WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

СМИРНОВ Игорь Юрьевич

АДСОРБЦИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ БЕЛКОВ ПЛАЗМЫ НА
ЭРИТРОЦИТАХ И ЕЁ ВЛИЯНИЕ НА МИКРОГЕМОЦИРКУЛЯЦИЮ

Специальность 03.00.13 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Москва – 2009

Работа выполнена на кафедре медико-биологических основ спорта

ГОУВПО «Ярославский государственный педагогический

университет имени К.Д. Ушинского»

Научный консультант

Заслуженный деятель науки РФ

доктор медицинских наук, профессор

Вячеслав Наумович Левин

Официальные оппоненты

доктор биологических наук, профессор

Фёдорова Марина Зотовна

доктор биологических наук, профессор

Городничев Руслан Михайлович

доктор биологических наук

Ройтман Евгений Витальевич

Ведущая организация

ГОУВПО Национальный государственный университет физической культуры, спорта и здоровья имени П.Ф.Лесгафта, Санкт-Петербург.

Защита состоится  « 21  » декабря  2009г.  в  13  часов

на заседании диссертационного совета Д 212.154.17 при Московском педагогическом государственном университете по адресу: 129164, Москва,
ул. Кибальчича, д.6, корп. 4, биолого-химический факультет, ауд. 205.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МПГУ по адресу: 119992, Москва, ул. М. Пироговская, д.1.


Автореферат разослан «  »________________2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета  Холмогорова Н.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Среди актуальных проблем современной медицины микрогемоциркуляция по праву занимает одно из ведущих мест. Изучение проблем микрогемоциркуляции связано, прежде всего, с исследованием фундаментальных закономерностей движения крови в капиллярах и других микрососудах.

Широкий интерес к микрогемоциркуляции крови связан с тем, что она необходима для нормального функционирования любого органа и ткани высокоразвитых организмов (Куприянов В.В., 1969). Нарушения микроциркуляции могут привести к недостаточному кровоснабжению, гипоксии тканей и к их дистрофии (Иванов С.Н., Липовецкий Б.М., 1991, Петрищев Н.Н. 2001). Состояние микрогемоциркуляции во многом определяет функциональное состояние сердечно-сосудистой системы, а значит, и физическую работоспособность организма (Козлов В.И., Тупицын И.О. 1982).

В области микроциркуляторного русла реологические свойства крови определяются двумя основными процессами – агрегацией и деформацией клеточных элементов (Катюхин Л.Н., 1995). На данный момент существуют две модели агрегации эритроцитов - мостиковая модель и модель истощения (Chien S., Jan K. M. 1973 Левтов В.А. и соавт., 1982, Armstrong J.K. et al.,2004),. В обоих случаях процесс образования агрегатов связывают с наличием или отсутствием на поверхности мембран эритроцитов адсорбированных белков. Согласно мостиковой модели высокомолекулярные белки плазмы, такие как фибриноген и макроглобулины, обеспечивают образование молекулярных мостиков между клетками, способствуя преодолению сил электростатического отталкивания между клетками. В то же время, низкомолекулярные белки, не перекрывающие критическое расстояние взаимного отталкивания, адсорбируясь на мембранах, препятствуют агрегации красных клеток крови. Адсорбция белков на поверхности клеток в свою очередь приводит к изменению вязко-эластических свойств мембран и, следовательно, оказывает непосредственное влияние на деформируемость клеток (Morris C.L., Meiselman H.J., 1981, Kikuchi Y. and Koyama T., 1984)

Помимо плазменных белков большое влияние на процессы агрегации оказывает состояние красных клеток крови. При циркуляции в сосудистой системе клетки подвергаются различным воздействиям и поэтому с возрастом у эритроцитов происходят изменения в биохимическом составе и структуре мембран, морфологии клеток, которые приводят к закономерной динамике их физических характеристик и электроповерхностных свойств (Nash G.B., Meiselman H., 1981, Геннис Р., 1997).

Повышенное агрегатообразование при патологии ведет к возникновению нарушений периферического кровотока и, тем самым, оказывает отрицательное влияние на тканевой метаболизм (Селезнёв С.А. и соавт., 1985). С другой стороны, у спортсменов в состоянии относительного покоя выявлено снижение агрегационной способности, что рассматривается как приспособительная реакция к мышечным нагрузкам (Hardeman M.R. et. Al., 1995, Brun J.F. et al., 1995, Муравьёв А.В. и соавт., 1995).

Исследования последних лет продемонстрировали наличие связи между активностью агрегационных процессов и состоянием микрососудистого русла. Показана зависимость плотности функционирующих капилляров от степени агрегации эритроцитов и гематокритного показателя (Vicaut E. et. al., 1994, Intaglietta M. et. al., 2005, King M.R. et. al. 2005, Kim S. et al. 2006). Однако и в настоящее время не достаточно изучены процессы взаимодействия между клеточными элементами крови, происходящие в микрососудистом русле, что в свою очередь затрудняет интерпретацию результатов реологических измерений in vitro и их экстраполяцию на условия in vivo (Popel A.S., Johnson P.C., 2005).

Цель исследования

Исследовать адсорбцию высокомолекулярных белков плазмы на мембранах эритроцитов и её влияние на микрогемоциркуляцию.

Задачи:

  1. Выяснить влияние на процессы адсорбции на мембранах эритроцитов абсолютной и относительной концентраций электрофоретических фракций белков плазмы.
  2. Оценить роль структурных мембранных гликопротеинов красных клеток крови как потенциальных мест адсорбции белков плазмы.
  3. Исследовать влияние сиаловых кислот, связанных с белковыми структурами, на процессы адсорбции макромолекул на эритроцитарных мембранах.
  4. Исследовать реологические параметры крови, характеризующие взаимодействие между красными клетками крови в потоке in vitro при различной степени адсорбции высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах.
  5. Сопоставить состояние реологических параметров крови обусловленных адсорбцией высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах и объём микрососудистого русла скелетных мышц.
  6. Сопоставить степень адсорбции высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах с объёмными показателями сосудистого русла.
  7. Сопоставить степень адсорбции высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах со структурой потока крови в микрососудах.
  8. Исследовать скоростной профиль потока крови в магистральных артериальных сосудах.

Научная новизна исследования

Впервые с использованием метода импедансной спектроскопии исследовано изменение адсорбционных свойств эритроцитарных мембран. Установлены закономерные изменения адсорбции высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах, как следствие изменений белковых концентраций в плазме и состояния поверхности эритроцитарных мембран.

На основе данных импедансной спектроскопии впервые получены сведения об изменении состояния сосудистого русла скелетной мускулатуры при разных функциональных состояниях организма. Выявлено наличие различных вариантов сочетания между реологическими свойствами крови и объёмом микрососудистого русла. Получены новые сведения об особенностях перестройки системы микрогемоциркуляции при экстремальных состояниях организма и в условиях патологии.

Зафиксирована зависимость адсорбции белков плазмы на клеточных мембранах от их абсолютной концентрации, но только при нормальном возрастном спектре циркулирующих красных клеток крови.

Установлено блокирующее влияние сиаловых кислот связанных с мембранными белками эритроцитов на степень адсорбции белков плазмы на эритроцитах.

Показана важная роль гликопротеинов мембраны, которые подвержены изменению в процессе циркуляции, в детерминации количественной характеристики адсорбции высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах.

Показана роль мембранных белков как потенциальных мест адсорбции на мембранах эритроцитов.

Выявлен характер течения крови в микрососудах существенно отличающийся от параболического профиля скоростей. Зарегистрированы факты сохранения структуры потока венулярных сосудов при их слиянии. Показано влияние геометрии микрососудистой сети на структуру потока крови. Выявлено влияние на структуру потока крови конгломератов эритроцитов имеющихся в венулах.

Теоретическая и практическая значимость работы

Полученные данные позволяют расширить существующее представление о гемореологических перестройках и изменениях состояния микрососудистого русла при патологии, а также углубить понимание механизмов адаптации системы микрогемоциркуляции в условиях мышечной деятельности.

Расширено имеющееся представление о факторах, обеспечивающих адсорбцию биополимеров на клеточных мембранах, имеющих место в организме при различных состояниях.

Выявленные механизмы изменения адсорбции высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах дают основания для разработки методов коррекции процессов адсорбции, и, как следствие, агрегационной активности красных клеток крови.

Установленное повышение показателя адсорбции при тяжёлых мышечных нагрузках позволяет использовать его в качестве одного из тестов для оценки функционального состояния спортсменов.

Зафиксированное динамическое изменение структуры потока крови в микрососудах позволяет давать более объективную оценку влияния агрегации эритроцитов регистрируемую in vitro на микрогемоциркуляцию in vivo.

Апробированный в работе комплекс методик может быть использован в клинике, в практике врачебного контроля за функциональным состоянием организма спортсменов и при проведении научных исследований.

Материалы диссертации могут быть использованы при преподавании ряда физиологических дисциплин, при написании соответствующих глав учебников и руководств, для проведения дальнейшей исследовательской работы в области микрогемоциркуляции и реологии крови.

Основные положения, выносимые на защиту

  1. Абсолютные концентрации белков в плазме определяют качественные характеристики их адсорбции на эритроцитарных мембранах.
  2. Интегральные белки мембран эритроцитов и связанные с ними сиаловые кислоты определяют количественные характеристики адсорбции белков плазмы на эритроцитах.
  3. Изменение состояния микрососудистого русла при разных функциональных состояниях коррелирует с изменением реологических свойств крови, обусловленных адсорбцией белков плазмы на эритроцитах.
  4. Изменения адсорбции высокомолекулярных белков на поверхности эритроцитов оказывают влияние на взаимодействие между эритроцитами в потоке и, как следствие, на структуру потока крови во всех звеньях сосудистого русла.
  5. Изменение структуры потока крови в сосудах обусловленное адсорбцией высокомолекулярных белков плазмы на красных клетках крови влияет на распределение эритроцитов в микрососудистой сети.

Апробация результатов работы.

Материалы, изложенные в диссертации, доложены и обсуждены на международных конференциях «Микроциркуляция» (Ярославль 1997), «Микроциркуляция и гемореология» (Ярославль 1999), «Гемореология» (Ярославль 2001), «Гемореология и микроциркуляция» (Ярославль 2003), «Гемореология в микро- и макроциркуляции» (Ярославль 2005), Международной конференции «Физкультура и спорт в развивающемся мире» (Шуя, 1996), на XVII и XIX съездах физиологического общества им. И.П.Павлова (Ростов-на-Дону, 1998. Екатеринбург, 2004), 2 всероссийской конференции «Физическая культура как средство оздоровления в современных условиях» (Дзержинск, 1999), международной научно-практической конференции «Проблемы физкультурного образования детей и учащейся молодежи» (Шуя, 2002), российской конференции «Современные методы ультразвуковой диагностики заболеваний сердца, сосудов и внутренних органов» (Москва 2004), всероссийской научной конференции «Клиническая гемостазиология и гемореология в сердечно-сосудистой хирургии» (Москва, 2005), на I съезде физиологов СНГ (Сочи, 2005), на 12 международном конгрессе по биореологии и 5 международной конференции по клинической гемореологии (Китай, Чон-Синь, 2005), на Российской научной конференции с междунар. участием «Медико-биологические аспекты мультифакториальной патологии» (Курск, 2006), научно-практ. конференции «Методы исследования регионарного кровообращения и микроциркуляции в клинике и в эксперименте» (Санкт-Петербург, 2007).

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 280 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, главы с описанием материалов и методов исследования, главы с изложением полученных результатов, обсуждения полученных результатов, выводов, списка литературы. Работа иллюстрирована 67 таблицами и 61 рисунком. Библиографический указатель включает в себя 436 наименований: 265 отечественных и 171 иностранный источник.

ОРГАНИЗАЦИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование проведено на нескольких группах добровольцев с различным белковым спектром плазмы крови и эффективностью периферического кровообращения.

  1. Группу с повышенным содержанием высокомолекулярных фракций белков составили больные ревматоидным артритом в возрасте 23-54 года. В группу женщин вошло 24 человека. В группе мужчин 7 человек. Кровь у участников данной группы брали в первый день поступления в ревматологическое отделение больницы. В дальнейшем диагноз верифицировали согласно существующим требованиям.
  2. В качестве контроля исследованы практически здоровые мужчины (n = 22) и женщины (n = 25) в возрасте 20-45 лет не имеющие хронических заболеваний.
  3. Группу, характеризующуюся высоким уровнем функционирования системы кровообращения, составили высококвалифицированные спортсмены с преимущественной направленностью тренировочного процесса на выносливость. В группах спортсменов обследование проводилось неоднократно.

В состоянии относительного покоя, т.е. через двое суток после последней тренировочной нагрузки. В группу мужчин вошло10 человек, для анализа использованы результаты 28 исследований. В группу женщин вошло 8 человек и 15 результатов их обследования.

Непосредственное влияние мышечной нагрузки изучали, забирая кровь для анализа сразу после прекращения нагрузки. Тяжёлая нагрузка (продолжительность 70-90 минут) – 8 человек, субпредельная (150-180 минут) – 6 человек, с учётом повторных обследований 10 результатов.

Проведено обследование группы спортсменов через 16 – 18 часов после мышечной нагрузки. В группу после тяжёлой нагрузки вошло 7 человек и для анализа использованы результаты 21 обследования. После субпредельной нагрузки обследовано 6 человек и 10 результатов их обследования.

Во всех случаях кровь для анализа брали из локтевой вены в объёме 25 мл. В качестве антикоагулянта для 20 мл использовали гепарин. Для определения содержания фибриногена 5 мл крови стабилизировали 3,8% цитратом натрия.

1. Методы клинической оценки параметров крови

Традиционными клиническими методами определяли количество эритроцитов на микролитр (в камере Горяева), концентрацию гемоглобина в крови (цианметгемоглобиновым методом), показатель объёма фракции эритоцитов и лейкоцитов (центрифугированием в 100 мм капилляре), скорость оседания эритроцитов. Использовали группу расчётных параметров – среднее содержание и средняя концентрация гемоглобина в эритроцитах, средний объём эритроцитов.

Концентрацию белков плазмы измеряли рефрактометрически и по биуретовой реакции колориметрически.

Разделение белков на фракции выполняли электрофорезом на бумаге. Абсолютные концентрации отдельных фракций рассчитывали по данным общей концентрации белков и их процентным соотношениям. Концентрацию фибриногена определяли суховоздушным методом по Рутбергу.

  1. Методы оценки реологических параметров крови, плазмы и суспензий эритроцитов.

Вискозиметрия крови, плазмы и концентрированных суспензий красных клеток крови проводилась на оригинальном капиллярном полуавтоматическом вискозиметре, разработанном на кафедре медико-биологических основ спорта ЯГПУ (Смирнов И.Ю. и соав., 1992, 1996, 1997) на основе принципа измерения, предложенного M. Litt et al. 1988.

Вязкость внутреннего содержимого эритроцитов оценивали по формуле (P.Ross and A.P.Minton 1977).

Индекс ригидности Тк рассчитывали на основании данных вискозиметрии крови и плазмы, и величины гематокритного показателя (Dintenfass L. 1977).

Предельное напряжение сдвига рассчитывали по формуле
(Morris C.L., et al. 1989).

3. Методики оценки осмотических влияний на эритроциты

Осмолярность плазмы рассчитывали по данным электропроводности плазмы, фосфатного буферного раствора с осмолярностью 300 мосм/кг и общей концентрации белков плазмы. (Смирнов И.Ю., Чирикова О.А. 2003).

Измерения осмотической резистентности эритроцитов проводили на двухканальном дифференциальном фотоэлектроколориметре при ступенчатом снижении осмолярности.

При анализе результатов эритроциты разделяли на 3 группы – низкостойкие (разрушающиеся при снижении осмолярности до 120 мосм/л), высокостойкие (выдерживающие снижение осмолярности ниже 97 мосм/л) и среднестойкие (гемолизирующиеся при осмолярности 120-97 мосм/л). Представленные границы 120 и 97 мосм/л выбраны нами на основании анализа распределения эритроцитов по осмотической стойкости в группе спортсменов в состоянии относительного покоя. В указанный диапазон входило 67% от общего числа гемолизированных эритроцитов (М±).

4. Приготовление концентрированных суспензий эритроцитов

Концентрированные суспензии нативных клеток получали центрифугированием крови в течение 15 минут при 2700 об./мин (1000g в области дна пробирки), затем тщательно удаляли плазму. Сравнительно малая величина ускорения использовалась с целью минимизаций гравитационных воздействия на клеточные мембраны.

Для трехкратных отмывок эритроцитов применялся К+-Na+-фосфатный буферный раствор с осмолярностью 300 мосм/л (рН - 7,4). При первых двух отмывках время центрифугирования - 5 минут, при третьей - 15 минут.

При ресуспендировании клетки, предварительно отмытые в фосфатном буферном растворе, инкубировали в исследуемой среде в течение 15 минут, затем центрифугировали 15 минут при 2700 об./мин.

Обработку эритроцитов протеолитическим ферментом выполняли при отмывках. Для второй отмывки использовали фосфатный буферный раствор с трипсином в концентрации 2 мг/мл. При третьей отмывке трипсин практически полностью удалялся.

5. Определение сиаловых кислот связанных с мембранными
белками

Для определения сиаловых кислот связанных с мембранными белками эритроцитов использовали кровь, стабилизированную цитратом натрия. Кровь центрифугировали в течение 15 мин. Полученную суспензию эритроцитов однократно отмывали фосфатно-буферным раствором. Затем 2мл клеток инкубировали 15 мин. в растворе трипсина, (10мг трипсина в 5мл фосфатного буферного раствора) и снова центрифугировали 15 мин.

Затем пипеткой отбирали 3мл надосадочной жидкости и смешивали с 2мл 7,5% раствора хлорной кислоты; тщательно перемешивали и помещали в водяную баню на 5 мин. После охлаждения центрифугировали 10 мин. для осаждения белков. К 4 мл полученного раствора добавляли 1мл реактива Эрлиха и снова помещали в водяную баню на 15 мин. После охлаждения измеряли оптическую плотность полученного раствора при длине волны фотоколориметра ≈ 540 нм.

6. Измерение импеданса крови, плазмы и концентрированных
суспензий эритроцитов.

При проведении измерений импеданса использовалась камера с электродами из медицинской нержавеющей стали. Электроды были выполнены в виде трубок, расположенных на краях цилиндрической ячейки. Величину постоянной камеры определяли по 0,1М раствору КСl.

Все измерения выполнены при температуре 37°С. Контроль температуры осуществлялся электронным регулятором с точностью ± 0.1°С.

Измерения импеданса на фиксированных частотах 1, 100, 300 кгц проводились на специально изготовленном измерителе импеданса, имеющем основную погрешность не более 1%. Ток, протекающий через камеру, был всегда одинаковым и составлял единицы нА, что определялось конструкцией преобразователя импеданс-напряжение.

7. Импедансная спектроскопия скелетной мышцы

Измерения проводили на мышцах голени с использованием 4-четырёх электродной системы. Расстояние между измерительными электродами составляло 100 мм. Электроды накладывали в области медиальной головки икроножной мышцы, предварительно тщательно обработав кожу спиртом. Между электродами и кожей для улучшения контакта помещали тонкий слой электропроводящего геля (Водолазский Л.А. 1966).

При измерении импеданса использовали частоты 5 и 500 кГц. В качестве измерителя применяли измеритель импеданса ИСГТ-1.

8. Лазерно-допплеровская флоуметрия

Использовался программно-аппаратный комплекс, состоящий из прибора ЛАКК-01, персонального компьютера и программы «Лакграф», разработанный в НПО «Лазма» (Россия) (Козлов В.И. 1997). Исследования проводили через 5 минут после адаптации пациента к условиям исследования при температуре 20С в положении лёжа на спине.. Оценивали базальный кровоток, выражающийся в условных единицах (индекс микроциркуляции), и изменение кровотока под влиянием функциональных проб в процентах по отношению к исходной величине.

9.Ультразвуковое исследование скорости потока крови
в артериальных сосудах.

Ультразвукое исследование скорости движения крови в наружной сонной артерии проводили на аппарате «Sonos-100» (Hewlet Paccard). Исследование проводилось при горизонтальном положении пациента. Скорость движения крови измеряли располагая точки измерения; 1 - в центе сосуда (определяли визуально при максимальном диаметре сосуда на экране), 2 - в непосредственной близости от стенки сосуда в диаметрально противоположных точках и 3 - посередине между центральной и латеральными точками. Всего в 5 точках. Средняя скорость определялась по результатам измерений 5 сердечных циклов. На основании полученных данных строили профили скорости в систолу и диастолу.

10. Исследование состояния кровотока в микрососудах.

Исследование кровотока в микрососудах проводили по видеосъёмке и микрофотографиям бульбарной конъюнктивы глазного яблока. В качестве регистратора использовали цифровой фотоаппарат. Оптическая система состояла из объектива с увеличением 4,7 и окуляра с увеличением 20. Суммарное увеличение оптической системы и фотоаппарата составляло х282.

В качестве осветителя использовали LED диод мощностью 3 вт с фокусирующей оптической системой.

Анализ видео изображений осуществлялся после замедления осуществляемого в программах «Power director» или «Pinacle studio plus». Покадровый просмотр осуществляли в программе «Power DWD 5.0».

11. Статистическая обработка результатов

Статистическая обработка результатов выполнена с применением пакета программ «Statistica».

Цифровые данные в таблицах при условии, что все величины имеют нормальное распределение представлены средней арифметической (М) и средним квадратичным отклонением (±). При отклонении распределения от нормального использовали формат – «медиана (16 : 84 процентили)
(Гланц С., 1998).

Для анализа вида распределения полученных величин использован критерий Шапиро-Уилка

Для множественного сравнения использовали тесты Крускала-Уолиса или Фридмана. При подтверждении статистической достоверности при множественном сравнении, проводили парное сравнение. Парное сравнение выполняли по критерию U - Манна – Уитни или критерию Вилкоксона.

Корреляционный анализ производили с использованием коэффициента корреляции Пирсона и ранговой корреляции Спирмена (коэффициент корреляции - rs).

Точные значения вероятности ошибки р в таблицах указаны в случае, если они меньше 0,05. Минимальное представляемое значение 0,0001 использовалось, даже если полученная величина была меньше.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты обследования экспериментальных групп

Концентрации белков плазмы в обследованных группах

Для определения влияния концентраций белковых фракций в плазме на степень адсорбции высокомолекулярных фракций на поверхности эритроцитов in vivo, нам необходимо было получить достаточно широкий диапазон их вариации. Поскольку искусственное введение отдельных белков не представляется возможным, мы использовали для этой цели три группы добровольцев, у которых по данным литературы имелись различные варианты концентраций белковых фракций.

Нами выполнены измерения общей концентрации белков и процентного содержания электрофоретических фракций. Поскольку в литературе имеются указания на зависимость адсорбции полимеров от концентрации, а не от процентного соотношения выполняли расчёт концентраций отдельных фракций по данным общего содержания белков и их процентному содержанию. Результаты контрольной группы представлены в таблицах 1 и 2. Последующий анализ показал, что концентрационные изменения достаточно часто не соответствовали изменениям относительного содержания отдельных фракций.

Таблица 1 ­Фракционный состав белков плазмы в группе контроля женщин

%
Г/л
Альбумины

51,7 (46,4:56,0)

38,9 (35,4:42,3)

Фракция 1

6,0 (4,8:7,3)

4,8 (3,6:5,7)

Фракция 2

8,9 (7,3:10,0)

6,6 (5,4:7,4)

Фракция

13,4 (11,3:15,3)

10,0 (8,4:12,2)

Фракция

21,0 (18,6:23,2)

15,9 (14,1:17,7)

А/Г

1,07 (0,86:1,27)

Таблица 2 ­Фракционный состав белков плазмы в группе контроля мужчин

%
Г/л
Альбумины

47,0 (46,5:50,0)

36,3 (34,9:41,4)

Фракция 1

7,0 (5,5:7,7)

5,3 (4,2:6,2)

Фракция 2

9,5 (8,5:12,0)

7,5 (6,5:8,9)

Фракция

15,9 (14,7:16,0)*

12,0 (11,2:13,2)*

Фракция

20,6 (17,0:22,1)

15,6 (12,6:17,8)

А/Г

0,89 (0,87:1,01)

* - статистически значимые различия с группой женщин.

В группе женщин общая концентрация белков составила –
74,2 (74,2:80,0) г/л, концентрация фибриногена 2,28 (1,91:2,64) г/л. В группе мужчин общая концентрация белков составила
76,3 (72,0:82,0) г/л, концентрация фибриногена 1,92 (1,60:2,39) г /л.

Выраженные статистически значимые отличия от контроля в группах женщин с ревматоидным артритом выявлены по общей концентрации белков 82,8(80.6:89.2)г/л p = 0,0001 и фибриногену 4,27(3,30:5,25) г/л p = 0,0001. Различия по электрофоретическим фракция глобулинов в группах мужчин и  женщин с ревматоидным артритом не совпадали. Так в группе женщин выявлено повышение концентрации α2- глобулинов 7,8(6,8:9,1) г/л р = 0,006 и
β-глобулинов 12,9(11,8:14,2) г/л р = 0,0003. В группе мужчин повышенными оказались общая концентрация белков 89,2(82,8:104,8) г/л р = 0,001, концентрация альбуминов 45,0(39,5:50,4) г/л р = 0,005, γ-глобулинов 19,0(14,7:21,0)г/л р = 0,017 и фибриногена 4,70(3,79:4,96) г/л р = 0,001. При этом увеличения относительных концентраций, каких либо фракций не было.

Сравнение групп спортсменов с контрольными группами по общей концентрации, процентному содержанию и абсолютным концентрациям электрофоретических фракций ярко выраженных различий не выявило. В группах мужчин у спортсменов процентное содержание альбуминов было выше 51,3(48,0:56,0)% р = 0,006, но поскольку общая концентрация белков чаще была пониженной, то по концентрации альбуминов статистически значимых различий не выявлено. Зато достоверно ниже оказалась концентрация α2 глобулинов 6,8(5,6:7,4) г/л р = 0,046. У женщин сниженной оказалась концентрация γ глобулинов 13,5(12,2:18,4) г/л р = 0,05.

Концентрация фибриногена у спортсменов мужчин и женщин в состоянии относительного покоя статистически значимо не отличалась от контрольной группы.

Резюме

Обследованные группы различались по концентрации высокомолекулярных фракций α2 , β и γ глобулинов. Это позволило значительно расширить диапазон исследуемых концентраций белков в плазме в сторону повышения их концентраций в первую очередь за счёт группы с ревматоидным артритом. Расширение диапазона белковых концентраций в сторону их понижения было получено в группах спортсменов.

Результаты импедансметрии плазмы и концентрированных суспензий эритроцитов

Мы не проводили расчет удельных проводимостей во время анализа результатов, полученных при обследовании различных групп добровольцев. Величина наших расчётных коэффициентов не зависит от используемого вида импеданса, поэтому результаты импедансметрии в исследуемых группах представлены в абсолютных величинах. При необходимости величины удельного импеданса могут быть получены делением абсолютных величин на величину постоянной измерительной камеры, которая на частотах 100 и 300 кгц составляла 53 см-1.

Результаты импедансметрии в группах контроля представлены в таблицах 3 для женщин и 4 для мужчин.

Таблица 3 ­Импеданс (ком) и значения коэффициента дисперсии клеточных суспензий и плазмы в группе контроля женщин (n=25).

Нативные клетки

Отмытые клетки

Плазма

Импеданс на 100 кгц (ком)

85,66 (78,96:92,59)

64,92 (57,82:69,20)

3,444 (3,367:3,547)

Импеданс на 300 кгц (ком)

45,28 (41,51:46,67)

39,60 (36,94:41,02)

3,430 (3,361:3,545)

Коэффициент

дисперсии

1,913 (1,835:1,993)

1,639

(1,526:1,68)

1,002 (1,000:1,004)

Разница коэффициентов дисперсии суспензий нативных и отмытых клеток составила по группе женщин 0,305 (0,243:0,347).

Таблица 4 ­Импеданс (ком) и значения коэффициента дисперсии клеточных суспензий и плазмы в группе контроля мужчин (n=22).

Нативные клетки

Отмытые клетки

Плазма

Импеданс на
100 кгц (ком)

85,24 (78,91:92,50)

67,02 (61,52:69,70)

3,360 (3,325:3,497)

Импеданс на
300 кгц (ком)

44,25 (42,60:47,19)

39,46 (38,52:40,48)

3,352 (3,313:3,485)

Коэффициент дисперсии

1,924 (1,841:1,965)

1,697

(1,598:1,737)

1,002 (1,001:1,004)

Разница коэффициентов дисперсии суспензий нативных и отмытых клеток составила по группе мужчин 0,215 (0,162:0,324).

Проведённые измерения импеданса в группе с ревматоидным артритом продемонстрировали существенные отличия от контрольных групп. Статистически значимые различия выявлены для суспензий нативных клеток на частоте 100 кгц для женщин 96,60 (82,24:102,3) ком р = 0,0003 и для мужчин 101,2(97,10:103,7) ком р = 0,0001.

Статистически значимые различия с контрольными группами выявлены для коэффициента дисперсии суспензий нативных эритроцитов у женщин 2,077(1,978:2,181) р = 0,0001 и у мужчин 2,168(2,054:2,250) р = 0,0001,а так же для показателя адсорбции 0,456(0,377:0,600) р = 0,0001 у женщин и 0,403(0,359:0,573) р = 0,0007 у мужчин. Таким образом, группы, с повышенной концентрацией высокомолекулярных белков плазмы имели значительно более высокие величины показателя адсорбции.

При отсутствии различий с контролем по белковому составу плазмы в группах спортсменов, импеданс плазмы у спортсменов не отличался от аналогичного показателя контрольных групп. Импедансы суспензий так же соответствовали контролю, и поэтому величины расчетных коэффициентов и показателя адсорбции не отличались от величин мужчин и женщин, не занимающихся спортом.

Резюме

Импедансметрические измерения позволили установить факт повышенной адсорбции высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах только в группах с ревматоидным артритом. Группы спортсменов в состоянии покоя не имели статистически значимых отличий по показателю адсорбции от контрольных групп.

3.5 Реологические параметры в обследованных группах

Для оценки реологических параметров крови проведено исследование группы параметров характеризующих цельную кровь, плазму и эритроциты. Вязкость цельной крови при 37С измерялась при трёх значениях напряжения сдвига. При τ = 0,5 Па вязкость крови близка к асимптотической. Изменения текучести при переходе к τ = 0,2 Па и τ = 0,1 Па позволяет судить об активности агрегационных процессов, которые определяют рост вязкости крови при снижении скоростей сдвига.

Вязкость концентрированных суспензий нативных эритроцитов обусловлена как минимум несколькими наиболее важными факторами – степенью упаковки, деформируемостью клеток и агрегационными взаимодействиями между эритроцитами. Поскольку величина гематокритного показателя использованных нами суспензий имеет реальную величину порядка 0,930, влияние вязкости суспендирующей среды оказывается несущественным. Между вязкостью плазмы и вязкостью концентрированной суспензии нативных эритроцитов по данным корреляционного анализа взаимосвязь отсутствует. Тройная отмывка клеток в фосфатном буферном растворе с осмолярностью 300 мосм/л удаляет с поверхности клеток адсорбированные молекулы, но не изменяет деформируемости клеток обусловленной вязкоэластическими свойствами их мембран. Таким образом, вязкость этих суспензий определяется степенью упаковки и деформируемостью клеток. При условии, что гематокритный показатель одинаков различия между вязкостями суспензий нативных и отмытых эритроцитов обусловлены адсорбированными на их поверхности белками плазмы. По результатам наших измерений в группах контроля гематокритный показатель суспензий отмытых клеток у женщин 0,933(0,930:0,937) и у мужчин 0,934(0,933:0,936) был значимо выше, чем у суспензий нативных клеток у женщин 0,923(0,913:0,933) и у мужчин 0,925(0,919:0,929) (по тесту Вилкоксона в обоих случаях p = 0,0001). Однако вязкость суспензий отмытых клеток была существенно ниже, чем суспензий нативных эритроцитов, следовательно, эти различия в наших условиях измерений могут свидетельствовать о наличии агрегационных взаимодействиях между эритроцитами при течении. Результаты вискозиметрических измерений контрольной группы представлены в таблице 5. Статистически значимых различий между группами мужчин и женщин по вязкости концентрированных суспензий и по величине разницы вязкостей суспензий нативных и отмытых клеток (женщины - 72(42:106) мПа•с, мужчины - 68(48:92) мПа•с) не выявлено. Не различались они и по индексу ригидности Тк. В то же время предельное напряжение сдвига у мужчин было выше, 0,049(0,041:0,057) Па/м2 против 0,040(0,031:0,051) Па/м2 при значимости различий р = 0,05. Основной причиной этого стала более высокая величина гематокритного показателя в группе мужчин. Для детального анализа вязкости цельной крови необходима группа показателей характеризующих клеточные элементы крови (таблица 6). Статистически значимые различия между группами мужчинам и женщин в основном были связаны с различиями по концентрации красных клеток в крови, которые стали причиной различий и по концентрации гемоглобина, и по гематокритному показателю. Полученные величины и различия между группами находятся в соответствии с известными данными литературы. Объёмная доля лейкоцитов у женщин составила 0,005(0,005:0,007) у мужчин 0,005(0,003:0,007). Широко распространённый клинический тест СОЭ позволяет выявлять наличие воспалительных реакций в организме. Полученные нами величины этого показателя находились в рамках клинических норм, составляя у женщин 5(3:12) мм/ч и у мужчин 2(1:4) мм/ч. Различия по величине СОЭ между группами статистически значимы (р=0,0001), что так же соответствует норме. Эти результаты подтвердили обоснованность выбора добровольцев в качестве контроля, как не имеющих воспалительных заболеваний.

Таблица 5 ­ Группа реологических параметров у практически здоровых

Параметр

Женщины

Мужчины

Значимость различий р

Вязкость крови мПа•с при τ=0,5 Па

3,78

(3,40:4,20)

4,27

(3,86:4,83)

0,0003

Вязкость крови мПа•с при τ=0,2 Па

5,1

(4,4:5,9)

5,6

(4,7,:7,1)

0,028

Вязкость крови мПа•с при τ=0,1 Па

7,2

(5,4:8,6)

7,5

(6,5:10,5)

Вязкость плазмы мПа•с

1,40

(1,33:1,46)

1,40

(1,32:1,46)

Вязкость суспензий нативных эритроцитов мПа•с

145

(107:185)

147

(121:162)

Вязкость суспензий отмытых эритроцитов мПа•с

69

(54:86)

73

(59:84)

мужчин и женщин.

Таблица 6 ­ Группа параметров крови у практически здоровых
мужчин и женщин

Параметр

Женщины

Мужчины

Значимость различий р

Количество эритроцитов млн./мкл.

4,47

(4,07:4,99)

5,03

(4,40:5,30)

0,0008

Концентрация гемоглобина г/л

140

(125:153)

159

(144:171)

0,0001

Объёмная доля эритроцитов

0,415

(0,395:0,448)

0,464

(0,444:0,500)

0,0001

Среднее содержание Нв в эритроцитах пГ

30

(28:35)

32

(30:34)

Средняя концентрация Нв в эритроцитах г/л

327

(305:352)

336

(316:354)

Средний объём эритроцитов фЛ

94

(87:103)

95

(92:100)

Изменения в белковом спектре плазмы в группах с ревматоидным артритом сказались и на реологических показателях. В первую очередь это касается вязкости плазмы, деформируемости эритроцитов и агрегационных взаимодействий между ними. Вязкость плазмы у женщин с ревматоидным артритом составила 1,67(1,45:1,86) мПа•с р = 0,0001 и у мужчин 1,79 (1.59:2.01) мПа•с  р = 0,0005. Вязкость концентрированных суспензий нативных эритроцитов превышала величины контрольных групп и у женщин 230(159:276) мПа•с р = 0,0001 и у мужчин 242 (207:3.19) мПа•с р = 0,0001. Предельное напряжение сдвига у женщин 0,062(0,036:0,098) Па/м2 и у мужчин 0,089(0.080:0.123) Па/м2 было выше, чем в контроле (значимость различий с контрольными группами р = 0,01 и р = 0,001). Так же повышенными оказались и величины разницы вязкостей суспензий нативных и отмытых эритроцитов составляя 162(109:186)мПа•с у женщин и 182(126:229) мПа•с у мужчин (в обоих случаях р = 0,0001). Индекс ригидности Тк косвенно характеризующий способность эритроцитов к деформации по группам мужчин и женщин составил соответственно 0,687(0.625:0.708) и 0,706(0,589:0,785) при значимости различий с контролем р = 0,0005 и р = 0,003.

На фоне повышения вязкости плазмы в группе женщин с ревматоидным артритом выявлен пониженный гематокритный показатель 0,392(0,340:0,449) р = 0,039, который мог компенсировать влияние повышенной вязкости плазмы, и повышенной агрегационной активности эритроцитов.

Выявленное повышение объёмной доли лейкоцитов у женщин с ревматоидным артритом 0,008(0,005:0,010) р = 0,0004 сочеталось с существенным повышением СОЭ - 34(15:46)мм/ч по сравнению с контролем (р = 0,0001). В группе мужчин с ревматоидным артритом выявлена аналогичная ситуация. Объёмная доля лейкоцитов 0,007(0,006:0,008) р = 0,016 и СОЭ повышена до 21(1:61) мм/ч. Различия с контролем статистически значимы при р = 0,013

В группе спортсменов мужчин в состоянии относительного покоя на фоне изменений в белковом содержании плазмы выявлено снижение её вязкости, по сравнению с контролем 1,34(1,29:1,44) р = 0,013. В основном это было обусловлено повышением доли альбуминов (коэффициент корреляции Спирмена rs = -0,522 р = 0,031). По другим регистрируемым реологическим параметрам статистически значимых различий с контролем не выявлено.

Группа показателей клеточных элементов крови у спортсменов в покое так же статистически значимо не отличалась от контроля.

Резюме

Статистически значимые различия по вязкости плазмы и крови с контролем зафиксированы в группах спортсменов в состоянии покоя. По реологическим параметрам способным характеризовать агрегационные взаимодействия между эритроцитами отличий от контрольных групп не зафиксировано. В группах с ревматоидным артритом наоборот, текучесть цельной крови не изменялась, при том, что вязкость плазмы была повышена и так же существенно повышенными были реологические параметры характеризующие агрегационные взаимодействия между эритроцитами.

Изменения белкового спектра плазмы при выполнении
мышечных нагрузок

Изменения белкового спектра плазмы могут наблюдаться у спортсменов, как в процессе регулярных занятий, так и непосредственно при выполнении длительных мышечных нагрузок. Исследование изменений белкового спектра, реологических и адсорбционных параметров имеющих место непосредственно во время нагрузки проводилось только на спортсменах мужчинах. Использовались результаты измерений образцов крови полученных сразу после финиша на официальных соревнованиях, что позволило в значительной мере стандартизировать нагрузку.

При выполнении тяжёлой нагрузки изменения в белковом содержании плазмы затронули только концентрационные характеристики, при практически неизменном соотношении между фракциями. Общая концентрация белков плазмы возросла до 84,7(77,4:89,2) г/л р = 0,006. Повысились концентрации α2 глобулинов 7,7(7,3:8,4) г/л р = 0,007 и β глобулинов 13,3(12,1:14,3) г/л р = 0,002.

Исследование белкового спектра плазмы после периода отдыха позволило выявить некоторое понижение доли альбуминов относительно состояния покоя 50,0(46,8:51,5) % р = 0,020. Концентрационных различий не было выявлено ни по одной фракции. По-видимому, в течение периода отдыха 16-20 часов после соревновательной нагрузки продолжительностью 1-1,5 часа происходит практически полное восстановление концентраций электрофоретических фракций.

При выполнении субпредельной нагрузки более выраженными оказались изменения относительных концентраций между фракциями, в то время как общая концентрация белков статистически значимо не изменилась. Различия в абсолютных концентрациях белковых фракций имели меньшую статистическую значимость. В отличие от тяжёлой нагрузки субпредельная приводила к понижению относительной и абсолютной концентрации альбуминов в крови 46,0(45,9:46,5) % (р = 0,0006) и 35,3(32,1:39,7) г/л (р = 0,026). Статистически значимо возросли относительная (р = 0,002) и абсолютная
(р = 0,012) концентрации γ глобулинов и относительная концентрация α2 глобулинов (р = 0,029). При этом концентрация фибриногена во время нагрузки снижалась р = 0,033 (по тесту Манна-Уитни)

Соотношения и концентрации электрофоретических фракций, зарегистрированные на следующий день после субпредельной нагрузки, не были столь однозначны как при воздействии тяжёлой нагрузки. Были понижены относительная (р = 0,049) и абсолютная (р = 0,046) концентрации альбуминов, а концентрация γ-глобулинов повышена (р = 0,040) по отношению к состоянию покоя. Следует отметить, что процентное содержание β-глобулинов соответствовало покою, тогда как их абсолютная концентрация чаще оказывалась пониженной (р = 0,035). Концентрация фибриногена, сниженная при выполнении субпредельной нагрузки, на следующий день вновь соответствовала уровню покоя 2,08(1,86:2,34) г/л.

Общая концентрация белков сразу после выполнении нагрузки и после восстановления статистически значимо не отличалась от состояния покоя.Концентрация альбуминов при выполнении субпредельной нагрузки снижалась, и не восстанавливалась до уровня покоя за последующие 20 часов отдыха. Мы можем говорить о закономерном повышении концентрации α2 глобулинов во время выполнения субпредельной нагрузки и возвращении их концентрации к уровню относительного покоя в течение суток.

Парное сравнение не выявило статистически значимого изменения β глобулинов во время нагрузки по отношению к «покою», но мы получили статистически значимое снижение концентрации β глобулинов при восстановлении после неё. Следует отметить, что снижение концентрации β глобулинов в период отдыха было настолько существенным, что их концентрация стала ниже, чем в исходном состоянии относительного покоя (р = 0,035).

Повышение концентрации γ глобулинов по отношению к состоянию покоя было статистически значимым как при нагрузке (р = 0,012), так и после отдыха (р = 0,040). Концентрация γ глобулинов после отдыха не имела статистически значимых отличий от величины, полученной сразу после нагрузки.

Резюме

Исследование группы спортсменов в различных состояниях позволило выявить особенности в изменении концентраций отдельных электрофоретических белковых фракций при выполнении субпредельной нагрузки и восстановлении после неё. Динамика для каждой из фракций имела свои особенности, как при выполнении нагрузки, так и после восстановления.

Результаты импедансметрии плазмы и концентрированных суспензий эритроцитов при выполнении мышечных нагрузок

Результаты импедансметрии концентрированных суспензий эритроцитов и плазмы после тяжёлой нагрузки выявили статистически значимые различия с состоянием покоя в величине импеданса только суспензий отмытых клеток на частоте 100 кгц 64,00(62,77:66,18) ком (р = 0,02). Величина рассчитанного показателя адсорбции 0,269 (0,231:0,343) превышала уровень покоя (р = 0,041).

При измерении импеданса концентрированных суспензий эритроцитов полученных на следующий день после тяжёлой нагрузки статистически значимые отличия от состояния покоя были зафиксированы только у нативных клеток на частоте 100 кгц 90,91 (85,07:94,71) ком (р = 0,023). Величины коэффициента дисперсии были выше уровня покоя (р = 0,012) и показатели адсорбции так же оказались повышенными 0,282 (0,217:0,328) (р = 0,014).

Импедансметрия концентрированных суспензий эритроцитов полученных непосредственно после субпредельной нагрузки выявила снижение величины импеданса по отношению к «покою» у нативных клеток на частоте 100 кгц 82,54 (78,50: 84,74) ком (р = 0,043). Это обстоятельство стало причиной снижения величины коэффициента дисперсии (р = 0,011) и показателя адсорбции 0,147 (0,080:0,202) (р = 0,005).

Проведённые измерения импеданса концентрированных суспензий на следующий день после субпредельной нагрузки позволили выявить его повышение относительно покоя у суспензий отмытых клеток на обеих частотах (р = 0,0001). При этом коэффициент дисперсии суспензий отмытых клеток оказался сниженным (р = 0,0070), что привело к более высокой величине показателя адсорбции (р = 0,001).

На фоне различий в изменениях белкового состава плазмы при выполнении тяжёлой и субпредельной нагрузок зафиксирована и принципиально разная динамика показателя адсорбции. При выполнении тяжёлой нагрузки показатель адсорбции возрастал (р = 0,041 по тесту Манна-Уитни) и оставался повышенным на следующий день (р = 0,041) (рисунок 1), несмотря на то, что концентрации белковых фракций уже не имели статистически значимых отличий от состояния покоя.

Рисунок 1 ­ Динамика показателя адсорбции при выполнении тяжёлой нагрузки и восстановлении после неё

При выполнении субпредельной нагрузки показатель адсорбции снижался (р = 0,005), а после отдыха возрастал и был выше, чем в покое
(р = 0,001) (рисунок 2). Следует отметить, что в обоих случаях после периода отдыха порядка 20 часов показатель адсорбции был выше, чем в состоянии относительного покоя.

Рисунок 2 ­  Динамика показателя адсорбции при выполнении субпредельной нагрузки и восстановлении после неё

Резюме

Импедансметрические измерения у спортсменов в различных состояниях позволили выявить разнонаправленную динамику показателя адсорбции в зависимости от продолжительности нагрузки. Однако, независимо от этого после 18 часового периода восстановления показатель адсорбции оказывался повышенным по сравнению с состоянием покоя. Подобная динамика показателя адсорбции не совпадает с динамикой концентраций белковых фракций.

Динамика реологических показателей при
выполнении мышечных нагрузок

Повышение в плазме концентрации α2- и β-глобулинов при тяжёлой нагрузке сопровождалось повышением вязкости плазмы до 1,48(1,44:1,58) мПа•с (р = 0,0001 ), и как следствие, повышением вязкости цельной крови при высоких напряжениях сдвига 4,34(4,19:4,66) мПа•с р = 0,015. При напряжениях сдвига 0,2 и 0,1 Па значимых отличий не выявлено, несмотря на то, что изменения в концентрации белковых фракций вполне могли повысить агрегационную активность эритроцитов и привести к повышению вязкости и при низких напряжениях сдвига. При оценке отношения гематокрит/вязкость крови мы выявили статистически значимое его снижение под влиянием нагрузки (р = 0,026). Фактором, определившим эту динамику стала именно вязкость крови rs = -0,685 (р = 0,0001), тогда как величина гематокритного показателя не имела значимой корреляции с указанным показателем.

Вязкость концентрированной суспензии нативных эритроцитов при выполнении тяжёлой нагрузки не изменялась. Величина разницы вязкостей концентрированных суспензий нативных и отмытых эритроцитов так же соответствовала покою 65(52:79) мПа•с, несмотря на то, что вязкость суспензий отмытых эритроцитов была несколько снижена 67(54:69) мПа•с
(р = 0,038). Снижение вязкости суспензий отмытых эритроцитов могло быть обусловлено изменением деформируемости пула клеток, что также следует из результатов сравнения индекса ригидности Тк. Сразу по окончании нагрузки его величина 0,748(0,737:0,761) оказалась ниже, чем в покое
(р = 0,045).

Широкий ряд величин показателей красной крови зарегистрированных в покое, при межгрупповом сравнении не позволил получить статистически значимых различий при выполнении тяжёлой нагрузки. В то же время осмолярность плазмы оказалась повышенной 313(305:314) мосм по сравнению с состоянием покоя (р = 0,0006). Повышение осмолярности, по-видимому, стало следствием потери жидкости, как при дыхании, так и за счёт потоотделения.

На фоне повышенной вязкости плазмы и повышенной величины разницы вязкостей суспензий нативных и отмытых клеток зафиксирована повышенная величина СОЭ - 8(4:14) (р = 0,003).

Существенное увеличение продолжительности нагрузки до 2,5 - 3 часов привело к тому, что статистически значимые отличия от состояния относительного покоя были выявлены по значительно большему числу исследуемых параметров. В первую очередь следует отметить снижение количества эритроцитов на микролитр 4,52(4,17:5,32) млн\мкл  (р = 0,048) и объёмной доли эритроцитов в крови 0,433(0,395:0,440) (р = 0,007). В то же время концентрация гемоглобина в крови не отличалась от величин покоя, что определялось повышением среднего содержания и средней концентрации гемоглобина в эритроцитах.

При статистически значимом снижении количества эритроцитов на микролитр при выполнении субпредельной нагрузки вязкость крови при высоком напряжении сдвига была заметно выше 4,97(4,41:5,10) мПа•с
р = 0,003. Главными причинами этого стали; повышенная вязкость плазмы и сниженная деформируемость красных клеток. Индекс деформируемости Тк был статистически значимо больше, чем в покое р = 0,035. Изменения деформируемости сказались так же на величине вязкости отмытых клеток, которая превышала величины, зарегистрированные в состоянии покоя 94(75:106) мПа•с р = 0,035.

Изменения в белковом составе плазмы нашли отражение не только в повышении вязкости плазмы, но и в параметрах, характеризующих агрегационную активность эритроцитов. В первую очередь это относится к предельному напряжению сдвига. Сразу после нагрузки его величина была заметно меньше, чем в состоянии покоя - 0,026(0,021:0,045) против 0,043(0,037:0,055) (р = 0,005). При этом выявлена существенно меньшая концентрация фибриногена 1,35(1,32:1,94) г/л по сравнению с состоянием покоя
(р = 0,033). Мы не зафиксировали возможного изменения вязкости концентрированных суспензий клеток.

Увеличение времени выполнения нагрузки привело не только к более выраженным изменениям реологических параметров к моменту окончания гонки, но и потребовало значительно большего времени для их восстановления. Если после тяжёлой нагрузки большая часть параметров возвращалась к исходному уровню уже на следующий день, то после субпредельной этого времени было явно недостаточно.

На фоне повышения концентрации γ-глобулинов показатель
СОЭ - 6(4:10) мм/ч превышал значения покоя (р = 0,036).

Отмеченные изменения в белковом спектре плазмы на следующий день после субпредельной нагрузки не помешали возвращению вязкости крови и плазмы к уровню покоя. Среди непосредственно измеренных параметров статистически значимо отличалась лишь вязкость концентрированных суспензий отмытых эритроцитов 67(57:71) мПа•с (р = 0,007). Чаще регистрировались более низкие величины, чем в состоянии относительного покоя. Данный факт находится в соответствии с выявленным повышением среднего объёма эритроцитов, которое может наблюдаться при массированном выходе в циркуляторное русло «молодых» клеток имеющих не только больший объём, но и более высокую деформируемость. При этом величина индекса Тк рассчитанная по величинам вязкости крови и плазмы статистически значимых различий с покоем не имела.

По данным статистического анализа вязкости концентрированных суспензий нативных эритроцитов на следующий день после субпредельной нагрузки не имели статистически значимых различий с покоем. Однако величина разницы вязкостей суспензиий нативных и отмытых эритроцитов обусловленная взаимодействием между красными клетками крови была выше уровня покоя - 83(69:102) мПа•с (р = 0,028). Динамика этого параметра оказалась очень сходной с динамикой показателя адсорбции. Таким образом, улучшение текучести суспензий отмытых клеток, обусловленное их лучшей деформируемостью, компенсировало повышение агрегационных взаимодействий и позволило сохранить текучесть суспензий нативных эритроцитов на уровне покоя.

Резюме

Оба вида наблюдаемых мышечных нагрузок приводили к повышению вязкости плазмы и крови при высоком напряжении сдвига. Агрегационные взаимодействия между эритроцитами оцениваемые и по разнице вязкостей суспензий нативных и отмытых клеток и по предельному напряжению сдвига во время выполнении нагрузок не имели статистически значимых отличий от состояния покоя. Таким образом, изменения концентраций белковых фракций под влиянием нагрузок и восстановлении после них не сопровождались повышением взаимодействия междуэритроцитами, за исключением состояния восстановления после субпредельной нагрузки.

Исследование осмотической стойкости эритроцитов у спортсменов в различных состояниях.

Изменения возрастного состава эритроцитов у спортсменов было изучено на ограниченной группе из 4 человек, обследование которых было выполнено на протяжении года в состоянии покоя и после различных вариантов нагрузок.

Выявлены существенные различия по содержанию клеток с различной осмотической стойкостью, в зависимости от состояния спортсмена. Построение диаграмм распределения эритроцитов по осмотической стойкости показало закономерные сдвиги в содержании отдельных фракций. Как правило, нагрузки вызывали повышение доли высокостойких клеток или смещали пик диаграммы в их сторону.Статистически значимые различия зафиксированы по количеству низко- и высокостойких клеток у спортсменов после субпредельных (р = 0,015 и р = 0,023, соответственно) и после тяжёлых нагрузок
(р = 0,018 и р = 0,028, соответственно) по отношению к состоянию покоя. Содержание среднестойких форм клеток в исследуемых состояниях статистически значимых различий не имело.

Резюме

Проведённое наблюдение позволило подтвердить наличие изменений возрастного спектра циркулирующих  эритроцитов при выполнении нагрузок и использовать его при интерпретации динамики адсорбции высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах.

Влияние мембранных белков и связанных с ними сиаловых кислот на
процессы адсорбции макромолекул на эритроцитарных мембранах.

Динамика показателя адсорбции при мышечных нагрузках поставила вопрос об участии в процессе адсорбции не только плазменных факторов, но и структур клеточных мембран эритроцитов. В литературе указывается, что адсорбция к наружной поверхности клетки может осуществляться либо к мембранным белкам, либо к фосфолипидам. Однако конкурентный характер адсорбции (Покидышева Е.Н.и др., 2000) белков плазмы свидетельствует о наличии ограниченного числа мест адсорбции. Количество молекул фосфолипидов значительно превышает количество молекул мембранных белков. Исходя из этого, мы предположили, что местом адсорбции для белков плазмы являются белковые структуры на наружной поверхности мембраны. Для выявления структурных компонентов клеточных мембран, ответственных за адсорбцию белков плазмы, мы провели исследования на суспензиях клеток (n=27), подвергнутых ферментативной обработке, в результате которой молекулы мембранных белков подвергаются частичному протеолизу. Использовали трипсин, который имеется в плазме крови.

Обработка суспензии эритроцитов трипсином приводит к увеличению количества концевых карбокси- и аминогрупп вследствие протеолиза мембранных белков. Влияние таких группировок на процесс адсорбции должно проявляться увеличением числа адсорбированных молекул по двум причинам - увеличение мест адсорбции и удаление сиаловых кислот. Изменения формы клеток, способных свидетельствовать о повреждении мембраны после обработки трипсином при биомикроскопии клеток мы не выявили. Различия в агрегации эритроцитов при этом выражены достаточно ярко. Клетки, обработанные трипсином, образовывали более крупные агрегаты и гораздо чаще формировали трёхмерные структуры.

Результаты измерений на суспензиях клеток, ресуспендированных в собственной плазме, показали значительное повышение коэффициента адсорбции у клеток, обработанных трипсином по сравнению с просто отмытыми клетками (р = 0,013). Таким образом, после обработки клеток трипсином, местом адсорбции на наружной поверхности эритроцитарных мембран могут служить заряженные группировки, формируемые как за счет диссоциации ионизируемых групп мембранных белков, так и карбоксильные и аминные группировки разорванных трипсином пептидных связей белковых макромолекул. Появление дополнительных мест, способных обеспечивать адсорбцию, может быть причиной повышенной адсорбции после обработки данным ферментом. О наличии на их поверхности большего количества заряженных группировок можно судить по результатам определения коэффициента дисперсии для отмытых клеток, и клеток обработанных трипсином.

Величина коэффициента дисперсии суспензии эритроцитов, после обработки трипсином статистически достоверно возрастала (р = 0,007) по сравнению с суспензией клеток трижды отмытых в фосфатном буферном растворе. Причины такого увеличения коэффициента дисперсии могут быть связаны с тем, что трипсин, разрушая пептидные связи, образованные карбоксильной группой лизина и аргинина, приводит к увеличению количества точечных зарядов на поверхности красных клеток крови.

При действии раствора трипсина на суспензии эритроцитов происходит удаление с поверхности клеток части сиаловых кислот. Используемый нами фермент может удалять только те молекулы кислоты, которые связаны с белками. Следовательно, на показатель адсорбции способно влиять не только появление дополнительных положительно заряженных группировок на поверхности клеток за счет протеолиза пептидных связей, к которым впоследствии будет осуществляться адсорбция, но и сам факт удаления отрицательно заряженных сиаловых кислот. Корреляционный анализ выявил отрицательную взаимосвязь rs= -0,676 (р = 0,006) между количеством удаляемых протеолизом сиаловых кислот и величиной показателя адсорбции нативных эритроцитов. Следовательно, чем больше сиаловых кислот связанных с белками имеется на поверхности красных клеток крови, тем меньше возможность адсорбции высокомолекулярных белков.

Однако если только наличие сиаловых кислот было бы определяющим фактором адсорбции, то положительная взаимосвязь должна была бы проявиться и при ресуспендировании клеток обработанных трипсином, и таким образом лишённых около половины имеющихся на поверхности молекул сиаловой кислоты. По результатам наших измерений такой взаимосвязи с показателем адсорбции клеток обработанных трипсином не было. Следовательно, важнейшим фактором при адсорбции в подобных условиях является наличие мест связывания. Обработка трипсином приводит к протеолизу наружных фрагментов мембранных белков и образованию дополнительно 1 или 2 заряженных группировок на поверхности мембраны на каждый разрыв пептидной связи. По-видимому, именно поэтому величина показателя адсорбции для эритроцитов, подвергнутых обработке трипсином и ресуспендированных в аутоплазме, оказывалась значительно выше (р = 0,004 по тесту Вилкоксона) по сравнению с эритроцитами ресуспендированными без обработки трипсином. Для клеток, не подвергавшихся воздействию протеолитического фермента, при ресуспендировании не выявлено статистически значимого изменения показателя адсорбции.

После обработки трипсином характерно появление трехмерных эритроцитарных агрегатов. Данное влияние хорошо согласуется с тем фактом, что ответственными за повышения показателя адсорбции при ресуспендировании после обработки трипсином стали концентрации в плазме фибриногена rs = 0,492 (р = 0,012) и γ глобулинов rs = 0,600 (р = 0,023).

Ресуспендирование клеток в аутоплазме приводило к возвращению вязкости суспензий к уровню суспензий нативных эритроцитов. После обработки трипсином и повышения показателя адсорбции на 10,8 % текучесть суспензий снизилась более чем в 3 раза (р = 0,0001 по тесту Вилкоксона), притом, что непосредственно сама обработка трипсином не приводила к повышению вязкости суспензий (р = 0,447). Из этого следует, что за столь выраженное повышение вязкости суспензий эритроцитов, обработанных трипсином, могут быть ответственны именно адсорбированные белки плазмы. При этом причиной этого повышения стало не столько удаление сиаловых кислот (корреляция с количеством удаляемых протеолизом сиаловых кислот с вязкостью суспензий выявлена только для нативных клеток rs = 0,657 при р = 0,020), сколько появление дополнительных мест связывания после обработки трипсином.

Резюме

Таким образом, мы можем говорить о том, что наличие свободных мест связывания на мембранных белках определяет количество адсорбируемых белков плазмы. Наличие сиаловых кислот, связанных с мембранными белками блокирует адсорбцию. Изменение адсорбционных характеристик эритроцитов в процессе циркуляции осуществляется в первую очередь за счёт потери сиаловых кислот.

Исследование влияния кровообращения в коже на результаты
импедансметрии мышц голени.

Для исследования объёма сосудистого русла скелетной мускулатуры нами применён метод импедансной спектроскопии. Для того, что бы оценить возможное влияние кожного кровотока на результаты импедансметрии, проведено параллельное измерение кожного кровотока методом лазерной допплеровской флоуметрии. Метод лазерной допплеровской флоуметрии при обследовании на поверхности кожи дает информацию о количестве и скорости движущихся в поверхностных сосудах эритроцитов, и таким образом связывается с кровообращением в коже и ближайших подлежащих тканях. Это обусловлено малой глубиной проникновения используемого красного излучения. Анализ результатов измерений не выявил наличия корреляций между данными импедансной спектроскопии и лазерной доплеровской флоуметрии, что позволяет нам считать влияние кровоснабжения кожи на результаты импедансметрии слабым.

Исследование импеданса мышц голени.

Значения величин импеданса и коэффициента дисперсии у больных РА имели существенные отличия от группы контроля. Величина импеданса на частоте 5 кГц увеличена на 47,8 % и 47,5 % на правой и левой ноге соответственно, а на частоте 500 кГц – на 76,7% и 74,8%. Величина же коэффициента дисперсии, напротив, оказалась сниженной: на 22,8 % для правой и на
23,2 % для левой ноги (рисунок 4).

Значительный разброс индивидуальных значений коэффициентов дисперсии в контрольной группе мужчин привёл к тому, что, несмотря на значительные различия в величине их медиан между спортсменами и контролем, мы не можем говорить о статистически значимых различиях.

Импедансметрические измерения, выполненные перед нагрузкой и сразу после неё, продемонстрировали снижение величин импедансов
(р = 0,001 по Вилкоксону) и повышение коэффициентов дисперсии
(р = 0,001), что свидетельствует об увеличении объёма сосудистого русла в мышцах под влиянием нагрузки и соответствует известным данным литературы.

Рисунок 4 ­ Коэффициенты дисперсии мышц голени в группах женщин. Все три группы женщин статистически значимо различались между собой и по тесту Манна-Уитни.

При сопоставлении коэффициента дисперсии, характеризующего объём сосудистого русла, и показателя адсорбции мы получили статистически значимые взаимосвязи и по группам женщин и по группам мужчин (рисунки 5 и 6).

Рисунок 5 Связь показателя адсорбции с коэффициентом дисперсии в группах женщин.

Рисунок 6 Связь показателя адсорбции и коэффициента дисперсии в группах мужчин.

Из приведённых рисунков следует, что имеется закономерная, отрицательная связь между показателем адсорбции и объёмом сосудистого русла, как в группах женщин, так и в группах мужчин. При корреляционном анализе мы, действительно, обнаружили достаточно тесные связи ряда реологических параметров с объёмом сосудистого русла оцениваемом по коэффициенту дисперсии. В группах женщин такие связи выявлены для вязкости крови при напряжении сдвига 0,1 Па, вязкости плазмы и предельного напряжения сдвига. Коэффициенты корреляции и их значимость представлены в таблицах 7 и 8.

Наличие связи между процессами адсорбции высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах и сопутствующими изменениями объёма сосудистого русла ставят вопрос о возможных механизмах таких связей.

Таблица 7 Коэффициенты корреляции реологических параметров с коэффициентом дисперсии мышц голени в группах женщин.

Параметры

Rs

Значимость Р

Вязкость крови 0,1 Па – левая нога

-0,453

0,012

Вязкость крови 0,1 Па – правая нога

-0,427

0,019

Вязкость плазмы – левая нога

-0,581

0,001

Вязкость плазмы – правая нога

-0,576

0,001

Предельное напряжение сдвига – левая нога

-0,505

0,008

Предельное напряжение сдвига – правая нога

-0,628

0,001

Таблица 8 Коэффициенты корреляции реологических параметров с
коэффициентом дисперсии мышц голени в группах мужчин.

Параметры

Rs

Значимость Р

Вязкость плазмы – левая нога

-0,548

0,008

Вязкость плазмы – правая нога

-0,410

0,038

Разница вязкостей суспензий нативных и отмытых эритроцитов – левая нога

-0,563

0,008

Разница вязкостей суспензий нативных и отмытых эритроцитов –правая нога

-0,475

0,030

Исследование состояния кровотока в микрососудах бульбарной
конъюнктивы глазного яблока.

Основное внимание при анализе микрофотографий нами было уделено состоянию потока в венулярных сосудах с диаметром более 30 мкм. Использованные режимы съёмки позволяли регистрировать зернистость потока крови практически у всех обследованных. Однако при повышении показателя адсорбции высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах, мы фиксировали наличие в потоке выраженных конгломератов клеток сопоставимых по размерам с диаметром сосуда не зависимо от того к какой из обследованных групп относился данный индивид.

В исследуемых группах, которые не подвергались непосредственному воздействию экстремальных нагрузок, мы отметили зависимость показателя адсорбции от концентрации медленных электрофоретических фракций. Из этого следует, что наличие конгломератов красных клеток в венулярных сосудах может быть следствием изменения концентраций белков плазмы, с сопутствующей ему интенсификацией агрегационных взаимодействий между клетками. При оценке вероятности процесса агрегации эритроцитов, в отдельном сосудистом сегменте, важным фактором оказывается пролетное время. Именно из-за его малой величины отрицается возможность агрегации эритроцитов в артериальных сосудах. Анализ структуры потока в области слияния венул и их линейных отделов позволяет утверждать, что условия для сближения клеток на расстояния, обеспечивающие возможность образования связей, имеют место в области слияния сосудов. Просмотр замедленной видеозаписи движения крови при слиянии венул демонстрирует возможность сближения эритроцитов и их конгломератов либо в области бифуркации, либо в области искривления венулы, где дополнительно действуют центробежные силы. Эти наблюдения позволяют предполагать, что важным условием формирования агрегатов в венулах является структура потока в предшествующих сосудах. Значительное перемещение отдельных эритроцитов по поперечному сечению сосуда способное привести к формированию агрегата в венулярных сосудах возможно только в области кривизны сосуда под действием гидродинамических сил. В линейной части сосуда движение эритроцитов и их конгломератов осуществляется с практически равными скоростями, что невозможно при параболическом профиле. При этом иногда наблюдается сохранение структуры потока предшествующего сегмента на протяжении относительно линейной части сосуда. Рассматривая последовательность событий в микроциркуляторной сети по ходу движения крови, мы можем констатировать, что за гетерогенность потока крови в венулярных сосудах ответственна структура потока в капиллярах, которая является гетерогенной практически у всех людей. В свою очередь формирование капиллярного потока определяется процессами, происходящими в областях бифуркации артериальных сосудов (Чернух А.М. 1986). Наряду с сосудистыми факторами новые математические модели формирования потоков крови в разветвляющихся сосудистых сетях предполагают и учёт взаимодействия клеток между собой (King M.R. et. al. 2005, Kim S. et al. 2006).

Наличие гетерогенного потока в артериолах очевидно является следствием его неоднородности в предшествующих генерациях сосудов. При этом формирование конгломератов клеток в сосудах микроциркуляторного русла за счёт их поперечных перемещений обусловленных силами взаимодействия невозможно, вследствие малого пролётного времени и больших сил инерции. Таким образом, формирование гетерогенности потока крови должно осуществляться в предшествующих достаточно крупных артериальных сосудах. При использовании для анализа условия наличия параболического профиля потока, признать возможность формирования и сохранения конгломератов клеток в этом отделе затруднительно. Однако результаты исследования профилей потока в аорте (Педли Т. 1983) и наши исследования профилей потока в общей сонной артерии демонстрируют значительное отличие профиля скоростей от параболического. В центральной части сосудов имеются области с малыми различиями скорости движения даже в систолу, и тем более в диастолу (Смирнов И.Ю., Позин А.А., 2006). Аналогичные результаты получены при анализе потока в стеклянных капиллярах методом лазерной доплеровской микроскопии (Приезжев А.В., Степанян А.С. 1997). Эти наблюдения позволяют нам говорить о том, что в центральной части крупных артериальных сосудов имеют место малые скорости сдвига, при которых разрушения конгломератов клеток не происходит. Основные сдвиговые воздействия в сосудах имеют место в области их стенки. Важным фактором, влияющим на структуру потока в венулах является их нелинейность. На видеозаписях при замедленном просмотре наблюдается изменение в распределении эритроцитов по диаметру сосуда в области изгиба или сужения. При повышении силы взаимодействия между эритроцитами и, как следствие, наличии достаточно крупных агрегатов, они оказывают существенное влияние на распределение красных клеток не только в капиллярах, но и в других отделах микрососудистой сети. Наши видеосъёмки показывают, что движение может осуществляться слоями, скорость движения и размеры которых определяются наиболее крупными структурами потока. При условии, что конгломерат клеток не перекрывает просвет сосуда полностью, возможно обтекание его клеточными элементами и плазмой с более высокими скоростями. При отсутствии крупных конгломератов наблюдается сохранение структуры потока предшествующего сосуда на достаточно протяжённой линейной части сосуда.

На основании проведённого исследования возможно рассмотрение следующей последовательности явлений в системе кровообращения определяющих эффективность её функционирования при различных состояниях организма.

  1. Повышение концентрации высокомолекулярных фракций белков в плазме вследствие патологии или воздействия мышечных нагрузок. Как правило, это белки, относящиеся к малоподвижным электрофоретическим фракциям бета и гамма глобулинов.
  2. Повышенная адсорбция высокомолекулярных белков на эритроцитах в зависимости от их абсолютной концентрации в плазме и от содержания сиаловых кислот связанных с гликопротеинами мембран эритроцитов.
  3. Следствием более активной адсорбции высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах становится повышение электростатических сил взаимодействия между эритроцитами в потоке. Данный эффект обусловлен наличием заряженных группировок в составе молекул белков. Степень проявления его определяется количеством имеющихся заряженных группировок и геометрией молекул. Молекулы с большими геометрическими размерами оказывают более сильное влияние на взаимодействие между клетками.
  4. Следствием повышенного содержания на поверхности эритроцитов заряженных группировок и повышения сил взаимодействия между ними является формирование конгломератов клеток в центральной части магистральных артериальных сосудов. Возможность формирования конгломератов обусловлена наличием уплощённого профиля скоростей движения потока по поперечному сечению сосуда. Скорости сдвига в центральной части сосуда минимальны. Конгломераты красных клеток крови могут перемещаться по линейной части сосудов вплоть до бифуркаций. При этом формирование пристеночного слоя с малым содержанием клеток способствует снижению сопротивления потоку. В области бифуркации конгломераты эритроцитов разделяются по дочерним сосудам в зависимости от их положения в потоке и от действующих электростатических сил взаимодействия между клетками.
  5. Формирование гетерогенного заполнения капилляров с различным содержанием эритроцитов (от плазматических капилляров до капилляров с максимально возможным заполнением просвета красными клетками крови) является следствием неоднородности заполнения приносящих артериол красными клетками крови и взаимодействия между ними. Гетерогенное заполнение капилляров эритроцитами формирует гетерогенность гидродинамических условий в отдельно взятых капиллярах, которая определяется скоростью движения потока и перепадом давления на артериальном и венозном концах сосуда. Это в свою очередь, оказывает влияние на количество функционирующих капилляров.
  6. Наличие неравномерного заполнения капилляров красными клетками крови приводит к формированию конгломератов эритроцитов при слиянии капилляров в венулярных сосудах. В венулах силы взаимодействия между эритроцитами в сливающихся потоках приводят к тому, что на значительном протяжении линейной части венул с диаметром более 40-50 мкм наблюдаются несмешивающиеся потоки.
  7. Выявленное наличие «поршневого» движения крови  или слоевой структуры потока в венулярных сосудах свидетельствует о существенном отличии профиля потока крови в микрососудах от параболического. Этот факт приводит к тому, что традиционная экстраполяция результатов вискозиметрии крови in vitro на систему микрогемоциркуляции in vivo оказывается не вполне корректной.

ВЫВОДЫ

  1. Адсорбция высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах, при отсутствии изменений в их возрастном спектре связана с изменением абсолютных концентраций белковых фракций в плазме.
  2. Местом адсорбции белков плазмы на поверхности эритроцитов являются заряженные группировки мембранных белков.
  3. Фактором, препятствующим адсорбции макромолекул к мембранным белкам, является наличие связанных с ними сиаловых кислот.
  4. Адсорбция высокомолекулярных полимеров на эритроцитарных мембранах в значительной мере определяет взаимодействие между красными клетками крови при их движении.
  5. Повышенная адсорбция высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах сопутствует меньшим объёмным показателям микрососудистого русла в состоянии покоя.
  6. Активация взаимодействия между эритроцитами вследствие повышенной адсорбции высокомолекулярных белков плазмы сопровождается изменением структуры потока крови в микрососудистом русле в сторону увеличения количества крупных (относительно диаметра сосуда) конгломератов клеток в венулах. В капиллярах увеличивается доля плазматических участков.
  7. В условиях наличия кривизны или неравномерности диаметра сосуда скоростной профиль оказывается динамичным и связанным с наличием конгломератов эритроцитов в микрососудах.
  8. Гетерогенность потока крови в приносящих микрососудах оказывает влияние на распределение эритроцитов по сосудистым ветвям в областях бифуркаций. При слиянии венул неоднородность формирующегося потока в значительной мере обусловлена гетерогенностью потоков в предшествующих генерациях сосудов.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

По итогам работы разработаны следующие практические рекомендации:

  1. Выявленная динамика показателя адсорбции высокомолекулярных белков плазмы в группах спортсменов при выполнении нагрузок различного характера позволяет использовать его для оценки функционального состояния спортсменов под воздействием больших регулярных нагрузок или после нагрузок экстремального характера.
  2. Выявленная связь показателя адсорбции высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах с воспалительной реакцией организма (его повышение в группе с ревматоидным артритом) позволяет осуществлять выявление скрытых очагов воспаления. В процессе работы со спортсменами трижды выявленное повышение показателя адсорбции на фоне стандартных нагрузок после тщательного медицинского обследования подтверждалось наличием воспалительных реакций.
  3. Выявленная зависимость степени адсорбции высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах от их абсолютной концентрации, а так же факты конкурентной адсорбции и противоположного эффекта низкомолекулярных и высокомолекулярных полимеров на взаимодействие клеточных элементов крови в потоке позволяет предложить к дальнейшей разработке метод снижения агрегационных взаимодействий между эритроцитами путём введения в кровь низкомолекулярных полимеров адсорбирующихся на поверхности красных клеток крови.
  4. Выявленная в зависимости от характера нагрузки динамика таких гематологических показателей как количество эритроцитов на микролитр и средняя концентрация гемоглобина в эритроцитах позволяют использовать их для оценки адекватности объёмов выполняемой мышечной работы состоянию занимающегося в различные периоды тренировочного цикла.
  5. Участие в соревнованиях с экстремальным характером нагрузки (продолжительность более двух часов при высокой интенсивности) приводит к существенным изменениям в содержании сиаловых кислот на поверхности эритроцитов и как следствие повышенной адсорбции белков плазмы. Отсутствие достаточного периода отдыха после таких нагрузок приводит к интенсивному разрушению эритроцитов при последующих нагрузках и снижению концентрации гемоглобина в крови. Снизить негативный эффект разрушения эритроцитов позволяет применение достаточного периода отдыха, как минимум более 2 суток.
  6. Выявленное наличие конгломератов красных клеток крови в микрососудах бульбарной конъюнктивы при повышении степени адсорбции высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах, как при воспалении, так и при не адекватных мышечных нагрузках позволяет выявлять нарушения не инвазивным путём и может быть использовано для регулярного контроля у спортсменов.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Монография

  1. Смирнов И.Ю. Гемореологические аспекты выносливости в спорте. - Кострома, изд-во Костромского государственного технологического университета. - 2006. - 101 с.

Публикации в рецензируемых журналах, определенных ВАК РФ:

  1. Смирнов И.Ю. Викулов А.Д., Карпов Н.Ю., Некоторые закономерности кровообращения у высококвалифицированных спортсменов-пловцов // Физиология человека. - 2002. - т.28. - N1. - С. 87- 94.
  2. Смирнов И.Ю., Чирикова О.А. Измерение осмолярности растворов электролитов по их электропроводности // Вестник Костромского государственного университета. - 2003. - №1. - С.39- 42.
  3. Смирнов И.Ю., Левин В.Н. Влияние адсорбированных протеинов на реологические характеристики эритроцитов // Физиология человека. - 2004. - т.30. - №2. - С.117- 121.

Smirnov I.Ju., Levin V.N. Effect of adsorbed Proteins on the rheological Properties of Erythrocytes // Human Physiology (English Translation of Fiziologiya Cheloveka) //МАИК/INTERPERIODICA /Pleiades Publishing /Distributer by Springer.  - 2004. - v.30. - №2. - P.230- 234.

  1. Смирнов И.Ю., Левин В.Н., Здюмаева Н.П. Адсорбция белков на эритроцитарных мембранах у спортсменов при выполнении соревновательных нагрузок и её влияние на реологические параметры клеток // Физиология человека. - 2004. - т.30. - №3. - С. 148-154.

Smirnov I.Ju., Levin V.N., Zdumaeva N.P. Protein adsoption on erythrocytic membranes and its Effect on Erythrocyte Rheology in Athletes during Competition Exercise // Human Physiology (English Translation of Fiziologiya Cheloveka) //МАИК/INTERPERIODICA /Pleiades Publishing /Distributer by Springer.-2004. - v.30. - №3. - P.364- 368.

  1. Смирнов И.Ю., Левин В.Н., Здюмаева Н.П. Метод сравнительной оценки адсорбированных белков на поверхности эритроцитов по данным  импедансной спектроскопии // Клиническая лабораторная диагностика. - 2004. - №11. - С.42- 45.
  2. Смирнов И.Ю., Левин В.Н., Чирикова О.А. Роль ионных каналов в обеспечении осмотической стойкости эритроцитов // Вестник Костромского государственного университета.- 2006.- т.12.- №8.- С.18-22.
  3. Смирнов И.Ю., Левин В.Н Взаимосвязь реологических параметров крови с объемом сосудистого русла в скелетных мышцах // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. ­- 2007.- №1.- С.137-139.

Статьи в сборниках и материалы конференций:

  1. Смирнов И.Ю., Левин В.Н., Чирикова О.А. Факторы, определяющие адсорбцию белков плазмы крови на эритроцитах // Тромбоз, гемостаз и реология. - 2004. - №4(20). - С. 64-68.
  2. Смирнов И.Ю., Позин А.А. Потоковые характеристики крови в артериальных сосудах и электростатические взаимодействия между эритроцитами // Функциональная диагностика. - 2006. - №1. - С.76- 80.
  3. Смирнов И.Ю.Левин В.Н., Муравьев А.В., Сулоев Е.П., Гущин А.Г., Болдина В.И., Морфология и реология крови при срочной адаптации к мышечной нагрузке // Новости медицинской и спортивной антропологии.- Москва.- 1991.- в.1. - С.36-37.
  4. Смирнов И.Ю. Динамика реологических свойств крови при лазерной рефлексотерапии на фоне высокоинтенсивных мышечных нагрузок и дезадаптации после них // Экспериментальные и клинические аспекты адаптации микроциркуляции.- Сборник научных трудов. - Ярославль, изд-во Ярославского гос. пед. университета. - 1995. - С.79-83.
  5. Смирнов И.Ю., Сулоев Е.П. Изменения реологических свойств и кислородотранспортной функции крови при долговременной адаптации к силовым статическим мышечным нагрузкам // Современные проблемы естествознания. Медицина. Материалы конференции.- Ярославль, . изд-во Ярославского гос. университета 1997. - С.151- 154.
  6. Смирнов И.Ю.,Титовский А.В., Сулоев Е.П. Измерение показателя гематокрита по электропроводности крови // Современные проблемы естествознания. Медицина. Материалы конференции. - Ярославль, . изд-во Ярославского гос. университета - 1997. - С.147- 150.
  7. Смирнов И.Ю., Сулоев Е.П., Изменения реологических свойств и кислородотранспортной функции крови при адаптации к мышечным нагрузкам // Современные проблемы естествознания. Медицина. Материалы конференции. - Ярославль, изд-во Ярославского гос. университета. - 1997. - С.154-157.
  8. Смирнов И.Ю. Позин А.А., Соколова Т.В., Мач Э.С., Состояние кожного кровотока у больных деформирующим остеоартрозом и ревматоидным артритом по данным лазерно-доплеровской флоуметрии // Микроциркуляция. Материалы международной конференции. - Ярославль-Москва, изд-во Ярославского гос. пед. университета. - 1997. - С.156-157.
  9. Смирнов И.Ю., Левин В.Н., Позин А.А. Модель полуавтоматического капиллярного вискозиметра // Микроциркуляция. Материалы международной конференции.- Ярославль-Москва, изд-во Ярославского гос. пед. университета. - 1997.- с.199-200.
  10. Смирнов И.Ю.,Левин В.Н., Позин А.А. Измерение показателя гематокрита по электропроводности крови // Микроциркуляция. Материалы международной конференции.- Ярославль-Москва, изд-во Ярославского гос. пед. университета. - 1997.- С.201-202.
  11. Смирнов И.Ю., Викулов А.Д., Муравьев А.В., Бурухин С.Ф., Кожухова В.К., Мельников А.А. Динамика текучести крови у человека и животных как общебиологическая закономерность адаптации к мышечным нагрузкам // Материалы 17 съезда физиологов России.-Ростов-на-Дону. - 1998. - С.167.
  12. Смирнов И.Ю.,Левин В.Н., Здюмаева Н.П., Рыхлова А.С. Оценка роли адсорбированных на мембранах белков в реологическом поведении эритроцитов // Медицина. Биология. Спорт. Материалы межвузовской конференции. - Ярославль, изд-во Ярославского гос. пед. университета. - 2000. - С.30-32.
  13. Смирнов И.Ю., Здюмаева Н.П., Дюкова А.С. Влияние агрегационно-электростатических взаимодействий между эритроцитами на потоковые харатеристики крови в артериальных сосудах // Гемореология. Материалы международной конференции. - Ярославль, изд-во Ярославского гос. пед. университета. - 2001. - С.26.
  14. Смирнов И.Ю., Здюмаева Н.П., Левин В.Н. Применение импедансного метода в оценке адсорбции белка на мембранах эритроцитов при патологии // Гемореология. Материалы международной конференции. - Ярославль, изд-во Ярославского гос. пед. университета. - 2001. - С.27.
  15. Смирнов И.Ю., Дюкова А.С., Левин В.Н. Взаимосвязь реологических характеристик крови и особенностей кровоснабжения скелетной мышцы // Гемореология. Материалы международной конференции. - Ярославль, . изд-во Ярославского гос. пед. университета - 2001. - С. 101- 102.
  16. Смирнов И.Ю., Влияние агрегационно-электростатических взаимодействий между эритроцитами на потоковые харатеристики крови в артериальных сосудах // Современные проблемы практической ангиологии и сосудистой хирургии. Сборник научных работ. - Кострома, ДиАр. - 2001.-С. 99-102.
  17. Смирнов И.Ю., Здюмаева Н.П., Дюкова А.С. Состояние поверхности эритроцитарных мембран при ревматоидном артрите // Современные проблемы практической ангиологии и сосудистой хирургии. Сборник научных работ. -  Кострома, ДиАр. - 2001. - С. 340- 344.
  18. Смирнов И.Ю., Кузнецов Э.Н., Чирикова О.А. Изменение адсорбционных характеристик эритроцитов в процессе соревновательной деятельности у спортсменов // Проблемы физкультурного образования детей и учащейся молодежи. Материалы международной научно-практической конференции. -  Шуя, изд-во Шуйского гос. пед. университета. - 2002. - С. 73.
  19. Смирнов И.Ю., Чирикова О.А., Богданов М.В. Changes of membranous properties of erythrocytes in sportsmen under making a large physical loads // Гемореология и микроциркуляция. Материалы международной конференции. - Ярославль, изд-во Ярославского гос. пед. университета. - 2003. -
    С. 113.
  20. Смирнов И.Ю., Чирикова О.А., Дюкова А.С. Влияние реологических параметров крови на кровоснабжение скелетных мышц // «Актуальные проблемы биологии, медицины и экологии». Сборник научных работ – Томск, изд-во Томского гос. университета. -  Т. 3. -  №1. – 2004. - 
    С. 153- 155.
  21. Смирнов И.Ю., Позин А.А. Потоковые характеристики крови и электростатические взаимодействия между эритроцитами в артериальных сосудах // Современные методы ультразвуковой диагностики заболеваний сердца, сосудов и внутренних органов. Материалы конференции. Москва. - 2004. -  С.38- 39.
  22. Смирнов И.Ю., Чирикова О.А., Левин В.Н. Влияние реологических параметров крови на кровообращение в скелетных мышцах // Материалы XIX съезда физиологического общества им. И.П. Павлова. - Екатеринбург, ГСП 169. - 2004. - С.201- 203.
  23. Смирнов И.Ю., Чирикова О.А., Ткачук А.П. Роль поверхностных структур эритроцитарных мембран в процессах адсорбции биополимеров // Клиническая гемостазиология и гемореология в сердечно-сосудистой хирургии. Всероссийская научная конференция. - Москва, изд-во НЦССХ им.А.Н.Бакулева. - 2005. - С. 304.
  24. Smirnov I.Ju., Chirikova O.A. Plasma protein patterns and their adsorption at the erythrocyte membrane during muscular activity // Biorheology, IOS Press. - 2005. - v.42. - №1- 2. - P. 91- 92.
  25. Смирнов И.Ю., Влияние агрегационно-электростатических взаимодействий между эритроцитами на структуру потока крови в микрососудах // Гемореология в микро- и макроциркуляции. Материалы международной конференции. - Ярославль, изд-во Ярославского гос. пед. университета . - 2005. - С.37
  26. Смирнов И.Ю., Чирикова О.А. Роль структурных элементов мембран эритроцитов в процессах адсорбции белков плазмы // Гемореология в микро- и макроциркуляции. Материалы международной конференции. - Ярославль, изд-во Ярославского гос. пед. университета. - 2005. - С. 202.
  27. Смирнов И.Ю., Чирикова О.А., Левин В.Н. Адсорбция белков плазмы крови на эритроцитах у спортсменов // Научные труды I съезда физиологов СНГ. Сочи. - 2005. - т.1. - С. 205.
  28. Смирнов И.Ю. Дюкова А.С. Изменение реологических параметров крови, как механизм компенсации сосудистых нарушений у больных ревматоидным артритом // Медико-биологические аспекты мультифакториальной патологии. Материалы Российской научной конференции с междунар. участием в 2х томах. - Курск, изд-во Курской мед. академии. - 2006. - С. 283-287.






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.