Значимость измерений осмотической градиентной деформируемости эритроцитов в хирургических исследованиях (осмоскан): Опыт одного центра
А. Варга
, А.А. Матрай
, Н. Немет
Abstract: Цель: Деформируемость красных клеток крови является неотъемлемым микрореологическим свойством, которое играет важную роль в кровотоке, особенно системе микроциркуляции. За последние 15 лет мы накопили опыт в метологической стандартизации, сравнительной гемореологии и экспериментальных и клинических исследованиях с использованием метода осмотической градиентной деформируемости (осмоскан). В настоящей работе нашей целью было рассмотреть основные результаты, сосредоточив внимание на информативности параметров осмоскана в различных патофизиологических процессах. Материалы и методы: Обычный эктацитометрический тест описывает индекс удлинения эритроцитов в функции напряжения сдвига, в то время, как осмоскановые тесты выполняются в функции осмолярности при постоянном напряжении сдвига. Результатом является четко определенный индекс удлинения (ИУ) – кривая (О) осмолярности. Кривая ИУ-О может характеризоваться несколькими рассчитанными параметрами, которые отражают изменения в различных патофизиологических процессах. Результаты: Величины изменений обычных и осмоскановых значений деформируемости могут отличаться друг от друга в зависимости от nox детерминанты (например, повреждение свободными радикалами, изменения клеточная структура/морфология, механические, термические, метаболические эффекты и т.д.). Обсуждение: Измерение осмотической градиентной деформируемости красных клеток крови обеспечивает значительно более подробную информацию о деформируемости эритроцитов, является полезным в различных (как клинических, так и экпериментальных) исследованиях, в которых особое внимание уделяется микрореологическим изменениям. Стандартные настройки условий измерения очень важны для получения сопоставимых результатов. Выводы: Представленный опыт может привлечь внимание к целесообразности параллельного исследования обычной и осмотической градиентной деформируемости.
Keywords: Гемореология; осмотическая градиентная деформируемость; деформируемость красных клеток крови; хирургические исследования
| 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)
