THE LEVEL OF DIFFERENT FORMS OF HEMOGLOBIN IN THE HEMOLISAT OF THE ERYTHROCYTES OF RATS BLOOD ON CONDITION OF THE LACK OF PROTEIN
Abstract
In this work has been researched the general level of hemoglobin and its main derivative - oxyhemoglobin in hemolisates of the rats' erythrocytes under conditions of nutritional deprivation of protein. At the same time considerable attention was paid to the determination of glycosylated hemoglobin content - marker of disruptions of carbohydrate metabolism in the body under conditions of protein deficiency. In order to study the characteristics of these biochemical indicators under conditions of nutritional protein deprivation experimental animals were kept for 28 days on a semi-synthetic low-protein diet on the principle of pair food. Hemolisate of erythrocytes was obtained by Drabkin method with subsequent removal of the reticular stroma. Determination of total hemoglobin was made by a hemoglobincyanide method, oxyhemoglobin - by a spectrophotometric method by means of the molar extinction coefficient at achieving the maximum level of oxygenation of the molecule. The level of glycosylated hemoglobin in red blood cells' hemolisate was determined by reaction with the thiobarbituric aicid. It was found out that under conditions of protein deficiency in rats' blood hemolisate is a decrease in the concentration of total hemoglobin and oxyhemoglobin 1,4 times compared to the control indicators. It should be noted that the decrease of hemoglobin under conditions of protein deficiency on the one hand, it may be due to impaired synthesis of globin polypeptide chains due to a deficiency of aminoacids, on the other hand - a disruption of heme synthesis. At the same time in the experimental group of animals has been observed the decrease of main ligand form of hemoglobin - oxyhemoglobin, which may indicate the disruption of binding and kickback of oxygen and the resulting changes in the affinity of hemoglobin for oxygen. At the same time we studied that hemolisate of red blood cells of rats who were on a low-protein diet has double increase in glycosylated hemoglobin compared to control indicators, which is considered as a prognostic indicator of metabolic hyperglycemia, because it reflacts percentage of hemoglobin, irrevocably conncted to glycose. Glycosylated hemoglobin due to a strong relationship with oxygen gives it hard to tissues, so increasing of its content in the blood causes the occurrence of tissue hypoxia, which is related to insufficient oxygenation of basal membrans.
Keywords: hemoglobin, oxyhemoglobin, glycosylated hemoglobin, hemolisate, erythrocytes, low-protein ration.
References
Блюм Я.Б., Красиленко Ю.А., Ємець А.І. Нітрування тирозину як регуляторна посттрансляційна модифікація протеїнів. Укр. біохім. журн. 2009; 81(5): 5 – 15.
Васильева Е.М. Биохимические особенности эритроцита. Влияние патологи. Биомедицинская химия. 2005; 51(2): 119–126.
Дудок К.П., Влох І.Й., Влох Р.О. Структурно-функціональний стан еритроцитів, вміст лігандних форм гемоглобіну і молекул середньої маси у крові людей, хворих на шизофренію. Біологічні студії. 2010; 4(1): 15–26.
Зинчук В.В. Участие оксида азота в формировании кислородсвязывающих свойств гемоглобина. Успехи физиол. наук. 2003; 34(2): 33–45.
Ильин А.В., Арбузова М.И., Князева А.П. Гликированный гемоглобин как ключевой параметр при мониторинге больных сахарным диабетом. Оптимальная организация исследований. Сахарный диабет. 2008; 2: 60–64.
Калиман В.П. Роль гликированного гемоглобина и альбумина в диагностике гипергликемических состояний. Експериментальна і клінічна медицина. 2008; 1: 53–55.
Копильчук Г.П., Бучковська I.М. NO-синтазна активність у клітинах печінки щурів за умов різної забезпеченості протеїном. Біологічні системи. 2013; 5(2): 147–151.
Космачевская О.В., Топунов А.Ф. Гемоглобины – разнообразие структуры и функций: обзор. Прикладная биохимия и микробиология. 2009; 45(6): 627–653.
Логвиненко А.Г., Логвиненко С.И. Спектрофотометрический метод оп ределения оксигемоглобина в крови. Лаб. дело. 1990; 3: 42–43.
Люта М., Федорович А., Бурда В. та ін. Вплив агматину на фізико-хімічні властивості гемоглобіну щурів за експериментального цукрового діабету. Вісн. Львів. ун-ту. Сер. біол. 2011; 55: 39–46.
Люта М., Ференц І., Бурда В. та ін. Кисеньтранспортна функція гемоглобіну при введенні агматину за експериментального цукрового діабету. Вісн. Львів. ун-ту. Сер. біол. 2013; 62: 46–54.
Осипов А.Н., Борисенко Г.Г., Владимиров Ю.А. Биологическая роль нитрозильных комплексов гемопротеинов. Успехи биол. хим. 2007; 47: 259–292.
Радченко О.М. Глікозильований гемоглобін – метаболічний маркер пошкодження. Проблеми ендокринної патології. 2008; 1: 104–107.
Рогаткин Д.А. Физические основы оптической оксиметрии. Медицинская физика. 2012; 2: 97–114.
Скибчук В.А., Соломенчук Т.М. Глікозильовнаний гемоглобін – фактор підвищеного ризику мікро- і макросудинних ускладнень у хворих на цукровий діабет. Український медичний часопис. 2005; 5(49): 81–88.
Скрипник Н.В. Діагностичне значення глікованого гемоглобіну в клінічній практиці. Клінічна та експериментальна патологія. 2012; 12,2(40): 142–147.
Топунов А.Ф., Петрова Н.Э. Гемоглобины: эволюция, распространение и гетерогенность. Успехи биологической химии. 2001; 41: 199 –228.
Boas D.A., Franceschini M.A. Haemoglobin oxygen saturation as a biomarker: the problem and a solution. Phil. Trans. R. Soc. 2011; 369: 4407– 4424.
Chung J., Chen C., Paw B.H. Heme metabolism and erythropoiesis. Current Opinion in Hematology. 2012; 19(3): 156–162.
Clark B.E., Thein S.L. Molecular diagnosis of haemoglobin disorders. Clin. Lab. Haem. 2004; 26: 159–176.
Drabkin D.A simplified technique for largescale crystallization myoglobin and haemoglobin in the crystalline. Arch. Biochem. 1949; 21: 224–226.
Goldstein D.E., Little R.R., Lorenz R.A. et al. Tests of glycemia in diabetes. Diabetes Care. 2004; 27(7): 1761–1773.
Jones E.M., Balakrishnan G., Spiro T.G. Heme Reactivity is Uncoupled from Quaternary Structure in Gel-encapsulated Hemoglobin: A Resonance Raman Spectroscopic Study. J Am Chem Soc. 2012; 134(7): 3461–3471.
Ladyzynski P., Foltynski P., Bak M. et al. Validation of a hemoglobin A 1c model in patients with type 1 and type 2 diabetes and its use to go beyond the averaged relationship of hemoglobin A 1c and mean glucose level. J Transl Med. 2014; 12(1): 328–336.
Martin J., Tomlinson P. Hepatic complications in poorly controlled type 1 diabetes mellitus: a case report. N. Z. Med J. 2014; 127: 95–97.
Mashiko S., Ishihara A., Iwaasa H. et al. Pair-Feeding Study Reveals That a Y5 Antagonist Causes Weight Loss in Diet-Induced Obece Mice by Modulating Food Intake and Energy Expenditure. Molecular pharmacology. 2007; 71(2): 602-608.
Nabil G.M. A Biophysical Study on Hemoglobin Molecule Irradiated by near Ultraviolet Waves. Global Veterinaria. 2008; 2(4): 165–168.
Reeves P.G., Nielsen F.H., Fahey G.C. AIN-93 Purified Diets for Laboratory Rodents: Final Report of the American Institute of Nutrition Ad Hoc Writing Committee on the Reformulation of the AIN-76A Rodent Diet. The journal of nutrition. 1993; 5: 1939-1951.
Ryter S.W., Tyrrell R.M. The heme synthesis and degradationpathway: role in oxidant sensitivity. Free Radic. Biol. Med. 2000; 8: 289–309.
Schechter A.N. Hemoglobin research and the origins of molecular medicine. Blood. 2008; 112(10): 3927–3938.
Shibayama N., Sugiyama K., Tame J. et al. Capturing the Hemoglobin Allosteric Transition in a Single Crystal Form. J. Am. Chem. Soc. 2014; 136(13): 5097–5105.
Vinogradov S.N., Moens L. Diversity of globin function: enzymatic, transport, storage and sensing. J. Biol. Chem. 2008; 283: 8773–8777.
Wajcman H., Moradkhani K. Abnormal haemoglobins: detection and characterization. Indian J Med Res. 2011; 134: 538–546.
Zhao J., Serrano V., Franzen S. A Model for the Flexibility of the Distal Histidine in Dehaloperoxidase-Hemoglobin A Based on X-ray Crystal Structures of the Carbon Monoxide Adduct. Biochemistry. 2014; 53(15): 2474–2482.
