Агрегация эритроцитов и тромбоцитов является одним из ключевых факторов, определяющих кровоток и тем самым влияющих на реологию крови и микроциркуляцию. Изменение этих свойств приводит к изменению вязкости крови и, как следствие, к изменению кровотока в сосудах и капиллярах. Это может привести к значительному нарушению функции крови. Артериальная гипертензия (АГ) представляет собой заболевание, при котором артериальное давление в артериях постоянно повышено. АГ может приводить к тяжелым изменениям жизненно важных систем организма человека, в том числе сердечно-сосудистой системы, приводя к поражению сосудов и капилляров, нарушению гемореологических свойств крови.

Предполагается, что индуцированная фибриногеном агрегация эритроцитов (эритроцитов) вызвана неспецифическим связыванием молекул фибриногена с клеточными мембранами красных клеток крови, что приводит к образованию молекулярных мостиков между взаимодействующими клетками. Напротив, известно, что тромбоциты содержат мембранные гликопротеиновые комплексы класса IIb/IIIa, высоко специфичные к фибриногену. Этот факт может быть использован для коррекции агрегации тромбоцитов и, как мы полагаем, агрегации эритроцитов с помощью ингибиторов гликопротеинов.

Основной целью настоящей работы является оценка агрегационных свойств крови больных АГ и здоровых доноров, а также проверка гипотезы о снижении агрегации эритроцитов при использовании ингибиторов гликопротеиновых комплексов IIb/IIIa при АГ и повышенной агрегации эритроцитов.

В данной работе исследования агрегационных свойств крови больных АГ проводились методом лазерного диффузного светорассеяния in vitro на ансамблях клеток. Использовали методику лазерной агрегометрии [1], реализованную в лазерном агрегометре-деформометре Rheoscan AnD-300 (Республика Корея) [1]. Нами измерялись несколько параметров: гидродинамическая прочность агрегатов эритроцитов - критическое напряжение сдвига (CSS), характерное время образования агрегатов эритроцитов, индекс агрегации (доля эритроцитов, участвующих в агрегации в течение первых 10 секунд процесса спонтанной агрегации). Двухканальный оптический пинцет использовался для in vitro измерения скорости агрегации, а также сил взаимодействия клеток [2].

Было исследовано влияние широко используемых ингибиторов (РГДС, эптифибатид, тирофибан) на агрегацию эритроцитов с целью ее коррекции. Все измерения проводились с кровью, взятой у больных АГ (88 человек) и практически здоровых добровольцев - контроль (18 человек). Образцы крови стабилизировали ЭДТА для предотвращения свертывания крови. Измерения проводились в течение двух часов после забора крови.

Показано, что у больных АГ повышена способность эритроцитов и тромбоцитов к агрегации: скорость агрегации и силы взаимодействия клеток значительно увеличены по сравнению с контрольной группой.

Экспериментально подтверждена гипотеза о том, что агрегация клеток может быть скорректирована за счет уменьшения адсорбции фибриногена на мембране эритроцитов посредством ингибирования гликопротеиновых комплексов IIb/IIIa. Данное ингибирование уменьшают неспецифическое связывание молекул фибриногена с клеточными мембранами, что приводит к уменьшению молекулярных мостиков между взаимодействующими клетками.

Работа выполнена при поддержке Российского Научного Фонда (грант № 22-15-00120) в соответствии с программой развития Междисциплинарной научно-образовательной школы МГУ имени М.В. Ломоносова "Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина".



[1] S. Shin, Y. Yang, J.-S. Suh, “Measurement of erythrocyte aggregation in a microchip stirring system by light transmission”, Clin. Hemorheol. Microcirc., vol. 41, pp. 197-207, 2009.

[2] K. Lee, A.Priezzhev, S.Shin, F.Yaya, I.Meglinski, “Characterization of shear stress preventing red blood cells aggregation at the individual cell level : The temperature dependence”, Clin. Hemorheol. Microcirc., vol. 64, pp. 853-857, 2016

Aggregation of RBCs and platelets is one of key factors, which determines the blood flow and thereby affects the blood rheology and microcirculation. Alterations in these properties lead to changing the blood viscosity and, as a consequence, to changes in blood flow through vessels and capillaries. This can lead to significant impairment of blood function. Arterial hypertension (AH), also known as high blood pressure, is a long¬term medical condition in which the blood pressure in the arteries is persistently elevated. AH can lead to severe alterations of vitally important systems of the human organism including the cardiovascular system and resulting in damage to blood vessels and capillaries, impairment of blood hemorheology.

Fibrinogen-induced red blood cells (RBC) aggregation was assumed to be caused by nonspecific binding of fibrinogen molecules to cell membranes and further leading to molecular bridging between interacting cells. In contrast, platelets are known to have membrane integrin IIb/IIIa glycoproteins highly specific to fibrinogen. This fact can be used for correction of platelets and, as we suppose, RBC aggregation by using integrin glycoproteins inhibitors.

The main goal of this work is to assess aggregation properties of blood drawn from patients suffering with AH and healthy donors as well as check the hypothesis of RBC aggregation reduction with integrin glycoproteins inhibitors in case of AH and enhanced RBC aggregation.

In this work, studies of aggregation properties of blood in patients suffering from AH were conducted by laser diffuse light scattering in vitro measurements on ensembles of cells. We used laser aggregometry technique [1], which are implemented in the laser aggregometer-deformometer device Rheoscan AnD-300 (Republic of Korea) [1]. Several parameters were measured: hydrodynamic strength of RBC aggregates - critical shear stress (CSS), characteristic time of RBC aggregates formation, aggregation index (percentage of the RBC participating in the aggregation during first 10 seconds of spontaneous aggregation process).

Double-channeled optical tweezers were used for in vitro measuring the aggregation speed as well as interaction forces during RBCs doublet formation on cellular level [2].

Studies of the effect of several commonly used inhibitors (RGDS, eptifibatide, tirofiban) on RBC aggregation for correction reason were performed with blood of patients with AH and control group.

All measurements were performed with human blood drawn from patients with AH (88 people) and practically healthy volunteers - control (18 people). Blood samples were stabilized with EDTA to prevent blood from clotting. The measurements were performed within two hours after blood sampling.

It was shown that in AH-patients, the ability of RBCs and platelets to aggregate is enhanced: the aggregation speed and forces of the cells interaction are significantly increased relative to the control group.

The hypothesis that cells aggregation can be corrected (reduced) in AH by integrin IIb/IIIa glycoproteins (IGP) inhibition of fibrinogen adsorption on RBC membrane was verified experimentally. IGP reduces nonspecific binding of fibrinogen molecules to cell membranes, which results in decreasing molecular bridging between interacting cells.

This work was supported by the Russian Science Foundation (Grant No. 22-15-00120) and performed according to the Development program of the Interdisciplinary Scientific and Educational School of Lomonosov Moscow State University «Photonic and Quantum Technologies. Digital medicine».



[1] S. Shin, Y. Yang, J.-S. Suh, “Measurement of erythrocyte aggregation in a microchip stirring system by light transmission”, Clin. Hemorheol. Microcirc., vol. 41, pp. 197-207, 2009.

[2] K. Lee, A.Priezzhev, S.Shin, F.Yaya, I.Meglinski, “Characterization of shear stress preventing red blood cells aggregation at the individual cell level : The temperature dependence”, Clin. Hemorheol. Microcirc., vol. 64, pp. 853-857, 2016