Биофизические свойства клеток крови людей зрелого возраста в условиях механического стресса in vitro
DOI:
https://doi.org/10.37482/2687-1491-Z209Ключевые слова:
люди зрелого возраста, механический стресс in vitro, биофизические свойства клеток крови, заряд клеточной поверхности, модуль Юнга, атомно-силовая микроскопияАннотация
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.
Скачивания
Библиографические ссылки
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
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
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
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.
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
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
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
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.
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
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
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
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
Сладкова Е.А., Скоркина М.Ю. Оценка поверхностного потенциала лимфоцитов больных лейкозом методом зонда Кельвина // Биофизика. 2014. Т. 59, № 3. С. 310–313.
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.
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
