Наноповерхность эритроцитов при кровопотере и длительном хранении донорской крови Сергунова, Виктория Александровна

Введение к работе

Актуальность исследования

Одной из важных проблем современной реаниматологии является исследование механизмов развития критических и терминальных состояний на органном, клеточном и молекулярном уровнях [Неговский В.А., 1986, ., 2011]. Особое значение имеет изучение критических состояний связанных с кровопотерей. Кровопотеря во время хирургических вмешательств, а также при тяжелых сочетанных травмах является причиной нарушений мембран красных клеток крови [Girotti A.W, 1984; A., 2008]. При травмах и критических состояниях часто возникает необходимость переливания донорской крови [ A., 2012]. Поэтому проблемы изучения характеристик эритроцитов при кровопотере и при длительном хранении донорской крови является одной из ключевых проблем реаниматологии [Мороз В.В., Голубев А.М., 2012]. Важным направлением развития современной медицины в целом и реаниматологии в частности, является применение новейших физических и биофизических методов исследования наноструктур мембран эритроцитов. Перспективным методом изучения биологических клеток является сканирующая зондовая микроскопия [Binning G., Rohrer H., 2000; Gadegaard N. 2006; ., 2012]. Изучению вопросов, связанных с изменением эритроцитов при терминальных состояниях, посвящен ряд исследований, проведенных на клеточном уровне [Кожура В.Л., 1993; Berezina T., L., Zaets S.,B., 2002], однако, вопрос об изменениях наноструктуры мембран эритроцитов при различных патологических состояниях и в результате экспериментальных воздействий остается открытым. Состояние мембран эритроцитов играет важную роль в сохранении их целостности [Betz T., Bakowsky U., 2007], и в осуществлении их газотранспортной функции [Cabrales P., 2007]. В изучаемой проблеме важно найти пути коррекции возникающих нарушений наноструктуры мембран. Поэтому актуальным является исследование результатов применения отечественного препарата «перфторан» [Мороз В.В., 2011; Иваницкий Г.Р., 2001; Шумаков В.И., 1999; Кармен Н.Б. и др. 2005] для этих целей.

Цель исследования:

Определить закономерности изменений наноповерхности мембран эритроцитов при кровопотере и длительном хранении донорской крови, и предложить возможные механизмы этих изменений.

Задачи исследования:

1. Определить собственные параметры наноповерхности мембран эритроцитов и установить их связь с молекулярными структурами мембран.

2. Изучить изменения собственных параметров наноповерхности и локальной жесткости мембран эритроцитов при воздействии мембранных модификаторов (in vitro).

3. Изучить динамику изменения наноструктуры и локальной жесткости мембран эритроцитов при длительном хранении донорской крови.

4. Оценить изменения наноструктуры мембраны при кровопотере в эксперименте и в клинике.

5. Изучить влияние перфторана на наноструктуру и жесткость мембраны эритроцитов при кровопотере и действии мембранных модификаторов.

Научная новизна:

1. Впервые с помощью атомной силовой микроскопии выделены собственные параметры наноповерхности мембран красных клеток крови, которые являются количественными критериями для изучения патофизиологических механизмов нарушений клеточной мембраны.

2. Впервые с помощью атомной силовой микроскопии изучена динамика изменений наноповерхности мембраны эритроцитов и влияние этих изменений на макроструктуру клеток при длительном хранении донорской крови.

3. Впервые показаны изменения наноповерхности мембран эритроцитов при гипотензии в лабораторных экспериментах in vitro.

4. Впервые показаны особенности нарушений наноповерхности мембран эритроцитов в зависимости от объема кровопотери при хирургических операциях. Показана динамика изменений собственных параметров наноповерхности в послеоперационном периоде.

5. Впервые показано корректирующее действие перфторана на наноструктуру красных клеток крови при экспериментальной гипотензии и действии мембранных модификаторов.

6. Впервые показаны изменения локальной жесткости мембран при длительном хранении донорской крови, действии мембранных модификаторов и перфторана.

Практическая значимость:

Показана возможность использования собственных параметров наноповерхности мембран для оценки состояния эритроцитов при кровопотере в результате хирургических операций и тяжелых сочетанных травм. Определена динамика изменений наноструктуры и жесткости мембран эритроцитов на различных этапах хранения донорской крови; показаны пусковые механизмы и оценены деструктивные изменения формы клеток крови при длительном ее хранении. Определен срок хранения донорской крови – 12 - 15 дней, после которого наступают необратимые, деструктивные нарушения мембран. Показана эффективность применения перфторана для коррекции наноструктуры мембран и жесткости эритроцитов, при действии ряда экзогенных факторов, что может быть использовано при разработке методов терапии критических состояний.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Наноповерхность мембран красных клеток крови, регистрируемая с помощью атомной силовой микроскопии, может быть описана набором собственных параметров. Собственные параметры наноповерхности соответствуют физиологическим уровням структурной организации мембран эритроцитов.

2. Длительное хранение донорской крови вызывает различные специфические изменения наноповерхности и локальной жесткости мембран эритроцитов, характерные для разных стадий её хранения.

3. Параметры наноструктуры мембран при хирургических операциях и динамика их изменений в послеоперационном периоде зависят от объёма кровопотери.

4. Перфторан, вводимый в кровь после экспериментальной гипотензии и воздействия мембранных модификаторов, корректирует наноструктуру и жесткость мембран красных клеток крови.

Апробация работы:

Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ лаборатории биофизики мембран клеток при критических состояниях Федерального государственного бюджетного учреждения «Научно-исследовательский институт общей реаниматологии имени В.А.Неговского» Российской академии медицинских наук.

Результаты работы были представлены на 1-й Международной научно-практической конференции «Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине» 23-26 ноября 2010 г. Санкт-Петербург; на конференции “Современные методы диагностики и лечения в реаниматологии”, 8 декабря 2010 г., Москва; XIII Всероссийской конференции «Жизнеобеспечение при критических состояниях» и I Всероссийской конференции молодых ученых «Инновации в анастезиологии-реаниматологии», посвященные 75-летию НИИ общей реаниматологии им. В.А. Неговского РАМН, 28-30 марта 2011г., Москва; 18^th Meeting European Association for Red Cell Research Wroclaw-Piechowice, May 12-15^th, 2011, Poland; XIX Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство», 23-27 апреля 2012г, Москва; 19^th Congress of Slovak Society of Anaesthesiology and Intensive medicine with International Participation 12- 19 May 2012, Pieshtyany; на международной конференции «Актуальные проблемы криобиологии и криомедицины», 18-19 октября 2012г, Харьков.

Структура работы

Похожие диссертации на Наноповерхность эритроцитов при кровопотере и длительном хранении донорской крови

Роль электрических свойств эритроцитов у лиц с различной групповой принадлежностью крови в патогенезе ишемического инсультаГолубков Вадим Валерьевич

Совершенствование методов долгосрочного хранения крови и костного мозга в замороженном состоянии в Службе Крови Вооруженных СилБагаутдинов, Шамиль Муталабович

Оценка динамики концентрации этанола в трупной крови при хранении ее в условиях пониженной температуры.Лесников, Владислав Владимирович

Некоторые особенности агрегатного состояния крови доноров Южного Казахстана и динамика изменений морфологической структуры сыворотки крови в условиях ее длительного хранения при низких температурахДауменов Марат Дюсенханович

Исследование пролиферативного потенциала гемопоэтических стволовых клеток пуповинной крови в зависимости от различных способов криоконсервирования и сроков храненияКарпова, Наталья Сергеевна

Функция внешнего дыхания и энергетическое состояние эритроцитов крови у лиц с интегральными факторами риска хронических неинфекционных заболеванийМерзлякова, Ирина Геннадиевна

Липиды сыворотки и эритроцитов крови у больных сочетанными заболеваниями внутренних органов в фазе ремиссииШестопалов Евгений Юрьевич

Депонирование и транспорт катехоламинов эритроцитами крови в норме и патологии (клинико-экспериментальное исследование)Мардарь, Анна Ивановна

Клинико-функциональная характеристика состояния сердца у больных ишемической болезнью сердца и сахарным диабетом 2 типа в зависимости от показателей эритроцитов крови и обмена железаАтаманова, Марина Александровна

АДРЕНОРЕАКТИВНОСТЬ ЭРИТРОЦИТОВ ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ ПРИ УГРОЖАЮЩИХ ПРЕЖДЕВРЕМЕННЫХ РОДАХНиколаева, Ирина Сергеевна