2011. — Т. 12, № 3. — С. 39–43.

15. Реутов В.П., Охотин В.Е., Шуклин А.В. Оксид азота (NO) и цикл NO в миокарде: молекулярные, биохимические и физиологические аспекты // Успехи физиологических наук. — 2007. — Т. 38, № 4. — С. 39–58.

16. Самосюк И.З., Фисенко Л.И. (ред.) Синглетно-кислородная терапия. — Киев, 2007.

17. Симутис И.С. Дерюгина А.В., Бояринов Г.А. и др. Изменение электрофоретической подвижности и формы эритроцитов при действии озона на эритроцитарную массу // Медиаль. — 2013. — № 4. — С. 20–21.

18. Halliwell B., Gutteridge J.M.C. Free radicals in biology and medicine. — Oxford, UK: Oxford University Press, 1999.

19. Ignarro L.J., Buga G.M., Wood K.S., Byrns R.E., Chaudhuri G. Endothelium-derived relaxing factor produced and released from artery and vein is nitric oxide // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 1987. — Vol. 84. — P. 9265–9269.

20. Nihei Y., Asai H., Ukai T., Marimoto H., Nakajima Y., Hanajiri T., Maekawa T. Detection of surface immunoreactions on individual cells by electrophoretic mobility measurement in a micro-channel // Sensors and actuators. — 2008. — Vol. 131. — P. 285–289.

21. Shumaev K.B., Gubkin A.A., Serezhenkov V.A., et al. Interaction of reactive oxygen and nitrogen species with albumin- and hemoglobin bound dinitrosyl iron complexes // Nitric Oxide Biol. Chem. — 2008. — Vol. 18. — P. 37–46.

22. Titov V.Yu., Ivanova A.V., Petrov V.A., Serezhenkov V.A., Mikoyan V.D., Vanin A.F., Osipov A.N. Can Summary Nitrite+Nitrate Content Serve as an Indicator of NO Synthesis Intensity in Body Tissues? // Bull. Exp. Biol. Med. — 2012. — Vol. 153, No. 6. — P. 840–843.

23. van der Vliet A., Eiserich J.P., Halliwell B., Cross C.E. Formation of reactive nitrogen species during peroxidase-catalyzed oxidation of nitrite. A potential additional mechanism of nitric oxide-dependent toxicity // J. Biol. Chem. — 1997. — Vol. 272. — P. 7617–7625.

24. Vanin A.F. Dinitrosyl-iron complexes with thiolate ligands: physico-chemistry, biochemistry and physiology // Nitric Oxide Biol. Chem. — 2009. — Vol. 21. — P. 136–149.

25. Xie L., Sun D., Yao W., Wen Z. Microrheological characteristics of reticulocyte in vivo // Science in China. — 2002. — Vol. 45, No. 1. — P. 50–55.