Влияние озона на эритроциты

Наиболее полно изучено влияние озона на биохимические процессы в эритроцитах, что объясняется простотой модели. В то же время этот объект имеет немаловажное значение в связи с тем, что в медицинской практике достаточно широко использована методика парентерального введения озона в кровь.

Запуск кислород-зависимых реакций в эритроцитах осуществляется образованием в липидном бислое мембран клеток озонидов. Полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) в мембране разрыхляют липидный бислой и тем самым обусловливают определенную эластичность мембраны, перегиб молекулы по месту двойной связи служит активным центром для взаимодействия с молекулой озона. По всей вероятности, это до сих пор единственная известная реакция, которая позволяет пероксидам поступать в клетку.

Несмотря на высокие реакционные способности озона, полярная структура молекулы не позволяет ему проникнуть через клеточную мембрану. Поэтому внутриклеточные реакции озона исключены.

Озонолиз клеточной мембраны эритроцитов ведет через расщепление цепей ненасыщенных жирных кислот к образованию гидрокси-гидропероксидов.

Пероксиды проникают во внутриклеточное пространство (по крайней мере частично) и тем самым влияют на метаболизм эритроцитов. Их накопление предотвращается важнейшим антиоксидантом - восстановленным глутатионом. В работах Chow C.K et all (1981), Rokitansky О. (1982), показано увеличение активности глутатионовой системы, формирующей внутриклеточную антиоксидантную защиту организма против активации свободно-радикальных реакций.

Результатом окисления сульфгидрильных групп (SH) является накопление окисленной формы глутатиона (GSSG) и сдвиг соотношения восстановленной и окисленной фракций глутатиона. Rokitansky О. (1982) показано, что донором протонов для восстановления окисленного глутатиона является НАДФ Н₂, образующийся вследствие приведенного в действие для поддержания динамического равновесия окисленного и восстановленного глутатиона (1:500) пентозофосфатного шунта.

Помимо глутатиона НАДФ Н₂ восстанавливает и другие внутриклеточные антиоксиданты, и прежде всего витамин Е и аскорбиновую кислоту.

В свою очередь, пентозофосфатный шунт способствует усилению гликолиза и метаболизма глюкозы. Rokitansky О. (1982) в условиях in vitro было показано снижение уровня глюкозы в плазме крови. В проведенных позднее наших собственных экспериментах in vitro и in vivo были подтверждены полученные данные. Особенно четко это проявляется у больных сахарным диабетом (Павловская Е.Е. 1998).

Образованный в ходе пентозофосфатного шунта НАДН₂ окисляется в НАД. В результате посредством активации ферментативных реакций значительно повышается уровень 1,3-дифосфоглицерата. Следствием любого повышения 1,3-ДФГ является повышение уровня 2,3-ДФГ.

Таким образом, в результате озонолиза пероксиды индуцируют каскад реакций, которые в конечном итоге приводят к повышению уровня 2,3- ДФГ и увеличению числа ионов водорода. Именно повышение уровня 2,3-ДФГ выполняет ключевую функцию в лечебном эффекте озона:

НbО₂ + 2,3-ДФГ → Нb2,3-ДФГ + С₂

Повышение уровня 2,3-ДФГ облегчает высвобождение кислорода из окисленного гемоглобина. В работах Rokitansky О. (1982) в 90% случаев было установлено значительное повышение этого соединения. Длительные исследования по измерению газов крови выявили снижение рО₂ с нормы (40 мм рт ст) до 20 мм рт ст и даже ниже. Это означает, что в тканях, страдающих от недостаточности кровоснабжения высвобождается больше кислорода - эффект, которого невозможно достичь с помощью медикаментов.

Дополнительное увеличение числа ионов водорода за счет повышенной буферной емкости окисленного гемоглобина имеет также дезоксигенирующий эффект, известный как "бор-эффект".

Активация метаболических процессов способствует накоплению в эритроцитах макроэргических соединений - АТФ. В результате восстанавливается активность транспортных помп, в том числе, как показано нашими исследованиями, К-, Na-АТФ-азы. В результате нормализуется концентрация внутри- (К+) и внеклеточных (Na+) катионов, восстанавливается электрический потенциал покоя клетки, ее заряд и, отсюда, адгезивная и агрегационная активность клеток, определяющие реологичекие свойства крови.

Кроме того, образование в липидном бислое мембран пероксидов снижает вязкость липидного бислоя мембраны. В наших исследованиях обработка озоном определенной концентрации суспензии эритроцитов снижала вязкость липидного бислоя мембран, что продемонстрировано методом флуоресценции с использованием зонда пирена (Конторщикова К.Н. 1992, Кокшаров И.А. 1992). При этом отмечалось увеличение деформабельности эритроцитов, которая оценивалась методом пипеточной аспирации по измерению изотропного натяжения и упругости мембран. Деформабельность эритроцитов зависит от состояния спектрин-актиновой сети и ее взаимодействия с липидным бислоем.

Суммарным результатом явилось отмечаемое многими авторами улучшение реологических свойств крови, что является важной составной частью эффективности озонотерапии.

Более точные результаты по нормализации структуры эритроцитов под действием озона получены Бархоткиной Т.М.(2001) с использованием голографической интерференционной микроскопии.

В данном исследовании показано, что после введения озонированного физиологического раствора в вену больных с нейросенсорной тугоухостью уменьшается число патологически измененных деструктивных форм, агрегирующих клеток, эритроциты приобретают выраженную двояковогнутую форму, причем терапевтический эффект более выражен при максимальных первоначальных патологических отклонениях в форме эритроцитов.

На кровь здоровых доноров с выраженной двояковогнутой формой эритроцитов введение озона не оказывало влияние. Восстановление формы эритроцитов после озонотерапии приводило к увеличению его поверхности при данном объеме и, соответственно, повышению их функциональной способности.

O.B.Macлeнникoв,K.H.Koнтopщикoвa,2005

Дополнительная информация:

• Влияние озона на дыхательные ферменты
• Влияние озона на реологические свойства крови
• Вся информация по этому вопросу