Белковый состав и функциональные показатели мембран эритроцитов при трансплантации печени и почки

Трансплантация органов является эффективным методом лечения пациентов с терминальными стадиями ряда тяжелых заболеваний. Однако серьезным осложнением при трансплантации являются реперфузионные повреждения, которые связаны с микроциркуляторными нарушениями и агрегацией форменных элементов крови. Эритроциты играют существенную роль в поддержании гемодинамических и реологических свойств крови, и изучение механизмов изменения их функциональных показателей является актуальной задачей. Основным показателем функционирования эритроцита служит стабильность структуры мембраны. Вопрос о модификации эритроцитарной мембраны при трансплантации органов на сегодняшний день не исследован.

Цель: изучение белкового состава мембран эритроцитов, их агрегационных и электрокинетических показателей у реципиентов печени и почки, а также родственных доноров почки и фрагмента печени до и в динамике послеоперационного периода.

Материалы исследования. Кровь 12 реципиентов почки, 5 родственных доноров почки, 8 реципиентов печени и 4 родственных доноров фрагмента печени во временной динамике – за 1–2 часа до операции, через 1 неделю, 1, 2, 7, 10, 12 месяцев после операции. Группу контроля составили 8 здоровых добровольцев.

Методы исследования. Разделение белков проводили методом электрофореза по Лэммли. Электрофоретическую подвижность эритроцитов, характеризующую электрокинетические свойства клеток, измеряли методом микроэлектрофореза. Агрегацию рассчитывали микроскопически, путем подсчета неагрегированных эритроцитов. Сравнение полученных величин проводили по U-критерию Манна–Уитни.

Результаты. Исследование мембраны эритроцитов крови реципиентов почки выявило значимое снижение количества белка полосы 3 и гликофорина до и после проведения трансплантации. Уровень белка полосы 3 был снижен в течение 1 месяца, гликофорина – в течение 7 месяцев после операции с максимальным уменьшением данных фракций белков более чем на 50% к 7-м суткам относительно значений контроля. Также регистрировалось снижение содержания спектрина в течение 2 месяцев после операции с максимальным снижением на 30% к 1 месяцу. У реципиентов печени анализ белков мембраны эритроцитов выявил снижение количества гликофорина до операции и дальнейшее его уменьшение в течение 2 месяцев посттрасплантационного периода. Максимальное снижение показателя – на 72% – было отмечено к 7-м суткам после операции. Кроме того, наблюдалось снижение количества спектрина и белка полосы 3 в течение 1 месяца более чем на 60% относительно значений контроля. У доноров изменения в белковой фракции эритроцитарных мембран регистрировались в отдаленный период после операции: у доноров почки снижение в 2 раза количества спектрина и белка полосы 3 отмечалось на 2-й месяц, у доноров печени снижение гликофорина в 2,3 раза – к 1-му месяцу после операции. Также в обеих группах доноров регистрировался рост концентрации актина к 1-му месяцу после операции. Выявленные изменения количества белков в белковой фазе эритроцитарных мембран сочетались с функциональными показателями эритроцитов. У реципиентов почки снижение ЭФПЭ и увеличение агрегации наблюдалось в течение 2 месяцев, у реципиентов печени изменения данных показателей зафиксированы в течение 1 месяца. У доноров обеих групп было выявлено уменьшение ЭФПЭ.

Заключение. Совокупность полученных результатов показала, что изменение электроотрицательности мембран эритроцитов сопряжено с изменением содержания гликофорина и белка полосы 3, тогда как в процессе агрегации эритроцитов у пациентов после трансплантации печени/почки значимыми факторами являются структурно-функциональные нарушения взаимосвязей таких мембранных белков, как спектрин, белок полосы 3, гликофорин. Изменение актина определяет сдерживание роста агрегации эритроцитов у доноров.

1. Готье CВ. Трансплантология XXI века: высокие технологии в медицине и инновации в биомедицинской науке. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2017; 19 (3): 10–32.

2. Журавель СВ, Кузнецова НК, Чжао АВ, Тимербаев ВХ. Трансфузия компонентов крови при ортотопической трансплантации печени. Общая реаниматология. 2007; 3 (4): 28–30.

3. Тарабарко НВ, Епифанов СЮ, Пинчук AB. Комплексная коррекция состояния свертывающей системы крови в ранние сроки после трансплантации почки. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2016; (5): 24–25.

4. Хубутия МШ, Журавель СВ, Гуляев ВА, Кабанова СА, Хватов ВБ, Никулина ВП. Использование эритроцитов донора печени при ортотопической трансплантации трупной печени. Вестник Российской военно-медицинской академии. 2014; 4 (48): 152–157.

5. Манченко ЕА, Козлова ЕК, Сергунова ВА, Черныш АМ. Однородная деформация нативных эритроцитов при их длительном хранении. Общая реаниматология. 2019; 15 (5): 2–10

6. Муравьев АВ, Михайлов ПВ, Тихомирова ИА. Микроциркуляция и гемореология: точки взаимодействия. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2017; 16 (2): 90–100.

7. Бояринов ГА, Бояринова ЛВ, Дерюгина АВ, Соловьева ОД, Зайцев РР, Военнов ОВ и др. Роль вторичных факторов повреждения мозга в активации сосудисто-тромбоцитарного гемостаза при черепно-мозговой травме. Общая реаниматология. 2016; 12 (5): 42–51.

8. Kuhn V, Diederich L, Keller TCS 4th, Kramer CM, Lückstädt W, Panknin C et al. Red Blood Cell Function and Dysfunction: Redox Regulation, Nitric Oxide Metabolism, Anemia. Antioxidants & redox signaling. 2017; 26 (13): 718–742. doi: 10.1089/ars.2016.6954.

9. Дерюгина АВ, Грачева ЕА. Динамика морфофункциональных показателей эритроцитов при действии сульфгидрильного ингибитора ангеотензин-превращающего фермента фентиаприла в экспериментальном моделировании артериальной гипертензии. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2019; 105 (9): 1163–1170.

10. Романов СВ, Абаева ОП, Александрова ОЮ, Смирнова ГЮ. Проблемы и перспективы построения системы органного донорства в регионе (на примере Нижегородской области). Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2019; 21 (1): 57–63

11. Романов СВ, Жуков СН, Дзюбак СА. Экономические и социальные проблемы оказания медицинской помощи реципиентам почки и печени в амбулаторных условиях (на примере регионального амбулаторного центра трансплантации). Главврач. 2020; (1): 23–33

12. Laemmli UK. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 1970; 227 (259): 680–685.

13. Боровская МК, Кузнецова ЭЭ, Горохова ВГ, Корякина ЛБ, Курильская ТЕ, Пивоваров ЮИ. Структурнофункциональная характеристика мембраны эритроцита и ее изменения при патологиях разного генеза. Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. 2010; 3 (73): 334–354.

14. Bonarska-Kujawa D, Cyboran-Mikołajczyk S, Kleszczyńska H. Molecular mechanism of action of chlorogenic acid on erythrocyte and lipid membranes. Molecular Membrane Biology. 2015; 32 (2): 46–54.

15. Дерюгина АВ, Иващенко МН, Игнатьев ПС, Лодяной МС, Самоделкин АГ. Изменение фазового портрета и электрофоретической подвижности эритроцитов при различных видах заболеваний. Современные технологии в медицине. 2019; 11 (2): 63–68.

16. Дерюгина АВ, Абаева ОП, Романов СВ, Ведунова МВ, Рябова ЕН, Васенин СА, Титова НА. Электрокине- тические, оксидантные и агрегационные свойства эритроцитов в послеоперационном периоде при трансплантации почки. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2020; 22 (2): 72–79.

17. Искендеров Э, Кандога А, Менде К. Влияние усилителя регенерации печени на течение реперфузионного повреждения in vivo. Вестник Авиценны. 2012; (4): 154–158.

18. Simmonds MJ, Herbert JM, Oguz KB. Blood rheology and agin. Journal of Geriatric Cardiology. 2013; 10 (3): 291–301. doi: 10.3969/j.issn.1671-5411.2013.03.010.

19. Шумилова АВ, Дерюгина АВ, Гордлеева СЮ, Бояринов ГА. Действие цитофлавина на электрокинетические и агрегационные показатели эритроцитов в посттравматический период черепно-мозговой травмы в эксперименте. Экспериментальная и клиническая фармакология. 2018; 81 (3): 20–23.

20. Moroz VV, Chernysh AM, Kozlova EK, Borshegovskaya PY, Bliznjuk UA, Rysaeva RM, Gudkova OY. Comparison of red blood cell membrane microstructure after different physicochemical influences: atomic force microscope research. Journal of Critical Care. 2010; 25 (3): e531–512. doi: 10.1016/j.jcrc.2010.02.007.

21. Nunomura W, Takakuwa Y, Parra M, Conboy J, Mohandas N. Regulation of Protein 4.1R, p55, and Glycophorin C Ternary Complex in Human Erythrocyte Membrane. The Journal of biological chemistry. 2000; 275 (32): 24540–24546. doi: 10.1074/jbc.M002492200.

22. Yamaguchi T, Fukuzaki S. ATP effects on response of human erythrocyte membrane to high pressure. Biophysics and physicobiology. 2019; 16: 158–166. doi: 10.2142/ biophysico.16.0_158.

23. Glitsch HG. Electrophysiology of the sodium-potassium-ATPase in cardiac cells. Physiol Rev. 2001; 81: 1791–1826. doi: 10.1152/физрев.2001.81.4.1791.

24. Muravyov AV, Tikhomirova IA, Maimistova AA, Bulaeva SV, Zamishlayev AV, Batalova EA. Crosstalk between adenylyl cyclase signaling pathway and Ca2+ regulatory mechanism under red blood cell microrheological changes. Clin Hemorheol Microcirc. 2010; 45 (2–4): 337–345. doi: 10.3233/CH-2010-1317.