Changes in the Nanostructure of Red Blood Cells in Intraoperative Blood Loss during Spinal Cord Surgery
https://doi.org/10.15360/1813-9779-2013-2-5
Abstract
Objective: to study impairments in the nanostructure of red blood cells in blood loss during spinal cord surgery. Subjects and methods. The study enrolled 17 patients operated on at the Center of Neurosurgery, City Clinical Hospital Nineteen, for spinal cord pathology. Examinations were made in 3 patient groups: 1) a blood loss of less than 300 ml; 2) 600±200 ml; 3) 1500±200 ml. Images of fragments of the surface structure of red blood cell membranes were obtained using an atomic force microscope (NT-MDT). Results. The study showed the time course of changes in the index hi for the three patient groups. 24 hours after surgery, the first-order height h1 increased in all the patients. The time course of changes in h1, h2, and h3 was shown to have distinguishing characteristics in each of the above groups. In Group 1, the second- and first-order heights maximally rose on days 1 and 3, respectively. In Group 2, the first-order height maximally increased on day 1; in Group 3, there was a rise in all three orders on day 3. In Groups 1 and 2, the values of the nanostructure were close to the control ones on day 5 and in the 1500±200-ml blood loss group, hi was 5 times greater than the control on the same day. Conclusion. Spinal cord surgical blood losses give rise to systemic changes that directly affect red blood cells: they alter their membrane nanostructure, shape, and size. The membrane flicker increases and the characteristics of the spectrin matrix and aggregation of protein clusters change.
About the Authors
V. V. MorozV. A. Sergunova
B. F. Nazarov
E. K. Kozlova
A. M. Chernysh
I. B. Vlasov
References
1. Катюхин Л.Н.Рос. физиол. журн. им. И. М. Сеченова.
2. Котовская Ю.В.Метаболический синдром: прогностическое значение и современные подходы к комплексной терапии.Сердце.2005; 4 (5): 236—241.
3. Ройтберг Г.Е. (ред.).Метаболический синдром. М.: МЕДпресс-ин-форм; 2007.
4. Шилов А.М., Мельник М.В.Артериальная гипертония и реологические свойства крови. М.: БАРС; 2005.
5. Мороз В.В., Кирсанова А.К., Новодержкина И.С., Александрин В.В., Назарова Г.А.Мембранопротекторное действие перфторана на эритроциты при острой кровопотере (экспериментальное исследование).Общая реаниматология.2011; 7 (1): 5—10.
6. Мороз В.В., Черныш А.М., Козлова Е.К., Кирсанова А.К., Новодерж-кина И.С., Александрин В.В., Борщеговская П.Ю., Близнюк У.А., Ры-саева Р.М.Атомная силовая микроскопия структуры мембран эритроцитов при острой кровопотере и реинфузии.Общая реаниматология.2009; 5 (5): 5—9.
7. Мороз В.В., Голубев А.М., Афанасьев А.В., Кузовлев А.Н., Сергуно-ва В.А., Гудкова О.Е., Черныш А.М.Строение и функция эритроцита в норме и при критических состояниях.Общаяреаниматология.2012; 8 (1): 52—60.
8. Skoumalova A., Herget J, Wilhelm J.Hypercapnia protects erythrocytes against free radical damage induced by hypoxia in exposed rats.Cell
9. Biochem. Funct.2008; 26 (7): 801—807.
10. Girotti A.W., Thomas J.P.Damaging effects of oxygen radicals on resealed erythrocyte ghosts.J. Biol. Chem.1984; 259 (3): 1744—1752.
11. Мороз В.В., Голубев А.М., Черныш А.М., Козлова Е.К., Васильев В.Ю., Гудкова О.Е., Сергунова ВА., Федорова М.С.Изменения структуры поверхности мембран эритроцитов при длительном хранении донорской крови.Общаяреаниматология.2012; 8 (1): 5—12.
12. Turrini F., Mannu F., Arese P., Yuan J., Low P.S.Characterization of the autologous antibodies that opsonize erythrocytes.Blood.1993; 81 (11): 3146—3152.
13. DAgostino P.D., Colomb D.GJr., Dean J.B.Effects of hyperbaric gases on membrane nanostructure and function in neurons.J. Appl. Physiol.2008; 106 (3): 996—1003.
14. Moroz V. V., Chernysh A.M., Kozlova E.K., Borshegovskaya P. Y., Bliznyuk UA., Rysaeva R.M., Gudkova O.Y.Comparison of red blood cell membrane microstructure after different physicochemical influences: Atomic force microscope research.J. Crit. Care.2010; 25 (3): 1—12.
15. Ji X.L., Ma Y.M., Yin T., Shen M.S., Xu X., Guan W.Application of atomic force microscopy in blood research.World J. Gastroenterol.2005; 11 (11): 1709—1711.
16. Girasole M., Cricenti A., Generosi R., Congiu-Castellano A., Boffi F., Arcovito A., Boumis G., Amiconi G.Atomic force microscopy study of erythrocyte shape and membrane structure after treatment with a dihy-dropyridinic drug.Appl. Phys. Lett.2000; 76: 3650—3652.
17. Betz T., Bakowsky U., Muller M.R., Lehr C.M., Bernhardt I.Conformational change of membrane proteins leads to shape changes of red blood cells.Bioelectrochemistry.2007; 70 (1): 122—126.
18. Zhang Y., Zhang W., Wang S., Wang C., Xie J., Chen X., Xu Y., Mao P.Detection of erythrocytes in patients with multiple myeloma using atomic force microscopy.Scanning.2012; 34 (5): 295—301.
19. Мороз В.В., Черныш А.М., Козлова Е.К., Сергунова В.А., Гудкова О.Е., Федорова М.С., Кирсанова А.К., Новодержкина И.С.Нарушение наноструктуры мембран эритроцитов при острой кровопотере и их коррекция перфторуглеродной эмульсией.Общая реаниматология.2011; 7 (2): 5—9.
20. Черныш А.М., Козлова Е.К., Мороз В.В., Борщеговская П.Ю., Близ-нюк У.А., Рысаева Р.М.Поверхность мембран эритроцитов при калиброванной электропорации: исследование методом атомной силовой микроскопии.Бюл. эксперим. биологииимедицины.2009; 148 (9): 347—352.
21. Park Y., Best C.A., Auth T., Gov N.S., Safran S.A., Popescu G., Suresh S., Feld M.S.Metabolic remodeling of the human red blood cell membrane.Proc. Natl. Acad. Sci. USA.2010; 107 (4): 1289—1294.
22. Kozlova E., Chernysh A., Moroz V., Sergunova V., Gudkova O., Fedorova M., Kuzovlev A.Opposite effects of electroporation of red blood cell membranes under the influence of zinc ions.Acta Bioeng. Biomech.2012; 14 (1): 3—13.
23. Кононенко ВЛ.Фликкер эритроцитов. 2. Результаты экспериментальных исследований.Биол. мембраны.2009; 26 (6): 451—467.
Review
For citations:
Moroz V.V., Sergunova V.A., Nazarov B.F., Kozlova E.K., Chernysh A.M., Vlasov I.B. Changes in the Nanostructure of Red Blood Cells in Intraoperative Blood Loss during Spinal Cord Surgery. General Reanimatology. 2013;9(2):5. (In Russ.) https://doi.org/10.15360/1813-9779-2013-2-5
Views:
1074
Email this article 