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

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.