sibmedСибирский научный медицинский журналСибирский научный медицинский журнал2410-25122410-2520ИЦиГ СО РАН10.18699/SSMJ20230416sibmed-1171Research ArticleКЛИНИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНАCLINICAL MEDICINEАтомно-силовая микроскопия эритроцитов больных с разной степенью тяжести панкреатитаAtomic force microscopy of erythrocytes of patients with different severity of pancreatitishttps://orcid.org/0000-0002-3681-4685ПахомоваР. А.PakhomovaR. A.

Пахомова Регина Александровна, д.м.н.

125080, г. Москва, Волоколамское ш., 11

Regina A. Pakhomova, doctor of medical sciences

125080, Moscow, Volokolamskoe highw., 11

PRA5555@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5784-7067КочетоваЛ. В.KochetovaL. V.

Кочетова Людмила Викторовна, к.м.н.

660022, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, 1

Lyudmila V. Kochetova, candidate of medical sciences

660022, Krasnoyarsk, Partizana Zheleznyaka st.,

DissovetKrasGMU@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1549-0319ГуликянГ. Н.GulikianG. N.

Гуликян Гарен Нораирович, к.м.н.

660058, г. Красноярск, ул. Ломоносова, 47

Garen N. Gulikyan, candidate of medical sciences

660058, Krasnoyarsk, Lomonosova st., 47

gkns_100@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7645-8363МарцеваА. П.MartsevaA. P.

Марцева Анна Павловна

660022, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, 1

Anna P. Martseva

660058, Krasnoyarsk, Lomonosova st., 47

anykuzy@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2389-3820КозловВ. В.KozlovV. V.

Козлов Василий Владимирович, к.м.н.

119991, г. Москва, ул. Трубецкая, 8–2

Vasily V. Kozlov, candidate of medical sciences

119992, Moscow, Trubetskaya str., 8–2

kvv.doc@gmail.comРоссийский биотехнологический университетРоссияRussian Biotechnological UniversityRussian FederationКрасноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава РоссииРоссияProfessor V.F. Voino-Yasenetsky Krasnoyarsk State Medical University of Minzdrav of RussiaRussian FederationКлиническая больница «РЖД-Медицина» города КрасноярскаРоссияClinical hospital “RR-Medicine” city KrasnoyarskRussian FederationКрасноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава РоссииРоссияClinical hospital “RR-Medicine” city KrasnoyarskRussian FederationПервый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Минздрава РоссииРоссияI.M. Sechenov First Moscow Medical University of Minzdrav of RussiaRussian Federation202331082023434146153Copyright © Пахомова Р.А., Кочетова Л.В., Гуликян Г.Н., Марцева А.П., Козлов В.В., 20232023Пахомова Р.А., Кочетова Л.В., Гуликян Г.Н., Марцева А.П., Козлов В.В.Pakhomova R.A., Kochetova L.V., Gulikian G.N., Martseva A.P., Kozlov V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sibmed.elpub.ru/jour/article/view/1171

Цель работы – доказать возможность использования зондовой микроскопии эритроцитов в качестве предиктора развития панкреонекроза.Материал и методы. Атомно-силовая микроскопия выполнена у 143 человек (82 мужчины и 61 женщина). Исследование выполняли на зондовом микроскопе Integra Aura (ЗАО «НТ-МДТ», Россия). У каждого эритроцита сканировали мембрану клетки и клетку в целом. Суммарно исследовано 940 эритроцитов. По степени тяжести острого панкреатита больные распределены в три группы. В качестве контрольной группы обследовано 37 человек без соматической патологии. Диагностика и лечение пациентов выполнены в ЧУЗ «КБ «РЖД-Медицина» г. Красноярск» в 2015–2019 гг.Результаты. Показано, что форма эритроцита не зависит от тяжести панкреатита и не изменяется, однако происходят структурные изменения мембраны в виде образования на ее поверхности множественных эрозий. Мембрана деформируется, а ее адгезия увеличивается. Данные изменения снижают транспортную способность крови, что, по нашему мнению, и приводит к нарастанию общей интоксикации организма и к ухудшению состояния больного.Заключение. По всей видимости, ферменты поджелудочной железы, поступающие в свободный кровоток в первую фазу панкреатита, вызывают не только окислительный стресс, но и реорганизацию и разрушение мембраны эритроцита. Увеличение ригидности мембраны и деформация поверхностного цитоскелета эритроцита на фоне увеличения адгезии ухудшают газотранспортную функцию эритроцита и микрореологические свойства крови, что, в свою очередь, нарушает процессы обмена аминокислот, липидов и детоксикационные возможности крови. Появление в свободном кровотоке эритроцитов с наличием эрозии на поверхности мембраны может служить прогнозом неблагоприятного течения острого панкреатита и предиктором возможного перехода отечного панкреатита в панкреонекроз.

Aim of the study was to prove the possibility of using red blood cell probe microscopy as a predictor of the development of pancreonecrosis.Material and methods. Atomic force microscopy was performed in 143 people (82 were male and 61 were female). The study was performed on an Integra Aura probe microscope (ZAO NT-MDT, Russia). Each erythrocyte was scanned for cell membrane and cell as a whole. A total of 940 red blood cells were examined. According to the severity of acute pancreatitis, patients are distributed in three groups. As a control group, 37 people without somatic pathology were examined. Diagnosis and treatment of patients was carried out in the public health institution “Design Bureau” Russian Railways-Medicine “Krasnoyarsk” from 2015–2019.Results. The study showed that the shape of erythrocyte does not depend on the severity of pancreatitis and does not change, however, structural changes of the membrane occur in the form of the formation of multiple erosions on its surface. The membrane is deformed, and its adhesion increases. These changes reduce the transport capacity of the blood, which, in our opinion, leads to an increase in the general intoxication of the body and to a deterioration in the condition of the patient.Conclusions. Apparently, pancreatic enzymes entering the free bloodstream in the first phase of pancreatitis cause not only oxidative stress, but also the reorganization and destruction of the erythrocyte membrane. The increase in membrane rigidity and deformation of the erythrocyte surface cytoskeleton against the background of increased adhesion seems to disrupt the gas transmission function of erythrocyte and microrheological properties of blood, which in turn disrupts the exchange of amino acids, lipids and detoxification capabilities of blood. The appearance of erythrocytes in the free bloodstream with the presence of erosion on the surface of the erythrocyte membrane can serve as a prediction of a non-favorable course of acute pancreatitis and a predictor of a possible transition of edema pancreatitis to pancreonecrosis.

панкреонекрозсканирующая зондовая микроскопия эритроцитадеформация мембраныpancreonecrosiserythrocyte scanning probe microscopymembrane deformationReferencesРевишвили А.Ш., Кригер А.Г., Вишневский В.А., Смирнов А.В., Берелавичус С.В., Горин Д.С., Ахтанин Е.А., Калдаров А.Р., Раевская М.Б., Захарова М.А. Актуальные вопросы хирургии поджелудочной железы. Хирургия. 2018;(9):5–14. doi: 10.17116/hirurgia20180915Revishvili A.Sh., Kriger A.G., Vishnevskij V.A., Smirnov A.V., Berelavichus S.V., Gorin D.S., Akhtanin E.A., Kaldarov A.R., Raevskaja M.B., Zakharova M.A. Current issues in pancreatic surgery. Khirurgiya = Surgery. 2018;(9):5–14 [In Russian]. doi: 10.17116/hirurgia20180915Dobszai D., Matrai P., Gyongyi Z., Csupor D., Bajor J., Eross B., Miko A., Szako L., Meczker A., Hagendorn R., … Hungarian Pancreatic Study Group. Body-mass index correlates with severity and mortality in acute pancreatitis: A meta-analysis. World J. Gastroenterol. 2019;25(6):729–743. doi: 10.3748/wjg.v25.i6.729Dobszai D., Matrai P., Gyongyi Z., Csupor D., Bajor J., Eross B., Miko A., Szako L., Meczker A., Hagendorn R., … Hungarian Pancreatic Study Group. Body-mass index correlates with severity and mortality in acute pancreatitis: A meta-analysis. World J. Gastroenterol. 2019;25(6):729–743. doi: 10.3748/wjg.v25.i6.729Подолужный В.И. Острый панкреатит: современные представления об этиологии, патогенезе, диагностике и лечении. Фундам. и клин. мед. 2017;2(4):62–71.Podoluzhnyj V.I. Acute pancreatitis: current ideas about etiology, pathogenesis, diagnosis and treatment. Fundamental’naya i klinicheskaya meditsina = Fundamental and Clinical Medicine. 2017; 2(4):62–71. [In Russian].Aperstein Y., Cohen L., Bendavid I., Cohen J., Grozovsky E., Rotem T., Singer P. Improved ICU mortality prediction based on SOFA scores and gastrointestinal parameters. PLoS One. 2019;14(9):e0222599. doi: 10.1371/journal.pone.0222599Aperstein Y., Cohen L., Bendavid I., Cohen J., Grozovsky E., Rotem T., Singer P. Improved ICU mortality prediction based on SOFA scores and gastrointestinal parameters. PLoS One. 2019;14(9):e0222599. doi: 10.1371/journal.pone.0222599Белобородова Ю.С., Винник Ю.С., Белобородов А.А., Данилина Е.П. Значение методов лучевой визуализации в диагностическом алгоритме при остром панкреатите. Сиб. мед. обозрение. 2014; 85(1):66–70. doi: 10.20333/25000136-2014-1-66-70Beloborodova Ju.S., Vinnik Ju.S., Beloborodov A.A., Danilina E.P. Value of radiographic visualization in diagnostic algorithm for acute pancreatitis. Sibirskoe meditsinskoe obozrenie = Siberian Medical Review. 2014;85(1):66–70. [In Russian]. doi: 10.20333/25000136-2014-1-66-70Дарвин В.В., Онищенко С.В., Логинов Е.В., Кабанов А.А. Тяжелый острый панкреатит: факторы риска неблагоприятного исхода и возможности их устранения. Анналы хирург. гепатол. 2018;23(2):76–83. doi: 10.16931/1995-5464.2018276-83Darvin V.V., Onishchenko S.V., Loginov E.V., Kabanov A.A. Severe acute pancreatitis: risk factors of adverse outcomes and their correction. Annaly khirurgicheskoy gepatologii = Annals of Surgical Hepatology. 2018;23(2):76-83. [In Russian]. doi: 10.16931/1995-5464.2018276-83Buxbaum J., Quezada M., Chong B., Gupta N., Yu C.Y., Lane C., Da B., Leung K., Shulman I., Pandol S., Wu B. The Pancreatitis Activity Scoring System predicts clinical outcomes in acute pancreatitis: findings from a prospective cohort study. Am. J. Gastroenterol. 2018;113(5):755–764. doi: 10.1038/s41395-018-0048-1Buxbaum J., Quezada M., Chong B., Gupta N., Yu C.Y., Lane C., Da B., Leung K., Shulman I., Pandol S., Wu B. The Pancreatitis Activity Scoring System predicts clinical outcomes in acute pancreatitis: findings from a prospective cohort study. Am. J. Gastroenterol. 2018;113(5):755–764. doi: 10.1038/s41395-018-0048-1Савельев В.В., Винокуров М.М., Кершенгольц Б.М. Предикторная значимость повреждения ДНК мононуклеарных клеток крови в ранней диагностике инфицированного панкреонекроза. Вестн. хирургии. 2018;177(1):25–30. doi: 10.24884/0042-4625-2018-177-1-25-30Saveliev V.V., Vinokurov M.M., Kershengolts B.M. Prediktory significance of DNA damage to mononuclear blood cells in early diagnostics of infected pacreatic necrosis. Vestnik khirurgii imeni Ivana Ivanovicha Grekova = Grekov’s Bulletin of Surgery. 2018;177(1):25–30. [In Russian]. doi: 10.24884/0042-4625-2018-177-1-25-30Зубрицкий В.Ф., Забелин М.В. Клинико-лабораторные параллели в оценке степени тяжести острого панкреатита. Мед. вестн. МВД. 2018;(6):22–29.Zubritskij V.F., Zabelin M.V. Clinical and laboratory parallels in the evaluation of the degree of acute pancreatitis. Meditsinskiy vestnik Ministerstva vnutrennikh del = Medical Bulletin of the Ministry of the Interior. 2018;(6):22–29. [In Russian].Шерстюкова Е.А., Иноземцев В.А., Козлов А.П., Гудкова О.Е., Сергунова В.А. Атомносиловая микроскопия в оценке механических свойств мембран эритроцитов при воздействии различных физико-химических агентов. Альм. клин. мед. 2021;49(6):427–434. doi: 10.18786/2072-0505-2021-49-059Sherstyukova E.A., Inozemtsev V.A., Kozlov A.P., Gudkova O.E., Sergunova V.A. Atomic force microscopy in the assessment of erythrocyte membrane mechanical properties with exposure to various physicochemical agents. Al’manakh klinicheskoy meditsiny = Almanac of Clinical Medicine. 2021;49(6):427–434. [In Russian]. doi: 10.18786/2072-0505-2021-49-059Винник Ю.С., Пахомова Р.А., Кочетова Л.В., Карапетян Г.Э. Электронная микроскопия эритроцитов пациентов с механической желтухой доброкачественного генеза тяжелой степени тяжести. Новости хирургии. 2019;27(6):650–655. doi: 10.18484/2305-0047.2019.6.650Vinnik Ju.S., Pakhomova R.A., Kochetova L.V., Karapetjan G.E. Electronic microscopy of erythrocytes in patients with severe obstructive jaundice of benign genesis. Novosti khirurgii = News of Surgery. 2019;27(6):650–655. [In Russian]. doi: 0.18484/2305-0047.2019.6.650Li M., Liu L., Xi N., Wang Y., Dong Z., Xiao X., Zhang W. Atomic force microscopy imaging and mechanical properties measurement of red blood cells and aggressive cancer cells. Science China. Life sciences. 2012;55(11):968–973. doi: 10.1007/s11427-012-4399-3Li M., Liu L., Xi N., Wang Y., Dong Z., Xiao X., Zhang W. Atomic force microscopy imaging and mechanical properties measurement of red blood cells and aggressive cancer cells. Science China. Life sciences. 2012;55(11):968–973. doi: 10.1007/s11427-012-4399-3Карапетян Г.Э., Кочетова Л.В., Пахомова Р.А. Атомно-силовая микроскопия эритроцитов больных с длительно незаживающими ранами на фоне хронической венозной недостаточности. Мед. вестн. Сев. Кавказа. 2019;14(1-1):22–25. doi: 10.14300/mnnc.2019.14040Karapetjan G.E., Kochetova L.V., Pakhomova R.A. Atomic force microscopy of erythrocytes of patients with longerly non-healing wounds at the background of chronic venous failure. Meditsinskiy vestnik Severnogo Kavkaza = Medical News of the North Caucasus. 2019;14(1-1):22–25. [In Russian]. doi: 10.14300/mnnc.2019.14040Емельянов В.В., Леонтьев Д.В., Ищенко А.В., Булавинцева Т.С., Саватеева Е.А., Данилова И.Г. Атомно-силовая микроскопия эритроцитов и метаболические нарушения при экспериментальном сахарном диабете и его коррекции липоевой кислотой. Биофизика. 2016;61(5):922–926.Emelyanov V.V., Leontiev D.V., Ishchenko A.V., Bulavintseva T.S., Savateeva E.A., Danilova I.G. Atomic force microscopy of red blood cells and metabolic disorders in experimental diabetes mellitus and its correction with lipoic acid. Biofizika = Biophysics. 2016;61(5):922–926. [In Russian].Ланг Т., Альтман Д. Основы описания статистического анализа в статьях, публикуемых в биомедицинских журналах. Руководство «Статистический анализ и методы в публикуемой литературе (САМПЛ)». Медицинские технологии. Оценка и выбор. 2014;(1):11–16.Lang T., Altman D. Basic statistical reporting for articles published in clinical medical journals: the SAMPL Guidelines. Meditsinskiye tekhnologii. Otsenka i vybor = Medical Technologies. Evaluation and Selection. 2014;(1):11–16. [In Russian].Lang T.A., Altman D.G. Basic statistical reporting for articles published in biomedical journals: the “Statistical Analyses and Methods in the Published Literature” or the SAMPL Guidelines. Int. J. Nurs. Stud. 2015;52(1):5–9. doi: 10.1016/j.ijnurstu.2014.09.006Lang T.A., Altman D.G. Basic statistical reporting for articles published in biomedical journals: the “Statistical Analyses and Methods in the Published Literature” or the SAMPL Guidelines. Int. J. Nurs. Stud. 2015;52(1):5–9. doi: 10.1016/j.ijnurstu.2014.09.006Мудров В.А. Алгоритмы корреляционного анализа данных в биомедицинских исследованиях с помощью пакета программ SPSS. Забайк. мед. вестн. 2020;(2):169–176. doi: 10.52485/19986173_2020_2_169Mudrov V.A. Algorithms for performing data correlation analysis in biomedical research using the SPSS software package. Zabaykal’skiy meditsinskiy vestnik = The Transbaikalian Medical Bulletin. 2020;(2):169–176. [In Russian]. doi: 10.52485/19986173_2020_2_169

The authors declare that there are no conflicts of interest present.