ИЗМЕРЕНИЕ УПРУГО-ЭЛАСТИЧНЫХ СВОЙСТВ МЕМБРАНЫ НАТИВНЫХ ЭРИТРОЦИТОВ IN VITRO
Аннотация
Цель исследования. Выработать методику получения изображений нативных клеток в физиологической среде, измерить локальную жесткость фиксированных мембран эритроцитов в жидкости в опытах in vitro.
Материал и методы. Забор крови производили у четырех здоровых доноров в процессе профилактических осмотров. Кровь помещали в микроветты с ЭДТА. Эритроциты фиксировали в среде буферного раствора на подложку с покрытием полилизина. Изображение клеток получали с помощью АСМ NTEGRA Prima, (NT-MDT, РФ). Жесткость мембран оценивали с помощью метода атомно-силовой спектроскопии.
Результаты. Получены значения эффективного модуля Юнга для статистической выборки фиксированных мембран эритроцитов. При действии верапамила на кровь модуль Юнга был равен 528±21кП. При действии на кровь ионов тяжелых металлов средняя локальная жесткость высушенной мембраны была увеличена до 942±56 на глубине 35 нм. Выводы. Измерения силовых характеристик эритроцитов в жидкости позволяют получать воспроизводимые результаты исследований упруго-эластичных свойств мембран. С помощью метода атомной силовой микроскопии и атомно-силовой спектроскопии можно анализировать свойства живой клетки в физиологической среде.
Об авторах
В. А. Сергунова
НИИ общей реаниматологии им. В. А. Неговского, Москва
Россия
Россия
Россия, 107031, Москва, ул. Петровка, д. 25, стр. 2
Е. К. Козлова
Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова Минздрава России
Россия
Россия
Россия, 119991, Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2
Е. А. Мягкова
НИИ общей реаниматологии им. В. А. Неговского, Москва
Россия
Россия
Россия, 107031, Москва, ул. Петровка, д. 25, стр. 2
А. М. Черныш
НИИ общей реаниматологии им. В. А. Неговского, Москва
Россия
Россия
Россия, 107031, Москва, ул. Петровка, д. 25, стр. 2
Список литературы
1. Schneider A., Böttiger B.W., Popp E. Cerebral resuscitation after cardiocirculatory arrest. Anesth. Analg. 2009; 108 (3): 971—979. http://dx.doi.org/10.1213/ane.0b013e318193ca99. PMID:19224811
2. Huang L., Applegate P.M., Gatling J.W., Mangus D.B., Zhang J., Applegate R.L. A systematic review of neuroprotective strategies after cardiac arrest: from bench to bedside (part II-comprehensive protection). Med. Gas Res. 2014; 4: 10. http://dx.doi.org/10.1186/2045-9912-4-10. PMID: 25671079
3. Аврущенко М.Ш., Мороз В.В., Острова И.В. Постреанимационные изменения мозга на уровне нейрональных популяций: закономерности и механизмы. Общая реаниматология. 2012; 8 (4): 69—79. http://dx.doi.org/10.15360/1813-9779-2012-4-69
4. Острова И.В., Аврущенко М.Ш., Волков А.В. Взаимосвязь уровня экспрессии белка GRP78 с выраженностью постишемического повреждения гиппокампа у крыс разного пола. Общая реаниматология. 2011; 7 (6): 28—33. http://dx.doi.org/10.15360/1813-9779-2011-6-28
5. Аврущенко М.Ш., Острова И.В., Волков А.В. Постреанимационные изменения экспрессии глиального нейротрофического фактора (GDNF): взаимосвязь с повреждением клеток Пуркинье мозжечка (экспериментальное исследование). Общая реаниматология. 2014; 10 (5): 59—68. http://dx.doi.org/10.15360/1813-9779-2014-5-59-68
6. Chen A.I., Xiong L-J., Tong Y.U., Mao M. The neuroprotective roles of BDNF in hypoxic ischemic brain injury. Biomed. Rep. 2013; 1 (2): 167—176. http://dx.doi.org/10.3892/br.2012.48. PMID: 24648914
7. Ishrat T., Sayeed I., Atif F., Hua F., Stein D.G. Progesterone is neuroprotective against ischemic brain injury through its effects on the PI3K/Akt signaling pathway. Neuroscience. 2012; 210: 442—450. http://dx.doi.org/10.1016/j.neuroscience.2012.03.008. PMID: 22450229
8. Kim G., Kim E. The effects of antecedent exercise on motor function recovery and brain-derived neurotrophic factor expression after focal cerebral ischemia in rats. J. Phys. Ther. Sci. 2013; 25 (5): 553—556. http://dx.doi.org/10.1589/jpts.25.553. PMID: 24259800
9. Singh M., Su C. Progesterone-induced neuroprotection: factors that may predict therapeutic efficacy. Brain Res. 2013; 1514: 98—106. http://dx.doi.org/10.1016/j.brainres.2013.01.027. PMID: 23340161
10. Géral C., Angelova А., Lesieur S. From molecular to nanotechnology strategies for delivery of neurotrophins: emphasis on brain-derived neurotrophic factor (BDNF). Pharmaceutics. 2013; 5 (1): 127—167. http://dx.doi.org/10.3390/pharmaceutics5010127. PMID: 24300402
11. Numakawa T. Possible protective action of neurotrophic factors and natural compounds against common neurodegenerative diseases. Neural. Regen. Res. 2014; 9 (16): 1506—1508. http://dx.doi.org/10.4103/1673-5374.139474. PMID: 25317165
12. Yu H., Chen Z.Y. The role of BDNF in depression on the basis of its location in the neural circuitry. Acta Pharmacol. Sin. 2011; 32 (1): 3—11. http://dx.doi.org/10.1038/aps.2010.184. PMID: 21131999
13. Dugich-Djordjevic M.M., Peterson C., Isono F., Ohsawa F., Widmer H.R., Denton T.L., Bennett G.L., Hefti F. Immunohistochemical visualization of brain-derived neurotrophic factor in the rat brain. Eur. J. Neurosci. 1995; 7 (9): 1831—1839. http://dx.doi.org/10.1111/j.1460-9568.1995.tb00703.x. PMID: 8528456
14. Tapia-Arancibia L., Rage F., Givalois L., Arancibia S. Physiology of BDNF: focus on hypothalamic function. Front. Neuroendocrinol. 2004; 25 (2): 77—107. PMID: 15571756
15. Gobbo O.L., O’Mara S.M. Impact of enriched-environment housing on brain-derived neurotrophic factor and on cognitive performance after a transient global ischemia. Behav. Brain Res. 2004; 152 (2): 231—241. http://dx.doi.org/10.1016/j.bbr.2003.10.017. PMID: 15196790
16. Ploughman M., Windle V., MacLellan C.L., White N., Doré J.J., Corbett D. Brain-derived neurotrophic factor contributes to recovery of skilled reaching after focal ischemia in rats. Stroke. 2009; 40 (4): 1490—1495. http://dx.doi.org/10.1161/STROKEAHA.108.531806. PMID: 19164786
17. Shih P.C., Yang Y.R., Wang R.Y. Effects of exercise intensity on spatial memory performance and hippocampal synaptic plasticity in transient brain ischemic rats. PLoS One. 2013; 8 (10): e78163. http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0078163. PMID: 24205142
18. Ведунова М.В., Сахарнова Т.А., Митрошина Е.В., Мухина И.В. Антигипоксические свойства нейротрофического фактора головного мозга при моделировании гипоксии в диссоциированных культурах гиппокампа. Соврем. технологии в медицине. 2012; 4: 17—23.
19. Liu Z., Ma D., Feng G., Ma Y., Hu H. Recombinant AAV-mediated expression of human BDNF protects neurons against cell apoptosis in Abeta-induced neuronal damage model. J. Huazhong Univ. Sci. Technolog. Med. Sci. 2007; 27 (3): 233—236. PMID: 17641830
20. Takeshima Y., Nakamura M., Miyake H., Tamaki R., Inui T., Horiuchi K., Wajima D., Nakase H. Neuroprotection with intraventricular brain-derived neurotrophic factor in rat venous occlusion model. Neurosurgery. 2011; 68 (5): 1334—1341. http://dx.doi.org/10.1227/NEU.0b013e31820c048e. PMID: 21307800
21. Schäbitz W.R., Sommer C., Zoder W., Kiessling M., Schwaninger M., Schwab S. Intravenous brain-derived neurotrophic factor reduces infarct size and counterregulates Bax and Bcl-2 expression after temporary focal cerebral ischemia. Stroke. 2000; 31 (9): 2212—2217. http://dx.doi.org/10.1161/01.STR.31.9.2212. PMID: 10978054
22. Zhang Y., Pardridge W.M. Blood-brain barrier targeting of BDNF improves motor function in rats with middle cerebral artery occlusion. Brain Res. 2006; 1111 (1): 227—229. http://dx.doi.org/10.1016/j.brainres.2006.07.005. PMID: 16884698
23. Kim D.H., Zhao X., Tu C.H., Casaccia-Bonnefil P., Chao M.V. Prevention of apoptotic but not necrotic cell death following neuronal injury by neurotrophins signaling through the tyrosine kinase receptor. J. Neurosurg. 2004; 100 (1): 79—87. PMID: 14743916
24. D’Cruz B.J., Fertig K.C., Filiano A.J., Hicks S.D., DeFranco D.B., Callaway C.W. Hypothermic reperfusion after cardiac arrest augments brain-derived neurotrophic factor activation. J. Cereb. Blood Flow Metab. 2002; 22 (7): 843—851. http://dx.doi.org/10.1097/00004647-200207000-00009. PMID: 12142569
25. Ostrowski R.P., Graupner G., Titova E., Zhang J., Dach N., Corleone D., Tang J., Zhang J.H. The hyperbaric oxygen preconditioning-induced brain is mediated by a reduction of early apoptosis after transient cerebral ischemia. Neurobiol. Dis. 2008; 29 (1): 1—13. PMID: 17822911
26. Lee T.H., Yang J.T., Ko Y.S., Kato H., Itoyama Y., Kogure K. Influence of ischemic preconditioning on levels of nerve growth factor, brain-derived neurotrophic factor and their high-affinity receptors in hippocampus following forebrain ischemia. Brain Res. 2008; 1187: 1—11. PMID: 18036511
27. Ставчанский В.В., Творогова Т.В., Боцина А.Ю., Скворцова В.И., Лимборская С.А., Мясоедов Н.Ф., Дергунова Л.В. Семакс и его C-концевой фрагмент PGP влияют на экспрессию генов нейротрофинов и их рецепторов в условиях неполной глобальной ишемии мозга крыс. Молекулярная биология. 2011; 45 (6): 1026—1035. PMID: 22295573
28. Shu X., Zhang Y., Xu H., Kang K., Cai D. Brain-derived neurotrophic factor inhibits glucose intolerance after cerebral ischemia. Neural. Regen. Res. 2013; 8 (25): 2370—2378. http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1673-5374.2013.25.008. PMID: 25206547
29. Miyake K., Yamamoto W., Tadokoro M., Takagi N., Sasakawa K., Nitta A., Furukawa S., Takeo S. Alterations in hippocampal GAP-43, BDNF, and L1 following sustained cerebral ischemia. Brain Res. 2002; 935 (1—2): 24—31. http://dx.doi.org/10.1016/S0006-8993(02)02420-4. PMID: 12062469
30. Uchida H., Yokoyama H., Kimoto H., Kato H., Araki T. Long-term changes in the ipsilateral substantia nigra after transient focal cerebral ischaemia in rats. Int. J. Exp. Pathol. 2010; 91 (3): 256—266. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-2613.2010.00712.x. PMID: 20353427
31. Корпачев В.Г., Лысенков С.П., Тель Л.З. Моделирование клинической смерти и постреанимационной болезни у крыс. Патол. физиол. и эксперим. терапия. 1982; 3: 78—80. PMID: 7122145
32. Ritter C., Miranda A.S., Giombelli V.R., Tomasi C.D., Comim C.M., Teixeira A.L., Quevedo J., Dal-Pizzol F. Brain-derived neurotrophic factor plasma levels are associated with mortality in critically ill patients even in the absence of brain injury. Crit. Care. 2012; 16 (6): R234. http://dx.doi.org/10.1186/cc11902. PMID: 23245494
33. Живолупов С.А., Самарцев И.Н., Марченко А.А., Пуляткина О.В. Прогностическое значение содержания в крови нейротрофического фактора мозга (BDNF) при терапии некоторых функциональных и органических заболеваний нервной системы с применением адаптола. Журн. неврологии и психиатрии им. С.С.Корсакова. 2012; 112 (4): 37—41. PMID: 22810739
34. Pikula A., Beiser A.S., Chen T.C., Preis S.R., Vorgias D., DeCarli C., Au R., Kelly-Hayes M., Kase C.S., Wolf P.A., Vasan R.S., Seshadri S. Serum brain-derived neurotrophic factor and vascular endothelial growth factor levels are associated with risk of stroke and vascular brain injury: framingham study. Stroke. 2013; 44 (10): 2768—2775. http://dx.doi.org/10.1161/STROKEAHA.113.001447. PMID: 23929745
35. Голосная Г.С., Петрухин А.С., Терентьев А.А., Дуленков А.Б. Hейротрофический фактор головного мозга (BDNF) в ранней диагностике внутрижелудочковых кровоизлияний и перивентрикулярной лейкомаляции у новорожденных детей. Вопросы соврем. педиатрии. 2005; 4 (3): 13—18.
36. Попова Ю.Ю., Желев В.А., Михалев Е.В., Филиппов Г.П., Барановская С.В., Ермоленко С.П. Характеристика нейроспецифических маркеров у глубоконедоношенных новорожденных с гипоксическим поражением центральной нервной системы. Cибирский мед. журнал (Томск). 2007; 22 (4): 5—10.
37. Kiprianova I., Freiman T.M., Desiderato S., Schwab S., Galmbacher R., Gillardon F., Spranger M. Brain-derived neurotrophic factor prevents neuronal death and glial activation after global ischemia in the rat. J. Neurosci. Res. 1999; 56 (1): 21—27. http://dx.doi.org/10.1002/(SICI)1097-4547(19990401)56:1%3C21::AID-JNR3%3E3.0.CO;2-Q. PMID: 10213471
38. Narantuya D., Nagai A., Sheikh A.M., Masuda J., Kobayashi S., Yamaguchi S., Kim S.U. Human microglia transplanted in rat focal ischemia brain induce neuroprotection and behavioral improvement. PLoS One. 2010; 5 (7): e11746. http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0011746. PMID: 20668522
Рецензия
Для цитирования:
Сергунова В.А., Козлова Е.К., Мягкова Е.А., Черныш А.М. ИЗМЕРЕНИЕ УПРУГО-ЭЛАСТИЧНЫХ СВОЙСТВ МЕМБРАНЫ НАТИВНЫХ ЭРИТРОЦИТОВ IN VITRO. Общая реаниматология. 2015;11(3):39-44. https://doi.org/10.15360/1813-9779-2015-3-39-44
For citation:
Sergunova V.A., Kozlova E.K., Myagkova E.A., Chernysh A.M. In Vitro Measurement of the Elastic Properties of the Native Red Blood Cell Membrane. General Reanimatology. 2015;11(3):39-44. https://doi.org/10.15360/1813-9779-2015-3-39-44
Просмотров: 1347
Послать статью по эл. почте 