Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Кинетика образования и разрушения эритроцитарных агрегатов в цельной крови

ВАК РФ 03.00.02, Биофизика

Автореферат диссертации по теме "Кинетика образования и разрушения эритроцитарных агрегатов в цельной крови"



МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. М.В.ЛОМОНОСОВА

Физический факультет Кафедра общей физики и волновых процессов

На правах рукописи УДК 577.353:567.322

РЯБОШАПКА Ольга МаркелАвна

КИНЕТИКА ОБРАЗОВАНИЯ II РА38УШЕН ЭРИТРОЦИТАРНЫХ АГРЕГАТОВ В ЦЕЛЬНОЙ КРОВИ

Специальность 03.00.02 - биофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации ка соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва 1996

Работа выполнена на кафедра общей физики и волновых процессов физического факультета МГУ иы. ГЛ.С.Лоыоцосооа

Научный руководитель

кандидат фих-ыат. наук, доцент А.В.Приезжеа

Официальные оппоненты

доктор фиа.-ыат.наук, профессор ВА.Твердислоо кандидат физ.-матнаук, старший научный сотрудник ВЛ.Кононенко

Ведущая организация

Нкститут Прикладной Физики РА}! (г.Нижний Новгород)

Защита состоится * £ " 1996 г. в ^ часоа в

аудитории Сф'Д заседании Диссертационного совета №3 ОФТТ

(К.053.05.77) в МГУ им. М.В.Ломоносова по адресу: 119899, ГСП, Москва, Воробьевы горы, МГУ, физический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотека физического факультете МГУ.

Автореферат разослан "Л/ (АЖ,Ш*.А 1998 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета, кандидат физ.-мат. наук

О.А.Котелыоисоаа

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Исследование состоят« крови и ее отдельных компонентов, а также роли клеток крови и их гидродинамических свойств в процессах, влияющих на динвмику течения крови, имеет важное значение для развития диагностических методов в биологии и медицине.

Кровь по своему составу и свойствам составляющих ее элементов является сложной многокомпонентной жидкостью. В зависимости от условий течения кровь может проявлять неньютоновские свойства, различные хикические и физические факторы вызывают изменение как состава крови, так и свойств отдельных клеток крови. Таким образом, изучение свойств движущейся крови, а также различных типов взаимодействия составляющих ее компонентов, влияющих на движение крови, является одной из наиболее сложных и важных задач биофизики.

Форменные элементы крови, к которым относятся эритроциты, тромбоциты и лейкоциты, составляют около 46% объема крови. В плазме в растворенном состоянии находятся различные белки, участвующие в иммунных реакциях, свертывании крови, агрегации клеток крови и т.д. Наиболее важными с точки зрения реологии крови являются эритроциты в силу их специфических свойств и выполняемых ими в организме функций.

Особая форма эритроцитов (двояковогнутые диски) и упругие свойства мембраны этих клеток делает возможным их проникновение в капилляры меньшего диаметра, чем диаметр эритроцитов, что позволяет им осуществлять транспорт кислорода. Благодаря своей высокой концентрации и наличию в плазме адгезивных макромолекул белков эритроциты взаимодействуют между собой с образованием агрегатов, которые разрушаются под действием сдвиговых сил. Этот эффект оказывает значительное влияние на вязкость крови и характер течения крови в макро- и микрососудах.

В экспериментах с клетками крови важными условиями являются бесконтактность и невозмущающее действие измерительной аппаратуры. Более всего отвечают этим требованиям оптические и, в частности, лазерные методы исследования [Ц Монохроматические источники света в широком диапазоне длин волн дают возможность подобрать оптимальные условия для исследования биологических объектов. Применение ла^ерон позволяет создать направленные

сфокусированные пучки и, тем самый, уменьшить измерительный объем. Используемые в экспериментах с живыми объектами низкоинтенсивные лазеры, как правило, не вносят искажений в результаты измерений за счет изменения свойств объекта. Однако, опыт использования киэкоинтенсивного лазерного излучения для терапии ряда заболеваний, в частности, путем облучения крови, говорит о том, что здесь необходимы дополнительные исследования [2].

Для оценки агрегациокных свойств эритроцитов используют методы регистрации излучения, рассеянного в направлении вперед или назад. Получаемый сигнал подвергается обработке с помощью различных алгоритмов, что дает возможность определить некоторые количественные параметры процессов деформации и агрегации.

В агрегометрии разработаны два подхода к изучению агрегации красных клеток крови: путем регистрации излучения, прошедшего через тонкий слой крови в зазоре вискозиметра типа "конус-пластина", и рассеянного в направлении назад от слоя крови в зазоре вискозиметра типа Куэтта (Couette) или Серла (Searle).

Первый подход позволил путем микрофотосъемки зарегистрировать последовательные стадии процессов формирования и разрушения агрегатов в потоке, а также изучить особенности процесса агрегации в зависимости от вида, формы, концентрации и заряда адгезнрующего белка [3]. В системе такого типа (толщина зазора варьируется от 10 до 160 мкм) процесс агрегации заканчивается на стадии образования двумерных линейных агрегатов, что не дает возможности наблюдать образование крупных кластеров, характерных для некоторых заболеваний.

Другой подход был развит в работах [4,5]. Изучение поведения эритроцитов в течении Куэтта или Серла путем регистрации рассеянного назад света позволило интерпретировать процесс агрегации в терминах кинетик: и выделить структурные и реологические параметры эритроцитарных агрегатов. Было показано, что такие количественные параметры чувствительны к изменению .температуры крови, концентрации эритроцитов и к наличию патологии. Однако, выбор этих количественных показателей представляется необоснованный, так как они не связываются с реальными процессами, происходящими в крови.

Основной целью настоящей работы является научное обоснование методики измерения параметров агрегации и дезагрегации эритроцитарных агрегатов в цельной крови методом регистрации рассеянного назад света и определение закономерностей изменения данных параметров в зависимости от состояния организма и влияния различных физических и химических факторов (лазерное облучение in vivo и in vitro, фотосенсибилизация).

Для достижения этой цели были решены следующие основные задачи:

• разработана оптимальная схема нефелометра для одновременного измерения агрегационных и деформационных свойств эритроцитов и новый алгоритм вычисления параметров агрегации, дезагрегации и деформации;

• в приближении Рэлея-Ганса-Дебая (РГД) описзно рассеяние света (га начальном этапе агрегации модельных частиц, расчитаны кинетики рассеяния при различных начальных концентрациях частиц;

• показано, что измеряемые параметры агрегации и дезагрегации эритроцитарных агрегатов чувствительны к изменению гематокрита, продолжительности и условиям хранения крови, а также к наличию патологии в организме человека;

• исследовано влияние введения в кровь t'n vivo фотосенсибилизаторов (ФС), используемых при фотодинамической терапии рака, и инкубации цельной крови с ФС t'n vitro с последующим облучением на параметры процесса агрегации и прочность агрегатов;

• получены количес! ценные данные о влиянии лазерного облучения на разных длинах волн in vivo и in vitro на агрегациокные и деформационные характеристики эритроцитов в различном состоянии.

1. Предложена оптимальная схема нефелометра для изучения суспензий агрегирующих эритроцитов и разработан новый алгоритм вычисления параметров агрегации и дезагрегации: характерных времен образования линейных и трехмерных агрегатов, параметров прочности линейных и трехмерных агрегатов, деформируемости эритроцитов.

2. В приближении Рэлея-Ганса-Дебая (РГД) описано рассеяние света на начальном этапе агрегации модельных частиц, получены кинетики рассеяния при различных начальных концентрациях частиц.

3. Впервые обнаружено, что введение фотоеенсибилизагоров фотогена и фотосенса в кровь in vivo и инкубация цельной крови с ФС in vitro инициирует замедление процесса агрегации и увеличение прочности агрегатов. Предложена биофизическая интерпретация эффектов изменения кинетики агрегации и дезагрегации. •

4. Получены количественные данные о влиянии лазерного облучения на .разных длинах волн (633 и 890 ни) t'n vim к in vitro на игрегационные и деформационные характеристики эритроцитов в различном состоянии.

Б. Показано, что средние значения набора измеряемых параметров для четырех типов заболеваний достоверно отличаются от нормальных, высказана гипотеза о связи замеченных эффектов агрегации с повышенным содержанием фибриногена и иммуноглобулина М (IgM) в случав аутоиммунных заболеваний.

Научная и практическая ценность работы.

Разработана методика одновременного измерения агрегационных н деформационных свойств эритроцитов в цельной крови путем регистрации рассеянного от слоя крови в направлении назад света. Проведенный комплекс исследований агрегации эритроцитов, разрушения эритроцитарных агрегатов в потоке, а также деформации красных клеток крови при высоких сдвиговых напряжениях вносит дополнительный вклад в понимание биофизических аспектов механизмов агрегации и дезагрегации эритроцитов.

Исследовано влияние агрегации эритроцитов на оптические свойства цельной крови. Рассчитаны кинетики светорассеяния при образовании линейных агрегатов для суспензий модельных частиц при различных начальных концентрациях в приближении РГД. Проведен сравнительный анализ теоретически рассчитанных кривых с экспериментальными данными, показано их качественное согласие.

Использование разработанной методики и алгоритма обработки сигнала для клинических исследований в Институте ревматологии РАН, ММА иы.Сеченоза позволило измерить средние значения измеряемых параметров для 4-х типов питологий. Проведен статистический анализ и сравнение полученных данных с показателями нормальной крови.

Показано, что при дозах до 3.5 Дж облучение крови in vttro на длине волны 633 км не изменяет параметров агрегации и дезагрегации, в то время как

облучение на длине волны 890 нм изменяет параметры агрегации и дезагрегации как ir» vt't», так и in vitro.

Полученные результаты важны для разработки нового диагностического метода определения агрегационных свойств эритроцитов, который может использоваться в клинике внутренних болезней, клинической токсикологии, травматологии и др., а также для мониторинга эффективности терапевтических воздействий.

Результаты исследования влияния инкубации цельной крови в присутствии фотогема или фотосенса и последующего облучения крови на агрегационные свойства эритроцитов важны для выбора оптимальных характеристик конкретных фотосенсибилизаторов и режимов инкубации 'и облучения в процессе фотодинамической терапии рака.

Изучение режима неустойчивости потока крови в течении Куэтта (или Серла) и образования вихрей Тейлора представляет интерес для оценки устойчивости течения в бифуркациях модельных и нативных сосудов.

Апробация работы и публикации.

Материалы диссертации опубликованы в 13 печатных работах, докладывались и обсуждались на 9-ти конференциях и семинарах: Российской молодежной ассамблее "Молодежь и здоровье" (Саратов, 1992), 4-ой Международной конференции "Laser Applications in Life Sciences" (Еваскула, Финляндия, 1992), 6-ой Международной конференции ECIS/European Colloid and Interface Society (Грац, Австрия, 1992), Международных конференциях Biomedical Optics Europe (Будапешт, Венгрия, 1993; Лилль, Франция, 1994), конференции "Cell and Biotissue Optics" (Саратов, 1994), Международных конференциях BiOS Photonics West (Сан-Хосе, США, . 1995, 1996), Международной конференции ICONO'95 (Санкт-Петербург, 1995).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы, она изложена на ^?.?страницах текста, содержит ^ рисунков. Список литературы включает "^названий

Во введении дана краткая характеристика исследуемых проблем, сформулиоованы цели и задачи работы.

S

Первая глава содержит обзор литературных данных по реологическим свойствам эритроцитов: деформируемости и агрегации. Описаны основные морфологические признаки эритроцитов, их оптические свойства. Приведен обзор современных оптических методов исследования свойств эритроцитарной мембраны и образования и разрушения эритроцитарных агрегатов.

В §1.1 приводятся данные о составе и структуре крови. .Кратко описываются свойства и функции основных форменных элементов крови, а также составляющих плазму крови белков. В §1.2 дана характеристика морфологических признаков эритроцитов. Описывается его форма, возможные трансформации мембраны, а также приводятся данные о распределении эритроцитов по размерам. В §1.3 на основе литературных данных сделан обзор современных представлений о строении и свойствах мембраны эритроцита. Дан обзор оптических методов исследования упругости эритроцитарной мембраны "и влияния различных факторов на ее свойства. В §1.4 описывается одно из уникальных свойств крови: способность эритроцитов к агрегации,. т.е. обратимому слипанию эритроцитарных мембран соседних клеток. Описываются механизмы сближения эритроцитов, подробно описаны современные представления о механизме агрегации крисных ¡слеток крови. Приводится обзор оптических методов исследования агрегации эритроцитов, а также полученные с их помощью основные результаты, проясняющие рать белков плазмы крови в агрегации эритроцитов. В §1.5 приводятся данные об основных оптических характеристиках эритроцитов: сечении рассеяния и поглощения. Обсуждается проблема построения теории рассеяния на одиночном эритроците и агрегатах с учетом особенностей формы и свойств.

Вторая глава посвящена описанию проблем агрегометрии: обсуждаются современные подходы к изучению агрегации эритроцитов, приводятся результаты расчета кинетики рассеяния оптического излучения суспензиями агрегирующих модельных частиц В этой главе описывается устройство . эритроагрегометра для измерения агрегационных и деформационных свойств эритроцитов, обсуждается физика формирования сигнала рассеяния, описывается алгоритм обработки сигнала, позволяющий количественно измерять характерные времена образования и разрушения линейных и трехмерных агрегатов, а также деформируемость эритроцитов. Обсуждаются некоторые проблемы оптимизации прибора и стандартизации результатов измерений.

О •

В §2.1 обсуждаются существующие оптические методы изучения агрегации эритроцитов, приводятся количественные критерии оценки агрегации, получаемые путем обработки оптического сигнала, описаны некоторые результаты исследования патологической крови. В §2.2 описывается расчет кинетики рассеяния света агрегирующими модельными частицами в приближении Рэлея-Ганса-Дебая. Отдельные клетки моделируются дисками, линейные агрегаты - цилиндрами. Для дисков и цилиндров заданных размеров, приближенных к размерам эритроцита, рассчитываются интенсивность излучения индуцированных диполей, фактор внутренней интерференции. Обсуждается проблема учета распределения светорассеивающих чпстиц по размерам. Кинетика образования линейного агрегата приближенно описывается с помощью кинетической теории Смолуховского. Приведены результаты численного расчета кинетики рассеяния для различных начальных концентраций частиц.

В §2.3 описывается разработанный для задач измерения кинетики образования и разрушения эритроцитарных агрегатов лазерной эритроагрегометр, схема которого показана на рис.1. Обсуждаются некоторые аспекты формирования сигнала рассеяния в высококонцентрированных суспензиях эритроцитов, особенности потока крови в течении Куэтта. Описан разработанный алгоритм , обработки сигнала рассеяния, позволяющий количественно измерять характерные времена образования линейных и трехмерных агрегатов Т[ и Т2, прочность трехмерных и линейных агрегатов р[ и [}:>> а также деформируемость эритроцитов Б. Обсуждаются проблемы стандартизации • результатов измерений, выбор оптимальных параметров установки: толщины зондируемого слоя крови, диапазона скоростей сдвига, режимов регистрации рассеянного излучения, приводятся результаты исследования зависимости параметров агрегации и дезагрегации от концентрации эритроцитов в кропи и сроков хранения крови.

В третьей главе описаны серии экспериментов по измерению параметров агрегации и дезагрегации в образцах крови больных людей. Определены средние значения и дисперсии значений параметров для четырех типов различных патологий. Изменение состояния организма при этом характеризуется"-изменением кинетики агрегации- эритроцитов и прочности агрегатов. ' Обсуждаются вопросы статистической обработки результатов

проведенных измерений. Показано, что различие измеряемых наше средних значений параметров агрегации и деформации для нормальной крови и крови больных людей статистически достоверно.

В §3.1 приводятся результаты измерения параметров агрегации эритроцитов. Основная часть амплитуды агрегации определяется процессом формирования парных, а затем линейных агрегатов, т.е. характерным временем IV Поэтому изменение состояния крови или патологические изменения организма в целом проявляются именно на этой фазе агрегации.

Показатели агрегации крови здоровых доноров были исследованы ранее на аналогичной установке и составили: Т(= 12.513.8 сек и Тг=41.415.1 сек (N=40). Пример кинетики агрегации для нормальной крови представлен на рис. 2. Параметры агрегации исследованных образцов крови при различных типах патологии приведены в Таблице 1, один из примеров кинетики агрегации при болезни Шагрена - на рис.3.

Таблица 1.

Патология N сев Тг±Ох, сек

1 Ревматоидный артрит 25 5.611.4 65.1119.6

2 Патологии дых путей 8 10.713.2 48.315.9

3 Болезнь Шагрена 7 5.312.0 73.2125.3

. 4 Хронический гломерулонефрит 11 6.312.5 69.816.6

Норма 40 12513.8 41.415.1

Статистический анализ включал в себя сравнение дисперсий нормы и патологии по критерию Фишера и сравнение средних значений параметров агрегации и дезагрегации по статистике Стыодента.

Исследования показали, что с уровнем значимости 0.05 средние значения характерных времен образования агрегатов и Т2 отличаются от показателей нормальной крови.

В §3.2 приводятся результаты исследования кинетики разрушения эритроцитарных агрегатов при изменении сдвиговых напряжений в потока Прочность агрегатов для нормальной крови составляет Р=26.3±7.0 сек"1. С уровнем значимости 0.05 средние значения прочности агрегатов [$ для групп

.образцов крови с различными патологиями отличаются от нормы, лишь для случая патологий дыхательных путей р<0.1.

Возможные виды кривых дезагрегации разделяются на несколько типов:

• процесс, характеризующийся одним показателем прочности [);

• двухфазная дезагрегация с высокой прочностью малых агрегатов р^.;

• аномальный процесс дезагрегации с прочностью крупных агрегатов намного выше, чем прочность линейных цепочек (р1>Рг);

• усиление агрегационных процессов при малых скоростях сдвига вплоть до критического значения у, при которой начинается дезагрегация, характеризующаяся высоким значением р.

При остановке течения с высокой скоростью сдвига у, при которой происходит полная дезагрегация, наблюдалось мгновенное возрастание интенсивности сигнала светорассеяния, затем резкое уменьшение. При высоких у происходит не только ориентация эритроцитов вдоль потока, но и их деформация, выражающаяся в той, что клетки вытягиваются по потоку. Для оценки степени деформируемости эритроцитов был введен коэффициент И |%], равный отношению амплитуды пика к полной амплитуде агрегации. Эксперименты показали, что что высокой прочности агрегатов соответствует высокая степень деформируемости.

В четвертой главе приводятся результаты экспериментов по изучению влияния лазерного облучения крови »п ш'оо и «я ш'£то на длинах волн 633 и 890 км, а та1Ч«е в присутствии фотосенсибилизаторов фотогена и фотосенса с последующим облучением на длине волны 633 нм_ Анализ полученных результатов проводится на основе имеющихся в литературе данных о влиянии рассматриваемых факторов на форму и деформационные характеристики эритроцитов.

В §41 приводятся данные о влиянии низкоинтенсивного лазерного излучения на свойства эритроцитарной мембраны и оптические свойства плазмы ' крови, рассматриваются возможные механизмы биологического действия света, в частности, основанные на фотогенерации синглетного кислорода в полосе поглощения молекулярного кислорода, куда попадает и излучение Не-Ые лазера.

В §4.2 описаны эксперименты по изучению влияния облучения крови in . vivo и in vitro на кинетику образования и разрушения агрегатов. Показано, что облучение на длине волны Х=633 нм и дозе облучения 3.5 Дне in vivo при патологии дыхательных путей не изменяет параметры агрегации и дезагрегации эритроцитов. Облучение на длине волны Х.=890 нм и дозе облучения 3.6 Дж in vive ускоряет процесс агрегации и уменьшает прочность агрегатов, в то время как облучение с теми же характеристиками in vitro не оказывает заметного влияния.

В §4.3 приводятся результаты экспериментов по изучению влияния фотосенсибилизации крови фотогемом и фотосенсом на агрегационные свойства эритроцитов. Описаны данные об изменении форМи эритроцитов при воздействии фотосенсибилизаторов ФС (гематопорфирина и фталоцианина алюминия), а также кинотика их накопления в клеточной мембране. Результаты исследования показали, что инкубация суспензия эритроцитов с ФС in vitro приводит к замедлению процесса агрегации и увеличению прочности агрегатов по сравнению с контрольными измерениями до инкубации. Та же тенденция -наблюдается и в экспериментах in vivo. Изменение .агрегационных свойств при фотосенсибилизации является результатом модификационных изменений мембраны эритроцитов, а также взаимодействием белков плазмы крови с молекулами ФС.

В пятой главе рассматриваются результаты экспериментов по изучению эффектов неустойчивости потока крови в течении Куэтта. Показано, что в области критических значений числа Тейлора для цельной крови возникают вихри Тейлора, частота которых прямо пропорциональна частоте вращения внутреннего цилиндра в ячейке Куэтта.

В ячейке Куэтта с вращающимся внутренним цилиндром при достижении критического значения числа Тейлора Та в потоке жидкости возникают вихревые структуры. Исследования показали, что вихреобразование в потоке цельной крови при концентрации эритроцитов =40% начинается при скоростях сдвига =30+70 сек"1, т.е.числах Тейлора

гш2(АГ)3 л> ~ vi э-

Визуально структурирование потока наблюдается при скорости сдвига 7~:500 сек"1.

Частота осцилляций сигнала рассеяния прямо пропорциональна частоте

о ращения внутреннего цилиндра или соответствующим значениям числа

• Разработана методика одновременного измерения временных параметров процесса агрегации и параметров разрушения агрегатов и деформации эритроцитов в сдвиговом потоке в цельной крови в ячейке Куэтта.

• Рассчитаны кинетики рассеянии для агрегирующих суспензий модельных частиц при различных начальных концентрациях клеток в приближении' РГД, показано их качественное согласие с экспериментальными данными.

• С помощью разработанной методики определены средние значения измеряемых параметров для различных типов патологий Показано, что средние значения параметров при данной патологии отличаются от показателей нормальной крови с Р<0.05.

• Показано, что облучение крови in vitro на длине- волны 633 нм при дозах облучения до 3.5 Дж не изменяет параметров агрегации и дезагрегации, о то время как облучение на длине волны 890 нм изменяет параметры агрегации и дезагрегации как in vivo, так и in vitro.

• Впервые показано, что введение фотосенсибилизаторов фотогема и фо- осенса tit vitro и последующее облучение крови приводит к повышению времен образования линейных и трехмерных агрегатов и прочности агрегатов. Та же тенденция прослеживается и в экспериментах in vive

• Обнаружено, что" при высоких скоростях сдвига в течении Куэтта вихри Тейлора возникают при значении критического параметра, отличном от простых жидкостей. Проведены эксперименты по изучению чувствительности ВИХ; JBbix структур к параметрам течения.

Основные результаты, изложенные в диссертации, опубликованы в

1. Приезжев А.В., Рябошалка О.М., Фирсов Н.Н. Оптимизация конструкции эритронефелометра. Известия РАН; Серия физическая, 59, 6, 168 (1995).

2. Hyaboshapka О.М., Priezzhev A.V., Firsov N.N. Optical diagnostics of in vitro blood shear flow structure and dynamics. Optical Tomograpny, Photon Migration, and Spectroscopy of Tissue and Model Media: Theory, Human Studies, and Instrumentation, B.Chance et.aL, Editors, Proc.SPIE 2389, 124 (1995).

3. Ryaboshapka O.M., Firsov N.N., Priezzhev A.V. Peculiarities of backscattering nephelometry of whole blood applied to clinical diagnostics. Optical and Imaging

Тейлора.

сформулированы основные результаты работы:

Techniques in Biomedicine, H.-J.Foth, H.Podbielska, Editors, ProeSPIE 2329, 126-130 (1995).

4. Firsov N.N., Lipteva N.B., Levenko EA., Priezzhev A.V., Proskurin S.G., and Ryaboshapka O.M. Laser scattering studies of structural and dynamic colloidal ■ properties of protoplasm and blood. Progr.Colloid Polym.Sci., v.93, 81-84 (1993).

5. Firsov N.N., Priezzhev A.V., Ryaboshapka O.M., Sirko IV. Aggregation properties of erythrocytes of whole blood under shear stress by backscattering nephelometry. Static and Dynaic Light Scattering in Medicine and Biology, RJ.Nossal, R.Pecora, A.V.Priezzhev, Editors, ProeSPIE 1884. 283-290 (1993).

6. Firsov N.N., Priezzhev A.V., Ryaboshapka O.M. and Sirko LV. Diagnostic potentials of laser nephelometry of aggregating erythrocyte suspensioa Laser Study of Macroscopic Biosystems, J.E.IKorppi-Tommola, Editor, ProeSPIE 1922, 139-144 (1992).

7. Firsov N.N., Priezzhev A.V., and Ryaboshapka O.M. Study of erythrocytes aggregation kinetics in shear flow in vitro by light scattering technique. Optical Methods of Biomedical Diagnostics and Therapy, V.V.Tuchin, Editor, ProeSPIE 1981, 17-25 (1993).

8. Firsov N.N., Priezzhev A.V., and Ryabohapka O.M. Aggregation properties of erythrocytes of whole blood under shear stress by backscattering nephelometry. Static and Dynamic Light Scattering in Medicine an Biology, RJ.Nossal, RPecora, A.V.Priezzhev, Editors, Proc-SPIE 1984, 283-290 (1993).

9. Priezzhev A.V., Firsov N.N., Ryaboshapka O.M. and Sirko LV. Problems of the optimum design of erythronephelometer. Cell and Btotissue Optics: Applications in Laser Diagnostics and Therapy, V.V.Tuchin, Editor, Proc-SPIE 2100, 195-202 (1994).

10. Firsov N.N., Priezzhev A.V., and Ryaboshapka O.M.. -Experience of application of nephelometry for the analysis of aggregational state of blood in a clinic of internal diseases. Biochemical Diagnostics Instrumentation, RF.Bonner, G.E.Cohn, T.M.Laue, A.V.Priezzhev, Editors, ProeSPIE 2136, 114-118 (1994).

11. Firsov N.N., Priezzhev A.V., Ryaboshapka O.M., Sirko LV., and Vyshlova M.A. Dependences of erythrocyte aggregation and disaggregation parameters of suspension hematocrit: study by backscattering nephelometry. Laser Applications in Life Sciences, P.A..\panasevich, N.LKoroteev, S.G.Kruglik, V.N.Zadkov, Editors, ProeSPIE 2370, 393-399 (1995).

12 Priezzhev A.V., Ryaboshapka O.M., Savchenko N.B., Firsov N.N., and Kolinko V.G. Light scattering diagnostics of blood dynamics and structure. Holography and Cirrelation Optics, O.V.Angelsky, Editor, Proe SPIE 2647, 521528 (1995).

13. Firsov N.N., Bjelle A., Korotaeva T.V., Priezzhev A.V., and Ryaboshapka O.M. Clinical application of the measurements of spontaneous erythrocyte aggregation and disaggregation. A pilot study. Clinical Hemorheology. (послана в печать)■

14. Приезжев А.В., Рябошапка О.М., Савченко Н.Б., Фирсов Н.Н., Ко л инь ко В.Г.: // Исследования структуры и динамики цельной крови in vitro и in vivo методом светорассеяния. Известия РАН, Серия физическая, 3 (1996) (в печати). 4

15. Firsov N.N., Priezzhev A.V, Ryaboshapka O.M., and Sirko LV. Optimum design of erythronephelomcter. Biomedical Optics, (послана в печать).

Литература:

1. ААПриезжев, ВВ.Тучин, Л.{Шубочкин. Лазерная диагностика а биологии и медицине. - М, Наука, 1989.

2. С.ДЗахаров, С.А.Скопиноа, КМЧудновский и др. Первичные механизмы неспецифического воздействия низкоинтенсивного лазерного излучения на эритроциты с участием молекулярного кислорода. Изв. АН СССР, Сер. физическая, 54(8), 1629(1990).

3. HSchmld-Schonbein, K.A.KIlne, E.Volger. Velocity of red cell aggregation (RCA): photometric determination оf the half-time and aggregation constant BiblAnat., 13, 91 (1975).

4. M.Donner, M.Siadat, J.FStoltz. Erythrocyte aggregation: approach by light, scattering determination Biorheology, 25, 367 (1988).

6. P.Snabre, M.Bitbol, P.Mills. Ceil disaggregation behaviour in shear flow. BiophytJ., 51, 795 (1987).

Участок множительной техники ОНЦ РАМН

Подп. к печати b Заказ Тираж 100 jm

Рис. 1. Схема экспериментальной установки эритроагрегометра. Цифрами обозначены: ЬНе-Ие лазер, 2-приемно-излучающая головка, ^-измерительная кювета, 4-двигатель с системой редукторов, 5-фотодиод, 6-усилитель, 7-печатающее устройство, 8-блок регистрации и обработки сигнала модифицированного эритроагрегометра.

120.0-,

80.0-

40.0-

0.0-

o too too

вршаа, cwt

-l---1-«-1---1

SO too 15 0 ZOO время, te*

Рис. 2. Кинетика агрегации эритроцитов крови здорового донора. Параметры агрегации данного образца: Т^П.МО.'в сек, Т2=45.8±3.4 сек.

160.0

120.0

80.0-

40.0-

т-■--1-'—i ■ i

40 80 120 160 время, сек

Рис. 3. Кинетика агрегации эритроцитов при патологии (болезнь Ш&грена). Параметры агрегации данного образца: Т1=5.4±02 сек, Та=55.4±1.в сек.

5.0-,

Л 1.0- \

0.0-1—I—|—I—I—1—|—.—I—I—I

0 50 100 .150 200 250 скорость сдвига, 1/мк

Рис 4. Изменение кинетики дезагрегации для образца крови (острая почечная

недостаточность) при экстракорпоральном облучении ИК лаЪером. Х=890 км,

Рис. 5. Изменение кинетики агрегации эритроцитов в процессе инкубации образца крови с гематопорфирином (ГП) и последующего облучения Не-Ые лазером (Х=633 нм) при дозах облучения 1.8 Дж и 3.6 Дж (15 и 30 мин облучения соответственно).

\У=3.6 Дж.

1-до облучения: Р,=21.2±3.4 сек"1, Р2=85.7±3.6 сек'1;

2-обл. ¡п у^о р1=14.0±2.5 сек"1, 02=39.011.2 сек"1;

3-обл. 1п уНго р1=27.5±3.5 сек"1, Р2=86.7±4.0 сёк"1;

до инкубация облучение облучение облучения с ГП 15 мин 30 мин