«В ходе исследования мы обнаружили, что мембрана эритроцитов со временем становится жесткой и теряет эластичность, тем самым неуклонно снижает функциональность клетки», — говорит автор исследования, профессор Gabriel Popescu.
Исследователи опубликовали свои результаты в журнале Scientific Reports.
В американских банках крови ежегодно хранится почти 14 миллионов единиц донорской крови, срок их жизни составляет 42 дня. В течение этого времени с клетками крови может произойти гемолиз (повреждение и разрыв эритроцитов), однако большинство из них сохраняют свою форму.
В данном исследовании ученые хотели изучить, каким изменениям подвергаются клетки крови с течением времени, чтобы определить влияние долгого хранения донорской крови на реципиента. Они использовали специальный оптический метод, микроскопия пространственной интерференции света (SLIM). Этот метод использует свет для неинвазивного измерения клеточной массы и топологию с наноразмерной точностью. Новые программные и аппаратные достижения позволили системе SLIM обрабатывать изображение в 100 раз быстрее, чем три года назад.
Исследователи изучили покадровое изображение клеток, их размеры и графику свойств клеток крови. В частности, они смогли измерить в нанометровом масштабе движения клеточной мембраны и обнаружили, что слабые движения мембраны приводят к нарушениям функций клеток.
Измерения показали, что множество характеристик остаются неизменными в течение долгого времени. Клетки сохраняют свою форму, массу и содержание гемоглобина. Тем не менее, со временем мембрана эритроцитов становится жестче и менее эластичной. Это важно, потому что клетки крови должны быть достаточно гибкими, чтобы проходить через крошечные капилляры и быть достаточно проницаемыми для кислорода.
«В процессе микроциркуляции в головном мозге клетки должны быть эластичными, чтобы пройти очень узкие капилляры. Старые клетки, с «изношенными» мембранами не могут выполнять свою функцию и удаляются из кровотока, — сказал ведущий автор исследования Basanta Bhaduri. — Это объясняет, почему организм человека непрерывно производит красные кровяные клетки в костном мозге».
Исследователи надеются, что метод SLIM изображения будет использоваться для мониторинга состояния донорской крови, чтобы улучшить эффективность трансфузионной терапии.
Это исследование может помочь лучше использовать красные клетки крови для переливания, которые будут не только уменьшать расходы на здравоохранение, но и повышать качество медицинской помощи.
ПОДРОБНЕЕ В НАУЧНОЙ СТАТЬЕ:
Bhaduri, Basanta; Kandel, Mikhail; Brugnara, Carlo; Tangella, Krishna; Popescu, Gabriel (2014) Optical Assay of Erythrocyte Function in Banked Blood // Scientific Reports — vol. 4
