Вопрос 3. Обезвреживание метгемоглобина. Значение глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (гл-6-ФосфатДг).

Постоянным источником активных форм кислорода в эритроцитах является неферментативное окисление гемоглобина:

1) b Fe²⁺  ₂  etb Fe³⁺  ₂^־

Активные формы кислорода могут вызывать гемолиз эритроцитов. Увеличение же содержания метгемоглобина в крови выше физиологической нормы может привести к хронической гипоксии из-за нарушения транспорта кислорода. У здорового человека концентрация метгемоглобина в крови не превышает 1%. Это обеспечивается благодаря тому, что эритроциты содержат ферментную систему, предотвращающую токсическое действие радикалов кислорода и восстанавливающую окисленный метгемоглобин.

Гликолиз обеспечивает восстановление НАД, который является коферментом метгемоглобинредуктазы (цитВ5), катализирующей восстановление метгемоглобина до гемоглобина.

Восстановление метгемоглобина может осуществляться неферментативным путём, за счёт веществ, являющихся донорами водорода. Например, за счёт витамина В₁₂, аскорбиновой кислоты, глутатиона. Глутатион восстанавливая метгемоглобин, превращается в окисленный глутатион (GSSG). Окисленный глутатион в свою очередь восстанавливается ферментом глутатионредуктазой, кофермент которого НАДФ-Н образуется в пентозофосфатном пути катаболизма глюкозы.

Глутатион также является донором водорода для глутатионпероксидазы, катализирующей реакцию расщепления перекиси водорода до двух молекул воды.

(2) Н₂О₂+2GSHGSSG+2H₂O

Перекись образуется в эритроцитах из О₂^-, под действием супероксиддисмутазы. Супероксидный анион (О₂^-) образуется в процессе окисления гемоглобина в метгемоглобин.

Наследственная недостаточность фермента глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы имеет аутосомно-рецессивный тип наследования, причём гетерозиготы по данному дефектному гену не подвержены малярии.

При накоплениях в клетках возникает дефицит НАДФН, падает глутатионовая защита. Это приводит к увеличению содержания в клетках активных форм кислорода, вызывающих окисление SH-групп молекул гемоглобина. Образование дисульфидных связей между протомерами гемоглобина и метгемоглобина приводит к их агрегации – образованию телец Хайнца. Последние способствуют разрушению эритроцитов при попадании их в мелкие капилляры. Активные формы кислорода и сами разрушают мембраны, вызывая перекисное окисление липидов мембран.

Вопрос 4. Изменения обмена, происходящие при старении и консервировании эритроцитов. Изменение обмена в эритроцитах при старении

Поскольку обновление ферментов в эритроцитах невозможно, со временем отмечается уменьшение их активности, в частности, активность гексокиназы, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, что приводит к снижению интенсивности гликолиза и реакций пентозфосфатного цикла, поэтому нарушается процесс образования АТФ, НАДН, НАДФН. По мере старения эритроцита и снижения его метаболической активности, способность обновлять липидный состав нарушается, что сопровождается увеличением чувствительности к осмотическому циклу и механическим воздействиям. В результате нарушения проницаемости мембраны наблюдается выход ионов калия в плазму и увеличение в эритроцитах содержания натрия. Причиной этому служит также снижение активности ферменто -  АТФ - азы.

В стареющих эритроцитах активируется ПОЛ, по причине снижения активности глутатионредуктазы и других ферментов. Полиненасыщенные жирные кислоты выгорают, липидная часть мембраны становится жёсткой, ломкой, в ней остаются только тугоплавкие липиды, жиры и холестерин.

В стареющих эритроцитах наблюдается нарушение газообменной функции из-за уменьшения способности к восстановлению мет в .

При старении в эритроцитах происходит деградация белков, появляются новые. В плазмолемме появляются рецепторы к аутоантителам ( ), которые при взаимодействии с этими антителами образуют комплексы, обеспечивающие «узнавание» их макрофагами и последующий фагоцитоз.

По мере старения происходят изменения в плазмолемме эритроцита: в гликокаликсе снижается содержание сиаловых кислот, определяющих отрицательный заряд оболочки. Отмечаются изменения цитоскелетного белка спектрина, что приводит к преобразованию дисковидной формы в сферическую форму [19]. Стареющие эритроциты меньше диаметром и обладают полиморфизмом.

К характерным изменением при старении следует также отнести уменьшение содержания 2, 3 – фосфоглицерата, что приводит к уменьшению сходства этого соединения с , сдвигу диссоциации кривой влево и, следовательно, ухудшению отдачи О₂ тканям [21].

В процессе старения эритроцита проявляются его несовершенства как биологической системы.

Причиной разрушения клетки является не столько уменьшение запасов энергии, сколько неспособность восстанавливать структурные части – белки, липиды – из-за отсутствия необходимых субстратов и ферментных систем. В результате выпадения или нарушения одного из звеньев ферментативных реакций наступают необратимые изменения, которые приводят к разрушению эритроцитов.