Морфология эритроцитов периферической крови при раке яичников
- Авторы: Федотова А.Ю.1, Генинг Т.П.1, Абакумова Т.В.1, Долгова Д.Р.1
-
Учреждения:
- Ульяновский государственный университет
- Выпуск: Том 100, № 5 (2019)
- Страницы: 855-859
- Тип: Обмен клиническим опытом
- Статья получена: 11.10.2019
- Статья одобрена: 11.10.2019
- Статья опубликована: 14.10.2019
- URL: https://kazanmedjournal.ru/kazanmedj/article/view/16403
- DOI: https://doi.org/10.17816/KMJ2019-855
- ID: 16403
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Цель. Оценка морфологии циркулирующих эритроцитов больных раком яичников III стадии.
Методы. Объектом исследования послужили эритроциты периферической крови первичных больных раком яичников (n=25), находившихся на III стадии по классификации Международной федерации акушеров-гинекологов. Больные были обследованы в гинекологическом отделении Ульяновского областного клинического онкологического диспансера. В контрольную группу вошли 25 соматически здоровых женщин. Морфологические исследования проводили с помощью световой микроскопии. Количество эритроцитов с неизменённой и изменённой формами выражали в процентах. Методом атомно-силовой микроскопии изучали топологию и ригидность эритроцитов.
Результаты. Установлено статистически значимое снижение количества эритроцитов циркулирующей крови у больных раком яичников по сравнению с соматически здоровыми женщинами. При этом резко снижено количество дискоцитов при одновременном увеличении количества морфологически изменённых форм (эхиноцитов, стоматоцитов, сфероцитов) и повышена ригидность эритроцитов.
Вывод. На фоне появления изменённых форм эритроцитов, увеличения показателей индекса трансформации и возрастании ригидности эритроцитов у больных раком яичников III стадии происходит снижение общего числа эритроцитов в циркулирующей крови по сравнению с соматически здоровыми женщинами.
Ключевые слова
Полный текст
Рак яичников (РЯ) занимает одно из ведущих мест по частоте возникновения и смертности среди злокачественных новообразований у женщин репродуктивного возраста.
Сегодня основное внимание исследователей направлено на тканевую гипоксию, возникающую в солидных опухолях в динамике опухолевого прогрессирования [1–2]. При этом указывают на возможность возникновения под влиянием гипоксии протеомных и геномных нарушений в опухолевых клетках, определяющих гетерогенность опухоли и агрессивное течение опухолевого процесса [3–4].
Основной причиной гипоксии опухоли, как правило, бывают нарушения её сосудистой системы. Снижение кислородотранспортной функции циркулирующих эритроцитов при этом не рассматривают, хотя, помимо негативного влияния на все системы организма-опухоленосителя, вероятно, оно будет усиливать гипоксию опухоли.
Главный фактор, способствующий выживанию эритроцитов, — их способность деформироваться. Деформируемость эритроцитов определяет реологические свойства крови, характеризуется значительной вариабельностью формы эритроцитов и зависит от трёх основных факторов: эластичности мембраны, внутренней вязкости содержимого клеток, отношения поверхности клеток к их объёму.
Интерес к изучению деформируемости эритроцитов обусловлен тем, что ригидные эритроциты способны окклюзировать часть капиллярного русла и таким образом блокировать кровообращение в системе микроциркуляции. В публикациях, посвящённых изучению морфологических параметров эритроцитов при канцерогенезе, представлены экспериментальные данные и результаты, полученные при некоторых локализациях опухоли. Последние позволяют предполагать значение биологического портрета опухоли в изменении спектра морфологических характеристик эритроцитов циркулирующей крови организма-опухоленосителя [5–6].
Цель исследования — изучить морфологию циркулирующих эритроцитов у больных РЯ III стадии.
Объектом исследования послужили эритроциты периферической крови первичных больных РЯ (n=25), находившихся на III стадии по классификации Международной федерации акушеров-гинекологов (FIGO — от англ. International Federation of Gynecology and Obstetrics). Подбор пациенток проводили по строго определённым критериям:
– возраст 48–60 лет (включительно);
– отсутствие острых воспалительных заболеваний;
– отсутствие в анамнезе хирургических вмешательств давностью менее года (включая стоматологические).
Больные были обследованы в гинекологическом отделении Ульяновского областного клинического онкологического диспансера. В контрольную группу вошли 25 соматически здоровых женщин. Информированное письменное согласие было получено у всех больных.
Исследование когортное, проведено согласно требованиям комиссии по этике Института медицины, экологии и физической культуры ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный университет» (протокол №3 от 15.03.2015).
Морфологические исследования проводили с использованием световой микроскопии Nikon Eclipse E 200. Эритроциты оценивали по классификации Г.И. Козинца [7], согласно которой клетки с признаками эхиноцитарной трансформации (дискоциты, дискоциты с одним выростом, дискоциты с гребнем, дискоциты с множественными выростами, эритроциты в виде тутовой ягоды) относят к обратимо деформированным, а куполообразные эритроциты, сфероциты с гладкой поверхностью, сфероциты с шипиками на поверхности, эритроциты в виде «спущенного мяча», дегенеративные формы эритроцитов — к необратимо деформированным формам. Количество эритроцитов с неизменённой и изменённой формами выражали в процентах, подсчёт производили на 300 эритроцитов.
Были использованы следующие расчётные индексы [7].
1. Индекс трансформации (ИТ) — количественная оценка соотношения патологических и нормальных форм эритроцитов:
ИТ=(ОД%+НД%)/Д%,
где Д% — процент дискоцитов; ОД% — процент обратимо деформированных эритроцитов; НД% — процент необратимо деформированных эритроцитов.
2. Индекс обратимой трансформации (ИОТ):
ИОТ=ОД%/Д%.
3. Индекс необратимой трансформации (ИНОТ):
ИНОТ=НД%/Д%.
Исследование топологии эритроцитов у больных РЯ III стадии и контрольной группы проводили на атомно-силовом микроскопе Solver Pro (NT-MDT, Зеленоград, Россия) в полуконтактном режиме. Получали как 2D-, так и 3D-изображение. Были использованы фирменные кремниевые зонды с жёсткостью 0,2 Н/м, радиус закругления кончика зонда составлял около 10 нм.
Во всех исследуемых группах оценивали ригидность мембраны эритроцита по модулю Юнга. Для его вычисления (программное обеспечение Nova, NT-MDT, Россия) снимают кривые DFL (z) в центральной части каждой клетки. Затем на полученных силовых кривых находят значения DX (нм), DY (нН), Y (нН), согласно которым производят расчёт глубины проникновения зонда в образец:
x=ΔZ∙(SetPoint−DFL0).
Расчёт силы прижатия зонда к образцу производили согласно закону Гука (F=k∙x) с последующим расчётом модуля Юнга [8], согласно теории Герца, описывающей контактную деформацию двух тел. Число точек в скане составляло 600. Поле сканирования имело размеры 100×100, 50×50 мкм.
При статистическом анализе полученные данные представляли как медиану с интерквартильным размахом Ме (Q1, Q2, Q3) или вычисляли среднее значение определяемых показателей и стандартное отклонение при нормальном распределении. Для оценки различий использовали непараметрический критерий Манна–Уитни, где не требуется наличия нормального распределения сравниваемых групп. Различия считали статистически значимыми при р ≤0,05.
Мы установили статистически значимое (р ≤0,05) снижение количества эритроцитов в циркулирующей крови у больных РЯ по сравнению с показателем у соматически здоровых женщин (4,11±0,190×1012/л против 4,68±0,051×1012/л). В ряде исследований при солидных опухолях различной локализации также отмечено снижение количества эритроцитов циркулирующей крови [9, 10]. Этот факт, а также появление дегенеративных форм эритроцитов в циркулирующей крови организма-опухоленосителя при ряде локализаций опухоли авторы объясняют токсическим влиянием опухоли.
В результате проведённых исследований нами установлено снижение количества двояковогнутых дискоцитов и повышение изменённых эритроцитов — эхиноцитов, стоматоцитов, сфероцитов (табл. 1). Эхиноцит считают обратимо деформируемым до стадии потери мембранного вещества [11].
Таблица 1. Количество различных форм эритроцитов циркулирующей крови больных раком яичников III стадии и соматически здоровых женщин (%)
Показатели | Контрольная группа (n=25) | Больные раком яичников (n=25) | р |
Дискоциты | 94,2±0,5 | 32,5±0,5* | 0,0003 |
Эхиноциты | 5,6±0,07 | 59,6±0,2* | 0,0003 |
Стоматоциты | 0,12±0,02 | 3,2±0,3* | 0,0005 |
Сфероциты | 0,12±0,02 | 4,7±0,3* | 0,0002 |
Примечание: *статистически значимые отличия по сравнению с показателями контроля (р ≤0,05).
Появление эхиноцитарных форм эритроцитов у больных РЯ при неопластических процессах, возможно, связано с изменением ионной проницаемости мембраны, нарушением работы ионных каналов. После дальнейшего воздействия неоплазмы эхиноцит приобретает сферическую форму. При необратимой трансформации дискоцита в сфероцит выросты плазмолеммы превращаются в произвольные микросферулы [12].
Соотношение нормальных и морфологически изменённых эритроцитов демонстрируют индексы трансформации. Представленные данные (табл. 2) показывают, что у больных РЯ III стадии статистически значимо повышен индекс трансформации эритроцитов относительно группы сравнения. Параллельно отмечено повышение индекса обратимой трансформации и индекса необратимой трансформации эритроцитов у больных РЯ III стадии относительно соматически здоровых женщин.
Таблица 2. Показатели соотношения патологических и нормальных форм эритроцитов циркулирующей крови у больных раком яичников и соматически здоровых женщин
Группы | Индекс трансформации эритроцитов, % | Индекс обратимой трансформации эритроцитов, % | Индекс необратимой трансформации эритроцитов, % |
Ме (Q1–Q3) | |||
Контрольная (n=25) | 0,122 (0,120–0,124) | 0,110 (0,100–0,130) | 0,011 (0,010–0,013) |
III стадия рака яичников (n=25) | 2,382* (2,286–2,670) | 0,793* (0,690–0,952) | 1,589* (1,450–1,760) |
Примечание: *статистически значимые отличия по сравнению с показателями контроля (р ≤0,05).
Благодаря высокому пространственному разрешению атомно-силового микроскопа на сегодняшний день он служит основным инструментом для изучения рельефа биологического объекта. Метод атомно-силовой микроскопии предоставляет возможность изучать параметры клеток, не прибегая к длительной и сложной фиксации, тем самым минимально искажая получаемую информацию. Он позволяет оценивать упругие свойства поверхности клеток и обеспечивает получение пространственного изображения поверхности [13].
Результаты, полученные с использованием атомно-силовой микроскопии, позволяют предполагать изменение распределения внутриклеточного содержимого (на это указывают профили бокового сечения) и топологии эритроцитов больных РЯ по сравнению с эритроцитами соматически здоровых женщин (рис. 1, 2). Появление обратимых форм — эхиноцитов у больных РЯ III стадии приводит к повышению индекса трансформации эритроцитов и увеличению ригидности (16,2±0,449 кПа против контроля 7,88±0,326 кПа).
Рис. 1. Топология (а), боковое сечение профиля (б) и изображение в 3D (в) у соматически здоровых женщин
Рис. 2. Топология (а), боковое сечение профиля (б) и изображение в 3D (в) у больных раком яичников
Вывод
На фоне появления изменённых форм эритроцитов, увеличения показателей индекса трансформации и возрастании ригидности эритроцитов у больных раком яичников III стадии происходит снижение общего числа эритроцитов в циркулирующей крови по сравнению с соматически здоровыми женщинами.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов по представленной статье.
Об авторах
Антонина Юрьевна Федотова
Ульяновский государственный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: tonechkatuzeeva@mail.ru
Россия, г. Ульяновск, Россия
Татьяна Петровна Генинг
Ульяновский государственный университет
Email: tonechkatuzeeva@mail.ru
SPIN-код: 7285-8939
Россия, г. Ульяновск, Россия
Татьяна Владимировна Абакумова
Ульяновский государственный университет
Email: tonechkatuzeeva@mail.ru
SPIN-код: 8564-4253
Россия, г. Ульяновск, Россия
Динара Ришатовна Долгова
Ульяновский государственный университет
Email: tonechkatuzeeva@mail.ru
SPIN-код: 7093-3564
Россия, г. Ульяновск, Россия
Список литературы
- Vaupel P., Thews O., Hoeckel M. Treatment resistance of solid tumors. Med. Oncol. 2001; 18: 243–259. doi: 10.1385/MO:18:4:243.
- Vaupel P., Harrison L. Tumor hypoxia: causative factors, compensatory mechanisms, and cellular response. Oncologist. 2004; 9: 4–9. doi: 10.1634/theoncologist.9-90005-4.
- Schito L., Rey S. Hypoxic pathobiology of breast cancer metastasis. Biochim. Biophys. Acta. 2017; 1868: 239–245. doi: 10.1016/j.bbcan.2017.05.004.
- Wolff M., Kosyna F.K., Dunst J. et al. Impact of hypoxia inducible factors on estrogen receptor expression in breast cancer cells. Arch. Biochem. Biophys. 2017; 613: 23–30. doi: 10.1016/j.abb.2016.11.002.
- Сипров А.В., Соловьёва М.А. Морфофункциональное состояние эритроцитов крыс с карциномой Walker-256 при сочетанном применении доцетаксела и ксимедона. Бюлл. эксперим. биол. и мед. 2017; (7): 56–60.
- Сладкова Е.А., Скоркина М.Ю., Забиняков Н.А. Морфофункциональные особенности клеток крови в условиях опухолевого роста. Биомедицина. 2013; (3): 63–67.
- Козинец Г.И., Погорелов В.М., Шмаров Д.А. и др. Клетки крови. Современные технологии их анализа. М.: Триада-Фарм. 2002; 200 p.
- Henderson R.M., Oberleithner H. Pushing, pulling, dragging, and vibrating renal epithelia by using atomic forse microscopy. AJP Renal physiol. 2000; 278 (5): 689–701. doi: 10.1152/ajprenal.2000.278.5.F689.
- Даулетпаева Ж.О., Дёмина Е.В., Паньшина С.С. Состояние параметров красной периферической крови при наличии опухолей лёгкого. Sci. Time. 2016; (5): 159–160.
- Пумпур А.С. Роль оценки показателей общего анализа крови, биохимического анализа крови и гемостазиограммы пациентов с колоректальным раком. Колопроктология. 2017; (3S): 64.
- Козинец Г.И., Высоцкий В.В., Погорелов В.М. Кровь и инфекция. М.: Триада-фарм. 2001; 182 с.
- Новицкий В.В., Степовая Е.А., Гольдберг В.Е. Эритроциты и злокачественные новообразования. Томск. 2000; 286 с.
- Плескова С.Н. Атомно-силовая микроскопия в биологических и медицинских исследованиях. Долгопрудный. 2011; 184 с.