Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,682

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭРИТРОЦИТОВ КРОВИ БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМ ПИЕЛОНЕФРИТОМ И ГЛОМЕРУЛОНЕФРИТОМ

Муравлёва Л.Е., Молотов-Лучанский В.Б., Клюев Д.А., Колесникова Е.А., Мурзатаева А.М., Омарова Г.А., Колебаева Г.Т.
Исследовали содержание малонового диальдегида, карбониловых производных, сорбционную емкость и физико-химические показатели эритроцитов крови больных хроническим пиелонефритом и гломерулонефритом. В эритроцитах крови больных хроническим пиелонефритом обнаружено увеличение содержания малонового диальдегида, карбониловых производных и сорбционной емкости по сравнению с контролем. Эти нарушения сопровождались изменениями физико-химических показателей эритроцитов. В эритроцитах больных гломерулонефритом выявлено резкое увеличение малонового диальдегида и сорбционной емкости. Но в тоже время не наблюдались значимые изменения физико-химических показателей эритроцитов.
Введение. Хроническая болезнь почек (ХБП), исходом которой является терминальная хроническая почечная недостаточность, представляет собой группу манифестных клинических симптомов. Совокупность причин, приведших к развитию ХБП, заслуживает особого внимания, поскольку они действуют на доклиническом этапе, в предшествующем необратимым изменениям структуры и функции почек периоде. Актуальным является не только выяснение данных причин, но идентификация основных чувствительных звеньев системы восприятия их воздействия и реагирования на них. Ряд исследователей обращает внимание на эритроциты крови как универсальные рецепторы и адапторы внешних и внутренних воздействий. Их цитомембраны испытывают влияние множества факторов, притом, что эритроцит является иммунно-непрезентируемой, то есть нейтральной клеткой внутренней среды. Отсюда интерес к ней как к своеобразному зеркалу молекулярно-биохимических взаимодействий и физических процессов в организме человека.

Состояние мембран определяет такие важные свойства эритроцитов как стабильность, деформабильность и способность к обратимой агрегации, которые обеспечивают нормальное функционирование красных клеток в  крупных сосудах и капиллярном русле.

При хронической болезни почек выявлено снижение деформабильности эритроцитов. Процедура гемодиализа способствовала дальнейшему снижению деформабильности эритроцитов крови больных с хронической почечной недостаточностью [7;8;9]. Одним из факторов, определяющих нарушение структуры мембран эритроцитов крови  больных с хронической болезнью почек, получающих гемодиализ, является интенсификация перекисного окисления липидов [7]. В качестве другой причины рассматривают повреждение и декомпозицию белков мембраны эритроцитов [1;9].

Вместе с тем, анализ данных литературы показал, что  недостаточно изучен вопрос о состоянии окислительной  модификации белков эритроцитов у больных с хронической болезнью почек. Это диктует необходимость изучения окислительного статуса и  физико-химических свойств эритроцитов при хронической патологии почек при отсутствии необратимых нарушений их функции и анатомической структуры.

Цель исследования: сравнительное изучение физико-химических показателей и некоторых параметров окислительного метаболизма в эритроцитах крови больных с хроническим пиелонефритом и гломерулонефритом.

Материал и методы исследования. Сформированы 3 группы больных. В первую группу вошли 25 пациентов, страдающих хроническим пиелонефритом. Хронический пиелонефрит у всех больных данной группы характеризовался латентным течением, то есть обострения процесса протекали с минимальными клиническими проявлениями и/или не фиксировались чаще одного раза в два-три года. Критериями обострения процесса были дизурические явления, в основном в виде поллакиурии и никтурии и/или мочевой синдром с преобладанием лейкоцитурии и малой протеинурии (до 1 г/л в разовой порции утренней мочи и менее 1 грамма за сутки). Для подтверждения инфекционно-воспалительной природы патологии почек проводилось бактериологическое исследование мочи, результат которого читался как положительный при обнаружении не менее 106 микробных тел. У 79 % больных ХПл высевались условно патогенная E.coli и Enterococci, у 30 % больных микробный пейзаж был представлен St. aureus, Klebsiella и ассоциациями микроорганизмов. В период нашего исследования у пациентов основной группы диагностировалась активность процесса минимальной или средней степени (критериями активности были выраженность мочевого синдрома, интенсивность дизурических явлений). Исследования эритроцитов крови проводились на этапах либо поступления в стационар, либо начала наблюдения у нефролога при минимуме лекарственного воздействия. Антибактериальная терапия начиналась спустя сутки после нашего осмотра и забора крови и мочи на специальное и стандартные виды исследований.

Во вторую группу были включены больные хроническим гломерулонефритом латентной и нефротической формы (n=20). Диагноз гломерулонефрита латентной формы основывался на наличии у пациентов  мочевого синдрома, характеризующегося протеинурией (от 1,2 г/л в утренних порциях мочи и суточной потерей белка с мочой в пределах от 1 до 2 граммов), гематурией. У части пациентов (20 %) ХГН сопровождался артериальной гипертензией в пределах 140-155/80-95 мм рт.ст. Нефротическая форма ХГН характеризовалась высокой суточной протеинурией (свыше 3,5 граммов), гипопротеинемией и гиперхолестеринемией. У одного больного отеки получили тотальное распространение по телу в виде анасарки. Вместе с тем на момент нашего обследования пациенты с данной клинической формой гломерулонефрита находились в состоянии начинающейся ремиссии: регрессировала суточная протеинурия до 2-1,5 граммов, значительно уменьшились отеки. У пациента, поступившего в стационар с анасаркой, отеки сохранялись на лице в утренние часы.

Клубочковая фильтрация к моменту начала наших исследований у пациентов составляла в среднем 89±4,7 мл/мин (рассчитано по формуле Кокрофта - Голта), уровень креатинина в плазме крови находился в пределах  0,079±0,08 ммоль/л, относительная плотность мочи у больных ХПЛ колебалась от 1,017 до 1,012, у больных ХГН - в пределах 1,018-1,024.

Контрольную группу составили здоровые лица (n=31) в возрасте от 19 до 44 лет.

Возраст всех обследованных больных составлял от 21 до 58 лет. Мужчин среди них было 19, женщин - 26.

Кровь отбирали венопункцией в утренние часы и стабилизировали гепарином. Эритроциты отделяли от плазмы, трижды промывали охлажденным физиологическим раствором. Сорбционную емкость эритроцитов (ССЭ) оценивали по методу А.А. Тогайбаева в модификации Т.В. Копытовой [3]. Физико-химические свойства (включая относительный показатель преломления, концентрацию сухого вещества, содержание воды и проницаемость мембран эритроцитов) определяли по методу О.И. Кулапиной и соавт. [4]. Содержание малонового диальдегида оценивали по методу  Гончаренко и Латыповой [2]. При расчете использовали коэффициент молярной экстинкции, равный 1,56 10 5 М -1 см -1, единицы измерения - мкмоль/мл.  Содержание карбониловых производных белков в эритроцитах определяли по методу Levine R.L. et al. [10] с  использованием динитрифенилгидразина. Содержание карбониловых производных регистрировали при 370 нм, при расчете использовали коэффициент молярной экстинкции 22,000 -1 см-1. Результаты обрабатывали статистическими методами.  Достоверность различий оценивали по  критерию Колмогорова - Смирнова.

Результаты исследования и их обсуждение. В таблице 1 представлены результаты исследования физико-химических свойств крови и показателей окислительного метаболизма эритроцитов крови больных хроническим пиелонефритом и гломерулонефритом.

Как следует из таблицы 1, у больных ХПЛ наблюдалось выраженное нарушение физико-химических свойств эритроцитов. Это документировалось достоверным снижением относительного показателя преломления эритроцитов, концентрации сухого вещества в эритроците при достоверном увеличении содержания воды в эритроците и проницаемости мембран эритроцитов. У больных  хроническим гломерулонефритом физико-химические свойства эритроцитов не отличались от  таковых контроля.

У больных ХПЛ показатель сорбционной емкости эритроцитов превысил таковую контроля  на 22 %. У больных хроническим гломерулонефритом этот показатель  был выше контроля на 32 %. Обращает на себя внимание достаточно сильная вариабельность этого показателя у больных обеих групп. Увеличение ССЭ крови больных обусловлено сорбцией эндотоксинов различной природы, что рассматривается как один из механизмов естественной детоксикации организма. С другой стороны, увеличение сорбционных свойств мембраны эритроцитов, в свою очередь,  влияет на деформабельность красных клеток, а также на их агрегацию [5].

В эритроцитах крови больных достоверно возрастает содержание МДА по сравнению с таковым контроля. Так, в эритроцитах крови больных хроническим пиелонефритом этот показатель был выше контроля на 61 %. В эритроцитах крови больных хроническим гломерулонефритом уровень МДА превышал как значение контроля (в 3.9 раза), так и таковой больных ХПЛ.

В тоже время в эритроцитах крови больных ХПЛ зафиксировано достоверное увеличение карбониловых производных белков - на 40 % по сравнению с контролем, тогда как у больных хроническим гломерулонефритом этот показатель не отличался от контроля.

Таблица 1. Сорбционная емкость и показатели окислительного метаболизма в эритроцитах крови больных хроническим пиелонефритом и хроническим гломерулонефритом (X + m)

Показатели, единицы измерения

Контроль (n = 31)

         ХПЛ (n = 25)

ХГН (n = 20)

Относительный показатель преломления эритроцитов

1,07424 ±0,0018

1,0669 ± 0,0040*

1,07159 ± 0,0059

Концентрация сухого вещества в эритроците, %

44,91 ± 1,11

40,50 ± 2,42*

43,31 ± 3,58

Содержание воды в эритроците, %

66,31 ± 0,83

69,63 ± 1,81*

67,52 ± 2,68

Показатель проницаемости мембран эритроцитов

1,52 ± 0,05

1,88 ±0,18*

1,70 ±0,16

ССЭ, %

36,2±1,4

44.1 + 15

47.6 + 21

МДА, мкмоль/мл

6,40±0,10

10.3 ± 1.766*

24.8 ± 5.0*#

ОМБ 370, усл. ед.

8,9±0,57

12,44±4,18*

9,35±3,3

* достоверность отличий по сравнению с контролем; # достоверность отличий между группами больных

Следовательно, в эритроцитах крови больных ХПЛ аккумулируются продукты ПОЛ и окислительной модификации белков, у больных хроническим гломерулонефритом - только катаболиты ПОЛ. 

Обсуждение. В эритроцитах крови больных хроническим гломерулонефритом наблюдалось выраженное накопление МДА, но при этом не зафиксировано изменений  физико-химических параметров эритроцитов. Последнее может быть обусловлено рядом причин. Одной из них может быть повышенный выход более ригидных молодых форм клеток. Ранее С.Г. Резван и соавт.  при исследовании эритроцитарной популяции крови детей с гломерулонефритом было обнаружено увеличение числа клеток, устойчивых к кислотному гемолизу [6].  Другой причиной может быть структурные изменения в липидном бислое самих мембран эритроцитов [1;7], причем в пользу последнего свидетельствует и выраженная аккумуляция МДА в эритроцитах. 

В эритроцитах крови больных хроническим пиелонефритом наряду с активацией перекисного окисления липидов развивается карбониловый стресс. У больных этой же группы зафиксированы достоверные изменения физико-химических свойств эритроцитов. На наш взгляд, развитие карбонилового стресса является тригерным механизмом, приводящим к нарушению физико-химических показателей, главным образом, увеличению воды в эритроците и нарушению проницаемости мембран. С одной стороны, окислительная модификация может затрагивать интегральные белки и аквапорины, но с другой, может иметь отношение к белкам цитоскелета. Известно, что цитоскелет принимает участие в регуляции формы клетки, поэтому увеличение содержания воды в эритроците и проницаемости мембран можно расценить как несостоятельность работы цитоскелета, что в конечном итоге влияет на способность эритроцитов к деформации.

Интегральные белки мембран эритроцитов и связанные с ними сиаловые кислоты рассматриваются как потенциальные точки для адсорбции белков плазмы крови, участвующих в обратимой агрегации эритроцитов [5]. Окислительная деструкция интегральных белков может приводить к нарушению нормального процесса агрегации эритроцитов. 

Заключение. Таким образом, мы выявили различную устойчивость мембран эритроцитов к свободнорадикальным атакам белков и липидов при хроническом пиелонефрите и хроническом гломерулонефрите, а также различную степень реальной и потенциальной пластичности красных клеток в зависимости от характера почечной патологии. Отличия такого рода подчеркивают принципиальные отличия адаптивных возможностей организма при развитии инициальных микробно-воспалительных и иммунновоспалительных процессов. Эти достоверно отличающиеся ответы эритроцитов могут свидетельствовать в пользу различной скорости утраты функций почек и темпов приближения больных  ХПЛ и ХГН к состоянию, именуемому хронической болезнью почек.  Очевидно, в наших исследованиях мы обнаружили период гетерогенности  и нестабильности модификаций физико-химических свойств эритроцитов при различной почечной патологии, который может быть как наиболее благоприятным для дифференцированной антиоксидантной и мембраностабилизирующей коррекции, так и опасным с точки зрения возможного резкого пероксидного взлома цитомембран на фоне кумуляции токсических метаболитов свободнорадикального окисления. Поиск механизмов, блокирующих данные процессы, необходим для предотвращения почечной смерти у больных данных групп.

Список литературы

  1. Глушков В.С., Сторожок С.А., Петровец А.М. Модификация структуры мембран клеток крови как модулятор изменения проницаемости мембран для АДФ при их сдвиговой деформации // Известия Челябинского научного центра. - 2004. - Вып. 1 (22). -  С. 225-230.
  2. Гончаренко М.С., Латипова А.М. Метод оценки перекисного окисления липидов // Лабораторное дело. - 1985. -  № 1. - С. 60-61.
  3. Копытова Т.В. Исследование сорбционной емкости мембран эритроцитов для оценки характера эндогенной интоксикации при дерматозах // Клиническая лабораторная диагностика. - 2006. - №1. - С 18-19.
  4. Проницаемость мембран эритроцитов у больных с инфекционной патологией /О.И. Кулапина, В.Ф. Киричук, И.А. Утц и др. //Серия. Критические технологии. Мембраны. - 2005. - Т 1 (25). - С. 3-11.
  5. Смирнов И. Ю.  Адсорбция высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах и её влияние на микрогемоциркуляцию: автореф. докт. биол. наук. - М., 2009. - 44 с.
  6. Структурные свойства эритроцитов и функциональная активность системы комплемента крови  больных с разными формами нефропатии  /С. Г. Резван, В.В. Гусинская, В.Г. Артюхов и др. //Вестник ВГУ. Серия химия и биология. - 2000. - С. 130-133.
  7. Толстоухова Н.В. Клинико-патогенетические аспекты нарушения реологических параметров эритроцитов у больных с хронической почечной недостаточностью: автореф. дис. канд. мед. наук. - Тюмень,  2008. -  22 с.
  8. Brown CD, Ghali HS, Zhao Z, Thomas LL, Friedman EA         Association of reduced red blood cell deformability and diabetic nephropathy // Kidney Int. 2005. - 67(1). - P.295-300.
  9. Brzeszczynska J, Luciak M., Gwozdzinski K.  Alterations of erythrocyte structure and cellular susceptibility in patients with chronic renal failure: Effect of haemodialysis and oxidative stress // Free Radical Research - 2008. - Vol.42. - N 1. - P. 40-48.
  10. Determination of carbonyl content in oxidatively modified proteins / R.L. Levine, D. Garland., C.N. Oliver et al. // Method Enzymol. 1990. - 186. - P. 464-478.

Рецензенты:

  • Койчубеков Б.К., д.б.н, зав. кафедрой медицинской биофизики и информатики Карагандинского государственного медицинского университета, г. Караганда.
  • Омарова И.М., д.м.н., заведующая отделением химиотерапии Карагандинского областного онкологического диспансера, г. Караганда.

Работа получена 25.07.2011.


Библиографическая ссылка

Муравлёва Л.Е., Молотов-Лучанский В.Б., Клюев Д.А., Колесникова Е.А., Мурзатаева А.М., Омарова Г.А., Колебаева Г.Т. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭРИТРОЦИТОВ КРОВИ БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМ ПИЕЛОНЕФРИТОМ И ГЛОМЕРУЛОНЕФРИТОМ // Современные проблемы науки и образования. – 2011. – № 2.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=4586 (дата обращения: 10.12.2018).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252