Влияние перфторана на модифицированные электрическими импульсами мембраны эритроцитов

As a plasma substitute clinical medicine uses perfluorane that is an antishock, antiischemic, and cardioprotective agent having a function of transferring O2 and CO2. The authors have investigated the interaction of perfluorane particles with human erythrocytic membranes. The erythrocytic membranes were modified with an impulse electrical field in the experiment. The induced calibrated electroporation of the membranes permitted the detection of the masked effects of perfluorane on blood cells. A clinical defibrillator was used as a source of an impulse electrical field. An electrical impulse was applied to the titanium electrodes placed into the quartz cuvette containing a red blood suspension. Perfluorane was added at concentrations of 5—100 ^l/ml of the suspension. The results were assessed by the optical density of the suspension before and after the action of perfluorane and the impulse electrical field. More than 450 experiments were carried out in three series. The authors studied the effect of perfluorane at concentrations of 10—100 ^l/ml on the modified erythrocytic membranes in the first series, the combined effect of the agent and the second electrical impulse in the second series, and the effect of perfluorane at concentrations of 5, 25, and 100 ^l/ml on the membrane upon combined exposures to positive and negative impulse electrical field in the third series. The first and second series of experiments indicated the strengthening (decelerating the rate of hemolysis) effect of perfluorane administered at small concentrations and its damaging effect given at high concentrations. Exposure to electrical fields of different directions in the second and third series made it possible to change the shear vector of charged perfluorane particles against the blood cells and to reveal a number of composite nonlinear effects of their interaction. The paper discusses the possible mechanisms of interaction of perfluorane with erythrocytic membranes, which are associated with the structural, charge, and electrochemical asymmetry of the mem-brane-perfluorane system.В клинической медицине в качестве плазмозаменителя используют перфторан, как противошоковое, противоише-мическое и кардиопротекторное средство с функцией переноса О2 и СО2. В работе изучали взаимодействие частиц перфторана с мембранами эритроцитов крови человека. В эксперименте мембраны эритроцитов модифицировались импульсным электрическим полем. Индуцированная калиброванная электропорация мембран позволяла выделить «замаскированные» эффекты действия перфторана на клети крови. В качестве источника импульсного электрического поля использовался клинический дефибриллятор. Электрический импульс подводился к титановым электродам, которые помещались в кварцевую кювету с суспензией эритроцитов. В кювету добавляли перфторан в концентрациях 5—100 мкл на мл суспензии. Результаты оценивали по оптической плотности суспензии до и после воздействия перфторана и импульсного электрического поля. Проведено более 450 опытов в трёх сериях. В первой изучали действие перфторана при концентрациях 10—100 мкл/мл на модифицированные мембраны эритроцитов, во второй — комбинированное действие перфторана со вторым электрическим импульсом, в третьей — действие перф-торана при концентрациях 5, 25 и 100 мкл/мл на мембрану при комбинированном воздействии импульсного электрического поля положительного и отрицательного направлений. В первой и второй сериях опытов показан укрепляющий (замедляющий скорость гемолиза) эффект действия перфторана при малых его концентрациях и разрушающий эффект при больших. Воздействие электрическими полями разных направлений во второй и третьей сериях позволяло менять вектор сдвига заряженных частиц перфторана по отношению к клеткам крови и выявить ряд сложных нелинейных эффектов их взаимодействия. В работе обсуждаются возможные механизмы взаимодействия перфто-рана с мембранами эритроцитов, связанные со структурной, зарядовой, электрохимической асимметричностью системы «мембрана — перфторан»

Состояние мембран эритроцитов у доноров различных возрастных групп

The paper describes an electroporation technique in order to evaluate its action on a biological membrane in donors of different age groups. It is shown that the older the donor is, the higher the rate of hemolysis is. Thus, owing to its simplicity, the electroporation technique may be clinically tested to diagnose the status of red blood cell membranes in subjects from different age groups for further studies.В статье рассматривается метод электропорации для оценки степени воздействия на биологическую мембрану у доноров разных возрастных групп. Показано, что чем старше донор, тем выше скорость гемолиза. Таким образом, метод электропорации в связи с его простотой может быть апробирован в клинике для диагностики состояния мембран эритроцитов у людей разных возрастных групп для дальнейших исследований

Воздействие анестезиологических препаратов на мембрану эритроцитов

Objective: to comparatively analyze the effect of anesthetics on red blood cell membranes in whole blood and its suspension.Materials and methods. The blood sampled from healthy donors was studied. A total of 260 tests using whole blood and its suspension were carried out. The study has considered the effect of esmerone, listenone, and hexanal on red blood cell membranes and revealed a specific response to each of them.Results. Esmerone given at a concentration of 1 µl and 10 µl of the drug per ml of blood in the suspension impaired the structure of membranes, without showing it worth in the whole blood. Hexenal at a concentration of 2 µl and 20 µl of the drug per ml of blood strengthened the membrane and increased the voltage failure threshold, but this result was more pronounced in the suspension and in the whole blood. The effect of listenone at a concentration of less than 2 µl was slightly noticeable, but the drug strengthened the membrane and induced a pronounced membranous structural derangement when given at a concentration of 20 µl of the drug per ml of blood or higher in the whole blood and in the suspension, respectively.Conclusion. Knowledge about the effects of the agents on blood cells may assist anesthesiologists to prevent possible complications during and after surgical interventions. Цель работы — сравнительный анализ действия анестезиологических препаратов на мембрану эритроцитов в суспензии и в цельной крови.Материалы и методы. Исследования проводили на крови, взятой у здоровых доноров. Всего было проведено 260 опытов с цельной кровью и ее суспензией. В данной работе рассмотрено воздействие эсмерона, листенона и гексенала на мембраны эритроцитов, и выявлена специфическая реакция на действие каждого из них.Результаты. Эсмерон при концентрациях 1 мкл и 10 мкл препарата на 1 мл крови в суспензии нарушал структуру мембран, но не проявлял себя в цельной крови. Гексенал при концентрациях 2 мкл и 20 мкл препарата на 1 мл крови укреплял мембрану и повышал порог электрического пробоя, а в суспензии этот результат выражен сильнее, чем в цельной крови. Влияние листенона до концентраций 2 мкл мало заметно, но при концентрациях 20 мкл препарата на 1 мл крови и выше в цельной крови укреплял мембрану, а в суспензии — приводил к заметному нарушению структуры мембраны.Заключение. Знания о действии препаратов на клетки крови может помочь анестезиологам предупредить возможные осложнения при оперативных вмешательствах и после них.

Выявление скрытых повреждений эритроцитарных мембран при фармакологических воздействиях

Blood administration of pharmaceuticals may cause occult effects of these agents on erythrocytic membranes. These effects may damage and cause additional membrane defects, but may strengthen. The type and degree of the effects of an agent were detected by calibrated irreversible electroporation with a pulsed electric field (PEF). The paper considers the erythrocytic membranous effects of a wide concentration range of agents used in anesthesiology, such as esmerone, tracrium, and mar-caine-adrenaline. Under the action of PEF and esmerone at the normal concentration N, the rate of erythrocytic hemolysis increased by several times as compared with the control. The similar effect also occurred when esmerone was added at the concentration C=10N. Tracrium exerted a fixing effect on erythrocytic membranes. Upon a combined exposure to PEF and tracrium in the normal concentration C=N; erythrocytic hemolysis was slow. So was with the concentration C=10N. The rate of hemolysis of the red blood cells subjected to a combined action of marcaine adrenaline at the normal concentration C=N and even at the concentration C=10N and PEF was comparable with the hemolytic rate of the reference suspension. Введение фармацевтических препаратов в кровь может вызывать скрытые воздействия этих лекарств на мембраны эритроцитов. Эти воздействия могут быть разрушающими, порождающими дополнительные дефекты в мембранах, но могут носить и укрепляющий характер. Вид и степень влияния препарата детектировали с помощью метода калиброванной необратимой электропорации импульсным электрическим полем (ИЭП). В статье рассматривается действие на мембраны эритроцитов широкого диапазона концентраций препаратов, применяемых в анестезиологии, эсмерона, тракриума и маркаина-адреналина. Показано, что скорость гемолиза эритроцитов при действии ИЭП и эсмерона в нормальной концентрации N возрастала по сравнению с контролем в несколько раз. Аналогичный эффект возникал и при добавлении эсмерона в концентрации 0=10N. Тракриум оказывал «закрепляющее» действие на мембраны эритроцитов. При комбинированном воздействии ИЭП и тракриума в нормальной концентрации C=N, гемолиз эритроцитов был замедлен. То же наблюдалось и при концентрации C=10N. Скорость гемолиза эритроцитов, подверженных комбинированному воздействию маркаин-адреналина в нормальной концентрации C=N, и даже в концентрации C=10N, и ИЭП, сравнима со скоростью гемолиза контрольной суспензии.

Detection of Occult Erythrocytic Membrane Damages upon Pharmacological Exposures

Blood administration of pharmaceuticals may cause occult effects of these agents on erythrocytic membranes. These effects may damage and cause additional membrane defects, but may strengthen. The type and degree of the effects of an agent were detected by calibrated irreversible electroporation with a pulsed electric field (PEF). The paper considers the erythrocytic membranous effects of a wide concentration range of agents used in anesthesiology, such as esmerone, tracrium, and mar-caine-adrenaline. Under the action of PEF and esmerone at the normal concentration N, the rate of erythrocytic hemolysis increased by several times as compared with the control. The similar effect also occurred when esmerone was added at the concentration C=10N. Tracrium exerted a fixing effect on erythrocytic membranes. Upon a combined exposure to PEF and tracrium in the normal concentration C=N; erythrocytic hemolysis was slow. So was with the concentration C=10N. The rate of hemolysis of the red blood cells subjected to a combined action of marcaine adrenaline at the normal concentration C=N and even at the concentration C=10N and PEF was comparable with the hemolytic rate of the reference suspension