Influence of divalent cations Ca²⁺ and Zn²⁺ on the activation of posthypertonic hemolysis of human erythrocytes

Abstract

Human erythrocytes (RBC) were incubated for various time at 37 °C in hypertonic solutio,ts of NaCl (1.5 M) or sucrose (1.2 M) and then rehydrated in isotonic NaCl or sucrose media in the presence or absence of divalent cations Ca²⁺ and Zn²⁺. After equilibration in hypertonic sucrose both cations significantly increased the extent of hemolysis at concentration dependent manner, but show more complex response after equilibration in hypertonic NaCl media. In thin case both Ca²⁺ and Zn²⁺ ions lose their activation ability during rehydration in isotonic NaCl media, and Ca2+ did so in isotonic sucrose. Dehydration of cells in hypertonic sucrose solutions in the presence of 100 mM of cations Na⁺, K⁺ and Mg²⁺ leads to decrease the extent of lysis after rehydration but dues not influence activation ability of Ca²⁺ and Zn²⁺, whereas addition of Ca²⁺ to hypertonic sucrose solution completely abolishes activation effect of both ions. The model of posthypertonic lysis is presented according to which action of cations Ca²⁺ and Zn²⁺ may be explained by their specific binding to activatory and inhibitory membrane sites, regulating membrane permeability during reswelling from hypertonic salines.

Еритроцити людини інкубували в різні строки при темпера­турі 37 °С у гіпертонічних розчинах 1,5 М NaCl і 1,2 М сахарози та регідратували в ізотонічних середовищах NaCl і сахарози в присутності та відсутності дивалентних катіонів Са²⁺ і Zn²⁺ . Встановлено, що останні здатні активувати постгіпертонічний лізис (ПЛ) еритроцитів, якщо початкова дегідратація здійснюється в сахарозному середовищі. Такої активації не спостерігається у випадку лізису, індукованого різними гемолітичними агентами (мелітин, тритон Х-100 і т. і.), де ці катіони проявляють лшае пригнічуючий ефект. Попередня інкубація клітин у гіпертонічному розчині NaCl згаданий ефект усуває. Обробка дегідратованих еритроцитів катіонами Na⁺ , К⁺, Mg²⁺ призводить до пригнічену гемолізу, однак не впливає на активуючу здатність іонів Са²⁺ і Zn²⁺ . У випадку дегідратації клітин у присутності іонів Са²⁺ катіони втрачають здатність активувати ПЛ. При переносі еритро­цитів із гіпертонічних в ізотонічні середовища відбувається формування мембранних гемолітичних пор, до структури яких входять два активуючих іоноспецифічних і один блокую­чий сайти для дивалентних катіонів. Вказані сайти здатні регулювати формування мембранних поиікоджень при взає­модії з катіонами Са²⁺ і Zn²⁺ .

ритроциты человека инкубировали в разное время при тем­пературе 37 С в гипертонических растворах 1,5 М NaCl и 1,2 М сахарозы и регидратировали в изотонических средах NaCl и сахарозы.ув присутствии или отсутствие дивалентных катионов Са²⁺ и Zn²⁺ . Установлено, что последние способны активировать постгипертонический лизис (ПЛ) эритроци­тов если начальная дегидратация происходит в сахарозной среде. Данной активации не наблюдается в случае лизиса, индуцированного разными гемолитическими агентами (мелиттин, тритон Х-100 и т. д.), где эти катионы оказывают только ингибирующий эффект. Предварительная инкубация клеток в гипертоническом растворе NaCl указанный эффект устраняет. Обработку дегидратированных эритроцитов ка­тионами Na⁺ , К⁺ , Mg²⁺ приводит к ингибированию гемолиза, однако не влияет на активирующую способность ионов Са²⁺ и Zn²⁺ . В случае дегидратации клеток в присутствии ионов Са²⁺ катионы утрачивают способность активировать ПЛ. При переносе эритроцитов из гипертонических в изотонические среды происходит формирование мембранных гемолитических пор, в структуру которых входят два активирующих ионоспецифических и один блокирующий сайты для дивалентных катионов. Указанные сайты способны регулировать формиро­вание ме^ибранн^іх повреждений при взаимодействии с катионами Са²⁺ и Zn²⁺ .