Русский

Фазоил Атауллаханов

Механизмы стабилизации объема эритроцитов человека

Функциональная полноценность эритроцитов определяется высокой деформируемостью этих клеток, позволяющей им проходить по узким тканевым капиллярам. Высокая деформируемость эритроцитов обеспечивается благодаря поддержанию дисковидной формы при оптимальном соотношении между площадью поверхности и объемом клетки. В свою очередь, это соотношение поддерживается за счет стабилизации клеточного объема при заданной площади поверхности клетки. В работе с помощью математического моделирования исследовалась роль транспортной Na/K-АТФазы, активируемых кальцием калиевых каналов и метаболизма аденилатов в стабилизации объема эритроцитов человека при увеличении проницаемости клеточной мембраны для катионов. При этом учитывался вклад метаболитов гликолиза и аденилатов в осмотическое давление цитоплазмы. Показано, что наличие в клетке Na/K-АТФазы и двух противоположно направленных градиентов ионов Na+ и K+ позволяет значительно улучшить стабилизацию клеточного объема при увеличении проницаемости клеточной мембраны, по сравнению с гипотетическими клетками, в которых осмотический баланс между клеткой и средой достигается за счет градиента только одного иона (Na+). В этом случае объем эритроцита отклоняется от оптимального значения не более, чем на 10% при изменении проницаемости клеточной мембраны от 50 до 200 % от нормы. При наличии Na/K-АТФазы и активируемых кальцием калиевых каналов объем эритроцита отклоняется от оптимального значения не более, чем на 10% при изменении проницаемости клеточной мембраны от 50 до 850 % от нормы. Однако, в этом случае значительно (в несколько раз) могут изменяться внутриклеточные концентрации ионов. Система метаболизма аденилатов может обеспечить дополнительную регуляцию транспортных АТФаз в клетке за счет регуляции внутриклеточного уровня АТФ. При этом достигается стабилизация стационарных значений внутриклеточных концентраций ионов (ионный гомеостаз) и клеточного объема в пределах изменения проницаемости клеточной мембраны от 50 до 1500 % от нормы. В этом случае, однако, объем и внутриклеточные концентрации ионов могут сильно отклоняться от стабилизируемых значений при переходных процессах. Совместное функционирование транспортных систем и метаболизма аденилатов позволяет обеспечить ионный гомеостаз и эффективную стабилизацию объема эритроцитов (в пределах 5% отклонения от оптимального значения) как в стационарном режиме, так и при переходных процессах при увеличении проницаемости клеточной мембраны до 10-15 раз по сравнению с нормой.

Взаимодействие транспортных и метаболических систем в эритроцитах человека.  Сплошные лиловые стрелки показывают активные потоки, а пунктирные стрелки - пассивные потоки ионов через клеточную мембрану. Размер символов для ионов внутри и снаружи клетки пропорционален их концентрации. Синими кружками показаны транспортные Na/K-АТФаза и Ca-АТФаза. Синим прямоугольником показан активируемый кальцием калиевый канал (канал Гардоса). Красные стрелки показывают активирующее (+) и ингибирующее (-) влияние ионов и аденилатов на соответствующие транспортные и метаболические процессы. Зелеными стрелками показаны взаимопревращения между АТФ, АДФ и АМФ.
1 765
0
#эритроциты#метаболизм#ионный канал

Существует значимая корреляция между гиперактивацией тромбоцитов и их потреблением при COVID-19. Пилотное исследование на пациентах из больницы ЦКБ РАН (г. Троицк)

, , , , , , , ,

Известно, что при COVID-19 избыточная свёртываемость крови и, иногда, тромбоцитопения, могут быть характерными для тяжёлого течения заболевания. При этом роль тромбоцитов в патогенезе COVID-19 весьма противоречива. В рамках настоящего исследования нашей задачей было определение степени гиперактивации тромбоцитов пациентов с COVID-19. В исследовании была использована проточная цитометрия цельной крови, окрашенной аннексином-V и лактадгерином («PS + тромбоциты»). Также была разработана стохастическая математическая модель производства и потребления тромбоцитов. Экспериментально было показано, что процент PS + тромбоцитов у пациентов с COVID-19 был в два раза выше, чем у здоровых доноров. При это была получена статистически значимая корреляция между количеством PS+ тромбоцитов и процентом повреждения легких у пациентов. Не было обнаружено никакой связи между гибелью тромбоцитов и терапией пациентов в стационарах. Доля PS+ тромбоцитов была повышена только у пациентов с хроническими заболеваниями лёгких. Хотя у пациентов не наблюдалось выраженных тромбоцитопений, наблюдаемое увеличение размера тромбоцитов (параметр FSC-A в проточной цитометрии) может указывать на то, что возраст тромбоцитов у пациентов был снижен. Разработанная компьютерная модель производства-утилизации тромбоцитов подтверждает возможность интенсивного потребления тромбоцитов без значимых изменений их количества. Таким образом, можно заключить, что наблюдаемая гиперактивация тромбоцитов при COVID-19 может быть вызвана активацией тромбоцитов в кровотоке, что приводит к их потреблению, но не вызывает значительную тромбоцитопению.

Компьютерная модель производства и потребления тромбоцитов при тромбозе, вызванном COVID-19. A - Подробная схема модели (наиболее чувствительные реакции выделены красным). B - Зависимость среднего количества тромбоцитов (зеленая кривая и точки) и размера тромбоцитов (красная кривая и точки) от индекса потребления тромбоцитов в модели. Количество и размер тромбоцитов при отсутствии потребления находятся в областях, выделенных зеленым и красным прямоугольниками соответственно. C - Распределение тромбоцитов по размеру при отсутствии (зеленые столбцы) и наличии (красные столбцы) потребления (с индексом потребления, установленным на 2). Усы на всех графиках представляют SD.
10 294
0
#КОВИД-19#тромбоциты#свертывание#воспаление#гиперактивация