Redox Imbalance, Macrocytosis, and RBC Homeostasis

Abstract

The erythrocyte represents a major component of the antioxidant capacity of the blood through the enzymes contained in the cell, the glutathione system, and the low-molecular-weight antioxidants of the erythrocyte membrane. A further major red blood cell contribution is in regenerating consumed redox equivalents via the oxidative pentose phosphate pathway and glutathione reductase. Moreover, its extracellular antioxidant capacity, its mobility, and the existence of reducing equivalents far in excess of its normal requirements make erythrocytes function as an effective oxidative sink in the organism. That is why red blood cell metabolism and homeostasis strongly affect the antioxidant properties of the whole body. Conversely, the relation between macrocytosis and oxidative stress has not been fully delineated. Reviewing the mechanisms involved in red blood cell homeostasis in cases of redox imbalance is crucial in identification of factors that could potentially improve erythrocyte survival and defense against oxidant damage.

Air Pollution Exposures and Circulating Biomarkers of Effect in a Susceptible Population: Clues to Potential Causal Component mixtures and mechanisms

“…Erythrocytes are critical in protecting the body against oxidative stress (Tsantes et al 2006). Therefore, it is conceivable that erythrocyte antioxidant enzyme inactivation is partly responsible for pollutant related increase in biomarkers of inflammation and thrombosis.…”

Antioxidant status and glutathione redox potential of erythrocytes in patients with acute coronary syndrome

“…Новые представления о биохимических и физиологических свойствах эритроцитов [14] могут быть применены для оценки системы GSH и его редокс-статуса в условиях ОС и си-стемного воспаления при ОКС, когда возрас-тают удельный вес и роль окислительно-моди-фицированных эритроцитов [14,46]. речь идет как о прямом воздействии редокс-потенциала клетки на формирование про-/антиоксидантно-го и окислительно-восстановительного балан-са как в клетках сосудов, атеросклеротической бляшке и форменных элементах крови, так и направленные на редокс-модулированные анти-гены эритроцитарной мембраны.…”

“…ре-докс-циклирование в эритроцитах способствует риску их окислительного повреждения по при-чине высокой концентрации ионов железа (II) (≈ 20 мм) и вероятности реакции Фентона с образованием гидроксильного радикала. Недо-статок GSH в эритроцитах при избытке железа (II) сопровождается ростом концентрации мет-гемоглобина и повышенным окислением мем-бранных протеинов [46]. Ключевым механизмом является утрата ассиметричного распределения фосфолипидов [46] или экстернализация фос-фатидилсерина из эритроцитарной мембраны с последующей стимуляцией фосфатидной кисло-той тромбогенной активности [47].…”

“…S-глутатионилирование причастно к модуля-ции фактора транскрипции Nrf2, экспрессии антиоксидантных генов (ARE), модуляции ядерного фактора NFκB и активности каспазы 3, связыванию протеинов цитоскелета, взаи-модействию с семейством рианодиновых ре-цепторов, ответственных за выход Са 2+ из эн-доплазматического ретикулума, воздействию на энзиматическое гликозилирование и ряд других, в т. ч. важнейших метаболических ци-клов в митохондриях [48]. В условиях ОКС роль S-глутатионилирования может быть критиче-ски важным механизмом редоксопосредованной и NO-опосредованной передачи сигнала [46], т. к. обеспечивает быстро обратимый процесс об-разования и транспорта S-нитрозогемоглобина в зоны окислительного повреждения [46]. Важ-но подчеркнуть, что даже относительно не-большие изменения редокс-баланса приводят к существенным изменениям метаболизма в суб-клеточных структурах и внеклеточной среде [14], что в условиях ОКС приобретает ключевое значение в измененной стенке сосудов, атеро-ме, форменных элементах крови.…”

“…Важ-но подчеркнуть, что даже относительно не-большие изменения редокс-баланса приводят к существенным изменениям метаболизма в суб-клеточных структурах и внеклеточной среде [14], что в условиях ОКС приобретает ключевое значение в измененной стенке сосудов, атеро-ме, форменных элементах крови. Очевидно, что баланс про-/антиоксидантной активности эри-троцитов при ИмпSт и НС существенно раз-личается, и это может предопределять ослабле-ние редокс-контроля метаболизма [14,46,49], приводящее, например, к отсутствию индуци-бельности глутатионпероксидазы у пациентов с ИмпSт (рис. 1).…”