Голографическая микроинтерферометрия и лазерная нефелометрия эритроцитов. Александр Николаевич Метелкин

      ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

      Актуальность проблемы. Расширение и углубление представлений о жизнедеятельности эритроцитов периферической крови непосредственно связано с внедрением в практику новейших методов исследований. Этим определяется актуальность проблемы анализа нефиксированных эритроцитов человека с целью изучения и количественной оценки их размеров, формы, массы и концентрации гемоглобина в норме и патологии методами голографической интерферометрии и лазерной микроскопии.

      В литературе имеется сравнительно мало работ, посвященных анализу свойств нефиксированных эритроцитов, что объясняется трудностями исследования живых клеток. Традиционные методы анализа размеров эритроцитов, как правило, позволяют получать усредненные данные, что делает невозможным оценку внутренней структуры популяции эритроцитов. Даже такие современные методы исследования как электронная микроскопия /трансмиссионная и растровая/, требуют фиксации клеток, что приводит к определенному изменению их истинных размеров и значительно затрудняет изучение эритроцитов в динамике.

      Методы голографической интерферометрии и лазерной микроскопии лишены описанных недостатков и позволяют исследовать живые клетки, анализировать форму эритроцитов по их поперечному сечению /Evans, Fang, 1972 /, производить количественную оценку формы /Reevs e a, 1978/, измерять объем и площадь поверхности эритроцитов, определять концентрации внутриклеточных веществ /Evans, Leblond, 1973/. Новые цитоморфометрические методы: голографическая интерферометрия и лазерная микроскопия позволяют проводить оценку состояния эритроцитов в динамике по таким важнейшим параметрам как форма и размеры, масса и концентрация плотных веществ в клетке. В настоящее время в Советском Союзе и за рубежом не имеется специальной голографической аппаратуры для исследования биомедицинских микрообъектов. В связи с вышеизложенным представляются актуальные цели и задачи данной работы.

      Цели работы.

      Целями работы являлись:

      1. Выбор и реализация наиболее оптимальной схемы лазерного, голографического интерференционного микроскопа для анализа биологически1 микрообъектов, разработка количественных методик оценки размеров, формы, массы и концентрации гемоглобина в эритроцитах.

      2. Проведение сравнительной характеристики свойств популяций эритроцитов в норме и патологии. Сопоставление полученных новыми методами результатов с известными данными. Количественный и качественный анализ основных преобразований формы и размеров эритроцитов в норме, при наследственных изменениях мембраны эритроцитов и при нарушениях состава плазмы.

      Основные задачи исследования

      1. Выбор и реализация наиболее оптимальной схемы лазерного, голографического интерференционного микроскопа для получения высококачественных интерферограмм и микрофотографий живых клеток малых размеров /51О мкм/.

      2. Разработка количественных методик анализа эритроцитов на основе данных голографической интерферометрии и лазерной микроскопии по следующим параметрам: диаметр, максимальная и минимальная толщина, площадь поверхности, объем, коэффициент сферичности эритроцитов, масса и концентрация гемоглобина в клетках. Выработка количественных критериев оценки формы эритроцитов по их поперечному сечению.

      З. Анализ свойств нефиксированных эритроцитов /на основе методик количественной и качественной оценки состояния клеток/ в норме, при нарушениях ионного состава плазмы /диффузный гломерулонефрит/, содержания глюкозы /сахарный диабет/ и при нарушениях свойств мембраны эритроцитов /наследственный микросфероцитоз/

      4. Сравнительная характеристика эритроцитов в норме и наследственном микросфероцитозе в исследованиях in vitro при индуцированных изменениях формы клеток от дискоидальной до сферической /количественная и качественная оценка/.

      Научная новизна.

      Количественные данные, полученные на препаратах без изменения нативных свойств клеток с использованием оригинальных количественных методик интерференционного анализа, указывают на однозначную взаимосвязь между формой, размерами эритроцитов, массой и концентрацией в них гемоглобина. Характер взаимосвязи одинаков для эритроцитов в норме и при наследственном сфероцитозе /НС/. Выявлено