Перспективы практического применения наночастиц магнетита с целью ингибирования гемолиза эритроцитов и увеличения времени хранения крови
Изучение активности транспортных аденозинтрифосфотаз и показателей гемолиза эритроцитов в крови, обработанной наночастицами магнитоуправляемого сорбента. Установление оптимальных условий их взаимодействия, обеспечивающих ингибирование гемолиза клеток.
| Рубрика | Медицина |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.12.2023 |
| Размер файла | 456,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.Allbest.Ru/
Харьковская медицинская академия последипломного образования
Харьковский областной центр службы крови
Перспективы практического применения наночастиц магнетита с целью ингибирования гемолиза эритроцитов и увеличения времени хранения крови
А.Н. Белоусов,
Е.И. Малигон,
В.В. Яворский
Резюме
В данной работе впервые, по сравнению с контролем, представлены показатели, характеризующие зависимость времени появления гемолиза от кратности обработки крови наночастицами магнитоуправляемого сорбента (МУС-Б). Установлено, что экстракорпоральная обработка крови наночастицами МУС-Б достоверно снижает активность Ca, Mg - АТФ-азы эритроцитов. Проведенные исследования стали свидетельством того, что в настоящее время с помощью наночастиц магнетита - МУС-Б стало возможным не только ингибировать гемолиз, оказывать влияние на трансмембранный обмен и активность аденозинтрисфосфотаз эритроцитов, но и на практике увеличить время хранения крови.
Ключевые слова: наночастицы, эритроциты, гемолиз, аденозинтрисфофотазы.
Резюме
Перспективи практичного застосування наночасток магнетиту з метою інгібірування гемолізу эритроцит1в та подовження терміну зберігання крові
А.М. Білоусов, О.І. Малигон, В.В. Яворський, Харківська медична академія післядипломної освіти, Харківський обласний центр служби крові, Харків, Україна
У поданій роботі вперше, порівняно з контролем, наведені показники, що характеризують залежність терміну прояву гемолізу від кратності обробки крові наночастками магнітокерованого сорбенту (МКС-Б). Встановлено, що екстракорпоральна обробка крові наночастками МКС-Б достовірно знижує активність Ca, Mg - АТФ- ази еритроцитів. Проведенні дослідження стали свідченням того, що в теперішній час за дпомогою наночасток магнетиту МКС-Б стало можливим не тільки інгібірувати гемоліз, чинити вплив на трансмембраний білок та активність аденозинтрифосфотаз еритроцитів, але й на практиці подовжити час зберігання крові.
Ключові слова: наночастки, еритроцити, гемоліз, аденозинтрисфосфотази.
Summary
The prospects of practice using of the magnetite nanoparticles for ingibition of red blood cells gemolysis and prolongation blood storage time
А. Belousov, O. Malygon, V. Iavorskyj, Kharkiv Medical Academy of Postgraduate Education, Kharkiv Regional Center of Blood service, Kharkiv, Ukraine
In this report at the first time, compared with the control, presented indicators, which characterize the dependence of gemolysis existence from cultivation times of blood by magnetically controlled sorbent (MCS-B) nanoparticles. It was found, that the extracorporeal blood cultivation by MCS-B nanoparticles decrease red blood cells Ca, Mg - АТР-ase activity veraciously. The studies are evidence, that at the nowadays with the help of magnetite MCS-B nanoparticles made possible gemolysis ingibition, to affect to the transmembrane proteine and red blood cells amenosinthreephosphatase activity not only, but to prolongate blood storage time on practically.
Keywords: nanopacticles, red blood cells, gemolysis, adenosinthreephosphatases.
Ведение
Метаболическая реставрация, продление нормального функционирования клеток, как внутри, так и вне организма - основная задача исследований медико-биологического направления XXI века. С решением поставленной задачи человечество вплотную приблизится к таинствам долголетия, лечению ранее неизлечимых заболеваний, сделает значимый шаг в области микробиологии, трансплантологии, выращивании и хранении клеток. Станет ли возможным в ближайшее будущее целенаправленно управлять клеточным метаболизмом, лечить ранее неизлечимые заболевания и т.д.? Какими для этого должны быть инструменты и методы? На все эти вопросы может дать ответ современное направление науки - нанотехнология. Устранение отрицательного влияния деятельности человека на окружающую среду, защита озонового слоя, производство любой ткани, любого вида топлива, физическое бессмертие организма - вот лишь краткий список того, что принесет в нашу жизнь эта область науки [7].
Американский Национальный институт здоровья (NIH) включил наномедицину в пятерку самых приоритетных областей развития медицины в XXI веке. Ученые из Национального института рака США считают, что применение нанотехнологий поможет лечить рак в его самых ранних стадиях.
В Украине первые медицинские препараты нанотехнологии синтезированы и запатентованы в 1998 году [1]. Это такие препараты как: интракорпоральный биокорректор (ИКББ), магнитоуправляемый сорбент (МУС-Б), «Микромаг-Б» [2-4]. Основу препаратов составляют наночастицы магнетита (Fe3O4) размером от 6 до 12 нм. Наличие адсорбционного слоя обеспечивает наночастицам магнетита высокую сорбционную активность. Суммарная площадь их сорбционной поверхности составляет от 800 до 1200 м2/г, а напряженность магнитного поля, которое индуцируется каждой наночастицей, - 300-400 кА/м.
Цель. Исследовать активность транспортных аденозинтрифосфотаз и показатели гемолиза эритроцитов в образцах крови, обработанной наночастицами МУС-Б, для установления оптимальных условий их взаимодействия, которые обеспечивают ингибирование гемолиза клеток.
Материалы и методы. Объектом исследования были эритроциты, полученные из образцов венозной крови (3 мл), которую заготавливали на консерванте натрий лимоннокислый. В исследовании принимали участие 20 практически здоровых добровольцев в возрасте от 24 до 40 лет. Определение показателей, которые характеризуют состояние эритроцитов в условиях in vitro, проводили в три этапа: I - исходное состояние эритроцитов; II - после обработки наночастицами МУС-Б; III - состояние эритроцитов на 21-е сутки хранения при температуре 2-6°С. Для обработки использовали коллоидный раствор наночастиц магнетита, марки МУС-Б. Размер частиц - 6-12 нм; суммарная площадь сорбционной поверхности - 800-1000 м2/г; напряженность, образуемого магнитного поля, - 2,15 кА/м; объемная концентрация 0,00448; вязкостсь - 1,0112 ю-6 м2/с.
Рис. 1. Визуальная картина состояния крови на 1-е сутки наблюдения
Примечания: 1 - контроль; 2 - после однократной обработки МУС-Б; 3 - после двукратной обработки МУС-Б; 4 - после трехкратной обработки МУС-Б
Контрольную группу составили образцы крови, не обработанные наночастицами. Группы исследования: образцы с однократным введением 1,5 мл раствора МУС-Б с последующим его выделением в постоянном магнитном поле напряженностью 200 кА/м; образцы с двукратным введением; образцы с трехкратным введением. На этапах исследования определяли Na, K - АТФ-азы и Ca, Mg - АТФ-азы по общепринятой методике биохимического анализа [5] и визуально оценивали признаки гемолиза.
Статистическая обработка полученных результатов осуществлялась параметрическим методом вариационной статистики по t-критерию Стьюдента с помощью программного пакета Excel.
Результаты и обсуждение
транспортный аденозинтрифосфотаза магнитоуправляемый сорбент гемолиз
В ходе эксперимента было установлено, что в контрольной и группах исследования, где кровь обработана наночастицами МУС-Б, на 1-е сутки наблюдения видимых признаков гемолиза не отмечено (рис. 1).
На 14-е сутки наблюдения в контрольной, и группах, где кровь трехкратно была обработана наночастицами МУС-Б, отмечались выраженные признаки гемолиза. Напротив, в группах исследования, в которых кровь один и два раза была обработана наночастицами МУС-Б, гемолиз практически не наблюдался (рис. 2).
Рис. 2. Визуальная картина состояния эритроцитов на 14-е сутки наблюдения
Примечания: 1 - контроль; 2 - после однократной обработки МУ (С-Б; 3 - после двукратной обработки МУС-Б; 4 - после трехкратной обработки МУС-Б
Результаты исследований активности аденозинтрисфосфотаз представлены в таблице 1. Данные таблицы свидетельствуют, что по отношению к контрольной группе однократная обработка крови МУС-Б вызывает достоверное уменьшение активности Ca, Mg - АТФ-азы эритроцитов на 2,47± 0,6 ммоль/мг белка в мин (р<0,01), двукратная - на 5,19±0,5 ммоль/мг белка в мин (р<0,001), трехкратная - на 6,01±0,5 ммоль/мг белка в мин (р<0,001). Тогда как, достоверных отличий активности Na, К - АТФ-азы ни в одной из групп исследования по отношению к контролю не выявлено (p>0,05).
Таблица 1
Результаты исследований активности аденозинтрисфосфотаз до и после обработки эритроцитов наночастицами МУС-Б (M±m, n=20)
|
Аденозин-трисфосфотазы |
Контроль |
Кратность обработки МУС-Б |
|||
|
Однократно |
Двукратно |
Трехкратно |
|||
|
Na, К - АТФазы, ммоль/мг белка в мин |
6,34±0,5 |
6,11±0,6* |
5,89±0,7* |
5,93±0,4* |
|
|
Ca, Mg - АТФазы, ммоль/мг белка в мин |
23,64±0,6 |
21,17±0,7** |
18,45±0,5*** |
17,63±0,3*** |
Примечания: * - p>0,05; ** - p<0,01; *** - p<0,001
Таким образом, в результате исследований найдена оптимальная кратность экстракорпоральной обработки крови наночастицами МУС-Б, при которой существенно замедляется гемолиз. При этом минимальные значения активности Ca, Mg - АТФ-азы эритроцитов составляют - 18,45± 0,5 ммоль/мг белка в мин. Последующее снижение активности Ca, Mg - АТФазы ведет к ускорению гемолиза эритроцитов.
В данной работе впервые, в сравнении с контролем, представлены показатели, характеризующие зависимость времени появления гемолиза от кратности обработки крови наночастицами магнитоуправляемого сорбента - МУС-Б. Установлено, что экстракорпоральная обработка крови наночастицами МУС-Б достоверно снижает активность Ca, Mg - АТФазы эритроцитов. Проведенные исследования стали свидетельством того, что в настоящее время с помощью наночастиц магнетита (марки МУС-Б) стало возможным не только ингибировать гемолиз, оказывать влияние на трансмембранный обмен и активность аденозинтрисфосфотаз эритроцитов, но и на практике увеличить время хранения крови.
Выводы
Найдена оптимальная кратность (1-2 раза) обработки крови наночастицами МУС-Б, при которой отмечается ингибирование гемолиза. Установлено, что активность Ca, Mg - АТФазы эритроцитов уменьшается с возрастанием кратности обработки крови наночастицами МУС-Б. Активность Na, К - АТФазы эритроцитов при экстракорпоральной обработке крови наночастицами МУС-Б не изменяется (p>0,05). Найден минимальный показатель активности Ca, Mg - АТФазы - 17,63±0,3 ммоль/мг белка в мин, при котором время появления гемолиза после трехкратной обработки крови наночастицами магнетита совпадает со временем появления гемолиза в контроле.
Литература
1. Белоусов А.Н. Влияние магнетита - препарата нанотехнологии на клеточный метаболизм. / А.Н. Белоусов // Вісник проблем біології і медицини. - 2004. - №2. - С. 34-37.
2. Патент №14817А UA Україна, МПК №A61N 2/00. Способ получения магнитной жидкости для транспорта и удержания лекарств в организме / Белоусов А.Н. - Заявл. 21.06.96; опубл. 18.02.97, Бюл. №2.
3. Патент №24322А UA Україна, МПК A61N2/00. Сорбент для экстракорпоральной детоксикации биологических жидкостей / А.Н. Белоусов. - Заявл. 19.06.97; опубл. 17.07.98. - Бюл. №7.
4. Патент №30538А UA Україна, МПК №A 23L 1/304. Лечебно-профилактический продукт «Micromage-B» / А.Н. Белоусов. - Заявл. 25.05.98; опубл. 15.11.00. - Бюл. №6.
5. Северина С.Е. Транспортные аденозинтрифосфотазы / С.Е. Северина // В кн.: Современные методы исследования. Изд-во МГУ. - 1977. - 194 с.
6. Bradbury R.J. Protein Based Assembly of Nanoscale Parts
7. Chasis J.A. Cell Bioogy / J.A. Chasis, N.J. Mohandas. - 1986. - Vol. 103. - 343 р.
Размещено на Allbest.Ru
Подобные документы
Состав плазмы крови, сравнение с составом цитоплазмы. Физиологические регуляторы эритропоэза, виды гемолиза. Функции эритроцитов и эндокринные влияния на эритропоэз. Белки в плазме крови человека. Определение электролитного состава плазмы крови.
реферат [1,4 M], добавлен 05.06.2010Физиологическое разрушение эритроцитов крови вследствие их естественного старения. Дифференциально-диагностические признаки внутриклеточного и внутрисосудистого гемолиза. Механизм распада гемоглобина. Обмен желчных пигментов; костномозговое кроветворение.
презентация [183,3 K], добавлен 09.12.2015Дифференцирование наблюдаемых изменений в зависимости от причин, обусловивших развитие осложнений при переливании. Признаки гемолиза в виде скопления гемолизированных эритроцитов и свободного гемоглобина. Влияние переливания крови на детский организм.
реферат [21,4 K], добавлен 21.05.2010Состав крови, ее элементы. Эритроциты человека - безъядерные клетки, состоящие из белково-липидной оболочки и стромы, заполненной гемоглобином. Виды гемолиза. Строение и функции лекоцитов и тромбоцитов. Сравнительная таблица форменных элементов крови.
презентация [1,4 M], добавлен 24.06.2013Изучение клеточного состава крови: эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов. Строение, физико-химические свойства, функции крови. Физиологически активные вещества, принимающие участие в свертывании крови и находящиеся в плазме. Скорость оседания эритроцитов.
курсовая работа [146,8 K], добавлен 26.12.2013Патогенетическая классификация анемий. Различие патологического гемолиза по локализации и течению. Симптомы и нарушения, которые могут вызвать гемолиз. Основные критерии патологического гемолиза. Особенности развития наследственных ферментопатий.
презентация [2,4 M], добавлен 29.11.2014Лабораторное исследование периферической крови у детей. Функции эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов. Качественные изменения нейтрофилов. Скорость оседания эритроцитов. Белковый состав плазмы крови. Нормальные показатели у детей различного возраста.
презентация [3,2 M], добавлен 22.09.2016Билирубин – желто-красный пигмент, образующийся при распаде гемоглобина, высвобождающийся из стареющих эритроцитов после их гемолиза в ретикулоэндотелиальной системе. Повышение общего билирубина в сыворотке. Стеркобилиноген. Уробиллиноген. Диагностика.
реферат [11,3 K], добавлен 07.01.2009Рассмотрение изменений количества эритроцитов, тромбоцитов, скорости оседания крови при различных состояниях организма. Изучение изменений крови на примере острой пневмонии. Сравнительный анализ показателей заболеваемости болезнями органов дыхания детей.
дипломная работа [144,5 K], добавлен 25.07.2015Общая характеристика нарушений функций или строения клеток крови — эритроцитов, лейкоцитов или тромбоцитов, патологических изменений их числа, а также изменений свойств плазмы крови. Виды и проявления анемии, талассемии, диатеза, тромбоцитопатии.
презентация [5,2 M], добавлен 26.06.2015
