MEMBRANE BOUND HEMOGLOBIN IN NORMAL AND PATHOLOGICAL CONDITIONS

The purpose of this review is to analyze scientific data devoted to the research of membrane-bound hemoglobin in normal and pathological conditions. The binding of hemoglobin to the erythrocyte membrane can be either reversible or irreversible. The main binding site is 3 band protein. The reversible binding of hemoglobin to the erythrocyte membrane is a physiological process and plays an important role in the regulation of carbohydrate metabolism, the release of signal adenosine triphosphoric acid, the regulation of vascular tone, and maintaining the structural integrity of the membranes. The hypotheses of hemoglobin participation in the regulation of capillary blood flow are briefly considered. Irreversible binding of hemoglobin to the membrane occurs under conditions of pathology. It induces processes such as dysregulation of carbohydrate metabolism, the development of oxidative stress, impaired structure and function of membranes and the cytoskeleton, the formation of an aging signal, etc. Studies of membrane-bound hemoglobin in some pathological conditions have begun (angina pectoris, hypertension, chronic obstructive pulmonary disease, gestosis and anemia of pregnant women and patients with cancer). The definition of membrane-bound hemoglobin is proposed for assessing the resistance of red blood cells to tissue hypoxia, local ischemia, and the structural and functional state of red blood cell membranes.

membrane-bound hemoglobin, red blood cells, reversible, irreversible binding, role in normal and pathological conditions

1. Влияние разных уровней мембраносвязанного гемоглобина на количественное содержание белков мембраны эритроцитов и их взаимосвязь у больных гипертонической болезнью /Э. Э. Кузнецова, Ю. И. Пивоваров, И. В. Бабушкина и др. //Междунар. журн. прикладных и фундаментальных исследований. - 2016. - №6. - С. 480-484.

2. Динамика уровня мембраносвязанного гемоглобина эритроцитов в ответ на ишемию у больных ишемической болезнью сердца с различной почечной функцией /Е. С. Чуйко, Г. М. Орлова, Л. Б. Корякина и др. //Сиб. мед. журн. - 2011. - №5. - С. 19-21.

3. Космачевская О. В. Гемоглобин как носитель биологического сигнала /О. В. Космачевская, А. Ф. Топунов //Матер. междунар. конф. «Информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии». -Гурзуф, 2018. - С. 159-163.

4. Мембраносвязанный гемоглобин и метгемоглобин эритроцитов у больных ишемической болезнью сердца /Е. С. Чуйко, Г. М. Орлова, Э. Э. Кузнецова, В. Г. Горохова //ЭНИ Забайкальский медицинский вестник. - 2015. -№3. - С. 9-12.

5. Мембраносвязанный гемоглобин как потенциальный диагностический показатель /Э. И. Насыбуллина, О. В. Космачевская, В. Н. Блиндарь и др. //Матер. междунар. конф. «Информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии». - Гурзуф, 2017. - С. 44-50.

6. Мишина Н. А. Особенности структурнофункциональных свойств эритроцитов у больных хронической обструктивной болезнью легких: Дис..канд. мед. наук. - М., 2011. - 173 с.

7. Модифицированные белки в эритроцитах крови беременных женщин с гестозом и артериальной гипертензий /Л. Е. Муравлёва, В. Б. Молотов-Лучанский, Р. Е. Бакирова и др. //Тез. докл. VII междунар. форума кардиологов и терапевтов. - М., 2018. - С. 193.

8. Реакция мембраны эритроцитов у больных стенокардией напряжения и гипертонической болезнью при кратковременной ишемии /Ю. И. Пивоваров, Э. Э. Кузнецова, Л. Б. Корякина и др. //Тромбоз, гемостаз и реология. - 2013. - №2 (54). - С. 39-45.

9. Уровень мембраносвязанного гемоглобина и белки мембраны эритроцитов у больных гипертонической болезнью, осложненной и не осложненной метаболическим синдромом /Ю. И. Пивоваров, Э. Э. Кузнецова, В. Г. Горохова и др. //Бюл. Вост.-Сиб. науч. Центра Сиб. от-ия Рос. акад. мед. наук. - 2016. - Т. 1, №4. - С. 61-67.

10. Устойчивость мембраны эритроцитов к тканевой ишемии у больных гипертонической болезнью и ишемической болезнью сердца и ее связь с факторами эндогенной природы /А. С. Сергеева, Ю. И. Пивоваров, Т. Е. Курильская, Э. Э. Кузнецова //Рос. кардиол. журн. - 2014. - №11 (115). - С. 13-18.

11. Физико-химические свойства эритроцитов и уровень мембраносвязанного гемоглобина у больных хронической обструктивной болезнью легких /Л. Е. Муравлёва, В. Б. Молотов-Лучанский, Р. Е. Бакирова и др. //Кардиоваскулярная терапия и профилактика. - 2017. - №16. - С. 201-202.

12. Эритроциты как регуляторы сосудистого тонуса /O. G. Luneva, S. V. Sidorenko, G. V. Maksimov et al. //Биологические мембраны. - 2015. - T. 32. - C. 223-234.

13. Binding of Erythrocyte Hemoglobin to the Membrane to Realize Signal-Regulatory Function /O. V. Kosmachevskaya, E. I. Nasybullina, V. N. Blindar, A. F. Topunov //Applied Biochemistry and Microbiology. - 2019. - V. 55. - P. 83-98.

14. Dutra F. F. Heme on innate immunity and inflammation /F. F. Dutra, M. T. Bozza // Front. Pharmacol. - 2014. - V. 115. - P. 89-93.

15. Gladwin M. T. Evidence mounts that nitrite contributes to hypoxic vasodilation in the human circulation //Circulation. - 2008. - V. 117. - P. 594-597.

16. McMillan D. C. Lipids versus proteins as major targets of pro-oxidant, direct-acting hemolytic agents /D. C. McMillan, C. L. Powell, Z. S. Bowman et al. //Toxicological Sciences. - 2005. -V. 88. - P. 274-283.

17. Membrane-binding hemoglobin in erythrocytes of women with pregnancy complications /D. Vazenmiller, D. Omertaeva, I. Beinikova et al. //The European Journal of Obstetrics & Gynecology and Reproductive. - 2019. - V. 234. - e33-e34.

18. Mohanty J. G. Red blood cell oxidative stress impairs delivery and induces red blood cell aging /J. G. Mohanty, E. Nagababu, J. M. Rifkind // Frontiers in Physiology. - 2014. - V. 5. - P. 84.

19. Oxidized proteins and activity of the Cl-/HCO3-exchanger in erythrocytes of patients with acute alcohol intoxication /L. Demidchik, Ye. Kolesnikova, L. Muravlyova et al. //Acta Biochimica Polonica. - 2019. - V. 66. - P. 351-354.

20. Ramdani G. ATP, an extracellular signaling molecule in red blood cells: a messenger for malaria? /G. Ramdani, G. Langsley //Biomed. J. - 2014. - V. 37(5). - P. 284-292.

21. Reversible binding of hemoglobin to band 3 constitutes the molecular switch that mediates O2 regulation of erythrocyte properties /H. Chu, M. M. McKenna, N. A. Krump et al. //Blood. - 2016. - V. 128 (23). - P. 2708-2716.

22. Salhany J. M. Kinetics of reaction of nitrite with deoxy hemoglobin after rapid deoxygenation or predeoxygenation by dithionite measured in solution and bound to the cytoplasmic domain of Band 3 (SLC4A1) //Biochemistry. -2008. - V. 47. - P. 6059-6072.

23. Stamler J. SNO-hemoglobin and hypoxic vasodilation /J. Stamler, D. Singel, C. Piantadosi // Nat. Med. - 2008. - V. 14. - P. 1008-1009.