Используя внутриклеточный и внеклеточный хелаторы для Zn2+ - TPEN и DTPA, продемонстрировано существование специфических рецепторов на поверхности эритроцитов и внутриклеточных депо, отвечающих за поддержание цинкового гомеостаза. В тоже время было показано, что увеличение цитозольного пула лабильного Zn2+ свыше 100 нМ приводит к запуску процессов эриптоза, а цитотоксические эффекты цинка обусловлены внутриклеточными молекулярными механизмами, приводящими к выходу Zn2+ из клеточных депо. Более того, выявлена обратная зависимость между изменением внутриклеточного пула лабильного цинка и эстеразной активности эритроцитов, при моделировании окислительного стресса, используя H2O2 in vitro , что свидетельствует о прямом участии Zn2+ в запуске эриптоза, а дисбаланс “прооксиданты/антиоксиданты” в пользу первых выступает в качестве триггера данного процесса. При этом обнаружен рост уровня экспрессии цитозольных тиол-содержащих белков металлотионеинов, как в эритроцитах, истощенных по Zn2+, так и в клетках после индукции окислительного стресса in vitro путем воздействия H2O2. Это свидетельствует о функционировании данных белков в качестве вспомогательного антиоксиданта в защитной системе эритроцитов в условиях окислительного стресса.
эритроциты человека, цинковый гомеостаз, лабильный пул цинка, эстеразная активность, металлотионеины, окислительный стресс
1. Outten C.E., O'Halloran T.V. Femtomolar sensitivity of metalloregulatory proteins controlling zinc homeostasis. Science, 2001, vol. 292, pp. 2488-2492. doi:https://doi.org/10.1126/science.1060331
2. Frederickson C.J., Suh S.W., Silva D., Frederickson C.J., Thompson R.B. Importance of zinc in the central nervous system: the zinc-containing neuron. The Journal of Nutrition, 2000, vol. 130, suppl 5S, pp.1471S-1483S. doi:https://doi.org/10.1093/jn/130.5.1471S
3. Haase H., Rink L. Zinc signals and immune function. Biofactors, 2014, vol. 40, pp. 27-40. doi:https://doi.org/10.1002/biof.1114
4. Eide D.J. Zinc transporters and the cellular trafficking of zinc. Biochim. Biophys. Acta, 2006, vol. 1763, pp. 711-722. doi:https://doi.org/10.1016/j.bbamcr.2006.03.005
5. Beyersmann D., Haase H. Functions of zinc in signaling, proliferation and differentiation of mammalian cells. Biometals, 2001, vol. 14, pp. 331-341. dOI:https://doi.org/10.1023/a:1012905406548
6. Yamasaki S., Sakata-Sogawa K., Hasegawa A., Suzuki T., Kabu K., Sato E., Kurosaki T., Yamashita S., Tokunaga M., Nishida K., Hirano T. Zinc is a novel intracellular second messenger. J. Cell Biol, 2007, vol. 177, no. 4, pp. 637-645. doi:https://doi.org/10.1083/jcb.200702081
7. McCabe M.J., Jiang S.A., Orrenius S. Chelation of intracellular zinc triggers apoptosis in mature thymocytes. Lab. Invest, 1993, vol. 69, no. 1, pp. 101-110. PMID: 8331893
8. Gee K.R., Zhou Z-L., Ton-That D., Sensi S.L., Weiss J.H. Measuring zinc in living cells. A new generation of sensitive and selective fluorescent probes. Cell Calcium, 2002, vol. 31, no. 5, pp. 245-251. doi:https://doi.org/10.1016/S0143-4160(02)00053-2
9. Harmaza Y.M., Tamashevski A.V., Slobozhanina E.I. Determination of the Dynamics of Change in the Intracellular Pool of Zinc Ions in Human Erythrocytes Using a FluoZin-3 Fluorescent Probe. Journal of Applied Spectroscopy, 2021, vol. 87, no. 6, pp. 1094-1099. doi:https://doi.org/10.1007/s10812-021-01114-6
10. Bratosin D., Mitrofan L., Palii C., Estaquier J., Montreuil J. Novel fluorescence assay using Calcein-AM for the determination of human erythrocyte viability and aging. Cytometry A, 2005, vol. 66A, pp. 78-84. doi:https://doi.org/10.1002/cyto.a.20152
11. Hershfinkel M. The Zinc Sensing Receptor, ZnR/GPR39, in Health and Disease.Int. J. Mol. Sci, 2018, vol. 19, no. 439, pp. 57-75. doi:https://doi.org/10.3390/ijms19020439
12. Harmaza Y.M., Slobozhanina E.I. Zinc essentiality and toxicity. Biophysical aspects. Biophysics, 2014, vol. 59, no. 2, pp. 264-275. doi:https://doi.org/10.1134/S0006350914020092
13. Harmaza Y.M., Tamashevski A.V., Kanash Y.S., Zubritskaya G.P., Kutko A.G., Slobozhanina E.I. The role of intracellular zinc in H2O2-induced oxidative stress in human erythrocytes. Biophysics, 2016, vol. 61, no. 6, pp. 950-958. doi:https://doi.org/10.1134/S0006350916060087
14. Гармаза Ю.М., Тамашевский А.В. Zn-дефицитные состояния в эритроцитах человека in vitro и свободнорадикальные процессы. Журнал Белорусского государственного университета. Экология, 2017, № 3, с. 54-63. @@Harmaza Y.M., Tamashevski A.V. Zn-deficient states in human erythrocytes in vitro and free radical processes. J. Belarus. State Univ. Ecol, 2017, vol. 3, pp. 54-63. (In Russ)
15. Nordberg J., Arner E.S. Reactive oxygen species, antioxidants, and the mammalian thioredoxin system. Free Radic. Biol. Med, 2001, vol. 31, pp. 1287-1312. doi:https://doi.org/10.1016/s0891-5849(01)00724-9
16. Sato M., Kondoh M. Recent studies on metallothionein: protection against toxicity of heavy metals and oxygen free radicals. Tohoku J. Exp. Med, 2002, vol. 196, pp. 9-22. doi:https://doi.org/10.1620/tjem.196.9
17. Harmaza Y.M., Tamashevski A.V., Slobozhanina E.I. The role of metallothioneins in the maintance of zinc homeostasis and state in erythrocytes of cardiologic patients with the metabolic disorders. Journal of Integrated OMICS, 2019, vol. 9, no. 1, pp. 10-16. doi:https://doi.org/10.5584/jiomics.v9i1.260
