Влияние на микрореологични характеристики на еритроцитите в нарушение на текучестта на кръвта при окклюзивна болест на периферните артерии (OBPA) и корекцията им с използване на газотрансмитери
Е.Волкова, А. Замышляев
, И.Тихомирова
, А.Колобанов, В.Геращенков, А.Муравьев
, Н.Антонова
, И.Велчева
Abstract: Цел: Оклузивната болест на периферните артерии (ОБПА) – патология, при която се снижават дилатационните резерви на артериите. Следователно, реологичните свойства на кръвта могат да компенсират или да премахнат този съдов проблем. Целта на това изследване беше изследване на възможностите за възстановяване на нормалните микрореологични параметри на клетките на червените кръвни клетки при пациенти с OBPA с използване на донори и субстрати на газотрансмитери (GT) за техния синтез. Материали и методи: При здравите лица (група 1, мъже, n=24) и пациенти с ОБПА (група 2, мъже, n= 20) се регистрираха характеристики на микрореологичния профил. Измерена е деформируемостта (ДE) и агрегацията (AE) на еритроцитите след инкубация на клетките с GT донори – H2S (NaHS), NO (SNP) – или субстрати за техния синтез (L-аргинин и L-цистеин). Резултати: При пациенти с OBPA се наблюдава намаляване на течливостта на кръвта за сметка на увеличения вискозитет на плазмата, намаление на AE и ДE. Установено бе, че ДЕ допринася повече за изменение на течливостта на кръвта. ГТ донорите и субстратите на синтеза умерено увеличават ДЕ (p <0,01) и значително намаляват АЕ (р <0,01) в останалите групи. Обсъждане: Показано е, че нарушената ДЕ и високата АЕ могат да бъдат възстановени до нормалните стойности с помощта на газопредаватели. Освен това, по-големият положителен микрореологически ефект имаше място, когато два газопреносника бяха използвани едновременно.
Keywords: течливост на кръвта; газотрансмитери; микрореология; оклузивна периферносъдова болест; червени кръвни клетки
| References: (click to open/close) | [1] Schumann, R., Rieger, J., Ludwig, M., 2007. Akute periphere arterielle Verschlusskrankheit [Acute peripheral arterial occlusive disease]. Med Klin (Munich) 102,6, 457-71; quiz 472-3. doi: 10.1007/s00063-007-1059-7.
[2] Kiesewetter, H., Jung, F., Blume, J., Spitzer, S., Birk, A., 1991. Hyper- oder isovolämische Hämodilution bei Patienten mit peripherer arterieller Verschlusskrankheit im Stadium II [Hyper- or isovolemic hemodilution in patients with stage II peripheral arterial occlusive disease]. Acta Med Austriaca 18 Suppl 1, 23-7.
[3] Kiesewetter, H., Jung, F., 1984. Hämorheologische Therapie bei peripherer arterieller Verschlusskrankheit [Hemorheologic therapy in peripheral arterial occlusive disease]. Fortschr Med 102, 37, 921-4.
[4] Angelkort, B., 1986. Blutrheologie bei peripherer Verschlusskrankheit. Effekte von Hämodilution und Pentoxifyllin [Blood rheology in peripheral occlusive disease. Effects of hemodilution and pentoxifylline]. Wien Med Wochenschr 136 Spec No, 29-35.
[5] Schütz, R.M., 1992. Aktuelle Therapie bei peripheren arteriellen Durchblutungsstörungen im Alter [Current therapy of peripheral arterial occlusive diseases in the aged]. Z Gerontol 25, 2, 101-4.
[6] Sternitzky, R., Seige, K., 1983. Hämorheologische Veränderungen und ihre klinische Bedeutung bei chronisch-arterieller Verschlusskrankheit [Blood rheological changes and their clinical significance in chronic arterial obstructive disease]. Z Gesamte Inn Med 38, 1,1-7.
[7] Pinho, D., Carvalho, V., Gonçalves, I.M., Teixeira, S., Lima, R., 2020. Visualization and Measurements of Blood Cells Flowing in Microfluidic Systems and Blood Rheology: A Personalized Medicine Perspective. J Pers Med 10, 4, 249. doi: 10.3390/jpm10040249.
[8] Muravyov, A.V., Tikhomirova I.A., 2013. Role molecular signalling pathways in changes of red blood cell deformability. Clin Hemorheol Microcirc 53, 1-2, 45-59. doi: 10.3233/CH-2012-1575.
[9] Ugurel, E., Goksel, E., Cilek, N., Kaga, E., Yalcin, O., 2022. Proteomic Analysis of the Role of the Adenylyl Cyclase-cAMP Pathway in Red Blood Cell Mechanical Responses. Cells 11, 7, 1250. doi: 10.3390/cells11071250.
[10] Cilek, N., Ugurel, E., Goksel, E., Yalcin, O., 2024. Signaling mechanisms in red blood cells: A view through the protein phosphorylation and deformability. J Cell Physiol 239, 3, e30958. doi: 10.1002/jcp.30958.
[11] Grau, M., Pauly,S., Ali, J., Walpurgis, K., Thevis, M., Bloch, W., Suhr F., 2013. RBC-NOS-dependent S-nitrosylation of cytoskeletal proteins improves RBC deformability. PLoS One 8(2), e56759. doi: 10.1371/journal.pone.0056759.
[12] Mozar, A., Connes, P., Collins, B., Hardy-Dessources, M.D., Romana, M., Lemonne, N., Bloch, W., Grau, M., 2016. Red blood cell nitric oxide synthase modulates red blood cell deformability in sickle cell anemia. Clin. Hemorheol. Microcirc 64, 47-53. doi: 10.3233/CH-162042.
[13] Muravyov, A.V., Tikhomirova, I.A., Avdonin, P.V., Bulaeva, S.V., Malysheva, Yu.V., Kislov, N.V., 2019. Cellular models of erythrocytes for studying the effect of gasotransmitters on their microrheology. Journal of Cellular Biotechnology 5, 1, 3-10. doi: 10.3233/JCB-189009. 1.
[14] Dintenfass, L., 1981. Clinical applications of heamorheology. The Rheology of blood, blood vessels and associated tissues New York, Oxford Press, 22–50.
[15] Stoltz, J.F., Donner, M., Muller, S., Larcan, A., 1991. Hemorheology in clinical practice. Introduction to the notion of hemorheologic profile J. Mal. Vasc. 6, 261-270.
[16] Muravyov, A.V., Antonova, N., Tikhomirova, I.A., 2019. Red blood cell micromechanical responses to hydrogen sulfide and nitric oxide donors: Analysis of crosstalk of two gasotransmitters (H2S and NO). Series on Biomechanics 33, 2, 34-40.
[17] Angelkort B., Boateng K., Maurin N., 1980. Blood fluidity and coagulation phenomena in chronic arterial occlusive disease. J Int Med Res 8, 3, 242-6. doi: 10.1177/030006058000800310
[18] Forconi, S., Guerrini M., 1996. Do hemorheological laboratory assays have any clinical relevance? Clin. Hemorheol 16, 1, 17–21.
[19] Ugurel, E., Kisakurek, Z.B., Aksu, Y., Goksel, E., Cilek, N., Yalcin, O., 2021. Calcium/protein kinase C signaling mechanisms in shear-induced mechanical responses of red blood cells. Microvasc Res 135, 104124. doi: 10.1016/j.mvr.2020.104124.
[20] DiCarlo, A.L., Holdsworth, D.W., Poepping, T.L., 2019. Study of the effect of stenosis severity and non-Newtonian viscosity on multidirectional wall shear stress and flow disturbances in the carotid artery using particle image velocimetry. Med Eng Phys 65, 8-23. doi: 10.1016/j.medengphy.2018.12.023.
[21] Wilkinson, W.L., 1964 Wilkinson Non-Newtonian fluids. New York–london: Pergamon Press.
[22] Schäbitz J., 1982. Zur Bedeutung der Hämorheologie in der Inneren Medizin [The importance of hemorheology in internal medicine]. Z Gesamte Inn Med 37, 12, 372-8.
[23] Pries, A.R., Secomb T.W., 1997. Resistance to blood flow in vivo: from Poiseuille to the «in vivo viscosity law». Biorheology 34(4-5), 369–373. doi.org/10.1016/S0006-355X (98)00011-0.
[24] Hamlin, S.K., Benedik, P.S., 2014. Basic concepts of hemorheology in microvascular hemodynamics. Crit Care Nurs Clin North Am 26, 3, 337-44. doi: 10.1016/j.ccell.2014.04.005.
[25] Minetti, G., Ciana A., Balduini C., 2004. Differential sorting of tyrosine kinases and phosphotyrosine phosphatases acting on band 3 during vesiculation of human erythrocytes. Biochem J 377, 489-497. doi: 10.1042/BJ20031401.
[26] Saldanha, C., Silva, A.S., Gonçalves, S., Martins-Silva, J., 2007. Modulation of erythrocyte hemorheological properties by band 3 phosphorylation and dephosphorylation. Clin. Hemorheol. and Microcirc 36, 183-194.
[27] Uyuklu, M., Meiselman, H.J., Baskurt, O.K., 2009. Role of hemoglobin oxygenation in the modulation of red blood cell mechanical properties by nitric oxide. Nitric Oxide 21, 1, 20-26. doi: 10.1016/j.niox.2009.03.004.
[28] Petrov, V., Lijnen P., 1996. Regulation of human erythrocyte Na+/H+ exchange by soluble and particulate guanylate cyclase. Am J Physiol 271, 1556-1564. doi: 10.1152/ajpcell.1996.271.5.C1556.
[29] Coletta, C., Papapetropoulos, A., Erdelyi, K., Olah, G., Módis, K., Panopoulos, P., Asimakopoulou, A., Gerö, D., Sharina, I., Martin, E., Szabo., C., 2012. Hydrogen sulfide and nitric oxide are mutually dependent in the regulation of angiogenesis and endothelium-dependent vasorelaxation. Proc Natl Acad Sci U S A 5;109, 23, 9161-6. doi: 10.1073/pnas.1202916109.
[30] Wu, D., Hu, Q., Zhu, D., 2018. An Update on Hydrogen Sulfide and Nitric Oxide Interactions in the Cardiovascular System. Oxid Med Cell Longev 4579140. doi: 10.1155/2018/4579140.
[31] Marini, E., Rolando, B., Sodano, F., Blua, F., Concina, G., Guglielmo., S, Lazzarato, L.,
Chegaev, K., 2023. Comparative Study of Different H2S Donors as Vasodilators and Attenuators of Superoxide-Induced Endothelial Damage. Antioxidants (Basel). 2023;12, 2, 344. doi: 10.3390/antiox12020344.
[32] Bucci, M., Papapetropoulos, A., Vellecco, V., Zhou, Z., Pyriochou, A., Roussos, C., Roviezzo, F., Brancaleone, V., Cirino, G., 2010. Hydrogen sulfide is an endogenous inhibitor of phosphodiesterase activity. Arterioscler Thromb Vasc Biol 30, 10, 1998-2004. doi: 10.1161/ATVBAHA.110.209783.
[33] Searcy, D.G., Lee, S.H., 1998. Sulfur reduction by human erythrocytes. J Exp Zool 282, 3, 310-22. doi: 10.1002/(sici)1097-010x (19981015)282:3< 310: aid-jez4>3.0.co;2-p.
[34] Andrés, CMC., Pérez de la Lastra, J.M., Andrés Juan C., Plou F.J., Pérez-Lebeña E., 2023. Chemistry of Hydrogen Sulfide-Pathological and Physiological Functions in Mammalian Cells. Cells 12, 23, 2684. doi: 10.3390/cells12232684.
[35] Kimura, H., 2011. Hydrogen sulfide: Its production, release and functions. Amino Acids 41, 113–121. doi: 10.1007/s00726-010-0510-x.
|
|
| Date published: 2024-08-01
(Price of one pdf file: 39.00 BGN/20.00 EUR)
