Голографическая интерферометрия и лазерная микроскопия эритроцитов - Александр Николаевич Метелкин

и других заболеваниях, приводящих к нарушению свойств эритроцитов (Идельсон Л.И., 1979). Таким образом, явление сферуляции, наблюдаемое как in vivo так in vitro является единым ответом клетки на разнородные воздействующие факторы. С другой стороны, показано, что нормальная селезенка, задерживает сфероциты независимо от того, врожденное это или искусственно созданное изменение эритроцитов (Канаев С.В., Тушинская М.М., 1979/. В связи с вышеизложенным представляет интерес тот факт, что эритроциты при НС хотя и не имеют форму сферы, однако переход от диска к сфере при данном заболевании происходит при более слабых воздействиях по сравнению с нормой.

Результаты работы показали, что такие сложные процессы как явление сферуляции эритроцитов и отщепление микропузырьков от поверхности могут быть прослежены в динамике методами голографической интерферометрии и лазерной микроскопии. Оценка этих сложных явлений новыми методами углубляет представления о процессах жизнедеятельности эритроцитов периферической крови.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Количественная оценка состояния эритроцитов в норме и патологии, проведенная методами голографической интерферометрии и лазерной микроскопии в проходящем и отраженном свете показана эффективность использования данных методов для анализа эритроцитов, позволило в количественном виде выразить общие закономерности изменения размеров и формы эритроцитов, массы гемоглобина и его концентрации в клетках вне зависимости от патологии. Применением новых методов с использованием микрокиносъемки и видеозаписи позволило на нефиксированных клетках проследить основные виды преобразования формы и размеров эритроцитов образования микропузырьков на поверхности эритроцитов и перехода от диска к сфере и дать им количественную оценку.

В результате проделанной работы была разработана схема голографического интерференционного микроскопа, выявлены достоинства метода (возможность количественной оценки нефиксированных клеток), и недостатки (трудоемкость обработки данных), указаны пути улучшения прибора: введение электронного устройства съема оптической информации и ввода ее в ЭВМ). Разработаны методики интерференционного анализа эритроцитов.

Методы голографической интерферометрии и лазерной микроскопии в значительной степени дополняют традиционные микроскопические методы исследования: анализ клеток в проходящем свете, методы темного поля и фазового контраста, они обладают рядом преимуществ, расширяющих возможности оптической микроскопии. Анализ интерферограмм эритроцитов позволяет проводить количественную оценку формы клеток вводя соответствующие коэффициенты, вычислять площадь поверхности и объем эритроцитов. Одновременно можно измерять массу гемоглобина и его концентрацию. Голографический микроскоп позволяет наблюдать клетки в проходящем лазерном свете и выявлять наличие неоднородностей в клетках. Микрокиносъемка интерферограмм эритроцитов в отраженном лазерном свете позволяет следить за преобразованиями формы и поверхности клеток. Качественная и количественная оценка объектов исследования может проводится без их окраски и фиксации, что позволяет проводить анализ клеток в динамике.

ВЫВОДЫ

1. На основе отечественной аппаратуры создан оригинальный макет голографического микроскопа, который дает возможность методами интерферометрии и лазерной микроскопии проводить количественную и качественную оценку состояния эритроцитов в динамике.

2. Получены экспериментальные данные, позволяющие в количественном отношении анализировать форму эритроцитов, измерять площадь поверхности, объем клеток, массу гемоглобина и его концентрацию в эритроцитах без их окраски или фиксации, что дает возможность изучать в динамике процессы сферуляции эритроцитов и отцепление микропузырьков от поверхности эритроцитов.

3. Анализ параметров поперечного сечения эритроцитов и их интерферограмм позволил выявить следующие закономерности:

а) при уменьшении диаметра эритроцитов происходит изменение формы центральной и периферической части клеток и сдвиг максимальной толщины к центру.

6) с уменьшением диаметра эритроцитов наблюдается уменьшение площади поверхности клеток и массы гемоглобина, увеличение его объемной концентрации.

в) распределение эритроцитов в зависимости от их диаметров носит полимодальный характер с наличием пяти пиков. Эти закономерности характерны для эритроцитов как в норме, так и при патологических состояниях.

4. Не показано достоверных различий между эритроцитами в ‘норме при диффузном гломерулонефрите и сахарном диабете по измеренным параметрам. Эритроциты больных наследственным сфероцитозом в аутоплазме имеют форму утолщенных двояковогнутых дисков с уменьшенной площадью поверхности и неизменным объемом, что соответствует снижению коэффициента сферичности клеток при данном заболевании по сравнению с нормой.

5. Наблюдаемое в эксперименте изменение формы эритроцитов от дискоидальной до сферической представляет собой обратимый процесс, который сопровождается уменьшением общей площади поверхности без значительного изменения объема. Этот переход не зависит от природы действующего фактора и является специфической реакцией эритроцитов на внешние воздействия. Эритроциты при наследственном микросфероцитозе переходят в сферическую форму при меньших по сравнению с нормой воздействиях на клетки.

СПИСОК РАБОТ ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Изучение гемолиза эритроцитов методам голографической интерферометрии. Гинзбург В.М., Метелкин А.Н., Степанов Б.М., Ионов Б.В., Чернух А.М. В сб. Научные труды МИРЭА – М., 1977, вып. 9, с. 146-151.

2. Метелкин А.Н. Особенности исследования геометрических свойств живых клеток методом голографической интерферометрии. В с6. Научные труды ВНИИФТРИ. М., 1976, стр. 40-46.

3. Метелкин А.Н., Ионов Б.В. Применение голографической интерферометрии для изучения биомедицинских микрообъектов. В сб.: Средства и методы квантовой электроники в медицине.

Саратов, Изд-во Саратовского ун-та, 1976, с. 193-194.

4. Метелкин А.Н. Определение размеров эритроцитов методом голографической интерферометрии. В сб.: Четвертая Енисейская биофизическая конференция "Механизмы регуляции эритропоэза". Тез. док. Красноярск, 1978, с. 141-142.

5. Метелкин А.Н., Манин В.Н., Румянцев А.Г. Анализ формы и размеров эритроцитов при наследственном сфероцитозе и у здоровых детей методом голографической интерферометрии. Педиатрия, 1980, №5, с. 4345.