Значението на измерванията на осмотична градиентна деформируемост на червените кръвни клетки в хирургичните изследвания (Osmoscan): Опит от един център
А. Варга
, А.А. Матрай
, Н. Немет
Abstract: Цел: Деформируемостта на червените кръвни клетки е съществено микрореологично свойство, което играе важна роля в кръвния поток, особено в микроциркулационната система. През последните 15 години натрупахме опит в методологичната стандартизация, сравнителната хемореология и експерименталните и клиничните изследвания, използвайки метода на осмотична градиентна деформируемост (осмоскан). Целта на работата беше да разгледаме основните резултати, като се фокусираме върху информативността на параметрите на осмосканирането при различни патофизиологични процеси. Материали и методи: Конвенционалният ектацитометричен тест описва индекса на удължение на червените кръвни клетки като функция на напрежението на срязване, докато осмоскан тестовете се извършват като функция на осмоларността при постоянно напрежение на срязване. Резултатът е добре дефинирана крива на индекса на елонгация (EI) – осмоларност (O). Кривата EI-O може да се характеризира с няколко изчислени параметъра, които отразяват промените в различни патофизиологични процеси. Резултати: Величините на промените в конвенционалните и осмосканираните стойности на деформируемост могат да се различават една от друга в зависимост от NOx детерминантите (напр. увреждане от свободни радикали, промени в клетъчната структура/морфология, механични, термични, метаболитни ефекти и др.). Дискусия: Измерването на осмотичния градиент на деформируемост на червените кръвни клетки предоставя значително по-подробна информация за деформируемостта на червените кръвни клетки и е полезно в различни (както клинични, така и експериментални) изследвания, фокусирани върху микрореологичните промени. Стандартните настройки на условията на измерване са много важни за получаване на сравними резултати. Заключения: Представеният експеримент може да насочи вниманието към целесъобразността на паралелни изследвания на нормалната и осмотична градиентна деформируемост.
Keywords: Хемореология; деформируемост на осмотичния градиент; деформируемост на червените кръвни клетки; хирургично изследване
| References: (click to open/close) | [1] Cokelet, G.R., Meiselman, H.J. 2007. Macro- and micro-rheological properties of blood. In Handbook of Hemorheology and Hemodynamics; Baskurt, O.K., Hardeman, M.R., Rampling, M.W., Meiselman. H.J., Eds.; IOS Press: Amsterdam, The Netherlands, 45-71.
[2] Baskurt, O.K., 2007. Mechanisms of blood rheology alterations. In Handbook of Hemorheology and Hemodynamics; Baskurt, O.K., Hardeman, M.R., Rampling, M.W., Meiselman. H.J., Eds.; IOS Press: Amsterdam, The Netherlands, 170-190.
[3] Antonova, N., Tsiberkin, K., Podtaev, S., Paskova, V., Velcheva, I., Chaushev, N., 2016. Comparative study between microvascular tone regulation and rheological properties of blood in patients with type 2 diabetes mellitus. Clin. Hemorheol. Microcirc. 64,4, 837-844.
[4] Nemeth, N., Fulesdi, B., 2016. Concerning hemorheological disturbances in sepsis. De omnibus dubitandum est... Series on Biomechanics. 30,1, 20-26.
[5] Brun, J.F., Varlet-Marie, E., Myzia, J., Raynaud de Mauverger, E., Pretorius, E., 2021. Metabolic influences modulating erythrocyte deformability and eryptosis. Metabolites. 12,1, 4.
[6] Alexy, T., Detterich, J., Connes, P., Toth, K., Nader, E., Kenyeres, P., Arriola-Montenegro, J., Ulker, P., Simmonds, M.J., 2022. Physical properties of blood and their relationship to clinical conditions. Front. Physiol. 13, 906768.
[7] Antonova, N., Velcheva, I., Paskova, V., 2022. Hemorheological and microvascular disturbances in patients with type 2 diabetes mellitus. Clin. Hemorheol. Microcirc. 81, 4, 325-341.
[8] Reinhart, W.H., Piety, N.Z., Goede, J.S., Shevkoplyas, S.S., 2015. Effect of osmolality on erythrocyte rheology and perfusion of an artificial microvascular network. Microvasc. Res. 98, 102-107.
[9] Brun, J-F., Varlet-Marie, E., Myzia, J., Mercier, J., Raynaud de Mauverger, E., 2022. Extended physiological functions for erythrocyte deformability and aggregation beyond regulation of oxygen delivery. Series on Biomechanics. 36, 1, 7-20.
[10] Meiselman, H.J., 1981. Morphological determinants of red blood cell deformability. Scand. J. Clin. Lab. Invest., 41(Suppl. 156), 27-34.
[11] Feo, C., Phillips, W.M.,1982. The influence of suspension osmolality and erythrocyte volume on cell deformability. Nouv. Rev. Fr. Hematol. 24, 295-299.
[12] Linderkamp, O., Meiselman, H.J., 1982. Geometric, osmotic, and membrane mechanical properties of density-separated human red cells. Blood. 59, 1121-1127.
[13] Hardeman, M.R., Goedhart, P.T., Shin, S., 2007. Methods in hemorheology. In Handbook of Hemorheology and Hemodynamics; Baskurt, O.K., Hardeman, M.R., Rampling, M.W., Meiselman, H.J., Eds.; IOS Press: Amsterdam, The Netherlands, 242-266.
[14] Clark, M.R., Mohandas, N., Shohet, S.B., 1983. Osmotic gradient ektacytometry: comprehensive characterization of red cell volume and surface maintenance. Blood. 61, 899-910.
[15] Johnson, R.M., Ravindranath, Y., 1996. Osmotic scan ektacytometry in clinical diagnosis. J. Pediatr. Hematol. Oncol. 18, 122-129.
[16] Lazarova, E., Gulbis, B., Oirschot, B.V., van Wijk, R., 2017. Next-generation osmotic gradient ektacytometry for the diagnosis of hereditary spherocytosis: interlaboratory method validation and experience. Clin. Chem. Lab. Med. 55, 394-402.
[17] Llaudet-Planas, E., Vives-Corrons, J.L., Rizzuto, V., Gómez-Ramírez, P., Sevilla Navarro, J., Coll Sibina, M.T., García-Bernal, M., Ruiz Llobet, A., Badell, I., Velasco-Puyó, P., Dapena, J.L., Mañú-Pereira, M.M., 2018. Osmotic gradient ektacytometry: A valuable screening test for hereditary spherocytosis and other red blood cell membrane disorders. Int. J. Lab. Hematol. 40, 1, 94-102.
[18] Parrow, N.L., Violet, P.C., Tu, H., Nichols, J., Pittman, C.A., Fitzhugh, C., Fleming, R.E., Mohandas, N., Tisdale, J.F., Levine, M., 2018. Measuring deformability and red cell heterogeneity in blood by ektacytometry. J. Vis. Exp. 131, e56910.
[19] Huang, Y.C., Hsu, C.C., Wang, J.S., 2019. High-intensity interval training improves erythrocyte osmotic deformability. Med. Sci. Sports Exerc. 51, 7, 1404-1412.
[20] Hernández, C.A., Peikert, K., Qiao, M., Darras, A., de Wilde, J.R.A., Bos, J., Leibowitz, M., Galea, I., Wagner, C., Rab, M.A.E., Walker, R.H., Hermann, A., van Beers, E.J., van Wijk, R., Kaestner, L., 2024. Osmotic gradient ektacytometry - a novel diagnostic approach for neuroacanthocytosis syndromes. Front. Neurosci. 18, 1406969.
[21] Nemeth, N., Kiss, F., Miszti-Blasius, K., 2015. Interpretation of osmotic gradient ektacytometry (osmoscan) data: a comparative study for methodological standards. Scand. J. Clin. Lab. Invest. 75, 3, 213-222.
[22] Nemeth, N., Berhes, M., Kiss, F., Hajdu, E., Deak, A., Molnar, A., Szabo, J., Fulesdi, B., 2015. Early hemorheological changes in a porcine model of intravenously given E. coli induced fulminant sepsis. Clin. Hemorheol. Microcirc. 61, 3, 479-496.
[23] Szentkereszty, Z., Kotan, R., Kiss, F., Klarik, Z., Posan, J., Furka, I., Sapy, P., Miko, I., Peto, K., Nemeth, N. 2014. Effects of various drugs (flunixin, pentoxifylline, enoxaparin) modulating micro-rheological changes in cerulein-induced acute pancreatitis in the rat. Clin. Hemorheol. Microcirc. 57, 4, 303-314.
[24] Nemeth, N., Peto, K., Deak, A., Sogor, V., Varga, G., Tanczos, B., Balog, K., Csiszko, A., Godo, Z., Szentkereszty, Z., 2016. Hemorheological factors can be informative in comparing treatment possibilities of abdominal compartment syndrome. Clin. Hemorheol. Microcirc. 64, 4, 765-775.
[25] Nemeth, N., Kiss, F., Klarik, Z., Toth, E., Mester, A., Furka, I., Miko, I., 2014. Simultaneous investigation of hemodynamic, microcirculatory and arterio-venous micro-rheological parameters in infrarenal or suprarenal aortic cross-clamping model in the rat. Clin. Hemorheol. Microcirc. 57, 4, 339-353.
[26] Varga, G., Ghanem, S., Szabo, B., Nagy, K., Pal, N., Tanczos, B., Somogyi, V., Barath, B., Deak, A., Peto, K., Nemeth, N., 2019. Renal ischemia-reperfusion-induced metabolic and micro-rheological alterations and their modulation by remote organ ischemic preconditioning protocols in the rat. Clin. Hemorheol. Microcirc. 71, 2, 225-236.
[27] Nemeth, N., Peto, K., Magyar, Z., Klarik, Z., Varga, G., Oltean, M., Mantas, A., Czigany, Z., Tolba, R.H., 2021. Hemorheological and microcirculatory factors in liver ischemia-reperfusion injury - An update on pathophysiology, molecular mechanisms and protective strategies. Int. J. Mol. Sci. 22, 1864.
[28] Fazekas, L.A., Szabo, B., Szegeczki, V., Filler, C., Varga, A., Godo, Z.A., Toth, G., Reglodi, D., Juhasz, T., Nemeth, N., 2023. Impact assessment of pituitary adenylate cyclase activating polypeptide (PACAP) and hemostatic sponge on vascular anastomosis regeneration in rats. Int. J. Mol. Sci. 24, 23, 16695.
[29] Nemeth, N., Kiss, F., Klarik, Z., Miko, I. 2014. Comparative osmotic gradient ektacytometry data on inter-species differences of experimental animals. Clin. Hemorheol. Microcirc. 57, 1, 1-8.
[30] Klarik, Z., Kiss, F., Miko, I., Nemeth, N., 2023. Aorto-porto-caval micro-rheological differences of red blood cells in laboratory rats: further deformability and ektacytometrial osmoscan data. Clin. Hemorheol. Microcirc. 53, 3, 217-29.
[31] Varga, A., Matrai, A.A., Barath, B., Deak, A., Horvath, L., Nemeth, N., 2022. Interspecies diversity of osmotic gradient deformability of red blood cells in human and seven vertebrate animal species. Cells. 11, 8, 1351.
[32] Kiss, F., Toth, E., Miszti-Blasius, K., Nemeth, N., 2016. The effect of centrifugation at various g force levels on rheological properties of rat, dog, pig and human red blood cells. Clin. Hemorheol. Microcirc. 62, 3, 215-227.
[33] Nemeth, N., Sogor, V., Kiss, F., Ulker, P., 2016. Interspecies diversity of erythrocyte mechanical stability at various combinations in magnitude and duration of shear stress, and osmolality. Clin. Hemorheol. Microcirc. 63, 4, 381-398.
[34] Matrai, A.A., Varga, G., Tanczos, B., Barath, B., Varga, A., Horvath, L., Bereczky, Z., Deak, A., Nemeth, N., 2021. In vitro effects of temperature on red blood cell deformability and membrane stability in human and various vertebrate species. Clin. Hemorheol. Microcirc. 78, 3, 291-300.
[35] Nemeth, N., 2020. Haemorheologiai alapismeretek [Basics of hemorheology]; Debrecen University Press: Debrecen, Hungary. In Hungarian
[36] Matrai, A.A., Varga, A., Bedocs-Barath, B., Vanyolos, E., Orban-Kalmandi, R., Loczi, L., Bagoly, Z., Jouppila, A., Lassila, R., Nemeth, N., Deak, A., 2024. Heparin-like effect of a dual antiplatelet and anticoagulant (APAC) agent on red blood cell deformability and aggregation in an experimental model. J. Thromb. Thrombolysis. 57, 8, 1329-1338.
[37] Baskurt, O.K., Hardeman, M.R., Uyuklu, M., Ulker, P., Cengiz, M., Nemeth, N., Shin, S., Alexy, T., Meiselman, H.J., 2009. Parameterization of red blood cell elongation index--shear stress curves obtained by ektacytometry. Scand. J. Clin. Lab. Invest. 69, 7, 777-788.
[38] Heo, Y., Jung, H., Shin, S., 2015. Osmotic deformability of erythrocytes at various shear stresses. Clin. Hemorheol. Microcirc. 59,3, 211-218.
|
|
| Date published: 2025-03-25
(Price of one pdf file: 39.00 BGN/20.00 EUR)
