Адсорбция высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах и ее влияние на микрогемоциркуляцию (26.10.2009)

Автор: Смирнов Игорь Юрьевич

Задачи:

Выяснить влияние на процессы адсорбции на мембранах эритроцитов абсолютной и относительной концентраций электрофоретических фракций белков плазмы.

Оценить роль структурных мембранных гликопротеинов красных клеток крови как потенциальных мест адсорбции белков плазмы.

Исследовать влияние сиаловых кислот, связанных с белковыми структурами, на процессы адсорбции макромолекул на эритроцитарных мембранах.

Исследовать реологические параметры крови, характеризующие взаимодействие между красными клетками крови в потоке in vitro при различной степени адсорбции высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах.

Сопоставить состояние реологических параметров крови обусловленных адсорбцией высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах и объём микрососудистого русла скелетных мышц.

Сопоставить степень адсорбции высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах с объёмными показателями сосудистого русла.

Сопоставить степень адсорбции высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах со структурой потока крови в микрососудах.

Исследовать скоростной профиль потока крови в магистральных артериальных сосудах.

Научная новизна исследования

Впервые с использованием метода импедансной спектроскопии исследовано изменение адсорбционных свойств эритроцитарных мембран. Установлены закономерные изменения адсорбции высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах, как следствие изменений белковых концентраций в плазме и состояния поверхности эритроцитарных мембран.

На основе данных импедансной спектроскопии впервые получены сведения об изменении состояния сосудистого русла скелетной мускулатуры при разных функциональных состояниях организма. Выявлено наличие различных вариантов сочетания между реологическими свойствами крови и объёмом микрососудистого русла. Получены новые сведения об особенностях перестройки системы микрогемоциркуляции при экстремальных состояниях организма и в условиях патологии.

Зафиксирована зависимость адсорбции белков плазмы на клеточных мембранах от их абсолютной концентрации, но только при нормальном возрастном спектре циркулирующих красных клеток крови.

Установлено блокирующее влияние сиаловых кислот связанных с мембранными белками эритроцитов на степень адсорбции белков плазмы на эритроцитах.

Показана важная роль гликопротеинов мембраны, которые подвержены изменению в процессе циркуляции, в детерминации количественной характеристики адсорбции высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах.

Показана роль мембранных белков как потенциальных мест адсорбции на мембранах эритроцитов.

Выявлен характер течения крови в микрососудах существенно отличающийся от параболического профиля скоростей. Зарегистрированы факты сохранения структуры потока венулярных сосудов при их слиянии. Показано влияние геометрии микрососудистой сети на структуру потока крови. Выявлено влияние на структуру потока крови конгломератов эритроцитов имеющихся в венулах.

Теоретическая и практическая значимость работы

Полученные данные позволяют расширить существующее представление о гемореологических перестройках и изменениях состояния микрососудистого русла при патологии, а также углубить понимание механизмов адаптации системы микрогемоциркуляции в условиях мышечной деятельности.

Расширено имеющееся представление о факторах, обеспечивающих адсорбцию биополимеров на клеточных мембранах, имеющих место в организме при различных состояниях.

Выявленные механизмы изменения адсорбции высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах дают основания для разработки методов коррекции процессов адсорбции, и, как следствие, агрегационной активности красных клеток крови.

Установленное повышение показателя адсорбции при тяжёлых мышечных нагрузках позволяет использовать его в качестве одного из тестов для оценки функционального состояния спортсменов.

Зафиксированное динамическое изменение структуры потока крови в микрососудах позволяет давать более объективную оценку влияния агрегации эритроцитов регистрируемую in vitro на микрогемоциркуляцию in vivo.

Апробированный в работе комплекс методик может быть использован в клинике, в практике врачебного контроля за функциональным состоянием организма спортсменов и при проведении научных исследований.

Материалы диссертации могут быть использованы при преподавании ряда физиологических дисциплин, при написании соответствующих глав учебников и руководств, для проведения дальнейшей исследовательской работы в области микрогемоциркуляции и реологии крови.

Основные положения, выносимые на защиту

Абсолютные концентрации белков в плазме определяют качественные характеристики их адсорбции на эритроцитарных мембранах.

Интегральные белки мембран эритроцитов и связанные с ними сиаловые кислоты определяют количественные характеристики адсорбции белков плазмы на эритроцитах.

Изменение состояния микрососудистого русла при разных функциональных состояниях коррелирует с изменением реологических свойств крови, обусловленных адсорбцией белков плазмы на эритроцитах.

Изменения адсорбции высокомолекулярных белков на поверхности эритроцитов оказывают влияние на взаимодействие между эритроцитами в потоке и, как следствие, на структуру потока крови во всех звеньях сосудистого русла.

Изменение структуры потока крови в сосудах обусловленное адсорбцией высокомолекулярных белков плазмы на красных клетках крови влияет на распределение эритроцитов в микрососудистой сети.

Апробация результатов работы.

Материалы, изложенные в диссертации, доложены и обсуждены на международных конференциях «Микроциркуляция» (Ярославль 1997), «Микроциркуляция и гемореология» (Ярославль 1999), «Гемореология» (Ярославль 2001), «Гемореология и микроциркуляция» (Ярославль 2003), «Гемореология в микро- и макроциркуляции» (Ярославль 2005), Международной конференции «Физкультура и спорт в развивающемся мире» (Шуя, 1996), на XVII и XIX съездах физиологического общества им. И.П.Павлова (Ростов-на-Дону, 1998. Екатеринбург, 2004), 2 всероссийской конференции «Физическая культура как средство оздоровления в современных условиях» (Дзержинск, 1999), международной научно-практической конференции «Проблемы физкультурного образования детей и учащейся молодежи» (Шуя, 2002), российской конференции «Современные методы ультразвуковой диагностики заболеваний сердца, сосудов и внутренних органов» (Москва 2004), всероссийской научной конференции «Клиническая гемостазиология и гемореология в сердечно-сосудистой хирургии» (Москва, 2005), на I съезде физиологов СНГ (Сочи, 2005), на 12 международном конгрессе по биореологии и 5 международной конференции по клинической гемореологии (Китай, Чон-Синь, 2005), на Российской научной конференции с междунар. участием «Медико-биологические аспекты мультифакториальной патологии» (Курск, 2006), научно-практ. конференции «Методы исследования регионарного кровообращения и микроциркуляции в клинике и в эксперименте» (Санкт-Петербург, 2007).

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 280 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, главы с описанием материалов и методов исследования, главы с изложением полученных результатов, обсуждения полученных результатов, выводов, списка литературы. Работа иллюстрирована 67 таблицами и 61 рисунком. Библиографический указатель включает в себя 436 наименований: 265 отечественных и 171 иностранный источник.

ОРГАНИЗАЦИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование проведено на нескольких группах добровольцев с различным белковым спектром плазмы крови и эффективностью периферического кровообращения.

Группу с повышенным содержанием высокомолекулярных фракций белков составили больные ревматоидным артритом в возрасте 23-54 года. В группу женщин вошло 24 человека. В группе мужчин 7 человек. Кровь у участников данной группы брали в первый день поступления в ревматологическое отделение больницы. В дальнейшем диагноз верифицировали согласно существующим требованиям.

В качестве контроля исследованы практически здоровые мужчины (n = 22) и женщины (n = 25) в возрасте 20-45 лет не имеющие хронических заболеваний.

Группу, характеризующуюся высоким уровнем функционирования системы кровообращения, составили высококвалифицированные спортсмены с преимущественной направленностью тренировочного процесса на выносливость. В группах спортсменов обследование проводилось неоднократно.

В состоянии относительного покоя, т.е. через двое суток после последней тренировочной нагрузки. В группу мужчин вошло10 человек, для анализа использованы результаты 28 исследований. В группу женщин вошло 8 человек и 15 результатов их обследования.


загрузка...