Біологія тварин

ВІКОВІ ОСОБЛИВОСТІ ЧУТЛИВОСТІ ЕРИТРОЦИТІВ ЩУРІВ

Л. В. Коба¹, О. Є. Ніпот², О. О. Шапкіна², А. Є. Жуйкова¹, В. А. Бондаренко¹

Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

¹Харківський національний університет ім. В. Н. Каразіна,
пл. Свободи, 4, м. Харків, 61022, Україна

²Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України,
вул. Переяславська, 23, м. Харків, 61016, Україна

У роботі були досліджені вікові особливості чутливості еритроцитів 1- та 12-місячних щурів до гіпертонічних умов середовища після їх температурної модифікації за +49 °С та/чи витримки у розчинах сахарози.

Отримані дані показали, що температурна модифікація клітин підвищує їх чутливість до дії гіпертонічного стресу. При цьому більш чутливими є еритроцити 1-місячних щурів. Попередня інкубація в гіпертонічній сахарозі від 0,4 до 0,8 М значно збільшує чутливість до гіпертонічного шоку як 1-місячних, так і 12-місячних щурів. Збільшення часу інкубації в сахарозі також підвищує чутливість еритроцитів обох вікових груп до дії гіпертонічного розчину — у цьому випадку більш чутливими також виявилися клітини 1-місячних тварин. Припускається, що денатурація анкирину за температури +49 °С призводить до часткового відкріплення спектрина від мембрани і підвищує чутливість еритроцитів 1-місячних щурів до гіпертонічного стресу. Показано, що для нативних клітин ступінь сенсибілізації еритроцитів щурів різного віку до гіпертонічного впливу практично не залежить від попередньої інкубації в розчинах сахарози, тоді як після попередньої температурної модифікації еритроцитів за +49 °С еритроцити 1-місячних щурів стають чутливішими. Отже, низька іонна сила однаково впливає на клітини щурів різного віку, що демонструє повну сформованність комплексу спектрин-актин у 1-місячних щурів. Усунення зв’язку спектрин-анкірин через термоденатурацію призводить до підвищення чутливості тільки 1-місячних тварин. Це вказує на наявність додаткових зв’язків в еритроцитах дорослих тварин, які з’являються як заміна частини зв’язків спектрин-анкирин у постнатальний період онтогенезу.

Таким чином, осмотична стійкість еритроцитів (клітин еритроцитарної популяції) щурів на ранніх етапах онтогенезу визначається станом структурно-функціонального комплексу спектрин-анкирин, а зрілі клітини відрізняються різноманітнішим комплексом зв’язків плазматична мембрана-цитоскелет, що зумовлює їх стійкість до обраних модифікацій.

Ключові слова: ЩУРИ, ЕРИТРОЦИТИ, ВІКОВІ ОСОБЛИВОСТІ, ТЕРМОДЕНАТУРАЦІЯ, ГІПЕРТОНІЧНИЙ ШОК, РОЗЧИНИ САХАРОЗИ, АНКИРИН, СПЕКТРИН, ЦИТОСКЕЛЕТ

1. Bereznyakova A. I., Jemela O. D. Deformability of the erythrocytes membrane in rats of different age in hypoxia. Physiological journal, 2013, vol. 59, issue 3, pp. 72–77. (in Ukrainian)
2. Filho W. J., Lima C. C., Paunksnis M. R. R., Silva A. A., Perilhão M. S., Caldeira M., Bocalini D., Souza de R. R. Reference database of hematological parameters for growing and aging rats. The Aging Male, 2018, vol. 21, issue 2, pp. 145–148. https://doi.org/10.1080/13685538.2017.1350156
3. Giuliani A. L., Graldi G., Veronesi M., Previato A., Simoni M., Bergamini C., BertiG. Binding of anti-spectrin antibodies to red blood cells and vesiculation in various in vivo and in vitro ageing conditions in the rat. Experimental Gerontology, 2000, vol. 35, issue 8, pp. 1045–1059. https://doi.org/10.1016/S0531-5565(00)00173-X
4. Ivanov I. T., Paarvanova B. K., Ivanov V., Smuda K., Bäumler H., Georgieva R. Effects of heat and freeze on isolated erythrocyte submembrane skeletons. General Physiology and Biophysics, 2017, vol. 36, issue 2, pp. 155–165. https://doi.org/10.4149/gpb_2016046
5. Kaneko J. J., Harvey J. W., Bruss M. L. Clinical Biochemistry of Domestic Animal. San Diego (CA), Academic Press, 2008, 928 p. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-370491-7.X0001-3
6. Kumar D., Rizvi S. I. Markers of oxidative stress in senescent erythrocytes obtained from young and old age rats. Rejuvenation Research, 2014, vol. 17, issue 5, pp. 446–452. https://doi.org/10.1089/rej.2014.1573
7. McCutcheon J. E., Marinelli M. Age matters. European Journal of Neuroscience, 2009, vol. 29, issue 5, pp. 997–1014. https://doi.org/10.1111/j.1460-9568.2009.06648.x
8. Mester A., Magyar Z., Molnar A., Somogyi V., Tanczos B., Peto K., Nemeth N. Age- and gender-related hemorheological alterations in intestinal ischemia-reperfusion in the rat. Journal of Surgical Research, 2018, vol. 225, pp. 68–75. https://doi.org/10.1016/j.jss.2017.12.043
9. Moersdorf D., Egee S., Hahn C., Hanf B., Ellory C., Thomas S., Bernhardt I. Transmembrane potential of red blood cells under low ionic strength conditions. Cellular Physiology and Biochemistry, 2013, vol. 31, pp. 875–882. https://doi.org/10.1159/000350105
10. Rebrova T. Y., Afanasiev S. A., Popov S. V. Age-dependent changes in Na⁺,K⁺-ATPase activity and lipid peroxidation in membranes of erythrocytes during cardiosclerosis development in rats. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 2016, vol. 161, issue 2, pp. 235–236. https://doi.org/10.1007/s10517-016-3384-4
11. Repin N. V., Bobrova E. N., Repina S. V. Thermally induced transformation of mammalian red blood cells during hyperthermia. Bioelectrochemistry, 2008, vol. 73, issue 2, pp. 101–105. https://doi.org/10.1016/j.bioelechem.2008.04.017
12. Shapkina O. A., Semionova E. A., Orlova N. V., Synchykova O. P., Shpakova N. M. Effect of glucose and partial dehydration on resistance of mammalian erythrocytes to hypertonic shock. The Animal Biology, 2015, vol. 17, issue 3, pp. 132–138. (in Ukrainian)
13. Shnyrov V. L., Orlov S. N., Zhadan G. G., Pokudin N. I. Thermal inactivation of membrane proteins, volume-dependent Na⁺, K⁺-cotransport, and protein kinase C activator-induced changes of the shape of human and rat erythrocytes. Biomedica biochimica acta, 1990, vol. 49, issue 6, pp. 445–453.
14. Shpakova N. M., Orlova N. V., Iershov S. S., Iershova N. A., Aleksandrova D. I Temperature and osmolarity as factors determining resistance of mammalian erythrocytes to hypertonic shock. Bulletin of problems biology and medicine, 2015, vol. 3, issue 1, pp. 242–246. (in Russian)
15. Shpakova N. M., Orlova N. V., Nipot E. E., Shapkina O. A., Mazur A. A. Osmotic sensitivity of mammalian erythrocytes under their initial state modification. Bulletin of problems biology and medicine, 2016, vol. 3, issue 2, pp. 356–361. (in Russian)
16. Singh S., Pandey K. B., Rizvi S. I. Erythrocyte senescence and membrane transporters in young and old rats. Archives of Physiology and Biochemistry, 2016, vol. 122, issue 4, pp. 228–234. https://doi.org/10.1080/13813455.2016.1190761
17. Somogyi V., Peto K., Deak A., Tanczos B., Nemeth N. Effects of aging and gender on microrheology of blood in 3 to 18 months old male and female Wistar (Crl:WI) rats. Biorheology, 2018, vol. 54, issue 5–6, pp. 127–140. https://doi.org/10.3233/BIR-17148

Завантажити повний текст статті у форматі PDF