The effect of vasodilators on microrheological properties of erythrocytes in norm and in chronic heart failure
https://doi.org/10.24884/1682-6655-2012-11-4-71-77
Abstract
Red blood cells may regulate tissue circulation and O2 delivery by releasing the vasodilators ATP and NO in response to hypoxia. RBCs may act as sensors of tissue O2 requirements via their degree of hemoglobin deoxygenation. In this study we investigated the influence of known vasodilators (adenosine, ADP and NO donor (SPER/NO) on rheological blood properties in norm and in chronic heart failure. Elevation of blood fluidity in presence of the studied substances in norm as well as in chronic heart failure was due to the optimization of microrheological properties of erythrocytes (an increase of their deformability and decrease of aggregability).
About the Authors
I. A. Tikhomirova
Yaroslavl State Pedagogical University
Russian Federation
Russian Federation
A. O. Oslyakova
Yaroslavl State Pedagogical University
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Агеев, Ф. Т. Больные с хронической сердечной недостаточностью в российской амбулаторной практике: особенности контингента, диагностики и лечения / Ф. Т. Агеев [и др.] // Сердечная недостаточность. - 2004. - Т. 5. - № 1. - С. 4-6.
2. Бойцов, С. А. Центральные и периферические механизмы патогенеза хронической сердечной недостаточности / С. А. Бойцов // Сердечная недостаточность. - 2005. - Т. 6. - № 2. - С. 78-83.
3. Камкин, А. Г. Фундаментальная и клиническая физиология / А. Г. Камкин, А. А. Каменский. - М.: Академия, 2004. - 1072 с.
4. Малышев, В. Д. Анестезиология и реанимация. Интенсивная терапия / В. Д. Малышев. - М.: Медицина, 2003. - 527 с.
5. Муравьев, А. В. Компьютерная регистрация агрегации эритроцитов при их инкубации с адреналином / А. В. Муравьев [и др.] // Материалы науч.-практ. конф. «Методы исследования регионарного кровообращения и микроциркуляции в клинике». - СПб., 2003. - С. 78-80.
6. Муравьев, А. В. Новый капиллярный полуавтоматический вискозиметр / А. В. Муравьев [и др.] // Мат. международн. конф. «Гемореология в микро- и макроциркуляции». - Ярославль, 2005. - С. 28.
7. Муравьев, А. В. Гемореология (экспериментальные и клинические аспекты реологии крови) / А. В. Муравьев, С. В. Чепоров. - Ярославль: ЯгПу, 2009. - 178 с.
8. Муравьев, А. В. Методы изучения деформируемости эритроцитов в эксперименте и клинике / А. В. Муравьев [и др.] // Клин. лаборат. диагностика. - 2010. - № 1. - С. 28-29.
9. Петрова, И. В. Роль оксида азота в регуляции Са2+-зависимой К+- проницаемости мембраны эритроцитов человека / И. В. Петрова, О. А. Трубачева, С. В. Гусакова // Вестник ТГУ. Биология. - 2011. - № 346. - С. 165-168.
10. Поленов, С. А. Основы микроциркуляции / С. А. Поленов // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. - 2008. - Т. 7. - № 1 (29). - С. 5-19.
11. Azarov, I. Nitric Oxide Scavenging by Red Blood Cells as a Function of Hematocrit and Oxygenation / I. Azarov [et al.] // J. Biol. Chem. - 2005. - Vol. 280. - № 47. - P. 39024-39032.
12. Bergfeld, G. R. Release of ATP from human erythrocytes in response to a brief period of hypoxia and hypercapnia / G. R. Bergfeld, T. Forrester // Cardiovasc Res. - 1992. - № 26. - P. 40-47.
13. Beridze, M. Effect of nitric oxide initial blood levels on erythrocyte aggregability during 12 hours from ischemic stroke onset / M. Beridze [et al.] // Clinical Hemorheology and Microcirculation. - 2004. - Vol. 30. - № 3-4. - P 403-406.
14. Diesen, D. Hypoxic Vasodilation by Red Blood Cells / D. Diesen, D. Hess, J. Stamler // Circulation Research. - 2008. - № 29. - P. 545-553.
15. Dietrich, H. H. Red blood cell regulation of microvascular tone through adenosine triphosphate / H. H. Dietrich [et al.] // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. - 2000. - № 278. - P. H1294-H1298.
16. Ellsworth, M. L. The erythrocyte as a regulator of vascular tone / M. L. Ellsworth [et al.] // Am. J. Physiol. - 1995. - № 269. - P. H2155-H2161.
17. Ellsworth, M. L. Erythrocytes: oxygen sensors and modulators of vascular tone / M. L. Ellsworth [et al.] // Physiology. - 2009. - № 24. - P. 107-116.
18. Gladwin, M. T. The functional nitrite reductase activity of the heme-globins / M. T. Gladwin, D. B. Kim-Shapiro // Blood. - 2008. - № 112. - P. 2636-2647.
19. Gonzalez-Alonso, J. and the regulation of human skeletal muscle blood flow and oxygen delivery: role of circulating ATP / J. Gonzalez-Alonso, D. B. Olsen, B. Saltin // Circ. Res. - 2002. - № 91. - P. 1046-1055.
20. Gonzalez-Alonso, J. Erythrocytes and the regulation of human skeletal muscle bloodflow and oxygen delivery: role of erythrocyte count and oxygenation state of haemoglobin / J. Gonzalez-Alonso [et al.] // J. Physiol. - 2006. - № 572. - P. 295-305.
21. Hsu, L. L. Hemolysis in sickle cell mice causes pulmonary hypertension due to global impairment in nitric oxide bioavailability / L. L. Hsu [et al.] // Blood. - 2007. - № 109. - P. 3088-3098.
22. Jagger, J. E. Role of erythrocyte in regulating local O2 delivery mediated by hemoglobin oxygenation / J. E. Jagger [et al.] //Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. - 2001. - № 280. - P. H2833-H2839.
23. Jensen, F. B. The dual roles of red blood cells in tissue oxygen delivery: oxygen carriers and regulators of local blood flow / F. B. Jensen // The Journal of Experimental Biology. - 2009. - № 212. - P. 3387-3393.
24. Kim-Shapiro, D. B. Unraveling the reactions of nitric oxide, nitrite, and hemoglobin in physiology and therapeutics / D. B. Kim-Shapiro, A. N. Schechter, M. T. Gladwin // Arterioscler. Thromb Vasc. Biol. - 2006. - № 26. - P. 697-705.
25. Mortensen, S. P. ATP-induced vasodilation and purinergic receptors in the human leg: roles of nitric oxide, prostaglandins, and adenosine / S. P. Mortensen [et al.] // Am. J. Physiol. Regul Integr. Comp. Physiol. - 2009. - № 296. - P. R1140-R1148.
26. Muravyov, A. Role Ca2+ in mechanisms of the red blood cells microrheological changes / A. Muravyov, I. Tikhomirova // Advances in Experimental Medicine and Biology. - 2012. - Vol. 740. - P. 1017-1038.
27. Price, A. K. Deformation-induced release of ATP from erythrocytes in apoly(dimethylsiloxane)-based microchip with channels that mimic resistance vessels / A. K. Price [et al.] // Anal. Chem. - 2004. - № 76. - P. 4849-4855.
28. Sauls, B. A. Adenosine linking reduced O2 to arteriolar NO release in intestine is not formed from extracellular ATP / B. A. Sauls, M. A. Boegehold // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. - 2001. - № 281. - P. H1193-H1200.
29. Starzyk, D. Effects of nitric oxide and prostacyclin on deformability and aggregability of red blood cells of rats ex vivo and in vitro / D. Starzyk, R. Korbut, R. J. Gryglewski // J. Physiol. Pharmacol. - 2000. - № 50 (4). - P. 629-637.
30. Stein, J. C. Capillary oxygen transport during severe hypoxia: role of hemoglobinoxygen affinity / J. C. Stein, M. L. Ellsworth // J. Appl. Physiol. - 1993. - № 75. - P. 1601-1607.
31. Stoltz, J. F. Hemorheology in practice: an introduction to the concept of a hemorheological profile / J. F. Stoltz, M. Donner, S. Muller // Rev. Port. Hemorreol. - 1991. - Vol. 5. - № 2. - P. 175-188.
32. Tikhomirova, I. Role of erythrocytes in matching oxygen delivery (blood flow) with local metabolic need / I. Tikhomirova, A. Oslyakova, O. Ovchinnikova // Biorheology. - 2012. - Vol. 49. - № 2, 3. - P. 201-202.
33. Wan, J. Dynamics of shear-induced ATP release from red blood cells / J. Wan, D. Ristenpart, H. Stone // PNAS. - 2008. - Vol. 105. - № 43. - P. 16432-16437.
34. Wang, L. ADP Acting on P2Y13 Receptors Is a Negative Feedback Pathway for ATP / L. Wang [et al.] // Circulation Research. - 2005. - № 4. - P. 189-196.
Review
For citations:
Tikhomirova I.A., Oslyakova A.O. The effect of vasodilators on microrheological properties of erythrocytes in norm and in chronic heart failure. Regional blood circulation and microcirculation. 2012;11(4):71-77. (In Russ.) https://doi.org/10.24884/1682-6655-2012-11-4-71-77
Views:
375
Email this article 
