Голографическая интерферометрия и лазерная микроскопия эритроцитов

Эритроциты, помещенные в аутоплазму, как в норме, так и при НС наблюдались в виде дисков, собранных в "монетные столбики". Истинные сфероциты при НС полностью отсутствовали, хотя они присутствовали в сухом мазке, как клетки уменьшенного диаметра. Средняя величина объема эритроцитов при НС практически совпадает со средней величиной объема эритроцитов в норме, а площадь поверхности снижена. Уменьшение площади поверхности эритроцитов при неизменном объеме приводит к разбуханию клеток при НС, что характеризуется сниженной величиной коэффициента сферичности: отношение площади поверхности к объему равно 1,22, в норме 1,65. Снижение коэффициента сферичности за счет уменьшения площади поверхности приводит к снижению осмотической резистентности эритроцитов при НС.

Рис. 3. Иллюстрация связи осмотической резистентности эритроцитов с коэффициентом сферичности. Пояснение в тексте.

Кривые осмотического гемолиза: Nг – число погибших эритроцитов в %, С NaCl концентрация хлористого натрия.

Распределение эритроцитов Nэ в % в зависимости от их коэффициента сферичности (S/V). Сплошная линия – норма, точечная – НС. Сдвиг кривой распределения эритроцитов в сторону меньших значений отношения S/V соответствует сдвигу кривой осмотической резистентности эритроцитов в сторону больших концентраций NaCl, что указывает на снижение осмотической резистентности при НС.

Кроме измерения средних величин методы голографической интерферометрии и лазерной микроскопии позволяют исследовать отдельные эритроциты одновременно по нескольким параметрам. Это позволяет выявлять характер соотношений между различными количественными характеристиками эритроцитов внутри популяции. Исследования показали наличие общих свойств эритроцитов в норме и при наследственном микросфероцитозе. Так, зависимость площади поверхности эритроцитов от их диаметров имеет общий вид в обоих случаях (Рис. 4).

Рис. 4. Зависимость площади поверхности S от диаметра эритроцитов /D/ в норме /ᴏᴏᴏᴏ/ и при НС /ххххх/.

Анализ эритроцитов по коэффициентам, характеризующим форму показал, что форма эритроцитов закономерно изменяется: с уменьшением диаметра наблюдается увеличение прогиба центральной части клеток, характеризующейся коэффициентом Кϕ, изменяется форма периферической части, которая оценивается по коэффициенту Кэл. и происходит сдвиг к центру клетки точки, в которой толщина эритроцита максимальна, уменьшается отношение С/R. При уменьшении диаметров эритроцитов от 9,40 мкм до 6,75 мкм величина, Кϕ увеличивается от 0,14 до 0,35, величина Кэл. увеличивается от 0,6 до 1,7, а отношение С/R уменьшается от 0,72 до 0,55 (Рис.5,А,Б,В)

Масса и концентрация гемоглобина в эритроцитах также изменяется в зависимости от диаметров эритроцитов и имеет одну и ту же закономерность как для нормы, так и для НС: с уменьшением диаметров эритроцитов наблюдается уменьшение их массы и увеличение концентрации гемоглобина в клетках (Рис. 5, Г, Д).

Рис. 5. А,Б,В – Зависимость параметров формы (Кэл, Кϕ, С/R); Г, Д – массы (m) и концентрации гемоглобина (Cv) от диаметров (радиусов) эритроцитов (D, R ) в норме (++++++) и при наследственном сфероцитозе (........) Пояснения в тексте.

Теоретический анализ количественных экспериментальных данных показал, что изменения площади поверхности, объема, массы и концентрации гемоглобина, наблюдаемые при уменьшении диаметров эритроцитов по-видимому, могут быт., объяснены с помощью учета последствий отщепления от поверхности эритроцитов микропузырьков определенного размера. С помощью расчётов установлено, что для изменения площади поверхности, объема, массы гемоглобина и его концентрации в эритроците со средними параметрами в норме до состояния со средними параметрами при наследственном сфероцитозе потребуется порядка 20 отщеплений микропузырьков со средним радиусом Rj =0,34 мкм. При этом сохраняются все количественные соотношения параметров эритроцитов, полученные в эксперименте. Теоретический анализ показал, что в отщепляющихся микропузырьках может находиться гемоглобин в концентрациях, меньших, чем в исходной клетке, при этом после каждого отщепления объемная концентрация гемоглобина ( Cv в %) в эритроците возрастает.

Сравнение результатов анализа эритроцитов методами голографической интерферометрии и лазерной микроскопии с литературными данными показало, что величина среднего диаметра эритроцитов (8,20 мкм) соответствует данным, полученным при измерениях эритроцитов в плазме. Измеренные новым методом средние величины площади поверхности и объема эритроцитов несколько ниже данных, имеющихся в литературе. Это объясняется тем, что при измерениях площади поверхности и объема эритроцитов традиционными методами не учитываются особенности формы эритроцита, а их форма экстраполируется в общем случае к форме цилиндра (Тодоров И., 1961, Мосягина Е.Н., 1969). Данные о средних величинах массы и концентрации гемоглобина в эритроцитах хорошо согласуются с результатами, полученными при измерениях этих параметров другими методами (Козинец Г.И., соавт., 1978).