Record Details

The Effect of Perinatal Hypoxia on Red Blood Cell Morphology in Newborns

General Reanimatology

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title The Effect of Perinatal Hypoxia on Red Blood Cell Morphology in Newborns
Влияние перинатальной гипоксии на морфологию эритроцитов у новорожденных
 
Creator S. Perepelitsa A.; V. A. Negovsky Research Institute of General Reanimatology
Federal Research and Clinical Center of Intensive Care Medicine and Rehabilitology
Imannuel Kant Baltic Federal University Kalinigrad District Maternity House No. 1
V. Sergunova A.; V. A. Negovsky Research Institute of General Reanimatology
O. Gudkova E.; V. A. Negovsky Research Institute of General Reanimatology
С. Перепелица А.; НИИ общей реаниматологии им. В. А. Неговского, ФНКЦ реаниматологии и реабилитологии
Балтийский федеральный университет им. Иммануила Канта,
Родильный дом Калининградской области №1,
В. Сергунова А.; НИИ общей реаниматологии им. В. А. Неговского, ФНКЦ реаниматологии и реабилитологии
О. Гудкова Е.; НИИ общей реаниматологии им. В. А. Неговского, ФНКЦ реаниматологии и реабилитологии
 
Subject perinatal hypoxia; RBC membrane; nanostructure of membranes; newborns
перинатальная гипоксия; мембрана эритроцитов; наноструктура мембран; новорожденные
 
Description Aim. To study the red blood cell (RBC) morphology in newborn infants with a history of perinatal hypoxia using the atomic-force microscopy. Material and methods. The state of RBC membranes of 10 newborns with a history of perinatal hypoxia was studied. All infants were born with low Apgar scoring; the following resuscitative measures were carried out at birth: tracheal intubation, mechanical ventilation (MV). The study group newborns were transferred from the delivery room to the ICU, where MV was started. To obtain images of normal red blood cells in the field of the atomic force microscope (AFM), 14 full-term newborns delivered after a favorable course of pregnancy and normal term labor were enrolled in a reference group. Results. Discocytes and planocytes comprised 36% of the total red blood cell count in the residual umbilical cord blood of newborns with a history of perinatal hypoxia; there was a decreased amount of normal RBC forms, thus demonstrating an unfavorable effect of hypoxia on newborn's RBC membrane. Poikilocytosis was typical for infants exposed to perinatal hypoxia; transitional forms of RBCs (stomatocytes and echynocytes) were visualized. Stomatocytosis and echynocytosis were typical for 80% of newborns. Stomatocytosis persisted in full-term newborns exposed to hypoxia complicated with aspiration of neonatal meconium. The analysis of RBC membrane nanostructure demonstrated that the first-order height (h1) experienced the greatest alterations at birth in newborns with perinatal hypoxia; it was 4.2 times as much as the similar parameter in healthy newborns. Estimations of second-order height (h2) parameter values demonstrated a two-fold increase showing that the spectrin matrix also changed under the effect of hypoxia. The third order value (h3) was significantly higher in newborns with perinatal hypoxia, than that in healthy infants. Therefore, perinatal hypoxia causes antenatal complete damage of nanostructures of RBC membranes. Conclusion. Perinatal hypoxia alters RBC morphology and impairs the nanostructure of membranes. These changes confirmed the effect of the hypoxia degree on all nanostructures of RBC membranes: phospholipid bilayer, protein elements of the membrane, spectrin matrix. Changes in heights and spatial periods of the red blood cell membrane surfaces h1 and h3 associated with hypoxia apparently are aimed at a compensatory increase in the red blood cell membrane surface contributing to the increase of the gas exchange area. These changes may represent adaptive responses to hypoxia aimed to preserve the functional capabilities of red blood cells. The course of an early adaptation period (post-hypoxic period) is characterized by the instability of all nanostructures of red blood cell membranes and a greater variability of morphological forms. Effects of perinatal hypoxia on the red blood cell membrane persist for some time and go beyond the early neonatal period.
Цель работы. Выявление особенностей морфологии эритроцитов у новорожденных, перенесших пери" натальную гипоксию, методом атомной силовой микроскопии. Материал и методы. Изучили состояние мембран эритроцитов у 10 новорожденных, перенесших перинатальную гипоксию. Все новорожденные родились с низкой оценкой по шкале Апгар, при рождении им провели реанимационные мероприятия: интубацию трахеи, перевод на искусственную вентиляцию легких (ИВЛ). Из родильного зала новорожденных группы исследования переводили в палату реанимации, где их подключали к аппарату ИВЛ. Для получения изображения нормальных эритроцитов в поле атомного силового микроскопа (АСМ) выделили группу сравнения из 14 доношенных новорожденных с благоприятным течением беременности и нормальными срочными родами. Результаты. В остаточной пуповинной крови новорожденных, перенесших перинатальную гипоксию, дискоциты и планоциты составляли 36% от общего количества эрироцитов, отмечалось сниженное содержание нормальных форм эритроцитов, что свидетельствовало о неблагоприятном воздействии гипоксии на мембрану эритроцитов новорожденных. Для детей, перенесших перинатальную гипоксию, был характерен пойкилоцитоз., визуализировались переходные формы эритроцитов: стоматоциты и эхиноциты. Стоматоцитоз и эхиноцитоз были характерны для 80% новорожденных. Стоматоцитоз сохранялся у доношенных новорожденных, перенесших гипоксию, осложнившуюся неонатальной аспирацией меконием. Анализ наноструктуры мембран эритроцитов показал, что при рождении у новорожденных с перинатальной гипоксией наибольшим изменениям была подвержена высота первого порядка (h1): ее величина в 4,2 раза превышала аналогичный показатель здоровых новорожденных. Высота второго порядка (h2) превышала аналогичный показатель в 2 раза, т.е. спектринный матрикс также изменялся под влиянием гипоксии. Величина третьего порядка (h3) также была достоверно выше у новорожденных, перенесших перинатальную гипоксию, по сравнению со здоровыми новорожденными. Перинатальная гипоксия вызывала антенатальное полное повреждение наноструктуры мембран эритроцитов. Заключение. Перинатальная гипоксия вызывает изменение морфологии эритроцитов и нарушение наноструктуры мембран. Выявленные изменения свидетельствуют о влиянии степени гипоксии на все исследованные компоненты наноструктуры мембраны эритроцита: фосфолипидный бислой, белковые компоненты мембраны, спектриновый матрикс. Изменение высот и пространственных периодов поверхностей мембран h1 и h3 эритроцитов, связанное с гипоксией, по-видимому, направлено на компенсаторное увеличение поверхности мембраны эритроцита, способствующее увеличению площади газообмена. Данные изменения, вероятно, являются приспособительной реакцией, направленной на сохранение функциональной способности эритроцита при гипоксии. Течение раннего периода адаптации (постгипоксический период) характеризовалось нестабильностью всех исследованных компонентов наноструктуры мембран эритроцитов, большой вариабельностью морфологических форм. Последствия перинатального воздействия гипоксии на мембрану эритроцитов сохранялись в течение определенного времени, и выходили за рамки раннего неонатального периода.
 
Publisher FSBI "SRIGR" RAMS
 
Contributor —
—
 
Date 2017-06-29
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
—
—
 
Format application/pdf
 
Identifier http://www.reanimatology.com/rmt/article/view/1581
10.15360/1813-9779-2017-2-14-23
 
Source General Reanimatology; Том 13, № 2 (2017); 14-23
Общая реаниматология; Том 13, № 2 (2017); 14-23
2411-7110
1813-9779
10.15360/1813-9779-2017-2
 
Language rus
 
Relation http://www.reanimatology.com/rmt/article/view/1581/1083
Muraoka M., Takagi K., Morita Y., Nagano H., Henmi N., Hasegawa H. Is the neonatal creatine phosphokinase level a reliable marker for fetal hypoxia? J. Obstet. Gynaecol. Res. 2017; 43 (1): 114–121. http://dx.doi.org/ 10.1111/jog.13176. PMID: 27862683
El Bana S.M., Maher S.E., Gaber A.F., Aly S.S. Serum and urinary malondialdehyde (MDA), uric acid, and protein as markers of perinatal asphyxia. Electron. Physician. 2016; 8 (7): 2614–2619. http://dx.doi.org/ 10.19082/2614. PMID: 27648187
Перепелица С.А., Голубев А.М., Мороз В.В., Алексеева С.В. Причины острой интранатальной и постнатальной гипоксии у новорожденных. Общая реаниматология. 2012; (8) 6: 17–22. http://dx.doi.org/ 10.15360/1813"9779"2012"6"17
Steiner L.A., Gallagher P.G. Erythrocyte disorders in the perinatal period. Semin. Perinatol. 2007; 31 (4): 254–261. http://dx.doi.org/ 10.1053/j.semperi.2007.05.003. PMID: 17825683
Oliveira S., Saldanha С. An overview about erythrocyte membrane. Clin. Hemorheol. Microcirc. 2010; 44 (1): 63–74. http://dx.doi.org/ 10.3233/CH-2010-1253. PMID: 20134094
Сергунова В.А., Козлова Е.К., Мягкова Е.А., Черныш А.М. Измерение упруго-эластичных свойств мембраны нативных эритроцитов in vitro. Общая реаниматология. 2015; 11 (3): 39–44. http://dx.doi.org/ 10.15360/1813-9779-2015-3-39-44
Карташова Н.М., Кидалов В.Н., Наумова Э.М., Цогоев А.С. К вопросу о физиологической значимости изменения формы, ультраструктуры и флуоресценции эритроцитов периферической крови при их трансформации в стоматоциты. Вестн. новых мед. технологий. 2005; 12 (1): 8—11.
Кидалов В.Н., Сясин Н.И., Хадарцев А.А. К вопросу о физиологической значимости изменений формы, ультраструктуры и флуоресценции эритроцитов периферической крови, трансформирующихся в эхиноциты. Вестн. новых мед. технологий. 2005; 12 (2): 6—9.
Мороз В.В., Голубев А.М., Афанасьев А.В., Кузовлев А.Н., Сергунова В.А., Гудкова О.Е., Черныш А.М. Строение и функция эритроцита в норме и при критических состояниях. Общая реаниматология. 2012; 8 (1): 52—60. http://dx.doi.org/10.15360/ 1813-9779-2012-1-52
Perrone S., Tataranno M.L., Stazzoni G., Del Vecchio A., Buonocore G. Oxidative injury in neonatal erythrocytes. J. Matern. Fetal. Neonatal. Med. 2012; 25 (Suppl 5): 104–108. http://dx.doi.org/10.3109/ 14767058.2012.715471. PMID: 23025782
Boskabadi H., Zakerihamidi M., Sadeghian M.H., Avan A., Ghayour Mobarhan M., Ferns G.A. Nucleated red blood cells count as a prognostic biomarker in predicting the complications of asphyxia in neonates. J. Matern. Fetal. Neonatal. Med. 2016; 24: 1–6. http://dx.doi.org/10.1080/ 14767058.2016.1256988. PMID: 27809621
Перепелица С.А., Сергунова В.А., Алексеева С.В., Гудкова О.Е. Морфология эритроцитов при изоиммунизации новорожденных по резус-фактору и аво-системе. Общая реаниматология. 2015; 11 (2): 25–34. http://dx.doi.org/10.15360/1813-9779-2015-2-25-34
Софронов В.В., Тугаева Н.О., Анисимова Т.Е., Сигбатуллин Т.А., Мишагина Е.А., Зиятдинова Г.К., Анисимов А.В., Любин С.А. Изменения проницаемости мембран эритроцитов у новорожденных, перенесших внутриутробную гипоксию. Казанский мед. журнал. 2010; 91 (1): 62–64.
Перепелица С.А., Сергунова В.А., Гудкова О.Е., Алексеева С.В. Наноструктура мембран эритроцитов недоношенных новорожденных с респираторным дистресс-синдромом. Общая реаниматология. 2013; 9 (6): 11–23. http://dx.doi.org/10.15360/1813-9779-2013-6-11
Перепелица С.А., Сергунова В.А., Гудкова О.Е., Алексеева С.В. Особенности мембран эритроцитов недоношенных новорожденных при многоплодной беременности. Общая реаниматология. 2014; 10 (1): 12–18. http://dx.doi.org/10.15360/1813-9779-2014-1-12-24
Володин Н.Н. (ред.). Неонатология. Национальное руководство. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2008: 749.
Kozlova E.K., Chernysh A.M., Moroz V.V., Kuzovlev A.N. Analysis of nanostructure of redblood cells membranes by space Fourier transform of AFM images. Micron. 2013; 44: 218"227. http://dx.doi.org/10. 1016/j.micron.2012.06.012. PMID: 22854216
Kozlova E., Chernysh A., Moroz V., Gudkova O., Sergunova V., Kuzovlev A. Transformation of membrane nanosurface of red blood cells under hemin action. Sci. Rep. 2014; 4: 6033. http://dx.doi.org/10. 1038/srep06033. PMID: 25112597
Серебрякова Е.Н., Волосников Д.К., Симакова Н.В. Морфология эритроцитов и показатели перекисного окисления липидов в плазме у новорожденных с синдромом полиорганной недостаточности. Педиатрия. 2012; 91 (1): 25–31.
Манчук В.Т., Шубина М.В., Даваа Я.Х., Терещенко С.Ю. Состояние эритроцитарных мембран у новорожденных от матерей с гестозами. Рос. вестн. перинатол. и педиатрии. 2014; 59 (5): 45–46.
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication, with the work 6 month after publication simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой автороские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).