Ontogenetic features of hemorheology and oxidative metabolism integration

Abstract

Введение. Клеточный и тканевой метаболизм зависит от работы системы микроциркуляции и реологических свойств крови. Значительное влияние на гемореологию оказывают процессы свободнорадикального окисления. Отдельныйинтерес представляет изучение данных свойств крови и их взаимосвязи на разных возрастных стадиях онтогенеза человека. Цель исследования: изучение возрастных особенностей реологических свойств крови и ее окислительного метаболизма у людей различного возраста, а также взаимосвязи этих параметров. Материалы и методы. Использовали кровь практически здоровых людей обоих полов следующих возрастных групп: до 7 лет (n = 30), 7–11 лет (n = 34), 12–17 лет (n = 32), 18 лет и старше (n = 36). Изучали реологические свойства эритроцитов (деформируемость, агрегацию, дезагрегацию, состояние их мембран и цитоскелета), показатели про- и антиоксидантного метаболизма крови (уровень малонового диальдегида в плазме и эритроцитах, ишемия-модифицированного альбумина и SH-групп плазмы, активность каталазы и концентрацию глутатиона эритроцитов). Результаты. Увеличение возраста характеризуется тенденцией к возрастанию поток- и декстран-индуцированной агрегации эритроцитов. Отмечены разнонаправленные изменения их дезагрегации, выраженные нарушения стабильного состояния цитоскелета, тенденция к снижению деформируемости. Уровень малонового диальдегида в плазме крови не изменялся (в отличие от ишемия-модифицированного альбумина), в эритроцитах отмечались его разнонаправленные изменения. Активность каталазы возрастала, концентрации глутатиона и SH-групп имели аналогичную тенденцию. Выявлены значимые корреляционные взаимосвязи различной силы и направленности между реологическими, про- и антиоксидантными свойствами крови у здоровых людей старше 7 лет. Заключение. В онтогенезе происходят значительные изменения гемореологических свойств. При этом трансформация состояния про- и антиоксидантных систем включает постепенную активацию свободнорадикальных процессов в плазме крови и эритроцитах, компенсируемую стимуляцией их антиоксидантного потенциала. Кроме того, процесс роста и развития характеризуется постепенным формированием и усложнением связей между изучаемыми свойствами крови. Introduction. The microcirculatory system and blood rheology are essential for cellular and tissue metabolism. Free radical oxidation significantly affects hemorheology. An interesting field of study is the relationship between these blood properties and their effects at different ages of human ontogenesis. Aim: to investigate the age-related features of blood rheology and its oxidative metabolism in individuals of different ages, as well as the correlation between these factors. Materials and Methods. The study used blood samples from individuals considered to be almost healthy. The sample groups were categorized by age and gender, consisting of 30 participants aged up to 7 years, 34 aged 7–11 years, 32 aged 12–17 years, and 36 aged 18 years and older. We examined rheological properties, including erythrocyte deformability, aggregation, and disaggregation, as well as the state of their membranes and cytoskeleton. Additionally, we evaluated indicators of prooxidant and antioxidant blood metabolism, such as malondialdehyde level in plasma and erythrocytes, ischemia-modified albumin and plasma SH-groups, erythrocyte catalase activity, and glutathione concentration. Results. The ageing process correlates with a tendency towards more shear-induced and dextran-induced aggregation of erythrocytes. This manifests in various changes towards their disaggregation, showcasing disruptions in the cytoskeleton stability, and a decreased deformability tendency. Plasma malondialdehyde level does not change (in contrast to ischemia-modified albumin). However, erythrocytes exhibit multidirectional changes with respect to malondialdehyde level. The catalase activity increased, the concentration of glutathione and SH-groups showed a similar trend. Significant correlations of varying strengths and directions were discovered between the rheological, prooxidant, and antioxidant properties of blood in healthy individuals older than 7 years. Conclusion. Significant changes in hemorheological properties occur during different stages of ontogenesis. At the same time, the prooxidant and antioxidant systems undergo a transformation, leading to gradual activation of free radical processes in plasma and erythrocytes. This, in turn, is compensated by the stimulation of their antioxidant potential. Additionally, the process of growth and development is characterized by the gradual formation and complication of links between the studied blood properties.