Celulele roșii din sânge de la persoanele cu obezitate abdominală sau anomalii metabolice prezintă mai puțin

iro.waykun.com - Pași pentru a slăbi mâine

Departamentul de inginerie chimică, Universitatea din California Davis, Davis, California, 95616, Statele Unite ale Americii

Departamentul de inginerie chimică, Universitatea din California Davis, Davis, California, 95616, Statele Unite ale Americii

Departamentul de afiliere pentru nutriție, Universitatea din California Davis, Davis, California, 95616, Statele Unite ale Americii

Departamentul de afiliere pentru știința și tehnologia alimentelor, Universitatea din California Davis, Davis, California, 95616, Statele Unite ale Americii

Departamentul de inginerie chimică, Universitatea din California Davis, Davis, California, 95616, Statele Unite ale Americii

Nancy F. Zeng,
Jordan E. Mancuso,
Angela M. Zivkovic,
Jennifer T. Smilowitz,
William D. Ristenpart

Cifre

Abstract

Obezitatea abdominală și sindromul metabolic (SM) sunt afecțiuni multifactoriale asociate cu un risc crescut de boli cardiovasculare și diabet zaharat de tip II. Lucrările anterioare au demonstrat că profilul hemoreologic este modificat la pacienții cu obezitate abdominală și SM, dovadă fiind, de exemplu, creșterea vâscozității sângelui integral. Până în prezent, însă, niciun studiu nu a examinat deformabilitatea globulelor roșii (RBC) a sângelui de la persoanele cu obezitate sau anomalii metabolice în condiții tipice de flux fiziologic. În acest studiu, am pompat eritrocitele printr-o constricție într-un dispozitiv microfluidic și am folosit videoclipuri de mare viteză pentru a vizualiza și urmări comportamentul mecanic al

8.000 de eritrocite obținute fie de la indivizi sănătoși (n = 5), fie de la participanți obezi cu anomalii metabolice (OMA) (n = 4). Am demonstrat că celulele OMA + s-au întins în medie cu aproximativ 25% mai puțin decât martorii sănătoși. Mai mult, am examinat efectele ingerării unei mese bogate în grăsimi asupra dinamicii mecanice a eritrocitelor și am constatat că perioada postprandială are doar un efect slab asupra dinamicii de întindere prezentate de celulele OMA +. Rezultatele sugerează că rigidizarea cronică a eritrocitelor joacă un rol cheie în creșterea tensiunii arteriale și a viscozității crescute a sângelui integral observate la indivizii OMA și a fost independentă de un răspuns acut declanșat de consumul unei mese bogate în grăsimi.

Înregistrarea procesului

Citare: Zeng NF, Mancuso JE, Zivkovic AM, Smilowitz JT, Ristenpart WD (2016) Celulele roșii din sânge de la persoane cu obezitate abdominală sau anomalii metabolice prezintă o deformabilitate mai mică la intrarea într-o constricție. PLoS ONE 11 (6): e0156070. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0156070

Editor: Keng-Hwee Chiam, Institutul de Bioinformatică A * STAR, SINGAPUR

Primit: 15 decembrie 2015; Admis: 8 mai 2016; Publicat: 3 iunie 2016

Disponibilitatea datelor: Toate datele relevante se află în hârtie și în fișierele sale de informații de suport.

Finanțarea: Finanțare acordată de Fundația Națională pentru Științe subvenția de biomecanică și mecanobiologie # 1201245; Subvenția Institutului Național de Sănătate # T32-GM008799. Finanțatorii nu au avut niciun rol în proiectarea studiului, colectarea și analiza datelor, decizia de publicare sau pregătirea manuscrisului.

Interese concurente: Autorii au declarat că nu există interese concurente.

Introducere

Un factor care recunoaște bine viscozitatea sângelui integral este deformabilitatea globulelor roșii. Capacitatea eritrocitelor de a-și schimba forma și deforma, în special în microvasculatură, este un factor determinant major în perfuzia tisulară adecvată [24]. Cu toate acestea, deformabilitatea eritrocitelor de la pacienții cu anomalii metabolice nu a fost studiată în mod direct; lucrările anterioare [13,14,16,19] s-au bazat pe diverse tehnici indirecte. Brun și colab. [14] și Aloulou și colab. [16] a calculat indirect rigiditatea RBC din măsurători ale MS + vâscozității sângelui integral, în timp ce Lo Presti și colab. [13] a efectuat filtrarea MS + sângelui integral prin site din policarbonat. În fiecare lucrare au concluzionat că eritrocitele au fost mai rigide, dar au recunoscut că rezultatele ar fi putut fi influențate de viscozitatea plasmatică crescută și de leucocite și trombocite reziduale. La fel, Vaya și colab. [19] a determinat deformabilitatea eritrocitelor folosind un difractometru de forfecare, care examinează din nou comportamentul masiv al multor celule. În timp ce toate aceste studii sugerează că SM este asociată cu o rigiditate crescută a eritrocitelor, măsurătorile au fost indirecte. Mai important, nici una dintre tehnici nu a impus forțe hidrodinamice similare cu cele experimentate in vivo, adică fluxul condus de presiune printr-un capilar.

Materiale și metode

Subiecte și proiectarea studiilor

Ca parte a studiilor în desfășurare efectuate la Centrul de Cercetare pentru Nutriția Umană a Umanului de la Universitatea din California Davis, participanții sănătoși și persoanele supuse screening-ului pentru sindrom metabolic (MS) sau obezitate au acordat consimțământul informat pentru a participa la acest studiu [33]. Persoanele sănătoase au fost determinate să fie sănătoase pe baza răspunsurilor lor la un chestionar de istorie generală de sănătate pe care l-au completat înainte de recoltarea de sânge. Indivizii au fost clasificați ca obezi și metabolici anormali (OMA) dacă erau obezi (IMC ≥ 30) și au fost diagnosticați cu cel puțin unul dintre cele cinci criterii clinice care definesc SM: adipozitate abdominală (bărbați> 102 cm; femei> 88 cm), post trigliceride circulante (≥150 mg/dl), colesterol HDL circulant în post (bărbați Fig. 1.

(A) Schema dispozitivului microfluidic. RBC diluate sunt pompate dintr-o regiune de forfecare mică (un canal larg, la stânga) într-o regiune de forfecare mare (constricția, la dreapta). Rețineți că originea se află în centrul intrării constricției, așa cum se arată în figură. (B) Serii reprezentative de imagini time-lapse extrase din videoclipuri de mare viteză, care prezintă fiecare un RBC individual care intră într-o constricție și se întinde ca răspuns la viteza crescută. Imaginea originală „brută” a RBC este prezentată în tonuri de gri, cu marginile celulei detectate suprapuse în albastru. (C) Imagini cu lapse de timp de mărire ridicate ale unui RBC care se întinde reprezentativ la introducerea unei constricții pentru Control (OMA-) și OMA +. Fiecare imagine este decupată și centrată pe RBC pentru a ilustra comportamentul acesteia. Dimensiunea cutiei este de 10,2 μm x 10,2 μm. Graficele corespunzătoare din dreapta arată lungimea axei majore, L, peste lungimea inițială a axei majore, L0, în funcție de poziția în canal.

Analize statistice

Analiza statistică a fost efectuată folosind Matlab. Diferențele statistice au fost calculate utilizând testul sumelor de rang Wilcoxon, care este adecvat pentru distribuțiile non-gaussiene ale întinderii celulare maxime observate aici. Diferențe cu p Fig 2.

(A) Grafic de cutie al raportului dintre lungimea instantanee întinsă (L) și lungimea inițială (L0) în funcție de poziția X în canal (OMA- = cutii gri, OMA + = cutii albastre). Distribuțiile reprezintă întreaga populație de RBC examinate, de la toți participanții. Partea superioară și inferioară a dreptunghiurilor reprezintă 25 și 75 quartile, barele groase negre indicând mediana. Lățimile coșului au fost de 5 μm; casetele pentru OMA- și OMA + sunt eșalonate în fiecare coș pentru claritate. Asteriscurile (*) indică distribuțiile cu p Fig. 3. Efectul participantului asupra raportului de întindere maxim observat.

Partea superioară și inferioară a dreptunghiurilor ușor umbrite indică quartile 25 și respectiv 75, barele negre groase indică mediana, marcajele pătrate întunecate indică media, iar mușchii reprezintă valorile maxime și minime observate. Fiecare formă de marker corespunde unei anumite persoane; markerii repetați indică replicile procesului cu sânge prelevat de la același participant. Toate eșantioanele sunt doar eșantioane de post. Numărul total de celule observate: nOMA- = 1156, nOMA + = 1955. Asteriscul (*) indică p Fig 4. Efectul timpului scurs post-prandial asupra dinamicii de întindere a OMA + RBCS.

(A) Completați graficele cu un raport de întindere instantanee în funcție de poziția X în canal pentru extragerile de sânge luate postprandial la participanții cu OMA. Partea superioară și inferioară a dreptunghiurilor reprezintă al 25-lea și al 75-lea quartile, barele groase negre indică mediana, iar marcajele pătrate întunecate indică media. În al doilea rând sunt afișate histogramele pentru Lmax/L0. Numărul total de celule observate: n0HR = 1955, n1HR = 1870, n3HR = 1450 și n6HR = 1393

Domenii de subiect

Pentru mai multe informații despre domeniile PLOS, faceți clic aici.

Dorim feedback-ul dvs. Aceste domenii de subiect au sens pentru acest articol? Faceți clic pe țintă lângă zona subiect incorectă și anunțați-ne. Multumesc pentru ajutor!

Este subiectul "Sânge" aplicabil acestui articol? da nu