Hemorheological parameters in individuals with different levels of oxygen body supply: the effect of nitric oxide and hydrogen sulfi de on erythrocyte microrheological characteristics.
Authors: Муравьев А.В. , Михайлов П.В. , Зинчук В.В. , Тихомирова И.А. , Остроумов Р.С. 
Published: November 2021

Введение. Доставка кислорода в ткани определяется величиной объемного кровотока; он, в свою очередь, зависит от сосудистых и реологических факторов. Снижение вязкости крови (ВК) может способствовать приросту объемного кровотока и повышению эффективности доставки кислорода. Поскольку ВК тесно связана с микрореологическими свойствами эритроцитов, то можно полагать, что их положительные изменения будут способствовать улучшению кислородтранспортной функции крови. Цель исследования: сравнительный анализ гемореологических профилей у лиц с разным уровнем обеспечения организма кислородом и определение роли оксида азота (NO) и сульфида водорода (H2S) в изменениях микрореологических характеристик эритроцитов. Материалы и методы. На основе результатов определения максимального потребления кислорода (МПК) были сформированы 2 группы, в каждой из которых было по 24 практически здоровых мужчины-добровольца в возрасте от 20 до 35 лет: группа 1 – лица с умеренным обеспечением организма кислородом (МПК = 40–50 мл/кг/мин) и группа 2 – лица с относительно высоким его уровнем (МПК = 51–65 мл/кг/мин). Регистрировали параметры гемореологического профиля, напряжение кислорода в коже предплечья (tсрО2), метаболизм оксида азота (по соотношению нитраты/нитриты, NOx). Для исследования влияния газотрансмиттеров (ГТ) на микрореологию эритроцитов их инкубировали с донором NO (нитропруссидом натрия, 100 мкмоль) и донором H2S (гидросульфидом натрия, 100 мкмоль) с последующей регистрацией деформируемости и агрегации эритроцитов. Результаты. У лиц с относительно высоким обеспечением тканей кислородом отмечалась сниженная вязкость крови, ее высокий кислородтранспортный потенциал, эффективная микрореология эритроцитов и их более высокая чувствительность к ГТ при положительном влиянии последних на агрегацию и деформируемость эритроцитов. Заключение. Данные, полученные на моделях микрореологических ответов эритроцитов на доноры двух газотрансмиттеров, позволяют заключить, что, во-первых, эти ГТ, как сигнальные молекулы, положительно влияют на микрореологические характеристики эритроцитов и, следовательно, на их транспортный потенциал, и, во-вторых, эритроциты лиц, имеющих высокий уровень обеспечения организма кислородом, более чувствительны к регуляторному действию газотрансмиттеров, поскольку их микрореологические ответы на доноры были статистически значимо более выраженными.

Background. Oxygen delivery to tissues is determined by the volume of blood flow that, in turn, depends on vascular and rheological factors. Blood viscosity (BV) decreasing can promote an increasing of volumetric blood flow and provide more efficient oxygen transport. Since BV depends on the erythrocyte microrheological properties it can be assumed that their positive changes will contribute to better oxygen transport. Objectives: to investigate hemorheological profiles in individuals with different levels of body oxygen supply and the role of nitrogen oxide (NO) and hydrogen sulfide (H2S) in changes of the erythrocyte microrheological characteristics. Patients/Methods. Based on the determination of maximum oxygen consumption (VO2max), 2 groups were formed, each of which consisted of 24 practically healthy male volunteers aged 20–35 years: group 1 – persons with moderate body oxygen supply (VO2max = 40–50 ml/kg/min) and group 2 – persons with a relatively high body oxygen supply (VO2max = 51–65 ml/kg/min). Hemorheological profi le parameters, oxygen tension in the forearm skin (tcpO2), and nitric oxide metabolism by the ratio of nitrates/nitrites (NOx) were recorded. To study the effect of gasotransmitters (GTs) on erythrocyte microrheology, they were incubated with NO donor (sodium nitroprusside, 100 μmol) and H2S donor (sodium hydrosulfide, 100 μmol), and erythrocytes deformability and aggregation were registered. Results. Individuals with a relatively high oxygen supply of tissues showed a reduced blood viscosity, high blood oxygen transport potential, an effective microrheology of erythrocytes and their higher sensitivity to GTs with their positive effect on erythrocytes aggregation and deformability. Conclusions. The obtained data on models of erythrocyte microrheological responses to donors of two gasotransmitters allow us to conclude that, firstly, these GTs, as signaling molecules, have a positive effect on the erythrocyte microrheological characteristics and, consequently, on their transport potential, and, secondly, erythrocytes from individuals with a high level of oxygen body supply are more sensitive to the regulatory action of GTs, because their microrheological responses to donors were statistically significantly more expressed.