Особливості структурно-функціональної організації еритроцитів за умов цукрового діабету 1-го типу - Автореферат

Метаболічні порушення, які розвиваються внаслідок недостатності інсуліну за цукрового діабету (ЦД) 1-го типу, значно ускладнюють функціонування систем гомеостазу, важливою ланкою якого є еритроцити периферичної крові (Боднарь Т. П. с соавт., 2003; Выдыборец С. В., 1990). Дисертаційна робота виконувалася на кафедрі біохімії біологічного факультету Львівського національного університету імені Івана Франка згідно з планом науково-дослідної роботи кафедри за темами: “Діагностика та розробка засобів корекції метаболічних порушень при цукровому діабеті” (№ держреєстрації 0193U024092) і “Структурно-функціональні та біохімічні особливості клітин системи крові за умов цукрового діабету 1-го типу” (№ держреєстрації 0103U001909), під час виконання яких автор вивчала вплив аміногуанідину та L-аргініну на структурно-функціональний стан еритроцитів периферичної крові щурів в нормі та за умов цукрового діабету 1-го типу. Метою роботи було встановити молекулярні та біохімічні механізми, що опосередковують зміни морфологічного та структурно-функціонального стану еритроцитів периферичної крові за умов цукрового діабету 1-го типу, а також зясувати вплив системи L-Arg/NO на функціональний стан системи еритрону та корекцію порушень, які виникають за цієї патології. Проаналізувати структурно-функціональний стан еритроцитів периферичної крові за умов ЦД 1-го типу за їхьою агрегаційною здатністю, використовуючи у ролі індукторів агрегації речовини різної природи та дослідивши вміст мембранозвязаних сіалових кислот. Вперше показано коригуючий вплив аміногуанідину на цитологічні показники периферичної крові та структурно-функціональний стан еритроцитів (популяційний склад клітин, їхню гемолітичну стійкість і здатність до агрегаціії, загальний вміст гемоглобіну та вміст фетального гемоглобіну, добову продукцію та швидкість дозрівання ретикулоцитів, вміст мембранозвязаних сіалових кислот і відносний вміст білків мембран еритроцитів щурів за ЕЦД).Отримані результати розширюють і доповнюють уявлення про біохімічні механізми, які опосередковують зміни морфологічного та структурно-функціонального стану клітин еритроїдного ряду за умов цукрового діабету 1-го типу й обґрунтовують можливі способи корекції цих змін. У роботі зясовано значення зміни співвідношення білків плазматичної мембрани і цитоскелету еритроцитів у формуванні особливостей структурно-функціонального стану цих клітин за умов даної патології. Показано, що за умов ЦД 1-го типу зростала концентрація гемоглобіну (на 22 %), вміст фетального гемоглобіну (на 50 %) та добова продукція еритроцитів (в 3,92 рази), що слід розглядати як компенсаторну реакцію організму, спрямовану на збільшення кисневої ємності крові у відповідь на тканинну гіпоксію за умов досліджуваної патології. За умов ЕЦД спостерігали значні зміни у функціональному стані еритроцитів, що виявляється у зміні відсоткового співвідношення різновікових популяцій червоних клітин крові та у зниженні швидкості альціаніндукованої агрегації еритроцитів та їхньої стійкості до кислотного гемолітика.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Отримані результати розширюють і доповнюють уявлення про біохімічні механізми, які опосередковують зміни морфологічного та структурно-функціонального стану клітин еритроїдного ряду за умов цукрового діабету 1-го типу й обґрунтовують можливі способи корекції цих змін. У роботі зясовано значення зміни співвідношення білків плазматичної мембрани і цитоскелету еритроцитів у формуванні особливостей структурно-функціонального стану цих клітин за умов даної патології.

1. Показано, що за умов ЦД 1-го типу зростала концентрація гемоглобіну (на 22 %), вміст фетального гемоглобіну (на 50 %) та добова продукція еритроцитів (в 3,92 рази), що слід розглядати як компенсаторну реакцію організму, спрямовану на збільшення кисневої ємності крові у відповідь на тканинну гіпоксію за умов досліджуваної патології.

2. За умов ЕЦД спостерігали значні зміни у функціональному стані еритроцитів, що виявляється у зміні відсоткового співвідношення різновікових популяцій червоних клітин крові та у зниженні швидкості альціаніндукованої агрегації еритроцитів та їхньої стійкості до кислотного гемолітика.

3. За умов ЦД 1-го типу виявлено перерозподіл білкових компонентів цитоскелету еритроцитів: знижується вміст б-спектрину, в-спектрину й анкірину на 7,7 %, 8,4 % та 10,9 %, відповідно.

4. Показано різницю у вмісті глікопротеїнів мембран еритроцитів - білка смуги 3 та глікофорину А у здорових донорів і хворих на цукровий діабет. Так, вміст глікофорину А знижується на 27 %, а вміст білка смуги 3 зростає на 23 %.

5. Цукровий діабет 1-го типу супроводжується збільшенням на поверхні мембран еритроцитів кількості глікопротеїнів, у структурі яких є вуглеводні детермінанти, комплементарні до лектинів Con A й LCA, та зменшенням кількості глікопротеїнів, у структурі яких присутні олігосахариди, комплементарні до лектинів WGA й RCA. Це свідчить про суттєвий якісний перерозподіл вуглеводних детермінант мембранних глікопротеїнів червоних клітин крові. На їхній поверхні збільшується вміст б,D-манозовмісних і зменшується вміст в,D-галактозовмісних та N-ацетилнейраміновмісних глікоконюгатів.

6. Інгібування синтезу оксиду азоту аміногуанідином за умов ЦД призводило до нормалізації таких показників, як: популяційний склад еритроцитів; стійкість еритроцитів до дії кислотного гемолітика; здатність до агрегації; вміст фетального гемоглобіну; загальний вміст гемоглобіну; добова продукція ретикулоцитів; вміст мембранозвязаних сіалових кислот; відсотковий перерозподіл білків мембран еритроцитів щурів із ЕЦД. Це свідчить про коригуючий мембранопротекторний ефект аміногуанідину та доцільність його застосування для послаблення токсичної дії NO і корекції патологічного стану, повязаного з його гіперпродукцією в організмі за умов ЦД 1-го типу.

1. Буслик Т. Вплив системи L-аргінін / NO на морфофункціональну характеристику еритроцитів за умов цукрового діабету 1-го типу / Т. Буслик, Н. Сибірна // Медична хімія. Ї 2006. Ї Т.8, №4. Ї С.79-81. (Дисертантові належить опрацювання робочої схеми експерименту, аналіз літературних і експериментальних даних, участь в отриманні матеріалу й оформленні статті).

2. Буслик Т. Дослідження агрегації еритроцитів, індукованої речовинами різної природи за умов цукрового діабету 1-го типу / Т. Буслик, Н.Сибірна // Вісник Львівського ун-ту. Серія біологічна. 2007. Ї Вип. 45. Ї С. 181-186. (Дисертантові належить опрацювання робочої схеми експерименту, аналіз літературних даних і власних результатів, участь у написанні й оформленні статті. Здобувач особисто здійснювала визначення агрегаційної здатності еритроцитів).

3. Буслик Т. Структурні та функціональні зміни еритроцитарних мембран за умов цукрового діабету 1-го типу / Т. Буслик, Н. Климишин, Н. Сибірна // Лабораторна діагностика. 2007. Ї Вип. 1, № 43. Ї С. 24-27. (Дисертантові належить опрацювання робочої схеми експерименту, аналіз літературних даних і власних результатів, участь у написанні й оформленні статті).

4. Sybirna N. Structural changes in erythrocyte membranes under type 1 diabetes mellitus / N. Sybirna, T. Buslyk, N. Klymyshyn, Duk M., Lisowska E. / Annales Universitatis Mariae Curie-Sklodowska, Lublin, Polonia. Ї 2008. Ї Vol. XXI, № 2, 39. Ї P. 211-214. (Дисертантові належить, аналіз літературних даних і власних результатів, участь у написанні й оформленні статті).

5. Буслик Т.В. Дослідження впливу системи L-аргінін/NO на функціональний стан еритроцитів в нормі та за умов стрептозотоцинового діабету / Т.В. Буслик, А.В. Похила, Н.І. Климишин, Н.О. Сибірна // Лабораторна діагностика. 2009. Ї Вип. 1, № 47. Ї С. 29-33. (Дисертантові належить опрацювання робочої схеми експерименту, аналіз літературних даних і власних результатів, участь у написанні й оформленні статті).

6. Сибірна Н.О. Глікопротеїни мембран еритроцитів та будова їхніх вуглеводних детермінант / Н.О. Сибірна, Т.В. Буслик // Біологічні студії. Ї 2009. Ї Т. 3, № 1. Ї С. 79-94. (Дисертантові належить аналіз літературних даних і участь у написанні й оформленні статті).

7. Буслик Т.В. Дослідження впливу системи L-аргінін/NO на вміст основних білків мембран еритроцитів в нормі та за умов стрептозотоцинового діабету / Т.В. Буслик, А.В. Похила, Н.І. Климишин, Н.О. Сибірна // Лабораторна діагностика. 2009. Ї Вип. 2, № 48. Ї С. 35-39. (Дисертантові належить опрацювання робочої схеми експерименту, аналіз літературних даних і власних результатів, участь у написанні й оформленні статті).

8. Сибирная Н.А. Молекулярные механизмы изменений структурно-функционального состояния клеток крови при сахарном диабете 1-го типа / Н.А. Сибирная, И.В. Бродяк, М.Я. Лютая, Т.В. Буслик // Научные труды І съезда физиол. СНГ, том 2, Сочи, Дагомыс, 19-23 сентября 2005. Ї С. 16-17.

(Дисертант брала участь в опрацюванні й аналізі експериментальних даних).

9. Буслик Т. Альціаніндукована агрегація еритроцитів за умов цукрового діабету 1-го типу / Т. Буслик, Н. Рейтер, Н. Сибірна // Матеріали ІІ міжнародної конференції „Молодь та поступ біології” Львів 21-24 березня, 2006 року. Львів: Видавничий центр ЛНУ імені Івана Франка, 2006. Ї С.38-39.

(Дисертантові належить опрацювання робочої схеми експерименту, аналіз літературних даних і власних результатів, участь у написанні й оформленні тез).

10. Люта М.Я. Вплив аміногуанідину на нітритредуктазну активність дезоксигемоглобіну за умов експериментального цукрового діабету / М.Я. Люта, Т.В. Буслик, А.М. Федорович, В.А. Бурда // Матеріали ІХ Українського біохімічного зїзду, Харків, 24-27 жовтня 2006 р. Ї С. 83-84. (Здобувач брала участь у дослідженні, аналізі експериментальних даних, написанні й оформленні тез).

11. Buslyk T. Changes in the structure of carbohydrate determinants present in erythrocyte plasma membrane glycoproteins // T. Buslyk, A. Pohyla, A. Hnatush, N. Klymyshyn, N. Sybirna. «Molecular physiology of membrane transport and cell excitability», Yaremche, Ukraine, 19-23 September, 2007. Ї P.21. (Дисертантові належить опрацювання робочої схеми експерименту, аналіз літературних даних і власних результатів, участь у написанні й оформленні тез).

12. Буслик Т. Динаміка перерозподілу мембранних протеїнів еритроцитів при цукровому діабеті 1-го типу / Т. Буслик, А. Похила, А. Гнатуш Н. Сибірна // Матеріали ІІІ міжнародної конференції студентів і аспірантів „Молодь та поступ біології”, Львів 23-27 квітня 2007 року. Львів: Видавничий центр ЛНУ імені Івана Франка, 2007. Ї С.38-39. (Здобувач брала безпосередню участь у дослідженні, аналізі експериментальних даних, написанні й оформленні тез).

13. Верхомій О. Дослідження впливу L-аргініну та аміногуанідину на кислотну резистентність еритроцитів різних вікових популяцій за умов цукрового діабету 1-го типу / О. Верхомій, Т. Буслик, Я. Чайка, В. Бурда, Н. Сибірна // Матеріали ІІІ міжнародної конференції студентів та аспірантів „Молодь та поступ біології”, Львів 23-27 квітня 2007 року, Львів: Видавничий центр ЛНУ імені Івана Франка, 2007. Ї С.39-40. (Дисертант брала участь в опрацюванні й аналізі експериментальних даних, написанні та оформленні тез).

14. Рибак О. Структурно-функціональні зміни мембран еритроцитів за умов ЦД 1-го типу / О. Рибак, Т. Буслик, Л. Пацюк, В. Бурда, Н. Сибірна // Матеріали ІІІ міжнародної конференції студентів та аспірантів „Молодь та поступ біології”, Львів 23-27 квітня 2007 року. Львів: Видавничий центр ЛНУ імені Івана Франка, 2007. Ї С.90-91. (Дисертант брала участь в опрацюванні й аналізі експериментальних даних, написанні та оформленні тез).

15. Буслик Т.В. Исследования изменений в структуре углеводных детерминант мембранних гликопротеинов эритроцитов человека при сахарном диабете 1-го типа с применением лектинов / Т.В. Буслик, Н.И. Климишин, Н.А. Сибирная // Материалы научно-практической конференции "Новые технологии в экспериментальной биологии и медицине", г. Ростов-на-Дону 10-12 октября 2007. Ї C. 9-10. (Здобувач брала безпосередню участь у дослідженні, аналізі експериментальних даних, написанні й оформленні тез).