DOI https://doi.org/10.23648/UMBJ.2018.30.13984

УДК 612.111.7:615.835.3

АГРЕГАЦИОННАЯ АКТИВНОСТЬ И ЭЛАСТИЧНОСТЬ МЕМБРАНЫ ТРОМБОЦИТА ПРИ ГИПЕРБАРИЧЕСКОЙ ОКСИГЕНАЦИИ

В.И. Рузов1, Э.Н. Алтынбаева1, М.Н. Горячая1, Б.Б. Костишко1, О.Л. Арямкина1, Л.Т. Низамова1, Н.Т. Тагирова2
1ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный университет», г. Ульяновск, Россия;
2ГУЗ «Ульяновский областной клинический госпиталь ветеранов войн», г. Ульяновск, Россия
e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Цель работы – оценить характер изменений упруговязкостных свойств мембраны тромбоцита при гипербарической оксигенотерапии у пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС).
Материалы и методы. Обследовано 24 пациента со стабильной стенокардией II–III ФК в возрасте 52,9±11,5 года, соотношение мужчин и женщин 2:1. Исследовалось состояние спонтанной
и АДФ-индуцированной агрегации тромбоцитов, эластические свойства тромбоцитов по параметрам упруговязкостных свойств методом атомно-силовой микроскопии (АСМ) клеточной мембраны тромбоцита человека при применении 5-дневного курса гипербарической оксигенации (ГБО) в режиме 1,2АТА по 40 мин в комплексной терапии ИБС.
Результаты. При ИБС диагностируются нормагрегация (42 %) и нарушения тромбоцитарного звена гемостаза – гиперагрегация (33 %) и гипоагрегация (25 %). Применение курса ГБО-терапии у пациентов с повышенной агрегацией тромбоцитов сопровождалось снижением модуля упругости, что свидетельствует о повышении эластичности мембраны. Показатели упругости, рассчитанные по модулю Юнга, после курса лечения методом ГБО достоверно уменьшались у мужчин и увеличивались у женщин.
Выводы. Разработка на основе АСМ методики оценки функциональной активности тромбоцитов позволит выявлять структурную модификацию поверхности мембраны клетки на самых ранних этапах их активации.
Ключевые слова: гипербарическая оксигенация, атомно-силовая микроскопия, агрегация тромбоцитов.

Литература
1. Геннис Р. Биомембраны: молекулярная структура и функции: пер. с англ. Москва: Мир; 1997. 624.
2. Древаль В.И. Изменения липидного и белкового компонентов плазматических мембран при перекисном окислении липидов. Биохимия. 1986; 51 (9): 1562–1569.
3. Задиоченко В.С. Изменения тромбоцитарного звена гемостаза у больных ишемической болезнью сердца. Кардиология. 1989; (10): 51–54.
4. Никитина Н.М. Состояние антитромбогенной активности сосудистой стенки у больных стабильной стенокардией. Взаимосвязь с гемореологическими нарушениями. Тромбоз, гемостаз и реология. 2002; (2): 33–37.
5. Salomaa V. Association of fibrinolytic parameters with early atherosclerosis. The AR-IC study. Atherosclerosis risk in communities study. Circulation. 1995; 91 (2): 284–290.
6. Зубаиров Д.А. Функции и диагностическое значение микровезикул в крови. Клиническая гемостазиология и реология в сердечно-сосудистой хирургии: материалы 2-й Всероссийской (с международным участием) научной конференции. Москва; 2005: 109–110.
7. Шалаев С.В. Рекомендации по антитромбоцитарным вмешательствам в лечении и профилактике острых коронарных синдромов. Актуальные проблемы гемостазиологии и эндотелиологии: сб. науч. тр. Омский научный вестник (прил.). 2003; 3 (24): 49–55.
8. Kamath S. Platelet activation: assessment and quantification. Eur. Heart J. 2001; 22 (17): 1561–1571.
9. Karim S. Cyclo-oxygenase-1 and -2 of endothelial cells utilize exogenous or endogenous arachidonic acid for transcellular production of thromboxane. J. Biol.Chem. 1996; 271 (20): 12042–12048.
10. Mathieu D. Handbook of hyperbaric medicine. Springer Netherlands; 2006. 720.
11. Байдин С.А., Граменицкий А.Б., Рубинчик Б.А., ред. Руководство по гипербарической медицине. Москва: Медицина; 2008. 560.
12. Bukharaev A.A., Mozhanova A.A., Nurgazizov N.I., Ovchinnikov D.V. Measuring local elastic properties of cell surfaces and soft materials in liquid by AFM. Physics of low-dimensional structures. 2003: 31–38.
13. Быков И.В. Развитие и автоматизация методов измерения рельефа и локальных свойств биологических объектов в атомно-силовой микроскопии: дис. … канд. физ.-мат. наук. Москва; 2010.
14. Пьянов М.В. Роль оксидативного стресса в нарушении функционально-метаболического состояния форменных элементов крови при эндотоксикозе: дис. … канд. биол. наук. Москва; 2011.
15. Зенков Н.К., Ланкин В.З., Меньщикова Е.Б. Окислительный стресс. Биохимические и патофизиологические аспекты. Москва: Наука/Интерпериодика; 2001. 343.
16. Мороз В.В., Черныш А.М., Яминский А.В., Козлова Е.К., Киселев Г.А., Филонов А.С., Богушевич М.А., Гудкова О.Е. Перспективы применения методов атомно-силовой микроскопии в реаниматологии. Общая реаниматология. 2008; (4): 51–54.

 

 

DOI https://doi.org/10.23648/UMBJ.2018.30.13984 

AGGREGATION ACTIVITY AND ELASTICITY OF THROMBOCYTE MEMBRANE UNDER HYPERBARIC OXYGENATION

V.I. Ruzov1, E.N. Altynbaeva1, M.N. Goryachaya1, B.B. Kostishko1, O.L. Aryamkina1, L.T. Nizamova1, N.T. Tagirova2
1Ulyanovsk State University, Ulyanovsk, Russia;
2Ulyanovsk Regional Clinical Hospital for War Veterans, Ulyanovsk, Russia
e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

The aim of the work is to evaluate the changes in the elastic properties of the platelet membrane under hyperbaric oxygen therapy in patients with ischemic heart disease (IHD).
Materials and Methods. The authors examined twenty-four patients with stable angina (functional classes II—III), aged 52.9±11.5; male-to-female ratio was 2:1. They also examined spontaneous and
ADP-induced platelet aggregation and the elastic properties of platelets by means of the atomic-force microscopy (AFM) of the human platelet cell membrane, using a 5-day course of hyperbaric oxygenation therapy (HOT) at 1.2ATA, 40 min. daily in complex IHD therapy.
Results. Patients with IHD demonstrate normal aggregation (42 %), platelet abnormalities in hemostasis, i.e. hyperaggregation (33 %) and hypoaggregation (25 %). The use of HOT in patients with increased platelet aggregation was accompanied by a decrease in the elastic modulus, which indicated the increase in membrane elasticity. The elastic indices after HOT, calculated according to Young’s modulus, significantly decreased in men and increased in women.
Conclusion. The development of the AFM-based technique for evaluating functional activity of platelets allows us to detect a structural modification of the cell membrane surface at the earliest stages of their activation.
Keywords: hyperbaric oxygenation, atomic force microscopy, platelet aggregation.

References
1. Gennis R. Biomembrany: molekulyarnaya struktura i funktsii [Biomembranes – molecular structure and function]: translated from English. Moscow: Mir; 1997. 624 (in Russian).
2. Dreval’ V.I. Izmeneniya lipidnogo i belkovogo komponentov plazmaticheskikh membran pri perekisnom okislenii lipidov [Changes in lipid and protein components of plasma membranes under lipid peroxidation]. Biokhimiya. 1986; 51 (9): 1562–1569 (in Russian).
3. Zadorichenko V.S. Izmeneniya trombotsitarnogo zvena gemostaza u bol’nykh ishemicheskoy boleznyu serdtsa [Changes in platelet hemostasis in patients with ischemic heart disease]. Kardiologiya. 1989; (10): 51–54 (in Russian).
4. Nikitina N.M. Sostoyanie antitrombogennoy aktivnosti sosudistoy stenki u bol’nykh stabilnoy stenokardiey vzaimosvyaz’ s gemoreologicheskimi narusheniyami [The state of vascular wall antithrombogenic activity in patients with stable angina. Interrelation with haemorheological disorders]. Tromboz gemostaz i reologiya. 2002; (2): 33–37 (in Russian).
5. Salomaa V. Association of fibrinolytic parameters with early atherosclerosis. The AR-IC study. Atherosclerosis risk in communities study. Circulation. 1995; 91 (2): 284–290.
6. Zubairov D.A. Funktsii i diagnosticheskoe znachenie mikrovezikul v krovi [Functions and diagnostic value of microvesicles in blood]. Klinicheskaya gemostaziologiya i reologiya v serdechno-sosudistoy khirurgii: materialy 2-y Vserossiyskoy (s mezhdunarodnym uchastiem) nauchnoy konferentsii [Clinical haemostasiology and rheology in cardiovascular surgery: Proceedings of the 2nd All-Russian (with international participation) scientific conference]. Moscow; 2005: 109–110 (in Russian).
7. Shalaev S.V. Rekomendatsii po antitrombotsitarnym vmeshatelstvam v lechenii i profilaktike ostrykh koronarnykh sindromov [Recommendations on antiplatelet interventions in treatment and prevention of acute coronary syndromes]. Aktual’nye problemy gemostaziologii i endoteliologii [Topical problems of hemostasiology and endotheliology]: sbornik nauchnykh trudov. Omskiy nauchnyy vestnik. 2003; 3 (24): 49–55 (in Russian).
8. Kamath S. Platelet activation: assessment and quantification. Eur. Heart J. 2001; 22 (17): 1561–1571.
9. Karim S. Cyclo-oxygenase-1 and -2 of endothelial cells utilize exogenous or endogenous arachidonic acid for transcellular production of thromboxane. J. Biol. Chem. 1996; 271 (20): 12042–12048.
10. Mathieu D. Handbook of hyperbaric medicine. Springer Netherlands; 2006. 720.
11. Baydin S.A., Gramenitsky A.B., Rubinchik B.A. Rukovodstvo po giperbaricheskoy meditsine [Guide to hyperbaric medicine]. Moscow: Meditsina; 2008. 560 (in Russian).
12. Bukharaev A.A., Mozhanova A.A., Nurgazizov N.I., Ovchinnikov D.V. Measuring local elastic properties of cell surfaces and soft materials in liquid by AFM. Physics of low-dimensional structures. 2003: 31–38.
13. Bykov I.V. Razvitie i avtomatizatsiya metodov izmereniya rel’efa i lokal’nykh svoystv biologicheskikh obektov v atomno-silovoy mikroskopii [Development and automation of methods for measuring the relief and local properties of biological objects in atomic-force microscopy]: dis. kand. fiz.-mat. nauk. Moscow; 2010 (in Russian).
14. Pyanov M.V. Rol’ oksidativnogo stressa v narushenii funktsional’no-metabolicheskogo sostoyaniya formennykh elementov krovi pri endotoksikoze [The role of oxidative stress in the functional and metabolic state of blood corpuscles in endotoxicosis]: dis. kand. biol. nauk. Moscow; 2011 (in Russain).
15. Zenkov N.K., Lankin V.Z., Men'shchikova E.B. Okislitel’nyy stress. Biokhimicheskie i patofiziologicheskie aspekty [Oxidative stress. Biochemical and pathophysiological aspects]. Moscow: Nauka/Interperiodika; 2001. 343 (in Russian).
16. Moroz V.V., Chernysh A.M., Yaminsky A.V., Kozlova E.K., Kiselev G.A., Filonov A.S., Bogushevich M.A., Gudkova O.E. Perspektivy primeneniya metodov atomno-silovoy mikroskopii v reanimatologii [Perspectives of atomic force microscopy in intensive-care medicine]. Obschaya reanimatologiya. 2008; (4): 51–54 (in Russian)