Температура, осмоляльність і глюкоза як фактори, що визначають стійкість еритроцитів до постгіпертонічного шоку

Abstract

Досліджено вплив глюкози на чутливість еритроцитів людини і кролика до дії постгіпертонічного шоку. Встановлено, що рівень постгіпертонічного гемолізу еритроцитів людини і кролика залежить від середовища дегідратації і збільшується зі зростанням концентрації солі в ньому. Аналіз чутливості цих клітин до дії постгіпертонічного шоку показав, що еритроцити кролика є більш стійкими: при 37 °С рівень пошкодження еритроцитів кролика принаймні вдвічі нижчий, ніж клітин людини; при 0 °С вказаний ефект менш виражений. Рівень постгіпертонічного гемолізу еритроцитів, попередньо оброблених глюкозою, визначається ендогенними (видова належність еритроцитів) і екзогенними факторами (концентрація модифікатора та умови постгіпертонічного шоку). Щодо еритроцитів людини глюкоза здатна знижувати рівень постгіпертонічного гемолізу, що перевищує 50 %. Якщо за умов постгіпертонічного шоку глюкоза у високій концентрації (5 %) ефективна при 37 і 0 °С, то в низькій (0,6 %) — тільки при 0 °С. Щодо еритроцитів кролика глюкоза здатна знижувати рівень постгіпертонічного гемолізу тільки у разі застосування у високій концентрації (5 %) за умов постгіпертонічного шоку при 37 °С. Припускається, що глюкоза утворює водневі зв'язки з цитоплазматичними білками, що перешкод жає зв'язуванню з ними іонів натрію. Це запобігає надмірному надходженню іонів у клітину на етапі дегідратації і, відповідно, розвитку пошкодження еритроцитів на стадії регідратації. Передбачається, що дотримання близьконульових температур під час розморожування еритроцитів людини і видалення кріопротекторів дасть змогу використовувати менші концентрації глюкози для досягнення захисного ефекту і запобігання її токсичній дії на клітини.

The effect of glucose on the sensitivity of human and rabbit erythrocytes to post-hypertonic shock has been investigated. The level of post-hypertonic hemolysis of human and rabbit erythrocytes was found to depend on the dehydration medium and to increase with a rise in the salt concentration in it. An analysis of the sensitivity of these cells to the effects of post-hypertonic shock showed that rabbit erythrocytes were more resistant, i.e. at 37 °C, the injury rate of rabbit erythrocytes was at least a half lower of that for human cells; at 0 °C, the effect was less pronounced. The level of post-hypertonic hemolysis of the erythrocytes pretreated with glucose was determined by endogenous (species belonging to erythrocytes) and exogenous factors (modifier concentration and post-hypertonic shock conditions). In case of human erythrocytes, glucose was capable of reducing the post-hypertonic hemolysis, which exceeded 50 %. If, under conditions of post-hypertonic shock, glucose in a high concentration (5 %) was effective at 37 and 0 °C, then, in low (0.6 %) one, it was effective only at 0 °C. In rabbit erythrocytes, glucose was capable of reducing a post-hypertonic hemolysis only when used at a high concentration (5 %) in post-hypertonic shock at 37 °C. Glucose is thought to form hydrogen bonds with cytoplasmic proteins, which impedes the binding of sodium ions to them. This prevents the excess flow of ions into a cell during the dehydration step and, accordingly, the development of erythrocyte injury during rehydration. It is envisaged that the adherence to near-zero temperatures when thawing human erythrocytes and removing cryoprotectants will allow the use of lower concentrations of glucose to achieve a protective effect and prevent its toxic effect on cells.

Исследовано влияние глюкозы на чувствительность эритроцитов человека и кролика к действию постгипертонического шока. Установлено, что уровень постгипертонического гемолиза эритроцитов человека и кролика зависит от среды дегидратации и увеличивается с ростом концентрации соли в ней. Анализ чувствительности этих клеток к действию постгипертонического шока показал, что эритроциты кролика являются более устойчивыми: при 37 °C уровень повреждения эритроцитов кролика по крайней мере вдвое ниже, чем клеток человека; при 0 °C указанный эффект менее выражен. Уровень постгипертонического гемолиза эритроцитов, предварительно обработанных глюкозой, определяется эндогенными (видовая принадлежность эритроцитов) и экзогенными факторами (концентрация модификатора и условия проведения постгипертонического шока). В случае эритроцитов человека глюкоза способна снижать уровень постгипертонического гемолиза, который превышает 50 %. Если в условиях постгипертонического шока глюкоза в высокой концентрации (5 %) эффективна при 37 и 0 °C, то в низкой (0,6 %) — только при 0 °C. В случае эритроцитов кролика глюкоза способна снижать уровень постгипертонического гемолиза только при использовании в высокой концентрации (5 %) в условиях постгипертонического шока при 37 °C. Предполагается, что глюкоза образует водородные связи с цитоплазматическими белками, что препятствует связыванию с ними ионов натрия. Это предотвращает чрезмерное поступление ионов в клетку на этапе дегидратации и, соответственно, развитие повреждения эритроцитов при регидратации. Ожидается, что соблюдение околонулевых температур при размораживании эритроцитов человека и удалении криопротекторов позволит использовать меньшие концентрации глюкозы для достижения защитного эффекта и предотвращения ее токсического действия на клетки.