kpcczКомплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеванийComplex Issues of Cardiovascular Diseases2306-12782587-9537Federal State Budgetary Institution “Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases”10.17802/2306-1278-2020-9-2-53-63kpccz-715Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL STUDIESМикрореологические свойства крови и капиллярный кровоток при артериальной гипертензии и сахарном диабете второго типа: исследование оптическими методами in vitro и in vivoMicrorheologic properties of blood and capillary blood flow in case of arterial hypertension and type 2 diabetes mellitus: iin vitro and in vivo optical assessmenthttps://orcid.org/0000-0003-3910-0335МасляницынаА. И.MaslianitsynaA. I.

Масляницына Анастасия Игоревна - студентка 4-го курса физического факультета.

Maslianitsyna Anastasia I. - a 4-year student of the Physics Department.

КадановаИ. М.KadanovaI. M.

Каданова Ирина Михайловна, студентка 4-го курса физического факультета.

1, Москва, Российская Федерация, 119991

Kadanova Irina M. - a 4-year student of the Physics Department.

1, Leninskie Gory, Moscow, 119991

НезнановА. И.NeznanovA. I.

Незнанов Антон Игоревич, студент 4-го курса физического.

1, Москва, Российская Федерация, 119991

Neznanov Anton I. - a 4-year student of the Physics Department.

1, Leninskie Gory, Moscow, 119991

ЕрмолинскийП. Б.ErmolinskiyP. B.

Ермолинский Петр Борисович, студент 1-го курса магистратуры физического факультета.

1, Москва, Российская Федерация, 119991

Ermolinskiy PetrB. - a 1-year master's student of the Physics Department.

1, Leninskie Gory, Moscow, 119991

https://orcid.org/0000-0002-1882-4329ГурфинкельЮ. И.GurfinkelYu. I.

Гурфинкель Юрий Ильич - доктор медицинских наук, ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией микроциркуляции крови отдела внутренних болезней Медицинского научно-образовательного центра.

1, Москва, Российская Федерация, 119991

Gurfinkel Yury I. - PhD, leading researcher, Head of the Blood Microcirculation Laboratory, Department of Internal Diseases of the Medical Research and Educational Center.

1, Leninskie Gory, Moscow, 119991

ПигуренкоА. А.PigurenkoА. A.

Пигуренко Александра Алексеевна - студентка 4-го курса факультета фундаментальной медицины.

1, Москва, Российская Федерация, 119991

Pigurenko Alexandra A. - a 4-year student of the Faculty of Fundamental Medicine.

1, Leninskie Gory, Moscow, 119991

ДячукЛ. И.DyachukL. I.

Дячук Лариса Ивановна, кандидат медицинских наук, заведующая кардиологическим отделением Медицинского научно-образовательного центра.

1, Москва, Российская Федерация, 119991

Dyachuk Larisa I. - PhD, Head of the Cardiology Department at the Medical Research and Educational Center.

1, Leninskie Gory, Moscow, 119991

https://orcid.org/0000-0001-5222-8267ЛуговцовА. Е.LugovtsovA. E.

Луговцов Андрей Егорович - кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Международного учебно-научного лазерного центра и физического факультета.

1, Москва, Российская Федерация, 119991

Lugovtsov Andrei E. - PhD, senior researcher at the International Educational and Scientific Laser Center and the Physics Department.

1, Leninskie Gory, Moscow, 119991

https://orcid.org/0000-0003-4216-7653ПриезжевА. В.PriezzhevA. V.

Приезжев Александр Васильевич - кандидат физико-математических наук, доцент и руководитель лаборатории биомедицинской фотоники физического факультета.

1, Москва, Российская Федерация, 119991

Priezzhev Alexander V. - PhD, Associate Professor, Head of the Biomedical Photonics Laboratory at the International Educational and Scientific Laser Center and the Physics Department.

1, LeninskieGory, Moscow, 119991

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский государственный университет имени М.В. ЛомоносоваРоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian Federation202024062020925363Copyright © Масляницына А.И., Каданова И.М., Незнанов А.И., Ермолинский П.Б., Гурфинкель Ю.И., Пигуренко А.А., Дячук Л.И., Луговцов А.Е., Приезжев А.В., 20202020Масляницына А.И., Каданова И.М., Незнанов А.И., Ермолинский П.Б., Гурфинкель Ю.И., Пигуренко А.А., Дячук Л.И., Луговцов А.Е., Приезжев А.В.Maslianitsyna A.I., Kadanova I.M., Neznanov A.I., Ermolinskiy P.B., Gurfinkel Y.I., Pigurenko А.A., Dyachuk L.I., Lugovtsov A.E., Priezzhev A.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nii-kpssz.com/jour/article/view/715Цель

Цель. Анализ агрегационных свойств эритроцитов и параметров капиллярного кровотока, измеренных различными оптическими методами, у пациентов с артериальной гипертензией (АГ) и сахарным диабетом второго типа (СД2).

Материалы и методы

Материалы и методы. Измерения агрегационных свойств проводились invitro методами лазерной агре-гометрии и оптического захвата. Анализ кровотока в капиллярах ногтевого ложа испытуемых выполнен in vivo с использованием цифровой капилляроскопии.

Результаты

Результаты. Агрегация эритроцитов у пациентов с АГ повышена по сравнению со здоровыми испытуемыми: характерное время агрегации уменьшено на 29±9%. Эта же тенденция к усилению агрегации видна в группе пациентов с АГ и СД2. Сопоставление результатов, полученных с использованием различных методов измерения, показало, что в группе пациентов с АГ с повышенной скоростью кровотока, измеренной in vivo, индекс агрегации, измеренный invitro, снижен на 14±4% по сравнению с группой с пониженной скоростью.

Заключение

Заключение. Сравнение значений микрореологических параметров крови, характерных для групп пациентов с АГ, в том числе при наличии СД2, и здоровых доноров, показывает статистически значимые отличия: у пациентов с АГ агрегация эритроцитов повышена. Эти отличия выражены сильнее у пациентов с АГ и СД2. Кроме того, результаты, полученные различными оптическими методами in vitro и in vivo, согласуются между собой.

Aim

Aim. To study microrheological properties of RBCs and capillary blood flow parameters using optical methods in patients with arterial hypertension (AH) and type 2 diabetes mellitus (DM2).

Methods

Methods. RBCs aggregation properties were evaluated in vitro using laser aggregometry and optical trapping. Сapillary nail refill was evaluated in vivo using nailfold digital capillaroscopy.

Results

Results. The aggregation of RBCs in patients suffering from AH was higher compared to healthy subjects who demonstrated a decrease in the aggregation time by 29±9%. A similar trend was observed in patients with AH and DM2. The comparison of the results obtained by different methods showed that patients with AH with a high capillary blood flow velocity measured in vivo reported a decrease in the aggregation index by 14±4% compared to patients with low velocity.

Conclusion

Conclusion. The comparison of microrheological blood properties in patients with AH and AH+DM2 versus the control group showed statistically significant differences in the aggregation index that was higher in AH patients. These differences were more pronounced in patients with AH and DM2. The results obtained by in vitro and in vivo methods were consistent.

Реология кровиАгрегация эритроцитовЛазерный пинцетЛазерная агрегометрияЦифровая капилляроскопияАртериальная гипертензияСахарный диабетBlood rheologyRed blood cells aggregationLaser tweezersLaser aggregometryDigital capillaroscopyArterial hypertensionDiabetes mellitusРабота выполнена при финансовой поддержке гранта РНФ № 18-15-00422ReferencesTibirięa E., Lorenzo A., Oliveira G.M.M. Microcirculation and Cardiovascular Diseases. Arq Bras Cardiol. 2018; 111(2):120-121. doi:10.5935/abc.20180149Tibirięa E., Lorenzo A., Oliveira G.M.M. Microcirculation and cardiovascular diseases. Arq Bras Cardiol. 2018; 111(2):120-121. doi:10.5935/abc.20180149Gurfinkel Yu.I., Sasonko M.L., Priezzhev A.V. Digital capillaroscopy as important tool for early diagnostics of arterial hypertension. Proc. SPIE. 2014; 9448:117. doi: 10.1117/12.2180259Gurfinkel Yu.I., Sasonko M.L., Priezzhev A.V. Digital capillaroscopy as important tool for early diagnostics of arterial hypertension. Proc. SPIE. 2014; 9448:117. doi: 10.1117/12.2180259Сайт Международной организации по диабету. Режим доступа: www.idf.org/diabetesatlas (дата обращения 12.04.2020).The link on the International Diabetes Federation website. Available at: www.idf.org/diabetesatlas (accessed 12.04.2020).Frisbee J.C. Obesity, insulin resistance, and microvessel density. Microcirculation. 2007; 14(4-5):289-98.Frisbee J.C., Obesity, insulin resistance, and microvessel density. Microcirculation. 2007 Jun-Jul;14(4-5):289-98.Shin S., Yang Y., Suh J.S. Measurement of erythrocyte aggregation in a microchip stirring system by light transmission. Clin. Hemorheol. Microcirc. 2009; 41(3):197-207. doi: 10.3233/CH-2009-1172.Shin S.,Yang Y., Suh J.S. Measurement of erythrocyte aggregation in a microchip stirring system by light transmission. Clin. Hemorheol. Microcirc. 2009; 41(3):197-207. doi: 10.3233/CH-2009-1172.Лопатин В.Н., Приезжев А.В., Апонасенко А.Д., Ше-пелевич Н.В., Лопатин В.В., Пожиленкова П.В., Простакова И.В. Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред. М.: Физматлит; 2004. 384 с.Lopatin V.N., Priezzhev A.V., Aponasenko A.D., Shepelevich N.V, Lopatin V.V., Pozhilenkova P.V., Prostakova I.V. Metody svetorassejanija v analize dispersnyh biologicheskih sred. Moscow: Fizmatlit, 2004. 384 p. (In Russian)Ermolinskiy P.B., Lugovtsov A.E., Maslyanitsina A.I., Semenov A.N., Dyachuk L.I., Priezzhev A.V. Interaction of erythrocytes in the process of pair aggregation in blood samples from patients with arterial hypertension and healthy donors: measurements with laser tweezers. J. of Biomedical Photonics & Eng. 2018; 4(3):030303.Ermolinskiy P.B., Lugovtsov A.E., Maslyanitsina A.I., Semenov A.N., Dyachuk L.I., Priezzhev A.V. Interaction of erythrocytes in the process of pair aggregation in blood samples from patients with arterial hypertension and healthy donors: measurements with laser tweezers. J. of Biomedical Photonics & Eng. 2018; 4(3):030303.Ли Кисун. Взаимодействие эритроцитов в средах, индуцирующих их агрегацию: исследование с помощью лазерных пинцетов. дисс. ... канд. физ.-мат. наук. М.; 2016.Lee Kisung. Vzaimodejstvie eritrocitov v sredah, inducirujushchih ih agregaciju: issledovanie s pomoshchju lazernyh pincetov. [dissertation] Moscow; 2016. (In Russian)Gurfinkel Yu.I., Priezzhev A.V., Sasonko M.L., Kuznetzov M.I. Importance of image processing in digital optical capillaroscopy for early diagnostics of arterial hypertension. In: BioPhotonics, 2015 International Conference Proceedings. Florence (Italy) 20-22, p.1-4.Gurfinkel Yu.I., Priezzhev A.V., Sasonko M.L., Kuznetzov M.I. Importance of image processing in digital optical capillaroscopy for early diagnostics of arterial hypertension. In: BioPhotonics, 2015 International Conference Proceeding. Florence (Italy) 20-22, p.1-4.Baskurt O.K., Boynard M., Cokelet G.C., Connes P., Cooke B.M., Forconi S. et al. New guidelines for hemorheological laboratory techniques. International Expert Panel for Standardization of Hemorheological Methods. 2009; 42(2):75-97. doi: 10.3233/CH-2009-1202.Baskurt O.K., Boynard M., Cokelet G.C. , Connes P., Cooke B.M., Forconi S. et al. New guidelines for hemorheological laboratory techniques. International Expert Panel for Standardization of Hemorheological Methods. 2009; 42(2):75-97. doi: 10.3233/CH-2009-1202.Ермолинский П.Б., Луговцов А.Е., Масляницына A. И., Семенов А.Н., Дячук Л.И., Приезжев А.В. Оценка микрореологических свойств эритроцитов in vitro в норме и патологии с помощью оптических методов. Series on Biomechanics. 2018; 32(3):20-25.Ermolinskiy P.B., Lugovtsov A.E., Maslyanitsina A.I., Semenov A.N., Dyachuk L.I., Priezzhev A.V. In vitro assessment of microrheological properties of erythrocytes in norm and pathology with optical methods. Ser. Biomech. 2018; 32(3):20-25.Медведев И.Н., Скорятина И.А., Завалишина С.Ю. Сосудистый контроль над агрегацией форменных элементов крови у больных артериальной гипертонией с дислипидемией. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2016; 15(1):4-9. doi: 10.15829/1728-8800-2016-1-4-9Medvedev I.N., Skorjatina I.A., Zavalishina S.Y Vascular control over blood cells aggregation in patients with arterial hypertension with dyslipidemia. Cardiovascular Therapy and Prevention. 2016;15(1):4-9. (In Russian) doi: 10.15829/1728-8800-2016-1-4-9Lebensohn N., Re A., Carrera L., Barberena L., D'Arrigo M., Foresto P. Serum sialic acid, cellular anionic charge and erythrocyte aggregation in diabetic and hypertensive patients. Medicina (B Aires). 2009; 69(3):331-334.Lebensohn N., Re A., Carrera L., Barberena L., D'Arrigo M., Foresto P. Serum sialic acid, cellular anionic charge and erythrocyte aggregation in diabetic and hypertensive patients. Medicina (B Aires). 2009; 69(3):331-4.Delannoya M., Fontanaa A., D’Arrigob M., Riquelmea B. Influence of Hypertension and Type 2 Diabetes Mellitus on erythrocyte aggregation using image digital analysis. Series on Biomechanics.2015;29(1):1-6.Delannoya M., Fontanaa A., D’Arrigob M., Riquelmea B. Influence of Hypertension and Type 2 Diabetes Mellitus on erythrocyte aggregation using image digital analysis. Series on Biomechanics. 2015; 29(1):1-6.Bogar L. Hemorheology and hypertension: not "chicken or egg" but two chickens from similar eggs. Clin. Hemorheol. Microcirc. 2002; 26(2):81-83.Bogar L. Hemorheology and hypertension: not "chicken or egg" but two chickens from similar eggs. Clin. Hemorheol. Microcirc. 2002; 26(2):81-83.Guedes A.F., Carvalho F.A., Moreira C., Nogueira J.B., Santos N.C. Essential arterial hypertension patients present higher cell adhesion forces, contributing for fibrinogen-dependent cardiovascular risk. Nanoscale, 2017; 9(39):14897-14906. doi: 10.1039/C7NR03891G.Guedes A.F., Carvalho F.A., Moreira C., Nogueira J.B., Santos N.C. Essential arterial hypertension patients present higher cell adhesion forces, contributing for fibrinogen-dependent cardiovascular risk. Nanoscale, 2017; 9(39):14897-14906. doi: 10.1039/C7NR03891G.Сидельникова Н.С., Якусевич В. В., Петроченко А. C. , Тихомирова И. А., Петроченко Е. П. Особенности реологических и микроциркуляторных показателей у пациентов с метаболическим синдромом. Ярославский педагогический вестник. 2012; 2:91-97.Sidelnikova N.S., Jakusevich V. V., Petrochenko A. S., Tihomirova I. A., Petrochenko E.P. Osobennosti reologicheskih i mikrocirkuljatornyh pokazatelej u pacientov s metabolicheskim sindromom. (In Russ.) Jaroslavskij pedagogicheskij vestnik. 2012; 2: 91-97.

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