Ставропольскими учёными была разработана и предложена методика, которая позволяет оценить негативные изменения структуры и жесткости эритроцитов, отвечающих за насыщение крови кислородом. Выяснилось, что на микроуровне такое пагубное влияние оказывают соли кадмия – тяжёлого металла, весьма распространённого в мире.
Токсичное влияние на организм этих химических соединений известно давно, однако ученые Северо-Кавказского федерального университета с помощью самых современных отечественных микроскопов нового поколения смогли убедительно объяснить, что это воздействие происходит на макроуровне.
- Атомно-силовая микроскопия, в отличие от традиционной, позволила нам сделать скан поверхности поврежденной клетки, оценить топологию этой поверхности и определить ее шероховатость, - пояснил доцент кафедры пищевых технологий и инжиниринга СКФУ Андрей Нагдалян, являющийся активным участником проекта. – Мы установили, какие точно изменения происходят с формой и структурой клетки. В норме эритроциты – это двояковогнутый диск. Благодаря современной микроскопии мы увидели, что кадмий при высокой концентрации прилипает к клеткам и вытягивает их в двояковыгнутый диск. Наблюдаются также локальные разрушения на микро- и наноуровне. Такое изменение формы приводит к тому, что эритроциты перестают выполнять свою главную функцию – транспортировать кислород и углекислый газ.
Как пояснил учёный, повреждение большого количества эритроцитов приведёт к гипоксии (кислородному голоданию) у пациента. А пониженное содержание кислорода в организме в течение продолжительного времени может вызвать опасные патологические изменения в работе мозга и нервной системы. Симптомами таких изменений являются, например, панические атаки и другие негативные последствия. Особенно опасно такое состояние в период продолжающейся пандемии Covid-19.
Болезнь, вызванная коронавирусом SARS-CoV-2, прежде всего, поражает легкие заболевших, что приводит к низкой сатурации (насыщению крови кислородом). При невозможности выполнять эту функцию ещё и эритроцитами, риски негативного развития болезни значительно увеличиваются.
Исследования ученых СКФУ показали, что этим токсичное воздействие кадмия на эритроциты не ограничивается. Как пояснил Андрей Нагдалян, эритроциты, подвергнутые действию солей кадмия, не только меняют свою форму и утрачивают способность транспортировать кислород, но и становятся очень жесткими, что может привести к повреждениям сосудов на микроуровне.
Исследование, которое позволило сделать столь актуальные научные выводы, в настоящее время ведётся силами учёных Института живых систем СКФУ: Натальи Оботуровой, Романа Будкевича и Андрея Нагдаляна. В проекте также участвует выпускник СКФУ, нынешний представитель израильской инновационной компании биотехнологического профиля «FreezeM» Inc. Егор Демченков.
Научные изыскания в данном направлении продолжаются.
На фото: Андрей Нагдалян, один из участников проекта.