MorphologyMorphologyМорфология1026-35432949-2556Eco-Vector39822310.17816/morph.398223ArticlesСтатьиResearch ArticleCHANGES IN THE STRUCTURE AND FRACTAL DIMENSION OF ERYTHROCYTES EXPOSED TO MAGNETITE NANOPARTICLES (AN ATOMIC FORCE MICROSCOPIC STUDY)ИЗМЕНЕНИЯ СТРОЕНИЯ И ФРАКТАЛЬНОЙ РАЗМЕРНОСТИ ЭРИТРОЦИТОВ ПОД ВЛИЯНИЕМ НАНОЧАСТИЦ МАГНЕТИТА (ИССЛЕДОВАНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АТОМНО-СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ)PleskovaS. N.ПлесковаСветлана Николаевна

«Physics of Solid-State Nanostructures» Research and Education Center

Научно-образовательный центр «Физика твердотельных наноструктур»

pleskova@mail.ruKriukovR. N.КрюковРуслан Николаевич

«Physics of Solid-State Nanostructures» Research and Education Center

Научно-образовательный центр «Физика твердотельных наноструктур»

kriukov.ruslan@yandex.ruZubkovS. Yu.ЗубковСергей Юрьевич

«Physics of Solid-State Nanostructures» Research and Education Center

Научно-образовательный центр «Физика твердотельных наноструктур»

zubkov@phys.unn.ruN. I. Lobachevskiy Nizhniy Novgorod State UniversityНациональный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского150420181532VOL 153, NO2 (2018)ТОМ 153, №2 (2018)424609052023Copyright ©; 2018, Eco-VectorCopyright ©; 2018, Эко-Вектор2018Eco-VectorЭко-Векторhttps://j-morphology.com/1026-3543/article/view/398223

Objective - to study the basic morphometric characteristics of erythrocytes and to detect their changes after exposure to magnetite nanoparticles. Material and methods. Red blood cells of 23 healthy donors of both sexes aged 20 to 40 years were examined with the use of atomic force microscopy before and after incubation with magnetite nanoparticles for 60 min. Red blood cell diameter, height and fractal dimensions were measured. Results. Incubation with the magnetite nanoparticles caused structural changes in the red blood cells. The main transformed forms were spherocytes, echinocytes, codocytes, stomatocytes. A small amount of forms that could be hardly differented, had perforation of the membrane. Conclusion. Magnetite nanoparticles in sub-lethal concentration cause a significant increase in the number of irreversibly deformed erythrocyte forms. The most sensitive morphometric criterion for differentiating normocytes from all the transformed forms is erythrocyte fractality.

Цель - изучить морфометрические характеристики эритроцитов и выявить их изменения после воздействия наночастиц магнетита. Материал и методы. Исследованы эритроциты крови 23 здоровых доноров обоего пола в возрасте от 20 до 40 лет с применением атомно-силовой микроскопии до и после инкубации с наночастицами магнетита в течение 60 мин. Измеряли диаметр, высоту, фрактальную размерность эритроцитов. Результаты. Введение наночастиц магнетита вызывает изменение строения эритроцитов. Основные трансформированные формы - сфероциты, эхиноциты, кодоциты, стоматоциты. Небольшое количество трудно дифференцируемых форм имеют перфорации мембраны. Выводы. Наночастицы магнетита в сублетальной концентрации вызывают увеличение числа необратимо измененных форм эритроцитов. Наиболее чувствительным морфометрическим критерием, позволяющим дифференцировать нормоциты от трансформированных форм, является фрактальная размерность эритроцитов.

erythrocyteatomic force microscopymorphometryfractalitymagnetite nanoparticlesэритроцитатомно-силовая микроскопияморфометрияфрактальная размерностьнаночастицы магнетитаГерман С. В., Иноземцева О. А., Маркин А. В., Метвалли Х., Хомутов Г. Б., Горин Д. А. Синтез гидрозолей магнетита в инертной атмосфере // Коллоидный журнал. 2013. Т. 75, № 4. С. 534-537 Doi: 10.7868/ S0023291213040046.Герман С. В., Иноземцева О. А., Наволокин Н. А., Пудовкина Е. Е., Зуев В. В., Волкова Е. К., Бучарская А. Б., Плескова С. Н., Маслякова Г. Н., Горин Д. А. Синтез гидрозолей магнетита и их воздействие на живые системы на клеточном и тканевом уровнях при использовании МРТ и морфологических методов исследования // Российские нанотехнологии. 2013. Т. 8, № 7-8. С. 128-133.Козинец Г. И., Шишканова З. Г., Сарычева Т. Г. Клетки крови и костного мозга. Атлас. М.: Медицинское информационное агентство, 2004.Новицкий В. В., Рязанцева Н. В., Степовая Е. А., Быстрицкий Л. Д., Ткаченко С. Б. Атлас. Клинический патоморфоз эритроцита. Томск: Изд-во Томск. ун-та. М.: ГЭОТАРМЕД, 2003.Плескова С. Н. Атомно-силовая микроскопия в биологических и медицинских исследованиях. Долгопрудный: Издательский дом «Интеллект», 2011.Плескова С. Н., Пудовкина Е. Е., Михеева Э. Р., Горшкова Е. Н. Взаимодействие квантовых точек с эритроцитами крови здоровых доноров // Бюл. экспер. биол. 2013. Т. 156, № 9. С. 362-366.Якушева Е. В., Мирошников С. А., Кван О. В. Оценка влияния наночастиц металлов на морфологические показатели периферической крови животных // Вестн. Оренбургск. гос. ун-та. 2013. Т. 12, № 161. С. 203-207.Starodubtseva M. N., Starodubtsev I. E., Starodubtsev E. G. Novel fractal characteristic of atomic force microscopy images // Micron. 2017. Vol. 96. P. 96-102. Doi: 10.1016/j.micron.2017.02.009.