Визуализация эритроцитов как форма экспресс-диагностики состояния организма
Неотъемлемой частью современной жизни являются стрессовые воздействия, минимизация которых приобретает особую актуальность. В настоящее время уделяется большое внимание изучению структурно-метаболического и функционального статуса эритроцитов, поскольку они служат своеобразным «клеточным дозиметром» действия не только стрессовых реакций, но факультативных и облигатных экзо- и эндогенных факторов, которые выступают причиной различных заболеваний.
Эритроциты составляют 40-45% от общего объема крови взрослого человека и являются одними из наиболее многочисленных клеток организма, количественно составляя 10% от всего объема клеток взрослого организма. При действии окислительного стресса, соматического шока, разнообразных лекарственных веществ, ксенобиотиков и патологии эритроциты могут подвергаться повреждениям, которые нарушают их целостность и таким образом запускают их запрограммированную гибель — эриптоз. Ухудшение состояния эритрона будет играть существенную роль не только на специфической газотранспортирующей функции, но и в регуляции кислотно-основного состояния, водноэлектролитного баланса, микрореологического статуса крови, в иммунных реакциях, связывании и переносе инфектогенов и лекарственных веществ.
По словам заведующей кафедрой физиологии и анатомии Института биологии и биомедицины ННГУ им. Н. И. Лобачевского Анны Дерюгиной, исследование состояния эритроцитов и ранняя диагностика их изменений очень важны для анализа состояния микроциркуляции. Нарушения микроциркуляторного русла характерно для целого ряда заболеваний, в том числе, атеросклероза, ишемической болезни сердца, артериальной гипертензии. Понимание механизмов изменения состояния эритроцитов при различных видах воздействий позволит разработать оптимальные схемы лечения больных и осуществлять своевременную профилактику организма.
Для группы ученых из Нижнего Новгорода и Екатеринбурга поиск методов анализа состояния клеток является актуальной задачей. Одним из перспективных методов, позволяющих детально изучить морфофункциональное состояние клеток, является метод лазерной модуляционной интерференционной микроскопии, с помощью которого исследуется динамика изменения формы клетки и ее структуры, а также функциональное состояние эритроцитов.«В наших исследованиях визуализация эритроцитов с помощью фазовой интерференционной микроскопии показала изменение наноструктуры эритроцитов при стрессе, что сочеталось с появлением морфологически измененных клеток. Построение фазовых портретов эритроцитов (3D-моделей) позволило оценить уровень интенсивности окислительных процессов, которые являются неизбежными спутниками стресса», — отмечает Анна Дерюгина.
В ходе исследований была показана зависимость между изменением морфологии эритроцитов и модификацией белок-липидной структуры мембраны, что проявлялось в изменении электроотрицательности поверхности эритроцитов. В свою очередь, анализ электрофоретической подвижности эритроцитов в зависимости от направленности процесса позволил судить о развитии стресса с увеличением цитотоксичности или адаптационных изменениях в организме с репарацией генетических повреждений.
«Таким образом, анализ электрокинетических характеристик эритроцитов и их визуализация могут являться диагностическим критерием гомеостаза организма в целом. Иными словами, с помощью лазерной модуляционной интерференционной микроскопии можно быстро визуализировать мембранные деформации и оценить состояние клеток. Этот метод можно использовать для диагноза и изучения функционирования эритроцитов», — подводит итог Анна Дерюгина.
Ученые отмечают, что визуализация эритроцитов может стать одной из форм экспресс-диагностики состояния организма и успешно применяться в клинических лабораториях.
