Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Распределение эритроцитов на разных уровнях артериального русла на основе их метаболических и структурных различий

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Распределение эритроцитов на разных уровнях артериального русла на основе их метаболических и структурных различий"

На правах рукописи

Коваль Григорий Сергеевич

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭРИТРОЦИТОВ НА РАЗНЫХ УРОВНЯХ АРТЕРИАЛЬНОГО РУСЛА НА ОСНОВЕ ИХ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ И СТРУКТУРНЫХ РАЗЛИЧИЙ

03.00.13 -физиология 03.00.25 - гистология, цитология, клеточная биология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

О 6 НОН 2008

Томск-2008

003451927

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Сибирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию"

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор, академик РАМН,

Заслуженный деятель науки РФ Медведев Михаил Андреевич

доктор медицинских наук,

профессор Рязанцева Наталья Владимировна

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор

Байков Александр Николаевич

кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник

Фомина Татьяна Ивановна

Ведущая организация. ГУ НИИ физиологии СО РАМН

Защита состоится «¡/$-у> _200^ г. в /^часов на

заседании диссертационного совета Д 208.096.01 при ГОУ ВПО СибГМУ Росздрава (634050, г. Томск, Московский тракт, 2)

С диссертацией можно ознакомиться в научно-медицинской библиотеке ГОУ ВПО СибГМУ Росздрава

Автореферат разослан 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Суханова Г.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время доказано существование механизма сепарации эритроцитов по признаку зрелости на уровне дуги аорты [Медведев М.А. и соавт., 1986]. Данный процесс рассматривается как часть общебиологического эволюционного процесса, способствующего адекватному энергетическому и кислородному обеспечению головного мозга [Шульговский В. В., 2003].

При интерпретации перераспределения кровотока в пользу жизненно важных органов, в первую очередь, - мозга, следует учитывать тот факт, что важна не столько абсолютная величина кровотока, сколько его соответствие кислородному запросу [Смирнов В.М. и соавт., 2007]. Характеристикой такого соответствия является соотношение между скоростью транспорта кислорода кровью, притекающей к головному мозгу, и величиной потребления им кислорода [Яковлев В.Н., 2006]. Обеспечить доставку кислорода к мозгу, адекватную его реальной потребности, позволяет преимущественное поступление в кровоток головного мозга молодых функционально полноценных форм эритроцитов. На основании исследования среднего диаметра эритроцитов, их сухой массы, кислотного гемолиза эритроцитов из сонной и бедренных артерий было показано существование адаптивного разделения эритроцитов на уровне дуги аорты на молодые (функционально полноценные) формы и на более зрелые формы [Медведев М.А. и соавт., 1986]

Известно, что ключевую роль в определении структурной организации и функционирования эритроцита играет его мембрана. Являясь важными структурными и функциональными компонентами мембраны эритроцита, липидные молекулы регулируют подвижность и функциональную активность мембранных белков, тем самым обеспечивая в клетке селективную проницаемость и функционирование мембраноассоциированных ферментов, а также рецепторного аппарата [Камкин А.Г., Киселева И.С., 2008]. Помимо липидов, важнейшими компонентами эритроцитарной мембраны являются белки. Они выполняют множество функций: обеспечивают транспорт молекул внутрь клетки и из нее, в качестве ферментов катализируют ассоциированные с мембраной реакции, определяют морфологические и механические свойства клетки, служат рецепторами для получения и преобразования химических сигналов из окружающей среды, а также образуют антигенные детерминанты [Новицкий В.В. и соавт., 2004]. Свойства мембран эритроцитов, попадающих в мозговой кровоток, определяют их эластичность и способность проходить

через мелкие капилляры головного мозга, являются важным для адекватного снабжения кислородом нервных клеток головного мозга.

Таким образом, учитывая важную роль мембраны в определении гомеостаза эритроцита, очевиден интерес к состоянию мембранных компонентов при изучении механизмов сепарации эритроцитов на уровне дуги аорты, что позволит более подробно изучить адаптационные механизмы организма, направленные на предотвращение гипоксических состояний мозга.

Цель исследования - провести сравнительный анализ распределения эритроцитов, поступающих в разные отделы артериального русла (восходящая аорта, общая сонная и бедренная артерии), на основе оценки их физико-химических свойств и морфологического статуса.

Задачи исследования:

1.Дать комплексную сравнительную характеристику распределения эритроцитов, основываясь на данных исследования поверхностной архитектоники и формы эритроцитов в восходящей аорте, общей сонной и бедренной артериях у кроликов.

2. Выявить особенности распределения эритроцитов на разных уровнях артериального русла по данным оценки липидного состава, активности Ыа+,К+-АТФазы и микровязкости липидной фазы эритроцитов.

3. Оценить роль дуги аорты в распределении эритроцитов в различные отделы сосудистого русла на основе физико-химических особенностей их мембран.

Научная новизна. Впервые в экспериментах на животных проведено изучение особенностей метаболических и структурных свойств эритроцитов, поступающих в разные отделы артериального русла (дуга аорты, общая сонная и бедренная артерии). Получены приоритетные данные о перераспределении эритроцитов на уровне дуги аорты по физико-химическим характеристикам их мембран, направленном на преобладание в общей сонной артерии функционально полноценных эритроцитов, участвующих в транспорте кислорода к нервным клеткам головного мозга.

Выявлено преобладание морфологически трансформированных эритроцитов в бедренной артерии (переходные, предгемолитические и дегенеративные формы) по сравнению с морфологическими свойствами эритроцитов в общей сонной артерии. В бедренной артерии по сравнению с аортой и общей сонной артерией установлены выраженные изменения поверхностной архитектоники эритроцитов, приводящие к изменению их функциональной активности. Показано, что активность Ыа+,К+-АТФазы в

мембранах эритроцитов в общей сонной артерии выше, чем в красных кровяных клетках из бедренной артерии. Установлены различия структуры липидного бислоя мембран эритроцитов на разных уровнях артериальной системы: в общую сонную артерию преимущественно поступают эритроциты с нормальным соотношением фракций фосфолипидов и микроаязкостью липидной фазы мембран.

Практическая значимость работы. Данные о перераспределении эритроцитов на разных уровнях артериальной системы имеют важное значение для формирования фундаментальных знаний о механизмах кровообращения. Результаты исследования могут быть использованы как в области сердечнососудистой хирургии при разработке искусственных клапанов сердца и новых способов трансплантации сосудов, так и в области фармакологии - для целевой доставки лекарственных средств на основе знаний о функциональном и морфологическом различиях эритроцитов на разных уровнях артериального русла.

Положения, выносимые на защиту:

1.На уровне дуги аорты имеет место распределение эритроцитов, в зависимости от морфологических особенностей: количество трансформированных эритроцитов в бедренной артерии (переходные, предгемолитические и дегенеративные формы) увеличено по сравнению с их числом в общей сонной артерии.

2. Активность Ыа+,К+-АТФазы в мембранах эритроцитов, полученных из общей сонной артерии, выше, чем в эритроцитах из бедренной артерии.

3. Особенности липидной фазы мембраны эритроцитов на разных уровнях артериальной системы характеризуются нарушением соотношения фосфолипидных фракций мембраны (увеличение содержания лизофосфатидилхолина и сфингомиелина, снижение доли фосфатидилхолина) и увеличение микровязкости в клетках поступающих в бедренную артерию; липидный бислой мембран красных клеток крови в общей сонной артерии характеризуется нормальным соотношением липидных молекул и микровязкостью.

Внедрение результатов исследования. Основные положения используются в курсе лекционных и практических занятий на кафедре нормальной физиологии ГОУ ВПО СибГМУ Росздрава, кафедре физиологии человека и животных ГОУ ВПО ТГУ, кафедре физиологии и валеологии ГОУ ВПО ТГПУ в разделах «Кровь» и «Физиология сердечно-сосудистой системы».

Апробация работы. Основные материалы доложены и обсуждены на XV Российско-японском медицинском симпозиуме (Благовещенск, 2007 г.), на XX съезде физиологического общества имени И.П. Павлова (Москва, 2007 г.), на VI съезде физиологов Казахстана с международным участием (Караганда, 2007 г.) и на VI Сибирском физиологическом съезде (Барнаул, 2008 г.).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ, из них 1 в журналах из перечня ВАК.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 87 страницах, иллюстрирована 6 рисунками и состоит из введения, 4 глав, обсуждения, выводов, указателя литературы из 212 источников (73 отечественный и 139 иностранных авторов).

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Эксперименты проводили на 24 кроликах обоих полов породы «Шиншилла». Экспериментальные животные содержались в виварии ГОУ ВПО СибГМУ Росздрава, в рацион питания входили зерновые культуры и сухая трава. Для исследования использовали кровь, полученную с помощью катетеризации общей сонной артерии, дуги аорты и бедренной артерии. Кровь забирали в объеме 5 мл в стерильную пробирку, стабилизировали гепарином (50 ЕД/мл крови). Все вмешательства осуществляли с соблюдением принципов Хельсинской декларации Всемирной медицинской ассоциации (1989 г.), Европейской конвенции по охране позвоночных животных, Директивами-86/609/ЕСС [Council Directive 86/609/ЕСС (24 November 1986) on the approximation of laws, regulations and administrative provisions of the Member States regarding the protection of animals used for experimental and other scientific purposes].

Оценку поверхностной архитектоники эритроцитов осуществляли методом сканирующей электронной микроскопии. Для этого биоптаты периферической крови обрабатывали в соответствии с методикой, предложенной Г.И. Козинцом и соавт. [1977]. В образцах у 50-ти произвольно выбранных эритроцитов измеряли внешний диаметр клетки и размер центральной впадины, вычисляли процентное соотношение между ними. Фотографирование эритроцитарных клеток производили на электронном микроскопе "JEM-100" при увеличении 1000-1500.

Мембраны эритроцитов выделяли по методу J.T. Dodge [1963], основанному на феномене гипоосмотического гемолиза клеток. Для этого 10 мл

венозной гепаринизированной крови (50 ЕД/мл) центрифугировали при 3000 об/мин в течение 10 мин. Пастеровской пипеткой удаляли плазму. Оставшуюся клеточную взвесь трижды отмывали 10 мМ трис-НС1-буфером (pH 7,4) и 0,145 М NaCl, центрифугируя каждый раз в течение 10 мин при 3000 об/мин и удаляя надосадок.

Определение активности №+,К+-АТФазы в мембранах эритроцитов проводили методом, разработанным A.M. Казеиновым и соавт. [1984] и основанном на накоплении неорганического фосфора (Р,) в среде, содержащей АТФ, в результате его гидролиза под действием АТФазы. Уровень Р, определяли по методу P.S. Chen et al. [1956].

Липиды мембран эритроцитов экстрагировали хлороформ-метаноловой смесью по методу J. Folch et al. [1957], в основу которого положен принцип первичного разрушения липид-белковых связей полярным растворителем (метанолом) с последующим экстрагированием липидов неполярным растворителем (хлороформом). Общее содержание липидов в мембранах эритроцитов определяли по методу W. Bloor в модификации J. Bragdon, основанному на окислении липидов хромовой кислотой.

Препаративное разделение нейтральных липидов проводили методом тонкослойной хроматографии [Финдлей Дж.Б., Эванз У.Г., 1990] в системе растворителей гептан : диэтиловый эфир : этилацетат (в соотношении 80:20:1,5) на пластинках "Silufol UV 254" (Чехия). Полученный липидный экстракт мембран выпаривали на водяной бане. Липидный остаток, разведенный в гептане, наносили на линию старта, расположенную на расстоянии 1,5 см от края пластин, которые помещали в камеру с вышеописанной смесью на 15-20 мин. Пятна обнаруживали нагреванием пластин до 100°С в сушильном шкафу после предварительного опрыскивания 2% спиртовым раствором фосфорномолибденовой кислоты.

Для разделения фракций фосфолипидов мембран эритроцитов методом тонкослойной хроматографии [Прохорова М.И., Туликова З.Н., 1965; Прохорова М.И., 1982] сухой липидный остаток разводили гептаном и наносили на пластинки "Silufol UV 254" (Чехия). Разделение осуществляли в системе хлороформ : метанол : вода (в соотношении 32:12,5:2). Пластинки высушивали, опрыскивали раствором фосфорномолибденовой кислоты, проявляли в сушильном шкафу.

Спектрофлуориметрическое исследование мембран эритроцитов выполняли с использованием флуоресцентного зонда пирена. Измерение собственной флуоресценции теней эритроцитов и определение спектральных

характеристик взаимодействия мембран с флуорофорами проводили на спектрофлуориметре «СМ-2203» (Беларусь). Для определения собственной флуоресценции теней эритроцитов, основанного на способности триптофановых остатков белковых компонентов мембран флуоресцировать под воздействием возбуждающего излучения, матричную мембранную взвесь разводили 10 мМ трис-НС! буфером (рН 7,4) и 0,145 М раствором NaCl до конечной концентрации белка 0,3 мг/мл. 2 мл полученного раствора мембран эритроцитов помещали в стандартную кварцевую кювету с длиной оптического пути 1 см в 0,9 % растворе NaCl и измеряли флуоресценцию при длине волны возбуждающего света 285 нм, щелях 2/3 им. Максимум флуоресценции регистрировали при 340 нм [Владимиров Ю.А., Добрецов Г.Е., 1980J.

Статистический анализ проводили с помощью пакета программ "Statistica for Windows 6.0". Вычисляли среднее арифметическое значение (М), стандартное отклонение (s). Оценку нормальности распределения полученных результатов по каждой величине проводили с помощью критерия Колмогорова-Смирнова. Так как распределение признаков не соответствовало нормальному, был использован непараметрический Т-критерий Вилкоксона для зависимых выборок. Критическое значение уровня значимости принималось равным 0,05.

Для выявления однородных структур (кластеров) в исследуемых данных был применен метод древовидной кластеризации, растояние между кластерами измеряли с помощью евклидового расстояния с использованием одиночной связи.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Особенности морфологических свойств эритроцитов на разных уровнях артериального русла

Исследование поверхностной архитектоники эритроцитов выявило изменение процентного соотношения их морфологических форм у кроликов в сосудах разного уровня.

В качестве образца крови до сепарации эритроцитов в дуге аорты мы использовали кровь, взятую из нижней части восходящей аорты, до отхождения плечеголовного ствола и других крупных сосудов. Проведенное исследование морфологических свойств эритроцитов показало, что эритроцитарный пул в этом отделе, в основном, представлен функционально полноценными двояковогнутыми дискоцитами с симметричными углублениями и гладкой клеточной поверхностью, суммарное содержание которых составило 87,30±0,81 %. На долю переходных форм эритроцитов, способных при благоприятных физиологических условиях к обратной трансформации в дискоциты, приходилось 7,60±0,06 %. К их числу были отнесены эллипсовидные клетки

8

(0,56±0,05%), эритроциты в виде плоского диска (1,12±0,06%), дискоциты с единичными (2,36*0,06%) и множественными (1,38*0,04%) выростами конической формы с округлой вершиной, дискоциты с гребнем (1,37*0,04%), а также крайне редко встречающиеся в кровеносном русле эритроциты в виде «тутовой ягоды» со множеством тонких и длинных конусообразных выростов в виде шипов (0,78±0,05%). Лишь незначительная часть эритроцитарной популяции была представлена необратимо измененными предгемолитическими эритроцитами с гладкой поверхностью, принимающими куполообразную (1,02*0,03%) и сферическую (1,91*0,04%) форму, а также клетками в виде «спущенного мяча» (1,21*0,07%). Количество необратимо

трансформированных и дегенеративно измененных форм клеток составило 4,10±0,06% и 1,01±0,05%, соответственно (табл. 1).

Содержание нормальных двояковогнутых эритроцитов в сонной артерии составило 88,70±1,33%, количество обратимо трансформированных форм эритроцитов - 7,20±0,38%. В сонной артерии реже, чем в восходящей аорте, встречались необратимо трансформированные предгемолитические формы (на 13 % меньше). Содержание дегенеративно измененных форм эритроцитов в сонной артерии было почти в 2 раза меньше их количества в аорте.

При оценке морфологического состава эритроцитов в бедренной артерии обращало на себя внимание достоверно значимое (р<0,01) снижение содержания двояковогнутых дискоцитов по сравнению с их показателями в восходящей аорте. Выявлено увеличение численности переходных (на 20%), необратимо трансформированных (на 21%) и дегенеративных форм (на 62%) в бедренной артерии по сравнению с аортой (табл. 1, рис. 1).

Сепарация преимущественно в бедренную артерию

трансформированных эритроцитов (эллипсовидные клетки, эритроциты в виде "плоского диска" и "тутовой ягоды", эхиноциты, стоматоциты, сфероциты, клетки в виде "спущенного мяча"), на наш взгляд, физиологически обоснована, поскольку их наличие является, с точки зрения микроциркуляции в головном мозге, неблагоприятным признаком, так как способствует снижению кислородтранспортной функции, критичной для нормальной работы нервных клеток. Видоизмененные эритроциты менее полноценны и стойки, чем двояковогнутые дискоциты и не соответствуют критериям физиологической полноценности интактных клеток красной крови [Вег1^ С. й а1., 1988; ЯетЬаП \У.Н. е1 а1, 1992; Степовая Е.А., 1998; Новицкий В.В. и соавт., 2000; Рязанцева Н.В. и соавт., 2005; НиаЫл§ Ь. й а!., 2007].

Результаты кластерного анализа показали, что различия в распределении эритроцитов между аортой и бедренной артерией более выражены, чем между аортой и общей сонной артерией. Предположительно, это связано с тем, что бедренная артерия отходит после бифуркации брюшной аорты, где также возможно определенное перераспределение эритроцитов.

Таблица 1

Распределение морфологических форм эритроцитов (в %) на разных уровнях

артериального русла у кроликов (по данным сканирующей электронной микроскопии) (X ±т)

Морфологические формы эритроцитов Восходящая аорта (п=10) Общая сонная артерия (п=10) Бедренная артерия (п=10)

Нормальные двояковогнутые дискоциты 87,30±0,81 88,70±1,33 Р1>0,05 82,80±2,23 Р1<0,01, рг <0,01

Эллипсовидные эритроциты 0,56±0,05 0,52+0,06 Р1>0,05 0,7б±0,06 р1<0,05,р2<0,05

Эритроциты в виде плоского диска 1,12*0,06 1,26*0,08 Р1>0,05 1,87±0,02 р1<0,01,р2<0,01

Дискоциты с выростом 2,36±0,06 2,27+0,05 Р1>0,05 1,87+0,02 р,<0,001 ,р2<0,001

Дискоциты с гребнем 1,37±0,04 1,54+0,04 Р1<0,01 1,18±0,05 р!<0,01,р2<0,01

Дискоциты с множественными выростами 1,38±0,04 1,22+0,05 Р1<0,05 2,54+0,08 р!<0,01,р2<0,01

Эритроциты в виде тутовой ягоды 0,78+0,05 0,39+0,03 Р1<0,05 1,27±0,08 р,<0,01,р2<0,01

Куполообразные эритроциты 1,02±0,03 1,09*0,05 Р1>0,05 1,32±0,05 Р1<0,01, р2<0,05

Сферические эритроциты 1,91 ±0,04 1,46+0,05 Р1<0,05 2,61 ±0,08 Р1<0,01,Р2<0,01

Эритроциты в виде спущенного мяча 1,21+0,07 1,01 ±0,03 Р1<0,05 1,27+0,03 Р1>0,05, р2>0,05

Дегенеративные формы 1,01 ±0,05 0,57+0,02 Р1<0,01 1,63+0,04 р!<0,01,р2<0,001

Примечание: здесь и в табл. 2-5 р! - достоверность различий параметров по сравнению с аналогичными показателями в восходящей аорте; р2 - в сонной артерии.

6)

квЗк

* . уз

1.« и

(1.4

| 1.3 1

; 0.Х

; о,«

0,4

В)

СА 6А

Рис. 1 Перераспределение двояковогнутых дискоцитов (а), переходных (б), предгемолитических (в) и дегенеративных форм эритроцитов (г) на уровне дуги аорты у экспериментальных животных (по данным сканирующей электронной микроскопии). А - восходящая аорта, БА - бедренная артерия, СА - общая сонная артерия.

По результатам цитометрического исследования эритроцитов можно сделать вывод, что значения соотношения внутреннего и внешнего диаметров дискоцитов, полученных из аорты, составляли 52,71±0,71%. В сонной артерии эти значения достоверно (р<0,05) превышали соответствующий показатель в аорте, составив 54,86±1,22%; в бедренной артерии данная величина не отличалась от характеристик эритроцитов, полученных при катетеризации восходящей аорты (52,31±1,12%) (рис. 2).

Таким образом, результаты анализа распределения морфологических форм эритроцитов на разных уровнях артериального русла выявили преобладание функционально-полноценных форм в общей сонной артерии. В бедренной артерии повышено содержание трансформированных эритроцитов, характеризующихся нарушением функциональной активности.

СА А

Рис. 2. Перераспределения эритроцитов на уровне дуги аорты у экспериментальных животных (СА - общая сонная артерия, А - аорта, Б -бедренная артерия).

Особенности активности ^+,К+-АТФазы в мембранах эритроцитов на разных уровнях артериального русла

Поскольку активность и свойства транспортных АТФаз плазматических мембран в значительной степени определяются свойствами липидного матрикса, в который погружены молекулы ферментов, при старении эритроцитов нарушается активность ионтранспортирующих систем. К их числу относится №т,К+-АТФаза, играющая важную роль в поддержании ионного гомеостаза и сохранении функциональной активности эритроцитов. Активность >)а+,К4-АТФазы в мембранах эритроцитов, выделенных из восходящей аорты у кроликов, составила 0,097±0,006 мкМ Р1/ч*мг белка, из бедренной артерии -0,089±0,005 мкМ Р1/ч*мг белка, из общей сонной артерии - 0,115±0,005 мкМ Рь/ч*мг белка (табл. 2). Сравнительный анализ изменения активности Ыа.К-АТФазы в эритроцитарных мембранах продемонстрировал достоверные различия: активность данного фермента в мембранах эритроцитов в сонной артерии была выше его активности в эритроцитах аорты на 9,3 %, в то время как в эритроцитах, полученных из бедренной артерии, активность Ыа ,К+-АТФазы была на 18,5 % ниже значений активности этого фермента в мембранах эритроцитов из восходящей аорты.

Таблица 2

Активность Na ,К'-АТФазы в мембранах эритроцитов у кроликов на

Место забора крови Активность Ка\К+-АТФазы, ммоль Р, /часмг белка

Восходящая аорта (п=14) 0,097±0,006

Общая соонная артерия (п = 14) 0,И5±0,005 р,<0,01

Бедренная артерия (п = 14) 0,089±0,005 Pi>0,05 Рг<0,05

Активность Ыа+,К+-АТФазы в мембранах эритроцитов играет существенную роль в определении их функциональных свойств [Vermeulen W.P. et al., 1996; Schulpis К. H., 2006]. Кроме того, установлено, что активность Ыа+,К+-АТФазы изменяется с возрастом эритроцитов и может рассматриваться как показатель их старения [Pillips М. et all., 2000].

На основании полученных результатов можно заключить, что активность №+,К+-АТФазы в мембранах эритроцитов на разных уровнях кровеносного русла существенно различается: в клетках, полученных из общей сонной артерии, активность этого фермента выше, чем в клетках из бедренной артерии, что является подтверждением факта перераспределения эритроцитов на уровне дуги аорты - эритроциты с большей активностью Ыа+,К+-АТФазы поступают в мозговой кровоток, в то время как эритроциты с низкой активностью Na+,K+-АТФазы - в другие органы и системы организма.

Особенности структуры липидной фазы мембран эритроцитов на разных уровнях артериального русла

Путем регистрации степени эксимеризации неполярного зонда пирена, диффундирующего в гидрофобном компартменте мембраны, с использованием флуоресцентного зондирования нами было проведено исследование микровязкостных свойств липидной фазы мембран эритроцитов как в области белок-липидных контактов (при длине волны возбуждающего света (Хв), равной 285 нм), так и всего липидного бислоя мембран эритроцитов (при Хв=340 нм).

Выявлено, что средние величины отношения интенсивностей флуоресценции димерной и мономерной форм липотропного зонда пирена (I470/I340) при длине волны возбуждающего света 340 нм в мембранах

эритроцитов, полученных из разных отделов артериальной системы, различны: в восходящей аорте - 0,347±0,008 усл.ед., в сонной и бедренной артериях -0,386±0,006 и 0,306*0,007 усл.ед., соответственно (рис. 3). Вместе с тем, эксимеризация пирена в области анулярной липидной фракции осуществлялась с гораздо большими ограничениями, на что указывали несколько сниженные средние значения 147(/1з4о при >.„=285 нм в мембранах эритроцитов, составлявшие в восходящей аорте 0,305±0,011 усл.ед., в сонной и бедренной артериях - 0,343±0,009 и 0,284±0,008 усл.ед., соответственно. Соотношение интенсивностей флуоресценции мономеров пирена (1370Л390) при Л.„=340 нм, отражающее полярность микроокружения зонда в интегральной липидной фазе эритроцитарных мембран, в восходящей аорте оказалось равным 1,010±0,014 усл.ед. и не отличалось от исследуемой величины в общей сонной (1,010±0,010 усл.ед.) и бедренной артериях (0,995±0,011 усл.ед.) (р>0,05) (табл. 3).

Наряду с этим, процент индуктивно-резонансного переноса энергии с триптофана на пирен, позволяющий судить о белково-липидных взаимодействиях в мембранах, составил в восходящей аорте - 69,16±1,17%, в сонной артерии - 71,83±1,35%, в бедренной - 69,16±2,15% (статистический анализ показал, что данный показатель в исследуемых выборках значимо не отличался) (табл. 3).

Таблица 3

Показатели флуоресценции зонда пирена в мембранах эритроцитов у кроликов на разных уровнях артериального русла (X ± т)

Место забора крови Параметры флуоресценции, усл. ед. Величина миграции энергии с триптофана

Х»=285 нм ^,=340 нм

147</1з40 1470Лз40 1з70/Хз90

Восходящая аорта (п=14) 0,305+0,011 0,347±0,008 1,010±0,014 69,16±1,17

Общая сонная артерия (п=14) 0,343±0,009 р,<0,01 0,386+0,006 р1<0,01 1,010^=0,010 Р1>0,05 71,83±1,35 Р1<0,05

Бедренная артерия (п=14) 0,284±0,008 р,<0,01, р2<0,01 0,306+0,007 Р1<0,01, Р2<0,01 0,995±0,011 Р1>0,05, р2>0,05 69,16±2,15 Р1 >0,05, р2>0,05

Рис. 3. Особенности флуоресценции мембран эритроцитов из восходящей аорты кроликов (Ех: 285.0 нм; 8Ех: 0.5 нм; 8Егп: 1.0 нм) (а), (Ех: 340.0 нм; БЕх: 0.5 нм; БЕт: 1.0 нм) (б).

Особенности липидного состава мембран эритроцитов на разных уровнях

артериального русла

В ходе проведенного нами исследования было установлено, что содержание общих липидов в мембранах эритроцитов у кроликов из аорты составляет 0,93±0,02 мг/мг белка. Препаративное разделение нейтральных липидов эритроцитарных мембран, полученных из восходящей аорты кроликов, проводимое методом тонкослойной хроматографии, выявило преобладание фракции общих фосфолипидов, составившей 44,69*0,81%. На долю фракций холестерина и эфиров холестерина приходилось Зб,20±1,14 и 19,11 ±0,65%, соответственно (табл. 4).

Среди фракций фосфолипидов выделяли лизофосфатидилхолин (4,01±0,11%), фосфатидилинозитолы (5,25±0,09%), сфингомиелин (18,72*0,13%), фосфатидилхолин (33,88*0,17%), фосфатидилсерин (6,54*0,07%), а также фосфатидилэтаноламин (31,59*0,26%) (табл. 5). При этом каких-либо различий показателей, характеризующих липидный спектр мембран эритроцитов у кроликов разных полов, зарегистрировано не было.

Таблица 4

Относительное содержание фракций фосфолипидов, холестерина и эфиров холестерина в мембранах эритроцитов у кроликов (в %), полученных на разных уровнях артериальной системы (X ±т)

Фракции липидов Место забора крови

Восходящая аорта (п=14) Общая сонная артерия (п=14) Бедренная артерия (п=14)

Фосфолипиды 44,69±0,81 44,83±0,82 Р1>0,05 44,84±0,95 Р1>0,05, р2>0,05

Холестерин 36,20±1,14 36,81±0,97 р,>0,05 35,65±0,96 р,>0,05 р2>0,05

Эфиры холестерина 19,11 ±0,65 18,34±0,87 р,>0,05 19,51 ±0,64 Р1>0,05 р2>0,05

Исследование особенностей липидного спектра мембран эритроцитов, полученных из общей сонной артерии, показало, что содержание общих липидов в мембранах было выше, чем в эритроцитах из аорты (р<0,001), и составило 0,95±0,03 мг/мг белка. Доля общих фосфолипидов, холестерина и эфиров холестерина соответствовала таковой в мембранах эритроцитов в восходящей аорте (табл. 4), также не отличалось содержание фракций фосфатидилинозитолов, фосфатидилсерина и фосфатидилэтаноламина. Уровень лизофосфатидилхолина и сфингомиелина был снижен, а содержание фракции фосфатидилхолина повышено по сравнению с содержанием в мембранах эритроцитов из аорты (табл. 5).

В мембранах эритроцитов, полученных из бедренной артерии у кроликов (табл. 5), содержание общих липидов составило 0,91±0,02 мг/мг белка. При анализе содержания фракций фосфолипидов в мембранах эритроцитов из бедренной артерии было отмечены следующие отличия от мембран клеток из восходящей аорты и общей сонной артерии: снижение содержания фракции фосфатидилхолина, повышение содержания фракций сфингомиелина и лизофосфолипидов. Фракции фосфатидилинозитолов, фосфатидилсерина и фосфатидилэтаноламина не отличались по своему процентному содержанию от

таковых в мембранах эритроцитов из восходящей аорты и общей сонной артерии (табл. 5).

Таблица 5

Относительное содержание фракций фосфолипидов в мембранах

эритроцитов у кроликов (в %) на разных уровнях артериального русла (X ±т)

Фракции фосфолипидов Место забора крови

Восходящая аорта (п=14) Сонная артерия (№=14) Бедренная артерия <п=14)

Лизофосфатадилхолин 4,01 ±0,11 3,51*0,06 Р1<0,05 4,98*0,17 Р1<0,05 р2<0,01

Фосфатидилинозитолы 5,25*0,09 5,07*0,16 Р1>0,05 4,99*0,10 Р1>0,05 Р2>0,05

Сфингомиелин 18,72*0,13 16,95*0,14 р,<0,01 21,17*0,17 р,<0,01 р2<0,01

Фосфатидилхолин 33,88*0,17 36,50*0,21 Р1<0,01 31,29*0,16 р,<0,01 р2<0,01

Фосфатидил серии 6,54±0,07 6,48*0,06 Р1>0,05 6,35*0,07 Р1>0,05 р2>0,05

Фосфатидилэтаноламин 31,59±0,26 31,48*0,28 Р1>0,05 31,20*0,22 Р1>0,05 Р2>0,05

Примечательно, что результаты кластерного анализа фракций фосфолипидов, полученных из мембран эритроцитов на разных уровнях артериальной системы, оказались созвучны результатам кластерного анализа распределения морфологических форм эритроцитов, описанных выше: фракции липидов мембран эритроцитов из общей сонной артерии и восходящей аорты объединялись в один кластер, в отличие от мембран эритроцитов из бедренной артерии, что доказывает возможность распределения эритроцитов на уровне дуги аорты.

Поддержание соотношения между фракциями фосфолипидов мембраны на физиологическом уровне служит непременным условием нормального функционирования эритроцита. Дезорганизация липидов, являющихся субстратом как перекисного окисления липидов, так и ферментативного

гидролиза, является причиной утраты способности клеток регулировать ионный и антиоксидантный гомеостаз, нарушения работы мембраносвязанных энзимов, что, в конечном итоге, способствует изменению метаболизма клетки, а также приводит к необратимым нарушениям ее структурно-функционального статуса [Величко JI.H., Федорова В.М., 1981; Backman L. et. al., 1998]. Увеличение среднего уровня лизофосфолипидов в эритроцитах, полученных из бедренной артерии, может приводить к изменению проницаемости мембран для органических молекул и ионов, солюбилизации мембранассоциированных ферментов, усилению экзоцитоза [Condrea Е., 1980; Rogausch Н., 1984; Грибанов Г.А., 1991; Сороковой В.И. и соавт., 1994; Zavodnik I.B. et al., 1997].

Нарушение распределения эритроцитов по качественному признаку между общей сонной артерией и другими крупными сосудами, отходящими от дуги аорты, могут играть существенную роль в механизмах формирования гипоксии головного мозга при различных патологических изменениях дуги аорты и аортального клапана сердца. Результатом этого является нарушение адекватного участия красных кровяных клеток в газообмене, обусловленного их уникальной способностью к деформации в мелких сосудах головного мозга. Тем более, что, согласно данным литературы, ишемия мозга и деформируемость красных кровяных клеток, взаимосвязанные явления: в случаях, когда у крыс моделируют процесс ишемии мозга, имеют место процессы нарушения деформируемости эритроцитов [Плотников М.Б. и соавт., 1995]. Справедливо и обратное утверждение - при нарушениях, связанных с изменением деформируемости эритроцитов и их трансформацией, при различных патологических состояниях (поражение клапанного аппарата сердца, изменение эластичности аорты и ее формы), развивается ишемия головного мозга [Барбараш JI.C. и соавт., 1995] . Эти данные, на наш взгляд, отражают важность процесса перераспределения эритроцитов по их функциональной активности в дуге аорты.

В целом, по итогам проведенного исследования были получены приоритетные данные, свидетельствующие о выраженном распределении эритроцитов в дуге аорты и за ее пределами, что указывает на важность процессов турбулентного течения крови в артериях крупного калибра. Физико-химические характеристики мембран эритроцитов в восходящем отделе аорты, общей сонной и бедренных артериях различаются межцу собой: в общую сонную артерию поступают клетки с «оптимальными» для адекватного газообмена функциональными свойствами.

Выводы

1. Эритроциты в разных отделах артериального русла характеризуются морфологической неоднородностью: в общей сонной артерии по сравнению с восходящей частью аорты снижено содержание необратимо трансформированных эритроцитов и преобладают нормальные двояковогнутые дискоциты; в бедренной артерии на фоне снижения числа нормальных двояковогнутых дискоцитов количество переходных форм (эллипсовидные эритроциты, клетки в виде плоского диска, дискоциты с одним и множественными выростами, эритроциты в виде тутовой ягоды), предгемолитических форм (куполообразные и сферические эритроциты) и дегенеративно измененных форм эритроцитов значительно повышено.

2. В мембранах эритроцитов, поступающих после перераспределения на уровне дуги аорты в общую сонную артерию, активность №+,К+-АТФазы в 1,3 раза выше активности этого ионтранспортирующего фермента, в мембранах эритроцитов, выделенных из бедренной артерии у экспериментальных животных.

3. Мембраны эритроцитов, полученных из бедренной артерии у кроликов, отличаются по своим физико-химическим свойствам от мембран эритроцитов из общей сонной артерии и характеризуются: а) возрастанием микровязкости как в области интегральной липидной фазы при Х„=340 нм, так и в области белок-липидных контактов при Хв=280 нм; б) изменением фосфолипидного спектра мембран эритроцитов (увеличение содержания лизофосфатидилхолина и сфингомиелина, снижение доли фосфатидилхолина).

4. Реализация феномена перераспределения эритроцитов на уровне дуги аорты обусловливает поступление функционально полноценных клеток с оптимальными физико-химическими и морфоструктурными характеристиками мембраны преимущественно в общую сонную артерию, что может закономерно приводить к улучшению снабжения кислородом нервных клеток головного мозга.

Список опубликованных работ

1. Коваль, Г.С. Изменение поверхностной архитектоники и диаметра эритроцитов после их распределения на уровне дуги аорты / Г.С. Коваль, М.А. Медведев // Материалы XV Российско-японского медицинского симпозиума. - Благовещенск, 2007. - С. 114.

2. Морфологический профиль эритроцитов после их распределения на уровне дуги аорты / Г.С. Коваль, М.А. Медведев, Н.В. Рязанцева и др. // Тезисы докладов XX съезда физиологического общества имени И.П. Павлова. - Москва, 2007. - С.266.

3. Характеристика структурных свойств мембран эритроцитов с использованием флуоресцентного зондирования после их распределения на уровне дуги аорты / Г.С. Коваль, М.А. Медведев, Н.В. Рязанцева, М.А. Чурбанова // Материалы VI съезда физиологов Казахстана с международным участием. - Караганда : Изд-во КГМА, 2007. - С.42-43.

4. Медведев, М.А. Физиологическая сепарация эритроцитов на уровне дуги аорты / М.А. Медведев, Г.С. Коваль, Н.В. Рязанцева II Бюллетень Сибирской медицины: научно-практический журнал. - 2007. - Т.6. - № 4. - С. 37-40.

5. Физиологическое распределние эритроцитов на уровне дуги аорты по данным цитометрического и спектрофлуометрического исследований / М.А. Медведев, Г.С. Коваль, Н.В. Рязанцева, М.А. и др. // Вестник Томского государственного университета. - 2007. - № 300 (II). -С.170-171.

6. Юрьева, В.Д. Структурный профиль и активность Na /К -АТФазы эритроцитов после их распределения на уровне дуги аорты / В.Д. Юрьева, Г.С. Коваль // Материалы Всероссийской 66-й итоговой студенческой научной конференции им. Н.И. Пирогова. - Томск, 2007. - С.373-374.

7. Коваль, Г.С. Морфофункциональная характеристика распределения эритроцитов на разных уровнях артериального русла / Г.С. Коваль, М.А. Медведев, Н.В. Рязанцева // Материалы VI Сибирского физиологического съезда. - Барнаул, 2008.-Т.1.- С.94-95.

Подписано в печать/?. Л? 200«?г. Усл.печ.листов О. 6 Печать на ризографе 0'1 печатано в лаборатории оперативной полиграфии СибГМУ 634050, г. Томск, Московский тракт, 2, тел. 53-04-08 Заказ № 2£3__Тираж/00 экземпляров

Содержание диссертации, кандидата медицинских наук, Коваль, Григорий Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Особенности движения крови в аорте и реологического поведения эритроцитов в сосудах разного калибра

1.2. Факторы, определяющие реологические свойства эритроцитов

1.3. Особенности изменения структуры и метаболизма эритроцитов при движенци в сосудах

1. Онтогенетические особенности эритроцитов

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. ОБЪЕКТ И МАТЕРИАЛ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.2.1. Исследование поверхностной архитектоники эритроцитов

2.2.2. Метод выделения мембран эритроцитов

2.2.3. Микрометод определения белка с помощью биуретового реактива

2.2.4. Определение активности На+,К+-АТФазы в мембранах эритроцитов

2.2.5. Получение липидного экстракта и определение содержания общих липидов в мембранах эритроцитов

2.2.6. Исследование структуры мембран эритроцитов с использованием флуоресцентного зондирования

2.2.7. Исследование липидного спектра мембран эритроцитов

2.2.8. Статистический анализ результатов

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Особенности морфологических свойств эритроцитов на разных уровнях артериального русла

3.2. Особенности активности На+,К+-АТФазы в мембранах эритроцитов на разных уровнях артериального русла

3.3. Особенности структуры липидной фазы мембран эритроцитов на разных уровнях артериального русла

3.4. Особенности липидного состава мембран эритроцитов на разных уровнях артериального русла

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

ВЫВОДЫ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Распределение эритроцитов на разных уровнях артериального русла на основе их метаболических и структурных различий"

Актуальность проблемы. В настоящее время доказано существование механизма сепарации эритроцитов по признаку зрелости на уровне дуги аорты [Медведев М.А. и соавт., 1986]. Данный процесс рассматривается как часть общебиологического эволюционного процесса, способствующего адекватному энергетическому и кислородному обеспечению головного мозга [Шульговский В; В., 2003].

При интерпретации;перераспределения; кровотокав; пользу жизненно важных органов, в первую очередь, - мозга, следует учитывать тот факт, что важная не столько абсолютная? величина кровотока, сколько его соответствие кислородному запросу [Смирнов, В.М: и соавт., 2007]'. Характеристикой такого соответствия? является соотношение между скоростью транспорта кислорода кровью, притекающей; к головному мозгу, и величиной потребления им кислорода [Яковлев В.Н., 2006]. Обеспечить доставку кислорода к мозгу, адекватную) его? реальною потребности, позволяет преимущественное' поступление: в- кровоток головного мозга молодых функционально полноценных форм эритроцитов. На основании исследования среднего диаметра эритроцитов, их сухой массы, кислотного гемолиза; эритроцитов^ из; сонной и бедренных артерий было показано существование адаптивного разделения; эритроцитов на уровне дуги аорты на молодые (функционально полноценные) формы и на более зрелые формы [Медведев М.А. и соавт., 1986]

Известно, что ключевую роль в определении структурной организации и функционирования/эритроцита играет его мембрана. Являясь важными структурными и функциональными компонентами мембраны эритроцита, липидные молекулы регулируют подвижность и функциональную активность мембранных белков, тем самым обеспечивая в клетке селективную проницаемость и функционирование мембраноассоциированных ферментов, а также рецепторного аппарата [Камкин А.Г., Киселева И.€., 2008, Вез18, М., 1980]. Помимо липидов, важнейшими компонентами эритроцитарной мембраны являются белки. Они выполняют множество функций: обеспечивают транспорт молекул внутрь клетки и из нее, в качестве ферментов катализируют ассоциированные с мембраной реакции, определяют морфологические и механические свойства клетки, служат рецепторами для получения и преобразования химических сигналов из окружающей среды, а также образуют антигенные детерминанты [Новицкий В.В. и соавт., 2004]. Свойства мембран эритроцитов, попадающих в мозговой кровоток, определяют их эластичность и способность проходить через мелкие капилляры головного мозга, являются важным для адекватного снабжения кислородом нервных клеток головного мозга.

Таким образом, учитывая важнукгроль мембраны в определении го-меостаза эритроцита, очевиден интерес к состоянию мембранных компонентов при изучении механизмов сепарации эритроцитов на уровне дуги аорты, что позволит более подробно- изучить адаптационные механизмы организма, направленные на предотвращение гипоксических состояний мозга.

Цель исследования - провести сравнительный анализ распределения эритроцитов, поступающих в разные отделы артериального русла (восходящая аорта, общая сонная и бедренная артерии), на основе оценки их физико-химических свойств и морфологического статуса.

Задачи исследования:

1. Дать комплексную сравнительную характеристику распределения эритроцитов, основываясь на данных исследования поверхностной архитектоники и формы эритроцитов в восходящей аорте, общей сонной и бедренной артериях у кроликов.

2. Выявить особенности распределения эритроцитов на разных уровнях артериального русла по данным оценки липидного состава, активности Ка+,К+-АТФазы и микровязкости липидной фазы мембран эритроцитов.

3. Оценить роль дуги аорты в распределении эритроцитов в различные отделы сосудистого русла на основе физико-химических особенностей их мембран.

Научная новизна. Впервые в экспериментах на животных проведено изучение особенностей метаболических и структурных свойств эритроцитов, поступающих в разные отделы артериального русла (дуга аорты, общая сонная и бедренная артерии). Получены приоритетные данные о перераспределении эритроцитов на уровне дуги аорты по физико-химическим характеристикам их мембран, направленном на преобладание в общей сонной артерии функционально полноценных эритроцитов, участвующих в транспорте кислорода к нервным клеткам головного мозга.

Выявлено преобладание морфологически трансформированных эритроцитов в бедренной артерии (переходные, предгемолитические и дегенеративные формы) по сравнению с морфологическими свойствами эритроцитов в общей сонной артерии. В бедренной артерии по сравнению с аортой и общей сонной артерией установлены выраженные изменения поверхностной архитектоники эритроцитов, приводящие к изменению их функциональной активности. Показано, что активность Ма+,К+-АТФазы в мембранах эритроцитов в общей сонной артерии выше, чем в красных кровяных клетках из бедренной артерии. Установлены различия структуры липидного бислоя мембран эритроцитов на разных уровнях артериальной системы: в общую сонную артерию преимущественно поступают эритроциты с нормальным соотношением фракций фосфолипидов и микровязкостью липидной фазы мембран.

Практическая значимость работы: Данные о перераспределении эритроцитов на- разных уровнях артериальной, системы имеют важное значение для формирования^ фундаментальных знаний о механизмах кровообращения. Результаты исследования могут быть использованы как в области сердечно-сосудистой» хирургии при разработке искусственных клапанов сердца и новых способов трансплантации сосудов, так и в области фармакологии - для- целевой доставки: лекарственных средств на основе знаний о функциональном и^ морфологическом; различиях эритроцитов на разных уровнях артериального русла;

Положения, выносимые на защиту:,

1. На уровне-дуги* аорты имеет место распределение эритроцитов, в зависимости: ' от: морфологических особенностей: количество: трансформированных эритроцитов, в бедренной артерии (переходные, предгемолитические и дегенеративные формы) увеличено: по сравнению с их числом в общей сонной артерии.

2. Активность На+,К+-А'ГФазы в ¡мембранах эритроцитов; полученных из; общей сонной; артерии, выше, чем в эритроцитах из» бедренной артерии.

3. Особенности липидной фазы: мембраны, эритроцитов; на разных уровнях артериальной системы: характеризуются нарушением соотношения: фосфолипидных фракций- мембраны: (увеличение содержания лизофосфатидилхолина: и сфингомиелина, снижение доли, фосфатидилхолина) и увеличение микровязкости в клетках поступающих в бедренную артерию; липидный бислой мембран красных клеток крови в общей сонной артерии, характеризуется нормальным соотношением липидных молекул и микровязкостью.

Внедрение результатов исследования. Основные положения используются в курсе лекционных и практических занятий на кафедре нормальной физиологии ГОУ ВПО СибГМУ Росздрава, кафедре физиологии человека и животных I 'ОУ ВПО ТРУ, кафедре физиологии и ваггеологии I 'ОУ

ВПО ТГПУ в разделах «Кровь» и «Физиология сердечно-сосудистой системы».

Апробация работы. Основные материалы доложены и обсуждены на XV Российско-японском медицинском симпозиуме (Благовещенск, 2007 г.), на XX съезде физиологического общества имени И.П. Павлова (Москва, 2007 г.), на VI съезде физиологов Казахстана с международным участием (Караганда, 2007 г.) и на VI Сибирском физиологическом съезде (Барнаул, 2008 г.).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ, из них 1 — журнале из перечня ВАК.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 88 страницах, иллюстрирована 8 рисунками и-состоит из введения,. 4 глав, обсуждения, выводов; указателя литературы-из. 195 источников (73 отечественных и 122 иностранных авторов).

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Коваль, Григорий Сергеевич

Выводы

1) Эритроциты в разных отделах артериального русла характеризуются морфологической неоднородностью: в общей сонной артерии по сравнению с восходящей частью аорты снижено содержание необратимо трансформированных эритроцитов и преобладают нормальные двояковогнутые дискоциты; в бедренной артерии на фоне снижения числа нормальных двояковогнутых дискоцитов количество переходных форм (эллипсовидные эритроциты, клетки в виде плоского диска, дискоциты с одним и множественными выростами, эритроциты в виде тутовой ягоды), предгемолитических форм (куполообразные и сферические эритроциты) и дегенеративно измененных форм эритроцитов значительно повышено.

2) В мембранах эритроцитов, поступающих после перераспределения на уровне дуги аорты в общую сонную артерию, активность На+,К+-АТФазы в 1,3 раза выше активности этого ионтранспортирующего фермента, в мембранах эритроцитов, выделенных из бедренной артерии у экспериментальных животных.

3) Мембраны эритроцитов, полученных из бедренной артерии у кроликов, отличаются по своим физико-химическим свойствам от мембран эритроцитов из общей сонной артерии и характеризуются: а) возрастанием микровязкости как в области интегральной липидной фазы при ?1В=340 нм, так и в области белок-липидных контактов при ^в=280 нм; б) изменением фосфолипидного спектра мембран эритроцитов (увеличение содержания лизофосфатидилхолина и сфингомиелина, снижение доли фосфатидилхолина).

4) Реализация феномена перераспределения эритроцитов на уровне дуги аорты обусловливает поступление функционально полноценных клеток с оптимальными физико-химическими и морфоструктурными характеристиками мембраны преимущественно в общую сонную артерию, что может закономерно приводить к улучшению снабжения кислородом нервных клеток головного мозга.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Известно, что ключевую роль в определении структурной организации и функционирования эритроцита играет его мембрана. Как уже было отмечено, деформируемость эритроцитов во многом определяется морфологическими свойствами клеток, стабильностью ионного гомеостаза, сбалансированностью молекулярной организации белковых и липидных компонентов мембраны эритроцита. Учитывая все эти факты, нами было проведено исследование, направленное на идентификацию феномена физиологической сепарации эритроцитов на уровне дуги аорты путем оценки структурных и метаболических свойств мембран красных клеток крови на разных уровнях артериального русла.

В результате были получены приоритетные данные, свидетельствующие о выраженном распределении эритроцитов в дуге аорты и за ее пределами, что указывает на важность процессов турбулентного течения крови в артериях крупного калибра. Физико-химические характеристики мембран эритроцитов в восходящем отделе аорты, общей сонной и бедренных артериях различаются между собой: в общую сонную артерию поступают клетки с «оптимальными» для адекватного газообмена функциональными свойствами.

66

Библиография Диссертация по биологии, кандидата медицинских наук, Коваль, Григорий Сергеевич, Томск

1. Барбараш, JI.C. Биопротезы клапанов сердца: проблемы и перспективы / JI.C. Барбараш, H.A. Барбараш, И.Ю. Журавлева. Кемерово: Кемеровский полиграфкомбинат, 1995. - 400 с.

2. Белоус, A.M. Роль белков цитоскелета в изменении стабильности клеток при температурно-осмотическом воздействии / A.M. Белоус, А.К. Гулевский, JI.A. Бабийчук // Криобиология. 1990. - № 4. - С. 3-13.

3. Болдырев, A.A. Введение в биомембранологию / A.A. Болдырев. — М.: Изд-во МГУ, 1990. 208 с.

4. Болдырев, А.А Является ли №,К-АТФаза мишенью окислительного стресса? / A.A. Болдырев, Е.Р. Булыгина, Г.Г. Крамаренко // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1996. -Т. 131 - № 3. - С. 275278.

5. Болдырев, A.A. Транспортные АТФазы / A.A. Болдырев, В.И. Мельгунов // Итоги науки и техники ВИНИТИ АН СССР, серия биофизика. -М., 1985. 246 с.

6. Величко, JI.H. Фосфолипидный состав мембран молодых и старых эритроцитов кролика / JI.H. Величко, В.М. Федорова // Цитология. — 1981. Т.23. - №6 - С.714-716

7. Гаврилов, O.K. Клетки костного мозга и периферической крови / O.K. Гаврилов, Г.И. Козинец, Н.Б. Черняк. М.: Медицина, 1985. - 288 с.

8. Геннис, Р. Биомембраны: Молекулярная структура и функции. — М.: Мир, 1997.-624 с.

9. Гольцов, А.Н. Исследование влияния липидного состава клеточных мембран на доменную структуру бислоя и латеральный транспорт / А.Н. Гольцов, В.Н. Каданцев // Физиология человека. 1995. - Т. 21 - № 6. - С. 113 - 125.

10. Ю.Гончаренко, М.С. Белковый спектр эритроцитарных мембран в норме и при псориазе / М.С. Гончаренко, Г.А. Андрух, В.В. Рязанцев // Вестник дерматологии и венерологии. 1989. - №3. — С.4-7.

11. П.Гончарова, Е.И. Белки цитоскелета эритроцитов / Е.И. Гончарова, Г.П. Пинаев // Цитология. 1988. - Т.ЗО - №1. - С.5-18.

12. Грибанов, Г.А. Особенности структуры и биологическая роль лизофосфолипидов / Г.А. Грибанов // Вопросы медицинской химии. -1991.-Т. 37- №4.-с. 2-10.

13. Григорьев, Г.П. Электрофоретическое исследование мембранных белков эритроцитов разного возраста / Г.П. Григорьев // Вопросы медицинской химии.-1981.-Т. 27- №1.-С. 91-96

14. М.Дедов, И.И. Сахарный диабет: ретинопатия, нефропатия / И.И. Дедов, М.В. Шестакова, Т.М. Миленькая. -М.: Медицина, 2001. -176 с.

15. B.Н., Бушма Т.В. // Физиологический журнал.- 1995. Т. 41. - №.3-4.1. C.103-108.

16. Иванов, И.Т. Агрегация денатурированных мембранных белков -начальный этап кислотного гемолиза / И.Т. Иванов, Л.Д. Бенов // Биофизика.-1991.-Т. 36.-№5.-С. 839-843.

17. Ивенс, И. Механика и термодинамика биологических мембран / И. Ивенс, Р. Скейлак. М.: Мир, 1982. - 257 с.

18. Казеннов, A.M. Влияние мембранного скелета безъядерных эритроцитов на свойства транспортных АТФаз / A.M. Казеннов, М.Н. Маслова // Цитология. 1991.- Т.ЗЗ -№11. - С.32-41.

19. Казеннов, A.M. Структурно-биохимические свойства мембраны безъядерных эритроцитов / A.M. Казеннов, М.Н. Маслова // Физиологический журнал СССР им. И.М.Сеченова. 1987. - Т.73. - №12. - С.1587-1594.

20. Казеннов, A.M. Роль белков мембранного скелета безъядерных эритроцитов в функционировании мембранных ферментов / A.M. Казеннов, М.Н. Маслова, А.Д. Шагабодов // Докл. АН СССР 1990. -Т.312. - № 1. - С.223-226.

21. Кальнова, Н.Ю. Изменение фосфолипидного состава и антиокислительной активности липидов эритроцитов при опухолях молочной железы и их радиационном лечении / Н.Ю. Кальнова, Н.П. Пальмитина // Биохимия. -1980. Т. 45. - № 9. - С. 1646-1653.

22. Камкин, А.Г. Физиология и молекулярная биология мембран клеток / А.Г. Камкин, И.С. Киселева. М.: Академия, 2008. - 592 с.

23. Каро, К. Механика кровообращения / К. Каро, Т. Педли, Р. Шротер и др. -М.: Мир., 1981.-624 с.

24. Катюхин, JI.H. Реологические свойства эритроцитов. Современные методы исследования / Л.Н. Катюхин // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 1995. - Т. 81. - № 6. - С. 122-129.

25. Клебанов, Г.И. Влияние холестерина на перекисное окисление липидов мембран липосом / Г.И. Клебанов, Ю.О. Теселкин, К. Груне и др. // Биологические мембраны. 1988. - Т. 5. —№10. — С. 1072-1079.

26. Кожевников, Ю.Н. О перекисном окислении липидов в норме и при патологии / Ю.Н. Кожевников // Вопросы медицинской химии. — 1985. — Т. 31.-№ 5.-С. 2-7.

27. Козлов, М.М. Мембранный скелет эритроцита. Теоретическая модель / М.М. Козлов, B.C. Маркин // Биологические мембраны. 1986. - Т. 3. -№4. - С. 404-422.

28. Козлов, Н.Б. Термоустойчивость гомойотермного организма: биохимические механизмы, пути повышения / Н.Б. Козлов. Смоленск : Изд-во СГМИ, 1992. - 115 с.

29. Конев, C.B. Структурная лабильность биологических мембран и регуляторные процессы / C.B. Конев. Мн. : Наука и техника, 1987. - 240 с.

30. Коржуев, П.А. Проблема оксигенации гемоглобина / П.А. Коржуев // Успехи физиологических наук. 1973. - Т. 4 - № 3. - С. 69-112.

31. Корнелик, С.Е. Вычислительная гемодинамика / С.Е. Корнелик, A.M. Бубенчиков. Томск : Изд-во ТГУ, 2003. - 412 с.

32. Крылов, В.И. Липидный обмен у детей / В.И. Крылов, Ю.Е. Вельтищев, А.Д. Петрушина, В.М. Чимаров. Красноярск, 1985. - 128 с.

33. Лакин, Г.Ф. Биометрия: учебное пособие для биол. спец. вузов / Г.Ф. Лакин. Изд. 4-е, перераб. и доп. - М. : Высш.шк., 1990. — 352с.

34. Левтов, В.А. Реология крови / В.А. Левтов, С.А. Регирер, Н.Х. Шадрина. -М. : Медицина, 1982. 272 с.

35. Лопина, О.Д. Взаимодействие каталитической субъединицы Иа,К-АТРазы с клеточными белками и другими эндогенными регуляторами / О.Д. Лопина // Биохимия. 2001. - Т. 66. - № 10. - С. 1389-1400.

36. Люменфельд, Л.А. Гемоглобин / Л.А. Люменфельд // Соросовский образовательный журнал. 1998. - №4. - С.33-38.

37. Медведев, М.А. Распределение эритроцитов в кровеносном русле на уровне дуги аорты по данным морфологических исследований / М.А. Медведев, О.С. Голосов, Т.П. Нестерова // Бюллетень экспериментальной биологии медицины. 1986. - №12. - С. 648 - 649.

38. Мосягина, E.H. Эритропоэз / E.H. Мосягина, H.A. Фёдоров, В.И. Гудим.// Нормальное кроветворение и его регуляция ; под ред. Н.А.Фёдорова. -М. : Медицина, 1976. С.341-457.

39. Новицкий, В.В. Физиология и патофизиология эритроцита / В.В. Новицкий, Н.В. Рязанцева, Е.А. Степовая.- 2004. 202 с.

40. Новицкий, В.В. Атлас. Клинический патоморфоз эритроцита / В.В. Новицкий, Н.В. Рязанцева, Е.А. Степовая, Л.Д. Быстрицкий, С.Б. Ткаченко // Томск : Изд-во Томского университета; Москва: ГЭОТАР— МЕД. —2003. —208 с.

41. Новицкий, В.В. Морфофункциональный статус эритроцитарной популяции при шизофрении / В.В. Новицкий, Н.В. Рязанцева, М.Б.

42. Петренко, Ю.М. Роль поверхностных зарядов в поддержании осмотической резистентности эритроцитов / Ю.М. Петренко, Ю.А. Владимиров // Гематология и трансфузиология. 1987. - №10. - С. 15-18.

43. Рязанцева, Н.В. Молекулярные нарушения мембраны эритроцитов при токсической действии метгемоглобинобразователей / Н.В. Рязанцева, В.В. Новицкий, И.А. Шперлинг и др. // Токсикологический вестник. — 2006.— №4. —С. 27-31.

44. Рязанцева, Н.В. Молекулярные основы старения эритроцитов / Н.В. Рязанцева, В.В. Новицкий // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. — 2002. Прил. 1. — С. 96-98.

45. Рязанцева, H.B. Эритроцит при патологии: размышления у электронного микроскопа / Н.В. Рязанцева, В.В. Новицкий, Е.А. Степовая и др. // Архив патологии. 2004. — № 3. — С. 53-61.

46. Селезнев, С.А. Клинические аспекты микрогемоциркуляции / С.А. Селезнев, Г.И. Назаренко, B.C. Зайцев. Л. : Медицина, 1985. - 208 с.

47. Сигал, В.Л. Фильтрационные методы определения деформационных (вязкоупругих) свойств мембраны биологических клеток / В.Л. Сигал // Лаб. дело. 1989. - № 5. - С. 4-9.

48. Соловьев, B.C. К морфо-функциональной характеристике эритроцитов при регулируемой гипертермии / B.C. Соловьев, С.И. Рубанчик, О.И. Сытин // Науч. тр. Тюмен. ун-та Тюмень, 1977. - Т. 48. - С.55-76.

49. Солодилова, М.А. Роль генетических и средовых факторов в детерминации количественного содержания основных белков мембран эритроцитов человека : дис. . канд. биол. наук / М.А. Солодилова. — М., 1999.- 160с.

50. Смирнов, В.М. Физиология центральной нервной системы / В.М. Смирнов, Д.С. Свешников, В.Н. Яковлев. — М. : Академия, 2007 368 с.

51. Сторожок, С.А. Молекулярная структура мембран эритроцитов и их механические свойства / С.А. Сторожок, А.Г. Санников, Ю.М. Захаров. — Тюмень, 1997.-140 с.

52. Страйер, Л. Биохимия / Л. Стайер ; пер. с англ. М. : Мир, 1984. - Т. 3. — 396 с

53. Таганович, А.Д. Активность мембранно-связанных ферментов, показатели метаболизма в цитоплазме и некоторые физико-химические свойства эритроцитов с повышенным содержанием холестерина / А.Д. Таганович,

54. Э.И. Олецкий, В.К. Кухта // Вопросы медицинской химии. 1985. — Т. 31. - № 5. - С. 75-80.

55. Титов, В.Н. Атеросклероз как патология полиеновых жирных кислот. Биологические основы теории атерогенеза. / В.Н. Титов. — М. : Фонд Клиника XXI века, 2002. 495 с.

56. Тодуа, Ф.И. Физиология гемодинамики в дуге аорты и инициирующие факторы атеросклероза / Ф.И. Тодуа, М.В. Берая // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2005 - Т. 140. - №12. С. 614618.

57. Черницкий, Е.А. Структура и функция эритроцитарных мембран /. Е.А.

58. Черницкий, А.В. Воробей. Мн. : Наука и техника, 1981. - 216 с. 69.Чернух, A.M. Микроциркуляция / A.M. Чернух, П.Н. Александров, О.В.

59. Алексеев. М. : Медицина, 1984. - 432 с. 70.Черняк, Н.Б. Биохимические процессы при созревании и старении эритроцитов / Н.Б. Черняк // Нормальное кроветворение и его регуляция. -М. : Медицина, 1976. -С. 159-186.

60. Шандала, A.M. Белковый состав мембран эритроцитов человека, фракционных в ступенчатом градиенте декстрана / A.M. Шандала, С.Ф. Захаров, П.С. Громов, С.С. Шишкин // Гематология и трансфузиология. -1987. №10. -С.28-31.

61. Шульговский, В.В. Физиология высшей нервной деятельности с основами нейробиологии /В.В. Шульговский. — М. : Академия, 2003. — 464 с.

62. Яковлев, В.Н. Нормальная физиология. В 3 т. Т. 1 / В.Н. Яковлев. М. : Академия, 2006. - 240 с.

63. Acquaye, С. The development of a filtration system for evaluation flow characteristics of erythrocytes / C. Acquaye, E.C. Walker, A.N. Schechter // Microvasc. Res. 1987. - Vol. 33. -№ 1. - P. 1-14.

64. Allen, J. Human red blood cells: Prostaglandin E2, epinephrine,, and isoproterenol alter deformability / J. Allen, H. Rasmussen // Science. 1971. -Vol. 144.-P. 512-516.

65. An, X. Modulation of Band 3-Ankyrin Interaction by Protein 4.1 /X. An, Y. Takakuwa, W. Nunomura, S.Manno, N. Mohand // Functional implications in regulation of erythrocyte membrane mechanical properties. -1996- V. 271. N. 52.-P. 33187-33191.

66. Backman, L. Phosphoinositide metabolism and shape control in sheep red blood cells / L. Backman, J.B. Jonasson, P. Horstedt // Mol. Membr. Biol. 1998. -Vol. 15. -№ l.-p. 27-32.

67. Banerjee, R. The diagnostic relevance of red cell rigidity / R. Banerjee, K. Nageshwari, R.R. Puniyani // Clin. Hemorheol. Microcirc. 1998. - Vol.19. — №1. -P.21-24.

68. Baravian, C. Incoherent light transport in an anisotropic random medium: A probe of human erythrocyte aggregation and deformation / C. Baravian, F. Caton, J. Dillet, G. Toussaint, P. Flaud, // Physical Review. 2007 - V. 76. -Nl.-P. 1103-1113.

69. Baskurt, O.K. Effect of erythrocyte deformability on myocardial hematocrit gradient / O.K. Baskurt, M. Edremitlioglu., A. Temiz // Am. J. Physiol. 1995. - Vol. 268. - № 1 Pt 2. - P. H260-H264.

70. Baskurt, O.K. The role of spleen in suppressing the rheological alterations in circulating blood / O.K. Baskurt // Clin. Hemorheol. Microcirc. -1999. — Vol.20. №3. -P.181-188.

71. Becker, R.C. The role of blood viscosity in the development and progression of coronary artery disease / R.C. Becker // Cleve. Clin. J. Med. —1993. Vol.60. -№5. -P.353-358.

72. Bennett, V. Spectrin-based membrane skeleton: a multipotent adapter between plasma membrane and cytoplasm / V. Bennett // Physiol. Rev. 1990. - Vol. 70.-P. 1029-1054.

73. Berger, S. A. Flow in curved pipe. / S. A. Berger, L. Talbot, L. S. Yao // Ann. Rev. Fluid Mech. 1983-V.15. - P. 461-512.

74. Berridge, M.J. Inositol trisphosphate and calcium signalling / M.J. Berridge // Nature. 1993.-Vol. 361.-P. 315-325.

75. Besis, M. Automated ectacytometry: A new method of measuring red cell deformability and red cell indices / M. Besis, N. Mohandes, C. Feo // Blood Cells. 1980. - № 6. - P. 315-327.

76. Betticher, D.C. Effect of RBC shape and deformability on pulmonary O2 diffusing capacity and resistance to flow in rabbit lungs / D.C. Betticher, W.H. Reinhart, J. Geiser // J. Appl. Physiol. 1995.-Vol. 78. - №3.- P. 778-783.

77. Bocci, V. Determinants of erythrocyte ageing: a reappraisal / V. Bocci // Brit. J. Hematolgy 1981. - Vol. 48. -№ 4. - P.515-522.

78. Bogren, G. H. 4D magnetic resonance velocity mapping of blood flow patterns in the aorta in young vs. elderly normal subjects. / G. IT. Bogren, H. M. Buonocore // J. Magnetic Resonance Imaging -1999- V. 10. P.861-869. •

79. Bozzo, J. Antiplatelet effects of sodium nitroprusside in flowing human blood: studies under normoxic and hypoxic conditions / J. Bozzo, M.R. Hernandez, A.M. Galan et al. // Thromb. Res. 2000. - Vol.97. - №4. - P. 217-225.

80. Branton, D. Interaction of cytoskeletal proteins on the human eruthrocute membrane / D. Branton, C.N. Cohen, J. Tyler // Cell 1981. - Vol. 24. - № 1. -P. 24-32.

81. Caro, C.G. Non-Planar Curvature and Branching of Arteries. / C.G. Caro, D.J. Doorly, M. Tarnawski, K.T. Scott, Q. Long, C.L. Dumoulin // J. Physiol.-1994-P. 475-60.

82. Chabamel, A. Increased resistance to membrane deformation of shape-transformed human red blood cells / A. Chambel, W. Reinhart., S. Chien // Blood. 1987. - Vol. 69. - № 3. - P. 739-743.

83. Chang, J.L. Numerical simulation of fully developed sinusoidal and pulsatile flow in curved tubes. / J.L. Chang, M.J. Tarbell // J. Fluid Mech.- 1985- V. 161.-P. 175-198.

84. Clark, C. Velocity distribution in aortic flow. / C. Clark, D. Schultz // Cardiovasc. Res. 1973-V.7.-P. 601-613.

85. Crandall, E.D. Influence of pH on elastic deformability of the human erythrocyte membrane / E.D. Crandall, A.M. Critz, A.S. Osher et al. // Am. J. Physiol. 1978. - Vol. 235. - № 5.- P. C269-C278.

86. Datta-Roy, A. Control of erythrocyte membrane microviscosity by insulin / A. Datta-Roy, T.R. Ray, A.K. Sinha // Biochim. Biophys. Acta. 1985. - Vol. 44.-№ 1. - P. 187-190.

87. De Hart, J. Fluid-Structure Interaction in the Aortic Heart Valve: a three-dimensional computational analysis, PhD. Thesis. -2002, 320 p.

88. Dean, W.R. The Streamline Motion of Fluid in a Curved Pipe. / W.R. Dean //Philosophical Magazine -1928-N.5. P. 673-695.

89. Dintenfass, L. Molecular and rheological considerations of the red cell membrane in view of the internal fluidity of the red cell / L. Dintenfass // Acta Haematological. 1964. - Vol. 32. - № 4. - P. 299-313.

90. Discher, D. Simulations of the Erythrocyte Cytoskeleton at Large Deformation. II. Micropipette Aspiration / D. Discher, H. Boal, S. Boey // BiophysJ.- 1998. Vol. 75. - No. 3. - P. 1584-1597.

91. Doby, T. Demonstration of blood currents with radiopaque streamers. / T. Doby, R.M. Lowman // Acta. Radio -1961- V.55. P. 272-275.

92. Driessen, G.K. Effect of reduced red cell deformability on flow velocity in capillaries of rat mesentery / G.K. Driessen, C.W.M. Halest, H. Heidtmann et al.//Pflugers Arch. 1980. - Vol. 388. - № 1.-P. 75-78.

93. Dupuy-Fons, C. In vitro influence of zinc and magnesium on the deformability of red blood cells artificially hardened by heating / C. Dupuy-Fons, J.F. Brun, C. Mallart et al. // Biol. Trace. Elem. Res. 1995. - Vol. 47. -№1-3. -P. 247-255.

94. Eguchi, K. Comparative study of erythrocyte deformability in maternal and cord blood / K. Eguchi, T. Sawai, Y. Mizutani et al. // Am. J. Perinatal.- 1995.-Vol. 12. №1. - P. 39-43.

95. Ehrenreich, H. Recombinant Human Erythropoietin in the Treatment of Human Brain Disease: Focus on Cognition. / H. Ehrenreich, C. Bartels, D Sargin, S. Stawicki, H. Krampe // Journal of Renal Nutrition-2008- V. 18. N 1. -P.146-153.

96. Einav, S. Mesurement of velocity profiles of Red Blood Cell in the microcirculation by Laser Doppler Anemometry (LDA) / S. Einay, H.J. Berman, R.L. Fuhro et al. // J. of Biorheology. 1975. Vol. 12. - P. 207-210.

97. Farthing, S. Flow in the thoracic aorta / S. Farthing, P. Peronneau // Cardiovasc Res. -1969. 13:607-620.

98. Frazin, L.J.Functional Chiral Asymmetry in the Descending Thoracic Aorta. / L.J. Frazin, G. Lanza, M. Vonesh, F. Khasho, C. Spitzzeri, S. McGee, D. Mehlmann, K.B. Chandran, J. Talanoand, D. McPherson // Circulation -1990- V.82. -P.1985-1994.

99. Fung, Y.C. Biomechanics: Circulation / Y.C. Fung. New York: SpringerVerlag, 1997. pp. 446-509 - 570 p.

100. Ge, L. 3D unsteady RANS modeling of complex hydraulic engineering flows. Part II: Model calibration and flow physics. / L. Ge, S. O. Lee, F. Sotiropoulos, T. Sturm //Journal of Hydraulic Engineering. Submitted -2004-V.125. —N.5. -P. 709-718.

101. Ghebremeskel, K. Arachidonic and docosahexaenoic acids are strongly associated in maternal and neonatal blood / K. Ghebremeskel, M.A.Crawford, C. Lowy et al. //. Eur. J. Clin. Nutr. 2000. - Vol.54. - №1. - P. 50-56.

102. Hakim, T.S. Effect of erythrocyte heat treatment on pulmonary vascular resistance / T.S. Hakim // Microvasc. Res. 1994. - Vol. 48. - № 1. - P. 13-25.

103. Inaba, T. Pulsating laminar flow in a sinusoidally curvedpipe. / T. Inaba, S. Murata//Bull JSME. -1978-V.21. P. 832-839.

104. Irisawa, H. Left ventricle as a mixing chamber. / H. Irisawa, M.E.Wilson, R.F. Rushmer// Circ. Res.-1960. V.8. - P. 183-187.

105. Ivanov, I.T. Correlation between the n-alkanols-induced sensitization of erythrocytes to hyperthermia and the fluidization of their membrane / I.T. Ivanov, I. Zlatanov // Int. J. Hyperthermia. 1995. - Vol. 11. - № 5. - P. 673683.

106. Johnson, R.M. Ektacytometry of red cells / R.M. Johnson // Subcell. Biochem. 1994. - Vol. 23. - P. 161-203.

107. Kameneva, M.V. Decrease in blood cell deformability caused by hypothermia, hemodilution, and mechanical stress: factors related to cardiopulmonary bypass / M.V. Kameneva, A. Undar, J.F. Antaki et al. // ASAIO. J. 1999. - Vol.45. - №4. -P.307-310.

108. Kellner, C. Erythrocyte flow device / C. Kellner, L. Maddalena, S. McKnight, A. Tietjen // Bioengineering Conference, 2005. Proceedings of the IEEE 31st Annual Northeast. P. 159- 160.

109. Kheradvar, A. Influence of ventricular pressure drop on mitral annulus dynamics through the process of vortex ring formation. / A. Kheradvar, M. Gharib // Ann Biomed Eng.- 2007- V. 35. -N.12, P.2050-2064.

110. Kikuchi, Y. Variation in red blood cell deformabilitty and posible consequences for oxygen transpot to tissue / Y. Kikuchi, Q.W. Da, T. Fujino // Microvasc. Res. 1994. - Vol. 47. - № 2. - P. 222-231.

111. Kilner, P.J. Asymmetric redirection of flow through the heart. / P.J. Kilner, G.Z. Yang, A.J. Wilkes, R.H. Mohiaddin, D.N. Firmin, M.H. Yacoub // Nature. 2000-V.404. -N6779 P. 759-761.

112. Klipstein, R.H. Blood Flow Patterns in the Human Aorta Studied by Magnetic Resonance / R.H. Klipstein, D.N. Firmin, S.R. Underwood, R.S. Rees, D.B. Longmore // British Heart Journal -1987- V.58. N.4. - P. 316-323.

113. Kohno, M. Improvement of erythrocyte deformability by cholesterol-lowering therapy with pravastatin in hypercholesterolemic patients / M. Kohno, K. Murakava, K. Yasunariet //Metabolism. 1997. - Vol. 46. - № 3. - P. 287-291.

114. Koutsouris, D. Physico-chemical factors of erythrocyte deformability / D. Koutsouris, E. Delatour-Hanss, M. Hanss // Biorheology. 1985. - Vol. 22. - № 2.-P. 119-132.

115. Kreuzer, F. Facilitated diffusion of oxygen: possible significance in blood and muscle / F. Kreuzer, L. Hoofd // Oxygen Transp. Tissue 5 Proc. Meet. -Dortmund, 1982.-P. 3-21.

116. La Celle, P.L. Determinants of erythrocyte membrane elasticity / P.L. La Celle, F.H. Kirkpatrick // Brewer G.J. ed. Erythrocyte structure and function. -New York, Liss, 1975. Vol. 1. - P. 535-557.

117. Leblond, P.F. The measurement of erythrocyte deformability using micropore membranes. A sensitive technique with clinical applications / P.F.1.blond, L. Coulombe // J. Lab. and Clin. Med. 1979. - Vol. 94. - № 1. - P. 133-143.

118. Lee, S. A 20 kDa erythrocyte membrane phosphoprotein / S. Lee, E.B. Cunningham, N.I. Swislocki // Molec. Cell. Biochem. 1991. - Vol. 106. - P. 75 - 85.

119. Linderkamp, O. Impaired deformability of erythrocytes and neutrophils in children with newly diagnosed insulin-dependent diabetes mellitus / O. Linderkamp, P. Ruef, E.P. Zilow et al. // Diabetologia. -1999. Vol.42. - №7. -P.865-869.

120. Lipovac, V. Effect of creatine on erythrocyte rheology in vitro / V. Lipovac, M. Gavella, M. Vucic et al. // Clin. Hemorheol. Microcirc. 2000. - Vol.22. -№1. -P.45-52.

121. Liu, H. Computation of the Vortical Flow in Human Aorta / H. Liu // ASME-BED Advances in Bioengineering-2000- V.48. P. 103-104.

122. Lynch, P.R. Patterns of blood flow through the intact heart and its valves / P.R. Lynch, A.A. Bove // Prosthetic Heart Valves. -1969- P.212-258

123. Malinova, L.I. Metabolic and hormonal blood flow modeling in patients with coronary heart disease: In vitro and clinical study. / L.I. Malinova, G.V. Simonenko, T.P. Denisova, V.V. Tuchin // Medical Laser Application. 2007-V. 22 -N.3. - P. 173-184.

124. Matecki, A. Regulation of phospholipase C deltal by sphingosine / A. Matecki, T. Pawelczyk // Biochim Biophys Acta. 1997. - Vol. 1325. - P. 287296.

125. Meyburg, J. Decreased mechanical stability of neonatal red cell membrane quantified by measurement of the elastic area compressibility modulus / J. Meyburg, T. Bohler, O. Linderkamp // Clin. Hemorheol. Microcirc. 2000. -Vol.22.-№1.-P. 67-73.

126. Minetti, G. Cell age-related monovalent cations content and density changes in stored human erythrocytes / G. Minetti, A. Ciana, A. Profumo, Zappa et al. // Biochim Biophys Acta. -2001. Vol. 1527. - P. 149-155.

127. Mohandas, N. The influence of membrane skeleton on red cell deformability, membrane material properties, and shape / N. Mohandas, J.A. Chasis, S.B. Shobet // Seminare in Hematology. 1983. - Vol. 20. - № 3. - P. 225-242. .

128. Murata, S. Laminar flow in a curved pipe with varying curvature / S. Murata, Y. Miyake, T. Inaba // J. Fluid Mech. -1976-V. 73. P. 735-752.

129. Nakache, M. Relationship between deformability of red blood cells and oxygen transfer: a modelized investigation / M. Nakache, A. Caprani, J.L. Dimicoli et al. // Clin. Hemoheol. 1983. - Vol.3. -№ 2. - P.177-189.

130. Nash, G.B. Alteration of the cell membrane viscoelasticity by heat treatment: effect on cell deformability and suspension viscosity / G.B. Nash, H.J. Mesielman // Biorheology. 1985. - Vol. 22. - № 1. - P. 73-84.

131. Ney, P.A. Synergistic effects of oxidation and deformation on erythrocyte monovalent cation leak / P.A. Ney, M.M. Christopher, R.P. Nebbel // Blood. -1990. Vol. 1192. - №75. - P. 1192-1198.

132. Ohvo-Rekila, H. Cholesterol interactions with phospholipids in membranes / H. Ohvo-Rekila, B. Ramstedt, P. Leppimaki, J.P. Slotte // Prog. Lipid Res. -2002. Vol. 41. - № 1. - P. 66-97.

133. Olsson, T. Methodological aspects on the firefly luciferase assay of adenine nucleotides in whole blood and red blood cells / T. Olsson, H. Gulliksson, K. Palmeborn // Scand. J. Clin. Lab. Invest. 1983. - Vol. 43. - P.657 - 664

134. Parthasarathi, K. Capillary recruitment in response to tissue hypoxia and its dependence on red blood cell deformability / K. Parthasarathi, H.H. Lipowsky // Am. J. Physiol. -1999. -Vol.277. №6 Pt 2. - P. H2145-2157.

135. Pillips, M.C.L. The effects of cell age on metabolism in rainbow trout red blood cells / M.C.L. Pillips, C.D. Moyes, B.L. Tufts // The Journal of Experimental Biology. 2000. - Vol. 203 - 1039-1045.

136. Racca, A. Senescent erythrocytes: modification of rheologic properties, antigenic expression and interaction with monocytes / A. Racca, C. Biondi, C. Cotorruelo //Medicina B. Aires. 1999. - Vol. 59.-№l.-P. 33-37.

137. Rana, R.S. Role of phosphinositides in transmembrane signaling / R.S. Rana, L.E. Hokin // Physiol Rev. 1990. - Vol. 70. - P. 115 -164.

138. Reinhart, W.H. Evaluation of a filter aspiration technique to determine membrane deformability / W.H. Reinhart, A. Chabanel, M. YaYo et al. // J. Lab. and Clin. Med. 1987. - Vol. 110. -№ 4. - P. 483-494.

139. Reinhart, W.H. Roles of cell geometry and cellular viscosity in red cell passage through narrow pores / W.H. Reinhart, S. Chien // Am. J. Physiol. -1985. Vol. 248. - № 5. - P. 473-479.

140. Repina, S. V. Temperature-dependent changes in erythrocytes' cytosol state during natural and artificial hypobiosis. / S.V. Repina, O.A. Nardid, V.S. Marchenko, A.V. Shilo // Bioelectrochemistry (Amsterdam, Netherlands).-2004- V. 62. -N.2, P. 187-190.

141. Rushmore, W.L. Numerical investigation of developing pipe flows of arbitrary curvature / W.L. Rushmore, D.B. Taulbee // Comp. and Fluid. -1978-V.6.-P. 125-140.

142. Schmid-Schonbein, H. Blood rheology and oxygen transport to tissues / H. Schmidt-Schonbein//Adv. Physiol. Sci. 1982. - Vol. 25. - P. 279-289.

143. Schneditz, D. Rheological discrimination between native, rigid and aggregated red blood cells in oscillatory flow / D. Schneditz, V. Ribitsch, T. Kenner // Biorheology. 1985. - Vol. 22. -№ 3. - P. 209-219.

144. Seed, W. Velocity patterns in the aorta / W. Seed, N. Wood // Cardiovasc Res.-1971-V.5.-P.319-330.

145. Segadal, L. Blood Velocity Distribution in the Human Ascending Aorta / L. Segadal, K. Matre // Circulation -1987. V.77. - P. 90-100.

146. Sevanian, A. Lipid damage and repair / A. Seyanian //Free Radic. Biol. Med. 1990. - Suppl. № 1. - P. 117.

147. Simanonok, J.P. Non-ischemic hypoxia of the arterial wall is a primary cause of atherosclerosis / J.P. Simanonok // Med. Hypotheses. 1996. - Vol.46. -№2. -P.155-161.

148. Smith, J.E. Erythrocyte deformability / J.E. Smith // Ed. Agar N.S., Board P.J. Red blood cells of domestic mammals. Amsterdam, 1983. - P. 55-112.

149. Sneetr, M. 2,3-DPG and ATP dissociate erythrocytes membrane / M. Sneetr, J. Casely // J. Biol. Chem. 1980. - Vol. 225. - № 26. - P. 9925-9960.

150. Snyder, G.K. Erythrocyte evaluation: the significance of the Fahraeus-Lindqvist phenomenon / G.K. Snyder // Respir. Physiol. 1973. - Vol. 19. - № 3.-P. 271-278.

151. Sprague, R.S. The red blood cell link to NO and local control of the pulmonary circulation / R.S. Sprague, M.L. Ellsworth, A.H. Stephenson et al. // American Journal of Physiology. 1996. - Vol.40. - № 6. - P.H2717-H2722.

152. Starzyk, D. Effects of nitric oxide and prostacyclin on deformability and aggregability of red blood cells of rats ex vivo and in vitro / D. Starzyk, R. Korbut, R.J. Gryglewski // J. Physiol, and Pharmacol. 1999. - Vol.50. - №4. -P.629-637.

153. Stein, P.D. Comparison of Disturbances of Flow in the Main Pulmonary Artery and Ascending Aorta of Man / P.D. Stein, H.N. Sabbah, D.T. Anbe, // Biorheology. -1979. V.16. -P. 357-362.

154. Stoltz, J.F. Introduction to hemorheology: theoretical aspects and hyperviscosity syndromes / J.F. Stoltz, M. Donner, A. Larcan // Inter. Angio. -1987.-№6.-P. 119-132.

155. Stonebridge, A.P. Spiral laminar flow in vivo / A.P. Stonebridge, R.P. Hoskins, L.P. Allan, FJ. Belch // Clinical Science. 1996- V. 91. - P. 17-21.

156. Sugihara, T. Lipid hydroperoxides permit deformation-dependent leak of monovalent cation from erythrocytes / T. Sugihara, W. Rawicz, E.A. Evans, R.P. Nebbel //Blood. 1991. - Vol.77. -P.2757 - 2763.

157. Suju, M. Phosphatidylethanol stimulates the plasma-membrane calcium pump from human erythrocytes / M. Suju, M. Davila, G. Poleo et al. // Biochem J. — 1996.-Vol. 317. Pt 3. - P. 933-938.

158. Suo, J. Effects of Inflow Conditions and Wall Motion on Flow in the Ascending Aorta. / J. Suo, J. Oshinski, D, Giddens // ASME 2001 Summer Bioengineering Conference-2001- P. 13-14.

159. Suo, J. Effects of wall Motion and compliance on flow patterns in the ascending aorta. / J. Suo, J. Oshinski, D. Giddens, // J. Biomech. Eng. 2003-V.125. - P.347-354.

160. Tillmann, W. Rheological properties of young and aged human erythrocytes / W. Tillmann, C. Levin, G. Prindull et al. // Klin. Wochenschr. -1980. Vol. 58. 1. - P. 569-574.

161. Todd, J.C. The effect of endotoxin on the neonatal erythrocyte / J.C. Todd, N.D. Poulos, D.L. Mollitt // J. Pediatr. Surg. -1993. Vol. 28. - №3. - P. 334337.

162. Uzoigwe, C. The human erythrocyte has developed the biconcave disc shape to optimise the flow properties of the blood in the large vessels / C. Uzoigwe // Medical hypotheses.-2006.-Vol. 67.-No. 5.-P. 1159-1163.

163. Van-Gelder, J.M. Erythrocyte aggregation and erythrocyte deformability modify the permeability of erythrocyte enriched fibrin network / J.M. Van-Gelder, C.H. Nair, D.P. Dhall // Thromb. Res. 1996. - Vol.1. - № 82. - P. 3342.

164. Vermeulen, W.P. Manipulation of the phosphatidylethanolamine pool in the human red cell membrane affects its Mg2+-ATPase activity / W.P. Vermeulen, J.J. Briede, B. Roelofsen //Mol MembrBiol. 1996. - Vol. 13. - P. 95-102.

165. Vickers, I.D. The effect of membrane cholesterol depletion upon erythrocyte membrane-bound enzymes / I.D. Vickers, M.P. Rathbone //Can. J. Biochem. -1979. Vol. 57. - №9. - P. 1144-1152.

166. Walter, R. Pharmacological concentrations of arginine influence human whole blood viscosity independent of nitric oxide synthase activity in vitro / R. Walter, M. Mark, W.H. Reinhart // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2000. -Vol.269. -№3.- P. 687-691.

167. Wang, X. Effects of oxidative damage of membrane protein thiol groups on erythrocyte membrane viscoelasticities / X. Wang, Z. Wu, G. Song et al. // Clin. Hemorheol. Microcirc. 1999. - Vol.1. - №2. -P.137-146.

168. Waugh, R.E. Effects of 2,3-diphosphoglycerate on mechanical properties of erythrocyte membrane / R.E. Waugh // Blood. 1986. - Vol. 68. - № 1. - P. 231-238.

169. Williams, A.R. The internal viscosity of the human erythrocyte may determine its lifespan in vivo / A.R. Williams, D.R. Morris //Scand. J. Haematol. 1980. - Vol. 24. -№ 1.- P. 57-62.

170. Wong, P. The behavior of the human erythrocyte as an imperfect osmometer: A hypothesis. / P. Wong // Journal of Theoretical Biology. — V. 238. -N.l. P. 167-171.

171. Yearwood, T.L. Physiological pulsatile flow experiments in model of the human aortic arch. / T.L. Yearwood, K.B. Chandran // J. Biomechanics. 1982. - V.15.-P. 683-704.