Ультраструктурные характеристики эритроцитов и их взаимосвязь с транспортом кислорода у больных ишемической болезнью сердца после коронарного шунтирования с искусственным кровообращением

Цель. Оценка наноструктурных и микромеханических характеристик эритроцитов и их взаимосвязи с параметрами транспорта кислорода у больных ишемической болезнью сердца (ИБС) после коронарного шунтирования (КШ) в условиях искусственного кровообращения (ИК).

Материалы и методы. Обследовано 30 мужчин с ИБС в возрасте от 53 до 67 лет с медианой 63 года, которым выполнялось плановое КШ с ИК в клинике Дальневосточного федерального университета. Забор крови у больных осуществлялся до ИК и через сутки после него из венозного катетера, расположенного в правом предсердии. Сканирование эритроцитов проводили на атомно-силовом микроскопе (АСМ) «Bioscope Catalyst» (Bruker,США) в сочетании с инвертированным микроскопом «Axiovert 200» (Zeiss, Германия). Микромеханические свойства клеточных мембран исследовали контилеверами «PFQNM-LC-A-CAL». Регистрировали диаметр эритроцитов, высоту их бортика, площадь, объём, жесткость мембраны, силу её адгезии, модуль Юнга, упруго-эластическую деформацию. Для оценки транспорта кислорода рассчитывали индекс его доставки (DO₂I), потребления (VO₂I) и коэффициент экстракции (O₂ER).

Результаты. Через сутки после КШ фиксировали снижение показателей DO₂I, VO₂I и O₂ER на 14, 33 и 16%, соответственно, что указывало на ограничение газотранспортной функции крови. Анализ АСМ-характеристик эритроцитов демонстрировал увеличение их площади на 35%, диаметра – на 6%, объема − на 19%, а высоты бортика − в 5 раз. При этом отмечены разнонаправленные изменения микромеханических свойств мембран эритроцитов: модуль Юнга и жесткость снижались в 3,2 и 2 раза, соответственно, сила адгезии увеличивалась в 2,7 раза, а упруго-эластическая деформация − в 2,2 раза. Корреляционный анализ показал наличие достоверных взаимосвязей между индикаторами транспорта кислорода и биомеханическими параметрами мембран эритроцитов.

Заключение. Комплексный анализ наноструктурных показателей эритроцитов и кислородного транспорта расширяет представления о патофизиологических механизмах постперфузионных нарушений у больных ИБС после КШ в условиях ИК.

1. Сергеев Е.А., Гельцер Б.И., Саид Шох С.М., Котельников В.Н., Маркелова Е.В. Оценка индикаторов легочной волемии и системной воспалительной реакции у пациентов с коморбидностью хронической обструктивной болезни лёгких и ишемической болезни сердца после коронарного шунтирования // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2021. Вып.80. С.8–17. https://doi.org/10.36604/1998-5029-2021-80-8-17

2. Гельцер Б.И., Сергеев Е.А., Котельников В.Н., Фогелевич К.А., Силаев А.А. Волемический статус легких и транспорт кислорода у больных ишемической болезнью сердца с различными вариантами коморбидности до и после коронарного шунтирования. // Российский кардиологический журнал. 2021. Т.26, №2. 3976. https://doi.org/10.15829/1560-4071-2021-3976

3. Новицкий В.В., Чумакова С.П., Уразова О.И., Шипулин В.М., Хохлов О.А., Колобовникова Ю.В. Фенотипические особенности эритроцитов и активность эритропоэза у кардиохирургических больных с различной степенью выраженности постперфузионного гемолиза. // Бюллетень сибирской медицины. 2012. Т.11, №6. С.69–75. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2012-6-69-75

4. Халисов, М.М., Тимощук К.И., Анкудинов А.В., Тимошенко Т.Е. Атомно-силовая микроскопия набухания и упрочнения закрепленных на подложке интактных эритроцитов // Журнал технической физики. 2017. Т.87, №2. С.282–285. https://doi.org/10.21883/JTF.2017.02.44139.1840

5. Котельников В.Н., Карпенко А.А., Ким А.П., Гельцер Б.И. Ультраструктурные АСМ-маркеры эндогенной интоксикации при внебольничной пневмонии // Современные технологии в медицине. 2017. Т.9, №2. С.53–60. https://doi.org/10.17691/stm2017.9.2.06

6. Пахомова Р.А., Винник Ю.С., Кочетова Л.В., Воронова Е.А., Нагорнов Ю.С. Атомно-силовая микроскопия эритроцита при разной степени тяжести механической желтухи (экспериментальное исследование) // Анналы хирургической гепатологии. 2017. Т.22, №1. С.82–87. https://doi.org/10.16931/1995-5464.2017182-87

7. 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. Т.13, №5. С.58–68. https://doi.org/10.15360/1813-9779-2017-5-58-68

8. Сергунова В.А., Козлова Е.К., Мягкова Е.А., Черныш А.М. Измерение упруго-эластичных свойств мембраны нативных эритроцитов in vitro // Общая реаниматология. 2015. Т.11, №3. С.39–44. https://doi.org/10.15360/1813-9779-2015-3-39-44

9. Шамрай Е.А., Скоркина М.Ю., Сладкова Е.А., Зинакова Е.Н., Черкашина О.В., Пальчиков М.Ю. Влияние элементов пуринергической сигнальной системы на функциональные свойства плазмалеммы гранулоцитов // Российский физиологический журнал им. И.М.Сеченова. 2018. Т.105, №2. С.216–224. https://doi.org/10.1134/S0869813919020092