Нарушения молекулярной структуры мембран длительно хранящихся эритроцитов, предназначенных для гемотрансфузии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 14.03.03, кандидат наук Шерстюкова Екатерина Александровна

• Шерстюкова Екатерина Александровна
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Шерстюкова Екатерина Александровна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ХРАНЕНИЯ КРОВИ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ )

1.1 Патологические клинические последствия трансфузии эритроцитарной взвеси. Патологические изменения эритроцитов на молекулярном уровне при хранении. Влияния продолжительности хранения

1.2 Исследования биомеханических свойств мембран эритроцитов при действии патогенных факторов

1.3 Атомно-силовая микроскопия для изучения клеток и теней эритроцитов, структуры цитоскелета

1.4 Атомно-силовая спектроскопия для измерения биомеханических характеристик мембран эритроцитов

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

2.1 Стадии проведения экспериментов

2.2 Пакеты с эритроцитарной взвесью

2.3.1 Монослой клеток для изучения морфологии и наноповерхности мембран эритроцитов

2.3.2 Цитоскелет эритроцитов

2.3.3 Нативные клетки в методике атомно-силовой спектроскопии

2.3.4 Модификаторы наноструктуры мембран эритроцитов

2.4 Атомно-силовая микроскопия для исследования наноповерхности мембран эритроцитов и морфологии клеток

2.5 Атомно-силовая спектроскопия для исследования механических свойств мембран эритроцитов

2.6 Методы измерения биохимических характеристик эритроцитарной взвеси

2.7 Математический анализ полученных данных

2.7. 1 Фурье анализ наноповерхности мембран клеток, теней и элементов цитоскелета

2.7.2 Метод нелинейной аппроксимации

2.7.3 Обработка изображений цитоскелета

2.7.4 Статистическая обработка результатов

ГЛАВА 3. ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ НАНОПОВЕРХНОСТИ МЕМБРАН ЭРИТРОЦИТОВ И НАНОСТРУКТУРЫ ЦИТОСКЕЛЕТА ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ХРАНЕНИИ ЭРИТРОЦИТАРНОЙ ВЗВЕСИ

3.1Изменение биохимических показателей по мере хранения эритроцитарной взвеси

3.2 Изменения морфологии эритроцитов в процессе хранения эритроцитарной взвеси

3.3 Динамика изменения наноповерхности мембран эритроцитов

3.4 Пространственное изменение структуры цитоскелета во время хранения эритроцитарной взвеси

3.4.1 Динамика изменений характеристик сети цитоскелета

3.4.2 Гистограммы параметров цитоскелета в каждый день хранения эритроцитарной взвеси

3.4.3 Наноструктура элементов цитоскелета

ГЛАВА 4. ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ БИОМЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МЕМБРАН ЭРИТРОЦИТОВ В ПРОЦЕССЕ ХРАНЕНИЯ ЭРИТРОЦИТАРНОЙ ВЗВЕСИ

4.1 Аппроксимация экспериментальных значений Бэксп (h) степенной функцией. Определение

hHz

4.2 Модуль Юнга при длительном хранении эритроцитарной взвеси

4.3 Глубина hHz при длительном хранении эритроцитарной взвеси

4.4 Механические характеристики мембран нативных эритроцитов - модуль Юнга и hHz при действии мембранных модификаторов

4.4.1 Дозовая зависимость Е(С)и hHz(Q при воздействии глутарового альдегида на эритроциты

4.4.2 Изменения Е и hнzв результате воздействия гемина на эритроциты

4.4.3 Изменения Е и hHz в результате воздействия ионов Zn2+ra эритроциты

ГЛАВА 5. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

5.1 Размер пор цитоскелета как оценка качества донорской эритроцитарной взвеси при длительном хранении

5.1.1 Динамика изменения характеристик цитоскелета при хранении донорской крови

5.1.2 Нарушение цитоскелета - причина появления топологических нанодефектов в мембранах эритроцитов

5.2 hHz - новый биофизический параметр, характеризующий линейные механические свойства мембранной конструкции

5.3 Взаимосвязь между продолжительностью хранения эритроцитов и патологическими изменениями наблюдаемыми на молекулярном уровне

5.3.1 Корреляция динамики изменения параметров цитоскелета мембран эритроцитов из различных пакетов

5.3.2 Корреляция динамики изменения модуля Юнга мембран эритроцитов из различных пакетов

5.3.3 Коэффициент корреляции динамики изменения характеристик цитоскелета и модуля Юнга

5.3.4 Коэффициент корреляции динамики изменения биохимических показателей и модуля Юнга

5.4 Критерий оценки качества крови для трансфузии: изменение структуры цитоскелета является патогенетическим фактором клинических осложнений

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

БЛАГОДАРНОСТИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Нарушения молекулярной структуры мембран длительно хранящихся эритроцитов, предназначенных для гемотрансфузии»

Актуальность темы

Гемотрансфузия - один из важных реанимационных методов, который используется при тяжёлых кровопотерях, травмах, анемии, онкотерапии, сепсисе и у пациентов в критических состояниях [11, 82, 139, 154].

Каждый год в мире приготавливают около 117,4 миллиона донорских единиц крови (по 450 мл) [10], которые необходимы для переливания десяткам миллионов пациентов. Для трансфузии используют компоненты крови, в частности, эритроцитарную взвесь (ЭВ) в ресуспензирующем растворе [42]. Согласно рекомендациям ВОЗ время хранения ЭВ, предназначенной для трансфузии, зависит от используемого раствора антикоагулянта/консерванта [169]. В растворе CPD /SAGM время хранения может составлять 42-а дня при 4 ° C [107, 147].

При гемотрансфузии могут возникать осложнения гемолитического и негемолитического типа, различные аллергические реакции и другие [147, 172]. В трансфузиологии обсуждаются проблемы использования «молодой» («fresh») (до 21-го дня хранения) и «старой» («old») (более 21-го дня хранения) ЭВ [64,139]. При критических состояниях пациентов, при обширных кровопотерях, при тяжёлых операциях может возникать необходимость использования ЭВ меньших сроков хранения - 6-12 дней [146, 172]. Однако единое представление об оптимальных сроках хранения и использования ЭВ на сегодняшний день не выработано и является предметом дискуссий [104].

В клинической практике показано, что при переливании эритроцитов, хранящихся более трех недель, то есть «старых» эритроцитов, посттрансфузионные осложнения возникают с большей вероятностью. С увеличением продолжительности хранения ЭВ риск посттрансфузионных осложнений возрастает [104, 139].

В ЭВ по мере её хранения развиваются патологические процессы в эритроцитах. Физико-химическая природа патогенного фактора - свободные радикалы, вызывающие оксидативный стресс. В результате меняется морфология эритроцитов [4, 14, 135], нарушается ионная проницаемость мембран, уменьшается концентрация 2,3-дифосфоглицерата, образуются поры в липидном бислое, возникает везикуляция [33, 77, 98, 117, 140]. Такие процессы могут увеличивать риски посттрансфузионных осложнений - острый гемолиз, острая сердечная недостаточность, отек легких, нарушение гемостаза и другие [3, 11, 55, 164].

Однако молекулярные механизмы «старения» эритроцитов изучены недостаточно. Не ясно в чём состоят патофизиологические отличия «молодой» и «старой» ЭВ, какова причина старения эритроцитов, каковы механизмы такого старения, какие изменения происходят в мембранах и цитоскелете эритроцитов. Поэтому научные исследования, отвечающие на эти вопросы, являются весьма актуальными.

Патофизиологические процессы в хранящихся фильтрованных эритроцитах укорачивают сроки нормального физиологического состояния эритроцитов в гемоконсерванте, а, следовательно, и сроки хранения эритроцитарных компонентов крови, что, очевидно, требует увеличения базовых объёмов пакетированных эритроцитов и существенных экономических затрат.

Актуальным является установление взаимосвязи между продолжительностью хранения эритроцитов, изменениями молекулярных структур их мембран и побочными эффектами у пациентов, перенесших переливание. Окончательный протокол, который согласовывает долгосрочное хранение (до 42-х дней) с одной стороны, а с другой безопасность и эффективность трансфузионной терапии, является предметом интенсивных дебатов и дискуссий [147].

Цель исследования: выявить нарушения конфигурации цитоскелета и жёсткости мембран длительно хранящихся эритроцитов, предназначенных для

гемотрансфузии, для оценки их качества и уменьшения риска посттрансфузионных осложнений.

Задачи исследования:

1. Исследовать изменения морфологии эритроцитов и наноструктуры их мембран при длительном хранении эритроцитарной взвеси.

2. Измерить параметры сети цитоскелета и исследовать динамику их изменения по мере хранения эритроцитарной взвеси.

3. Измерить модуль Юнга мембран нативных эритроцитов и проанализировать динамику его изменений во время хранения эритроцитарной взвеси.

4. Определить зону однородной линейной деформации мембран для различных суток хранения.

5. Проанализировать изменение биохимических характеристик эритроцитарной взвеси при хранении эритроцитов в бескислородной среде для различных суток хранения и оценить корреляционную связь между параметрами цитоскелета, биомеханическими характеристиками мембран и биохимическими показателями.

Научная новизна:

Показано, что до 19-21-х суток хранения эритроцитов в гемоконсерванте параметры цитоскелета и модуля Юнга мембран изменяются монотонно в пределах 21 ±5%. На 19-21-е сутки возникает фаза нелинейной активации патологических изменений характеристик цитоскелета и упругих свойств мембран эритроцитов. Эта фаза длится до 24-28-х суток. После этого нарушения свойств мембран эритроцитов нарастают с максимальной скоростью и становятся необратимыми.

Показан патогенетический механизм нарушения конфигурации цитоскелета: разрыв филаментов цитоскелета, утолщение их за счет кластеризации белковых комплексов, объединение мелких пор в крупные по мере хранения эритроцитарной

взвеси. Установлено, что при этом суммарная площадь всех пор практически не изменяется.

Установлено, что модуль Юнга Е нативных эритроцитов составил 10±4 кПа (3-й день хранения), 13±5 кПа (21-й день), 24±9 кПа (42-й день). Увеличение Е после 19-21-го дня хранения является патогенетическим механизмом снижения деформируемости клеток, предназначенных для трансфузии.

Введен новый биомеханический параметр кН2, который определяет глубину однородной линейной деформации мембран, величина которого вычисляется с помощью аппроксимации экспериментальной силовой кривой степенной функцией ^Геор(^) = . До 21-го дня хранения величина кН2 сохранялась на уровне 760±280 нм. К 42-му дню хранения значение величины кН2 уменьшилось на 11 ±3%.

Показана тесная корреляционная связь (г = 0,88, р < 0,05) между динамикой нарушений конфигурации цитоскелета и динамикой роста модуля Юнга мембран. Показана тесная корреляционная связь между изменениями параметров цитоскелета и изменениями рН гемоконсерванта.

Практическая и теоретическая значимость:

Полученные данные способствуют выработке количественных критериев оценки качества переливаемых эритроцитов. Эти данные вносят вклад в представление клинических специалистов, что до 21 -го дня хранения эритроцитарной взвеси эритроциты считаются «молодыми», а после этого срока «старыми».

Полученные результаты способствуют пониманию того факта, что «старые» эритроциты создают повышенный риск посттрансфузионных осложнений у пациентов.

Представленные в работе экспериментальные результаты изменения цитоскелета и упругих свойств мембраны могут быть включены в рекомендации

по выработке критериев оценки качества донорской крови и возможных сроков ее хранения с целью снижения посттрансфузионных осложнений в клинической практике, особенно при лечении пациентов в критических состояниях.

Полученные новые фундаментальные знания об изменении конфигурации цитоскелета расширяют современное представление о механизме изменения структуры мембран эритроцитов и морфологии клеток в процессе длительного хранения ЭВ.

Полученные экспериментальные результаты измерений кН2 и локального модуля Юнга мембран эритроцитов могут быть использованы для оценки деформационной способности клеток при их движении в микрососудах, а также реологических свойств крови.

Результаты работы могут быть использованы при обучении студентов, ординаторов, в курсах повышения квалификации врачей.

Материал и методы исследования

Использовались современные методы для исследования мембран эритроцитов. Эффективными методами изучения морфологии эритроцитов, наноструктуры и жесткости их мембран, а также структуры сети цитоскелета являются атомно-силовая микроскопия и атомно-силовая спектроскопия, позволяющие оценивать биомеханические характеристики мембран эритроцитов во время хранения.

Положения, выносимые на защиту:

1. По мере длительного хранения эритроцитарной взвеси происходят изменения конфигурации цитоскелета эритроцитов. Филаменты матрикса разрываются, мелкие поры (Ь <170 ± 30 нм) объединяются и формируют крупные образования (Ь >450 ± 100 нм); филаменты утолщаются за счет кластеризации белковых комплексов; при этом суммарная площадь пор практически не изменяется.

2. На 19-21-е дни хранения возникает фаза нелинейной активации изменения характеристик сети цитоскелета и увеличения модуля Юнга мембран эритроцитов. Этот срок коррелирует с клиническими показателями увеличения рисков возникновения посттрансфузионных осложнений при переливании крови со сроком хранения более 21-го дня.

3. Во время хранения эритроцитарной взвеси увеличение модуля Юнга тесно связано с нарушениями конфигурации сети цитоскелета (г=0,88, р<0,05).

4. Существует тесная корреляционная связь между изменениями параметров цитоскелета и изменениями рН, биохимическими параметрами гемоконсерванта в процессе хранения эритроцитарной взвеси.

5. Параметр кНг определяет глубину однородной линейной деформации мембран и может явиться адекватной оценкой деформируемости клеток крови при воздействии патогенных факторов.

Внедрение результатов исследования в практику

Результаты исследования и выводы внедрены в работу лаборатории биофизики мембран клеток при критических состоянии НИИ общей реаниматологии им. В.А. Неговского ФНКЦ РР (Акт внедрения от 11.11.2019г.) и используются в курсе лекций и практических занятий при обучении ординаторов и аспирантов ФНКЦ РР(Акт внедрения от 08.11.2019г.).

Степень достоверности и апробация работы

Достоверность результатов данного исследования и обоснованность выводов подтверждены достаточным объемом экспериментальных данных, которые были получены с помощью современных методов исследования, и положительными результатами апробации. Достоверность полученных результатов также подтверждалась их согласованностью с литературными данными.

Основные результаты и положения диссертационной работы были представлены автором на международных и российских конференциях: XXII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов» (Москва, 2015); XXII Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2015); 18-я Всероссийской конференции с международным участием «Жизнеобеспечение при критических состояниях» (Москва, 2016); 27th Regional congress of the International Society of Blood Transfusion (Denmark, Copenhagen, 2017); 19-я Всероссийской конференции с международным участием «Жизнеобеспечение при критических состояниях» (Москва, 2017); в I научно-практической конференции аспирантов и ординаторов «Актуальные вопросы анестезиологии-реаниматологии и реабилитологии» (Москва, 2018); 8th AFM Biomed conference (Poland, Krakow, 2017); The 4th edition of nanotech France 2018 International conference and exhibition (France, Paris, 2018); объединенном международном конгрессе «Congress on open issues in thrombosis and hemostasis » совместно с 9-ой Всероссийской конференцией по клинической гемостазиологии и гемореологии (Санкт-Петербург, 2018); 20-я Всероссийской конференции с международным участием «Жизнеобеспечение при критических состояниях» (Москва, 2018); во II научно-практической конференции (с международным участием) аспирантов, ординаторов и молодых ученых «Актуальные вопросы анестезиологии-реаниматологии и реабилитологии» (Москва, 2019); 29th Regional Congress of the International Society of Blood Transfusion (Switzerland, Basel, 2019); 9th AFM BioMed conference (Germany, Münster, 2019); 21-я Всероссийской конференции с международным участием «Жизнеобеспечение при критических состояниях» (Москва, 2019); XXII Annual Linz Winter Workshop (Austria, Linz, 2020); AABB Annual Meeting (Virtual Event, USA, 2020).

Публикации по теме диссертации

По теме диссертации опубликовано 1 2 статей в рецензируемых научных изданиях, включенных в перечень ВАК РФ для публикации материалов диссертационных исследований, из них 5 статьи опубликованы в журналах,

индексируемых в базе данных Web of Science и 12 статей входят в базу данных Scopus. Опубликовано 20 тезисов докладов на международных конференциях. Получены патенты РФ на изобретение № 2663572 (2018г.), № 2722898 (2020г.) и № 2726208 (2020 г.).

Личный вклад автора

Автор принимал участие в проведении всех экспериментов. Обзор литературы, обработка полученных данных, в том числе обработка изображений сети цитоскелета и обсчёт эмпирических силовых кривых, статистический анализ и подготовка результатов к публикациям проводились лично автором. Автором разработана математическая программа для обсчета силовых кривых.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 166 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов исследования, обсуждения, заключения, выводов, списка литературы. Работа содержит 59 рисунков и 12 таблиц. Список литературы включает 173 источника, в том числе 56 отечественных и 117 зарубежных источников.

ГЛАВА 1. ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ХРАНЕНИЯ КРОВИ (ОБЗОР

ЛИТЕРАТУРЫ )

1.1 Патологические клинические последствия трансфузии эритроцитарной взвеси. Патологические изменения эритроцитов на молекулярном уровне при хранении. Влияния продолжительности хранения

В настоящее время гемотрансфузия остается одним из самых эффективных и важных способов реаниматологии при различных патологических состояниях. Согласно данным ВОЗ ежегодно миллионы пациентов нуждаются в переливании крови и ее компонентов [10]. Одним из самых востребованных компонентов крови для переливания являются эритроциты, в частности эритроцитарная взвесь. Трансфузия эритроцитов необходима при анемии, травмах, массивной кровопотере (более 30% объема крови), онкотерапии и направленна на восстановление газотранспортной функции у пациентов [11,16, 23, 36, 70, 151].

Отличительной особенностью эритроцитов от большинства других клеток является то, что в них отсутствуют внутриклеточные органеллы, такие как ядро, митохондрии или эндоплазматическая сеть [15, 50, 54]. Это позволяет эритроцитам иметь повышенную способность транспортировать кислород к тканям организма и поглощать диоксид углерода [5, 54]. Непрерывно циркулируя в течение 120 дней эритроциты подвергаются существенным деформациям. Для выполнения газотранспортной функции они многократно проходят через капилляры и микрососуды, диаметр которых в несколько раз меньше диаметра самих эритроцитов. Во время этого прохода они складываются и сжимаются таким образом, чтобы площадь контакта клетки с эндотелиальной стенкой была максимальной. При прохождении эритроцитов через селезенку, которая действует как высокоэффективный фильтр, клеткам необходимо преодолеть очень узкие эндотелиальные щели диаметром 0,5-1 мкм [161]. Следовательно, механические

свойства клеточной мембраны, которые обеспечивают эту чрезвычайную пластичность, являются критическими для физиологии эритроцитов [54, 115, 133].

В соответствии с существующими рекомендациями и требованиями путем центрифугирования цельной крови, с последующим удалением плазмы и лейкотромбоцитного слоя, получают эритроциты для переливания [23, 41, 42, 49, 169]. Сбор эритроцитов производится в стерильные герметично упакованные контейнеры с антикоагулянтом [42, 49,161]. После завершения разделения цельной крови на компоненты добавляются взвешивающие растворы, которые обеспечивают поддержание жизнеспособности эритроцитов, уменьшая морфофункциональные и метаболические изменения во время хранения. Продолжительность срока хранения эритроцитарной взвеси зависит от типа используемого антикоагулянта и взвешивающего раствора [23, 42]. В начале двадцатого века, используя раствор цитрата и глюкозы, удалось сохранить эритроциты сроком до пяти дней [107]. Затем в 40-х годах был разработан первый антикоагулянт-консервант ACD, состоящий из лимонной кислоты, цитрата натрия и декстрозы [146]. Использование АСD позволило увеличить срок хранения донорских эритроцитов до трех недель. В следующие несколько лет были разработаны новые растворы, позволяющие сохранять эритроциты в герметичном контейнере до пяти недель [63, 157]. Так успешно применялся раствор CPD (цитрат - фосфат - декстроза), в котором эритроциты хранились до 28-ми дней, а также раствор СPDA-1 (цитрат - фосфат - декстроза - аденин), в котором срок хранения составлял 35-ть дней. Сегодня центры заготовки крови используют различные комбинации физиологического раствора, аденина, глюкозы / декстрозы, фосфата и маннита для приготовления добавочных растворов [23, 173]. Чаще всего в качестве добавочного раствора используют SAGM (физиологический раствор - аденин -глюкоза - маннитол), в котором эритроциты могут храниться в течение 42-х дней. Температура хранения должна находиться в пределах от +2 до +6 ° С.

На сегодняшний день продолжается разработка новых добавочных растворов, которые могли бы увеличить срок хранения эритроцитов в контейнере. Однако

известно, что во время длительного хранения вне физиологических условий эритроциты неизбежно претерпевают ряд структурных и биохимических изменений [68, 142]. Поэтому перед гемотрансфузией осуществляют контроль качества, переливаемых эритроцитов [44, 93]. Согласно действующим стандартам и протоколам для определения оптимального срока хранения эритроцитов выдвигаются ряд требований к качеству переливаемых единиц крови. В частности, гемолиз в конце срока хранения не должен превышать уровень 0,8%. При этом отмечается, что не менее 75% перелитых эритроцитов должны выживать в кровеносном русле через 24 часа поле гемотрансфузии [42, 93, 169]. Другими словами допускается, что каждый четвертый, перелитый эритроцит, выводится организмом из кровеносного русла.

Несмотря на это, выполнение этих требований не исключает отрицательной реакции организма на переливаемую кровь. В ряде исследований отмечается возникновение посттрансфузионных осложнений гемолитического и не гемолитического типа, таких как острый гемолиз, возникновение синдрома массивной трансфузии, острая сердечная недостаточность, отек легких, нарушение гемостаза и другие [3, 11, 23, 36, 46, 48, 55, 60, 127, 164].

Возникновение осложнений после гемотрансфузии связано с качеством переливаемых эритроцитов [147, 168]. Как было указано выше патофизиология донорских эритроцитов в процессе их длительного хранения связана с отклонением условий при хранении от физиологических.

При этом в мировом сообществе остается открытым вопрос как с одной стороны увеличить сроки хранения, а с другой обеспечить безопасное и эффективное переливание пациентам длительно хранящейся крови и ее компонентов. По словам авторов [147] «проблема хранения крови еще далека от завершения». В последние годы международное научное сообщество заинтересовано в перспективных исследованиях по оценке качества крови.

С патофизиологической точки зрения во время длительного хранения происходят изменения эритроцитов на молекулярном уровне: изменяется

метаболизм клеток, стремительно развиваются окислительные реакции и появляются структурные повреждения мембран [31, 33, 54]. Это в свою очередь существенно влияет на жизнеспособность хранящихся эритроцитов и их функциональную составляющую.

Поскольку эритроциты лишены митохондрий, то образование аденозинтрифосфата (АТФ) и 2,3-дифосфоглицерата (2,3 ДФГ) осуществляется путем анаэробного гликолиза [5, 44, 50, 54]. Аденозинтрифосфат необходим для обеспечения энергией большого количества процессов в эритроцитах, а 2,3-дифосфоглицерат регулирует сродство гемоглобина к кислороду [52]. Для генерирования достаточного количества АТФ и 2,3-дифосфоглицерата по мере хранения эритроцитов в контейнере в состав взвешивающего раствора добавляют глюкозу или декстрозу, которые поддерживают процесс гликолиза. Во взвешивающих растворах концентрация глюкозы составляет более 500 мг/дл, что в несколько раз превышает ее нормальный уровень (100 мг/дл) [172]. С течением времени хранения, образующаяся при гликолизе, молочная кислота накапливается в растворе гемоконсерванта [5]. Об этом свидетельствует увеличение уровня лактата до 20 мМ к концу срока хранения [114, 172] и снижения уровня рН ниже 6,5. В течение двух первых недель хранения ЭВ концентрация 2,3-дифосфоглицерата падает от 4 мМ до нуля [52]. А начиная с третьей недели хранения уменьшается концентрация АТФ (от 3,5 мкмоль/г №). Снижение концентрации АТФ приводит к ухудшению процесса гликолиза, снижению антиоксидантной защиты эритроцитов и нарушению поддержания целостности мембраны [66]. Уменьшение концентрации 2,3-дифосфоглицерата снижает эффективность газотранспортной функции эритроцитов [5, 53]. Однако в течение трех дней после переливания концентрации 2,3 ДФГ, а также АТФ восстанавливаются до нормального значения [75]. В работе [53] отмечается, что воздействие озона приводит к увеличению концентрации АТФ и 2,3 ДФГ в эритроцитах, хранившихся от 7-ми до 21-х суток хранения.

Другой патологический процесс во время хранения заключается в нарушении функционального состояния натрий-калиевого насоса, что приводит к потере внутриклеточного калия и накоплению натрия в цитоплазме. В норме концентрация калия составляет около 90 мМ внутри эритроцита и 5мМ снаружи, а концентрации натрия внутри и снаружи эритроцита составляют 5 мМ и 140 мМ соответственно [102]. По мере хранения соотношение концентраций калия и натрия претерпевает изменения в несколько раз. Во время хранения ЭВ концентрация внеклеточного калия увеличивается в 5 раз, а концентрация натрия уменьшается на 10 мМ [67]. Повышенная концентрация калия в растворе гемоконсерванта может стать причиной гиперкалиемии при массивной гемотрансфузии [62].

Окисление железа в гемоглобине является основной реакцией, которая запускает окислительный стресс во время хранения. В нормальных условиях эритроциты содержат высокие концентрации железа в форме Бе2+. При окислении Бе2+ переходит в форму Бе3+, при этом железо окисляется и образуется метгемоглобин, который не способен переносить кислород [7, 8]. В эритроцитах защитником от окислительного повреждения является глутатионпероксидаза. Глутатионредуктаза восстанавливает окисленный глутатион из глутатион-дисульфида с помощью энергии НАДФН [52]. Но в условиях длительного хранения происходит истощение количества восстановленного глутатиона [5]. Это повышает образование метгемоглобина и супероксид-аниона. Как известно из литературных данных метгемоглобин нестабилен и денатурирует в глобин и гемин (окисленный гем) [5, 166]. Кроме того, в процессе окисления оксигемоглобина могут образоваться активные формы кислорода и опасные гидроксильные радикалы, которые способны вызвать перекисное окисление липидов и повреждение белков мембраны эритроцита [8, 167]. В норме скорость окисления низкая и срабатывает собственная антиоксидантная система эритроцитов, чтобы защитить клетки [147, 167].

Длительное хранение эритроцитов в герметичном контейнере при температуре 4 ± 2°С снижает свойства антиоксидантной защиты, что также приводит к повышению окислительных процессов. Развитие окислительных процессов является основной причиной нарушения целостности мембран клеток [32, 33, 102, 171].

Одним из ключевых факторов регуляции гомеостаза является состояние биологических мембран эритроцитов. Механические свойства мембран и их структурная организация определяют функциональное состояние клеток. Изменения в биологических мембранах могут служить пусковым механизмом развития патологических процессов.

Мембрана эритроцита имеет сложную структуру [51]. В ее состав входят три основных компонента: тонкий липидный бислой (4-5нм), белки (периферические и интегральные) мембраны и цитоскелет [56, 118]. Липидный бислой включает в себя различные типы фосфолипидов и интегральных мембранных белков, которые служат барьером между окружающей средой и цитоплазмой эритроцитов [56]. Стабилизация мембраны обеспечивается за счет взаимодействия между белками и липидным бислоем [4, 11]. Большую часть поверхности мембраны эритроцитов составляют белки, играющие ключевую роль во многих процесса жизнедеятельности клетки. Большинство белков периферической мембраны образуют мембранный цитоскелет, толщиной от 40 до 90 нм, которая составляет основу внутренней поверхности мембраны и выполняет роль каркаса клетки [34, 125]. Цитоскелет представляет собой белковую сеть, состоящую в основном из тетрамеров спектрина, которые связаны с белковыми комплексами актина, белка 4.Ш, анкирина, а также с тропомиозином, тропомодулином, аддуцином и дематином. Спектрин образуют две а и ¡3 спирали связанные в тетрамеры, которые находятся на внутренней поверхности мембраны и прикрепляется к белку полосы 3 с помощью белковых комплексов [50, 125, 142]. Связывание цитоскелета с липидным бислое осуществляется с помощью анкирина и белка 4.Ш через белок полосы 3[118]. Размер ячеек сети цитоскелета составляет 80-100 нм [34, 110].

Подобно эритроцитам цитоскелет на основе спектрина, связанного с анкирином, необходим для организации мембраны аксона [130]. Однако в мембране аксона спектрин расположен иначе. Он соединяет актиновые кольца, располагающиеся вдоль аксона. При этом цитоскелет принимает форму двумерного цилиндра. Второе важное отличие состоит в том, что в аксоне расстояние между актиновыми кольцами примерно в 2 раза больше, чем размер ячеек сети цитоскелета у эритроцитов и составляет 180-190 нм [132].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шерстюкова Екатерина Александровна, 2020 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. АСМ-диагностика патологии эритроцитов на основе физико-механического образа клеточной поверхности / М. Н. Стародубцева [и др.] //Проблемы здоровья и экологии. - 2015. - № 2 (44). - С. 99-104.

2. Атомно-силовая и сканирующая электронная микроскопия эритроцитов в острой фазе травмы головы огнестрельным оружием ограниченного поражения / А. А. Гайдаш [и др.] //Вестник Российской военно -медицинской академии. - 2014. - № 3. - С. 101-105.

3. Афонин, А. Н. Острое повреждение легких, ассоциированное с трансфузионной терапией / А. Н. Афонин, В. В. Мороз, Н. А. Карпун //Общая реаниматология. - 2009. - Т. 5. - № 2. - С. 70-75.

4. Белковый спектр мембраны эритроцитов и его изменения при патологии / И. В. Бабушкина [и др.] //Биологические мембраны: Журнал мембранной и клеточной биологии. - 2015. - Т. 32. - № 3. - С. 168-168.

5. Берёзов, Т. Т. Биологическая химия / Т. Т. Берёзов, Б. Ф. Коровкин - Москва: Медицина, 1998. - 704 с.

6. Блохина Т. А. Влияние некоторых плазменных факторов на характер нарушений реологических свойств эритроцитов человека / Т. А. Блохина, О. А. Пахрова, С. Б. Назаров //Вестник Ивановской медицинской академии. -2008. - Т. 13. - № 3-4.

7. Блюменфельд, Л. А. Гемоглобин / Л. А. Блюменфельд // Соросовский образовательный журнал. - 1998. - Т. 4. - С. 33-38.

8. Влияние антиоксиданта на основе янтарной кислоты на превращение метгемоглобина в оксигемоглобин in vitro / А. М. Черныш [и др.] //Общая реаниматология. - 2018. - Т. 14. - № 2. - С. 46-59.

9. Влияние температуры эритроцитарной взвеси на морфологию и наноструктуру мембран клеток / В. А. Сергунова [и др.] //Общая реаниматология. - 2017. - Т. 13. - № 4. - С. 30-37.

10. ВОЗ, переливание крови: сайт. - URT: https://www.who.int/features/factfiles/blood ^апз^Бюп/ги^дата обращения: 12.09.2019). -Текст: электронный.

11. Городецкий, В. М. Современные принципы трансфузионной терапии травматической массивной кровопотери / В. М. Городецкий //Гематология и трансфузиология. - 2012. - Т. 57. - № 3. - С. 64-75.

12. Действие ионов цинка на мембраны красных клеток крови in vitro / Е. К. Козлова [и др.] //Медицинская физика. - 2011. - № 4. - С. 43-49.

13. Деформация эритроцитов: роль в микроциркуляции / А. В. Муравьёв [и др.]//Ярославский педагогический вестник. - 2013. - Т. 3. - № 2. - С. 93-102.

14. Динамика морфологических изменений эритроцитов и биохимических показателей консервированной цельной крови в различные сроки хранения / В. В. Мороз [и др.] //Общая реаниматология. - 2013. - Т. 9. - № 1. - С. 5-13.

15. Долгих, В.Т. Патофизиология: учеб. пособие для вузов // В.Т. Долгих. -Москва: Издательство Юрайт, 2019. - С. 371.

16. Жибурт, Е. Б. Менеджмент крови пациента при критическом кровотечении и массивной трансфузии / Е. Б. Жибурт //Вестник Национального медико-хирургического центра им. НИ Пирогова. - 2013. - Т. 8. - № 4. - С. 20-26.

17. Изменение проницаемости мембран эритроцитов для АТФ при их сдвиговой деформации в условиях активации свободно-радикального окисления / Е. Г. Глушкова [и др.] //Медицинская наука и образование Урала. - 2016. - Т. 17. -№ 3. - С. 40-43.

18. Изменения структуры мембран эритроцитов при действии гемина / В. В. Мороз [и др.] //Общая реаниматология. - 2012. - Т. 8. - № 6. - С. 5-10.

19. Измерение модуля Юнга биологических объектов в жидкой среде с помощью специального зонда атомно-силового микроскопа / Д. В. Лебедев [и др.] //Письма в Журнал технической физики. - 2009. - Т. 35. - № 8. - С. 54-61.

20. Измерение силы взаимодействия между эритроцитами в агрегате с помощью лазерного пинцета / А. Ю. Маклыгин [и др.] //Квантовая электроника. - 2012. - Т. 42. - № 6. - С. 500-504.

21. Измерение упруго-эластичных свойств мембраны нативных эритроцитов in vitro / В.А. Сергунова [и др.] //Общая реаниматология. - 2015. - Т. 11. - №2 3. -С. 39-44.

22. Исследование изменений биофизических свойств эритроцитов при хранении в эритроцитсодержащих средах с помощью атомно-силовой микроскопии / И. М. Ламзин [и др.] //Саратовский научно-медицинский журнал. - 2014. - Т. 10. - № 1. - С. 44-48.

23. Клиническое использование эритроцитсодержащих компонентов донорской крови / Б. А. Аксельрод [и др.] //Гематология и трансфузиология. - 2018. - Т. 63. - № 4. - С. 372-435.

24. Кононенко, В.Л. Фликкер эритроцитов. 1. Теоретические модели и методы регистрации / В.Л. Кононенко // Биологические мембраны. - 2009. - Т. 26. - №2 5. - С. 352-369.

25. Кононенко, В.Л. Фликкер эритроцитов. 2. Результаты экспериментальных исследований / В.Л. Кононенко // Биологические мембраны: Журнал мембранной и клеточной биологии. - 2009. - № 5 (26). - С. 352-369. - Т. 26. -№ 6. - С. 451-467.

26. Контактная модуль Герца: сайт. - URL: http://www.ntmdt.ru/spm - basics/view/hertz -problem - definition (дата обращения: 15.09.2019). - Текст: электронный.

27. Лиманская, О.Ю. Визуализация элонгационных комплексов Т7 РНК-полимеразы с помощью атомно-силовой микроскопии/ О.Ю. Лиманская, А.П. Лиманский// Молекулярная биология. - 2008. - Т. 42. - № 3. - С. 553-542.

28. Лобов, И. А. Влияние способа подготовки образца на морфофункциональные характеристики эритроцитов при исследовании методом атомно-силовой микроскопии / И. А. Лобов, Н. А. Давлеткильдеев //Вестник Омского университета. - 2013. - № 2 (68). - С. 1-4.

29. Матюхина, Т. Г. Атомно-силовая микроскопия эритроцитарных мембран / Т. Г. Матюхина, С. О. Пантелей, Т. А. Кузнецова //БелСЗМ-6, г. Минск. - 2004. -С. 97-101.

30. Мельченко, Е. А. Применение атомно-силовой микроскопии при исследовании биофизических свойств мембран эритроцитов / Е. А. Мельченко //Наука. Инновации. Технологии. - 2015. - № 3. - С. 131-136.

31. Молекулярные нарушения мембраны эритроцитов при патологии разного генеза являются типовой реакцией организма: контуры проблемы / В. В. Новицкий [и др.] //Бюллетень сибирской медицины. - 2006. - Т. 5. - № 2. - С. 62-68.

32. Морозова, В. Т. Эритроциты: структура, функции, клинико-диагностическое значение (лекция) / В. Т. Морозова, С. А. Луговская, М. Е. Почтарь //Клиническая лабораторная диагностика. - 2007. - № 10. - С. 21-37.

33. Морфологические и метаболические показатели эритроцитов при обработке озоном эритроцитной массы / А. В. Дерюгина [и др.] //Общая реаниматология.

- 2018. - Т. 14. - № 1. - С.40-49.

34. Мушкамбаров, Н. Н. Молекулярная биология: учеб. пособие для студентов мед. вузов / Н. Н. Мушкамбаров, С. Л. Кузнецов. - Москва: ООО «Медицинское информационное агентство», 2007. - 534с.

35. Нагорнов, Ю. С. Атомно-силовая микроскопия мембраны эритроцитов при механической желтухе / Ю. С. Нагорнов, Р. А. Пахомова //Биофизика. - 2016.

- Т. 61. - № 3. - С. 483-491.

36. Некоторые аспекты оценки структурно-функциональных изменений в мембране эритроцитов при сердечно-сосудистой патологии / Э. Э. Кузнецова [и др.] //Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. - 2012. - № 4-1 (86). - С. 236-240.

37. Нелинейные локальные деформации мембран эритроцитов: действие токсинов и фармпрепаратов (Часть 2) / А. М. Черныш [и др.] //Общая реаниматология.

- 2018. - Т. 14. - № 1. - С. 29-39.

38. Нелинейные локальные деформации мембран эритроцитов: нормальные эритроциты (Часть 1) / А. М. Черныш [и др.] //Общая реаниматология. - 2017.

- Т. 13. - № 5. - С. 58-68.

39. Никитин, С. Ю. Упрощенный алгоритм измерения дисперсии деформируемости эритроцитов на основе метода лазерной эктацитометрии /

С. Ю. Никитин, Ю. С. Юрчук //Квантовая электроника. - 2015. - Т. 45. - № 8.

- С. 776-780.

40. Новицкий, В. В. Физиология и патофизиология эритроцита / В. В. Новицкий, Н. В. Рязанцева, Е. А. Степовая. - Томск: Издательство Томского университета, 2004. - С. 202.

41. О донорстве крови и ее компонентов: Федеральный закон № 125-ФЗ от 20.02.2017 (ред. от 07.03.2018) - Доступ из справочной системы «Кодекс». -Текст: электронный.

42. Об утверждении Правил заготовки, хранения, транспортировки и клинического использования донорской крови и ее компонентов и о признании утратившими силу некоторых актов Правительства Российской Федерации: Постановление Правительства РФ № 797 от 22.06.2019 - Доступ из справ.-правовой системы КонсультантПлюс. - Текст: электронный.

43. Однородная деформация нативных эритроцитов при их длительном хранении/ Е.А. Манченко, Е.К. Козлова, В.А. Сергунова, А.М. Черныш// Общая реаниматология. - 2019. -Т.15. - №. 5. - С. 4-10.

44. Особенности мембран эритроцитов недоношенных новорожденных при многоплодной беременности / С. А. Перепелица, В. А. Сергунова, О. Е. Гудкова, С. В. Алексеева //Общая реаниматология. - 2014. - Т. 10. - № 1.

45. Особенности физиологии эритроцитов. Гемолиз и эриптоз /С.П. Чумаков, О.И. Уразова, А.П. Зима, В.В. Новицкий//Гематология и трансфузиология. - 2018.

- Т. 63. - №. 4. - С. 343-351.

46. Острое повреждение легких вследствие трансфузии препаратов крови / Б. Р. Гельфанд [и др.] //Вестн. службы крови России. - 2007. - Т. 2. - С. 38-42.

47. Патент 2663572. Российская Федерация, МПК 00Щ33/49. Способ определения концентраций гемоглобина и его производных в крови: № 2017115194: заявл. 28.04.2017: опубл. 07.08.2018А.М. Черныш, Е.К. Козлова, В.В. Мороз, В.А. Сергунова, О.Е. Гудкова, Е.А. Манченко. - 17с.

48. Пути совершенствования профилактики посттрансфузионных гемолитических осложнений / Б. Б. Баховадинов [и др.] //Ученые записки СПбГМУ им. ИП Павлова. - 2015. - Т. 22. - № 4. - С. 90-95.

49. Рагимов А. А., Еременко А. А. Трансфузиология: национальное руководство //под ред. А. А. Рагимова. - 2-е изд, перераб. и доп. - Москва: ГЭОТАР-Медиа. - 2018.- С. 1104.

50. Руководство по гематологии: в 3 т. Том З / Ю.Н. Андреев, З.С. Баркаган, А.Ю. Буланов и др. / под ред. А.И. Воробьева. 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Ньюдиамед, 2005. - C. 416.

51. Рязанцева, Н. В. Типовые нарушения молекулярной организации мембраны эритроцита при соматической и психической патологии / Н. В. Рязанцева, В. В. Новицкий //Успехи физиологических наук. - 2004. - Т. 35. - № 1. - С. 53 -65.

52. Северин, Е.С. Биохимия: учебник / Е.С. Северин - Москва: ГЭОТАР-МЕД, 2015. - C.768.

53. Содержание АТФ и 2, 3-ДФГ в эритроцитах при консервации и воздействии озона / В. Н. Крылов [и др.] //Биомедицина. - 2014. - № 2. - С. 37-42.

54. Структурно-функциональная характеристика мембраны эритроцита и ее изменения при патологиях разного генеза / М. К. Боровская [и др.] // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. - 2010. - № 3(73). - С. 334-354.

55. Трансфузионная тактика при операциях на сердце и аорте / Н. А. Трекова [и др.] //Анестезиология и реаниматология. - 2014. - № 3. - С. 4-10.

56. Трошкина, Н.А. Эритроцит: строение и функции его мембраны / Н.А. Трошкина, В.И. Циркин, С.А. Дворянский //Вятский медицинский вестник. -2007. - №2-3. - С. 32 - 40.

57. A microfabricated deformability - based flow cytometer with application to malaria / H. Bow [et al.] //Lab on a Chip. - 2011. - Vol. 11. - №6. - P. 1065 - 1073.

58. A microfluidic model for single-cell capillary obstruction by Plasmodium falciparum-infected erythrocytes / J. P. Shelby [et al.] //Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2003. - Vol. 100. - №25. - P. 14618 - 14622.

59. A novel mouse model of red blood cell storage and posttransfusion in vivo survival/ C.R. Gilson [et al.]// Transfusion. - 2009. - Vol. 49. - №. 8. - P. 1546 - 1553.

60. A pilot trial evaluating the clinical effects of prolonged storage of red cells / P. C. Hebert [et al.] //Anesthesia & Analgesia. - 2005. - Vol. 100. - №5. - P. 1433 -1458.

61. A simple method for measuring erythrocyte deformability / H. L. Reid [et al.] //Journal of clinical pathology. - 1976. - Vol. 29. - №9. - P. 855.

62. A study of the change in sodium and potassium ion concentrations in stored donor blood and their effect on electrolyte balance of recipients/ S. Antwi-Baffour [et al.] // BioMed research international. - 2019. - Vol. 2019. - №6. - P. 8162975.

63. Additive solution-7 reduces the red blood cell cold storage lesion/ J. A. Cancelas [et al.] //Transfusion. - 2015. - Vol. 55. - №. 3. - P. 491-498.

64. Age of transfused blood is an independent risk factor for postinjury multiple organ failure / G. Zallen [et al.] //The American journal of surgery. - 1999. - Vol. 178. -№6. - P. 570-572.

65. Alloimmunization is associated with older age of transfused red blood cells in sickle cell disease / P. C. Desai [et al.] //American journal of hematology. - 2015. - Vol. 90. - №8. - P. 691-695.

66. Almac, E. The impact of storage on red cell function in blood transfusion / E. Almac, C. Ince //Best practice & research Clinical anaesthesiology. - 2007. - Vol. 21. - № 2. - P. 195-208.

67. AlMoshary, M. Biochemical profile changes in stored donor blood for transfusion/ M. AlMoshary, E.A. Mussaed, M. Arab-Din // Pakistan journal of medical sciences.

- 2019. - Vol. 35. - №6. - P. 1697-1700.

68. An update on red blood cell storage lesions, as gleaned through biochemistry and omics technologies / A. D'Alessandro [et al.] //Transfusion. - 2015. - Vol. 55. - №1.

- P. 205-219.

69. Analysis of nanostructure of red blood cells membranes by space Fourier transform of AFM images / E. Kozlova [et al.] //Micron. - 2013. - Vol. 44. - P. 218-227.

70. Athar, M. K. Anemia and blood transfusions in critically ill patients / M. K. Athar, N. Puri, D. R. Gerber //Journal of blood transfusion. - 2012. - Vol. 2012. - P. 1499507.

71. Atomic force microscopy in biology and biomedicine / K. C. Chang, Y. W. Chiang, C. H. Yang, J. W. Liou //Tzu Chi Medical Journal. - 2012. - Vol. 24. - №4. - P. 162-169.

72. Atomic force microscopy of asymmetric membranes from turtle erythrocytes / Y. Tian [et al.] //Molecules and cells. - 2014. - Vol. 37. - №8. - P. 592.

73. Atomic force microscopy study of red blood cell membrane nanostructure during oxidation-reduction processes / E. Kozlova [et al.]//Journal of Molecular Recognition. - 2018. - Vol. 31. - №10. - P. e2724.

74. Bessis, M. Automated ektacytometry: a new method of measuring red cell deformability and red cell indices / M. Bessis, N. Mohandas, C. Feo //Automation in Hematology. - Springer, Berlin, Heidelberg, 1981. - P. 153-165.

75. Beutler, E. The in vivo regeneration of red cell 2, 3 diphosphoglyceric acid (DPG) after transfusion of stored blood / E. Beutler, L. Wood //The Journal of laboratory and clinical medicine. - 1969. - Vol. 74. - №. 2. - P. 300-304.

76. Binnig, G. Atomic force microscope / G. Binnig, C. F. Quate, C. Gerber //Physical review letters. - 1986. - Vol. 56. - №9. - P. 930.

77. Bosman, G. J. Changes in band 3 structure as determinants of erythrocyte integrity during storage and survival after transfusion / G. J. Bosman, M. Stappers, V. M. J. Novotny //Blood Transfusion. - 2010. - Vol. 8. - №Suppl 3. - P. s48.

78. Cavalcanti, D. R. Application of atomic force microscopy in the analysis of time since deposition (TSD) of red blood cells in bloodstains: A forensic analysis / D. R. Cavalcanti, L. P. Silva //Forensic science international. - 2019. - Vol. 301. - № 2019. - P. 254-262

79. Changes in red blood cell membrane structure in type 2 diabetes: a scanning electron and atomic force microscopy study / A. V. Buys [et al.] //Cardiovascular diabetology. - 2013. - Vol. 12. - №1. - P. 25.

80. Characterization of red blood cell deformability change during blood storage / Y. Zheng [et al.] //Lab on a Chip. - 2014. - Vol. 14. - №3. - P. 577-583.

81. Characterization of the autologous antibodies that opsonize erythrocytes with clustered integral membrane proteins / F. Turrini [et al.] //Blood. - 1993. - Vol. 81.

- №11. - P. 3146-3152.

82. Characterizing red blood cell age exposure in massive transfusion therapy: the scalar age of blood index (SBI) / S. M. DeSantis [et al.] //Transfusion. - 2019. - Vol. 59.

- №8. - P. 2699-2708.

83. Clinical and molecular evaluation of non-dominant hereditary spherocytosis / E. Miraglia del Giudice [et al.] //British journal of haematology. - 2001. - Vol. 112. -№1. - P. 42- 47.

84. Conformational distortions of the red blood cell spectrin matrix nanostructure in response to temperature changes in vitro / E. Kozlova [et al.] //Scanning. - 2019. -Vol. 2019.- P. 8218912.

85. Cynober, T. Red cell abnormalities in hereditary spherocytosis: relevance to diagnosis and understanding of the variable expression of clinical severity/ T. Cynober, N. Mohandas, G. Tchernia //Journal of Laboratory and Clinical Medicine.

- 1996. - Vol. 128. - №3. - P. 259 -269.

86. Dao, M. Mechanics of the human red blood cell deformed by optical tweezers / M.Dao, C. T.Lim, S. Suresh //Journal of the Mechanics and Physics of Solids. -2003. - Vol. 51. - №11 - 12. - P. 2259-2280.

87. Decreased erythrocyte deformability after transfusion and the effects of erythrocyte storage duration / S. M. Frank [et al.] //Anesthesia and analgesia. - 2013. - Vol. 116.

- №5. - P. 975.

88. Disintegration of red cell membrane cytoskeleton by hemin / N. Shaklai, N. Avissar, E. Rabizadeh, M. Shaklai //Biochemistry international. - 1986. - Vol. 13. - №3. -P. 467-477.

89. Dokukin, M. E. On the measurements of rigidity modulus of soft materials in nanoindentation experiments at small depth / M. E. Dokukin, I. Sokolov //Macromolecules. - 2012. - Vol. 45. - №10. - P. 4277-4288.

90. Duration of red blood cell storage is associated with increased incidence of deep vein thrombosis and in hospital mortality in patients with traumatic injuries/ P.C. Spinella [et al.]// Critical care. - 2009. - Vol. 13. - №. 5. - P. R151.

91. Duration of red cell storage influences mortality after trauma/ J.A. Weinberg [et al.]// The Journal of trauma.. - 2010. - Vol. 69. - №. 6. - P. 1427 - 1431.

92. Duration of red-cell storage and complications after cardiac surgery / C. G. Koch [et al.] //New England Journal of Medicine. - 2008. - Vol. 358. - №12. - P. 1229 -1239.

93. EDQM (European Directorate for the Quality of Medicines & Health Care of the Council of Europe). Guide to the Preparation, Use and Quality Assurance of Blood Components. - 2017.

94. Effect of red blood cell storage duration on outcome after paediatric cardiac surgery: a prospective observational study/ A.K. Bishnoi [et al.]// Heart, lung & circulation.

- 2019. - Vol. 28. - №. 5. - P. 784 - 791.

95. Effective 3D viscoelasticity of red blood cells measured by diffraction phase microscopy / R. Wang [et al.] //Biomedical optics express. - 2011. - Vol. 2. - №3.

- P. 485 - 490.

96. Erythrocyte stiffness in diabetes mellitus studied with atomic force microscope / M. Fornal [et al.] //Clinical hemorheology and microcirculation. - 2006. - Vol. 35. -№1 - 2. - P. 273 - 276.

97. Erythrocyte structure and dynamics quantified by Hilbert phase microscopy / G. Popescu [et al.] //Journal of biomedical optics. - 2005. - Vol. 10. - №6. - P. 060503.

98. Erythrocyte vesiculation: a self-protective mechanism? / F. L. A. Willekens [et al.] //British journal of haematology. - 2008. - Vol. 141. - №. 4. - P. 549-556.

99. Evaluation of leucocyte removal methods for studies of erythrocyte deformability / J. Stuart [et al.] //Clinical Hemorheology and Microcirculation. - 1985. - Vol. 5. -№2. - P. 137 - 147.

100. Evans, E. A. Intrinsic material properties of the erythrocyte membrane indicated by mechanical analysis of deformation / E. A. Evans, P. L. La Celle //Blood. - 1975. -Vol. 45. - №1. - P. 29 - 43.

101. Experiences in the measurement of RBC - bound IgG as markers of cell age / R. Paleari [et al.] //Bioelectrochemistry. - 2004. - Vol. 62. - №2. - P. 175 -179.

102. Flatt, J. F. The involvement of cation leaks in the storage lesion of red blood cells / J. F. Flatt, W. M. Bawazir, L. J. Bruce //Frontiers in physiology. - 2014. - Vol. 5. -P. 214.

103. Flow characteristics of human erythrocytes through polycarbonate sieves / M. I. Gregersen [et al.] //Science. - 1967. - Vol. 157. - №3790. - P. 825-827.

104. Garraud, O. Effect of "old" versus "fresh" transfused red blood cells on patients' outcome: probably more complex than appears/ O. Garraud // Journal of Thoracic Disease. - 2017. - Vol. 9. - № 2. - P. E146- E148.

105. Hertz, H. Uber die beruhrung fester elastischer Korper (On the contact of rigid elastic solids) / H. Hertz //Miscellaneous Papers. - 1896. - Vol. 156.

106. Hess, J. R. Measures of stored red blood cell quality /J. R. Hess //Vox sanguinis. -2014. - Vol. 107. - №1. - P. 1-9.

107. Hess, J.R. An update on solutions for red cell storage /J. R. Hess //Vox sanguinis. -2006. - Vol. 91. - P. 13 -19.

108. Hochmuth, R. M. Micropipette aspiration of living cells / R. M. Hochmuth //Journal of biomechanics. - 2000. - Vol. 33. - №1. - P. 15-22.

109. If cell mechanics can be described by elastic modulus: study of different models and probes used in indentation experiments/ N. Guz, M. Dokukin, V. Kalaparthi, I. Sokolov //Biophysical journal. - 2014. - Vol. 107. - №3. - P. 564-575.

110. Imaging of the diffusion of single band 3 molecules on normal and mutant erythrocytes / G. C. Kodippili [et al.] //Blood. - 2009. - Vol. 113. - №24. - P. 62376245.

111. Impact of transfusion on patients with sepsis admitted in intensive care unit: a systematic review and meta-analysis/ C. Dupuis [et al.]// Annals of intensive care. -2017. - Vol. 7. - №. 1. - P. 5.

112. Increased rate of infection associated with transfusion of old blood after severe injury / P. J. Offner [et al.] //Archives of Surgery. - 2002. - Vol. 137. - №6. - P. 711- 717.

113. Inflammatory response, immunosuppression, and cancer recurrence after perioperative blood transfusions / J. P. Cata [et al.] //British journal of anaesthesia.

- 2013. - Vol. 110. - №5. - P. 690-701.

114. Inhibition of Glutathione Synthesis via Decreased Glucose Metabolism in Stored RBCs / Y. Xiong [et al.] //Cellular Physiology and Biochemistry. - 2018. - Vol. 51.

- №5. - P. 2172-2184.

115. Investigation of red blood cell mechanical properties using AFM indentation and coarse - grained particle method / S. Barns [et al.] //Biomedical engineering online.

- 2017. - Vol. 16. - № 1. - P. 140.

116. Iolascon, A. Advances in understanding the pathogenesis of red cell membrane disorders/ A. Iolascon, I. Andolfo, R. Russo //British journal of haematology. -2019. - Vol. 187. - №. 1. - P. 13-24.

117. Is red blood cell rheology preserved during routine blood bank storage? / S. Henkelman [et al.] //Transfusion. - 2010. - Vol. 50. - №4. - P. 941-948.

118. Kim, Y. Diagnostic approaches for inherited hemolytic anemia in the genetic era/ Y. Kim, J. Park, M. Kim //Blood research. - 2017. - Vol. 52. - №. 2. - P. 84-94.

119. La Celle, P. L. Alteration of deformability of the erythrocyte membrane in stored blood / P. L. La Celle //Transfusion. - 1969. - Vol. 9. - №5. - P. 238-245.

120. Lekka, M. Discrimination between normal and cancerous cells using AFM / M. Lekka //Bionanoscience. - 2016. - Vol. 6. - №. 1. - C. 65-80.

121. Local defects in the nanostructure of the membrane of erythrocytes upon ionizing radiation of blood / E. Kozlova [et al.] //Physics of Particles and Nuclei Letters. -2016. - Vol. 13. - №1. - P. 140-148.

122. Local mechanical oscillations of the cell surface within the range 0.2-30 Hz / A. Y. Krol, M. G. Grinfeldt, S. V. Levin, A. D. Smilgavichus //European Biophysics Journal. - 1990. - Vol. 19. - №2. - P. 93-99.

123. Longer blood storage is associated with suboptimal outcomes in high-risk pediatric cardiac surgery/ C. Manlhiot [et al.]// The Annals of thoracic surgery. - 2021. - Vol. 93. - №. 5. - P. 1563-1569.

124. Longer RBC storage duration is associated with increased postoperative infections in pediatric cardiac surgery/ J.M. Cholette [et al.]// Pediatric critical care medicine.

- 2015. - Vol. 16. - №. 3. - P. 227-235.

125. Lux IV, S. E. Anatomy of the red cell membrane skeleton: unanswered questions / S. E. Lux IV //Blood, The Journal of the American Society of Hematology. - 2016.

- Vol. 127. - №2. - P. 187-199.

126. Maciaszek, J. L. Sickle cell trait human erythrocytes are significantly stiffer than normal / J. L. Maciaszek, G. Lykotrafitis //Journal of biomechanics. - 2011. - Vol. 44. - №4. - P. 657-661.

127. Marik, P. E. Effect of stored-blood transfusion on oxygen delivery in patients with sepsis/ P. E. Marik, W. J. Sibbald //Jama. - 1993. - Vol. 269. - №23. - P. 30243029.

128. Measurement of the nonlinear elasticity of red blood cell membranes / Y. K. Park [et al.] //Physical Review E. - 2011. - Vol. 83. - №5. - P. 051925.

129. Mechanical differences of sickle cell trait (SCT) and normal red blood cells / Y. Zheng [et al.] //Lab on a Chip. - 2015. - Vol. 15. - №15. - P. 3138-3146.

130. Mechanical properties of stored red blood cells using optical tweezers / R. R. Huruta [et al.] //Blood. - 1998. - Vol. 92. - №8. - P. 2975- 2977.

131. Metabolic remodeling of the human red blood cell membrane / Y. K. Park [et al.] //Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2010. - Vol. 107. - №4. - P. 1289- 1294.

132. Modeling of the axon membrane skeleton structure and implications for its mechanical properties / Y. Zhang [et al.] //PLoS computational biology. - 2017. -Vol. 13. - №. 2. - P. e1005407.

133. Mohandas, N. Red blood cell deformability, membrane material properties and shape: regulation by transmembrane, skeletal and cytosolic proteins and lipids / N. Mohandas, J. A. Chasis //Seminars in hematology. - 1993. - Vol. 30. - №3. - P. 171-192.

134. Morphological changes in erythrocytes of people with type 2 diabetes mellitus evaluated with atomic force microscopy: a brief review /A. Loyola - Leyva, J. P.

Loyola - Rodríguez, M. Atzori, F. J. González //Micron. - 2018. - Vol. 105. - P. 11-17.

135. Morphology, membrane nanostructure and stiffness for quality assessment of packed red blood cells / E. Kozlova [et al.] //Scientific reports. - 2017. - Vol. 7. -№1. - P. 7846.

136. Mukherjee, R. Topological features of erythrocytes in thalassemic patients: quantitative characterization by scanning electron and atomic force microscopy / R. Mukherjee, K. Chaudhury, C. Chakraborty //Analytical and quantitative cytopathology and histopathology. - 2014. - Vol. 36. - №2. - P. 91-99.

137. Nanoscale membrane architecture of healthy and pathological red blood cells / A. C. Dumitru [et al.]//Nanoscale Horizons. - 2018. - Vol. 3. - №. 3. - P. 293-304.

138. Nonlinear biomechanical characteristics of deep deformation of native rbc membranes in normal state and under modifier action / E. Kozlova [et al.] //Scanning. - 2018. - Vol. 2018. - P. 1810585.

139. Older blood is associated with increased mortality and adverse events in massively transfused trauma patients: secondary analysis of the PROPPR trial / A. R. Jones [et al.] //Annals of emergency medicine. - 2019. - Vol. 73. - №6. - P. 650- 661.

140. Oprisan, B. Morphological changes induced in erythrocyte membrane by the antiepileptic treatment: An atomic force microscopy study /B. Oprisan, I. Stoica, M. I. Avadanei //Microscopy research and technique. - 2017. - Vol. 80. - №4. - P. 364-373.

141. Parameterization of red blood cell elongation index-shear stress curves obtained by ektacytometry / O. K. Baskurt [et al.] //Scandinavian journal of clinical and laboratory investigation. - 2009. - Vol. 69. - № 7. - P. 777-788.

142. Progressive oxidation of cytoskeletal proteins and accumulation of denatured hemoglobin in stored red cells / A. G. Kriebardis [et al.] //Journal of cellular and molecular medicine. - 2007. - Vol. 11. - №1. - P. 148-155.

143. Quantitative analysis of three-dimensional morphology and membrane dynamics of red blood cells during temperature elevation /K. Jaferzadeh, M. Sim, N. Kim, I. Moon //Scientific reports. - 2019. - Vol. 9. - №1. - P. 1-9.

144. RBC -NOS - dependent S - nitrosylation of cytoskeletal proteins improves RBC deformability / M. Grau [et al.] //PloS one. - 2013. - Vol. 8. - №2. - P. e56759.

145. Red blood cell deformability in patients with sepsis: a marker for prognosis and monitoring of severity/ A. G. Moutzouri [et al.] //Clinical hemorheology and microcirculation. - 2007. - Vol. 36. - №. 4. - P. 291-299.

146. Red blood cell storage time and transfusion: current practice, concerns and future perspectives / M. Garcia-Ro [et al.]// Blood Transfusion. - 2017. - Vol. 15. - № 3. - P. 222-231.

147. Red blood cell storage: the story so far / A. D'Alessandro, G. Liumbruno, G. Grazzini, L. Zolla //Blood Transfusion. - 2010. - Vol. 8. - №2. - P. 82.

148. Red blood cells stored 35 days or more are associated with adverse outcomes in high-risk patients/ R. Goel [et al.]// Transfusion. - 2016. - Vol. 56. - №. 7. - P. 1690-1698.

149. Refractive index maps and membrane dynamics of human red blood cells parasitized by Plasmodium falciparum / Y. K. Park [et al.] //Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2008. - Vol. 105. - №37. - P. 13730-13735.

150. Reversible zinc - induced injuries to erythrocyte membrane nanostructure / A. M. Chernysh [et al.] //Bulletin of experimental biology and medicine. - 2012. - Vol. 154. - №1. - P. 84-88.

151. Sharma, S. Transfusion of blood and blood products: indications and complications / S. Sharma, P. Sharma, L. N. Tyler //American family physician. - 2011. - Vol. 83. - №. 6. - P. 719-724.

152. Sickle cell disease is associated with iron mediated hypercoagulability / N. Shah [et al.]// Journal of thrombosis and thrombolysis. - 2015. - Vol. 40. - №. 2. - P. 182185.

153. Smoking and fluidity of erythrocyte membranes: A high resolution scanning electron and atomic force microscopy investigation /E. Pretorius [et al.] //Nitric Oxide. - 2013. - Vol. 35. - P. 42- 46.

154. Sparrow, R. L. Red blood cell storage duration and trauma / R. L. Sparrow //Transfusion medicine reviews. - 2015. - Vol. 29. - №2. - P. 120-126.

155. Spectrin: structure, function and disease / R. Zhang, C. Zhang, Q. Zhao, D. Li //Science China Life Sciences. - 2013. - Vol. 56. - №12. - P. 1076 -1085.

156. Stiffness of normal and pathological erythrocytes studied by means of atomic force microscopy /I. Dulinska [et al.] //Journal of biochemical and biophysical methods. - 2006. - Vol. 66. - №1 - 3. - P. 1-11.

157. Successful storage of RBCs for 9 weeks in a new additive solution / J. R. Hess [et al.] //Transfusion. - 2000. - Vol. 40. - №. 8. - P. 1007-1011.

158. The effect of storage time of human red cells on intestinal microcirculatory oxygenation in a rat isovolemic exchange model / N.J. Raat [et al.]// Critical care medicine. - 2005. - Vol. 33. - №. 1. - P. 39-45.

159. The how, when, and why of the aging signals appearing on the human erythrocyte membrane: an atomic force microscopy study of surface roughness / Girasole M. [et al.] //Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine. - 2010. - Vol. 6. -№. 6. - P. 760-768.

160. The optical stretcher: a novel laser tool to micromanipulate cells / J. Guck [et al.] //Biophysical journal. - 2001. - Vol. 81. - №2. - P. 767-784.

161. Tomaiuolo, G. Biomechanical properties of red blood cells in health and disease towards microfluidics / G.Tomaiuolo //Biomicrofluidics. - 2014. - Vol. 8. - №5. -P. 051501.

162. Transformation of membrane nanosurface of red blood cells under hemin action / E. Kozlova [et al.] //Scientific reports. - 2014. - Vol. 4. - P. 6033.

163. Transfusing red blood cells stored in citrate phosphate dextrose adenine-1 for 28 days fails to improve tissue oxygenation in rats/ R.D Fitzgerald [et al.]// Critical care medicine. - 1997. - Vol. 25. - №. 2. - P. 726-732.

164. Transfusion and pneumonia in the trauma intensive care unit: an examination of the temporal relationship / M. J. Vandromme [et al.] //Journal of Trauma and Acute Care Surgery. - 2009. - Vol. 67. - №1. - P. 97-101.

165. Transfusion of older stored blood worsens outcomes in canines depending on the presence and severity of pneumonia/ D. Wang [et al.]// Transfusion. - 2014. - Vol. 54. - №. 7. - P. 1712-1724.

166. Transfusion of standard-issue packed red blood cells induces pulmonary vasoconstriction in critically ill patients after cardiac surgery—A randomized, double - blinded, clinical trial / J. Baron-Stefaniak [et al.] //PloS one. - 2019. - Vol. 14. - № 3. - P. e0213000.

167. Umbreit, J. Methemoglobin—it's not just blue: a concise review / J. Umbreit //American journal of hematology. - 2007. - Vol. 82. - №2. - P. 134 - 144.

168. Wongsari, M.H. Glucose level analysis on stored packed red cells / M.H.Wongsari, M. Rachmawati, A. Mansyur// Indonesian journal of clinical pathology and medical laboratory. - 2018. - Vol. 24. - №2. - P. 117-121.

169. World Health Organization et al. Blood safety and clinical technology: 2000 - 2003 strategy. - World Health Organization, 2001. - №WHO/BCT/01.01.

170. Wun, T. Best practices for transfusion for patients with sickle cell disease/ T. Wun, K. Hassell // Hematology Reports. - 2010. - Vol. 1. - №. 2. - P. e22.

171. Yoshida, T. Anaerobic storage of red blood cells / T. Yoshida, S. Shevkoplyas S. //Blood Transfusion. - 2010. - Vol. 8. - №4. - P. 220.

172. Yoshida, T. Red blood cell storage lesion: causes and potential clinical consequences/ T. Yoshida, M. Prudent, A. D'Alessandro//Blood Transfusion. -2019. - Vol. 17. - №. 1. - P. 27.

173. Zecher, D. Erythrocyte-derived microvesicles amplify systemic inflammation by thrombin - dependent activation of complement / D. Zecher, A. Cumpelik, J. A. Schifferli //Arteriosclerosis, thrombosis, and vascular biology. - 2014. - Vol. 34. -№2. - P. 313- 320.