受体对红细胞在切变流场中取向的影响
作者：李田勋 苑连美 赵仁宏 吕磊 刘发明 李淑玮 罗曼
单位：李田勋 吕磊 刘发明 李淑玮(潍坊医学院 医学物理教研室,山东 潍坊261042)；苑连美 赵仁宏(潍坊人民医院 保健科山东 潍坊261000)；罗曼(广西卫生管理干部学院广西 南宁530021)
关键词：红细胞取向；受体；红细胞变形
中国医学物理学杂志000328 摘要: 红细胞流变特性的研究对于早期诊断和治疗心脑血管疾病意义重大。红细胞在切变流场中的取向能够较早地反映出红细胞某些流变环境的变化,近来倍受关注。该论文报道了采用分子生物学方法、激光衍射仪、冷冻蚀刻电镜技术研究红细胞膜受体对红细胞在切变流场中的取向和变形的影响。研究工作发现:受体的生化变化会引起红细胞变形指数(DI)和取向指数(OI)的改变,并且OI指数反应更加强烈。该现象对临床诊疗与基础研究都有重要意义。
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中图分类号: R318.01 文献标识码: A 文章编号:1005-202X(2000)03-0187-02
Effects of receptor on the erythrocyte orientation in fluidity field
LI Tian-xun,YUAN Lian-mei,ZHAO Ren-hong,et al.
(Weifang Medical College,Shandong,Weifang 261042,China)
Abstract:the influence of receptor on the red blood cell orientation at c=0 orbit in the shear field were studied with Ekytacytometer and molecular biologic method. the red blood cell were treated by the concanavalin A and wheat germ agglutinin .Discovered red blood cell orientation index(OI) and deformation index(DI) were lower. But the OI is marked.
, 百拇医药
Key words:red blood cell;orientation
引言:血液流变学是生物医学工程的重要研究内容之一,其中血液粘度、红细胞变形、红细胞聚集等血液流变学参数已广泛应用于临床,并取得了良好的效果,为临床诊断和治疗心脑血管疾病开辟了一条新路[1]。自BITBOL.M[2]发现了红细胞取向性并指出了其运动状态违反了能量最低原理以来,人们就开始关注红细胞的这一特殊运动状态,但仅局限于现象的观察。目前,国内外对红细胞在切变流场中C=0轨道取向性研究日趋活跃[3,4] 。
红细胞膜是红细胞实现其生理功的重要部位,其膜的生理状态受到流变环境和膜受体的调控及疾病的影响。所以采用受体的调控方法能够较好地研究红细胞在切变流场中C=0轨道的取向性,有利于从微观角度阐明红细胞在切变流场中C=0轨道取向的特殊性,极有利将该参数应用于临床诊断和治疗。
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本课题将选择受体棗配体作用,调控红细胞膜的生理状态,利用分子生物学方法、激光衍射技术、冷冻蚀刻电镜技术研究红细胞的取向和变形。
1 材料和方法
(1)样品制备:杂种家兔(本院动物中心提供),体重2 KG左右,耳缘静脉取血,800 G下离心去血浆和白细胞,然后用磷酸缓冲液(PBS PH=7.4,300 MOSM/KG)清洗红细胞,制备实验用纯净红细胞。取红细胞与PBS配制成红细胞悬浮液(2×107 个/ML),取3 ML悬浮液,加入WGA、CONA(SIGMA CO)制成含有不同浓度WGA红细胞悬浮液和CONA红细胞悬浮液(0,0.001,0.01,0.1,1.0 MMOL/L共 5种样本),室温(22±1)℃下温育60分钟测量五种样本。
(2) 主要仪器:自动激光衍射仪(普利生公司);溶液渗透压测量仪采用美国ADVANCED WIDE RANGE OSMOMETER(3WZ)电子显微镜由国家重点实验室中国科学院生物物理研究所提供。
, 百拇医药
(3)测量方法:在切变率由0 S-1均匀变化到800 S-1的条件下,测量红细胞的变形指数。在切变率由0 S-1均匀变化到150 S-1的条件下,测量红细胞的取向指数。
2 结 果
在室温下将WGA、CONA温育过的红细胞,置于激光衍射仪下测定红细胞在切变流场中C=0轨道的取向指数和变形指数。OI和DI在最大切变率下数值见表1、表2,Γ· -OI曲线见图1、图3,Γ· -DI曲线如图2、图4所示。
表1 红细胞取向指数(OI)峰值表 剂量(MMOL/L)
CONA
WGA
0 (对照)
, 百拇医药
35.1±2.0
32.1±1.7
0.001
29.3±1.2*
27.5±2.0
0.01
21.5±1.5
22.4±2.1*
0.1
14.1±3.0*
16.9±1.7*
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1.0
7.0±2.5*
12.1±1.0*
T =(22±1)℃,N =10,* P <0.01
表2 红细胞变形指数(DI)峰值表 剂量(MMOL/L)
CONA
WGA
0 (对照)
52.0±2.0
50.5±1.6
0.001
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50.5±1.4
48.5±2.1
0.01
48.6±1.7
45.9±1.4
0.1
43.5±1.3*
42.7±1.3*
1.0
38.7±2.1**
39.6±1.2**
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T =22±1)℃,N =10,* P <0.05 **P <0.01
图1 CONA与红细胞结合后的取向曲线
3 讨 论
红细胞膜的特殊结构决定了红细胞在切变流场中的力学特性。外界流变环境的变化可以通过细胞膜来实现对红细胞生理功能的调节,在这个过程中,诱导细胞膜受体起着关键性的作用。当CONA 和WGA同红细胞膜上的受体结合后,就会把这一信息通过跨膜血形糖蛋白传递给红细胞膜的骨架蛋白(SPECTRIN)骨架蛋白在外来信息的诱导下,其蛋白质空间构象发生了变化,生化组成也相应产生了改变,而SPECTRIN形成的网状结构是决定红细胞形态的关键性蛋白质,对红细胞的变形性起着关键性作用[4～5]。CON A 和WGA与受体特异性结合后,引起了红细胞骨架网状的蛋白变化,特别是收缩蛋白的变化,使红细胞骨架网状的蛋白钢性指数增加,红细胞的变形能力降低。与此同时,实验结果还表明红细胞的取向能力也产生了降低,且改变的幅度更大。因此,受体性质改变时会影响到红细胞的变形能力和红细胞的取向能力,红细胞的变形指数和红细胞的取向指数有一定的相关性。但是,红细胞的取向指数改变的幅度更大,说明红细胞的取向指数对切变流场中流变环境的改变较红细胞的变形指数更加敏感,红细胞在切变流场中C=0轨道的取向指数能够较早的反映出血液环境的变化和红细胞流变性能的改变,这一现象对临床诊断具有积极的意义。特别是与红细胞变形能力有关的心脑血管疾病的早期诊断将会有较高的参考价值。通过进一步的研究,取向指数极有希望成为临床诊断的重要参数之一。
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图2 CONA与红细胞结合后的变形曲线
图3 WGA与红细胞结合后的取向曲线
图4 WGA与红细胞结合后的变形曲线
作者简介：李田勋(1962- ),男,山东安丘人,潍坊医学院副教授。主要从事生物医学工程研究,发表论文30余篇。
参考文献
1，陈槐卿.血液流变学及临床应用[M].四川教育出版社,1989.90.
2，朱翠玲,等.现代生物医学工程[M].中国科学技术出版社,1992.45-50.
3，文宗曜,等.大分子吸附对底粘切变流场中流红细胞取向的影响[J].生物物理学报,1993,9:4.
4，冈小天(日本).生物流变学[M].科学出版社,1988,98.
5，黄益民,等.FENTONT体系损伤红细胞分子流变性的比较研究[J].中国生物医学工程学报,1999,18(1):49-57.
收稿日期：1999-09-30, http://www.100md.com
单位：李田勋 吕磊 刘发明 李淑玮(潍坊医学院 医学物理教研室,山东 潍坊261042)；苑连美 赵仁宏(潍坊人民医院 保健科山东 潍坊261000)；罗曼(广西卫生管理干部学院广西 南宁530021)
关键词：红细胞取向；受体；红细胞变形
中国医学物理学杂志000328 摘要: 红细胞流变特性的研究对于早期诊断和治疗心脑血管疾病意义重大。红细胞在切变流场中的取向能够较早地反映出红细胞某些流变环境的变化,近来倍受关注。该论文报道了采用分子生物学方法、激光衍射仪、冷冻蚀刻电镜技术研究红细胞膜受体对红细胞在切变流场中的取向和变形的影响。研究工作发现:受体的生化变化会引起红细胞变形指数(DI)和取向指数(OI)的改变,并且OI指数反应更加强烈。该现象对临床诊疗与基础研究都有重要意义。
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中图分类号: R318.01 文献标识码: A 文章编号:1005-202X(2000)03-0187-02
Effects of receptor on the erythrocyte orientation in fluidity field
LI Tian-xun,YUAN Lian-mei,ZHAO Ren-hong,et al.
(Weifang Medical College,Shandong,Weifang 261042,China)
Abstract:the influence of receptor on the red blood cell orientation at c=0 orbit in the shear field were studied with Ekytacytometer and molecular biologic method. the red blood cell were treated by the concanavalin A and wheat germ agglutinin .Discovered red blood cell orientation index(OI) and deformation index(DI) were lower. But the OI is marked.
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Key words:red blood cell;orientation
引言:血液流变学是生物医学工程的重要研究内容之一,其中血液粘度、红细胞变形、红细胞聚集等血液流变学参数已广泛应用于临床,并取得了良好的效果,为临床诊断和治疗心脑血管疾病开辟了一条新路[1]。自BITBOL.M[2]发现了红细胞取向性并指出了其运动状态违反了能量最低原理以来,人们就开始关注红细胞的这一特殊运动状态,但仅局限于现象的观察。目前,国内外对红细胞在切变流场中C=0轨道取向性研究日趋活跃[3,4] 。
红细胞膜是红细胞实现其生理功的重要部位,其膜的生理状态受到流变环境和膜受体的调控及疾病的影响。所以采用受体的调控方法能够较好地研究红细胞在切变流场中C=0轨道的取向性,有利于从微观角度阐明红细胞在切变流场中C=0轨道取向的特殊性,极有利将该参数应用于临床诊断和治疗。
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本课题将选择受体棗配体作用,调控红细胞膜的生理状态,利用分子生物学方法、激光衍射技术、冷冻蚀刻电镜技术研究红细胞的取向和变形。
1 材料和方法
(1)样品制备:杂种家兔(本院动物中心提供),体重2 KG左右,耳缘静脉取血,800 G下离心去血浆和白细胞,然后用磷酸缓冲液(PBS PH=7.4,300 MOSM/KG)清洗红细胞,制备实验用纯净红细胞。取红细胞与PBS配制成红细胞悬浮液(2×107 个/ML),取3 ML悬浮液,加入WGA、CONA(SIGMA CO)制成含有不同浓度WGA红细胞悬浮液和CONA红细胞悬浮液(0,0.001,0.01,0.1,1.0 MMOL/L共 5种样本),室温(22±1)℃下温育60分钟测量五种样本。
(2) 主要仪器:自动激光衍射仪(普利生公司);溶液渗透压测量仪采用美国ADVANCED WIDE RANGE OSMOMETER(3WZ)电子显微镜由国家重点实验室中国科学院生物物理研究所提供。
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(3)测量方法:在切变率由0 S-1均匀变化到800 S-1的条件下,测量红细胞的变形指数。在切变率由0 S-1均匀变化到150 S-1的条件下,测量红细胞的取向指数。
2 结 果
在室温下将WGA、CONA温育过的红细胞,置于激光衍射仪下测定红细胞在切变流场中C=0轨道的取向指数和变形指数。OI和DI在最大切变率下数值见表1、表2,Γ· -OI曲线见图1、图3,Γ· -DI曲线如图2、图4所示。
表1 红细胞取向指数(OI)峰值表 剂量(MMOL/L)
CONA
WGA
0 (对照)
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35.1±2.0
32.1±1.7
0.001
29.3±1.2*
27.5±2.0
0.01
21.5±1.5
22.4±2.1*
0.1
14.1±3.0*
16.9±1.7*
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1.0
7.0±2.5*
12.1±1.0*
T =(22±1)℃,N =10,* P <0.01
表2 红细胞变形指数(DI)峰值表 剂量(MMOL/L)
CONA
WGA
0 (对照)
52.0±2.0
50.5±1.6
0.001
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50.5±1.4
48.5±2.1
0.01
48.6±1.7
45.9±1.4
0.1
43.5±1.3*
42.7±1.3*
1.0
38.7±2.1**
39.6±1.2**
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T =22±1)℃,N =10,* P <0.05 **P <0.01
图1 CONA与红细胞结合后的取向曲线
3 讨 论
红细胞膜的特殊结构决定了红细胞在切变流场中的力学特性。外界流变环境的变化可以通过细胞膜来实现对红细胞生理功能的调节,在这个过程中,诱导细胞膜受体起着关键性的作用。当CONA 和WGA同红细胞膜上的受体结合后,就会把这一信息通过跨膜血形糖蛋白传递给红细胞膜的骨架蛋白(SPECTRIN)骨架蛋白在外来信息的诱导下,其蛋白质空间构象发生了变化,生化组成也相应产生了改变,而SPECTRIN形成的网状结构是决定红细胞形态的关键性蛋白质,对红细胞的变形性起着关键性作用[4～5]。CON A 和WGA与受体特异性结合后,引起了红细胞骨架网状的蛋白变化,特别是收缩蛋白的变化,使红细胞骨架网状的蛋白钢性指数增加,红细胞的变形能力降低。与此同时,实验结果还表明红细胞的取向能力也产生了降低,且改变的幅度更大。因此,受体性质改变时会影响到红细胞的变形能力和红细胞的取向能力,红细胞的变形指数和红细胞的取向指数有一定的相关性。但是,红细胞的取向指数改变的幅度更大,说明红细胞的取向指数对切变流场中流变环境的改变较红细胞的变形指数更加敏感,红细胞在切变流场中C=0轨道的取向指数能够较早的反映出血液环境的变化和红细胞流变性能的改变,这一现象对临床诊断具有积极的意义。特别是与红细胞变形能力有关的心脑血管疾病的早期诊断将会有较高的参考价值。通过进一步的研究,取向指数极有希望成为临床诊断的重要参数之一。
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图2 CONA与红细胞结合后的变形曲线
图3 WGA与红细胞结合后的取向曲线
图4 WGA与红细胞结合后的变形曲线
作者简介：李田勋(1962- ),男,山东安丘人,潍坊医学院副教授。主要从事生物医学工程研究,发表论文30余篇。
参考文献
1，陈槐卿.血液流变学及临床应用[M].四川教育出版社,1989.90.
2，朱翠玲,等.现代生物医学工程[M].中国科学技术出版社,1992.45-50.
3，文宗曜,等.大分子吸附对底粘切变流场中流红细胞取向的影响[J].生物物理学报,1993,9:4.
4，冈小天(日本).生物流变学[M].科学出版社,1988,98.
5，黄益民,等.FENTONT体系损伤红细胞分子流变性的比较研究[J].中国生物医学工程学报,1999,18(1):49-57.
收稿日期：1999-09-30, http://www.100md.com