Kvantitativna mjera za afinitet prema kisiku u jednom eritrocita

Istraživači su izvijestili sustav koji kvantificira količinu stanica, težina, hemoglobina i zasićenja kisika u pojedinim crvenih krvnih stanica. Otkrili su da je afinitet za kisik razlikuje u nekim eritrocitima. Te razlike su vjerojatno zbog staničnom mediju, nego koncentracije hemoglobina.

Elektronska snimak krvnih stanica. S lijeva na desno: crvene krvne stanice, trombocite, bijelih krvnih stanica.

Prema glavni autor dr Giuseppe Di Caprio: „Razvili smo opto-za tekućine, sustav mjerenja za kvantificiranje afinitet za kisik velikog broja crvenih krvnih stanica, a pronašli smo iznenađujuće razlike u jakosti vezanja na razini jedne stanice, u odnosu na prosjek.”

Giuseppe Di Caprio, Chris Stokes, John M. Higgins i Ethan Schönbrunn od Rowland instituta na Sveučilištu Harvard, Harvard Medical School i Massachusetts General Hospital su razvili sustav koji oponaša krvožilni sustav i spojite ga na optički tehnike koje se mogu obavljati kvantitativnu mjeru in vivo Podaci pojedinih crvenih krvnih stanica. Njihov rad se pojavljuje u Zborniku časopisu National Academy of Sciences.

Afinitet prema kisiku je važan klinički parametar, koji se koristi za dijagnozu više hematološke bolesti. Klinički rezultat, koji se često koristi za tu svrhu, - broj p50, koji je parcijalni tlak kisika u kojem se hemoglobin (nosi molekule kisika u crvenim krvnim stanicama) u 50% zasićenoj kisikom. Svaki crvenih krvnih stanica ima određenu količinu hemoglobina. Ako je izmjerena parcijalni tlak kisika i mjeri količinu kisikom hemoglobina u odnosu na hemoglobin nezasićeni, to će dati dovoljno informacija za izgradnju krivulje disocijacije kisika. Ova krivulja se koristi za otkrivanje P50.

Hemoglobin afinitet za kisik mogu utjecati (tj da istisne kisik krivulje disocijacije) po nekoliko faktora kao što su temperatura, pH i koncentracije 2,3-diphosphoglycerate u eritrocitima. Iako su liječnici mogu mjeriti volumen i težinu pojedinih crvenih krvnih stanica, ovo je prva studija koja ispituje kako se ti čimbenici utječu na afinitet za kisik u crvenim krvnim stanicama odvojiti.

Dr metoda DiCaprio i sur. Kombinira tehnologiju s biomimetičke mikrofluidnog citometrijom. Biomimikrija u energetici je rastuće područje koje povezuje biologiju s tehnologijom. Kao što naziv implicira, znanstvenici su stvorili uređaj koji simulira biološke procese ili okoliš. Moguće je provoditi studije in vitro, koji oponašaju uvjete in vivo. U ovoj studiji, dr sustav DiCaprio i njegovi kolege simulirani krvožilni sustav. Njihov uređaj ima tri sloja, jedan za protok crvenih krvnih stanica, plin propušta membrane, a jedan za tok kisika. Važno je napomenuti da je, jer je liječnik DiCaprio i njegovi kolege tražili za obavljanje kvantitativnih mjerenja, oni su razvili sustav, tako da je moguće kontrolirati parcijalni tlak kisika. To je omogućilo znanstvenici uspostaviti vezu između kisika crvenih krvnih stanica i parcijalnog tlaka kisika. Kao crvene krvne stanice putuju kroz uređaja, oni se uravnoteži s kisikom, dostizanje točke zasićenja. Znanstvenici su potom mogli utvrditi iznos stanica optičkim imaging zasićena eritrocita.

hemoglobin masa se može odrediti tehnikom kvantitativne apsorpcije citometriji. Hothu prethodne studije ukupnog hemoglobina ispitivanjem u jednoj valnoj duljini 410 nm) (, u ovom istraživanju ispitivane na druge valne duljine (430 nm) kako bi se razlikovali od slobodnog hemoglobina vezanom hemoglobina kisikom. Ako vizualizaciju istoj stanici na oba valnih duljina, apsorpcija može se povezati s zasićenja kisikom na jednoj stanici.

Nakon testiranja i potvrđivanja sustava, sljedeći korak bio je proučiti zasićenja kisikom kinetike. Promjenom geometrije svoje mikrofluidnog analizatora, dr DiCaprio i njegovi kolege su mogli proučiti kinetiku vezanja kisika u crvenim krvnim stanicama u tekućem okruženju. Znanstvenici su identificirali gdje i kada su u njihovom crvenih krvnih stanica analizator dosegli točku zasićenja kisika i potvrdio da su sve crvene krvne stanice zasićena je u vrijeme snimanja. To potvrđuje da su sve promjene nisu u afiniteta kisika između pojedinih stanica posljedica kinetičkih problema, ostavljajući kao mogući čimbenici razlike u afiniteta hemoglobina za koncentraciju kisika i / ili citosolne stanične okoline.

Studija je mogao prijaviti prosječnu i standardnu ​​devijaciju mjerenja pri određenoj temperaturi i pH. Buduća istraživanja će uključivati ​​promjene u temperaturi i pH, za proučavanje kako te promjene mijenjaju apsorpciju kisika pojedinac stanica. Znanstvenici su otkrili da je standardna devijacija je viša kada krivulja disocijacije je strma, što je i pod pritiskom, pri čemu zasićenost kisikom varira više između pojedinih stanica.

Statistička analiza eritrocita na ovoj razini je pokazala korelaciju između koncentracije kisika i zasićenja kisikom hemoglobina u više koncentracije hemoglobina - veće vrijednosti zasićenja. Međutim, studije istih uzoraka pomoću izotonične i hipotoničnu tampon stvoriti osmotski gradijent pokazali da su promjene u koncentraciji hemoglobina ne mijenja afinitet za kisik. To znači da je razlika u afinitetu kisika između pojedinih eritrocita su posljedica nečega unutar stanične okoline. Autori smatraju da je to zbog razlike u koncentraciji od 2,3-diphosphoglycerate, ključni regulator afiniteta prema kisiku u citosolu.

Kada je pitanje je pitao o implikacijama studijskog, koautor dr Ethan Schönbrunn, rekao je: „Mi vjerujemo da su obilježja afinitetom za kisik od jedne stanice može biti vrlo vrijedne za hematologiju, u dijagnostici anemije i za bolje razumijevanje fiziologije hematološkog sustava zdrav.”