СТАБИЛИЗАЦИЯ ОБЪЕМА ЭРИТРОЦИТОВ ЧЕЛОВЕКА: РОЛЬ ИОННОГО ТРАНСПОРТА И МЕТАБОЛИЗМА

Витвицкий В. М., Мартынов М. В., Комарова С. В., Атауллаханов Ф. И.
Гематологический Научный Центр РАМН, 125167 Москва
Стабилизация объема эритроцита является одним из важнейших условий, обеспечивающих его способность проходить через узкие тканевые капилляры. С помощью математического моделирования исследовалась роль транспортных Na+,K+- и Са2+-АТФаз, Са2+-зависимых К+-каналов, гликолиза и метаболизма аденилатов в стабилизации объема эритроцитов человека при изменениях проницаемости клеточной мембраны для катионов. Исследование проводилось в предположении о линейной зависимости транспортных АТФаз от [АТФ] и о бесконечно большой проницаемости клеточной мембраны для анионов. Показано, что Са2+-зависимые К+-каналы могут обеспечивать динамическую стабилизацию объема эритроцита при резких изменениях проницаемости мембраны. За счет работы этих каналов объем эритроцита в модели изменяется менее, чем на 10% при изменениях проницаемости мембраны в 0,5-7 раз от нормального значения. При этом происходят значительные изменения внутриклеточных концентраций катионов. Стационарная стабилизация объема эритроцита и внутриклеточных концентраций ионов достигается в модели за счет метаболизма аденилатов, определяющего концентрацию АТФ в клетке и, тем самым, регулирующего работу транспортных АТФаз. Стационарный объем эритроцита в модели меняется менее чем на 10% при изменениях проницаемости мембраны в 0,5-15 раз от нормального значения. Однако метаболизм аденилатов в эритроцитах относительно медленный и не может обеспечить динамическую стабилизацию клеточного объема при резких изменениях проницаемости мембраны. Совместное действие Са2+-зависимых К+-каналов и метаболизма аденилатов в модели обеспечивает высокую степень стабилизации объема эритроцита как в динамическом, так и в стационарном режимах. В качестве экспериментальной модели эритроцитов с увеличенной проницаемостью мембраны in vitro использовались эритроциты человека, обработанные антибиотиком амфотерицином В. Показано, что увеличение концентрации АТФ в таких эритроцитах путем добавления к ним субстрата для метаболизма аденилатов - аденозина приводит к снижению выхода из них ионов К+, вызванного антибиотиком. Это снижение связано с активацией транспортной Na+,K+-АТФазы. Обнаружено, что при увеличении проницаемости клеточной мембраны для одновалентных катионов с помощью амфотерицина В в 100 и более раз, кинетика роста объема эритроцитов начинает определяться проницаемостью клеточной мембраны для ионов Cl.