Введение к работе
Актуальность исследования. Одним из важнейших свойств эритроцита является его способность к деформируемости. Эритроциты способны значительно деформироваться при прохождении через капилляры, не меняя своего объема и площади поверхности. Эта особенность эритроцитов имеет важное значение для поддержания оптимальных процессов диффузии газов на протяжении всего микроциркуляторного русла различных органов. Огромное значение для деформируемости эритроцитов имеют вязко-эластичные свойства мембраны, которые определяются состоянием спектрино-актинового комплекса и его взаимодействием с другими структурными элементами мембраны (Зинчук В.В., 2001, Бобынцева О.В., 2006, Байбеков И.М., Москвин С.В., 2008, Сторожок С.А. и др., 2009). Прочность мембраны обеспечивается подмембранной сеткой из длинных и относительно гибких нитей белков спектрина и актина, тогда как содержимое цитоплазмы (раствор гемоглобина) ведет себя подобно жидкости, не препятствуя деформациям (Лисовская И.И., 2004, Свербиль В.П., Захаров С.Д., 2008).
В нормальных физиологических условиях с возрастом деформируемость эритроцитов уменьшается, увеличивается их агрегируемость и снижается кислородтранспортная функция, что по данным ряда авторов (Саркисов К.Г., 1998, Журавлева Т.Д. и др., 2003, Муравьев А.А., 2009) отражается на состоянии системы микроциркуляции. В литературе подробно обсуждаются механизмы изменений и нарушений деформируемости эритроцитов, многообразие которых указывает на то, что этот показатель является достаточно лабильной характеристикой крови, которая чувствительно реагирует на изменение любого метаболического процесса в организме (Новицкий В.В., 2001, Бархина Т.Г., 2006, Муравьев А.А., 2010).
При многих ситуациях, когда на организм человека начинают воздействовать неблагоприятные факторы внешней и внутренней среды (Козинец Г.И., 2001, Кленова Е.А., 2003, Кравец Е.Б., 2006, Лесникова Л.Н., 2006), эритроциты первыми реагируют нарушением деформируемости своей мембраны. Это связано с эндогенными (изменение структуры и концентрации гемоглобина, уровня содержания 2,3-дифосфоглицериновой кислоты, АТФ, ионов Mg 2+ и Ca 2+ в клетке и т.д.) и экзогенными (изменение концентрации гормонов, глюкозы, повышения вязкости плазмы) факторами (Зинчук В.В., 2001, Коркушко О.В., 2002).
Все эти обстоятельства объясняют повышенный интерес биофизиков и физиологов к деталям молекулярной динамики, обеспечивающим гибкость эритроцитов, и методам оперативного контроля их деформируемости, особенно в условиях клиники.
Цель исследования:
Изучить морфофункциональное состояние мембран эритроцитов и их способность к деформации в зависимости от возрастных особенностей человека.
В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:
1. Изучить способность мембран эритроцитов к деформации у лиц разных возрастных групп.
2. Определить характер изменений липидного и белкового компонентов мембраны эритроцитов, влияющих на её деформируемость у лиц разных возрастных групп.
3. Установить влияние деформируемости мембраны эритроцитов на состояние регионарного кровотока и кислородное обеспечение тканей у лиц разных возрастных групп.
4. Оценить влияние гипоксии и температуры на деформируемость эритроцитов и регионарный кровоток у лиц разных возрастных групп.
Научная новизна. Получены новые данные о состоянии мембран эритроцитов и их способности к деформации у лиц разных возрастных групп. Исследованы показатели, характеризующие состояние как липидной, так и белковой компонент мембран эритроцитов у лиц разных возрастных групп.
Выявлены качественные и количественные различия в белковой части мембран эритроцитов у лиц разных возрастных групп. Установлено, что у лиц старше 50 лет в мембранах эритроцитов возрастает содержание спектрина, увеличивающего естественную «жесткость» красных клеток крови.
Получены новые данные о взаимосвязи между состоянием мембран эритроцитов и параметрами регионарного кровотока.
Установлено, что гипоксия и изменение температуры влияют на состояние мембран эритроцитов и характеристики регионарного кровотока в зависимости от возраста.
Практическая значимость работы. Изучение фракционной структуры эритроцитов может использоваться при оценке качества эритроцитарной массы и донорской крови, для проверки ее годности на фоне хранения и оценки состояния мембран красных клеток крови.
Возрастные структурно-функциональные особенности эритроцитов следует учитывать при коррекции состояний на фоне гипоксии и гипертермии.
Методика определения деформируемости эритроцитарных мембран, метод отмывки и хранения эритроцитов используются в работе клинико-диагностической лаборатории многопрофильного лечебно-диагностического комплекса «МедГард».
Выявленные тенденции в изменении деформируемости мембран эритроцитов на фоне старения человека используются в курсе преподавания нормальной физиологии в разделе «Кровь» у студентов лечебного, стоматологического факультетов Самарского медицинского института «РЕАВИЗ».
Положения, выносимые на защиту:
1. В периферической крови людей содержатся эритроциты с различной способностью к деформации, которая зависит от возраста и оказывает влияние на характер регионарного кровотока.
2. Возрастные особенности мембран эритроцитов связаны с изменением вязкости липидного бислоя, содержанием скелетных белков, которые определяют степень деформируемости эритроцитов.
3. Гипоксия, снижение рН и изменение температуры влияют на деформируемость мембран эритроцитов и характеристики регионарного кровотока в зависимости от возраста.
Апробация работы. Результаты исследований были представлены на XXXV международной научно-практической конференции «Применение лазеров в медицине и биологии» (Харьков, 2011), на научно-практической конференции с международным участием «Инновационные технологии в лазерной медицине» (Москва, 2011), ежегодной Российской научно-практической конференции «Наука. Образование. Медицина» (Самара, 2011), на международной научно-практической конференции «Применение лазеров в медицине и биологии» (Судак, 2011).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, 3 из них по списку ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, главы материалов и методов исследований, главы данных собственных исследований и обсуждения результатов, заключения, выводов, списка литературы. Работа изложена на 140 страницах машинописного текста, иллюстрирована 26 рисунками, содержит 15 таблиц. В работе использовано 211 литературных источника, из них 144 отечественных и 67 зарубежных.
