CC..png   

16plus.png

Юридический и почтовый адрес организации-издателя: САФУ, редакция «Журнала медико-биологических исследований», ул, Урицкого, 56, г. Архангельск, Россия, 163002
Местонахождение: редакция «Журнала медико-биологических исследований», ул. Урицкого, 56, г. Архангельск

Тел: (818-2) 21-61-00, вн. 18-20 
Сайт: https://vestnikmed.ru
e-mail: vestnik_med@narfu.ru

о журнале

Биофизические свойства клеток крови людей зрелого возраста в условиях механического стресса in vitro. С. 484–492

 Версия для печати

Рубрика: Биологические науки

Скачать статью (pdf, 0.5MB )

УДК

576.385:612.67

DOI

10.37482/2687-1491-Z209

Сведения об авторах

Евгения Анатольевна Сладкова* ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3072-2402
Татьяна Сергеевна Шевченко* ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7327-2662
Елена Александровна Шенцева* ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7309-0970
Людмила Робертовна Закирова* ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7361-8598
*Белгородский государственный национальный исследовательский университет (Белгород, Россия)
Ответственный за переписку: Евгения Анатольевна Сладкова, адрес: 308015, г. Белгород, ул. Победы, д. 85; e-mail: sladkova@bsu.edu.ru

Аннотация

Влияние молекулы аденозинтрифосфорной кислоты на сигнальные каскады клеток при разных физиологических состояниях организма, например при нарушении процессов регенерации, вызывает особый интерес в научном сообществе. Цель исследования – изучить особенности биофизических свойств клеток крови людей зрелого возраста в условиях механической нагрузки, смоделированной путем воспроизведения механического стресса in vitro. Материалы и методы. Эксперимент проводился на базе кафедры биохимии Медицинского института Белгородского государственного национального исследовательского университета. Изучались образцы крови здоровых людей возрастной категории от 36 до 59 лет (n = 30), проходивших плановое диспансерное обследование в Белгородской областной клинической больнице Святителя Иоасафа. Все пробы были разделены на опытные (n = 30) и контрольные (n = 30). Первые были подвергнуты механическому воздействию, вторые – оставлены без изменений. В работе применялись такие методы атомно-силовой микроскопии, как силовая спектроскопия и метод зонда Кельвина. Жесткость клеточной поверхности определялась посредством расчета модуля Юнга. Результаты. Установлено, что в условиях механического стресса in vitro заряд клеточной поверхности эритроцитов, сегментоядерных гранулоцитов и лимфоцитов стал более отрицательным, а потенциал поверхности плазмалеммы тромбоцитов – более положительным. При этом жесткость клеточной поверхности эритроцитов и лимфоцитов возросла, а нейтрофилов и тромбоцитов – снизилась. Результаты исследования расширяют знания об изменении биофизических свойств клеток крови в условиях механического воздействия. Полученные данные могут быть полезны для понимания механизмов взаимодействия между лейкоцитами и тромбоцитами как основными регуляторами гомеостатических процессов в кровеносном русле, а также эритроцитами, участвующими в регуляции сосудистого тонуса артериол и, как следствие, тканевой перфузии, у лиц зрелого возраста.

Для цитирования: Биофизические свойства клеток крови людей зрелого возраста в условиях механического стресса in vitro / Е. А. Сладкова, Т. С. Шевченко, Е. А. Шенцева, Л. Р. Закирова // Журнал медико-биологических исследований. – 2024. – Т. 12, № 4. – С. 484-492. – DOI 10.37482/2687-1491-Z209.

Ключевые слова

люди зрелого возраста, механический стресс in vitro, биофизические свойства клеток крови, заряд клеточной поверхности, модуль Юнга, атомно-силовая микроскопия

Список литературы

  1. Cui Y., Li C., Zeng X., Wei X., Li P., Cheng J., Xu Q., Yang Y. ATP Purinergic Receptor Signalling Promotes Sca-1+ Cell Proliferation and Migration for Vascular Remodelling // Cell Commun. Signal. 2023. Vol. 21. Art. № 173. https://doi.org/10.1186/s12964-023-01185-2

  2. Zhang Y., Wernly B., Cao X., Mustafa S.J., Tang Y., Zhou Z. Adenosine and Adenosine Receptor-Mediated Action in Coronary Microcirculation // Basic Res. Cardiol. 2021. Vol. 11, № 1. Art. № 22. https://doi.org/10.1007%2Fs00395-021-00859-7

  3. Burnstock G. Introduction to Purinergic Signaling // Purinergic Signaling: Methods and Protocols / ed. by P. Pelegrín. New York: Humana, 2020. Р. 1–15. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-9717-6_1

  4. Коваленко С.С., Юсипович А.И., Паршина Е.Ю., Максимов Г.В. Роль пуринергических рецепторов эритроцита в регуляции конформации и способности гемоглобина переносить кислород и оксид азота (II) // Бюл. эксперим. биологии и медицины. 2015. Т. 159, № 2. С. 170–173.

  5. Серебряная Н.Б., Фомичева Е.Е., Якуцени П.П. Пуринергическая регуляция нейровоспаления при черепномозговой травме // Успехи физиол. наук. 2021. Т. 52, № 3. С. 24–40. https://doi.org/10.31857/S0301179821030073

  6. Zhou Z. Purinergic Interplay Between Erythrocytes and Platelets in Diabetes-Associated Vascular Dysfunction // Purinergic Signal. 2021. Vol. 17, № 4. P. 705–712. https://doi.org/10.1007/s11302-021-09807-5

  7. Olivieri A., Pala M., Gandini F., Kashani B.H., Perego U.A., Woodward S.R., Grugni V., Battaglia V., Semino O., Achilli A., Richards M.B., Torroni A. Mitogenomes from Two Uncommon Haplogroups Mark Late Glacial/Postglacial Expansions from the Near East and Neolithic Dispersals Within Europe // PLoS One. 2013. Vol. 8, № 7. Art. № e70492. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0070492

  8. Узикова Е.В., Милорадов М.Ю., Левин В.Н., Булаева С.В., Муравьёв А.В., Чиркова Ж.В. Исследование изменения агрегации эритроцитов при инкубации с замещенными 4-гидрокси-6,7-дициано-1,4-бензоксазин-3-онами // Яросл. пед. вест. 2011. Т. 3, № 3. С. 108–112.

  9. Mahdi A., Tratsiakovich Y., Tengbom J., Jiao T., Garib L., Alvarsson M., Yang J., Pernow J., Zhou Z. Erythrocytes Induce Endothelial Injury in Type 2 Diabetes Through Alteration of Vascular Purinergic Signaling // Front. Pharmacol. 2020. Vol. 11. Art. № 603226. https://doi.org/10.3389%2Ffphar.2020.603226

  10. Lee N.T., Ong L.K., Gyawali P., Nassir C.M.N.C.M., Mustapha M., Nandurkar H.H., Sashindranath M. Role of Purinergic Signalling in Endothelial Dysfunction and Thrombo-Inflammation in Ischaemic Stroke and Cerebral Small Vessel Disease // Biomolecules. 2021. Vol. 11, № 7. Art. № 994. https://doi.org/10.3390/biom11070994

  11. Oonishi T., Sakashita K., Uyesaka N. Regulation of Red Blood Cell Filterability by Ca2+ Influx and cAMPMediated Signaling Pathways // Am. J. Physiol. 1997. Vol. 273, № 6. P. C1828–C1834. https://doi.org/10.1152/ajpcell.1997.273.6.c1828

  12. Сладкова Е.А., Шамрай Е.А., Тищенко А.Ю., Скоркина М.Ю. Изменение физико-химических свойств лимфоцитов в условиях механического стресса // Биофизика. 2019. № 4. С. 716–719. https://doi.org/10.1134/S0006302919040094

  13. Сладкова Е.А., Скоркина М.Ю. Оценка поверхностного потенциала лимфоцитов больных лейкозом методом зонда Кельвина // Биофизика. 2014. Т. 59, № 3. С. 310–313.

  14. Патент № 2466401 С1 Российская Федерация, МПК G01N 33/49 (2006.01). Способ определения упругости клеток крови: № 2011109741/15: заявл. 15.03.2011: опубл. 11.10.2012 / Скоркина М.Ю., Федорова М.З., Сладкова Е.А., Забиняков Н.А.

  15. Скоркина М.Ю., Федорова М.З., Муравьев А.В., Сладкова Е.А. Использование наномеханического сенсора для изучения морфофункциональных свойств лимфоцитов здоровых доноров и больных хроническим лимфобластным лейкозом // Клеточ. технологии в биологии и медицине. 2012. № 3. С. 172–175.

  16. Ellsworth M.L., Ellis C.G., Goldman D., Stephenson A.H., Dietrich H.H., Sprague R.S. Erythrocytes: Oxygen Sensor and Modulators of Vascular Tone // Physiology (Bethesda). 2009. Vol. 24, № 2. P. 107–116. https://doi.org/10.1152%2Fphysiol.00038.2008

  17. Zhou Z., Matsumoto T., Jankowski V., Pernow J., Jamal Mustafa S., Duncker D.J., Merkus D. Uridine Adenosine Tetraphosphate and Purinergic Signaling in Cardiovascular System: An Update // Pharmacol. Res. 2019. Vol. 141. P. 32–45. https://doi.org/10.1016/j.phrs.2018.12.009

  18. Chandran N., Iyer M., Siama Z., Vellingiri B., Narayanasamy A. Purinergic Signalling Pathway: Therapeutic Target in Ovarian Cancer // Egypt. J. Med. Hum. Genetics. 2020. Vol. 21. Art. № 23. http://dx.doi.org/10.1186/s43042-020-00059-3

  19. Engel T., Jiménez-Mateos E.M., Diaz-Hernandez M. Purinergic Signalling and Inflammation-Related Diseases // Cells. 2022. Vol. 11, № 23. Art. № 3748. https://doi.org/10.3390/cells11233748

  20. De Ita M., Vargas M.H., Carbajal V., Ortiz-Quentero B., Lόpez-Lόpez C. ATP Releases ATP or Other Nucleotides from Human Peripheral Blood Leukocytes Through Purinergic P2 Receptors // Life Sci. 2016. Vol. 145. P. 85–92. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2015.12.013

  21. Junger W.G. Purinergic Regulation of Neutrophil Chemotaxis // Cell. Mol. Life Sci. 2008. Vol. 65, № 16. P. 2528–2540. https://doi.org/10.1007/s00018-008-8095-1

  22. North R.A. P2X Receptors // Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 2016. Vol. 371, № 1700. Art. № 20150427. https://doi.org/10.1098/rstb.2015.0427

  23. Goldman N., Chandler-Militello D., Langevin H.M., Nedergaard M., Takano T. Purine Receptor Mediated Actin Cytoskeleton Remodeling of Human Fibroblasts // Cell Calcium. 2013. Vol. 53, № 4. P. 297–301. https://doi.org/10.1016/j.ceca.2013.01.004

  24. Huang Z., Xie N., Illes P., Di Virgilio F., Ulrich H., Semyanov A., Verkhratsky A., Sperlagh B., Yu S.-G., Huang C., Tang Y. From Purines to Purinergic Signalling: Molecular Functions and Human Diseases // Signal Transduct. Target. Ther. 2021. Vol. 6, № 1. Art. № 162. https://doi.org/10.1038/s41392-021-00553-z