microcirculationРегионарное кровообращение и микроциркуляцияRegional blood circulation and microcirculation1682-66552712-9756Academician I.P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University10.24884/1682-6655-2023-22-4-50-55microcirculation-1249Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ (КЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ)ORIGINAL ARTICLES (CLINICAL INVESTIGATIONS)Изменение кислородтранспортной способности гемоглобина больных с ишемическим инсультомThe changes in the oxygen transport capability of erythrocyte hemoglobin in patients with ischemic strokehttps://orcid.org/0009-0008-4989-8989ТрофимовА. В.TrofimovA. V.

Трофимов Александр Владимирович – ассистент кафедры нормальной и патологической физиологии медицинского института

430005, Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68

Trofimov Alexander V. – Assistant of the Department of normal and Pathological Physiology, Medical Institute

Saransk

https://orcid.org/0000-0002-1747-3619КарасевА. А.KarasevA. A.

Карасев Александр Анатольевич – зав. неврологическим отделением, Мордовская республиканская центральная клиническая больница

Республика Мордовия, г. Саранск, ул. Победы, д. 14/5, к. 1

Karasev Alexander A. – head, neurological Department

Saransk

https://orcid.org/0000-0002-2624-6450ВласоваТ. И.VlasovaT. I.

Власова Татьяна Ивановна – д-р мед. наук, доцент, зав. кафедрой нормальной и патологической физиологии медицинского института

430005, Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68

Vlasova Tatyana I. – Doctor of Medical Sciences, Associate Professor, head, Department of normal and Pathological Physiology, Medical Institute

Saransk

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева»РоссияOgarev National Research Mordovia State UniversityRussian FederationГБУЗ Республики Мордовия «Мордовская республиканская центральная клиническая больница»РоссияMordovia Republican Central Clinical HospitalRussian Federation2023291220232245055Copyright © Трофимов А.В., Карасев А.А., Власова Т.И., 20232023Трофимов А.В., Карасев А.А., Власова Т.И.Trofimov A.V., Karasev A.A., Vlasova T.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.microcirc.ru/jour/article/view/1249

Статистика острого нарушения мозгового кровообращения (ОНМК) остается неутешительной на протяжении десятилетий. Особый интерес представляет изучение кислородтранспортных свойств крови в условиях ОНМК как вероятного механизма прогрессирования острой гипоксии нервной ткани. Цель данного исследования – методом РАМАН-спектроскопии изучить изменения структуры и кислородтранспортной способности гемоглобина у пациентов с различной степенью тяжести ОНМК ишемического типа. Материалы и методы. Проведено клиническое поперечное обсервационное исследование пациентов (n=60) с ОНМК ишемического типа, выполнены стандартные диагностические процедуры, РАМАН-спектроскопия мазков крови (спектрометр inVia™ Basis (Renishaw, Великобритания, длина волны лазерного излучения 532 нм, мощность 1,5 мВт), статистический анализ данных. Результаты. Конформационная структура гемопорфирина в эритроцитах пациентов с ОНМК имеет существенные отличия от результатов относительно здоровых доноров, соответствующие степени тяжести патологии. Содержание оксигемоглобина уменьшается на 7,1–16,1 % (p<0,05) относительно контроля, способность гемоглобина связывать и выделять лиганды увеличивается в среднем на 34,7–47,2 % (p<0,05) и 9,9–23,9 % (p<0,05) соответственно. Сродство к лигандам растет на 30,1, 29,0 и 47,3 % (p<0,05) соответственно при легкой, средней и тяжелой формах заболевания. Заключение. В эритроцитах пациентов с ОНМК ишемического типа изменяется конформация гемоглобина, увеличивается его сродство к кислороду, модифицируется его кислородтранспортная функция. Выявленные изменения коррелируют с тяжестью ОНМК.

The statistics of acute cerebrovascular accident (ACC) has been disappointing for decades. It is especially interesting to study the oxygen transport properties of blood under stroke as a probable mechanism for progression of acute hypoxia of the nervous tissue. The aim of this research was to study changes in the structure and oxygen transport capacity of hemoglobin in patients with varying degrees of ischemic stroke severity using RAMAN spectroscopy. Materials and methods. There was a clinical cross-sectional observational study of patients (n=60) with stroke of ischemic origin. We did standard diagnostic procedures, RAMAN spectroscopy of blood smears (inVia™ Basis spectrometer (Renishaw, UK, laser wavelength 532 nm, power 1.5 mW), statistical analysis of the data. Results. The conformational structure of hemoporphyrin in erythrocytes of patients with stroke has significant differences from the results of relatively healthy donors, corresponding to the severity of the pathology. The content of oxyhemoglobin decreases by 7.1–16.1 % (p<0.05) relative to the control. The ability of hemoglobin to bind and release ligands increases by an average of 34.7–47.2 % (p<0.05) and 9.9–23.9 % (p<0.05), respectively. Ligand affinity increases by 30.1 %, 29.0 % and 47.3 % (p<0.05) under mild, moderate and severe forms of the disease. Conclusion. In the erythrocytes of patients with stroke of ischemic origin, the conformation of hemoglobin changes, its affinity for oxygen increases, and its oxygen transport function is modified. The revealed changes correlate with the severity of the stroke.

острое нарушение мозгового кровообращениякислородсвязывающая способность гемоглобинаРАМАН-спектроскопияacute cerebrovascular accidentoxygen-binding capacity of hemoglobinRAMAN spectroscopyReferencesPapadopoulos C, Anagnostopoulos K, Tsiptsios D, Karatzetzou S, Liaptsi E, Lazaridou IZ, Kokkotis C, Makri E, Ioannidou M, Aggelousis N, Vadikolias K. Unexplored Roles of Erythrocytes in Atherothrombotic Stroke. Neurol Int. 2023; 15(1):124-139. Doi: 10.3390/neurolint15010011.Papadopoulos C, Anagnostopoulos K, Tsiptsios D, Karatzetzou S, Liaptsi E, Lazaridou IZ, Kokkotis C, Makri E, Ioannidou M, Aggelousis N, Vadikolias K. Unexplored Roles of Erythrocytes in Atherothrombotic Stroke. Neurol Int. 2023; 15(1):124-139. Doi: 10.3390/neurolint15010011.Huang J, Biessels GJ, de Leeuw FE, Ii Y, Skoog I, Mok V, Chen C, Hilal S. Cerebral microinfarcts revisited: Detection, causes, and clinical relevance. Int J Stroke. 2023: 17474930231187979. Doi: 10.1177/17474930231187979.Huang J, Biessels GJ, de Leeuw FE, Ii Y, Skoog I, Mok V, Chen C, Hilal S. Cerebral microinfarcts revisited: Detection, causes, and clinical relevance. Int J Stroke. 2023: 17474930231187979. Doi: 10.1177/17474930231187979.Jiang M, Shen J, Muhammad B, Geng D. Red blood cell distribution width to platelet ratio predicts early neurological deterioration in acute ischemic stroke patients receiving intravenous thrombolysis. J Stroke Cerebrovasc Dis. 2023;32(7):107146. Doi: 10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2023.107146.Jiang M, Shen J, Muhammad B, Geng D. Red blood cell distribution width to platelet ratio predicts early neurological deterioration in acute ischemic stroke patients receiving intravenous thrombolysis. J Stroke Cerebrovasc Dis. 2023;32(7):107146. Doi: 10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2023.107146.Liu F, Yang P, Wang Y, Shi M, Wang R, Xu Q, Peng Y, Chen J, Zhang J, Wang A, Xu T, Zhang Y, He J. HS-CRP Modifies the Prognostic Value of Platelet Count for Clinical Outcomes After Ischemic Stroke. J Am Heart Assoc. 2023;12(14): e030007. Doi: 10.1161/JAHA.123.030007.Liu F, Yang P, Wang Y, Shi M, Wang R, Xu Q, Peng Y, Chen J, Zhang J, Wang A, Xu T, Zhang Y, He J. HS-CRP Modifies the Prognostic Value of Platelet Count for Clinical Outcomes After Ischemic Stroke. J Am Heart Assoc. 2023;12(14): e030007. Doi: 10.1161/JAHA.123.030007.Jiang M, Shen J, Muhammad B, Geng D. Red blood cell distribution width to platelet ratio predicts early neurological deterioration in acute ischemic stroke patients receiving intravenous thrombolysis. J Stroke Cerebrovasc Dis. 2023;32(7):107146. Doi: 10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2023.107146.Jiang M, Shen J, Muhammad B, Geng D. Red blood cell distribution width to platelet ratio predicts early neurological deterioration in acute ischemic stroke patients receiving intravenous thrombolysis. J Stroke Cerebrovasc Dis. 2023;32(7):107146. Doi: 10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2023.107146.Нечипуренко Н.И., Пашковская И.Д., Сидорович Р.Р. и др. Нарушения кислородтранспортной функции крови, показателей гемостаза и функционального состояния эндотелия у пациентов с разорвавшимися артериальными аневризмами и развитием отсроченной церебральной ишемии // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2023. – Т. 22, № 2. – С. 34–43.Nechipurenko NI, Pashkovskaya ID, Sidorovich RR, Stepanova YuI, Ahremchuk AI, Zmachynskaya OL. The disorders of blood oxygen transport function, hemostasis indicators and endothelium functional state in patients with ruptured arterial aneurysms and the development of delayed cerebral ischemia. Regional blood circulation and microcirculation. 2023;22(2):34-43. (In Russ.). Doi: 10.24884/1682-6655-2023-22-2-34-43.Власова Т.И., Сидоренко А.Н., Кондюрава Е.В. и др. Кислородтранспортная способность эритроцитов при хроническом пародонтите // Вестн. урал. мед. акад. науки. – 2020. – Т. 17, № 1. – C. 33–41.Vlasova TI, Sidorenko AN, Kondjurava EV, Tashina EA, Akimov VV, Fedos’kina AS, Kosynkina DD. Ogen transport ability of erythrocytes in chronic periodontitis. J Ural Med Acad Sci. 2020:17(1):3341. (In Russ.). Doi: 10.22138/2500-0918-2020-17-1-33-41.Изучение конформации гема и глобина фракционированных эритроцитов крыс с помощью метода спектроскопии комбинационного рассеяния света / Юшков Б.Г., Зуев М.Г., Бриллиант С.А., Васин А.А. // Биофизика. – 2023. – Т. 68, № 1. – С. 33–40.Yushkov BG, Zuev MG, Brilliant SA, Vasin AA. Study of heme and globin conformation of fractionated rat erythrocytes using Raman spectroscopy. Biophysics. 2023:68(1):33-40. (In Russ.). Doi: 10.31857/S0006302923010040.Васильев А.П., Стрельцова Н.Н., Петелина Т.И. Клинический эффект, изменение липидной структуры эритроцитарной мембраны и микроциркуляции у больных артериальной гипертонией в сочетании с ишемической болезнью сердца под влиянием лазеротерапии // Вопр. курортол., физиотер. и леч. физ. культ. – 2022. – Т. 99, № 2. – С. 5–12.Vasiliev AP, Streltsova NN, Petelina TI. Clinical effect, changes in the lipid structure of the erythrocyte membrane and microcirculation in patients with arterial hypertension in combination with coronary heart disease under the influence of laser therapy. Voprosy kurortologii, fizioterapii i lechebnoi fizicheskoi kultury. 2022;99(2):5-12. (In Russ.). Doi: 10.17116/kurort2022990215.Belcher DA, Lucas A, Cabrales P, Palmer AF. Tumor vascular status controls oxygen delivery facilitated by infused polymerized hemoglobins with varying oxygen affinity. PLoS Comput Biol. 2020;16(8):e1008157. Doi: 10.1371/journal. pcbi.1008157.Belcher DA, Lucas A, Cabrales P, Palmer AF. Tumor vascular status controls oxygen delivery facilitated by infused polymerized hemoglobins with varying oxygen affinity. PLoS Comput Biol. 2020;16(8):e1008157. Doi: 10.1371/journal. pcbi.1008157.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.