Экспериментальная оценка влияния экзогенного монооксида углерода на клетки крови

Цель исследования – изучить влияние донора монооксида углерода (СО) на Са2+-зависимую калиевую проницаемость мембраны эритроцитов и агрегационную способность тромбоцитов.

Материалы и методы. Обследованы здоровые добровольцы (n = 27) и пациенты с хронической ишемической болезнью сердца (ИБС) (n = 32) обоего пола. Материалом исследования являлись упакованные эритроциты и обогащенная тромбоцитами плазма, полученные из венозной крови. Потенциометрическим методом изучали изменение Са2+-зависимой калиевой проводимости мембраны эритроцитов, турбидиметрическим методом – агрегационную активность тромбоцитов при действии донора СО (CORM-2). Оценивали величину А23187- и редокс-индуцированного гиперполяризационного ответа (ГО) эритроцитов, скорость и степень агрегации тромбоцитов.

Результаты. В присутствии 10 и 100 мкМ CORM-2 амплитуда А23187- и редокс-зависимого ГО здоровых доноров, как и пациентов с хронической формой ИБС, дозозависимо уменьшалась, причем максимальное снижение отмечено в присутствии 100 мкМ донора СО. Воздействие CORM-2 в концентрациях 10 и 100 мкМ на коллаген-индуцированную агрегацию тромбоцитов приводило к снижению степени и скорости агрегации у здоровых доноров, достигая максимального эффекта при 100 мкМ донора СО. Однако столь однозначного влияния CORM-2 на параметры агрегации у пациентов с ИБС не наблюдалось.

Заключение. Полученные результаты указывают, что СО оказывает существенное влияние на ион-транспортную функцию мембраны эритроцитов и агрегационную активность тромбоцитов как здоровых доноров, так и пациентов с ИБС.

1. Garcia‐Gallego S., Bernardes G. Carbon‐monoxide‐releasing molecules for the delivery of therapeutic CO in vivo. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2014; 53 (37): 9712–9721. DOI: 10.1002/anie.201311225.

2. Lang E., Qadri S.M., Jilani K., Zelenak C., Lupescu A., Schleicher E., Lang F. Carbon monoxide-sensitive apoptotic death of erythrocytes. Basic Clin. Pharmacol. Toxicol. 2012; 111 (5): 348–355. DOI: 10.1111/j.1742-7843.2012.00915.x.

3. Ryter S.W., Choi A.M. Heme oxygenase−1/carbon monoxide: from metabolism to molecular therapy. Am. J. Respir. Cell. Mol. Biol. 2009; 41 (3): 251–260.

4. Motterlini R., Otterbein L.E. The therapeutic potential of carbon monoxide. Nat. Rev. Drug. Discov. 2010; 9 (9): 728–743. DOI: 10.1038/nrd3228.

5. Tyunina O.I., Artyukhov V.G. Carbon monoxide (CO) modulates surface architectonics and energy metabolism of human blood erythrocytes. Bull. Exp. Biol. Med. 2018; 165 (6): 803–807. DOI: 10.1007/s10517-018-4269-5.

6. Revin V.V., Ushakova A.A., Gromova N.V., Balykova L.A., Revina E.S., Stolyarova V.V., Stolbova T.A., Solomadin I.N., Tychkov A.Yu., Revina N.V., Imarova O.G. Study of erythrocyte indices, erythrocyte morphometric indicators, and oxygen-binding properties of hemoglobin hematoporphyrin patients with cardiovascular diseases. Adv. Hematol. 2017; 2017: 8964587. DOI: 10.1155/2017/8964587.

7. Upadhyay R.K. Emerging risk biomarkers in cardiovascular diseases and disorders. J. Lipids. 2015; 2015: 971453. DOI: 10.1155/2015/971453.

8. Tziakas D.N., Kaski J.C., Chalikias G.K., Romero C., Fredericks S., Tentes I.K., Kortsaris A.X., Hatseras D.I., Holt D.W. Total cholesterol content of erythrocyte membranes is increased in patients with acute coronary syndrome: a new marker of clinical instability? J. Am. Coll. Cardiol. 2007; 49 (21): 2081–2089. DOI: 10.1016/j.jacc.2006.08.069.

9. Namazi G., Jamshidi R.S., Attar A.M., Sarrafzadegan N., Sadeghi M., Naderi G., Pourfarzam M. Increased membrane lipid peroxidation and decreased Na+/K+-ATPase activity in erythrocytes of patients with stable coronary artery disease. Coron. Artery Dis. 2015; 26 (3): 239–244. DOI: 10.1097/MCA.0000000000000196.

10. Thomas S.L., Bouyer G., Cueff A., Egee S., Glogowska E., Ollivaux C. Ion channels in human red blood cell membrane: Actors or relics? Blood Cells, Molecules & Diseases. 2011; 46 (4): 261–265. DOI: 10.1016/j.bcmd.2011.02.007.

11. Maher A.D., Kuchel P.W. The Gаrdos channel: a review of the Ca2+-activated K+ channel in human erythrocytes. Int. J. Biochem. Cell Biol. 2003; 35 (8): 1182–1197. DOI: 10.1016/S1357-2725(02)00310-2.

12. Chlopicki S., Lomnicka M., Fedorowicz A., Grochal E., Kramkowski K., Mogielnicki A., Buczko W., Motterlini R. Inhibition of platelet aggregation by carbon monoxide-releasing molecules (CO-RMs): comparison with NO donors. Naunyn-Schmiedeberg’s Arch. Pharmacol. 2012; 385 (6): 641–650. DOI: 10.1007/s00210-012-0732-4.

13. Gusakova S.V., Kovalev I.V., Birulina Y.G., Smagliy L.V., Petrova I.V., Nosarev A.V., Orlov S.N., Aleinyk A.N. The effects of carbon monoxide and hydrogen sulfide on transmembrane ion transport. Biophysics. 2017; 62 (2): 220–226. DOI: 10.1134/S0006350917020099.

14. Yun S.H., Sim E.H., Goh R.Y., Park J.I., Han J.Y. Platelet Activation: The Mechanisms and potential biomarkers. Biomed. Res. Int. 2016; 2016: 9060143. DOI: 10.1155/2016/9060143.

15. Шатурный В.И., Шахиджанов С.С., Свешникова А.Н., Пантелеев М.А. Активаторы, рецепторы и пути внутриклеточной сигнализации в тромбоцитах крови. Биомедицинская химия. 2014; 60 (2): 182–200.

16. Del Carlo B., Pellegrini M., Pellegrino M. Modulation of Ca2+-activated K+ channels of human erythrocytes by endogenous protein kinase C. Biochim. Biophys. Acta. 2003; 1612 (1): 107–116. DOI: 10.1016/S0005-2736(03)00111-1.

17. Metere A., Iorio E., Scorza G., Camerini S., Casella M., Crescenzi M., Minetti M., Pietraforte D. Carbon monoxide signaling in human red blood cells: evidence for pentose phosphate pathway activation and protein deglutathionylation. Antioxid Redox Signal. 2014; 20 (3): 403–416.

18. Петрова И.В., Бирулина Ю.Г., Трубачева О.А., Розенбаум Ю.А., Смаглий Л.В., Рыдченко В.С., Гусакова С.В. Участие SH-групп в регуляции Са2-зависимой калиевой проницаемости мембраны эритроцитов при сердечно-сосудистой патологии. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2018; 104 (7): 827–834. DOI: 10.7868/S0869813918070080.

19. Bratseth V., Pettersen A.A., Opstad T.B., Arnesen H., Seljeflot I. Markers of hypercoagulability in CAD patients. Effects of single aspirin and clopidogrel treatment. Thromb. J. 2012; 10 (1): 12. DOI: 10.1186/1477-9560-10-12.

20. Sharma D., Pandey M., Rishi J.P. A Study of platelet volume indices in patients of coronary artery diseases. Journal of Scientific and Innovative Research. 2016; 5 (5): 161–164.

21. McBane R.D., Karnicki K., Tahirkheli N., Miller R.S., Owen W.G. Platelet characteristics associated with coronary artery disease. J. Thromb Haemost. 2003; 1 (6): 1296–1303. DOI: 10.1046/j.1538-7836.2003.00183.x.

22. Schwartz K.A. Aspirin resistance: a clinical review focused on the most common cause, noncompliance. Neurohospitalist. 2011; 1 (2): 94–103. DOI: 10.1177/1941875210395776.