Возможности оценки кислород-транспортной функции при идиопатической легочной гипертензии на фоне успешного применения селексипага

В сложном  патогенезе идиопатической легочной гипертензии (ИЛГ), включающем изменения биохимических и биофизических  процессов  в различных  типах клеток,  как причины нарушения структуры  и функции легочных сосудов,  воспаления и тромбоза в них, важную роль играет и гипоксия, которая может быть обусловлена конформационными изменениями в молекулах гемоглобина с изменением их структуры и нарушением кислород-транспортной функции.

Цель: исследовать изменения конформации и способности  гемоглобина (Гб) связывать кислород в эритроцитах крови из кубитальной вены у пациентов с ИЛГ и здоровых людей методом спектроскопии комбинационного рассеяния (КР-спектроскопии, Раман-спектроскопии).

Материал и методы. В исследование  включено 39 пациентов с впервые установленной ИЛГ с функциональным классом I (ВОЗ) – 2 пациентов, II – 13 пациентов, III  – 22 пациентов,  IV – 2 пациента. 15 пациентов ранее не получали ЛАГ-специфическую  терапию. У 24 больного  проводился  «отмывочный»  период пробной  терапии в течение 5-7 дней. Группу контроля составили 10 здоровых добровольцев.

Результаты. Установлено, что спектры комбинационного рассеяния Гб эритроцитов  цельной крови и суспензии  эритроцитов  (СЭ) пациентов с ИЛГ имеют существенные  отличия от группы контроля. Для группы ИЛГ характерно увеличение вероятности нахождения гема в «куполообразной конформации»,  что характерно для дезоксигенированной формы  Гб, выявлены конформационные  изменения порфиринового макроцикла гема и плотности упаковки глобина. Значительную роль в изменении кислородтранспортной функции Гб при ИЛГ выполняет конформационные изменения мембраносвязанного  Гб (Гбмс), для которого  характерно увеличение вклада симметричных  колебаний  пиррольных  колец  в  гемопорфирине и увеличение плотности  упаковки глобина  относительно  контроля,  что требует дальнейшего  исследования.  Вероятно, причиной снижения способности  кислород-транспортной  функции Гбмс является снижение эффективности электростатического взаимодействия с белком полосы 3. На клиническом примере показаны позитивные изменения показателей спектроскопии  у пациента ИЛГ с эффективным  применением селексипага.

Заключение. Впервые показана возможность  использования неинвазивного метода  КР-спектроскопии  для исследования  изменений кислород-транспортной функции эритроцитов пациентов с ИЛГ, что может  служить  дополнительным методом в диагностическом алгоритме данного заболевания.

1. Чазова И.Е., Мартынюк Т.В., Валиева З.С. и соавт. Евразийские клинические рекомендации по диагностике и лечению легочной гипертензии. Евразийский Кардиологический Журнал. 2020;1:78-122. https://doi.org/10.38109/2225-1685-2020-1-78-122

2. Резухина Е.А., Родненков О.В., Мартынюк Т.В. Портрет типичного пациента с легочной артериальной гипертензией для назначения агониста простациклиновых рецепторов селексипага. Евразийский Кардиологический Журнал. 2023;(1):94-99. https://doi.org/10.38109/2225-16852023-1-94-99

3. Trip P., Nossent E.J., Man F.S. de et al. Severely reduced diffusion capacity in idiopathic pulmonary arterial hypertension: patient characteristics and treatment responses. Eur. Respir. J. 2013;42 (6):1575-1585. https://doi.org/10.1183/09031936.00184412

4. Hoeper M.M., Bogaard H.J., Condliffe R. et al. Definitions and diagnosis of pulmonary hypertension. J. Am. Coll. Cardiol. 2013;62(25):42-50. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2013.10.032

5. Savarese G., Paolillo S., Costanzo P. et al. Do changes of 6-minute walk distance predict clinical events in patients with pulmonary arterial hypertension? A meta-analysis of 22 randomized trials. J.Am. Coll. Cardiol. 2012;60(13):1192-1201. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2012.01.083

6. Maksimov G.V., Maksimova N.V., Churin A.A. et al. Study of conformational changes in hemoglobin protoporphyrin in essential hypertension. Biochemistry (Moscow). 2001;66:295-259. https://doi.org/10.1023/a:1010251813632

7. Максимов Г.В., Родненков О.В., Лунева О.Г. и соавт. Изучение роли плазматической мембраны эритроцитов в формировании гипоксии у больных с хронической сердечной недостаточностью. Терапевтический архив. 2005;77 (9):70-73.

8. Brazhe N.A., Abdali S., Brazhe A.R. et al. New Insight into Erythrocyte through In Vivo Surface-Enhanced Raman Spectroscopy. Biophys. J. 2009;97(12):3206-3214. https://doi.org/10.1016/j.bpj.2009.09.029

9. Torres Filho I.P., Terner J., Pittman R.N. et al. Measurement of hemoglobin oxygen saturation using Raman microspectroscopy and 532-nm excitation. J. Appl. Physiol. 2008;104(6):1809-1817. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00025.2008

10. Semenova A.A., Semenov A.P., Gudilina E.A. et al. Nanostructured silver materials for noninvasive medical diagnostics by surfaceenhanced Raman spectroscopy. Mendeleev Communications. 2016;26(3):177-186. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2016.04.001

11. Slatinskaya O.V, Luneva O.G., Deev L.I. et al. The Hemoglobin Conformation in Erythrocytes at Different Levels of Oxygen Partial Pressure. Biophysics (Oxf). 2021;66(5):797-803. https://doi.org/10.1134/S0006350921050225

12. Slatinskaya O.V, Luneva O.G., Deev L.I. et al. Conformational changes that occur in heme and globin upon temperature variations and normobaric hypoxia. Biophysics (Oxf). 2020;65(2):213-221. https://doi.org/10.1134/S0006350920020220

13. Wood B.R., Caspers P., Puppels G.J. et al. Resonance Raman spectroscopy of red blood cells using near infrared excitation. Analytical and bioanalytical chemistry. 2007;387(5):1691-1703. https://doi.org/10.1007/s00216-006-0881-8

14. Huang Z., Louderback J.G., Goyal M. et al. Nitric oxide binding to oxygenated hemoglobin under physiological conditions. Biochim. Biophys. Acta (BBA)-General Suj. 2001;1568(3):252-260. https://doi.org/10.1016/s0304-4165(01)00227-6

15. Космачевская О.В., Насыбуллина Э.И., Блиндарь В.Н. и совт. Связывание эритроцитарного гемоглобина с мембраной как способ осуществления сигнально-регуляторной функции (обзор). Прикладная биохимия и микробиология. 2019;55(2):107-123. https://doi.org/10.1134/S0555109919020090