Abstract
Aim. Evaluation of nanostructural and micromechanical characteristics of erythrocytes and their relationship with the parameters of oxygen transport in patients with ischemic heart disease (IHD) after coronary artery bypass grafting (CABG) under artificial circulation (AC).Materials and methods. The study involved 30 men with IHD aged 53 to 67 years with a median of 63 years, who underwent planned CABG with AC at the clinic of the Far Eastern Federal University. Blood sampling from patients was carried out before the AC and one day after it from a venous catheter located in the right atrium. Erythrocytes were scanned using a Bioscope Catalyst atomic force microscope (AFM) (Bruker, USA) in combination with an Axiovert 200 inverted microscope (Zeiss, Germany). The micromechanical properties of cell membranes were investigated with the PFQNM-LC-A-CAL cantilevers. The following were recorded: the diameter of erythrocytes, the height of their side, area, volume, membrane rigidity, strength of its adhesion, Young's modulus, elastic deformation. To assess oxygen transport, the oxygen delivery index (DO2I), consumption (VO2I), and extraction ratio (O2ER) were calculated.Results. In one day after CABG, a decrease in DO2I, VO2I, and O2ER was recorded by 14%, 33%, and 16%, respectively, which indicated a limitation in the gas transport function of the blood. Analysis of the AFM characteristics of erythrocytes showed an increase in their area by 35%, in diameter by 6%, in volume by 19%, and the height of the side by 5 times. At the same time, multidirectional changes in the micromechanical properties of erythrocyte membranes were noted: Young's modulus and stiffness decreased by 3.2 and 2 times, respectively; the adhesion force increased by 2.7 times, and the elastic deformation – by 2.2 times. Correlation analysis showed the presence of reliable relationships between indicators of oxygen transport and biomechanical parameters of erythrocyte membranes.Conclusion. A comprehensive analysis of the nanostructural parameters of erythrocytes and oxygen transport expands the understanding of the pathophysiological mechanisms of postperfusion disorders in patients with coronary artery disease after CABG under conditions of cardiopulmonary bypass.
Highlights
В арсенале кардиохирургических методов лечения ишемической болезни сердца (ИБС) коронарное шунтирование (КШ) является одной из ведущих технологий восстановления коронарного кровотока, использование которой позволяет увеличить продолжительность и качество жизни больных
Указанные изменения иллюзующих геометрическую поверхность эритроцитов и стрировались расчётным показателем прогиба струкбиомеханические свойства мембраны, показала досто- туры дискоцита, который по сравнению с исходным верные отличия всех исследуемых показателей от ис- уровнем увеличился в 18,7 раза, что косвенно свидеходных значений
Измерение упруго-эластичных свойств мембраны нативных эритроцитов in vitro // Общая реаниматология
Summary
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет», Школа Биомедицины, 690920, г. Оценка наноструктурных и микромеханических характеристик эритроцитов и их взаимосвязи с параметрами транспорта кислорода у больных ишемической болезнью сердца (ИБС) после коронарного шунтирования (КШ) в условиях искусственного кровообращения (ИК). Регистрировали диаметр эритроцитов, высоту их бортика, площадь, объём, жесткость мембраны, силу её адгезии, модуль Юнга, упруго-эластическую деформацию. Через сутки после КШ фиксировали снижение показателей DO2I, VO2I и O2ER на 14, 33 и 16%, соответственно, что указывало на ограничение газотранспортной функции крови. При этом отмечены разнонаправленные изменения микромеханических свойств мембран эритроцитов: модуль Юнга и жесткость снижались в 3,2 и 2 раза, соответственно, сила адгезии увеличивалась в 2,7 раза, а упруго-эластическая деформация − в 2,2 раза. Корреляционный анализ показал наличие достоверных взаимосвязей между индикаторами транспорта кислорода и биомеханическими параметрами мембран эритроцитов. Комплексный анализ наноструктурных показателей эритроцитов и кислородного транспорта расширяет представления о патофизиологических механизмах постперфузионных нарушений у больных ИБС после КШ в условиях ИК. Ключевые слова: атомно-силовая микроскопия, эритроциты, коронарное шунтирование, искусственное кровообращение
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callDisclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
