Вступ. Структурно-функціональні перебудови еритроцитів при гіперглікемії можуть бути одним із критеріїв тяжкості патології та ефективності терапії, що проводиться. Мета дослідження. Визначення акустичних параметрів еритроцитів і змісту гликированного гемоглобіну при моделюванні гіперглікемії в експериментах in vitro. Матеріали та методи. Модель гіперглікемії створювали в цільної крові і суспензії еритроцитів практично здорових донорів віком 40 ± 10 років. Результати та висновки. показано підвищення пружності еритроцитів в зразках крові і суспензії еритроцитів через добу після підвищення вмісту глюкози в зразках до 12,5 ммоль / л, 25 ммоль / л і 50 ммоль / л. показники пружності еритроцитів в суспензії клітин залежали від рівня глікогемоглобіна. У цільної крові такої залежності не виявлено. Обговорюються механізми зміни пружності еритроцитів при гіперглікемії і можливості використання акустичних параметрів еритроцитів в комплексній діагностиці гіперглікемій.

Анотація наукової статті по ветеринарним наук, автор наукової роботи - Стародумова Олександра Ігорівна, Веселова Тетяна Анатоліївна, Боаге Світлана Анатоліївна, Клемин Анна Вікторівна, Веселов Олександр Павлович


Acoustic interferometry of erythrocytes in the conditions of hyperglycemia in vitro

Introduction. Structural-functional alteration of erythrocytes in the presence of hyperglycemia could be one of the criteria of severity of pathologies and efficiency of the conducted therapy. Рurpose of the study. Definition of acoustic parameters of erythrocytes and contents of glycohemoglobin in the presence of hyperglycemia in vitro. Materials and methods. Model of hyperglycemia was created in the whole blood and suspension of erythrocytes of apparently healthy donors at the age of 40 ± 10. Results and conclusions. Increase of elasticity of erythrocytes is presented in whole blood and suspension samples every other day after increase of glucose in the content of the samples to 12.5 mmol / L, 25 mmol / L, 50 mmol / L. Indices of elasticity of erythrocytes of the suspension cells depend on level of glycohemoglobin. In whole blood such dependence was not observed. Up for discussion are the mechanisms of variance of elasticity of erythrocytes in case of hyperglycemia and opportunities for use of the acoustic parameters of erythrocytes in comprehensive diagnosis of hyperglycemia.


Область наук:
  • ветеринарні науки
  • Рік видавництва: 2018
    Журнал: Медичний альманах

    Наукова стаття на тему 'АКУСТИЧНА інтерферометра ЕРИТРОЦИТІВ В УМОВАХ ГІПЕРГЛІКЕМІЇ IN VITRO'

    Текст наукової роботи на тему «АКУСТИЧНА інтерферометра ЕРИТРОЦИТІВ В УМОВАХ ГІПЕРГЛІКЕМІЇ IN VITRO»

    ?ЕНДОКРИНОЛОГІЯ

    УДК: Б1Б.153.455-008.Б1-073 Код спеціальності ВАК: 03.01.04; 03.03.01; 01.04.06

    АКУСТИЧНА інтерферометра ЕРИТРОЦИТІВ В УМОВАХ ГІПЕРГЛІКЕМІЇ IN VITRO

    А. І. Стародумова, Т. А. Веселова, С. А. Боаге, А. В. Клемин, А. П. Веселов,

    ФГАОУ ВО «Національний дослідницький Нижегородський державний університет ім. Н. І. Лобачевського »

    Стародумова Олександра Ігорівна - e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Дата надходження 30.05.2018

    Вступ. Структурно-функціональні перебудови еритроцитів при гіперглікемії можуть бути одним із критеріїв тяжкості патології та ефективності терапії, що проводиться. Мета дослідження: визначення акустичних параметрів еритроцитів і змісту гликированного гемоглобіну при моделюванні гіперглікемії в експериментах in vitro. Матеріали та методи. Модель гіперглікемії створювали в цільної крові і суспензії еритроцитів практично здорових донорів віком 40 ± 10 років. Результати та висновки. Показано підвищення пружності еритроцитів в зразках крові і суспензії еритроцитів через добу після підвищення вмісту глюкози в зразках до 12,5, 25 і 50 ммоль / л. Показники пружності еритроцитів в суспензії клітин залежали від рівня глікогемоглобіна. У цільної крові такої залежності не виявлено. Обговорюються механізми зміни пружності еритроцитів при гіперглікемії і можливості використання акустичних параметрів еритроцитів в комплексній діагностиці гіперглікемій.

    Ключові слова: гіперглікемія in vitro, пружність еритроцитів, глікірованний гемоглобін, діагностика.

    Introduction. Structural-functional alteration of erythrocytes in the presence of hyperglycemia could be one of the criteria of severity of pathologies and efficiency of the conducted therapy. РігроБе of the study. Definition of acoustic parameters of erythrocytes and contents of glycohemoglobin in the presence of hyperglycemia in vitro. Materials and methods. Model of hyperglycemia was created in the whole blood and suspension of erythrocytes of apparently healthy donors at the age of 40 ± 10. Results and conclusions. Increase of elasticity of erythrocytes is presented in whole blood and suspension samples every other day after increase of glucose in the content of the samples to 12,5, 25, 50 mmol / L. Indices of elasticity of erythrocytes of the suspension cells depend on level of glycohemoglobin. In whole blood such dependence was not observed. Up for discussion are the mechanisms of variance of elasticity of erythrocytes in case of hyperglycemia and opportunities for use of the acoustic parameters of erythrocytes in comprehensive diagnosis of hyperglycemia.

    Key words: hyperglycemia in vitro, elasticity of erythrocytes, glycohemoglobin, diagnostics.

    Вступ

    В умовах гіперглікемії еритроцити зазнають ряд структурно-функціональних змін, які визначають тяжкість перебігу гіперглікемії і ефективність її корекції. Відомо, що при високому вмісті глюкози в крові активуються процеси глікірова-ня білків. В результаті глікірованія гемоглобіну утворюються кінцеві продукти, накопичення яких є основною причиною структурних перебудов еритроцитів і їх фізико-хімічних властивостей, і, відповідно, порушення функцій клітин, органів і організму в цілому при гіперглікемії [1].

    Структурні перебудови еритроцитів при гіперглікемії можуть бути одним із критеріїв тяжкості патології та ефективності терапії, що проводиться. На часі пошук нових методів швидкої і ефективної оцінки фізико-хімічних перебудов клітин. Акустичний аналіз пружності еритроцитів є безреагентним, простим у виконанні методом, що дозволяє точно і швидко оцінити структурні зміни в клітинах.

    Мета дослідження: визначення акустичних параметрів еритроцитів і змісту гликированного гемоглобіну при моделюванні гіперглікемії в експериментах in vitro.

    NK

    МЕДИЧНИЙ

    АЛЬМАНАХ

    матеріали та методи

    Об'єктом дослідження служила цільна кров, стабілізована К2ЕДТА, і суспензія еритроцитів практично здорових донорів віком 40 ± 10 років. Плазму і еритроцити поділяли шляхом центрифугування крові протягом 15 хв при 3000 об / хв. Еритроцити двічі відмивали фізіологічним розчином (0,9% NaCl) [2].

    Модель гіперглікемії in vitro в цільної крові створювали шляхом додавання до 1 мл цільної крові 50 мкл розчинів глюкози до отримання концентрацій 12,5; 25; 50 ммоль / л. Для приготування розчинів глюкози в якості розчинника використовували фізіологічний розчин. Контролем служили зразки крові з концентрацією глюкози 5 ммоль / л (нормогликемия), в які додавали 50 мкл фізіологічного розчину.

    Модель гіперглікемії in vitro в суспензії еритроцитів створювали шляхом додавання фізіологічного розчину з різними концентраціями глюкози (12,5; 25; 50 ммоль / л) до осаду еритроцитів в співвідношенні 3: 1. Контролем служили еритроцити, ресуспендувати в 0,9% -му розчині NaCl. Дослідження фізико-хімічних параметрів еритроцитів проводили через 24 години після початку моделювання гіперглікемії, зразки інкубували в закритих пластикових пробірках при температурі + 4 ° C.

    Рівень глікогемоглобіна визначали за допомогою набору «ГЛІКОГЕМОТЕСТ». Вимірювання пружності еритроцитів проводили акустичним методом на приладі «Біом». Метод акустичної інтерферометрії (резонатора метод) заснований на вимірюванні швидкості і поглинання ультразвуку в досліджуваній рідині в циліндричному резонаторі [3].

    Оцінку еритроцитарних гематологічних показників проводили на автоматичному гематологічному аналізаторі Abacus Junior 30. У роботі вимірювали такі параметри: вміст еритроцитів (RBC), середній обсяг еритроцита (MCV), широту розподілу еритроцитів за розмірами (RDWc), вміст гемоглобіну (HGB), середній вміст гемоглобіну в еритроциті (MCH), середню концентрацію гемоглобіну в еритроцитах (MCHC).

    Статистичну обробку отриманих результатів проводили, використовуючи програму Statistica 10. Достовірність відмінностей в змісті гликированного гемоглобіну в зразках крові і суспензії еритроцитів з високим вмістом глюкози в порівнянні з контролем оцінювали за допомогою критерію Стьюдента з поправкою Бонферроні, в пружності еритроцитів - за допомогою критерію Круськала-Уолліса . Для оцінки можливого взаємозв'язку між пружністю еритроцитів і змістом глікогемоглобіна використовували коефіцієнт рангової кореляції Спірмена. Статистично достовірними вважали відмінності при p<0,05.

    і i>

    u

    Ml

    I

    |

    кін

    Pij

    MCH ipiJ

    МАЛ. 1.

    Пружність (G) еритроцитів через добу після початку моделювання гіперглікемії in vitro в цільної крові. Примітка: * - р<0,05 у порівнянні з контролем.

    щ

    li.i

    J i j ГТН

    МАЛ. 2.

    Зміст гликированного гемоглобіну в крові через добу після початку моделювання гіперглікемії т м'ю. Примітка: * - р<0,05 у порівнянні з контролем.

    fj *

    | "

    i \ А

    Йг!

    + I. *

    I.H I ua

    J.M 1 I

    МАЛ. 3.

    Пружність еритроцитів (G) до і після моделювання гіперглікемії in vitro в суспензії клітин. Примітка: * - р<0,05 у порівнянні з контролем.

    МАЛ. 4.

    Зміст гликированного гемоглобіну в суспензії еритроцитів після моделювання гіперглікемії т м'ю. Примітка: * - р<0,05 у порівнянні з контролем.

    Al

    ЕдУД

    Результати дослідження

    Через 24 години після початку моделювання гіперглікемії в цільної крові не виявлено змін розмірів еритроцитів, вмісту гемоглобіну в клітинах, еритро-цітарная індекси (М ^, RDWc, МСН, МСНС) в зразках крові з різними концентраціями глюкози (12,5; 25; 50 ммоль / л) не відрізнялися від нормальних значень.

    Разом з тим після інкубації зразків крові протягом 24 годин в середовищі з підвищеним вмістом глюкози (12,5; 25; 50 ммоль / л) виявлено достовірне збільшення пружності еритроцитів у порівнянні з контролем (рис. 1).

    При вираженій гіперглікемії значно посилюється процес неферментативного глікозилювання мембранних білків еритроцитів і гемоглобіну [4]. У представленій роботі накопичення гликированного гемоглобіну спостерігали в пробах крові з концентрацією глюкози 50 ммоль / л у порівнянні з контролем (рис. 2).

    Коефіцієнт кореляції Спірмена показав наявність середнього ступеня пов'язаності між концентрацією глюкози в крові і параметром пружності еритроцитів (r = 0,58, р<0,05), однак залежності між показником пружності еритроцитів і змістом глікірованний-ного гемоглобіну А1с крові не виявлено.

    По всій видимості, при високому рівні глюкози в крові вплив на пружність еритроцитів надає не тільки зміст гликированного гемоглобіну, а й ступінь глікірованія плазмових білків.

    Для виключення можливого впливу на пружність еритроцитів змін фізико-хімічних параметрів плазми при гіперглікемії проведена серія досліджень акустичних параметрів еритроцитів і змісту гликированного гемоглобіну в суспензії еритроцитів з високим вмістом глюкози.

    Еритроцитарні індекси (М ^, МСН, МСНС, RDWc) в суспензії еритроцитів з різними концентраціями глюкози не відрізнялися від таких у контролі (таблиця).

    Однак спостерігали підвищення пружності еритроцитів в суспензії клітин з концентрацією глюкози 12,5, 25 і 50 ммоль / л у порівнянні з контролем (рис. 3).

    Накопичення гликированного гемоглобіну в суспензії еритроцитів у порівнянні з контролем було виявлено при інкубації клітин в середовищі з концентраціями глюкози 25 і 50 ммоль / л у порівнянні з контролем (рис. 4).

    Коефіцієнт кореляції Спірмена показав наявність досить високого ступеня пов'язаності між параметром пружності еритроцитів і змістом глікіро-ванного гемоглобіну в суспензії еритроцитів при гіперглікемії (r = 0,61, р<0,05).

    Обговорення

    У представленій роботі показано збільшення пружності еритроцитів в цільної крові і суспензії еритроцитів з високим вмістом глюкози (12,5; 25 і 50 ммоль / л). Одним з механізмів зміни в'язко-еластичних властивостей еритроцитів при гіперглікемії може бути підвищення швидкості глікірованія білків, зокрема, глікірованія гемоглобіну [5]. Залежність пружності еритроцитів від змісту глікірованний-ного гемоглобіну виявлено тільки при моделюванні гіперглікемії в суспензії еритроцитів. відсутність

    ТАБЛИЦЯ.

    Еритроцитарні індекси в суспензії еритроцитів з високим вмістом глюкози

    Еритроцитарні індекси Концентрація глюкози, ммоль / л

    0 (контроль) 12,5 25 50

    MCV 87,5 ± 0,60 87,17 ± 0,44 87,83 ± 0,24 87,17 ± 0,36

    MCH 25,9 ± 0,64 26,4 ± 0,27 25,75 ± 0,91 25,87 ± 0,64

    MCHC 297 ± 8,70 302 ± 3,80 295 ± 11,00 297 ± 8,50

    RDWc 14,17 ± 0,25 14,03 ± 0,09 14,42 ± 0,25 14,38 ± 0,36

    такої залежності при моделюванні гіперглікемії в цільної крові дає можливість припустити вплив глікірованія плазмових білків на фізико-хімічні характеристики еритроцитів [6-8].

    В умовах гіперглікемії в еритроцитах збільшується внутрішньоклітинний вміст глюкози, що призводить до активації поліолового шляху метаболізму глюкози. За рахунок накопичення сорбітолу в клітинах відбувається формування внутрішньоклітинної гиперосмолярности, зниження еластичності і в'язкості клітинної мембрани еритроцитів, що характеризують деформованість і пружність клітин червоної крові [9].

    висновки

    1. В експериментах in vitro показано збільшення пружності еритроцитів цільної крові і суспензії клітин через добу після підвищення вмісту глюкози в зразках до 12,5, 25 і 50 ммоль / л.

    2. Накопичення гликированного гемоглобіну в еритроцитах через 24 години після початку моделювання гіперглікемії виявлено лише при підвищенні вмісту глюкози до 25 і 50 ммоль / л в суспензії клітин і до 50 ммоль / л в цільної крові.

    3. Виявлено залежність пружності еритроцитів від змісту глікогемоглобіна в суспензії клітин в процесі моделювання гіперглікемії in vitro. При моделюванні гіперглікемії в цільної крові залежно пружності еритроцитів від змісту глікогемоглобіна не виявлено.

    4. Метод акустичної інтерферометрії може використовуватися в комплексній діагностиці гіперглікемій, однак, необхідні подальші дослідження молекулярних механізмів структурних перебудов еритроцитів, обумовлених високим вмістом глюкози в крові.

    ЛІТЕРАТУРА

    1. Шилов А.М., Мельник М.В. Артеріальна гіпертонія і реологічні властивості крові. БАРС. 2005. № 7. С. 13-18.

    Shilov А.М., Mel'nik M.V. Arterial'naya gipertoniya i reologicheskie svojstva krovi. BARS. 2005. № 7. S. 13-18.

    2. Крилов В.М., Дерюгіна А.В., Константинова А.І. Електрофоретична рухливість і активність №, К-АТФази еритроцитів у щурів при стресі. Росс. физиол. журнал ім. І.М. Сеченова. 2014. Т. 100. № 11. С. 1297-1302.

    Krylov V.N., Deryugina A.V., Konstantinova A.I. Elektroforeticheskaya pod-vizhnost 'iaktivnost' Na, K-ATFazy eritrocitov u kryspristresse. Ross. fiziol. zhur-nalim. I.M. Sechenova. 2014. T. 100. №11. S. 1297-1302.

    3. Клемин В.А., Клемин А.В. Акустичний аналізатор «Біом» для безру-агентной лабораторної медичної діагностики. Известия ПФУ. Технічні науки. 2009. № 10. С. 258-259.

    Klemin V.A., Klemina A.V. Akusticheskij analizator «BIOM» dlya bezreagent-noj laboratornoj medicinskoj diagnostiki. Izvestiya YuFU. Texnicheskie nauki. 2009. № 10. S. 258-259.

    4. Сулейманова М.Х. Розробка аффинной тест-системи для кількісного визначення глікозильованого гемоглобіну: автореф. дис. ... к. М. Н. Москва, 2006. С. 35.

    NK

    МЕДИЧНИЙ

    АЛЬМАНАХ

    Sulejmanova M.X. Razrabotka affinnoj test-sistemy dlya kolichestvennogo opredeleniya glikozilirovannogo gemoglobina: avtoref. dis .... k. m. n. Moskva, 2006. S. 35.

    5. Riquelme B., Foresto P., D'Arrigo M. et al. A dynamic and stationary rheological study of erythrocytes incubated in a glucose medium. Biochem. Biophys. Methods. 2005. V. 62. № 2. P. 131-141.

    6. Чазова І.Є., Мичко В. Б. Метаболічний синдром, цукровий діабет 2 типу та артеріальна гіпертензія. Серце: журнал для практикуючих лікарів. 2003. Т. 2. № 3. С. 102-144.

    Chazova I.E., Mychka V.B. Metabolicheskij sindrom, saxarnyj diabet 2 tipa i arterial'naya gipertenziya. Serdce: zhurnal dlya praktikuyushhix vrachej. 2003. T. 2. № 3. S. 102-144.

    7. Ju-Ming Lu, Li-Nong Ji, Yu-Feng Li et al Glycated albumin is superior to glycated hemoglobin for glycemic control assessment at an early stage of diabetes treatment: A multicenter, prospective study. Journal of Diabetes and Its Complications. 2016. V. 30. № 8. P. 1609-1613.

    8. Ting Gan, Xin Liu, Gaosi Xu. Glycated Albumin Versus HbA1c in the Evaluation of Glycemic Control in Patients With Diabetes and CKD. Clin Chim Acta. 2012. V. 413. P. 1555-1561.

    9. Caimi G., Presti R.L. Techniques to evaluate erythrocyte deformability in diabetes mellitus. Acta Diabetol. 2004. V. 41. № 3. P. 99-103. m

    УДК: Б1Б.153.45-008.9

    Код спеціальності ВАК: 14.01.02

    АСОЦІАЦІЯ поліморфізм Г51799883 ГЕНА FABP2 З РІЗНИМИ ПОРУШЕННЯМИ ВУГЛЕВОДНОГО ОБМІНУ У ЖИТЕЛІВ РЕСПУБЛІКИ ТАТАРСТАН

    Ф. В. Валєєва, К. Б. Хасанова, Е. В. Валєєва, Т. А. Кисельова, Е. А. Созинова, І. І. Ахметов,

    ФГБОУ ВО «Казанський державний медичний університет»

    Дата надходження 05.09.2018

    Хасанова Каміля Булатовна - e-maii: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Метою дослідження став аналіз асоціації поліморфізму rs1799883 гена FABP2 з різними порушеннями вуглеводного обміну у жителів Республіки Татарстан (РТ). Матеріали та методи. У дослідженні взяли участь 225 пацієнтів (30% чоловіків і 70% женшін) у віці від 38 до 76 років з одноразовою гіперглікемією в анамнезі та 95 пацієнтів з підтвердженим діагнозом цукрового діабету 2-го типу (ЦД2). Всім включених у дослідження пацієнтам з одноразовою гіперглікемією в анамнезі був проведений пероральний глюкозотолерант-ний тест (ПОГТТ). Залежно від результатів ПОГТТ були виділені чотири групи пацієнтів: 1-я - з порушеною толерантністю до глюкози (НТГ), 2-я - з порушеною глікемії натщесерце (НГП), 3-тя - з функціональним гіперінсулінізмом (ГІ), 4-я - з вперше виявленим ЦД2. Всім пацієнтам було проведено клінічне та лабораторне обстеження. Результати. Носійство мутантного аллеля А пов'язано зі збільшеним ризиком розвитку ЦД2 (OR = 1,32, 95% CI 0,99-1,78), а наявність гомозиготного генотипу GG пов'язано зі зниженим ризиком розвитку захворювання (OR = 0,72, 95% CI 0,49-1,06). При вивченні розподілу генотипів даного поліморфного маркера у пацієнтів з НГН виявлено, що шанс розвитку порушення значно збільшується у володарів мутантної гомозиготи AA (OR = 5,52, p = 0,02). В результаті кореляційного аналізу була отримана значуща кореляція поліморфізму rs1799883 гена FABP2 з рівнем інсуліну і С-пептиду (r = 0,16, p = 0,04; r = 0, l5, p = 0,05, відповідно). Висновки. Результати дослідження показали, що в групі пацієнтів з ранніми порушеннями вуглеводного обміну носії алелі A і генотипу AA поліморфного маркера rs1799883 гена FABP2 мають підвищений ризик розвитку інсулінорезі-стентності. Носійство мутантного аллеля A гена FABP2 асоційоване з підвищеним ризиком розвитку ЦД2 у жителів РТ.

    Ключові слова: поліморфізм, ген FABP2, rs1799883, цукровий діабет 2-го типу,

    інсулінорезистентність.

    Purpose of the study was to analyze the association of the rs1799883 polymorphism of the FABP2 gene with various carbohydrate metabolism disorders in the inhabitants of the Republic of Tatarstan (RT). Materials and methods. The study involved 225 patients (30% of men and 70% of women) aged 38 to 76 years with a single history of hyperglycemia and 95 patients with confirmed diagnosis of type 2 diabetes. All patients with a single history of hyperglycemia who were included in the study underwent an oral glucose tolerance test (OGTT). Depending on OGTT results, four groups of patients were distinguished: 1 - with impaired glucose tolerance (IGT), 2 - with impaired fasting glycemia (IFG), 3 - with functional hyperinsulinism (HI), 4 - with newly diagnosed type 2 diabetes mellitus (CD2). All patients underwent clinical and laboratory examination. Results. The carriership of the mutant allele A is associated with an increased risk of developing CD2 (OR = 1,32, 95% CI 0,99-1,78); the presence of a homozygous GG genotype is associated with a reduced risk of disease development (Or = 0,72, 95% CI 0,49-1,06). While studying the distribution of genotypes of the polymorphic marker in patients with IFG, it was found that the chance of developing a disorder significantly increases in the carriers of the mutant homozygote AA (OR = 5,52, p = 0,02). As the outcome of the correlation analysis, a significant correlation of the rs1799883 polymorphism of the FABP2 gene with the level of insulin and C-peptide (r = 0,16, p = 0,04, r = 0,15, p = 0 , 05, respectively) was obtained. Conclusions. The results of the study showed that the carriers of allele A and genotype AA of the polymorphic marker rs1799883 of the FABP2 gene in the group of patients with early carbohydrate metabolism disorders have an increased risk of developing insulin resistance. The carriership of the FABP2 gene mutant A allele is associated with an increased risk of development of CD2 in RT residents.

    Key words: polymorphism, FABP2 gene, rs1799883, type 2 diabetes mellitus, insulin resistance.


    Ключові слова: ГІПЕРГЛІКЕМІЯ IN VITRO / ПРУЖНІСТЬ ЕРИТРОЦИТІВ / гемоглобіну глікірованного / ДІАГНОСТИКА / HYPERGLYCEMIA IN VITRO / ELASTICITY OF ERYTHROCYTES / GLYCOHEMOGLOBIN / DIAGNOSTICS

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити