Форум Евгения Вериго
Мая, 24, 2018, 02:33:30 am *
Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.

Войти
Новости: SMF - Just Installed!
 
   Начало   Помощь Поиск Календарь Войти Регистрация  
Страниц: [1]   Вниз
  Печать  
Автор Тема: Автореферат - Образование 2,3-ДФГ в эритроцитах при экспериментальных воздейств  (Прочитано 2376 раз)
Евгений Вериго
Moderator
Full Member
*****

Karma: +0/-0
Offline Offline

Сообщений: 235


Куйбышевский ВМФ - выпуск 1983 года


Просмотр профиля Email
« : Декабря, 28, 2015, 15:57:37 pm »

Автореферат - Образование 2,3-ДФГ в эритроцитах при экспериментальных воздействиях, изменяющих условия транспорта кислорода  

Образование 2,3-ДФГ в эритроцитах при экспериментальных воздействиях, изменяющих условия транспорта кислорода
тема диссертации и автореферата по ВАК 03.00.13, кандидат биологических наук Байшукурова, Анара Кадыркуловна
 
Артикул: 290987

Год:  1983

Автор научной работы:  Байшукурова, Анара Кадыркуловна

Ученая cтепень:  кандидат биологических наук

Место защиты диссертации: Ленинград

Код cпециальности ВАК:  03.00.13

Специальность:  Физиология человека и животных

Количество cтраниц:  137
 
Оглавление диссертации

кандидат биологических наук Байшукурова, Анара Кадыркуловна

Введение.

Глава I. Обзор литературы.

1.1. Метаболизм эритроцита и образование 2,3-ДФГ.

1.2. Взаимодействие гемоглобина с 2,3-ДФГ

1.3. 2,3-ДФГ эритроцитов при различных состояниях и внешних воздействиях.

Глава ІІ.  Материал и методы исследования.

2.1. Объект исследования и экспериментальные приёмы.

2.2. Методы исследования.

Глава ІІІ.  Влияние повышенного парциального давления кислорода на 2,3-ДФГ эритроцитов крыс.

 3.1. Концентрация 2,3-ДФГ после воздействия гипероксии.

 3.2. Концентрация 2,3-ДФГ после воздействия гипербарической оксигенации.

Глава IV. Изменение концентрации 2,З ДФГ в эритроцитах крыс после экспозиции в условиях низкого парциального давления кислорода.

4.1. Концентрация 2,3-ДФГ после однократного воздействия гипоксии

4.2. Концентрация 2,3-ДФГ при адаптации к гипоксии.

Глава V. Концентрация 2,3-ДФГ при изменении эритроцитарного состава крови.

5.1. 2,3-ДФГ эритроцитов при полицитемии.

5.2. 2,3-ДФГ эритроцитов при анемии.

Введение диссертации (часть автореферата)
 
На тему "Образование 2,3-ДФГ в эритроцитах при экспериментальных воздействиях, изменяющих условия транспорта кислорода"

Актуальность темы.

Адаптационные возможности организма в значительной мере определяются его способностью обеспечивать адекватное снабжение тканей кислородом. При этом количество кислорода, отдаваемое кровью, связано с общим содержанием гемоглобина и его кислородсвязывающими свойствами. Сродство гемоглобина к кислороду хотя и является генетически детерминированным свойством, но оно может изменяться под влиянием лигандов (веществ, влияющих на способность понижать или повышать присоединение - Е.В.), вступающих в обратимое соединение с молекулой гемоглобина.

К числу физиологических лигандов (наряду с протонами Н+ и CO2) относится и 2,3-ДФГ эритроцитов, образование которого связано с энергетическим обменом клетки. В настоящее время изучению роли 2,3-ДФГ в транспорте кислорода эритроцитом посвящено уже значительное число исследований, неоднократно обобщавшихся в обзорных статьях и монографиях (Рубина, 1973;,De Verdier, Garbi, 1974; Иржак, 1975; Kilmartin, 1976; Дударев, 1979 и др.).

Результаты этих исследований свидетельствуют, что в эритроцитах существует своя система ауторегуляции сродства (повышенного "родства" - Е.В.) гемоглобина к кислороду, активность которой определяется количеством восстановленного гемоглобина, то есть потребностью организма в кислороде.

Имеются основания считать, что повышение концентрации 2,3-ДФГ в эритроцитах человека и животных при гипоксии является одним из адаптивных механизмов, улучшающих доставку кислорода к тканям (Eaton et ai.f 1969; Baumannet al., 1971; Duhm, Gerbach, 1971; Torrance et al., 1970, 1971). Высокие скорости протекания биохимических реакций и использование эритроцитом для энергетического обмена преимущественно гликолиза, не позволяют исключить возможности относительно быстрого изменения концентрации 2,3-ДФГ в эритроцитах в условиях гипоксии.

Однако большинство опубликованных исследований проводилось при длительном воздействии постоянной (применительно к эндогенному дыханию - непрерывное занятие - Е.В.) или прерывистой гипоксии (применительно к эндогенному дыханию - интервальное занятие эндогенным дыханием. - Е.В.) и не дают ответа на вопрос о скорости возникновения изменений синтеза 2,3-ДФГ.

Отсутствуют данные и относительно динамики изменений 2,3-ДФГ в процессе адаптации к гипоксии, в том числе при использовании режима повторных кратковременных воздействий (скорее всего, речь идёт об экстренной адаптации к гипоксии, когда реакции адаптации к гипоксии просто физически ещё не успевают развиться. - Е.В.) (с последующим пребыванием животных в обычных атмосферных условиях).

Не освещён в литературе и вопрос о том, существует ли взаимозависимость изменений количества эритроцитов и концентрации в них 2,3-ДФГ при постгипоксической полицитемии, когда возросшая кислородная ёмкость крови уже не соответствует потребности организма в кислороде при пребывании животных в условиях нормального парциального давления кислорода.

Устойчивость крыс (по поводу крыс у меня большое количество вопросов. - Е.В.) к высотной гипоксии может иметь место как при наличии у них полицитемии, так и при нормальном составе крови с одновременным сдвигом кривой диссоциации оксигемоглобина как вправо, так и влево (Penny, Thomas, 1975).

В условиях тяжёлой и умеренной гипоксии (у крыс) эффективность использования кислорода значительно возрастает (это безапелляционное утверждение вызывает сомнения в своей справедливости. - Е.В.) при повышении сродства гемоглобина к кислороду, тогда как в условиях нормоксии и лёгкой гипоксии - снижается (Tureck et ai., 1978). Данные литературы позволили предположить, что при адаптации к гипоксии организмом могут использоваться (в силу тех или иных причин) различные механизмы, потенциально способные повысить количество кислорода, транспортируемого кровью от лёгких (скорее всего, речь не идёт про диффузию молекул кислорода из полости альвеол через альвеолярно-капиллярную мембрану в кровеносный капилляр. - Е.В.) к тканям.

Значительно меньше изучен вопрос о характере изменений концентрации 2,3-ДФГ эритроцитов при пребывании организма в условиях гипероксии, хотя и имеются указания о снижении этого показателя у человека (ясное дело, что уровень 2,3-ДФГ будет снижаться при гипероксии, если уже есть избыток кислорода. - Е.В.) и животных (Greene et al., 1971; Larkin, Kimzey, 1972), позволяющие предположить адаптивный характер этих изменений. По расчётным данным, полученным на модели гемоглобина с учётом взаимодействия с 2,3-ДФГ, последний облегчает отдачу кислорода на 30-50% (Meidon, 1978). (Скорее всего, 2,3-ДФГ прямо влияет на генерацию эндогенного кислорода в клетках, а не посредством снижения сродства кислорода к оксигемоглобину, как об этом без устали продолжает твердить академическая медицина. - Е.В.)

Известно также, что повышенное сродство гемоглобина к кислороду у эмбрионов и новорожденных в значительной мере обусловлено низкой концентрацией 2,3-ДФГ, которая закономерно возрастает в ближайшие сроки после рождения, достигая концентрации, характерной для взрослых людей и животных (Baumannet ai., 1973; Michai et ai., 1977). Всё вышеизложенное позволило считать актуальным проведение сравнительных исследований изменения содержания 2,3-ДФГ в эритроцитах при экспериментальных воздействиях, заведомо изменяющих количество доступного для организма кислорода.

Цель и задачи исследования.

Целью настоящей работы явилось изучение закономерностей изменения концентрации 2,3-ДФГ в эритроцитах в зависимости от обеспечения организма кислородом. Количество поступающего кислорода изменяли путём помещения животных в среду с изменённым рO2 (гипоксия, гипероксия) или при пребывании в нормальных атмосферных условиях изменяли количество циркулирующих в крови эритроцитов (анемия, полицитемия). В работе были поставлены следующие основные задачи:

1. Изучить динамику изменений концентрации 2,3-ДФГ в эритроцитах крыс в начальном периоде адаптации к гипоксии.

2. Сравнить влияние на концентрацию 2,3-ДФГ в эритроцитах различных режимов гипероксии, не вызывающих токсического эффекта.

3. Проанализировать характер зависимости между эритроцитарным составом крови и концентрацией 2,3-ДФГ в эритроцитах при анемии и полицитемии.

Научная новизна работы

 йшт расширены и в определенной мере систематизированы данные о концентрации 2,3-ДФГ в эритроцитах нормальных крыс в физиологических условиях и после воздействия гипоксии (однократно и повторно). Показано, что концентрация 2,3-ДФГ в эритроцитах взрослых животных является функциональной величиной, закономерно изменяющейся в зависимости от потребности организма в кислороде.

Снижение парциального давления кислорода в среде вызывало повышенное образование 2,3-ДФГ, которое было выявлено сразу после коротких экспозиций (3-5 часов) и возвращалось к исходному уровню после перевода животных в нормальные атмосферные условия. Впервые в настоящей работе изучалась зависимость между концентрацией 2,3-ДФГ и изменениями эритроцитарного состава крови с момента начала тренировки к гипоксии.

Через неделю после ежедневных кратковременных воздействий гипоксии (продолжительностью 5 часов) выявлено 2 типа реакций, повышающих транспорт кислорода кровью:

 - 1) увеличение содержания 2,3-ДФГ в эритроцитах без изменения их числа и

 - 2) увеличение количества эритроцитов со снижением в них 2,3-ДФГ (ниже нормы).

Закономерное уменьшение концентрации 2,3-ДФГ в эритроцитах крыс не только при постгипоксической, но и при посттрансфузионной полицитемии, а также после пребывания нормальных животных в условиях гипероксии или гипербарической оксигенации, позволило рассматривать эту реакцию как приспособительную, уменьшающую доставку кислорода тканям. Взаимозависимость изменений эритроцитарного состава крови и концентрации 2,3-ДФГ при постгипоксической полицитемии выявлена впервые.

Практическая ценность работы.


Закономерности, установленные при изучении изменений концентрации 2,3-ДФГ у крыс цри различных экспериментальных воздействиях позволяют рекомендовать:

 - 1) обязательное включение в комплекс показателей, характеризующих кислородтранспортную функцию крови, определение 2,3-ДФГ;

 - 2) учитывать, что концентрация 2,3-ДФГ в эритроцитах при изменении кислородного режима организма, может сравнительно быстро возрастать или снижаться. Поэтому её следует определять непосредственно после прекращения того или иного воздействия, а не в отдаленные сроки;

 - 3) при состояниях, сопровождающихся изменением количества циркулирующих в крови эритроцитов, учитывать возможность взаимозависимости изменений эритроцитарного состава крови и концентрации 2,3-ДФГ;

 - 4) использовать величину отношения 2,3-ДФГ/Гем для оценки интенсивности образования этого лиганда при данной концентрации гемоглобина (сохраняется она нормальной, повышена или снижена).

Результаты работы могут быть использованы для оценки новых трансфузионных сред в аспекте их эффективности снабжения кислородом организма; для выявления изменений потребности в кислороде в определённых условиях жизнедеятельности, а также при оценке реакций, повышающих транспорт кислорода при адаптации к гипоксии.

Апробация диссертационной работы.


Материалы диссертации доложены на 13 съезде Всесоюзного физиологического общества им. И.П.Павлова (1979, Алма-Ата), Всесоюзном симпозиуме "Саморегуляция функций и состояний (1980, Ленинград), 4 Енисейской биофизической конференции "Механизмы эритропоэза" (1978, Красноярск), Всесоюзной конференции по проблеме "Взаимодействие дыхания, кровообращения и эритрона и их комплексная регуляция в норме и патологии" (Барнаул, 1978; Сыктывкар, 1982), на ХП съезде Всесоюзного физиологического общества им.И.П.Павлова (1983, Баку). Основные положения диссертационной работы опубликованы в 10 печатных работах.
Заключение диссертации
по теме "Физиология человека и животных", Байшукурова, Анара Кадыркуловна

ВЫВОДЫ

1. В опытах на крысах показано, что количество образующегося в эритроцитах 2,3-ДФГ является функциональным показателем, изменения которого связаны с парциальным давлением кислорода в среде и содержанием эритроцитов и гемоглобина в крови.

2. Острая гипоксия (снижение давления воздуха до 0,42 ата, р0£=10,2 кПа) вызвала повышение концентрации 2,3-ДФГ в эритроцитах через 3 часа до 6,9+0,4 мкмоль/мл эр. и через 5 часов до 7,2+0,1 - при величине этого показателя у контрольных животных 4,5+0,1. Последующий перевод крыс в обычные атмосферные условия вызывал снижение концентрации 2,3-ДФГ в эритроцитах до уровня контроля. При нормобарической (р02=Ю1,0 кПа) и гипербарической гипероксии (р02=303,0 кПа) продолжительностью 5 часов концентрация 2,3-ДФГ в эритроцитах снижалась до 3,5+0,1 мкмоль/мл эр. и 3,1+0,1 соответственно.

3."Повторяющиеся воздействия гипоксии (0,42 ата, 5 часов, 7 дней) вызвали у крыс два типа реакций, повышающих транспорт кислорода кровыо: I) повышение концентрации 2,3-ДФГ в эритроцитах без изменения их числа; 2) снижение концентрации 2,3-ДФГ в эритроцитах при возрастании их содержания в крови (постгипокси-ческий эритроцитоз). Обнаружены корреляции между концентрацией 2,3-ДФГ в эритроцитах и их количеством, а также концентрацией 2,3-ДФГ и содержанием гемоглобина в крови животных (р<0,01).

4. При посттрансфузионной полицитемии (введение взвеси эритроцитов в объеме 2% от массы тела внутрибрюшинно) концентрация 2,3-ДФГ в эритроцитах снижалась в среднем на 13$ к пятому дню опыта, когда максимально возрастала величина гематокрита. Выявлена корреляция между концентрацией 2,3-ДФГ в эритроцитах и их содержанием в крови животных (р<0,05).

5. При анемии после кровопускания (2% от массы тела) концентрация 2,3-ДФГ, при пороговом снижении содержания гемоглобина до 100 г/л возрастала с 4,4+0,1 мкмоль/мл эр. до 5,2+0,2 через сутки. Между этигли показателями обнаружена корреляция (р<0,01).

6. При гемолитической анемии, вызванной введением фенилгидразина (20 мкг/кг, 4 дня) основным способом, используемым организмом для повышения транспорта кислорода кровью на высоте анемии (пятый день опыта), была активация эритропоэза. При этом концентрация 2,3-ДФГ в новообразованных эритроцитах (поступавших в кровь на стадии ретикулоцитов) сохранялась нормальной.

7. Полученные в работе данные о повышении концентрации 2,3-ДФГ в эритроцитах при различных видах гипоксии и снижение ее при повышенном содержании в крови эритроцитов и гемоглобина, а также после воздействия гипероксии, свидетельствуют о том, что нацравленность изменений концентрации 2,3-ДФГ в находящихся в кровяном русле зрелых эритроцитах зависит от потребности организма в кислороде и носит адаптивный характер.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Транспорт кислорода от легких к тканям осуществляется при участии большого количества физиологических механизмов, функционирующих на разных уровнях, и представляет собой весьма сложную систему, обеспечивающую сохранение кислородного режима организма при постоянном функциональном взаимодействии органов дыхания, кровообращения и системы крови. При этом эритроциты, предназначенные природой для обеспечения обратимого связывания кислорода с содержащимися в них гемоглобином, занимают одно из центральных мест в этой сложной системе, что было подтверждено и данными, представленными в настоящем исследовании.

Впервые на одном виде животных проведено сравнительное изучение изменений содержания в эритроцитах 2,3-ДФГ при различных экспериментальных воздействиях, изменяющих условия транспорта кислорода. Образование 2,3-ДФГ связано с особенностями энергетического обмена эритроцита и основное назначение этого метаболита - изменение сродства гемоглобина к кислороду, что подтверждено многочисленными исследованиями (Benesch, Benesch, 1967, 1970; Canutin, Curnish, 1967; De Vardier, Garbi, 1972, 1974; Killmar-tin, 1976; Groth et al., 1977 и др.).

По материалам настоящей работы концентрация 2,3-ДФГ в эритроцитах нормальных взрослых крыс достоверно изменяется, возрастая или снижаясь, цри отклонении условий транспорта кислорода от физиологических. Эти данные согласуются с результатами теоретических исследований, проведенных с использованием стахеометрической модели гликолиза эритроцитов, согласно которой в организме возможно существование двух устойчивых состояний: с высоким или низким содержанием 2,3-ДФГ и АТФ в эритроцитах (Geier et ai., 1978). При этом для метаболизма эритроцитов существенное значение имеет уровень свободных (не связанных с гемоглобином) органических фосфатов, который обычно параллелен их общей концентрации.

При применении воздействий, изменяющих количество эритроцитов и гемоглобина в крови животных (кровопотеря, трансфузия эритроцитов или увеличение их числа путем стимуляции эритропоэза) содержание 2,3-ДФГ в эритроцитах возрастало (при анемии) или снижалось (при полицитемии). Эти данные свидетельствуют о взаимозаменяемости изменений количества циркулирующих в крови эритроцитов (носителей гемоглобина) и концентрации в них 2,3-ДФГ, что опосредовано наступающими цри этом изменениями кислородной емкости крови. При умеренном снижении концентрации гемоглобина после кровопотери (до 100 г/л) концентрация 2,3-ДФГ возрастала не у всех животных, что могло быть связано с наступающими при этом адаптивными изменениями функции органов дыхания и сердечно-сосудистой системы, которые компенсировали снижение количества гемоглобина в крови. Однако при более выраженном снижении содержания гемоглобина концентрация 2,3-ДФГ в эритроцитах животных закономерно возрастала и между этими показателями была выявлена отрицательная корреляция через 24 часа после кровопотери. Непосредственной причиной активации синтеза 2,3-ДФГ послужило, по-видимому, повышение активности гликолитических процессов, закономерно наступающее в различных органах и тканях при различного вида гипоксии (Меерсон, 1974; Малкин, Гиппенрейтер, 1977).

Снижение сродства гемоглобина к кислороду при гемической гипоксии путем повышения синтеза 2,3-ДФГ в эритроцитах. является адаптивной реакцией, которая, однако, в силу тех или иных при-„чин, не всегда используется организмом. В частности эта реакция отсутствовала у крыс с фенилгидразиновой анемией. Однако сравнение концентрации 2,3-ДФГ в эритроцитах подопытных и нормальных животных вряд ли правомерно, поскольку к моменту развития гемолитической анемии имело место обновление эритроцитарного состава крови. По данным литературы эти вновь образованные эритроциты, характеризующиеся ускоренным циклом развития, нередко неполноценны и имеют укороченный срок жизни (Gard et ai., 1969). Как и у животных, перенесших кровопотерю (с еще не измененным возрастным составом эритроцитов), у крыс с фешлгидразиновой анемией значительно возрастала величина отношения ДФГ/Нв, что не позволяет исключить активацию синтеза 2,3-ДФГ при исходно низком содержании этого фосфата во вновь образованных эритроцитах.

Как при посттрансфузионной полицитемии, так и цри постгипо-ксическом эритроцитозе повышение кислородной емкости крови сочеталось со сниженной продукцией в эритроцитах 2,3-ДФГ, подобно тому как это имело место у нормальных крыс после воздействия гипероксии. Таким образом, как пребывание крыс в среде с более высоким содержанием кислорода, так и повышенное содержание в крови животных эритроцитов при сохранении нормальным pOg в атмосферном воздухе, вызывают торможение синтеза 2,3-ДФГ в эритроцитах.

В физиологических условиях только 3% утилизируемой зрелыми эритроцитами глюкозы подвергается окислению, и анаэробный гликолиз является для эритроцитов основным путем поглощения глюкозы (Siems et ai., 1981). По-видимому, при полицитемии (как и при гипероксии) в эритроцитах увеличивается доля аэробного пути расщепления глюкозы, гликолиз тормозится и, соответственно, снижается синтез 2,3-ДФГ в клетке. Эта реакция, в определенных пределах, является физиологической мерой защиты, обеспечивающей повышение сродства гемоглобина к кислороду, что уменьшает его поступление к тканям, которые не нуждаются в таком количестве кислорода, которое может быть транспортировано гемоглобином при полицитемии.

После пребывания крыс в условиях ГБО при 3 ата, когда значительно возрастает растворимость кислорода в плазме, снижение концентрации 2,3-ДФГ в эритроцитах нормальных крыс было максимально выражено. Вместе с тем, во всех случаях выявлявшегося нами снижения концентрации 2,3-ДФГ в эритроцитах подопытных животных, значение этого показателя сохранялось в пределах величин, встречающихся в отдельных случаях у интактных крыс, не подвергавшихся никаким воздействиям. В отличие от нормальных животных возрастала только частота выявления низкой концентрации 2,3-ДФГ в эритроцитах. Последнее может служить доказательством, что в условиях проводившихся нами исследований снижение концентрации 2,3-ДФГ является адаптивной реакцией, а не следствием токсического влияния кислорода.

При снижении pO2 в окружающей среде гликолиз в эритроцитах активировался и после пребывания нормальных крыс в гипобариче-ской камере в течение 3 или 5 часов, концентрация 2,3-ДФГ в эритроцитах возрастала и увеличивался показатель отношения ДФГ/Нв. Последующее пребывание животных в обычных атмосферных условиях вновь изменяло скорость гликолитических процессов и через 18 часов содержание 2,3-ДФГ в эритроцитах подопытных животных становилось нормальным. Эти данные свидетельствуют не только о большой лабильности концентрации 2,3-ДФГ в эритроцитах, но и о зависимости количества образующегося 2,3-ДФГ от условий обеспечения организма кислородом.

Сводные данные о концентрации 2,3-ДФГ в эритроцитах крыс при различных условиях обеспечения организма кислородом представлены в табл.8.

Научная библиотека диссертаций и авторефератов disserCat http://www.dissercat.com/content/obrazovanie-23-dfg-v-eritrotsitakh-pri-eksperimentalnykh-vozdeistviyakh-izmenyayushchikh-usl#ixzz3vccIjEon
« Последнее редактирование: Июня, 29, 2017, 09:19:58 am от Евгений Вериго » Записан

Все болезни от нервов, нервы от мыслей, мысли от интуиции, интуиция от недостатка информации.
Страниц: [1]   Вверх
  Печать  
 
Перейти в:  

Powered by MySQL Powered by PHP Powered by SMF 1.1.21 | SMF © 2006-2008, Simple Machines Valid XHTML 1.0! Valid CSS!