Ультраструктурные АСМ-маркеры эндогенной интоксикации при внебольничной пневмонии

Цель исследования — оценка информативности параметров атомно-силовой микроскопии для характеристики степени тяжести эндогенной интоксикации при внебольничной пневмонии по результатам исследования ультраструктурных показателей эритроцитов.

Материалы и методы. Методом атомно-силовой микроскопии исследованы наноанатомические и микромеханические показатели эритроцитов у 71 больного с тяжелой и нетяжелой внебольничной пневмонией в возрасте 18–23 года (средний возраст — 20,4±0,6 года) на фоне эндогенной интоксикации различной степени тяжести. Контрольную группу составили 20 добровольцев. Образцы эритроцитов были получены в 1, 3, 7 и 14-е сутки госпитализации. Для определения их морфологических свойств применяли контактный режим наномеханического картирования. Оценку тяжести эндогенной интоксикации проводили по общепринятым клинико-лабораторным параметрам, включающим гематологические, биохимические и иммунологические маркеры.

Результаты. Получены референсные значения микромеханических параметров мембран эритроцитов у здоровых лиц молодого возраста и больных внебольничной пневмонией с различной степенью тяжести эндогенной интоксикации, что может служить ориентиром для будущих исследований в аналогичных выборках. Установлено, что при данном заболевании упругоэластические свойства мембран эритроцитов тесно взаимосвязаны с выраженностью эндотоксикоза. Так, по мере его нарастания модуль упругости и сила адгезии мембраны эритроцитов снижались в 5,2 и 2,4 раза соответственно, а деформация повышалась в 2,6 раза. Корреляционный анализ выявил наличие тесных взаимосвязей между показателями, характеризующими тяжесть эндогенной интоксикации (молекулы средней массы, IL-10, фактор некроза опухоли, лейкоцитарный, ядерный, гематологический индексы интоксикации и др.), и микромеханическими параметрами клеточных мембран. Показатели, характеризующие геометрический «портрет» эритроцитов (площадь, диаметр, высота бортика и др.), существенно не изменялись, что может свидетельствовать о стабильности их цитоскелета.

Заключение. Проведенные исследования доказывают информативность оценки микромеханических параметров мембран эритроцитов методом атомно-силовой микроскопии для характеристики степени тяжести эндогенной интоксикации при внебольничной пневмонии. Полученные данные дополняют представления о патофизиологических последствиях эндогенной интоксикации, их влиянии на ультраструктуру клеток и адаптивный характер изменений микромеханических свойств мембран эритроцитов.

1. Musher D.M., Thorner A.R. Community-acquired pneumonia. N Engl J Med 2014; 371(17): 1619–1628, https://doi.org/10.1056/nejmra1312885.
2. Бородин Е.А., Егоршина Е.В., Самсонов В.П. Био­химия эндотоксикоза. Механизмы развития и оценка сте­пени тяжести при воспалительных заболеваниях лег­ких. Благовещенск: АГМА; 2003; 129 c.
3. Moeendarbary E., Harris A.R. Cell mechanics: principles, practices, and prospects. Wiley Interdiscip Rev Syst Biol Med 2014; 6(5): 371–388, https://doi.org/10.1002/wsbm.1275.
4. Забиняков Н.А., Довгий П.Г., Полторацкий А.Н., Азаров К.С. Структурно-функциональные свойства эритро­цитов и нейтрофилов людей с острой внебольничной пневмонией среднего, пожилого и старческого возраста. Геронтология 2014; 2(1): 23–33.
5. Чучалин А.Г., Синопальников А.И., Козлов Р.С., Ав­де­­ев С.Н., Тюрин И.Е., Руднов В.А., Рачина С.А., Фе­сенко О.В. Клинические рекомендации по диагностике, лечению и профилактике тяжелой внебольничной пневмо­нии у взрослых. Пульмонология 2014; 4: 13–48.
6. Кондрашова Н.М., Плехова Н.Г., Сомова Л.М., Костюшко А.В., Гельцер Б.И. Оптимизация оценки показа­телей функциональной активности клеток врожденного имму­нитета при воспалительных заболеваниях лег­ких. Тихоокеанский медицинский журнал 2012; 1: 83–86.
7. Гельцер Б.И., Ким А.П., Котельников В.Н., Мака­ров А.Б. Особенности иммунного ответа у больных вне­больничной пневмонией с различной степенью тяжести эндогенной интоксикации. Цитокины и воспаление 2015; 14(3): 35–41.
8. Proshchaev K.I., Zabinyakov N.A., Azarov K.S., Dovgii P.G. Studies of the structure and functions of blood cells in senile patients with pneumonia on the biological model of hypoxia by scanning probe microscopy. Bull Exper Biol 2014; 158(2): 256–259, https://doi.org/10.1007/s10517-014-2735-2.
9. Lamzin I.M., Khayrullin R.M. The quality assessment of stored red blood cells probed using atomic-force microscopy. Anat Res Int 2014; 2014: 869683, https://doi.org/10.1155/2014/869683.
10. Иванов К.П. Современные медицинские проблемы микроциркуляции и гипоксического синдрома. Вестник РАМН 2014; 69(1–2): 57–63, https://doi.org/10.15690/vramn.v69.i1-2.943.

Kotelnikov V.N., Karpenko A.A., Kim A.P., Geltser B.I. Ultrastructural AFM Markers of Endogenous Intoxication in Community-Acquired Pneumonia. Sovremennye tehnologii v medicine 2017; 9(2): 53, https://doi.org/10.17691/stm2017.9.2.06