-13-
в ткани и включает в себя 4 категории клеток: 1) ядросодержа-щие эритроидные клетки костного мозга; 2) ретикулоциты костного мозга; 3) ретикулоциты крови; 4) зрелые эритроциты [21,57,64].
Клеточная основа эритропоэза состоит из дифференциации, пролиферации и созревания эритроидных предшественников в костном мозге с последующим выходом эритроцитов в циркуляцию крови[89,181,182,206,229].
Продолжающееся на протяжении всей жизни организма обновление клеток эритрона контролируется механизмами регуляции, которые поддерживают динамически устойчивое эритроци-тарное равновесие. Центральное место в регуляции эритропоэза занимает эритропоэтин - почечный гормон гликопротеиновой природы [168,181,182,210]. Инициируя синтез всех классов РНК, специфических для эритрона, эритропоэтин действует так же, как и другие «классические» гормоны, приводя к образованию белков, составляющих структурную и функциональную основу эритроидных клеток [181,229].
Белки в мембранах эритроцитов распределены особым образом, обеспечивая осуществление эритроцитарной мембраной основных функций. В связи со способом расположения макромолекул в мембране эритроцита белки подразделяют на периферические и интегральные[6,24,34,55,119].
Интегральные белки характеризуются высоким содержанием неполярных аминокислотных остатков, с помощью которых они удерживаются в мембране за счет сил гидрофобного взаимодействия с жирнокислотными цепями фосфолипидного матрикса [6,84,153]. В состав интегральных белков входят гликопротеины
-14-
и протеолипиды [55,86]. Гликопротеины - белки, к определенным аминокислотным остаткам которых присоединены олигоса-харидные цепи. Размеры углеводной цепи колеблются от диса-харидного звена до структур, содержащих 18 моносахаридов и более. В количественном отношении представленность углеводов также различна: от 5-8% (белок полосы 3) до 60% (гликофо-рин А) [34]. Углеводные цепи гликопротеинов играют важную роль в формировании антигенной структуры мембран эритроцитов. Протеолипиды взаимодействуют с липидным слоем более прочно, чем гликопротеины. Функции интегральных белков многообразны: они выступают в роли гидролитических ферментов, рецепторов клеточной поверхности, окислительно-восстановительных компонентов транспортной системы электронов и в качестве белков-переносчиков [234,236,237].
Периферические белки по аминокислотному составу напоминают «водорастворимые» и удерживаются в мембране относительно слабыми нековалентными связями , не вступая с липида-ми в гидрофобные взаимодействия. Основная часть периферических белков эритроцитов входит в состав цитоскелета, который представляет собой двумерную сеть, соединенную непосредственно с мембраной эритроцита через взаимодействие с интегральными белками [24,84,88]. Кроме того, к периферическим белкам относится ряд эритроцитарных ферментов [6,34,86].
Эритроцитарные мембраны проявляют функциональную и структурную ассиметричность [3,6,34]. На поверхности мембраны эритроцита находятся центры связывания биологически активных веществ, таких как инсулин, соматотропный гормон, В-адренэргические агенты, простагландины [1,24,55,86], что сви-
-15-
детельствует об участии мембраны эритроцита в передаче сигналов, поступающих от организма.
Важнейшими функциями мембран эритроцитов являются также барьерная и транспортная [4,5,6,26]. В цитоплазме эритроцитов в больших количествах содержится гемоглобин, карбо-ангидраза, ферменты гликолитического цикла, органические соединения и неорганические ионы, состав которых в эритроцитах значительно отличается от состава плазмы [1,3,84,88].
Форма эритроцитов и их реологические свойства (деформируемость, способность к агрегации) играют важную роль в процессах переноса кровью кислорода и углекислого газа между легкими и тканями [2,31,42,68,128].
Находясь постоянно в одной и той же окружающей среде, эритроциты в то же время в течение своего жизненного периода испытывают различные по своей природе механические воздействия, что требует от их мембраны прочности и гибкости. Это предполагает, что механические свойства эритроцитарной мембраны регулируются. Считается, что эластичность и прочность мембраны в основном определяется свойствами белков эритроцитов, формирующих цитоскелет. Именно взаимодействие цито-скелетных белков могут быть мишенями при регулировании реологических свойств эритроцитарной мембраны [106,114,140,148,172]. Такими механизмами, влияющими на взаимодействие белков, могут быть фосфорилирование, изменение уровня внутриклеточного магния и 2,3-дифосфоглицерата, окислительно- восстановительного потенциала, а также действие кальмодулина, связанное с повышением уровня кальция [165,166].
-16-
Белок-белковые взаимодействия между отдельными полипептидами мембраны эритроцита позволяют организоваться им в упорядоченную структуру- мембранный скелет, связанный с фосфолипидным матриксом через белок полосы 3. Цитоскелет эритроцитов состоит из периферических белков, расположенных на цитоплазматической стороне мембраны. Молекулы спектрина, образуя длинные гибкие стержни длиной 100-200 нм, связываются с микрофиламентами актина [34,55]. В стабилизации взаимодействия спектрина с актином принимают участие белок полосы 4.1 и белок полосы 4.9 [6,24].
Клеточный скелет способствует сохранению формы эритроцитов, а также обеспечивает значительную гибкость, позволяющую клетке проходить через капилляры, соответствующие ее собственному диаметру [1,3,88]. Так, спектрин, взаимодействуя с интегральными белками эритроцитов, регулирует деформа-бельность мембраны, [31,34,84,148,237]. Количество белка анки-рина определяет степень изгиба цитоскелета, а, следовательно, и ригидность клеток. Через взаимодействие белка 4.1 с гликофо-ринами и цитоскелетом осуществляется регулирование механической стабильности и эластичности эритроцита [88]. Цитоплаз-матический домен белка полосы 3, включающий около 380 аминокислотных остатков, играет важную роль в поддержании формы красной клетки крови и его метаболизма [114,119,236]. Белок полосы 4.2-паллидин определяет поддержание формы эритроцита и его механические свойства [1,6,34,84].
В тонкой мембранной оболочке (не более 100 нм) мембранные белки высоко концентрированы. Упорядоченность структуры достигается оптимальным соотношением метаболитов (в ос-
-17-
новном АТФ) и содержанием одновалентных (К+ и Na+) и двухвалентных (Са2 и Mg2) катионов [86]. Понижение концентрации АТФ внутри эритроцита до уровня ниже 15% от нормального вызывает также структурные перестройки мембранного скелета, нарушающие его функционирование и реологические свойства [55].
Фосфорилирование анкирина и белка полосы 4.1 уменьшает сродство этих белков к спектрину и, таким образом, ослабляет связь спектрин-актиновой сети с мембраной, а также актин-спектриновое взаимодействие. Дефосфорилирование белков, которое происходит при истощении запасов АТФ, напротив, усиливает эти взаимодействия [6,24].
Процесс старения эритроцита - это процесс комплексный и затрагивает практически все компоненты этих клеток. Старение сопровождается изменением активности метаболизма, ионного и водного состава клетки, изменением функциональных и структурных свойств мембраны [95,109,111,117,213]. Многие исследователи первопричину гибели эритроцитов видят в изменении поверхностной структуры мембраны, что приводит к распознаванию и разрушению таких «старых» клеток макрофагами и лимфоцитами [109,112,116]. В связи с этим отмечается важная роль в мембране сиаловой кислоты, содержание которой уменьшается с возрастом эритроцита [120,149]. В литературе приводятся сведения о том, что на эритроцитарной мембране появляются в ходе старения рецепторы, являющиеся фрагментами анкирина. К ним прикрепляются иммуноглобулины класса G, которые способствуют фагоцитозу эритроцитов макрофагами
Список литературы