CC BY
23ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ ДИАМЕТРА ЭРИТРОЦИТОВ ВЗРОСЛОГО ЧЕЛОВЕКА В УСЛОВИЯХ 80-МИНУТНОГО МОНИТОРИНГА
ERYTHROCYTES DIAMETER VARIABILITY AT 80-MIN MONITORING
IN ADULT MAN
Н. П. Монгалёв, Л. И. Иржак
N. P. Mongalev, L. I. Irzhak
В статье приведены результаты экспериментального исследования с целью оценить временные изменения диаметра эритроцитов в циркулирующей крови человека. Пробы крови получали с двухминутными интервалами через катетеры из локтевых вен двух добровольцев — женщин 30 и 31-летнего возраста. Измерена вариабельность диаметра микроцитов (6.9 мкм и менее), нормоцитов (7.0—7.9 мкм) и макроцитов (8.0 мкм и более). Диаметр эритроцитов составил в среднем у обеих испытуемых 7.30+0.12 и 7.42+0.12 мкм. Диаметры микро-, нор-мо- и макроцитов в венозной крови соответственно составили 6.59+0.08, 7.36+0.11, 8.09+0.10 и 6.64+0.10, 7.39+0.11, 8.14+0.09 мкм. Обсуждается функциональное значение эффектов. Поддержание величины диаметра эритроцитов на среднем уровне при минимуме статистически значимых отклонений рассматривается как форма оптимизации функции на фоне колебательных процессов, характерных для биологических систем.
The results of experimental investigation to evaluate temporal erythrocytes diameter dynamics in circulating blood in man are given. Blood samples were obtained by two-minute intervals through catheters from the cubital vein in two volunteers — women aged 30 and 31 years old. Diameters variability of microcytes (6.9 mkm and less), of normocytes (7.0—7.9 mkm) and macrocytes (8.0 and more) were measured. The average diameter of erythrocytes in both volunteers was 7.30+0,12 and 7.42+0.12 mcm. Significant deviations from the mean were observed in 15—17 % of samples. The diameters of the micro, normo- and macrocytes in the venous blood were respectively 6.59+0.08, 7.36+0.11, 8.09+0.10 and 6.64+0.10, 7.39+0.11, 8.14+0.09 micrometers. The functional significance of the effects is discussed. Maintaining the diameter of red blood cells at level with a minimum statistically significant deviations is considered as a form of optimization function in the background processes of biological systems.
Ключевые слова: эритроциты, микроциты, нормоциты, макроциты, диаметр, колебательные процессы.
Keywords: erythrocytes, microcytes, normocytes and macrocytes, diameter, fluctionalprocesses
Введение
Диаметр эритроцитов рассматривается как показатель размера клеток, их физико-химических и функциональных свойств [1, 2, 3]. Следует отметить, что пределы изменений диаметра эритроцитов в ответ на воздействие внутренних и внешних
факторов известны в основном для условий вне организма и в меньшей степени для циркуляции [1—4]. между тем эритроциты с их сложно организованной способностью к изменчивости [5] представляют собой модель индивидуальной адаптации организма на уровне клеток и могут рассматриваться с учетом представлений о колебательных, пульсирующих процессах в системах разного уровня [7]. Б связи с тем, что исследований такого плана, несмотря на их актуальность, применительно к эритроцитам недостаточно, целью данной работы явилось определение временной динамики диаметра эритроцитов в циркулирующей крови человека.
Материалы и методы
Диаметр эритроцитов исследовали в пробах венозной крови двух испытуемых, участниц лабораторного эксперимента по мониторингу физиолого-биохимических функций человека [10]. Протокол эксперимента был утвержден локальным комитетом по биоэтике при ФГБУН «Института физиологии Коми НЦ УрО РАН», обследуемые дали информированное согласие на его проведение. Пробы крови с двухминутными интервалами получали через катетер (TROGE, Германия) из локтевой вены. Это составило по 40 проб за 80 мин эксперимента, в течение которого обе испытуемые находились в относительно спокойном состоянии, лежа, испытуемая ИП — с 14 до 16 часов, испытуемая ИК — с 16 до 18 часов. Температура в лаборатории была на уровне 22—24 °С.
На фиксированных абсолютным спиртом мазках крови, окрашенных по Романовскому-Гимза, измеряли диаметр 50 эритроцитов с помощью микроскопа МБ (Poland) с масляной иммерсией, увеличение об. 100х ок. 12х с градуированной шкалой. Распределение эритроцитов по диаметру от 5.6 мкм до 10.0 мкм вели с интервалами i = 0.3 мкм и с точностью до двух знаков после запятой [6]. Съёмку эритроцитов проводили на микроскопе «Альтман» со встроенным фотоаппаратом Canon EOS 1000 D. Полученные результаты обрабатывали методами статистики с использованием пакета прикладных программ Windows (Basic). Для оценки достоверности различий применяли t-критерий Стьюдента для малых выборок с уровнем значимости от 0.05 до 0.001. Результаты представлены в виде среднего арифметического (М), ошибки средней (m) и стандартного отклонения (SD).
Результаты и обсуждение
Диаметр эритроцитов и их микро-, нор-мо- и макроформ соответствуют известным величинам [3, 8, 11, 12]. Б соответствии с данными литературы [3, 9] к микроцитам отнесены клетки, диаметр которых составляет 6.9 мкм и меньше, к нормоцитам — от 7.0 до 7.9 мкм, к
Рис. 1. Эритроциты в венозной крови человека Стрелками обозначены микро- (6.35мкм) и макроцит (8.22мкм). Объектив 100х, окуляр 16х
макроцитам — клетки от 8.0 мкм и больше. Рис. 1. иллюстрирует различия между величинами крайних вариантов диаметра клеток.
Для обсуждения временной динамики, что составляет цель исследования, более показательны те результаты последовательных измерений в течение эксперимента, которые показывают, что диаметр всех форм эритроцитов в венозной крови периодически меняется от одной пробы до другой (рис. 2).
А А
Б
Б
Г
Г
рис. 2. Диаметр эритроцитов в венозной крови человека По горизонтали — номерапр об,по вертикали-диаметр клеток,мкм.Влевомрядупок азатели испытуемойИП.Вправомряду — показатели испытуемой ИК.Сверху вниз — эритроциты(А), микроциты (Б), нормоциты (В) и макроциты (Г). Цифрами на кривых обозначены номера проб кров к, веотзивт Оикмеырвлоток доцтоаеызв отличав тоуетсрсвоеоокрззни ву<0.05 и р<У.01Ы
Существенная особенность результатов, которые показаны на рис. 2, состоит не только в том, что они иллюстрируют проявление изменчивости клеток крови. Не меньший интерес представляет тот факт, что нормоциты по количеству достоверно значимых отклонений величины диаметра от средних значений в 1.5—2 раза уступают микро- и макроцитам. иными словами, изменчивость в большей степени характерна для краевых, маргинальных клеток. в то же время по относительному содержанию (в %) нормоциты составляют три четверти клеток (таблица).
Относительное содержание (в %) исследованных форм клеток в общем массиве эритроцитов. Представлены средние данные по 40 пробам
Испытуемые и р Микроциты Нормоциты Макроциты
ИП 19.4 ± 6.9/1.1 67.4 ± 6.8/1.1 13.5 ± 6.9/1.1
ИК 13.7 ± 6.6/1.0 67.8 ± 6.6/1.1 18.6 ± 6.6/1.0
р < 0.001 > 0.05 < 0.01
поэтому очевидно, что именно нормоциты определяют общую величину диаметра эритроцитов. в целом, результаты измерений диаметра микро-, нормо- и макроцитов свидетельствуют о своеобразии адаптивных процессов на клеточном уровне в циркулирующей крови человека.
Заключение. таким образом, на основе полученных данных находим, что в условиях сложившегося, зрелого кроветворения диаметр эритроцитов в венозном кровотоке человека вариабелен. поддержание величины диаметра эритроцитов на среднем уровне при минимуме статистически значимых отклонений рассматривается как форма оптимизации функции на фоне колебательных процессов, характерных для биологических систем, а степень изменчивости размера эритроцита как целостной системы, вероятно, осуществляется с преобладающей долей участия нормоци-тов. Двухминутные межинтервальные различия между исследованными показателями достигают десятых долей мкм. полученные результаты содержат информацию о трансформируемости эритроцитов, способности их к изменению размеров и могут рассматриваться в качестве модели для определения реакции организма человека на воздействия факторов внутренней и внешней среды.
* * *
1. Бауэр к. форменные элементы крови // фундаментальная и клиническая физиология: учебное пособие / под ред. А. Г. камкина и А. А. каменского. м.: Академия, 2004. С. 740—770.
2. викулов а. Д., маргазин в. а., Бойков в. л. Диаметр эритроцитов как надежный маркер текущего функционального состояния организма и физической работоспособности спортсменов // лечебная физкультура и спортивная медицина. 2015. № 1. С. 10—14.
3. Гольдберг Д. и. левина Г. Д. Диаметр эритроцитов в норме и патологии. томск, 1969. 115 с.
4. Денисов Е. Н. изменение параметров циркулирующих эритроцитов у больных артериальной гипертензией // вестник Оренбургского университета. 2006. № 4 (54). С. 127—129.
5. Зинчук В. В. Деформируемость эритроцитов: физиологические аспекты // Успехи физиологических наук. 2001. т. 32. № 3. С. 66—78.
6. клиническое руководство по лабораторным тестам / под ред. Н. у. тица. м.: 2003. С. 128—131.
7. колебательные процессы в биологических и химических системах // тр. всесоюзного симпозиума. м.: Наука, 1967. C. 325—340.
8. мороз в. в., Черныш А. м., козлова Е. к. и др. Нарушения морфологии наноструктуры мембран эритроцитов при длительном хранении эритроцитарной взвеси (исследование при помощи атомной силовой микроскопии) // Бюл. эксперимент. биологии и медицины. 2015. т. 159. № 3. С. 390—394.
9. Новицкий в. в., рязанцева Н. в., Степовая Е. а. физиология и патофизиология эритроцита. томск: изд-во тгу, 2004. 202 с.
10. зенченко т. А., медведева А. А., потолицына Н. Н. и др. Соотношение динамики минутных колебаний пульса и биохимических показателей крови здоровых людей с геомагнитными пульсациями рс5-6 // Биофизика. 2015. т. 60. № 2. С. 385— 394.
11. Bessis М. Living blood cells and their ultrastructure. N. Y. — Heidelberg — Berlin. Springer verl. 1972. 120 R
12. Bessis M. Corpuscles: Atlas of red blood cell shapes. N. у. — heidelberg — Berlin. Springer verl. 1974. 114 R
