各种各样的压力影响是现代生活不可分割的一部分,将其最小化是特别重要的。目前,红细胞作为一种“细胞剂量计”,对应激反应以及引起各种疾病的兼性、专性外源性和内源性因素的作用进行信号传递,其结构代谢和功能状态的研究备受关注。
红细胞(红血细胞)约占成年人总血量的40-45%。它们是人体中数量最多的细胞之一,约占成年生物体总细胞体积的10%。在氧化应激、躯体休克、各种药物、外源性药物和病理的作用下,红细胞可能受到损伤,从而引发其程序性死亡(红细胞凋亡)。红细胞状态的恶化不仅对特定的气体输送功能,而且对血液的酸碱状态、水电解质平衡、微流变状态的调节、免疫反应、感染因子和药物的结合和转移都有重要作用。
下诺夫哥罗德罗巴切夫斯基大学生物与生物医学研究所生理与解剖学系主任Anna Deryugina表示,红细胞状态的研究和早期诊断对分析微循环状态非常重要。微血管疾病是许多疾病的特征,包括动脉粥样硬化、冠心病和动脉高血压。进一步了解各种作用下红细胞状态变化背后的机制,将有助于为患者制定最佳治疗方案,并及时实施预防措施。
来自下诺夫哥罗德和叶卡捷琳堡的一组科学家目前正在寻找分析细胞状态的新方法。相位调制激光干涉显微镜是一种有前途的现代方法,可以详细研究细胞的形态和功能状态,该方法用于研究细胞形状及其结构的动态变化,以及红细胞的功能状态。
“在我们的研究中,使用相位调制激光干涉显微镜对红细胞进行可视化显示,红细胞纳米结构在压力下发生了变化,伴随着形态改变细胞的出现。通过构建红细胞的相图(3D模型),我们能够估计氧化过程的强度水平,这是压力不可避免的伴侣,”Anna Deryugina说。
在研究过程中,揭示了红细胞形态的变化与膜蛋白-脂质结构的改变之间的关系,表现为红细胞表面电负性的变化。反过来,红细胞的电泳迁移率的分析,取决于过程的方向,使得有可能判断压力的发展与细胞毒性的增加或关于身体的适应性变化与遗传损伤修复。
因此,红细胞的电动特性分析及其可视化可以为整个生物体的内稳态提供诊断标准。换句话说,通过使用相位调制激光干涉显微镜,人们可以快速地看到膜变形并评估细胞的状态。这种方法可以用来诊断和研究红细胞的功能,”Anna Deryugina总结道。
科学家们指出,红细胞可视化可以成为一种快速诊断身体状况的方式,可以成功地用于临床实验室。
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