ACIDIC, OSMOTIC AND ULTRASONIC RESISTANCE OF ERYTHROCYTES IN REGULAR HEMODIALYSIS PATIENTS

THE AIM of the investigation was to assess the reaction of erythrocytes to uremia and hemodialysis treatment based on many years of studying different types of hemolysis. PATIENTS AND METHODS. The examination included 108 patients with chronic renal failure (66 men and 42 women; mean age 43.29±1.22 years). The patients received 200 sessions of standard bicarbonate dislysis. The control group consisted of 27 healthy subjects (17 men and 12 women; mean age 46.2±3.1 years). The time of acidic, osmotic and ultrasonic hemolysis was studied as well as the osmotic resistance of erythrocytes. RESULTS. The time of acidic hemolysis in patients before the beginning of the hemodialysis session was 33.8% longer as compared with the same index for the control group (t=12.4; p<0.001). Although the time of acidic hemolysis was 11.8% shorter due to the hemodialysis session, it was still 18% higher (t=7.3; p<0.001). The osmotic resistance in patients before dialysis was 6.5% higher than normal (t=2.35; p<0.05), and after dialysis it was 9.23% reliably higher (t=5.04; p<0.001). The duration of osmotic and ultrasonic hemolysis before and after dialysis did not reliably differ from the similar indices of the control group. Weak negative correlation was revealed between the time of acidic hemolysis and content of calcium and albumin in the patients’ blood plasma after hemodialysis session. The correlation coefficients were 0.206± 0.070 (t=2.96; p<0.01) and 0.216±0.069 (t=3.11; p<0/001) respectively. The first factor with the greatest weight included the indices of arterial pressure before and after the hemodialysis session showing the state of the patients’ cardiovascular system. The second component with the relative weight a little more than 8% characterized the effectiveness of the hemodialysis session. The third factor included the concentration of albumine and cholesterol in blood

plasma. The fourth factor consisted of the indices associated exclusively with the acidic and ultrasonic resistance of erythrocytes.The indices of osmotic resistance were included but in the ninth factor. CONCLUSION. An analysis of the data on the erythrocyte resistance to acidic and osmotic hemolysis showing the functional state of red blood cells as a whole and, in particular, their plasmatic membranes, has revealed a reliably positive influence of the hemodialysis procedure on the cellular sector of organism of the dialysis treated patients. It was shown that in the course of the hemodialysis session the acidic hemolysis time shortened and the osmotic resistance of erythrocytes considerably increased. The correlation and factor analysis of the data obtained has confirmed high degree of autonomy of erythrocytes. For all this, the indices of different types of hemolysis, being somewhat inferior by their informative value to clinical and biochemical indices, nevertheless have sufficiently high factor significance.

1. Румянцев АШ. Особенности катаболизма белков в процессе развития хронической почечной недостаточности. Автореф. на соиск…..д.м.н., СПб, 2000: 31

2. Михайлович ВА, Марусанов ВЕ, Бичун АБ, Доманская ИА. Проницаемость эритроцитарных мембран и сорбционная способность эритроцитов – оптимальные критерии тяжести эндогенной интоксикации. Анестезиология и реаниматология 1993; (5): 6669

3. Петросян ЭА, Неделько НА, Кадо АХ и др. Диагностическая ценность оценки проницаемости мембран эритроцитов в качестве критерия интоксикационного синдрома. Клин Лаб Диагн 2001; (8): 58

4. Покровский АА. Липиды. Структура, биосинтез. Превращения и функции. Наука, М., 1977; 118

5. Черницкий ЕА, Воробей АВ. Структура и функции эритроцитарных мембран. Наука и техника, Минск, 1981; 216

6. Поэтова ВГ, Гительзон ИИ, Терсков ИА. Вопросы биофизики, биохимии и патологии эритроцитов. М., 1967; 81

7. Терсков ИА, Гительзон ИИ. Метод химических (кислотных) эритрограмм. Биофизика 1957; 2(2): 259266

8. Трикуленко АВ, Пинишко УВ. Кинетика кислотного лизиса эритроцитов разновозрастных популяций в присутствии лигандов некоторых интегральных белков плазматических мембран. Гематология и трансфузиология 1999; 44(1): 1618

9. Конев СВ. Структурная лабильность биологических мембран и регуляторные процессы. Наука и техника, Минск, 1987; 240

10. Kolanjiappan К, Manoharan S, Kayalvizhi M. Measurement of eryrthrocyte lipids, lipid peroxidation, antioxidants and osmotic fragility in cervical cancer patients. Clin Chim Acta 2002; 326 (12): 143149

11. AbouSeif MA, Rabia A, Nasr M. Antioxidant status, erythrocyte membrane lipid peroxidation and osmotic fragility in malignant lymphoma patients. Clin Chem Lab Med 2000; 38(8): 737742

12. Candan F, Gultekin F. Effect of vitamin С and zinc on osmotic fragility and lipid peroxidation in zincdeficient haemodialysis patients. Cell Biochem Funct 2002; 20(2): 9598

13. Matteucci E, Giampietro O. Oxidative stress in families of type 1 diabetic patients. Diabetes Care 2000; 23(8): 1182 1186

14. Devasena T, Lalitha S, Padma K. Lipid peroxidation, osmotic fragility and antioxidant status in children with acute poststreptococcal glomerulonephritis. Clin Chim Acta 2001; 308(12): 155161

15. Ibrahim FF, Ghannam MM, Ali FM. Effect of dialysis on erythrocyte membrane of chronically hemodialyzed patients. Ren Fail 2002; 24(6): 779790

16. Vlassopoulo DA, Hadjiyannakos DK, Anogiatis AG et al. Camitine action on red blood cell osmotic resistance in hemodialysis patients. J Nephrol 2002; 15(1): 6873

17. Морозова ТФ, Липина ОВ, Шраго МИ, Бредихина ЛП. Динамика кислотного и осмотического лизиса прираз личных воздействиях. Криобиология 1990; (4): 1418

18. Заводник ИБ, Пилецкая ТП. Кислотный лизис эритроцитов человека. Биофизика 1997; 42(5): 11061112

19. Verkman AS, Van Hock AN, Ma T et al. Water transport across mammalian cell membranes. Am J Phisiol 1996; (270): 230

20. Van Os CH, Deen PMT. Role of aquaporins in renal water handling: physiology and pathophysiology. Nephrol Dial Transplant 1998; (13): 16451651

21. Сторожок СА, Соловьев СВ. Структурные и функциональные особенности цитоскелета мембраны эритроцита. Вопр Мед Химии 1992; 38 (2): 1417

22. Антонов ВФ. Липидные поры: стабильность и проницаемость мембран. Соросовский образовательный журнал 1998; (10): 1017

23. Козлов ММ, Черномордик ЛВ, Маркин ВС. Механизм образования безбелковых участков мембраны эритроцита: разрыв мембранного скелета. Биологические мембраны 1989; 6(6): 597 611

24. Казеннов АМ, Маслова МН. Структурно-биохимические свойства мембраны безъядерных эритроцитов. Физиол журн СССР им Сеченова 1987; 73 (12): 15871598

25. Горбунов НВ. Влияние структурной модификации белков на липидбелковое взаимодействие в мембране эритроцитов человека. Бюлл Эксперим Биол и Мед 1993; 116 (11): 488491

26. Заводник ИБ, Пилецкая ТП, Степуро ИИ. Механический лизис эритроцитов человека. Стабилизация мембран белками плазмы. Укр Биохим Журн 1991; 63 (6): 7278

27. Шакиров ДФ, Самсонов ВМ, Кудрявцев ВП, Гильманов АЖ. Исследование кислотной и осмотической резистентности эритроцитов у рабочих нефтехимического производства. Клин Лаб Диагн 2003; 3 (7): 2123

28. Иванов ВИ, Голенда ИЛ. Возрастная динамика кар тины крови и кислотного гемолиза по данным автоматизированного экспрессанализа в условиях г. Кемерово. Физиология человека 1996; 22 (6): 7681

29. Twardowski ZJ. We should strive for optimal hemodialysis: a criticism of the hemodialysis adequacy concept. Hemodial Int 2003; 7 (1): 516

30. Gutknechi J. Proton/hydroxide conductance through lipid bilayer membranes. J Membr Biol 1984; 82 (4): 105112

31. Gutknechi J. Proton conductance through phospholipid bilayers: water wires or weak acids? J Bioenerg Biomembr 1987; 19 (3): 427442

32. Митрохин НМ, Мунипов МВ, Команов АВ. Влияние температуры на химическую резистентность эритроцитов. Биофизика 1989; 34 (5): 819 825

33. Суглобова ЕД, Спиридонов ВН, Борисов ЮА и др. Биофизические характеристики мембран эритроцитов у больных, получающих лечение регулярным гемодиализом. 1. Резистентность к действию внешнего каналоформера. Нефрология 1998; 2 (4): 6876

34. Bonomini M, Sirolli V, Settefrati N et al. Increased erythrocyte phosphatidylserine exposure in chronic renal failure. J Am Soc Nephrol 1999; 10 (9): 19821990

35. Bonomini M, Ballone E, Di Stante S et al. Removal of uraemic plasma factor (s) using different dialysis modalities reduces phosphatidylserine exposure in red blood cells. Nephrol Dial Transplant 2004; 19 (1): 6874

36. Казеннов АМ, Маслова МН. Влияние мембранного скелета безъядерных эритроцитов на свойства транспортных АТФаз. Цитология 1991; (11): 32 41

37. Самойлов МВ, Мишнев ОД, Кудрявцев ЮВ и др. Морфофункциональная характеристика эритроцитов при хронической почечной недостаточности и гнойной интоксикации. Клин Лаб Диагн 2002; 2 (6): 18 23

38. Самойлов МВ, Мишнев ОД, Кудрявцев ЮВ и др. Морфофункциональная характеристика эритроцитов при экстракорпоральной эфферентной детоксикации. Клин Лаб Диагн 2002; 2 (8): 1923

39. Самойлов МВ, Мишнев ОД, Кудрявцев ЮВ. Транс формированные и патологические эритроциты при эндо генной интоксикации и экстракорпоральной детоксикации. Арх Патол 2002; 64 (5): 3640

40. Стецюк ЕА, Ярмолинский ИС, Александров Н.П. и др. Исследование реологических свойств крови во время гемодиализа. Урология и нефрология 1988; 1: 4244

41. Jakic M, Rupcic V, Stipanic S, Slanjvic V. Osmotic resistance in erythrocytes in patients with chronic kidney insufficiency. Lijec Vjesn 1990 SepOct; 112(910): 2847

42. Wu SG, Jeng FR, Wei SY et al. Red blood cell osmotic fragility in chronically hemodialyzed patients. Nephron 1998; 78 (1): 28 32

43. Nowak E, Wyrwicz G, Dabrowski Z et al. Rheological properties of red blood cells (including reticulocytes) in patients with chronic renal disease. Clin Hemorheol Microcirc 1999; 21 (2): 87 94