Различные стрессовые эффекты составляют неотъемлемую часть современной жизни, и их минимизация имеет особое значение. В настоящее время большое внимание уделяется изучению структурно-метаболического и функционального статуса эритроцитов, так как они служат своеобразным «клеточным дозиметром» для сигнализации стрессовых реакций и действия факультативных и обязательных экзогенных и эндогенных факторов, вызывающих различные заболевания.
Эритроциты составляют около 40-45% от общего объема крови взрослого человека. Они являются одними из самых многочисленных клеток в организме человека. Под действием окислительного стресса, соматического шока, различных лекарственных веществ, ксенобиотиков и патологий эритроциты могут подвергаться повреждению, которое вызывает их запрограммированную смерть (эриптоз). Ухудшение состояния эритроцита играет важную роль не только в специфической газотранспортной функции, но и в регуляции кислотно-основного состояния, водно-электролитного баланса, в иммунных реакциях, в связывании и передаче инфекционных агентов и лекарственных веществ.
По словам Анны Дерюгиной, заведующей кафедрой физиологии и анатомии Института биологии и биомедицины Нижегородского университета им. Лобачевского, изучение состояния эритроцитов и ранняя диагностика их изменений очень важны для анализа состояния микроциркуляции. Нарушения микроциркуляторного русла характерны для ряда заболеваний, включая атеросклероз, ишемическую болезнь сердца и артериальную гипертензию. Дальнейшее понимание механизмов изменения состояния эритроцитов при различных типах воздействий позволит разработать оптимальные схемы лечения пациентов и своевременно принять профилактические меры.
Группа ученых из Нижнего Новгорода и Екатеринбурга в настоящее время занимается поиском новых методов анализа состояния клеток. Одним из перспективных современных подходов, позволяющих детально изучить морфофункциональное состояние клеток, является метод фазовой модуляции лазерной интерференционной микроскопии, который также используется для изучения динамики изменений формы клетки и ее структуры, а также функционального состояния эритроцитов.
«В наших исследованиях визуализация эритроцитов с использованием фазовой модуляции лазерной интерференционной микроскопии показала изменение наноструктуры эритроцитов в условиях стресса, которое сопровождалось появлением морфологически измененных клеток. Построив фазовые снимки эритроцитов (3D-модели), мы смогли оценить уровень интенсивности окислительных процессов, которые являются неизбежными спутниками стресса», - отмечает Анна Дерюгина.В ходе исследования была показана связь между изменениями морфологии эритроцитов и модификацией мембранной белково-липидной структуры, что проявилось в изменении электроотрицательности поверхности эритроцитов. В свою очередь, анализ электрофоретической подвижности эритроцитов в зависимости от направления процесса позволил судить о развитии стресса с увеличением цитотоксичности или об адаптационных изменениях организма с восстановлением генетического повреждения.
«Таким образом, анализ электрокинетических характеристик эритроцитов и их визуализация могут обеспечить диагностический критерий гомеостаза организма в целом. Другими словами, с помощью фазово-модуляционной лазерной интерференционной микроскопии можно быстро визуализировать деформации мембран и оценить состояние клеток. Этот метод может быть использован для диагностики и изучения функционирования эритроцитов», - заключает Анна Дерюгина.
Ученые отмечают, что визуализация эритроцитов может стать формой быстрой диагностики состояния организма, которая может быть успешно использована в клинических лабораториях.
Мнение специалиста: сильные стрессы влияют на здоровье. Стресс снижает иммунитет и является причиной многих заболеваний (сердечно-сосудистых, желудочно-кишечных). Данное исследование открывает широкие возможности для диагностики состояния пациентов, что может увеличить качество оказываемого лечения.
