Повна версія

Головна arrow Медицина arrow УЛЬТРАЗВУК В МЕДИЦИНІ, ВЕТЕРИНАРІЇ, БІОЛОГІЇ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

МЕТОД УЛЬТРАЗВУКОВОЇ ЦИТОЛІЗОМЕТРІЇ

Ультразвукові методи знайшли застосування не тільки в клінічній діагностиці, але і в лабораторних дослідженнях. Зокрема, в практиці лабораторних досліджень крові існує метод визначення механічної резистентності еритроцитів. Стійкість цих клітин до механічних, руйнівним діям зазвичай оцінюють, струшуючи кров з антикоагулянтом протягом певного часу, а потім по фарбуванню плазми вимірюють кількість вийшов з травмованих еритроцитів гемоглобіну, або підраховуючи число еритроцитів в одиниці об'єму під мікроскопом до і після струшування. Цей метод придатний лише для еритроцитів, так як внутрішній обсяг цих клітин не поділений на окремі компар- таменту та їх вміст випливає через будь-яке пошкодження клітинної мембрани. Крім того, метод неточний і дозволяє, як правило, лише підтвердити встановлений діагноз.

Деякі клітини, суспендовані у водному середовищі і не мають міцної клітинної стінки, руйнуються під дією ультразвуку вже при інтенсивності, що використовуються в терапії. До числа таких клітин відносяться клітини крові і сперматозоїди. Пороги і швидкість руйнування цих клітин залежать як від концентрації клітин в суспензії, температури середовища, частоти та інтенсивності ультразвуку, так і від міцності клітинних мембран, і, отже, від типу клітин та стану організму - донора цих клітин.

Руйнування клітин в ультразвуковому полі відбувається тільки в тому випадку, якщо інтенсивність ультразвуку перевищує значення, що збігаються для розбавлених суспензій, з порогами кавітації у воді.

Залежність середньої швидкості руйнування клітин від інтенсивності ультразвуку за характером схожа з аналогічними залежностями інтенсивності ультразвукового світіння і швидкості звукохіміческіх реакцій (див. §§ 1.8; 1.13). Збіг в характері цих залежностей, а також в порогах кавітації і руйнування клітин свідчить про кавитационной природі ефекту. Крім того, швидкість руйнування клітин обернено пропорційна концентрації клітин в суспензії (рис. 2.10), що може служити підтвердженням кавитационной природи руйнування, так як збільшення концентрації клітин рівнозначно збільшенню в'язкості, що приводить до зростання порога кавітації в рідких середовищах.

Залежність часу руйнування клітин в ультразвуковому полі від їх концентрації (інтенсивність ультразвуку - 0,4 Вт / см  )

Мал. 2.10. Залежність часу руйнування клітин в ультразвуковому полі від їх концентрації (інтенсивність ультразвуку - 0,4 Вт / см 2 )

Відзначимо, однак, що ультразвукове світіння і освіту хімічно активних частинок характеризують процеси, які відбуваються всередині кавітуючими бульбашки, тоді як руйнування клітин відбувається в результаті процесів, що протікають поза ним.

Заміна розчиненого у воді повітря аргоном або присутність в ній акцепторів вільних радикалів (цистеїн, акриламід) не впливають на процес ультразвукового руйнування клітин. Звідси випливає, що основну роль в процесах, що ведуть до порушення цілісності клітинних мембран, грають не хімічні речовини, що утворюються під дією ультразвуку, а механічні сили, що виникають при кавітації. Такі сили, достатні за величиною для руйнування клітинних мембран, можуть бути обумовлені МІКРОПОТОК і ударними хвилями поблизу пульсуючих або закриваються бульбашок.

Акустичні потоки в суспензії, що виникають в докавітаціонном режимі (0,05 Вт / см 2 ), здатні лише «змивати» макромолекули з поверхні клітинних мембран. Збільшення інтенсивності ультразвуку до значень, що перевищують поріг кавітації, призводить до появи в середовищі пульсуючих газових бульбашок, що породжують мікропотоки з градієнтами швидкостей близько 10 4 з -1 . Клітини радіусом 5 10 ~ 6 м, що потрапили в поле цих мікропотоків, можуть відчувати зсувні зусилля, що значно перевищують значення, при яких починають руйнуватися клітинні мембрани.

Руйнування клітин починається не відразу після включення ультразвуку і закінчується не миттєво після його виключення. Чим вище інтенсивність ультразвуку, тим коротше проміжок часу між моментом його включення і початком процесу руйнування клітин, і тим довший післядія, коли ультразвук вже вимкнений, а клітини продовжують руйнуватися. У пошуках причин такого наслідки були досліджені зміни в морфології еритроцитів, підданих ультразвуковому впливу в суспензії, і виявлені «дірки» в цитоплазматичних мембранах, через які вміст клітин випливає в навколишнє середовище.

Швидкість витікання вмісту еритроцитів крізь дефекти в мембранах після виключення ультразвуку обмежена дифузією і в'язким течією. Очевидно, ця швидкість досить мала і може забезпечити спостережуване післядія. Аналогічне явище спостерігається не тільки для еритроцитів, але і для інших клітин, розділених внутрішньоклітинними мембранами на компартаменти.

У звичайних умовах внутрішньоклітинні мембрани перешкоджають витіканню їх вмісту через поодинокі дефекти в цитоплазматичної мембрані. Однак під дією ультразвуку усередині клітин виникають мікротеченія. Вони руйнують компартментацію, перемішують вміст і оборотно знижують в'язкість цитоплазми. Після цього ніщо не перешкоджає витіканню вмісту клітин крові через пошкодження в цитоплазматичних мембранах.

Дослідження залежності швидкості ультразвукового руйнування клітин від температури на прикладі еритроцитів показало, що швидкість сонолізіса мало змінюється в діапазоні 20 ... 36 ° С. При більш високих температурах починається теплової гемоліз. Ультразвук прискорює його і швидко руйнує клітини.

Підсумовуючи наведені дані та нехтуючи швидкістю спонтанного руйнування клітин, можна показати, що середня швидкість ультразвукового руйнування клітин розраховується за формулою: де С - концентрація клітин в суспензії;

k - коефіцієнт, що показує, яка частина акустичної енергії перетворюється на енергію мікропотоків і витрачається на руйнування клітин;

/ - відстань від випромінювача до тієї точки в обсязі, де інтенсивність ультразвуку зменшується в результаті акустичних втрат (поглинання, розсіювання) до порога кавітації;

/ - інтенсивність ультразвуку;

/ П - інтенсивність, відповідна порогу кавітації;

А - коефіцієнт, що характеризує втрати акустичної енергії.

Температуру можна не враховувати, якщо в досвіді вона не перевищує

36 ° С.

З аналізу наведеного виразу випливає, що при / »/ п значення 1А (/ - /") »1, і середня швидкість руйнування клітин в суспензії - лінійна функція інтенсивності ультразвуку (У * /), а при інтенсивностях ультразвуку, близьких до пороговим, V = (/ - / п ) 2 .

Залежність відношення швидкостей руйнування лейкоцитів здорових ( V  ) і хворих на лейкоз ( У  ) корів від інтенсивності ультразвуку

Мал. 2.11. Залежність відношення швидкостей руйнування лейкоцитів здорових ( V H ) і хворих на лейкоз ( У л ) корів від інтенсивності ультразвуку

Із загальних міркувань варто було б, що вимірювати відмінності в швидкості руйнування клітин різних типів зручніше при / »/ п , де V лінійно залежить від інтенсивності ультразвуку. Однак найбільш істотні відмінності в параметрах, що характеризують процес руйнування клітин крові здорових і хворих людей і тварин, були виявлені при інтенсивностях ультразвуку, близьких до пороговим. Ці відмінності зменшуються зі збільшенням інтенсивності ультразвуку і стають пренебрежимо малими при 0,6 ... 0,8 Вт / см 2 .

Як приклад можна привести залежність відношення швидкостей руйнування лейкоцитів здорових і хворих на лейкоз корів від інтенсивності ультразвуку (рис. 2.11). Аналогічні залежності отримані і для клітин інших типів.

Слід зазначити, що навіть в ідеальних умовах поле в ближній зоні випромінювача істотно неоднорідне; поряд з максимумом тут є області, де амплітуда звукового тиску звертається в нуль. Максимальні значення амплітуди звукового тиску можуть бути в 3-4 рази більше або менше усереднених значень, що слід враховувати при визначенні порогів фізико-хімічного та біологічного дії ультразвуку.

Ультразвуковий метод, що дозволяє оцінити механічну резистентність цитоплазматических мембран як усереднену для всієї досліджуваної сукупності клітин, так і з урахуванням індивідуальних відмінностей їх окремих популяцій, останнім часом все ширше застосовують в експериментальної біології, медицині та ветеринарії. Використаний спочатку для дослідження еритроцитів цей метод був названий методом ультразвукових ерітрограмм. Надалі ультразвуковий метод, придатний для оцінки механічної резистентності не тільки еритроцитів, але і будь-яких клітин в суспензії, стали називати методом ультразвукових Цитоліз грам.

По суті метод ультразвукових цітолізограмм є метод визначення кінетичних параметрів ультразвукової дезінтеграції клітин, що знаходяться в суспендованих стані. Необхідною умовою для ультразвукової дезінтеграції клітин з відтвореної кінетикою є стабільна кавітація. Очевидно, що руйнування клітин під дією ультразвуку має імовірнісний характер.

Реєструючи будь-яким способом зміна концентрації клітин в суспензії в процесі впливу ультразвуком, можна отримати криву, що характеризує розподіл клітин за стійкістю до ультразвукового (механічному) дії - ультразвукову цітол ізограмма.

Найбільш зручний спосіб реєстрації зниження концентрації клітин в суспензії - турбідиметрія, заснована на розсіюванні світла частинками середовища, усереднений радіус яких більш ніж на порядок перевищує довжину хвилі розсіюється світла. При цьому довжину хвилі зазвичай вибирають такий, щоб поглинання світла середовищем було мінімальним.

Динаміку турбидиметричним ослаблення найчастіше реєструють фотоелектричним способом за допомогою установки, яка складається з двулучевой колориметра, реєструючого пристрою, і генератора ультразвукових коливань з перетворювачем невеликих розмірів.

В установці зручно використовувати медичні терапевтичні ультразвукові генератори, що забезпечують ультразвукове випромінювання з частотою 880 кГц і інтенсивністю в інтервалі 0,05 ... 1 Вт / см 2 .

Принцип методу ультразвукових цітолізограмм полягає в наступному.

При введенні ультразвуку в кювету колориметра з суспензією клітин (рис. 2.12) останні починають руйнуватися, і светорассеяніє змінюється, відображаючи зменшення числа цілих клітин. У кюветі з плоским скляним дном, паралельним поверхні, що випромінює пре-

Принцип методу ультразвукових цітол ізограмма

Мал. 2.12. Принцип методу ультразвукових цітол ізограмма:

1 - випромінювач ультразвуку; 2 - фотоелектричний колориметр; 3 - кювета з суспензією клітин; 4 - реєстратор

просвітників, виникає стояча хвиля, і в цьому випадку ультразвукове поле може бути охарактеризоване середньою щільністю енергії.

На діаграмній стрічці безперервно реєструється сигнал, пропорційний (для досить малих концентрацій клітин) миттєвим значенням турбидиметричним ослаблення (рис. 2.13, а).

При турбидиметричним вимірах необхідно враховувати, що кавітація супроводжується збільшенням каламутності середовища. Розсіювання світла одиночній часткою, в тому числі кавітаційним бульбашкою, зростає пропорційно квадрату радіусу бульбашки, і, отже, для цітолізіса зручно використовувати високочастотний ультразвук, так як розміри резонансних кавітаційних бульбашок в першому наближенні обернено пропорційні частоті. Однак при частотах ультразвуку більше 1,5 МГц клітини, що знаходяться в суспензії, швидко осідають на дно кювети, не встигаючи зруйнуватися. Тому для методу ультразвукових цітолізограмм найчастіше використовують ультразвук з частотою 1 МГц.

Експериментальна крива (а) і нормована крива ( б ) кінетики ультразвукового цітолізіса еритроцитів свині

Мал. 2.13. Експериментальна крива (а) і нормована крива ( б ) кінетики ультразвукового цітолізіса еритроцитів свині

При цій частоті поріг кавітації в суспензії клітин близько 0,35 Вт / см 2 , а резонансний радіус кавітаційного пухирця приблизно 3 мкм, що порівнянно з усередненим радіусом формених елементів крові. Кавітаційних бульбашок при цих умовах набагато менше, ніж клітин в суспензії, і кавітація не вносить значних збурень в светорассеяніє.

В усталеному режимі кавітації обумовлене нею светорассеяніє не змінюється в часі, і поправка зводиться до зсуву всіх миттєвих значень ординат експериментальної кривої на величину, обумовлену кавітаційним світлорозсіювання (рис. 2.13, б).

Нормована ультразвукова цітолізограмма в інтегральної формі відповідає розподілу досліджуваних клітин по механічної резистентності.

Інтегральну ультразвукову цітолізограмму диференціюють і аналізують на наявність локальних екстремумів. Якщо таких екстремумів немає, то цітол ізограмма можна уявити в аналітичному вигляді:

де Ui - свідчення реєстратора в момент вимірювання;

U "- свідчення реєстратора в кінці вимірювань, коли светорассеяніє перестає змінюватися, характеризуючи закінчення процесу.

Параметри Ьо і Т знаходять методом найменших квадратів, спрямляючи експериментальну криву в полулогарифмических координатах:

Якщо предекспоненціальний множник bo = 1 (в межах помилки вимірювання), то ультразвукова цітолізограмма має вигляд простий експоненти, описується наведеним виразом і може бути повністю охарактеризована постійної часу Т.

Якщо ж величина bo * 1, то цітолізограмма має більш складний характер і визначається виразом:

за умови, що сума коефіцієнтів Ао + А + ... А, = 1.

Ультразвукові цітолізограмми в основному можна умовно раз ділити на чотири типи.

  • 1. Якщо цітолізограмма має вигляд експоненти, то, з огляду на суто імовірнісний характер процесу ультразвукового лізису, можна вважати, що всі клітини досліджуваного зразка рівнозначні по механічної резистентності, яка пропорційна постійної часу (Г) експоненти.
  • 2. Якщо цітолізограмма апроксимується сумою експонент, то, ймовірно, досліджувана популяція клітин неоднорідна по механічної резистентності і являє собою сукупність декількох груп, всередині яких клітини рівнозначні. У цьому випадку кожен з предекспоненціальний множників А * дорівнює відносній концентрації клітин в даній групі. Механічна резистентність клітин в кожній групі може бути охарактеризована постійної часу для цієї групи - 7 *.

Час, за який відбувається повний лізис (TU), характеризує усереднену механічну резистентність клітин в обох вищенаведених випадках. У першому випадку інформативність параметрів Г-і Г рівнозначна, у другому необхідно враховувати, що на параметрі Т не відбивається неоднорідність досліджуваної популяції клітин.

При порівняльному аналізі зручно користуватися трьома параметрами - Т, Т *. і Ьо. Ступінь відхилення Ьо від одиниці характеризує неоднорідність досліджуваної популяції клітин, а збільшення Т або 7 ~ свідчить про зростання усередненої механічної резистентності клітинних мембран.

  • 3. Явно не експонентний характер цітолізограмми, як правило, пов'язаний зі спонтанним лізисом клітин, або з методичними помилками (наприклад, з неправильним визначенням початку процесу).
  • 4. Неповний за даних умов ультразвукової лизис свідчить або про присутність в зразку групи клітин з аномально високою механічною резистентністю, або про незавершеність процесу лізису.

Аналіз результатів ультразвукового цітолізіса зручно проводити з використанням комп'ютера.

При підборі оптимальних значень: початкової концентрації клітин в суспензії, її температури, середньої щільності енергії в ультразвуковому полі та ін. - можна підібрати умови, варіювання яких в певних межах мало впливає на відтворюваність, точність і інформативність кінцевого результату.

Для визначення оптимальних умов ультразвукового цітолізіса була досліджена динаміка ультразвукового руйнування тромбоцитів, еритроцитів, лейкоцитів ряду тварин при зміні початкових концентрацій клітин (турбодіметріческое ослаблення в межах 0,1-1,2) і при щільності енергії ультразвуку 0,04 ... 0,13 Вт / см 3 .

Дослідження проводили при температурі 24 ° С, так як в інтервалі 22 ... 28 ° С характер ультразвукових цітолізограмм практично не залежить від температури. Було встановлено, що при 100% -ному ультразвуковому лизисе відносне турбидиметричним ослаблення для еритроцитів приймає значення 14-15, для лейкоцитів - 12-14, для кров'яних пластинок - 10-12. Поріг кавітації при підвищенні концентрації еритроцитів і лейкоцитів в суспензії до значень, що відповідають турбидиметричним ослаблення, - 1,2 (для тромбоцитів 0,9) залишався в межах 0,04 ... 0,05 Вт / см 3 .

Турбидиметричним ослаблення, обумовлене кавитацией, через 1 ... 2 с після її виникнення встановлюється на постійному рівні, практично не залежить від концентрації клітин в суспензії і становить 0,01-0,05 (в залежності від інтенсивності ультразвуку) при 540 ... 750 нм. Для формених елементів крові різного походження динаміка ультразвукового лізису максимально різниться при щільності енергії 0,04 Вт / см 3 . При 0,08 ... 0,09 Вт / см 3 відмінності істотно зменшуються аж до повної нівелювання. Однак помилка відтворюваності методу відповідно до оцінки за двома параметрами (час 50% -ного і 100% -ного лізису) при щільності енергії 0,04 Вт / см 3 в деяких випадках досягає 40%. При збільшенні щільності енергії до 0,05 ... 0,06 Вт / см 3 помилка відтворюваності знижується до 5%.

Для кожного типу клітин при всіх досліджених щільності енергії в поле ультразвуку існує область досить малих концентрацій клітин, в якій динаміка ультразвукового цітолізіса практично не залежить від концентрації (табл. 2.1).

Таблиця 2.1

Концентрація клітин (по турбидиметричним ослаблення), при якій динаміка ультразвукового цітолізіса не залежить від щільності ультразвукової енергії

Тім клітин

Щільність енергії ультразвуку, Вт / см '

0,05

0,06

0,08

0,09

еритроцити

0,6

0,6

0,65

0,7

лейкоцити

0,35

0,4

0,5

0,55

тромбоцити

0,5

0,6

0,8

0,8

У всіх випадках для ультразвукової цітолізометріі оптимальною є середня щільність ультразвукової енергії, що дорівнює 0,05 Вт / см 3 , яку можна забезпечити, випромінюючи в кювету об'ємом 8 см 3 звук з інтенсивністю 0,4 Вт / см 2 . Оптимальна концентрація клітин в досліджуваній суспензії відповідає величині початкового турбідіметріче- ського ослаблення 0,2-0,35. При більш високій концентрації клітин ускладнюється інтерпретація експериментальних кривих, так як доводиться враховувати поправки на нелінійність фотоелектричної реєстрації турбидиметричним ослаблення. При більш низьких початкових концентраціях клітин знижується чутливість методу і виникає необхідність введення поправок на светорассеяніє кавітаційними бульбашками. Початком процесу слід вважати момент виникнення кавітації в рідині, а цітолізіс проводити при температурі 24 ° С.

При виконанні зазначених умов ультразвукова цітолізо- метрия може бути успішно застосована при діагностиці ряду захворювань, а також для оцінки змін властивостей клітинних мембран при консервуванні, гемосорбції, гемодіалізі та інших маніпуляціях з клітинами в суспензії.

До останнього часу систематичних досліджень механічної міцності еритроцитів не проводилося, і лише недавно були отримані дані про ультразвукової резистентності мембран еритроцитів людини, а також коні, бика, корови, поні, вівці, кози, свині, собаки, лисиці, песця, кролика, курки, морської свинки, білого щура, білої миші і ін. (рис. 2.14).

Ультразвукова резистентність еритроцитів помітно різниться у тварин різних видів в залежить від маси їх тіла, зростаючи зі збільшенням останньої у вигляді показової функції

де R - резистентність еритроцитів;

М - маса тіла тварин.

Залежність ультразвукової резистентності еритроцитів від маси тіла тварин і людини

Мал. 2.14. Залежність ультразвукової резистентності еритроцитів від маси тіла тварин і людини:

1 - біла миша; 2 - білий щур; 3 - морська свинка; 4 - курка; 5 - кролик; 6 - песець; 7 - лисиця, 8 - собака; 9 - коза; 10 - вівця; 11 - свиня; 12 - людина; 13 - поні; 14 - корова; 15 - кінь; 16 - бик

Показник ступеня відображає характер зміни ультразвукової резистентності зі зміною маси тіла. Цей показник менше одиниці. Звідси випливає, що в ряду близьких видів або в процесі росту ультразвукова резистентність еритроцитів збільшується повільніше, ніж маса тіла тварин.

Пошук причин залежності ультразвукової резистентності від маси тіла показав, що, по крайней мере, у досліджених видів еритроцити за час свого існування роблять приблизно однакове число оборотів в кров'яному руслі, а час одного повного обороту зменшується зі зменшенням розміру і маси тварини (табл. 2.2) . Відповідно зменшується і довжина шляху, що проходить еритроцитами за час одного обороту. Середні числа обертів за час існування еритроцитів і час одного повного обороту були розраховані, виходячи з даних про повному обсязі крові, хвилинному обсязі серця і часу життя еритроцитів відповідних тварин.

Таблиця 2.2

Маса тіла і деякі параметри кровообігу теплокровних

Тварини і людина

Маса тіла, кг

Цикл кровообігу, з

Кількість циклів еритроцитів

Бик

620

36,8

2,8 10 5

кінь

570

39,7

2.9 10 5

корова

560

35,2

2,7 10 5

поні

150

-

-

Людина

65

31,7

2.7 10 5

свиня

50

27,7

2,7 10 s

вівця

47

28,3

2,9 10 5

коза

44

26,3

2,8 10 '

собака

40

25,6

2,7 10 5

лисиця

7

-

-

песець

6

-

-

кролик

2,5

17,5

2,5 10 s

курка

2,4

12.1

2,2 10 5

Морська свинка

0,29

14,4

3.4 10 s

Біла щур

0,2

12,5

3.0 10 '

Біла миша

0,03

7,9

3,1? 10 s

Оскільки число обертів еритроцитів за час їх існування у всіх видів тварин приблизно однаково, то у дрібних тварин еритроцити за час їх існування проходять значно менший шлях, ніж у тварин великих розмірів.

Мабуть, це одна з причин, що обумовлюють необхідність в більш високої механічної міцності мембран еритроцитів великих тварин, так як в кров'яному руслі, особливо у вузьких капілярах, еритроцити піддаються значним механічним впливам. Пряма пропорційність між ультразвукової резистентністю еритроцитів і середнім часом їх повного звернення свідчить на користь такого припущення. Можливо, міцність мембрани залежить від вмісту в ній холестерину і сфінгоміеліна, що збільшується зі збільшенням маси тварини МРІ соотвегствующем зменшенні кількості фосфатіділетанола- міна і фосфатидилхоліну в мембранах.

Порівнюючи залежність, відображену на рис. 2.14, з відомої кривої «від миші до слона», що ілюструє зв'язок інтенсивності обміну речовин з масою тіла тварини, можна припустити, що резистентність еритроцитів також пов'язана з інтенсивністю обмінних процесів в організмі.

Підтвердження цьому було отримано при порівнянні швидкості ультразвукового гемолізу еритроцитів тварин одного виду, але знаходяться в різних умовах. Так, еритроцити стриженої вівці менш стійкі до ультразвукового впливу, ніж еритроцити вівці, покритої шерстю. У кіз, що мешкають в горах, стійкість еритроцитів вище, ніж у кіз, що живуть в рівнинній місцевості.

Порівняння міцності еритроцитів вівці і барана, бика і корови, чоловіки і жінки показало, що у особин жіночої статі ультразвукова резистентність еритроцитів в 1,2 рази нижче, ніж у особин чоловічої статі (рис. 2.15). Цікаво відзначити, що міцність еритроцитів барана після кастрації поступово зменшується і через 80 днів лише незначно перевершує міцність еритроцитів овець.

Залежність ультразвукової резистентності еритроцитів теплокровних від їх статі і умов існування

Мал. 2.15. Залежність ультразвукової резистентності еритроцитів теплокровних від їх статі і умов існування:

1 - гірська коза ; 2 - рівнинна коза;.? - вівця, покрита шерстю; 4 - стрижена вівця; 5 - чоловік; 6 - жінка

Характерні зміни в ультразвукових ерітрограмм людини і тварин можна спостерігати при різних фізіологічних станах і патологіях. При цирозі печінки циркулюючі в крові еритроцити частково пошкоджуються токсичними продуктами, які насичують кров внаслідок функціональної неспроможності печінки. На ерітрограмм корів з цирозом печінки спостерігається зниження стійкості всієї маси клітин. Така картина найбільш характерна при цирозі з вираженою недостатністю клітин паренхіми.

Аналогічні за характером зміни спостерігаються при фасціо- лезе - паразитарне захворювання печінки домашніх і диких тварин. Кошти, виділені паразитом продукти життєдіяльності впливають на тканини печінки, що викликають гепатити та цирози.

При лейкозах виявлено підвищення ультразвукової резистентності лейкоцитів і еритроцитів, що об'ясняегся поповненням крові формами клітин, що володіють підвищеною міцністю клітинних мембран.

При захворюваннях запального характеру, таких, як пневмонії, ендометрити, мастити, виявлено збільшення вмісту в крові клітин зі зниженою ультразвукової резистентністю.

Характерні зміни на ерітрограмм тварин спостерігаються і при диспепсії, кетоз і інших захворюваннях. Змінюються ерітрограмм в залежності від умов утримання і годівлі тварин, в тому числі домашньої птиці.

Ультразвукова резистентність еритроцитів 15-денних ембріонів курей корелює з інкубаційним якістю яйця, причому підвищення виводимості завдяки доінкубаціонной обробці яєць стимуляторами - парааминобензойной кислотою, хлорнокіслий амонієм або ультразвуком низьких інтенсивностей відповідно змінює і ультразвукову резистентність еритроцитів ембріонів.

В умовах забруднення навколишнього середовища промисловими відходами становить інтерес можливість оцінки стану риб при ртутному отруєнні по швидкості руйнування їх еритроцитів в ультразвуковому полі. Попередньо було показано, що деякі відмінності в будові еритроцитів риб не є перешкодою для використання методу ультразвукового гемолізу.

Дослідження показали, що швидкість гемолізу еритроцитів риби, що живе в середовищі, що містить препарати ртуті, з часом збільшується, причому швидкість ультразвукового гемолізу прямо пропорційна концентрації ртуті, що накопичується в печінці риби.

Розроблений спочатку для ветеринарних цілей метод ультразвукового цітолізіса виявився вельми корисним і в медичній практиці. Так, в результаті дослідження крові клінічно здорових людей обох статей у віці 15-60 років було встановлено, що параметри, що характеризують ультразвукову резистентність еритроцитів в нормі, стабільні. Ця стабільність, очевидно, зумовлена дією фізіологічних механізмів, що підтримують динамічну рівновагу в якісному складі червоної крові. Ультразвукова резистентність еритроцитів в межах 15-60 років мало залежить від віку донорів, тоді як хімічна стійкість еритроцитів схильна істотним віковим змінам.

Дослідження еритроцитів хворих виявило істотні відмінності в параметрах, що характеризують ультразвукової гемоліз в нормі і при пухлинах. Так, повне час гемолізу еритроцитів здорових донорів склало (485 ± 10) с, при раку молочної залози - (617 ± 30) с, при раку шлунка - (603 ± 40) с, при раку легенів - (555 ± 40) с і при лімфогранульоматозі - (735 ± 67) с.

При пухлинах ультразвукова резистентність еритроцитів і, отже, їх механічна стійкість помітно збільшуються в порівнянні з нормою. Аналогічні дані були отримані при лейкозі великої рогатої худоби, при спонтанних пухлинах у собак, при прищепленої під коліно дорослим щурам карциноме РС-1.

Сприятливо протікає процес лікування пухлинного захворювання супроводжується зниженням міцності мембран еритроцитів, аж до значень, що характеризують норму, і чим ефективніше лікування, тим швидше прагне до норми ультразвукова резистентність еритроцитів. Очевидно, що швидке зниження резистентності еритроцитів до норми можна очікувати також при вдалій хірургічній операції і незначні зміни цього параметра при неповному висіченні пухлини або її метастазів.

Відмінності в кількості зруйнованих еритроцитів спостерігалися раніше при ультразвукової обробки (830 кГц; 0,2 ... 0,8 Вт / см 2 ; 5 хв) розведеної в 10 разів крові здорових тварин і тварин з гіпотиреозом і експериментальним діабетом. Резистентність еритроцитів людини до низькочастотного ультразвукового впливу (24 кГц, 60 Вт) при деяких захворюваннях крові також істотно відрізняється від норми. Так, при серповидної анемії і сфероцитозе стійкість еритроцитів до ультразвуку виявилася помітно підвищеної, тоді як дефіцит заліза в організмі призводить до зменшення стійкості клітин червоної крові.

Метод ультразвукових цітолізограграмм успішно використаний і для оцінки якості еритроцитів, консервованих при знижених (+4 ° С) і низьких (-196 ° С) температурах. Ультразвукова резистентність еритроцитів, що зберігаються при +4 'С, стрибкоподібно зменшується на 4-й і 17-й день зберігання, після чого залишається практично незмінною, аж до 22 діб зберігання. Цей результат добре узгоджується з відомими даними про збільшення швидкості спонтанного гемолізу в ці терміни. На ультразвукових ерітрограмм, отриманих на 4-й і 17-й день зберігання, ясно видно різницю в розподілі еритроцитів по групах стійкості, що виражаються в збільшенні кількості менш стійких до ультразвукового впливу клітин.

Консервування еритроцитів при -196 ° С під комплексним захистом полиетиленоксиду з молекулярною вагою 1500 і діметілацета- Демида, що володіють, відповідно, і екстра-та інтрацелюлярна дією, призводить до зміни розподілу клітин за міцністю, до збільшення числа більш міцних еритроцитів. Мабуть, кріо- профілактику надають стабілізуючу дію на клітинні мембрани. Судячи з ультразвуковим ерітрограмм, еритроцити, які зберігалися протягом 5 років при температурі -196 "З під захистом гліцерину 35% -ної концентрації, краще переносять зберігання, ніж еритроцити, що зберігалися в середовищі, де концентрація гліцерину не перевищувала 30%. Це добре узгоджується з відомим фактом, що кріозахисного дію гліцерину в певних межах пропорційно його концентрації в середовищі.

Ультразвукова резистентність еритроцитів, що зберігалися при -196'С, безпосередньо після розморожування значно вище, ніж їх резистентність після 24 год подальшого зберігання при +4 ° С. У зв'язку з цим можна рекомендувати використовувати їх в найкоротші після розморожування терміни.

Немає принципових складнощів для вимірювання ультразвукової резистентності лімфоцитів, тромбоцитів, сперматозоїдів і інших клітин. Так, при вивченні лізису формених елементів крові свині в ультразвуковому полі було виявлено, що в присутності лейкоцитів і еритроцитів тромбоцитопенія настає при більш низьких інтенсивностях ультразвуку, ніж при впливі ультразвуком на чисту тромбоцитарную плазму.

Застосування ультразвукової цітолізометріі для оцінки якості сперми дозволило виявити відмінності в механічної резистентності сперматозоїдів тварин різних видів, виявити закономірність, в відповідностей з якої стійкість сперматозоїдів до механічних впливів тим вище, чим більше маса тварини. Тому не дивно, що сперма бика має більшу кріорезістентностью, ніж сперма кролика, оскільки при заморожуванні так само, як і при ультразвуковому впливі, механічний фактор є одним з призводять до руйнування і загибелі клітини.

Невідомо, чи обумовлена підвищена міцність сперматозоїдів великих тварин біологічною потребою, або це обумовлено підвищеним вмістом холестерину і сфінгоміеліна у всіх клітинах великих тварин. Відзначимо, однак, досить високу резистентність сперматозоїдів риб, що, мабуть, пояснюється умовами зовнішнього запліднення.

Ультразвукова резистентність сперматозоїдів корелює з їх рухливістю і, отже, з їх запліднюючої здатністю. Це дозволяє швидко і об'єктивно оцінювати придатність сперми для штучного запліднення, відпрацьовувати щадні режими її зберігання при низьких температурах, підбирати відповідні кріопротектори.

Цими прикладами застосування ультразвукової цітолізометріі не обмежується. Широке застосування методу дозволяє вирішувати найрізноманітніші завдання. Метод ультразвукового руйнування еритроцитів і інших клітин значно інформативніше методу визначення механічної міцності еритроцитів, використовуваного в даний час в клінічній практиці, і здатна його замінити, по крайней мере, в тих випадках, коли невелике подорожчання аналізів виявляється несуттєвим у порівнянні з цінністю одержуваної інформації.

 
<<   ЗМІСТ   >>