Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Роль эритроцитов и тромбоцитов в реакциях системы гемостаза на однократную физическую нагрузку

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Лапшина, Марина Вениаминовна, Саранск

Мордовский государственный педагогический институт имени М. Е. Евсевьева

На правах рукописи

ЛАПШИНА МАРИНА ВЕНИАМИНОВНА

УДК 612.115+612.766+577.15

РОЛЬ ЭРИТРОЦИТОВ И ТРОМБОЦИТОВ В РЕАКЦИЯХ СИСТЕМЫ ГЕМОСТАЗА НА ОДНОКРАТНУЮ ФИЗИЧЕСКУЮ НАГРУЗКУ

03.00.13. - Физиология человека и животных

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель -кандидат медицинских наук, доцент С. П. Голышенков

Саранск-1999

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИИ........................4

ВВЕДЕНИЕ-.................................................................5

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ......................................11

1.1. Роль тромбоцитов и эритроцитов в процессах свертывания крови и фибринолиза...............................11

1.1.1. Коагулолитические потенции эритроцитов......12

1.1.2. Роль тромбоцитов в гемостазе......................17

1.2. Изменения в системе гемостаза при мышечной деятельности..........................................................24

1.2.1. Влияние физической нагрузки на плазменное звено системы гемостаза......................................24

1.2.2. Роль форменных элементов в изменениях гемо-коагуляции и фибринолиза при мышечной деятельности..................................................................33

1.3. Перекисное окисление липидов и коагулолитические свойства форменных элементов при физической нагрузке......................................................37

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ......43

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ НА КОАГУЛИРУЮЩИЕ, АНТИКОАГУЛЯНТНЫЕ И ФИБРИНОЛИТИ-ЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭРИТРОЦИТОВ, А ТАКЖЕ НЕКОТОРЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КРАСНОЙ КРОВИ..............................51

3.1. Влияние физической нагрузки на коагулирующие свойства эритроцитов и некоторые показатели красной крови....................................................51

3.2. Влияние физической нагрузки на антикоагулянт-ные свойства эритроцитов....................................63

3.3. Влияние дозированной физической работы на фибринолитическую активность эритроцитов...........77

СВОЙСТВА...................................................................87

4.1. Влияние мышечной нагрузки на коагулирующие свойства тромбоцитов.........................................87

4.2. Влияние однократной мышечной нагрузки на фибринолитические свойства тромбоцитов..............99

4.3. Влияние дозированной физической работы на динамические функции тромбоцитов....................102

ГЛАВА 5. СВЯЗЬ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ И СОСТОЯНИЯ АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ С ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АКТИВНОСТЬЮ ЭРИТРОЦИТОВ И ТРОМБОЦИТОВ..................................106

5.1. Влияние однократной физической нагрузки на некоторые показатели перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы.................................106

5.2. Связь показателей перекисного окисления липидов с фибринолитической активностью эритроцитов.....111

5.3. Связь показателей перекисного окисления липидов и состояния антиоксидантной системы с параметрами

агрегационной функции кровяных пластинок..........114

ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ.........................119

ВЫВОДЫ.................................................................142

УКАЗАТЕЛЬ

ЛИТЕРАТУРЫ..............................................................144

i

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АОС - антиоксидантная система; AT III - антитромбин III;

АТПст. - антитромбопластин мгновенного типа действия (термостабильный);

АТПЛаб. - антитромбопластин прогрессивного типа действия (термолабильный);

КЭЭ - клеточный экстракт эритроцитов; КЭТ - клеточный экстракт тромбоцитов; МДА - малоновый диальдегид; ПОЛ - перекисное окисление липидов; ТБК - тиобарбитуровая кислота; ТЭГ - тромбоэластограмма; ФС - фосфотидилсерин; ФХ - фосфатидилхолин; ФЭ - фосфатидилэтаноламин.

ВВЕДЕНИЕ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Одной из проблем современной физиологии человека является оценка срочных приспособительных реакций, возникающих при физической работе. Решение этой проблемы требует глубокого изучения механизмов влияния кинезии на физиологические системы, в числе которых важное место принадлежит системе гемостаза. Актуальность изучения реакции системы гемостаза на физическую нагрузку связана с тем, что, с одной стороны, изменения в последней могут быть одним из провоцирующих факторов развития инфаркта миокарда или нарушения мозгового кровообращения, с другой, дозированная физическая нагрузка может использоваться для профилактики ишемической болезни сердца (Меерсон Ф. 3., 1984).

При физической деятельности изменения в системе гемостаза носят разнонаправленный характер и зависят от исходного уровня, связанного с индивидуальными особенностями организма : уровнем работоспособности, тонусом вегетативной нервной системы, образом жизни и другими факторами (Keys A., Buzina R., 1956; Андреенко и др., 1983; Лащенко С.Л., 1985; Мельникова С. Л., 1992; Голышенков С. П. и др., 1996а,б; Голышен-ков С.П., 1998).

Известно, что в процессах гемокоагуляции и фибринолиза наряду с плазменным и тканевым звеньями коагуляционного гемостаза принимают

участие также форменные элементы крови. Каждая клетка крови представляет собой саморегулирующуюся систему и содержит большое количество свертывающих и противосвертывающих факторов (Кузник Б. И., 1961— 1977; Наумов А. Д., 1966; Stormorken Н., 1971; Garatun-Tjeldsto Е., Kruger К. S., 1971; Кузник Б. И., Скипетров В. П., 1974; Surgenor D., Mac N., 1974; Ашкинази И. Я, 1977а; Василенко JI. П., 1984; Ляпина Л. А. с соавт., 1990; Аюшиев О. Д. с соавт., 1990,1995 и др.)

Влияние физической нагрузки на плазменное звено гемокоагуляции исследуется достаточно интенсивно (Ferguson Е. W., Guest М. М., 1974; Rocker L., 1984; Rocker L. et al., 1990; Халфен Э. Ш. с соавт., 1990; Тайрова М. Р., Голышенков С. П., 1998; Голышенков С. П., Садовничий А. Б., 1998 и др.). Однако роль форменных элементов в изменениях коагуляционноли-тического потенциала крови при мышечной работе изучена недостаточно. Обнаружено, что реакции свертывающей системы цельной крови и ее плазмы на мышечную деятельность зачастую разнонаправлены (Голышенков С. П. с соавт., 1996а), что, несомненно, свидетельствует о корректирующем влиянии форменных элементов на плазменный гемокоагуляцион-ный потенциал. Вместе с тем знания в данной области недостаточны для формирования четких представлений о роли эритроцитов и тромбоцитов в реакциях системы гемостаза на физическую нагрузку. Таким образом, поиск связи между направленностью изменений системы гемостаза в целом и изменением активности отдельных ее звеньев при дозированной мышечной работе является актуальным.

Физическая нагрузка влияет на соотношение активности перекисно-го окисления и антиоксидантной защиты (Меерсон Ф. 3., Пшенникова М. Г., 1988; Владимиров Ю. А. с соавт, 1991). Соотношение этих процессов в организме во многом определяет структуру и функции биологических мембран (Бурлакова Е. Б., 1976). В связи с этим изучение соотношения процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной активности

эритроцитарных и тромбоцитарных мембран может иметь значение для понимания механизмов изменения коагулирующих и литических потенций клеток красной крови и кровяных пластинок при мышечной работе.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Целью настоящей работы явилось изучение роли эритроцитов и тромбоцитов в реакциях системы гемостаза при однократной мышечной нагрузке.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

1. Исследовать изменения гемокоагулирующей и антикоагулянтной активности эритроцитов при нагрузке большой мощности и выявить их роль в направленности реакций свертывающей активности крови.

2. Изучить фибринолитические свойства эритроцитов и их роль в

/

динамике изменений фибринолитической активности крови под действием физической нагрузки большой мощности.

3. Исследовать влияние физической нагрузки большой мощности на коагулирующие и фибринолитические потенции тромбоцитов, а также на их агрегационные свойства.

4. Выявить связь между некоторыми показателями перекисного окисления липидов, состояния антиоксидантной системы и функциональной активностью эритроцитов и тромбоцитов.

/

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ. Впервые выявлены изменения ге-мокоагулирующих, антикоагулянтных и фибринолитических свойств эритроцитов и тромбоцитов до и после выполнения испытуемыми однократной нагрузки большой мощности.

Получены экспериментальные доказательства способности клеток красной крови к адсорбции плазменных активаторов фибринолиза и антитромбина III.

Доказано, что реакции свертывающей системы крови на физическую нагрузку большой мощности у разных людей неодинаковы и в определенной степени обусловлены изменениями коагулирующих свойств эритроцитов и тромбоцитов. Активация свертывающего потенциала цельной крови у одной части испытуемых обусловлена сохранением прокоагулянтной активности эритроцитов, снижением в сыворотке содержания антитромбина III и усилением коагулирующих потенций кровяных пластинок. Угнетение свертывающей активности крови у других испытуемых - снижением прокоагулянтной активности красных кровяных клеток, отсутствием изменений коагулирующих потенций тромбоцитов и повышением содержания прогрессивного антитромбина и термолабильного антитромбопластина в сыворотке.

Установлено, что ответная реакция фибринолитической системы цельной крови при нагрузке большой мощности в большой степени обусловлена особенностями реагирования эритроцитов. Снижение фибринолитической активности вызвано отсутствием активизации эритроцитарно-

>

го фибринолитического потенциала, а стимуляция фибринолиза обусловлена повышением содержания в красных кровяных клетках активаторов плазминогена и активного плазмина с адекватным снижением концентрации профибринолизина.

Выявлены разнонаправленные изменения агрегационных свойств кровяных пластинок под влиянием нагрузки большой мощности, обусловленные исходным уровнем интенсивности агрегации.

Впервые обнаружена связь фибринолитических свойств клеток красной крови с процессами перекисного окисления липидов эритроцитарных мембран и агрегационной функции тромбоцитов с процессами перекисного окисления и антиоксидантной активностью в условиях однократной мышечной нагрузки.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Полученные данные раскрывают роль красных кровяных клеток и кровяных пластинок в разнонаправленных реакциях системы гемостаза на однократную физическую нагрузку, позволяя по-новому оценить значение эритроцитарного и тромбоци-тарного звеньев в поддержании гемокоагуляционного гомеостаза в условиях физиологического стресса.

Выявленные связи между интенсивностью перекисного окисления липидов клеточных мембран и функциональной активностью эритроцитов и тромбоцитов при мышечной работе показывают роль процесса перокси-дации в механизме изменения коагулолитической активности форменных элементов при физической нагрузке.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЙ. Данные об изменении коагулолитических свойств эритроцитов и тромбоцитов могут быть использованы для оценки динамики гемостаза в ответ на стрессорные воздействия в исследовании срочных приспособительных реакций, возникающих при мышечных нагрузках.

Выявленная зависимость изменений коагулолитических свойств эритроцитов и тромбоцитов (в частности, антитромбопластической активности красных кровяных телец, фибринолитических и агрегационных свойств кровяных пластинок) после однократной физической нагрузки от их исходных показателей позволяет прогнозировать изменения функционального состояния эритроцитов и тромбоцитов.

В работе предложены модификации методов исследования активности антитромбопластинов и антитромбина III в интактных эритроцитах.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные материалы диссертации доложены на итоговых научных конференциях преподавателей и студентов Мордовского государственного педагогического института им. М. Е. Евсевьева

(XXXII, XXXIII, XXXIV, XXXV Евсевьевские чтения), Саранск, 1996, 1997, апрель 1998, ноябрь 1998; на научной конференции Мордовского ордена Дружбы народов государственного университета им. Н. П. Огарева (XXVI Огаревские чтения), Саранск, 1997.

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 7 работ.

СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация изложена на 143 страницах машинописи, включая 34 таблицы и 25 рисунков. Состоит из введения, обзора литературы, трех глав собственных исследований, обсуждения и выводов. Указатель литературы содержит 218 отечественных и 150 зарубежных источников.

ГЛАВА 1

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

/

1.1. Роль эритроцитов и тромбоцитов в процессах свертывания крови и фибринолиза

Учение о гемостатической функции крови уже давно стало одним из важнейших и интереснейших разделов физиологии и медицины. Поддержание жидкого состояния крови и целостности стенок сосудов - одно из основных условий сохранения гомеостаза, нарушение которого может привести к тяжелой патологии и гибели организма (Кудряшов Б. А., 1975; Гаврилов О. К., 1981; Калишевская Т. М., 1982). Система гемостаза обеспечивает, таким образом, нормальную жизнедеятельность организма, его целостность (Кузник Б. И., Васильев Н. В., Цыбиков Н. Н., 1989; Балуда В. П., 1981).

Существенную роль в механизме гомеостатического баланса системы гемостаза играет взаимодействие между плазменным и клеточным звеном. Каждая клетка крови, как и любая живая клетка, представляет собой подвижную саморегулирующуюся систему и для осуществления гемостатической функции содержит большое количество свертывающих и проти-восвертывающих факторов. Это относится прежде всего к эритроцитам и тромбоцитам. Лейкоциты активно вступают в реакции свертывания крови и фибринолиза в основном при значительном их увеличении, т.е. при лейкозах (Кузник Б. И., Скипетров В. П., 1974; Грицюк А. П., 1982).

1.1.1. Коагулолитические потенции эритроцитов

Убедительные доказательства активирующего влияния разрушенных эритроцитов на свертываемость крови были получены еще во второй половине прошлого столетия благодаря классическим исследованиям А. А. Шмидта и его учеников и обобщены в известной монографии А. А. Шмидта (1892). В последующие годы исследователи обращаются к изучению свертывающих свойств красных кровяных клеток сравнительно редко (Grunke W., 1936). В значительной степени это объясняется тем, что с установлением в конце XIX века важнейшей роли тромбоцитов в гемостазе

внимание многих авторов надолго сконцентрировалось на прокоагули-

/

рующих свойствах кровяных пластинок.

В середине нашего столетия интерес исследователей к рассматриваемому вопросу пробудился вновь. Интенсивное изучение влияние гемо-лизата на процесс свертывания крови было начато с установления того факта, что взвесь разрушенных эритроцитов способна заменить в опытах in vitro тромбоциты в тесте генерации тромбопластина (Shinowara G., 1951). Дальнейшие исследования подтвердили, что в бестромбоцитной плазме гемолизат существенно сокращает время рекальцификации и вызывает высокое потребление протромбина (Quick A., et al. 1954; Leopold R., 1955; Балуда В. П., 1957; Serafini U., Centurelli G., 1959; Балуда В. П., Цынкалов-ский И. Б., 1962; Выговская Я. И., 1968).

Общим выводом из указанных работ стало то, что разрушенные эритроциты проявляют свойства тромбоцитарного фактора 3.

Долгое время оставался дискутабельным вопрос, обладают ли тром-бопластической активностью интактные эритроциты. J. O'Brien (1959) считал, что интактные эритроциты не принимают участия в процессе свертывания крови. Однако J. Inglis и V. Holiday (1961) пришли к выводу, что интактные эритроциты могут частично заменить тромбоциты в тесте генера-

ции тромбопластина. Б. И. Кузник (1965) показал, что утилизация протромбина в свернувшейся нативной плазме осуществляется менее интенсивно, чем в цельной крови. Подробно изучил роль красных кровяных клеток в свертывании И. Я. Ашкинази (1966-1977). На основании собственных исследований и данных литературы он показал, что эритроциты обладают сходной с тромбоцитами способностью активизировать процесс внутреннего тромбопластинообразования. Однако тромбопластическая активность клеток красной крови ниже активности кровяных пластинок и, в отличие от последней, может проявляться в условиях нарушенной контактной активации. Тромбопластиновая активность эритроцитов отражает физиологическое влияние интактных клеток (Inglis J. А., Holliday J. W., 1961; Cohen J., 1967, 1968; Ашкинази И. Я., 1977а и др.), а не является результатом неспецифического "механического" воздействия поверхности эритроцитов на процесс внутреннего тромбопластинообразования, как считали G. Ga-ertner и сотрудники (1962). '

В. Bradlow (1961) показал, что активное вещество, обладающее свойствами фактора 3 кровяных пластинок, может выделяться в окружающую среду из интактного эритроцита и соответствующим образом влиять на процесс свертывания крови.

При избытке тканевого тромбопластина он может адсорбироваться на поверхности эритроцитов, что способствует замедлению свертывания крови (Кузник Б. И., 19646, 1965).

Почти одновременно с открытием тромбопластиновой активности разрушенных эритроцитов было обнаружено повышение толерантности плазмы к гепарину в присутствие гемолизата (Walther G., 1956). Так возник вопрос об антигепариновом факторе кра�