Замораживание эритроцитов при модификации состава криоконсерванта на основе глицерина

Abstract

Повреждения эритроцитов, происходящие при замораживании, также могут развиваться при трансфузии. Повышение концентрации свободного железа в крови при разрушении эритроцитов приводит к ускорению образования реактивных форм кислорода, перекисному повреждению клеток и стимуляции воспаления. При многократной трансфузии эритроцитов могут нарушению функции внутренних органов в результате перегрузки организма железом. Криопротекторные свойства глицерина включают в себя его коллигативную способность уменьшения концентрации NaCl при температурах ниже 0°C. Вместе с тем было выявлено, что криопротекторная эффективность глицерина была меньше, чем ожидалось от его коллигативных свойств. Повреждение эритроцитов при их быстром оттаивании является результатом осмотического шока из-за неспособности избытка внутриклеточного глицерина достаточно быстро выходить из клеток для предотвращения их набухания и гемолиза. Эти данные указывают на необходимость уменьшения концентрации глицерина в криоконсерванте. Однако для поддержания защитной эффективности криопротектора необходимо также уменьшение концентрации NaCl. В работе исследуется влияние состава криоконсерванта на гемолиз эритроцитов при замораживании и гипотермическом хранении. При этом использовали криоконсерванты: а) 38% (w/v) глицерин, 2,9% сорбитол, 0,63% NaCl (стандартный состав); b) 28% (w/v) глицерин, 6,8% сорбитол, 0,25% NaCl (модифицированный состав). Установлено, что уменьшение концентрации глицерина и увеличение концентрации сорбитола приводит к уменьшению показателей гемолиза эритроцитов. Полученные результаты позволяют предположить, что изменение состава криоконсерванта обеспечит ослабление осмотического стресса при оттаивании эритроцитов, что, в свою очередь, уменьшит их разрушение при трансфузии и вероятность развития воспаления.

Пошкодження еритроцитів, які відбуваються при заморожуванні, також можуть розвиватися при трансфузії. Підвищення концентрації вільного заліза в крові при руйнуванні еритроцитів приводить до прискорення виникнення реактивних форм кисню, перекисному пошкодженню клітин і стимуляції запалення. При багаторазовій трансфузії еритроцитів можуть порушуватися функції внутрішніх органів в результаті перевантаження організму залізом. Кріопротекторні властивості гліцерину включають в себе його колігативну здатність зменшення концентрації NaCl при температурах нижче 0 °C. Разом з тим було виявлено, що кріопротекторна ефективність гліцерину була менше, ніж очікувалося від його колігативних властивостей. Пошкодження еритроцитів при їх швидкому відтаванні є результатом осмотичного шоку через нездатність надлишку внутрішньоклітинного гліцерину досить швидко виходити з клітин для запобігання їх набухання і гемолізу. Ці дані вказують на необхідність зменшення концентрації гліцерину в кріоконсерванті. Однак для підтримки захисної ефективності кріопротектори необхідно також зменшення концентрації NaCl. В роботі досліджується ефект складу кріоконсерванту на гемоліз еритроцитів при заморожуванні і гіпотермічному зберіганні. При цьому використовували кріоконсерванти: а) 38% (w / v) гліцерин, 2,9% сорбітол, 0,63% NaCl (стандартний склад); b) 28% (w / v) гліцерин, 6,8% сорбітол, 0,25% NaCl (модифікований склад). Встановлено, що зменшення концентрації гліцерину і збільшення концентрації сорбітолу призводить до зменшення показників гемолізу еритроцитів. Отримані результати дозволяють припустити, що зміна складу кріоконсерванту забезпечить ослаблення осмотичного стресу при відтаванні еритроцитів, що, в свою чергу, зменшить їх руйнування при трансфузії і ймовірність розвитку запалення.

Damage to red blood cells occurring during freezing can also develop with transfusion. An increase in the concentration of free iron in the blood during the destruction of red blood cells results in an acceleration of the reactive oxygen species production, peroxide damage to cells and stimulation of inflammation. With multiple transfusions of red blood cells, the function of internal organs may be impaired as a result of iron overload. The cryoprotective properties of glycerol include its collegiate ability to reduce the concentration of NaCl at temperatures below 0°C. However, it was found out that the cryoprotective efficacy of glycerol was far less than it was expected from its colligative properties. Damage to red blood cells during their rapid thawing is the result of osmotic shock due to the inability of an excess of intracellular glycerol to exit the cells quickly enough to prevent their swelling and hemolysis. These data indicate the need to reduce the glycerol concentration in the cryoconservant. However, maintaining the protective effectiveness of the cryoprotectant requires a decrease in the NaCl concentration. This study investigates the effect of the composition of the cryoconservant on erythrocyte hemolysis during freezing and hypothermic storage. We used 2 types of cryoconservants: a) 38% (w / v) glycerin, 2.9% sorbitol, 0.63% NaCl (standard composition); b) 28% (w / v) glycerol, 6.8% sorbitol, 0.25% NaCl (modified composition). It was found out that a decrease in the concentration of glycerol and an increase in the concentration of sorbitol leads to a decrease in the erythrocyte hemolysis. The results obtained suggest that a change in the composition of the cryoconservant will reduce osmotic stress during thawing of red blood cells, which, in turn, will reduce their destruction upon transfusion and the likelihood of inflammation.