Однородная деформация нативных эритроцитов при их длительном хранении
https://doi.org/10.15360/1813-9779-2019-5-4-10
Аннотация
Цель исследования — выявление биомеханических закономерностей глубокой деформации мембран нативных эритроцитов при длительном (до 32 суток) хранении эритроцитарной взвеси.
Материалы и методы. Методом решения указанной проблемы является атомно-силовая спектроскопия. Измеряли hHz — глубину, до которой процесс погружения зонда описывается взаимодействием с однородной средой. Получали эмпирические и теоретические зависимости силы взаимодействия F (нН) от глубины погружения зонда h (нм) — F (h). Строили гистограммы плотности относительных частот модуля Юнга E.
Результаты. Модуль E менялся от 9,3±3,2 кПа — для 3 суток хранения, до 22,7±8,7 кПа — для 32 суток. Коэффициент асимметрии для 3 суток составил 0,52±0,04, а для 32 суток — 0,82±0,09. Величина hHz при этом оставалась постоянной.
Заключение. По мере хранения эритроцитарной взвеси мембраны эритроцитов до глубин 700 нм прогибались однородно, несмотря на то, что модуль Юнга возрастал в 2.4 раза.
Ключевые слова
Об авторах
Е. А. Манченко
НИИ общей реаниматологии им. В. А. Неговского ФНКЦ РР,
Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова Минздрава России
Россия
Россия
Россия, 107031, г. Москва, ул. Петровка, д. 25, стр. 2
Россия, 119991, г. Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2
Е. К. Козлова
НИИ общей реаниматологии им. В. А. Неговского ФНКЦ РР,
Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова Минздрава России
Россия
Россия
Россия, 107031, г. Москва, ул. Петровка, д. 25, стр. 2
Россия, 119991, г. Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2
В. А. Сергунова
НИИ общей реаниматологии им. В. А. Неговского ФНКЦ РР
Россия
Россия
Россия, 107031, г. Москва, ул. Петровка, д. 25, стр. 2
А. М. Черныш
НИИ общей реаниматологии им. В. А. Неговского ФНКЦ РР,
Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова Минздрава России
Россия
Россия
Россия, 107031, г. Москва, ул. Петровка, д. 25, стр. 2
Россия, 119991, г. Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2
Список литературы
1. D’Almeida M. S., Jagger J., Duggan M., White M., Ellis C., Chin‐Yee I. H. A comparison of biochemical and functional alterations of rat and human erythrocytes stored in CPDA‐1 for 29 days: implications for animal models of transfusion. Transfus. Med. 2000; 10(4): 291–303. DOI: 10.1046/j.1365-3148.2000.00267.x. PMID: 11123813
2. Wang C.H., Popel A.S. Effect of red blood cell shape on oxygen transport in capillaries. Math. Biosci. 1993; 116 (1): 89–110. PMID: 8343620
3. Tomaiuolo G. Biomechanical properties of red blood cells in health and disease towards microfluidics. Biomicrofluidics. 2014; 8 (5): 051501. DOI: 10.1063/1.4895755. eCollection 2014 Sep. PMID: 25332724
4. Chien S. Red cell deformability and its relevance to blood flow. Annu. Rev. Physiol. 1987; 49: 177–192. DOI: 10.1146/annurev.ph.49.030187.001141. PMID: 3551796
5. Frank S. M., Abazyan B., Ono M., Hogue C. W., Cohen D. B., Berkowitz D. E., Barodka V.M. Decreased erythrocyte deformability after transfusion and the effects of erythrocyte storage duration. Anesth. Analg. 2013; 116 (5): 975–981. DOI: 10.1213/ANE.0b013e31828843e6. PMID: 23449853
6. Kozlova E., Chernysh A., Moroz V., Sergunova V., Gudkova O., Manchenko E. Morphology, membrane nanostructure and stiffness for quality assessment of packed red blood cells. Sci. Rep. 2017; 7 (7): 1–11. DOI: 10.1038/s41598-017-08255-9. PMID: 28798476
7. Kozlova E., Chernysh A., Manchenko E., Sergunova V., Moroz V. Nonlinear biomechanical characteristics of deep deformation of native RBC membranes in normal state and under modifier action. Scanning. 2018; Article ID 1810585. DOI: 10.1155/2018/1810585
8. Lekka M., Fornal M., Pyka-Fościak G., Lebed K., Wizner B., Grodzicki T., Styczeń J. Erythrocyte stiffness probed using atomic force microscope. Biorheology. 2005; 42 (4): 307–317. PMID: 16227658
9. Kuznetsova T.G., Starodubtseva M.N., Yegorenkov N.I., Chizhik S.A., Zhdanov R.I. Atomic force microscopy probing of cell elasticity. Micron. 2007; 38 (8): 824–833. DOI: 10.1016/j.micron.2007.06.011.PMID: 17709250
10. 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. DOI:10.15360/1813-9779-2015-3-39-44
11. Сергунова В.А., Гудкова О.Е., Козлов А.П., Черныш А.М. Измерение локальной жесткости мембран эритроцитов с помощью атомно-силовой спектроскопии. Общая реаниматология. 2013; 9 (1): 14. DOI: 10.15360/1813-9779-2013-1-14
12. Xu Z., Zheng Y., Wang X., Shehata N., Wang C., Sun Y. Stiffness increase of red blood cells during storage. Microsyst. Nanoeng. 2018; 4: 17103. DOI:10.1038/micronano.2017.103
13. Park H., Lee S., Ji M., Kim K., Son Y., Jang S., Park Y. Measuring cell surface area and deformability of individual human red blood cells over blood storage using quantitative phase imaging. Sci. Rep. 2016; 6: 34257. DOI: 10.1038/srep34257. PMID: 27698484
14. Girasole M., Cricenti A., Generosi R., Congiu-Castellano A., Boumis G., Amiconi G. Artificially induced unusual shape of erythrocytes: an atomic force microscopy study. J Microsc. 2001; 204: 46–52. DOI: 10.1046/j.1365-2818.2001.00937.x. PMID: 11580812
15. World Health Organization. Dept. of Blood Safety and Clinical Technology, Safe blood and blood product. Manual on the management, maintenance and use of blood cold chain equipment. Geneva: World Health Organization. 2005.
16. Zhang W., Liu F. Effect of polylysine on blood clotting, and red blood cell morphology, aggregation and hemolysis. J. Nanosci. Nanotechnol. 2014; 17 (1): 251–255. PMID: 29620337
17. Fornal M., Lekka M., Pyka-Fościak G., Lebed K., Grodzicki T., Wizner B., Styczeń J. Erythrocyte stiffness in diabetes mellitus studied with atomic force microscope. Clin. Hemorheol. Microcirc. 2015; 35 (1-2): 273–276. PMID: 16899942
18. Черныш А.М., Козлова Е.К., Мороз В.В., Сергунова В.А., Гудкова О.Е., Козлов А.П., Манченко Е.А. Нелинейные локальные деформации мембран эритроцитов: нормальные эритроциты (Часть 1). Общая реаниматология. 2017; 13(5): 58-68. DOI: 10.15360/1813-9779-2017-5-58-68
19. Thomas G., Burnham N.A., Camesano T.A., Wen Q. Measuring the mechanical properties of living cells using atomic force microscopy. J. Vis. Exp. 2013; (76). DOI: 10.3791/50497. PMID: 23851674
20. Lien C. C., Wu M. C., Ay C. Study on the Young’s modulus of red blood cells using atomic force microscope. Applied Mechanics and Materials. 2014; 627: 197–201. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.627.197
21. Hertz H. Ueber den kontakt elastischer koerper. Journal für die Reine und Angewandte Mathematik. 1881; 92 (4): 245–260.
Рецензия
При поддержке: Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации и «Russian Academic Excellence Project 5-100».
Для цитирования:
Манченко Е.А., Козлова Е.К., Сергунова В.А., Черныш А.М. Однородная деформация нативных эритроцитов при их длительном хранении. Общая реаниматология. 2019;15(5):4-10. https://doi.org/10.15360/1813-9779-2019-5-4-10
For citation:
Manchenko E.A., Kozlova E.K., Sergunova V.A., Chernysh A.M. Homogeneous Deformation of Native Erythrocytes During Long-Term Storage. General Reanimatology. 2019;15(5):4-10. https://doi.org/10.15360/1813-9779-2019-5-4-10
Просмотров: 1057
Послать статью по эл. почте 