Изменение стабильности эритроцитов в присутствии различных концентраций этанола и ацетальдегида

Размещено на http://allbest.ru

ГУ НИИ психического здоровья ТНЦ СО РАМН

Изменение стабильности эритроцитов в присутствии различных концентраций этанола и ацетальдегида

Е.Г. Ярыгина, В.Д. Прокопьева

Томск

Резюме

Исследовано влияние этанола в концентрации 0,1 и 0,5 % и его основного метаболита ацетальдегида в диапазоне концентраций 10--5--0,25 % на спонтанный гемолиз эритроцитов человека in vitro. Этанол в концентрации 0,1 % заметного влияния на спонтанный гемолиз эритроцитов не оказывал.

В присутствии 0,5 % этанола после 22 часов инкубации наблюдалась тенденция к снижению спонтанного гемолиза.

Ацетальдегид в диапазоне концентраций 10--5--10--2 % заметного влияния не оказывал, в концентрации 0,1 % несколько повышал, а в концентрации 0,25 % достоверно увеличивал спонтанный гемолиз эритроцитов человека. Сделано предположение о значимой роли ацетальдегида в повреждении мембран эритроцитов при алкоголизме.

Abstract

Influence of ethanol at 0,1 % and 0,5 % concentrations and of its basic metabolite acetaldehyde in the range of 10--5--0,25 % concentrations on spontaneous human erythrocyte hemolysis in vitro has been investigated. Ethanol at 0,1 % concentration did not exert marked influence on spontaneous erythrocyte hemolysis. In presence of 0,5 % ethanol by the hour 22 of incubation, trend toward decrease of the spontaneous hemolysis was observed.

Acetaldehyde in the range of 10--5--10--2 % concentrations did not exert marked influence, at 0,1 % concentration somewhat increased and in 0,25 % concentration increased reliably the spontaneous human erythrocyte hemolysis. Supposition about an essential role of acetaldehyde in erythrocyte membrane damage in alcoholism has been made.

Введение

Результаты экспериментальных и клинических исследований позволяют обоснованно говорить о том, что в механизме развития толерантности организма к действию этанола важную роль играют характерные физико-химические изменения в биологических мембранах и изменения, связанные с ферментами и белками многих клеток и тканей (1).

Прямое мембранотропное действие этанола и его метаболита ацетальдегида вследствие хорошей растворимости как в водной, так и в липидной фазах вызывает нарушение нормального функционирования не только мембраны эритроцитов, но и клетки в целом.

Модификация структуры и свойств эритроцитарной мембраны неизбежно приводит к деформации эритроцитов, изменению состояния гемоглобина, снижению гемолитической устойчивости и развитию анемии (2). Проблема роли этанола и ацетальдегида в структурно-функциональных модификациях эритроцита при алкоголизме остается актуальной, о чем свидетельствуют публикации, посвященные исследованиям в этом направлении (3--6). этанол эритроцит гемолиз алкоголизм

В настоящем исследовании изучено влияния различных концентраций этанола и ацетальдегида на стабильность эритроцитов человека in vitro.

Материалы и методы

В работе использовали кровь 15 практически здоровых лиц (11 мужчин и 4 женщины), средний возраст составил 45,0±7,2 года. Забор крови осуществляли из локтевой вены утром, натощак.

Эритроциты трижды отмывали в растворе Хэнкса (рН 7,2--7,3) при комнатной температуре. Отмытые упакованные эритроциты разводили раствором Хэнкса в 10 раз и инкубировали с этанолом или ацетальдегидом при 37єС в течение 6 и 22 часов.

Использовали концентрации: этанола - 0,1 и 0,5 %; ацетальдегида - 0,00001 и 0,0001 %, 0,001, 0,01, 0,1 и 0,25 %.

Стабильность эритроцитов оценивали по уровню спонтанного выхода гемоглобина из клеток. Оптическую плотность проб измеряли на фотометре КФК-5М при длине волны 440 нм. Уровень оптической плотности пробы, содержащей полностью гемолизированные эритроциты под действием среды гемолиза (8 мМ фосфатный буфер, рН 8,0), принимали за 100 %.

Статистическую обработку результатов проводили на компьютере с использованием программы Microsoft Excel. Для оценки достоверных изменений показателей использовали критерий Стьюдента.

Результаты и обсуждение

При инкубации эритроцитов в растворе Хэнкса (контроль) уровень спонтанного гемолиза клеток увеличивался по мере увеличения времени инкубации: через 6 часов процент гемолиза составлял 2,72±1,68 %, через 22 часа - 8,20±3,90 %.

На рис. 1 приведены результаты влияния этанола на спонтанный выход гемоглобина из клеток. Через 6 часов инкубации эритроцитов в присутствии 0,1 и 0,5 % этанола уровень спонтанного гемолиза эритроцитов несколько возрастал по сравнению с контролем и составлял 3,54±1,43 и 3,61±2,14 %.

Однако это повышение было недостоверным. Через 22 часа инкубации влияние 0,1 и 0,5 % этанола было различным.

В присутствии 0,1-% этанола спонтанный гемолиз практически не отличался от контроля (8,40±5,94 %), в то время как при инкубации эритроцитов с 0,5-% этанолом наблюдалась тенденция к снижению уровня спонтанного гемолиза эритроцитов (6,56±4,49 %).

В данном случае этанол оказывал стабилизирующий эффект на мембрану эритроцита. Полученные нами данные согласуются с результатами, опубликованными ранее (3), где был обнаружен слабый мембраностабилизирующий эффект 0,5-% этанола в условиях окислительного гемолиза эритроцитов под действием 0,2 мМ гипохлорита натрия.

Рис. 1. Влияние этанола (0,1 и 0,5 %) на спонтанный гемолиз эритроцитов после 6 и 22 часов инкубации при 37°С

На рис. 2 представлены данные влияния ацетальдегида на спонтанный выход гемоглобина из эритроцитов при инкубации клеток в растворе Хэнкса при 37°С.

Рис. 2. Влияние ацетальдегида (0,01, 0,1 и 0,25 %) на спонтанный гемолиз эритроцитов после 6 и 22 часов инкубации при 37єС. * - P<0,01 по сравнению с контролем, а также с эффектом 0,01 и 0,1-% ацетальдегида

Как через 6 часов, так и через 22 часа инкубации 0,01-% ацетальдегид не оказывал достоверного влияния на спонтанный гемолиз. Использование более низких концентраций ацетальдегида (на рисунке не показано) - 0,001, 0,0001 и 0,00001 % (концентрация ацетальдегида, которая может быть обнаружена в крови человека при тяжелой алкогольной интоксикации) - также не выявило заметного эффекта данного метаболита этанола на спонтанный выход гемоглобина.

В присутствии ацетальдегида в концентрации 0,1 % обнаружена тенденция к повышению спонтанного гемолиза эритроцитов через 6 и через 22 часа инкубации, однако это повышение в обоих случаях было не достоверно (Р>0,05).

В концентрации 0,25 % ацетальдегид оказывал ярко выраженный дестабилизирующий эффект на мембраны эритроцитов. Наблюдалось существенное увеличение спонтанного выхода гемоглобина по сравнению с контролем и с образцами, инкубированными с более низкими концентрациями данного метаболита как через 6 (84,42±32,56 %), так и через 22 часа (96,16±3,48 %) инкубации (P<0,01) (рис. 2).

Таким образом, этанол и ацетальдегид в физиологических концентрациях in vitro не оказывают заметного влияния на спонтанный гемолиз эритроцитов.

При увеличении концентрации in vitro эти вещества действуют по-разному: этанол способен в определенных условиях стабилизировать мембрану эритроцита, в то время как ацетальдегид оказывает выраженное дестабилизирующее действие на мембрану.

Полученные данные, а также сведения о том, что ацетальдегид в организме может связываться с белками с образованием стабильных аддуктов, что приводит к неблагоприятным последствиям в функционировании клетки (4), позволяют сделать предположение о важной роли ацетальдегида в структурно-функциональных нарушениях мембран эритроцитов при алкоголизме.

Литература

1. Сторожок С.А., Филиппович Ю.Д., Глушков В.С. и др. Изменения физико-химических свойств биологических мембран при развитии толерантности к этанолу // Вопр. мед. химии - 2001. - № 2. - С. 21--30.

2. Молодцов М.Ю., Бутусова Н.Н., Жукоцкий А.В. и др. Морфологические изменения эритроцитов при алкоголизме и определяющие их факторы // Вопр. наркологии. - 1992. - № 2. - С. 72--75.

3. Бохан Н.А., Прокопьева В.Д. Молекулярные механизмы влияния этанола и его метаболитов на эритроциты in vitro и in vivo. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 2004. - 166 с.

4. Niemela O, Parkkila S. Alcoholic macrocytosis - is there a role for acetaldehyde and adducts? // Addict Biol. - 2004.- № 9. - P. 3--10.

5. Tyulina O.V., Prokopieva V.D., Dodd R.D. et al. In vitro effects of ethanol, acetaldehyde and fatty acid ethyl esters on human erythrocytes // Alc. Alcohol. - 2002 - V. 37. - P. 179--186.

6. Xu D., Thiele G.M., Beckenhauer J.L. et al. Detection of circulating antibodies to malondialdehyde-acetaldehyde adducts in ethanol fed rats // Gastroenterol. - 1998. - V. 115. - P. 686--692.

Размещено на Allbest.ru