Трансформация эритроцитов на этапах криоконсервирования в криозащитных средах на основе оксиэтилированных производных глицерина со степенью полимеризации n = 25 и n = 30

В работе представлены экспериментальные данные относительно влияния оксиэтилированных производных глицерина со степенью полимеризации n = 25 и n = 30 (ОЭГn=25 и ОЭГn=30) на форму и диаметр эритроцитов человека на этапах криоконсервирования. Форму и диаметр клеток до и после криоконсервирования изу...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Проблемы криобиологии и криомедицины
Date:2016
Main Authors: Пахомова, Ю.С., Компаниец, А.М., Кулешова, Л.Г.
Format: Article
Language:Russian
Published: Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України 2016
Subjects:
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/139263
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Трансформация эритроцитов на этапах криоконсервирования в криозащитных средах на основе оксиэтилированных производных глицерина со степенью полимеризации n = 25 и n = 30 / Ю.С. Пахомова, А.М. Компаниец, Л.Г. Кулешова // Проблемы криобиологии и криомедицины. — 2016. — Т. 26, № 4. — С. 349–360. — Бібліогр.: 29 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-139263
record_format dspace
spelling Пахомова, Ю.С.
Компаниец, А.М.
Кулешова, Л.Г.
2018-06-19T21:38:27Z
2018-06-19T21:38:27Z
2016
Трансформация эритроцитов на этапах криоконсервирования в криозащитных средах на основе оксиэтилированных производных глицерина со степенью полимеризации n = 25 и n = 30 / Ю.С. Пахомова, А.М. Компаниец, Л.Г. Кулешова // Проблемы криобиологии и криомедицины. — 2016. — Т. 26, № 4. — С. 349–360. — Бібліогр.: 29 назв. — рос.
0233-7673
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/139263
547.426.1:612.111:615.014.41
В работе представлены экспериментальные данные относительно влияния оксиэтилированных производных глицерина со степенью полимеризации n = 25 и n = 30 (ОЭГn=25 и ОЭГn=30) на форму и диаметр эритроцитов человека на этапах криоконсервирования. Форму и диаметр клеток до и после криоконсервирования изучали в «живой капле» методом иммерсионной микроскопии. Показано, что контакт с исследованными криозащитными растворами и дальнейшее низкотемпературное консервирование приводят к трансформации эритроцитов. Характер изменения их формы и диаметра до и после криоконсервирования зависит от степени полимеризации и концентрации криопротектора. Установлено, что 40%-е растворы ОЭГn=25 и ОЭГn=30 на этапе экспозиции вызывают деформацию и агглютинацию клеток. Наибольшее количество эритроцитов дискоидной формы сохранялось после криоконсервирования в 30%-х растворах ОЭГn=25 и ОЭГn=30. Установлено, что после охлаждения-отогрева клеток в 30%-м растворе ОЭГn=30 увеличился их диаметр, а при использовании 30%-й концентрации ОЭГn=25 данный параметр находился в пределах нормы.
У роботі подано експериментальні дані щодо впливу оксиетильованих похідних гліцерину зі ступенем полімеризації n = 25 і n = 30 (ОЕГn=25 і ОЕГn=30) на форму та діаметр еритроцитів людини на етапах кріоконсервування. Форму та діаметр клітин до та після кріоконсервування вивчали в «живій краплині» методом імерсійної мікроскопії. Показано, що контакт із дослідженими кріозахисними розчинами та подальше низькотемпературне консервування призводять до трансформації еритроцитів. Характер зміни їх форми та діаметра до та після кріоконсервування залежить від концентрації та ступеня полімеризації кріопротектора. Встановлено, що розчини ОЕГn=25 і ОЕГn=30 у концентрації 40% на етапі експозиції викликають деформацію і аглютинацію клітин. Найбільша кількість еритроцитів дискоїдной форми зберігалася після кріоконсервування в 30%-х розчинах ОЕГn=25 і ОЕГn=30. Встановлено, що після охолодження-відігрівання клітин в 30%-му розчині ОЕГn=30 збільшився їх діаметр, а при використанні 30%-ї концентрації ОЕГn=25 даний параметр знаходився в межах норми. Ключові слова: оксиетильовані похідні гліцерину, еритроцити, форма, діаметр, кріоконсервування.
This paper presents experimental data on the effect of oxyethylated glycerol derivatives with n = 25 and n = 30 polymerization degree (OEGn=25 and OEGn=30) on shape and diameter of human erythrocytes at the stages of cryopreservation. The shape and diameter of the cells before and after cryopreservation were studied in ‘live drop’ by means of immersion microscopy. It has been shown that the contact with the investigated cryoprotective solutions and following low temperature preservation led to erythrocyte transformation. Character of change in their shape and diameter before and after cryopreservation depended upon the polymerization degree and concentration of cryoprotectant. It was established that 40% OEGn=25 and OEGn=30 solutions at the exposure stage caused cell deformation and agglutination. The largest number of erythrocytes of discoid shape was maintained after cryopreservation in 30% OEGn=25 and OEGn=30 solutions. It was found that after cooling-warming the cells in 30% OEGn=30 solution their diameter increased, while using 30% concentration of OEGn=25 this parameter was within the normal range.
ru
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
Проблемы криобиологии и криомедицины
Теоретическая и экспериментальная криобиология
Трансформация эритроцитов на этапах криоконсервирования в криозащитных средах на основе оксиэтилированных производных глицерина со степенью полимеризации n = 25 и n = 30
Transformation of erythrocytes during cryopreservation with oxyethylated glycerol derivatives with n = 25 and n = 30 polymerization degree
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Трансформация эритроцитов на этапах криоконсервирования в криозащитных средах на основе оксиэтилированных производных глицерина со степенью полимеризации n = 25 и n = 30
spellingShingle Трансформация эритроцитов на этапах криоконсервирования в криозащитных средах на основе оксиэтилированных производных глицерина со степенью полимеризации n = 25 и n = 30
Пахомова, Ю.С.
Компаниец, А.М.
Кулешова, Л.Г.
Теоретическая и экспериментальная криобиология
title_short Трансформация эритроцитов на этапах криоконсервирования в криозащитных средах на основе оксиэтилированных производных глицерина со степенью полимеризации n = 25 и n = 30
title_full Трансформация эритроцитов на этапах криоконсервирования в криозащитных средах на основе оксиэтилированных производных глицерина со степенью полимеризации n = 25 и n = 30
title_fullStr Трансформация эритроцитов на этапах криоконсервирования в криозащитных средах на основе оксиэтилированных производных глицерина со степенью полимеризации n = 25 и n = 30
title_full_unstemmed Трансформация эритроцитов на этапах криоконсервирования в криозащитных средах на основе оксиэтилированных производных глицерина со степенью полимеризации n = 25 и n = 30
title_sort трансформация эритроцитов на этапах криоконсервирования в криозащитных средах на основе оксиэтилированных производных глицерина со степенью полимеризации n = 25 и n = 30
author Пахомова, Ю.С.
Компаниец, А.М.
Кулешова, Л.Г.
author_facet Пахомова, Ю.С.
Компаниец, А.М.
Кулешова, Л.Г.
topic Теоретическая и экспериментальная криобиология
topic_facet Теоретическая и экспериментальная криобиология
publishDate 2016
language Russian
container_title Проблемы криобиологии и криомедицины
publisher Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
format Article
title_alt Transformation of erythrocytes during cryopreservation with oxyethylated glycerol derivatives with n = 25 and n = 30 polymerization degree
description В работе представлены экспериментальные данные относительно влияния оксиэтилированных производных глицерина со степенью полимеризации n = 25 и n = 30 (ОЭГn=25 и ОЭГn=30) на форму и диаметр эритроцитов человека на этапах криоконсервирования. Форму и диаметр клеток до и после криоконсервирования изучали в «живой капле» методом иммерсионной микроскопии. Показано, что контакт с исследованными криозащитными растворами и дальнейшее низкотемпературное консервирование приводят к трансформации эритроцитов. Характер изменения их формы и диаметра до и после криоконсервирования зависит от степени полимеризации и концентрации криопротектора. Установлено, что 40%-е растворы ОЭГn=25 и ОЭГn=30 на этапе экспозиции вызывают деформацию и агглютинацию клеток. Наибольшее количество эритроцитов дискоидной формы сохранялось после криоконсервирования в 30%-х растворах ОЭГn=25 и ОЭГn=30. Установлено, что после охлаждения-отогрева клеток в 30%-м растворе ОЭГn=30 увеличился их диаметр, а при использовании 30%-й концентрации ОЭГn=25 данный параметр находился в пределах нормы. У роботі подано експериментальні дані щодо впливу оксиетильованих похідних гліцерину зі ступенем полімеризації n = 25 і n = 30 (ОЕГn=25 і ОЕГn=30) на форму та діаметр еритроцитів людини на етапах кріоконсервування. Форму та діаметр клітин до та після кріоконсервування вивчали в «живій краплині» методом імерсійної мікроскопії. Показано, що контакт із дослідженими кріозахисними розчинами та подальше низькотемпературне консервування призводять до трансформації еритроцитів. Характер зміни їх форми та діаметра до та після кріоконсервування залежить від концентрації та ступеня полімеризації кріопротектора. Встановлено, що розчини ОЕГn=25 і ОЕГn=30 у концентрації 40% на етапі експозиції викликають деформацію і аглютинацію клітин. Найбільша кількість еритроцитів дискоїдной форми зберігалася після кріоконсервування в 30%-х розчинах ОЕГn=25 і ОЕГn=30. Встановлено, що після охолодження-відігрівання клітин в 30%-му розчині ОЕГn=30 збільшився їх діаметр, а при використанні 30%-ї концентрації ОЕГn=25 даний параметр знаходився в межах норми. Ключові слова: оксиетильовані похідні гліцерину, еритроцити, форма, діаметр, кріоконсервування. This paper presents experimental data on the effect of oxyethylated glycerol derivatives with n = 25 and n = 30 polymerization degree (OEGn=25 and OEGn=30) on shape and diameter of human erythrocytes at the stages of cryopreservation. The shape and diameter of the cells before and after cryopreservation were studied in ‘live drop’ by means of immersion microscopy. It has been shown that the contact with the investigated cryoprotective solutions and following low temperature preservation led to erythrocyte transformation. Character of change in their shape and diameter before and after cryopreservation depended upon the polymerization degree and concentration of cryoprotectant. It was established that 40% OEGn=25 and OEGn=30 solutions at the exposure stage caused cell deformation and agglutination. The largest number of erythrocytes of discoid shape was maintained after cryopreservation in 30% OEGn=25 and OEGn=30 solutions. It was found that after cooling-warming the cells in 30% OEGn=30 solution their diameter increased, while using 30% concentration of OEGn=25 this parameter was within the normal range.
issn 0233-7673
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/139263
citation_txt Трансформация эритроцитов на этапах криоконсервирования в криозащитных средах на основе оксиэтилированных производных глицерина со степенью полимеризации n = 25 и n = 30 / Ю.С. Пахомова, А.М. Компаниец, Л.Г. Кулешова // Проблемы криобиологии и криомедицины. — 2016. — Т. 26, № 4. — С. 349–360. — Бібліогр.: 29 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT pahomovaûs transformaciâéritrocitovnaétapahkriokonservirovaniâvkriozaŝitnyhsredahnaosnoveoksiétilirovannyhproizvodnyhglicerinasostepenʹûpolimerizaciin25in30
AT kompaniecam transformaciâéritrocitovnaétapahkriokonservirovaniâvkriozaŝitnyhsredahnaosnoveoksiétilirovannyhproizvodnyhglicerinasostepenʹûpolimerizaciin25in30
AT kulešovalg transformaciâéritrocitovnaétapahkriokonservirovaniâvkriozaŝitnyhsredahnaosnoveoksiétilirovannyhproizvodnyhglicerinasostepenʹûpolimerizaciin25in30
AT pahomovaûs transformationoferythrocytesduringcryopreservationwithoxyethylatedglycerolderivativeswithn25andn30polymerizationdegree
AT kompaniecam transformationoferythrocytesduringcryopreservationwithoxyethylatedglycerolderivativeswithn25andn30polymerizationdegree
AT kulešovalg transformationoferythrocytesduringcryopreservationwithoxyethylatedglycerolderivativeswithn25andn30polymerizationdegree
first_indexed 2025-11-27T05:48:42Z
last_indexed 2025-11-27T05:48:42Z
_version_ 1850800275773718528
fulltext УДК 547.426.1:612.111:615.014.41 Ю.С. Пахомова*, А.М. Компаниец, Л.Г. Кулешова Трансформация эритроцитов на этапах криоконсервирования в криозащитных средах на основе оксиэтилированных производных глицерина со степенью полимеризации n = 25 и n = 30 UDC 547.426.1:612.111:615.014.41 Yu.S. Pakhomova*, A.M. Kompaniets, L.G. Kuleshova Transformation of Erythrocytes During Cryopreservation with Oxyethylated Glycerol Derivatives with n = 25 and n = 30 Polymerization Degree Реферат: В работе представлены экспериментальные данные относительно влияния оксиэтилированных производных глицерина со степенью полимеризации n = 25 и n = 30 (ОЭГn=25 и ОЭГn=30) на форму и диаметр эритроцитов человека на этапах криоконсервирования. Форму и диаметр клеток до и после криоконсервирования изучали в «живой капле» методом иммерсионной микроскопии. Показано, что контакт с исследованными криозащитными растворами и дальнейшее низко- температурное консервирование приводят к трансформации эритроцитов. Характер изменения их формы и диаметра до и после криоконсервирования зависит от степени полимеризации и концентрации криопротектора. Установлено, что 40%-е растворы ОЭГn=25 и ОЭГn=30 на этапе экспозиции вызывают деформацию и агглютинацию клеток. Наибольшее количество эритроцитов дискоидной формы сохранялось после криоконсервирования в 30%-х растворах ОЭГn=25 и ОЭГn=30. Установлено, что после охлаждения-отогрева клеток в 30%-м растворе ОЭГn=30 увеличился их диаметр, а при использовании 30%-й концентрации ОЭГn=25 данный параметр находился в пределах нормы. Ключевые слова: оксиэтилированные производные глицерина, эритроциты, форма, диаметр, криоконсервирование. Реферат: У роботі подано експериментальні дані щодо впливу оксиетильованих похідних гліцерину зі ступенем полімеризації n = 25 і n = 30 (ОЕГn=25 і ОЕГn=30) на форму та діаметр еритроцитів людини на етапах кріоконсервування. Форму та діаметр клітин до та після кріоконсервування вивчали в «живій краплині» методом імерсійної мікроскопії. Показано, що контакт із дослідженими кріозахисними розчинами та подальше низькотемпературне консервування призводять до трансформації еритроцитів. Характер зміни їх форми та діаметра до та після кріоконсервування залежить від концентрації та ступеня полімеризації кріопротектора. Встановлено, що розчини ОЕГn=25 і ОЕГn=30 у концентрації 40% на етапі експозиції викликають деформацію і аглютинацію клітин. Найбільша кількість еритроцитів дискоїдной форми зберігалася після кріоконсервування в 30%-х розчинах ОЕГn=25 і ОЕГn=30. Встановлено, що після охолодження-відігрівання клітин в 30%-му роз- чині ОЕГn=30 збільшився їх діаметр, а при використанні 30%-ї концентрації ОЕГn=25 даний параметр знаходився в межах норми. Ключові слова: оксиетильовані похідні гліцерину, еритроцити, форма, діаметр, кріоконсервування. Abstract: This paper presents experimental data on the effect of oxyethylated glycerol derivatives with n = 25 and n = 30 polymerization degree (OEGn=25 and OEGn=30) on shape and diameter of human erythrocytes at the stages of cryopreservation. The shape and diameter of the cells before and after cryopreservation were studied in ‘live drop’ by means of immersion microscopy. It has been shown that the contact with the investigated cryoprotective solutions and following low temperature preservation led to erythrocyte transformation. Character of change in their shape and diameter before and after cryopreservation depended upon the polymerization degree and concentration of cryoprotectant. It was established that 40% OEGn=25 and OEGn=30 solutions at the exposure stage caused cell deformation and agglutination. The largest number of erythrocytes of discoid shape was maintained after cryopreservation in 30% OEGn=25 and OEGn=30 solutions. It was found that after cooling-warming the cells in 30% OEGn=30 solution their diameter increased, while using 30% concentration of OEGn=25 this parameter was within the normal range. Key words: oxyethylated glycerol, erythrocyte, shape, diameter, cryopreservation. *Автор, которому необходимо направлять корреспонденцию: ул. Переяславская, 23, г. Харьков, Украина 61016; тел.: (+38 057) 373-74-35, факс: (+38 057) 373-59-52, электронная почта: juliyapakhomova@gmail.com *To whom correspondence should be addressed: 23, Pereyaslavskaya str., Kharkiv, Ukraine 61016; tel.:+380 57 3737435, fax: +380 57 373 5952, e-mail: juliyapakhomova@gmail.com Department of Cryoprotectants, Institute for Problems of Cryobiol- ogy and Cryomedicine of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kharkiv, Ukraine Отдел криопротекторов, Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков оригинальное исследование research article Применение клеток и препаратов крови – пер- спективное направление в экспериментальной и клинической трансфузиологии. Использование компонентов и препаратов крови позволяет бороться с такими опасными заболеваниями, как анемия, The use of blood cells and preparations is of great importance for experimental and clinical transfusion. Using the blood components and products is helpful in treating dangerous diseases such as anemia, thrombo- cytopenia, sepsis etc. [5, 9, 20]. The most valuable This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0), which permits unrestricted reuse, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. © 2016 Yu.S. Pakhomova et al., Published by the Institute for Problems of Cryobiology and Cryomedicine Probl Cryobiol Cryomed 2016; 26(4): 349–360 http://dx.doi.org/10.15407/cryo26.04.349 Поступила 11.10.2016 Принята в печать 28.10.2016 Received October, 11, 2016 Accepted October, 28, 2016 тромбоцитопения, сепсис и др. [5, 18, 25]. Наиболее ценным лечебным качеством крови является ее способность выполнять газотранспортную функцию, которую осуществляют эритроциты. Продолжи- тельность жизни эритроцитов в кровеносном русле человека составляет около 120 суток. Каждые сутки разрушается около 1% циркулирующих в крови эритроцитов, которые замещаются таким же коли- чеством «молодых» клеток, обладающих лучшей способностью к диссоциации кислорода. Существующие гипотермические способы хране- ния обеспечивают сохранность эритроцитарных ком- понентов в течение 5 суток, что ограничивает их рациональное использование. Приоритетное нап- равление в данной области – создание методов дол- госрочного хранения эритроцитов человека путем их криоконсервирования при температуре –196°С. Для создания методов, не требующих отмывания клеток перед трансфузией, в качестве непроникающих криопротекторов используют полимерные соеди- нения [3, 13, 24, 27, 28]. В частности, олигомеры оксиэтилированного глицерина (ОЭГ), которые впервые были синтезированы в Институте проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины (Харьков), являются перспективными соедине- ниями для замораживания эритроцитов [11, 14]. Эти вещества относятся к искусственным полимер- ным соединениям с химической формулой С3Н8О3–(–СН2–СН2–О–)nН3, где n – степень по- лимеризации, которая может варьировать в значи- тельных пределах [14]. Ранее было показано [15, 16], что олигомеры ОЭГ со степенями полимеризации n = 25 и n = 30 обладают высокой защитной активностью при криоконсервировании эритроцитов человека. Ре- зультаты токсико-фармакологических исследова- ний на мышах и крысах линии Вистар показали, что при однократном введении в организм ОЭГn=25 и ОЭГn=30 оказывают незначительное токсическое действие [6, 9]. Вместе с тем морфологические и морфометрические характеристики эритроцитов до и после замораживания-отогрева с ОЭГ изучены недостаточно. Форма и размер эритроцитов – важ- ные характеристики при изучении их сохранности, поскольку изменение этих параметров может при- вести к утрате клетками способности транспор- тироваться через микроциркуляторное русло и вы- полнять свою основную газотранспортную функ- цию. Оптимальная форма эритроцита для эффек- тивного участия в газообмене – это двояковогну- тый диск. Такая форма обеспечивает высокую пластичность, благодаря которой эритроцит диа- метром в 7,5 мкм способен проникать через капилляры в 2 мкм [17]. При воздействии различных факторов и хими- ческих соединений трансформация клеток проис- therapeutic feature of blood is its ability to perform gas- transport function, accomplished by erythrocytes. The lifespan of erythocytes in human bloodstream makes about 120 days. Each 24 hrs about 1% of erythrocytes circulating in blood are destroyed, and replaced by the same number of ‘young’ cells capable of better oxygen dissociation. Existing methods of hypothermic storage allow to preserve erythrocyte components for 45 days, that restricts their efficient use. Designing the methods of long-term storage of human erythrocytes by means of their cryopreservation at –196°C is the priority in this area. To create the methods not requiring the washing of the cells before transfusion, the polymer compound are used as non-penetrating cryoprotectants [3, 7, 19, 23–25]. In particular, these are oligomers of oxyethy- lated glycerol (OEG), being for the first time syn- thesized at the Institute for Problems of Cryobiology and Cryomedicine (Kharkiv) which are also promising compounds for freezing red blood cells [6, 16]. These substances are artificial polymeric compounds with the chemical formula C3H8O3–(–CH2–CH2–O–)nH3 where n is the polymerization degree, which can vary widely [16]. It has previously been shown [10, 18], that OEG oligomers with polymerization degrees n = 25 and n = 30 have a high protective activity during cryopre- servation of human erythrocytes. The results of toxicological and pharmacological studies in mice and Wistar rats showed that a single introduction of OEGn=25 and OEGn =30 into animals had insignificant toxic effect [14, 24]. However, morphological and morphometric parameters of erythrocytes prior to and after freeze- thawing with OEG have been poorly studied. The shape and size of red blood cells are the most important charac-teristics in investigating their integrity, since the change in these parameters can lead to the loss of the ability of cells to be transported through the micro- circulation system and to perform its primary function of gas transport. The optimum shape of erythrocyte to effec-tively participate in gas exchange is a biconcave disc. This shape provides high flexibility, whereby the erythrocyte of 7.5 microns diameter can penetrate through the 2 microns capillaries [26]. Under the influence of various factors and chemical compounds the transformation of cells is accompanied with an increase in their dispersion and shifts in intra- cellular hemoglobin content [16]. There are two types of erythrocyte transformation, reversible and irrever- sible. For example, a reversible transformation of eryth- rocytes in bloodstream can reduce the affinity of hemo- globin for oxygen and irreversible one may change the rheological properties of blood, which in turn is follo- wed by chronic hypercoagulable, endothelial dysfunc- tion, hypoxia, and anoxia follows a complete stasis. In addition, erythrocytes with a strongly altered size and 350 проблемы криобиологии и криомедицины problems of cryobiology and cryomedicine том/volume 26, №/issue 4, 2016 ходит параллельно с увеличением дисперсии их размеров и сдвигами в содержании внутрикле- точного гемоглобина [22]. Существует два типа трансформации эритроцитов – обратимая и необра- тимая. Так, обратимая трансформация эритроци- тов в кровеносном русле может привести к сни- жению сродства гемоглобина к кислороду, а необ- ратимая – к изменению реологических свойств крови, что, в свою очередь, сопровождается хрони- ческой гиперкоагуляцией, эндотелиальной дисфунк- цией, гипоксией, а при полном стазе – аноксией. Кроме того, эритроциты со значительно изменен- ными размером и формой будут преждевременно утилизированы из кровеносного русла, что может привести к развитию анемии [12]. Важное требование, предъявляемое к непрони- кающим криопротекторам, – это сохранение морфо- логической целостности эритроцитов на этапах низ- котемпературного консервирования. В этой связи проведение морфологических и морфометрических исследований эритроцитов до и после охлаждения- отогрева в растворах ОЭГn=25 и ОЭГn=30 является актуальной задачей. Цель работы – изучить форму и размер эритро- цитов на этапах криоконсервирования в криоза- щитных средах на основе оксиэтилированных производных глицерина со степенями полимериза- ции n = 25 и n = 30. Материалы и методы Материалом для исследований были эритро- циты, полученные методом фракционирования цельной донорской крови группы А (II), заготов- ленной на консерванте «Глюгицир» («Биофарма», Украина) в Харьковском областном центре перели- вания крови. Цельную донорскую кровь хранили в контейнерах «Гемакон» («Ravimed», Польша) не более 48 ч при температуре (4 ± 2)°С. Клетки из донорской крови выделяли методом центрифуги- рования при 1250g в течение 25 мин с после- дующим удалением плазмы и лейкотромбоци- тарного слоя. В работе использовали эритрокон- центрат с гематокритом в среднем 70%. Для экспериментальных исследованиях применяли криопротектор – оксиэтилированный глицерин со степенью полимеризации n = 25 (м. м. ~ 1089,31) и n = 30 (м. м. ~1308,70) («Барва», Украина). Раст- воры криопротекторов в концентрации 20, 30 и 40% готовили на основе фосфатного буфера (7,1 г Na2HPO4; 6,1 г NaH2PO4, рН 7,4), содержащего 0,15 М NaCl. Криозащитные растворы применяли после 24 ч выдерживания при комнатной темпе- ратуре. К эритроконцентрату на протяжении 5 мин по каплям при температуре (20 ± 2)°С добавляли 20, 30 и 40% ОЭГn=25 и ОЭГn=30 в соотношении 1:1 (v/v). shape will be early scavenged from the bloodstream, that can lead to the development of anemia [18]. An important requirement to non-penetrative cryo- protectants is to preserve the morphological integrity of erythrocytes at the low-temperature preservation stages. In this regard morphological and morphometric inves-tigation of erythrocytes prior to and after the freeze-thawing in the solutions OEGn=25 and OEGn=30 is a primary task. The research aim was to study the shape and size of erythrocytes at the stages of cryopreservation in cryoprotective media based on ethoxylated derivatives of glycerol having a n = 25 and n = 30 polymerization degrees. Materials and methods The research object were erythrocytes, obtained by fractionation of whole blood group A (II), procured with Glyugitsir preservative (Biofarma, Ukraine) in the Kharkiv Regional Blood Center. Whole donor blood was stored in blood bags (Ravimed, Poland) not more than 48 hrs at a temperature of (4 ± 2)°C. Cells were isolated from donor blood by centrifugation at 1250g for 25 min followed by removal of the plasma and leuko- platelet layer. We used erythroconcentrate with a he- matocrit of 70% in average. For experimental studies we have used oxyethy- lated glycerol with polymerization degree of n = 25 (m. w. ~ 1,089.31) and n = 30 (m. w. ~ 1,308.70) (Barva, Ukraine) as cryoprotectant. Cryoprotectant solutions of 20, 30 and 40% were prepared with phosphate- buffered (7.1 g Na2HPO4; 6.1 g of NaH2PO4, pH 7.4) containing 0.15 M NaCl. Cryoprotective solutions we- re applied after a 24 hrs’ hold at room temperature. During 5 min at a temperature of (20 ± 2)°C 20, 30 and 40% OEGn = 25 and OEGn = 30 solutions (v/v) dropwise added to erythroconcentrate in 1:1 ratio. The duration of erythrocytes exposure with cryoprotective solutions was 15 min. Cell samples were cooled in 1.8 ml cryovials (Nunc, Germany) by a direct immer- sion into liquid nitrogen (–196°C) for not more than three weeks. Samples were warmed in a water bath (40...42°C) with constant shaking of the container. Erythrocytes being in autologous plasma served as the control. Erythrocytes were morphologically and morpho- metrically analyzed in a ‘live drop’ by the method of immersion microscopy with microscope Axio Observer Z1 (Carl Zeiss, Germany). Images were collected and analysed using AxioVision 4.8 software (Carl Zeiss). The shape of red blood cells was assessed by M. Bessis classification [4]. Statistical analysis of experimental data was per- formed using Statistica 6.0 software (StatSoft Inc., USA). Qualitative attributes were evaluated by the relative frequency of an attribute or the proportion (P), проблемы криобиологии и криомедицины problems of cryobiology and cryomedicine том/volume 26, №/issue 4, 2016 351 11 1 2 2 3 3 4 4 5 5 0 20 40 60 80 100 120Продолжительность экспозиции эритроцитов в криозащитных растворах составляла 15 мин. Образцы клеток охлаждали в криоампулах («Nunс», Германия) объемом 1,8 мл прямым погру- жением в жидкий азот (–196°С), не более трех недель. Образцы отогревали на водяной бане (40...42°С) при постоянном пока- чивании контейнера. Контролем служили эритроциты, находя- щиеся в аутологичной плазме. Морфологический и морфо- метрический анализ эритроцитов проводили в «живой капле» мето- дом иммерсионной микроскопии в микроскопе «Axio Vision Z1» («Carl Zeiss», Германия). Фоторе- гистрацию и анализ изображений выполняли с помощью программ- ного обеспечения «AxioVision 4.8» («Carl Zeiss»). Форму эритроцитов as well as a mean error of proportion (P ± Sp) (n = 3). When testing the null hypothesis of the equality of shares the z-test was used. The difference between groups was considered as statistically significant at p # 0.05. Results and discussion Erythrocytes being in autologous plasma were heterogeneous population containing (96.60 ± 0.07)% discocytes; (1.01 ± 0.06)% stomatocytes; (1.50 ± 0,04)% echinocytes; (0.41% ± 0.03) spherocytes and (0.50 ± 0.01)% spheroechinocytes (Figs. 1 and 2). After 60 min incubation with the solutions of cryopro- tectants OEGn=25 and OEGn=30 at (20 ± 2)°C the cells acquired the shape of discocytes and stomatocytes. In the 20 and 30% OEGn=25 cryoprotectant solutions the share of erythrocytes transformed into stomato- cytes was negligible (4.70 ± 0.02 and 8.1 ± 0.05), more than 90% of the cells had a discoid shape. As a result of interaction of cells with a 20% solution OEGn=30 the share of stomatocytes increased by 20 times if com- pared to the control. When interacting with 30% OEGn=30 solution more than 80% of cells transformed into stomatocytes. In 40% solutions of the studied cryoprotectants the cells were strongly deformed, so it was not possible to classify them according to the traditional method. The data of microscopic analysis enabled to reveal one more important trend of erythrocyte transformation in presence of oxyethylated derivatives of glycerol. After exposure to a 30% OEGn=30 solution single clusters of erythrocytes were observed, i. e. the cell agglo- merates were formed. As Fig. 2 demonstrates, in 40% До ля к ле то к, % C el l c on te nt , % Рис. 1. Количественное содержание морфологических форм эритроцитов в плазме и растворах ОЭГn=25 и ОЭГn=30 при температуре 20°С; 1 – аутологичная плазма, 2 – 20% ОЭГn=25, 3 – 20% ОЭГn=30, 4 – 30% ОЭГn=25, 5 – 30% ОЭГn=25. Fig. 1. Amount of erythrocytes of different morphological forms in plasma and after exposure to OEGn=25 and ОEGn=30 solutions at temperature 20°С; 1 – autologous plasma, 2 – 20% ОEGn=25, 3 – 20% ОEGn=30, 4 – 30% ОEGn=25, 5 – 30% ОEGn=25. оценивали по классификации М. Bessis [17]. Для статистического анализа эксперименталь- ных данных использовали пакет программ «Statis- tica 6.0» («StatSoft Inc.», США). Качественные признаки оценивали по относительной частоте признака или доли (Р), а также по средней ошибке доли (P ± Sp) (n = 3). При проверке нулевой гипотезы о равенстве долей применяли z-критерий. Расхождение между группами считали статисти- чески значимыми при p # 0,05. Результаты и обсуждение Эритроциты, находящиеся в аутологичной плаз- ме, представляют собой гетерогенную популяцию, содержащую (96,60 ± 0,07)% дискоцитов; (1,01 ± 0,06)% стоматоцитов; (1,50 ± 0,04)% эхиноцитов; (0,41 ± 0,03)% сфероцитов и (0,50 ± 0,01)% сферо- эхиноцитов (рис. 1 и 2). После 60 мин экспозиции в растворах криопротекторов ОЭГn=25 и ОЭГn=30 при температуре (20 ± 2)°С клетки приобретали форму дискоцитов и стоматоцитов. В 20- и 30%-х раст- ворах ОЭГn=25 доля эритроцитов, трансформи- ровавшихся в стоматоциты, была незначительной (4,70 ± 0,02 и 8,1 ± 0,05), более 90% клеток имело дискоидную форму. В результате взаимодействия клеток с 20%-м раствором ОЭГn=30 доля стомато- цитов по сравнению с контролем увеличилась в 20 раз. При взаимодействии с 30%-м раствором ОЭГn=30 более 80% клеток трансформировались в стомато- циты. В 40%-х растворах исследуемых кропро- текторов клетки значительно деформировались, поэтому классифицировать их по общепринятому методу не представлялось возможным. Стоматоциты Stomatocytes Дискоциты Discocytes Эхиноциты Echinocytes 352 проблемы криобиологии и криомедицины problems of cryobiology and cryomedicine том/volume 26, №/issue 4, 2016 Рис. 2. Эритроциты после экспозиции в растворах ОЭГn=25 и ОЭГn=30 (1 – дискоцит, 2 – стоматоцит, 3 – агломераты клеток); А – аутологичная плазма; B – 20% ОЭГn=25; C – 30% ОЭГn=25; D – 40% ОЭГn=25; E – 20% ОЭГn=30; F – 30% ОЭГn=30; G – 40% ОЭГn=30. Fig. 2. Erythrocytes after exposure in OEGn=25 and ОEGn=30 solutions (1 – discocyte, 2 – stomatocyte, 3 – cell agglomerates); А – autologous plasma; B – 20% ОEGn=25; C – 30% ОEGn=25; D – 40% ОEGn=25; E – 20% ОEGn=30; F – 30% ОEGn=30; G – 40% ОEGn=30. A B C D E F G проблемы криобиологии и криомедицины problems of cryobiology and cryomedicine том/volume 26, №/issue 4, 2016 353 0 10 20 30 40 50 60 70 5,1-6 6,1-7 7,1-8 8,1-9 9,1-10 0 10 20 30 40 50 60 70 5,1-6 6,1-7 7,1-8 8,1-9 9,1-10 Данные микроскопического анализа позволили выявить другую важную тенденцию трансформа- ции эритроцитов в присутствии оксиэтилирован- ных производных глицерина. После экспозиции в 30%-м растворе ОЭГn=30 были отмечены единичные скопления эритроцитов, т. е. формирование кле- точных агломератов. Как видно из рис. 2, в 40%-х растворах данных криопротекторов клетки об- разовывали крупные скопления, имеющие не- упорядоченную структуру, что свидетельствовало об их агглютинации. При этом в 40%-м растворе ОЭГn=30 агглютинация эритроцитов более выраже- на, чем в растворе ОЭГn=25 с такой же концент- рацией. Для получения информации о линейных размерах эритроцитов после взаимодействия с 20- и 30%-ми растворами криопротекторов ОЭГn=25 и ОЭГn=30 был измерен их диаметр. В 40%-х растворах иссле- дуемых веществ данный параметр не определяли из-за агглютинации клеток. Результаты морфо- метрического анализа контрольных образцов сви- детельствуют, что величина диаметра эритроцитов находится в интервале 6,1–9,0 мкм (рис. 3, А, В, кривая 1). Эритроцитометрическая кривая симмет- рична, ее пик находится в интервале 7,1–8,0 мкм, что соответствует значению диаметра клеток пери- ферической крови в норме [17]. После 60 мин экспозиции эритроцитов в 20- и 30%-х растворах ОЭГn=25 пики эритроцитометрических кривых нахо- дятся в интервале 7,1–8,0 мкм, что соответствует контрольному значению (рис. 3, А, В; кривые 2, 3). При этом наблюдалась тенденция к увеличению диаметра клеток. По сравнению с контролем зна- чимо увеличилась доля эритроцитов с диаметром 8,1–9,0 мкм. Кроме того, наблюдались клетки с диа- метром 9,1–10,0 мкм. При этом в 30%-м растворе ОЭГn=25 их доля была больше, чем в 20%-м раство- ре этого же криопротектора (рис. 3, А; кривая 3). После экспозиции в 20- и 30%-х растворах ОЭГn=30 отмечено значимое увеличение диаметра эритро- цитов по сравнению с контролем (рис. 3, В), что подтверждается сдвигом пика эритроцитометри- ческой кривой в диапазон численных значений 8,1– 9,0 мкм. При сопоставлении данных эритроци- тометрических кривых (рис. 3, А, В; кривые 2 и 3) после взаимодействия эритроцитов с 30%-м раство- ром ОЭГn=30 была выявлена наибольшая доля клеток с увеличенным диаметром На следующем этапе работы исследовали сох- ранность формы и диаметра эритроцитов после цик- ла охлаждения-отогрева в криозащитных средах на основе непроникающих криопротекторов ОЭГn=25 и ОЭГn=30. Для этого в отогретых образцах оценивали соотношение различных морфологических форм клеток. Деконсервированная суспензия эритроцитов содержала дискоциты, стоматоциты, эхиноциты, solutions of these cryoprotectants the cells formed large clusters with a disordered structure, which evidenced to their agglutination. Herewith in a 40% OEGn=30 solu- tion an agglutination of erythrocytes was more pro- nounced than in that of OEGn=25 of the same concen- tration. To retrieve the information on linear dimensions of erythrocytes after interaction with 20 and 30% OEGn=25 and OEGn=30 solutions of cryoprotectants their diameter was measured. This was not performed in 40% solutions of the investigated substances because of cell agglutination. The results of morphometric ana- lysis of the control samples showed that the diameter of erythrocytes was within the ranges of 6.1–9.0 mm (Fig. 3A and B, curve 1). Erythrometric curve was symmetrical, its peak was in the range of 7.1–8.0 mm, that corresponded to the diameter of peripheral blood of normal cells [4]. After 60 min long exposure of Диаметр еритроцитов, мкм Diameter of erythrocytes, mcm Диаметр еритроцитов, мкм Diameter of erythrocytes, mcm B Рис. 3. Диаметр эритроцитов после экспозиции в растворах ОЭГn=25 (А) и ОЭГn=30 (В): 1 – контроль, 2 – 30% ОЭГn=25 и ОЭГn=30, 3 – 20% ОЭГn=25 и ОЭГn=30. Fig. 3. Diameter of erythrocytes after exposure in OEGn=25 (А) and ОEGn=30 (B) solutions: 1 – control, 2 – 30% OEGn=25 and ОEGn=30, 3 – 20% OEGn=25 and ОEGn=30. 1 2 2 1 3 3 A 354 проблемы криобиологии и криомедицины problems of cryobiology and cryomedicine том/volume 26, №/issue 4, 2016 О тн ос ит ел ьн ая ч ас то та р ас пр ед е- ле ни я эр ит ро ци то в по д иа м ет ру , % R el at iv e er yt hr oc yt es d ia m et er di st rib ut io n, % О тн ос ит ел ьн ая ч ас то та р ас пр ед е- ле ни я эр ит ро ци то в по д иа м ет ру , % R el at iv e er yt hr oc yt es d ia m et er di st rib ut io n, % пензии выявлено небольшое количество эхино- цитов и сфероцитов (рис. 5, C). После криоконсервирования эритроцитов с 30%-ми растворами ОЭГn=25 и ОЭГn=30 наблюдалось зна- чительное изменение формы отогретых клеток по сравнению с 20%-ми растворами этих криопро- текторов. Доля дискоидных клеток после охлажде- ния-отогрева в 30%-х растворах ОЭГn=25 и ОЭГn=30 увеличилась и составила (87,50 ± 0,06) и (59,40 ± 0,08)% соответственно (рис. 5, В, D). В образцах значительно уменьшилось количество сфероцитов и деформированных клеток. Так, после криоконсер- вирования в 30%-м растворе ОЭГn=25 доля сфероцитов снизилась более чем в 3 раза, а в 30%-м растворе ОЭГn=30 доля деформированных клеток умень- шилась в 4,4 раза. При этом в 30%-х растворах ОЭГn=25 и ОЭГn=30 было отмечено появление эрит- роцитов, имеющих форму стоматоцитов и эхино- цитов. Эритроцитометрический анализ показал, что после криоконсервирования в 20%-м растворе ОЭГn=25 и 30%-м растворе ОЭГn=30 у отогретых клеток значительно уменьшился диаметр по сравне- нию с контролем. О данных изменениях свидетель- ствовали смещение пика распределения в интервал 6,1–7,0 мкм, а также появление клеток с диаметром 5,1–6,0 мкм (рис. 6). Криоконсервирование эритро- цитов в 30%-м растворе ОЭГn=25 (рис. 6, А; кривая 3) и 20%-м растворе ОЭГn=30 (рис. 6, В; кривая 2) существенно не повлияло на процентное распределение эритроцитов по диаметру относи- тельно контроля. Пики этих эритроцитометри- erythrocytes in 20 and 30% OEGn=25 solutions the peaks of erythrometric curves were in the range of 7.1–8.0 mm, corresponding to the control value (Fig. 3A and B, curves 2 and 3). In this case we observed the tendency to an increase in a cell diameter. Comparing to the control the share of red blood cells with a diameter of 8.1–9.0 mm significantly enhanced. In addition, the cells with a 9.1–10.0 mm diameter were found. In 30% OEGn=25 solution their share was higher than in 20% solution of the cryoprotectant (Fig. 3, curve 3). After exposure to 20 and 30% OEGn=30 solutions we noted a significant increase in erythrocyte diameter if compared with the control (Fig. 3B), as evidenced by a shift in the peak of erythrometric curve towards the range of 8.1–9.0 mm. When comparing the data of erythrometric curves (Fig. 3A and B, curves 2 and 3) after interaction of erythrocytes with 30% solution of OEGn=30 the largest share of cells with an increased diameter was revealed. At the next stage of investigations we examined the preservation of erythrocytes shape and diameter after warming-cooling cycle in cryoprotective media based on non-penetrating cryoprotectants OEGn=25 and OEGn=30. For this purpose, the ratio of different mor- phological cell forms was assessed in the warmed samples. Frozen-thawed suspension of red blood cells contained discocytes, stomatocytes, echinocytes, sphe- roechinocytes, spherocytes and deformed cells (Fig. 4). After freeze-thawing of erythrocytes in 20% OEGn=25 solution the pronounced spherocytosis (more than 50% of total cell population) was observed, the amount of discocytes was (43.11 ± 0.06)%. Furthermore, Д ол я кл ет ок ,% C el l c on te nt , % Рис. 4. Количественное содержание морфологических форм эритроцитов (%) после охлаждения-отогрева в растворах ОЭГn=25 и ОЭГn=30: 1 – аутологичная плазма; 2 – 20% ОЭГn=25; 3 – 20% ОЭГn=30; 4 – 30% ОЭГn=25; 5 – 30% ОЭГn=25. Fig. 4. Amount of erythrocytes (%) of different morphologic shapes after cooling/ warming in solutions OEGn=25 and ОEGn=30: 1 – autologous plasma; 2 – 20% ОEGn=25; 3 – 20% ОEGn=30; 4 – 30% ОEGn=25; 5 – 30% ОEGn=25. сфероэхиноциты, сфероциты и деформированные клетки (рис. 4). После охлаждения-отогрева эритроцитов в 20%-м растворе ОЭГn=25 отмечался выражен- ный сфероцитоз (более 50% от всей популяции клеток), при этом количество дискоцитов со- ставляло (43,11 ± 0,06)%. Кроме того, в деконсервированной суспензии были выявлены сфе- роэхиноциты и деформирован- ные клетки (рис. 5, A). Форма эритроцитов, криоконсервиро- ванных в 20%-м растворе ОЭГn=30, после отогрева су- щественно изменилась. Так, ко- личество дискоцитов в образце составило всего (15,91 ± 0,04)%, а большинство клеток ((60,0 ± 0,07)%) были деформированы и не соответствовали общеприня- той классификации [17]. В сус- Другие формы клеток Other types of cells Стоматоциты Stomatocytes Дискоциты Discocytes Эхиноциты Echinocytes Сфероциты Spherocytes 111 1 2 2 2 2 3 3 3 3 44 4 55 55 5 0 20 40 60 80 100 120 проблемы криобиологии и криомедицины problems of cryobiology and cryomedicine том/volume 26, №/issue 4, 2016 355 spheroechynocytes and deformed cells (Fig. 5A) have been found in a frozen-thawed suspension. The shape of erythrocytes cryopreserved in 20% OEGn=30 solu- tion has changed significantly after warming. Thus, the number of discocytes in the sample was just (15.91 ± 0.04)%, and the majority of cells ((60.0 ± 0.07)%) were deformed and did not meet the standard classification [4]. In suspension a small amount of spherocytes and echinocytes was revealed (Fig. 5C). After cryopreservation of red blood cells with 30% OEGn=25 and OEGn=30 solutions there was a strong change in the shape of warmed cell if compared to 20% solutions of these cryoprotectants. Share of discoid cells after freeze-thawing in 30% OEGn=25 and OEGn=30 solutions was increased and reached (87.50 ± 0.06) and (59.40 ± 0.08)%, respectively (Fig. 5B and D). The amount of spherocytes and deformed cells significantly decreased in the samples.In particular, after cryopreservation in a 30% OEGn=25 solution the share of spherocytes decreased by more than 3 times, and that for deformed cells did by 4.4 times after Рис. 5. Морфологические формы эритроцитов после охлаждения-отогрева в растворах ОЭГn=25 и ОЭГn=30 (1 – дискоцит, 2 – стоматоцит, 3 – эхиноцит, 4 – сфероэхиноцит, 5 – сфероцит, 6 – деформированные эритроциты); А – 20% ОЭГn=25, B – 30% ОЭГn=25, C – 20% ОЭГn=30, D – 30% ОЭГn=30. Fig. 5. Morphological types of erythrocytes after cooling/warming in solutions OEGn=25 and ОEGn=30 (1 – discocyte, 2 – stomatocyte, 3 – echinocyte, 4 – spheroechinocyte, 5 – spherocyte, 6 – deformed erythrocyte); А – 20% ОEGn=25, B – 30% ОEGn=25, C – 20% ОEGn=30, D – 30% ОEGn=30. ческих кривых соответствовали интервалу 7,1– 8,0 мкм, а пик эритроцитометрической кривой после охлаждения-отогрева в 20%-м растворе ОЭГn=30, как и в контроле, – интервалу 7,1–8,0 мкм. Однако доля эритроцитов с таким диаметром уменьшилась (56,0%). Данные проведенных исследований свиде- тельствуют о зависимости изменения формы и диаметра эритроцитов от концентрации и степени полимеризации криопротекторов как на этапе экспозиции, так и после замораживания-отогрева. Показано, что на этапе экспозиции эритроцитов в 40%-х растворах ОЭГn=25 и ОЭГn=30 образуются клеточные агрегаты. Согласно фазовой теории ассоциации эритроцитов [4] агрегация клеток в растворах водорастворимых полимеров может быть обусловлена коацервацией. Данное явление реализуется при условии превышения некоторого критического значения концентрации полимерных молекул в криозащитном растворе, определяемо- го свойствами полимеров, низкомолекулярных A B C D 356 проблемы криобиологии и криомедицины problems of cryobiology and cryomedicine том/volume 26, №/issue 4, 2016 0 10 20 30 40 50 60 70 5,1-6 6,1-7 7,1-8 8,1-9 9,1-10 0 10 20 30 40 50 60 70 5,1-6 6,1-7 7,1-8 8,1-9 9,1-10 компонентов раствора и самих эритроцитов [1, 4, 23]. Одна из двух новых фаз представляет собой коллоидный раствор, а именно раствор высокомо- лекулярных полимеров, обедненный эритроцитами, другая – ассоциаты эритроцитов, обедненные компонентами среды. Структура «эритроцитарной фазы» может иметь вид «монетных столбиков», их сетей или агрегатов эритроцитов. После экспо- зиции в 40%-х растворах ОЭГn=25 и ОЭГn=30 струк- тура «эритроцитарной фазы» представлена агрега- тами из эритроцитов, что исключает применение данных растворов в качестве криозащитных сред для криоконсервирования эритроцитов. Увеличение доли эритроцитов, имеющих форму стоматоцитов в присутствии ОЭГn=30, указывает на способность этого вещества вызывать стомато- цитоз. Вероятно, ОЭГn=30, являясь гидрофобным поверхностно-активным веществом, способен не только адсорбироваться на поверхности мембраны, но и взаимодействовать с ее липидным бислоем. Ранее было показано [7, 8, 29], что непроникающие криопротекторы полиэтиленоксид-1500, поливи- ниловый спирт, гидроксиэтилкрахмал вызывают изменение липидной асимметрии мембран эритро- цитов и относительного содержания их белкового состава. Установлено, что клетки в растворах по- лиэтиленоксида-1500 трансформируются в стома- тоциты [2, 10], а одним из факторов, влияющих на изменение формы эритроцитов, является состояние липидного бислоя и цитоскелета [21, 26]. G.B. Quan и соавт. считают, что образование стоматоцитов связано с увеличением площади внутреннего липидного монослоя клеточной мембраны и может cryopreservation in a 30% solution OEGn=30. Herewith in 30% OEGn=25 and OEGn=30 solutions we noted the appearance of erythrocytes shaped as stomatocytes and echinocytes. Erythrometric analysis showed that after cryopre- servation in 20% OEGn=25 and 30% OEGn=30 solutions in warmed cells the diameter was significantly reduced versus the control. These changes were evidenced by a shift of distribution peak within the range of 6.0– 7.0 mm, as well as the appearance of cells with 5.1– 6.0 mm diameter (Fig. 6). Cryopreservation of red blood cells in 30% OEGn=25 solution (Fig. 6, curve 3) and 20% OEGn=30 solution (Fig. 6, curve 2) did not significantly affect the distribution of erythrocytes by the diameter relative to control. The peaks of these erythrocytometric curves corresponded to 7.1–8.0 mm interval, and the peak of erythrocytometric curve after freeze-thawing in 20% solution OEGn=30, as well in the control fitted the interval of 7.1–8.0 mm. However, the share of red blood cells with such a diameter decreased (56.0%). These findings indicate to the dependence of changes in the erythrocyte shape and diameter versus concentration and polymerization degree of cryopro- tectants both at the exposure stage and after freeze- thawing. It has been shown that at the stage of eryth- rocyte exposure in 40% OEGn=25 and OEGn=30 solutions the cell aggregates were formed. According to the phase theory of erythrocytes’ association [26], aggre- gation of cells in solutions of water-soluble polymers may be due to coacervation. This phenomenon is imple- mented in case of exceeding a certain critical concen- tration of polymer molecules in cryoprotective solution, Рис. 6. Диаметр эритроцитов после охлаждения-отогрева в растворах ОЭГn=25 (А) и ОЭГn=30 (В): 1 – контроль, 2 – 30%-е растворы ОЭГn=25 и ОЭГn=30, 3 – 20%-е растворы ОЭГn=25 и ОЭГn=30. Fig. 6. Diameter of erythrocytes after cooling/warming in solutions OEGn=25 (А) and ОEGn=30 (B): 1 – control, 2 – 30% OEGn=25 and ОEGn=30, 3 – 20% OEGn=25 and ОEGn=30. О тн ос ит ел ьн ая ч ас то та р ас пр ед ел ен ия эр ит ро ци то в по д иа м ет ру , % R el at iv e er yt hr oc yt es d ia m et er d is tri bu tio n, % Диаметр эритроцитов, мкм Diameter of erythrocytes, mcm О тн ос ит ел ьн ая ч ас то та р ас пр ед ел ен ия эр ит ро ци то в по д иа м ет ру , % R el at iv e er yt hr oc yt es d ia m et er d is tri bu tio n, % Диаметр эритроцитов, мкм Diameter of erythrocytes, mcm A B 23 1 2 3 1 проблемы криобиологии и криомедицины problems of cryobiology and cryomedicine том/volume 26, №/issue 4, 2016 357 быть обусловлено деполяризаций мембраны [20], а также изменением внутриклеточного рН [19]. Установлено, что деконсервированная суспен- зия клеток, замороженных в растворах ОЭГn=25 и ОЭГn=30, представляет собой гетерогенную популя- цию, содержащую дискоциты, стоматоциты, эхино- циты, сфероциты, сфероэхиноциты и деформи- рованные клетки. Наибольшее количество эритро- цитов дискоидной формы было получено после цикла охлаждения-отогрева в 30%-х растворах ОЭГn=25 и ОЭГn=30. При этом наибольшая доля дискоцитов была получена при криоконсервиро- вании эритроцитов в 30%-м растворе ОЭГn=25. Морфометрические исследования показали, что диаметр основной популяция эритроцитов после охлаждения-отогрева в 20%-м растворе ОЭГn=30 и 30%-м растворе ОЭГn=25 соответствовал норме (7,1–8,0 мкм), а после криоконсервирования эрит- роцитов в 20%-м растворе ОЭГn=25 и 30%-м раст- воре ОЭГn=30 диаметр клеток уменьшался. Таким образом, показано, что оксиэтилиро- ванные производные глицерина со степенью поли- меризации n = 25 и n = 30 способствуют сохра- нению формы и диаметра эритроцитов на этапах криоконсервирования. При этом характер измене- ния их формы и диаметра до и после криоконсер- вирования зависит от степени полимеризации и концентрации криопротектора. Выводы 1. Установлено, что эритроциты после экспози- ции в 20- и 30%-х растворах ОЭГn=25 и 20%-м растворе ОЭГn=30 сохраняли дискоидную форму, а в 30%-м растворе ОЭГn=30 клетки трансформи- ровались в стоматоциты. Экспозиция эритроцитов в 40%-х растворах ОЭГn=25 и ОЭГn=30 вызывала образование агломератов и приводила к значи- тельной деформации клеток. 2. Показано, что диаметр эритроцитов увеличи- вался после экспозиции в растворах ОЭГn=30 до 8,1– 9,0 мкм, а после экспозиции в растворе ОЭГn=25 находился в пределах нормы (7,1–8,0 мкм). 3. После криоконсервирования эритроцитов в 30%-х растворах ОЭГn=25 и ОЭГn=30 была выявлена высокая сохранность клеток с дискоидной формой. 4. Установлено, что диаметр эритроцитов умень- шался после криоконсервирования в 20%-м растворе ОЭГn=25 и 30%-м растворе ОЭГn=30, а в 30%-м растворе ОЭГn=25 и 20%-м растворе ОЭГn=30 соот- ветствовал норме (7,1–8,0 мкм). 5. Данные морфологического и морфометри- ческого анализа подтвердили перспективность при- менения 30%-го раствора ОЭГn=25 для создания метода, не требующего удаления криопротектора из клеточной взвеси после криоконсервирования. determined by the properties of polymers, low mole- cular weight components of the solution and erythro- cytes per se [1, 4, 17]. One of the two new phases is a colloidal solution, namely a solution of high molecular weight polymers, erythrocytes depleted, another is the erythrocyte associates, depleted of media components. The structure of the ‘erythrocyte phase’ could be num- miform, network-like or as aggregates of red blood cells. The structure of the ‘erythrocyte phase’ after exposure to 40% OEGn=25 and OEGn=30 solutions was presented by aggregates of erythrocytes, that excluded the application of these solutions as cryoprotective media for cryopreservation of red blood cells. A rise in the share of erythrocytes shaped as stoma- tocytes in the presence of OEGn=30 indicated to the ability of this substance to cause stomatocytosis. Probably OEGn=30 as a hydrophobic surfactant, can not only be adsorbed on a membrane surface, but also interact with its lipid bilayer. It has previously been demonstrated [27–29] that non-penetrating cryoprotec- tants such as polyethylene oxide-1500, polyvinyl alcohol, hydroxyethyl caused a change in lipid asymmetry of erythrocytes membranes and relative content of their protein composition. It has been found that the cells in PEO-1500 solutions were transformed into stoma- tocytes [2, 14], and one of the factors affecting the change in erythrocytes was the state of lipid bilayer and cyto-skeleton [11, 21]. G.B. Quan et al. believe that the formation of stomatocytes was associated with increased area of inner lipid monolayer of cell memb- rane and might be due to membrane depolarization [8], as well as changes in intracellular pH [7]. It was established that frozen-thawed suspension of cells, frozen in solutions OEGn=25 and OEGn=30, represented a heterogeneous population, containing discocytes, stomatocytes, echinocytes, spherocytes, spheroechinocytes and deformed cells. The largest amount of discoid shaped red blood cells was obtained after cooling-warming cycle in 30% OEGn=25 and OEGn=30 solutions. The largest share of discocytes was obtained following cryopreservation of red blood cells in 30% solution OEGn=25. Morphometric studies have shown that the diameter of erythtocytes in main population after freeze-thawing in 20% OEGn=30 and 30% OEGn=25 solutions was normal (7.1–8.0 mm), and after cryopreservation of red blood cells in 20% OEGn=25 and a 30% OEGn=30 solutions the diameter of cells decreased. Thus, it has been demonstrated that the oxyethyla- ted glycerol derivatives with n = 25 and n = 30 polyme- rization degree were able to to maintain the shape and diameter of erythrocytes at cryopreservation stages. The origin of changes in their shape and diameter before and after cryopreservation depended upon polymeri- zation degree and concentration of cryoprotectant. 358 проблемы криобиологии и криомедицины problems of cryobiology and cryomedicine том/volume 26, №/issue 4, 2016 Литература 1. Альбертсон П.О. Разделение клеточных частиц и макромо- лекул / Под ред. П.О. Альбертсон. – М.: Мир, 1974. – 382 с. 2. Бабийчук Л.А. Конформационные изменения эритроцитов под влиянием криопротектора ПЭО-1500 // Проблемы криобиологии. – 1997. – №1–2. – С. 95–99. 3. Бабийчук Л.А., Землянских Н.Г. Оптимизация и преиму- щества безотмывочного метода криоконсервирования эритроцитов с ПЭО-1500 // Проблемы криобиологии. – 2001. – №1. – С. 35–41. 4. Воейков В.Л. Физико-химические и физиологические ас- пекты реакции оседания эритроцитов // Успехи физиол. наук. – 1998. – Т. 29, №4. – С. 55–73. 5. Грачев А.Е., Накастоев И.М., Гемджян Э.Г. и др. Влияние длительности криоконсервирования эритроцитов на ка- чество и эффективность их трансфузий // Гематология и трансфузиология. – 2013. – Т. 58, №2. – С. 32–36. 6. Гучок В.М., Козлова В.Ф. О кумулятивных свойствах 1,2-про- пандиола, глицерина и оксиэтилированного глицерина с молекулярной массой 1412 и выносливости к ним крыс // Криобиология и криомедицина. – 1983. – Вып.11. – С. 24–28. 7. Зубов П.М., Землянских Н.Г., Бабийчук Л.А. Модификация белкового состава мембрано-цитоскелетного комплекса эритроцитов под влиянием ПЭО-1500 // Проблемы криобиологии. – 2006. – Т.16, №2. – C.164–175. 8. Зубов П.М. Изменение липидной асимметрии мембран эритроцитов кордовой и донорской крови при криоконсер- вировании с ПЭО-1500 // Вестник проблем биологии и медицины. – 2013. – Т. 2, №2. – С.109–112. 9. Козлова В.Ф. Морфологические аспекты реакции клеток, тканей и органов на введение оксиэтилированного глице- рина (ОЭГ) в организм животных // Криобиология и крио- медицина. – 1980. – Вып. 6. – С. 29–34. 10.Кулешова Л.Г. Трансформация эритроцитов человека в растворах неэлектролитов ряда Н-спиртов. Часть 1. Мор- фологический аспект взаимодействия // Проблемы крио- биологии. – 1999. – №1. – С. 9–13. 11.Лубяный В.Г., Бредихина Л.П., Шраго М.И. Криопро- текторная активность олигомеров ОЭГ в низкотемпера- турном консервировании эритроцитов // Криобиология и криомедицина. – 1981. – Вып. 8. – С. 34–40. 12.Павлова Т.В., Позднякова Н.М., Прощаев К.И. Изменения морфофункциональных свойств эритроцитов и содер- жания кислорода в них у пациентов с риском прежде- временного старения // Донозология: Тезисы материалов, 7-я Международная науч. конф., 15–16 декабря, 2011 г. – СПб, 2011. – С. 446–448. 13.Терехов Н.Т., Полубояринова А.Г., Кушко О.В. Функцио- нальное состояние эритроцитов, замороженных с ПВП, и их клиническое изучение // Проблемы гематологии и пе- реливания крови. – 1977. – №2. – С. 16–19. 14.Шраго М.И., Калугин Ю.В., Кочуровская Г.Г. и др. Влияние оксиэтилирования на некоторые физико-химические и биологические характеристики глицерина // Криобиология и криомедицина. – 1976. – Вып. 2. – С. 31–33. 15.Єсіпова Ю.С., Ніколенко О.В., Компанієць А.М. Кріозахисна дія оксиетильованого гліцерину зі ступенем полімеризації n = 30 при заморожуванні еритроцитів людини // Проблемы криобиологии. – 2008. – Т. 18, №1. – С. 114–118. 16.Компанієць А.М., Ніколенко О.В., Чеканова В.В. та ін. Кріозахисна ефективність середовищ на основі окси- етильних похідних поліолів при заморожуванні еритроци- тів людини // Проблемы криобиологии. – 2008. – Т. 18, №3. – С. 229–301. 17.Bessis M. Living blood cells and their ultrastructure. – New York: Springer Verlag, 1973. – 767 p. 18.Chang A., Kim Y., Hoehn R., Jernigan P. Cryopreservation packed red blood cells in surgical patients: past, present and future // Blood Transfusion. – 2016. – Vol. 8, №1 – P. 1–7. References 1. Albertson P.A. Partition of cell particles and macromolecules. Stockholm: Almqvistand Wiksell; 1971. 2. Babijchyk L.A. Conformation changes in erythrocytes under the effect of PEO-1500 cryoprotection. Probl Cryobiol 1997; 1–2: 95–99. 3. Babijchyk L.A., Zemlyanskikh N.G. Optimization and advantages of washing-out method for erythrocytes cryopreservation with PEO-1500. Probl Cryobiol 2001; 1: 35–41. 4. Bessis M. Living blood cells and their ultrastructure. New York: Springer Verlag; 1973. 5. Chang A., Kim Y., Hoehn R., Jernigan P. Cryopreservation packed red blood cells in surgical patients: past, present and future. Blood Transfusion 2016. 8 (1): 1–7. 6. Esipova Y.S., Nikolenko A.V., Kompaniets A.M. Cryoprotective effect of oxyethylated glycerol with n = 30 polymerisation degree under human erythrocytes freezing. Probl Cryobiol 2008; 18 (1): 114–118. 7. Gedde M.M. Yang Е., Huestis W.H. Membrane potential and human erythrocyte shape. Biophys J 1997; 72 (3): 1220– 1233. 8. Glaser R., Fujii T., Muller P. et al. Erythrocyte shape dynamics influence of electrolyte conditions and membrane potential. Biomed Biochim Acta 1987; 46 (2): 327–333. 9. Grachev A.Ye., Nakastoev I.M., Gemdzhan E.G. et al. Effect of duration of cryopreservation of erythrocytes on quality and efficiency of their transfusions. Gematologiya i Transfusio- logiya 2013; 58 (2): 32–36. 10.Guchok V.M., Kozlova V.F. On cumulative properties of 1,2- propanediol, glycerol and oxyethylated glycerol m.w. 1412 and their tolerance by rats. Kriobiologiya i Kriomeditsyna 1983; 11: 24–28. 11.Khary K., Foo J., Howard J. Shapes of red blood cells: com- parison of 3D confocal images with the bilayer-coupe model. Cell Mol Bioeng 2010; 1 (2–3): 173–181. Conclusions 1. It has been established that erythrocytes after exposure to 20 and 30% OEGn=25 solutions and 20% OEGn=30 solution retained a discoid shape, and in a 30% OEGn=30 solution the cells transformed into stoma- tocytes. Exposure of erythrocytes in 40% solutions OEGn=25 and OEGn=30 caused the formation of agglo- merates and led to a significant deformation of cells. 2. It has been demonstrated that the diameter of erythrocytes was increased after exposure to solutions OEGn=30 to 8.1–9.0 mm and after exposure to OEGn=25 solutions it was within the normal range (7.1–8.0 mm). 3. After cryopreservation of red blood cells in 30% OEGn=25 and OEGn=30solutions a high preservation rate of the discoid shaped cells was found. 4. It has been found that the diameter of erythro- cytes diminished after cryopreservation in a 20% OEGn=25 solution and a 30% solution OEGn=30, and a 30% solution OEGn=25 and a 20% solution OEGn=30 it corresponded normal (7.1–8.0 microns). 5. Morphological and morphometric analysis confir- med the prospects of using a 30% OEGn=25 solution to create a method which does not requirity a cryoprotectant removal from cell suspension after cryopreservation. проблемы криобиологии и криомедицины problems of cryobiology and cryomedicine том/volume 26, №/issue 4, 2016 359 19.Gedde M.M. Yang Е., Huestis W.H. Membrane potential and human erythrocyte shape // Biophys. J. – 1997. – Vol. 72, №3. – P. 1220–1233. 20. Glaser R., Fujii T., Muller P. et al. Erythrocyte shape dynamics influence of electrolyte conditions and membrane potential // Biomed. Biochim. Acta. – 1987. – Vol. 46, №2–3. – Р. S327– S333. 21.Khary K., Foo J., Howard J. Shapes of red blood cells: Compa- rison of 3D Confocal Images with the Bilayer-Coupe Model // Cell. Mol. Bioeng. – 2010. – Vol. 1, №2–3. – Р. 173–181. 22.Macclak A., Bukowska B., Michalowicz J. Comparative study of the effect of BPA and its selected analogues on hemoglobin oxidation, morphological alterations and hemolytic changes in human erythrocytes // Comp. Biochem. Physiol. C Toxicol Pharmacol. – 2015. – Vol. 176. – P. 62–70. 23.Miheeva L.M., Zaslavsky B.Y., Rogozhin S.V. Choice of an aqueous polymer two-phase system for cell partition // Biochim. Biophys. Acta. – 1978. – Vol. 542, №1. – P. 101–106. 24.Pellerin-Mendes C., Million L., Marchand-Arvier M. et al. In vitro study of the protective effect of trehalose and dextran during freezing of human red blood cells in liquid nitrogen // Cryo- biology. – 1997. – Vol. 35, №2. – P. 173–186. 25.Roback D. Perspective on the impact of storage duration on blood quality and transfusion outcomes // Vox Sang. – 2016. – Vol. 111, №4 – P. 357–364. 26.Sheet M.P., Singer S.J., Biological membranes as bilayer couples. A mechanism of drug-erythrocyte interaction // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 1974. – Vol.71, №11. – P. 4457–4461. 27.Sputtek A., Langer R., Singbartl G. Cryopreservation of red blood cells with the non-penetrating cryoprotectant hydro- xyethyl starсh // CryoLetters. – 1995. – Vol. 16, №2. – P. 283–288. 28.Quan G.B., Zhang L., Guo Y. et al. Intracellular sugars improve survival of human red blood cells cryopreservation at –80°C in the presence of polyvinylpyrrolidone and human serum albumin // CryoLetters. – 2008. – Vol. 28, №2. – P. 95–108. 29.Weng X., Cloutier G., Pibarot P. et al. Comparison and simulation of different levels of erythrocyte aggregation with pig, horse, sheep, calf, and normal human blood // Biorheology. – 1996. – Vol. 33, №4. – P. 365–377. 12.Kompaniets A.M., Nikolenko A.V., Chekanova V.V., Yesipova Y.S. Cryoprotective efficiency of media based on oxyethyl derivatives of polyols during freezing of human erythrocytes. Probl Cryobiol 2008; 18 (3): 229–301. 13.Kozlova V.F. Morphological aspects of cell, tissue and organ response to oxyethylated glycerol (OEG) administered to animal’s body. Kriobiologiya i Kriomeditsyna 1980; 6: 29–34. 14.Kuleshova L.G. Transformation of human erythrocytes in the solutions of non-electrolytes of H-Alcohol series. Part 1. Morphological aspect of interaction. Probl Cryobiol 2006; 16: 164–175. 15.Lybyany V.G., Bredikhina L.P., Shrago M.I. The cryoprotectant activity of GOE oligomers in low-temperature erythrocytes preservation. Kriobiologiya i Kriomeditsyna 1981; 8: 34–40. 16.Macczak A., Bukowska B., Michalowicz J. Comparative study of the effect of BPA and its selected analogues on hemoglobin oxidation, morphological alterations and hemolytic changes in human erythrocytes. Comp Biochem Physiol and Toxicol Pharmacol 2015; 176: 62–70. 17.Miheeva L.M., Zaslavsky B.Y., Rogozhin S.V. Choice of an aqueous polymer two-phase system for cell partition. Biochim Biophys Acta. 1978; 542 (1): 101–106. 18.Pavlova T.V., Pozdnyakova N.M., Proschayev K.I. Change in morphofunctional properties of erythrocytes and content of oxygen in them in patients with risk of premature ageing. Donozologiya: Proc. of Rep. the 7th International Scientific Conference; 2011 Dec 15-16; St-Petersburg, Russian; 2011: 446–448. 19.Pellerin-Mendes C., Million L., Marchand-Arvier M. et al. In vitro study of the protective effect of trehalose and dextran during freezing of human red blood cells in liquid nitrogen. Cryobiology 1997; 35 (2): 173–186. 20.Roback D. Perspective on the impact of storage duration on blood quality and transfusion outcomes. Vox Sang 2016; 111 (2): 357–364. 21.Sheet M.P., Singer S.J., Biological membranes as bilayer couples. A mechanism of drug-erythrocyte interaction. Proc Natl Acad Sci 1974; 71: 4457–4461. 22.Shrago M.I., Kalugin Yu.V., Kochurovskaya G.G. et al. Effect of oxyethylation on some physical-chemical and biological characteristics of glycerol. Kriobiologiya i Kriomeditsyna 1976; 2: 31–32. 23.Sputtek A., Langer R., Singbartl G. Cryopreservation of red blood cells with the non-penetrating cryoprotectant hydroxyethyl starсh. CryoLetters 1995; 16 (2): 283–288. 24.Terekhov N.T., Poluboyarinova A.G., Kushko O.V. Functional state of erythrocytes frozen with PVP and their clinical study. Problemy Gematologii i Perelivaniya Krovi 1977; 2: 16–19. 25.Quan G.B., Zhang L., Guo Y. et al. Intracellular sugars improve survival of human red blood cells cryopreservation at –80°C in the presence of polyvinylpyrrolidone and human serum albumin. CryoLetters 2008; 28 (2): 95–108. 26.Voejkov V.L. Physical-chemical and physiological aspects of erythrocytes sedimentation reaction. Uspekhi Phisiologiches- kikh Nauk 1998; 29 (4): 55–73. 27.Weng X., Cloutier G., Pibarot P. et al. Comparison and simulation of different levels of erythrocyte aggregation with pig, horse, sheep, calf, and normal human blood. Biorheology 1996; 33 (4): 365–377. 28.Zubov P.M., Zemlyanskikh N.G., Babijchyk L.A. Modification of pro-tein composition of erythrocyte membrane-cytoskeletal comp-lex under PEO-1500 effect. Probl Cryobiol 2006; 16 (pt. 2): 164–175. 29.Zubov P.M. Change in lipid asymmetry of erythrocyte membranes of cord and donor's blood when cryopreserving with PEO-1500. Vestnik Problem Biologii i Meditsyny 2013; 2(2): 109–112. 360 проблемы криобиологии и криомедицины problems of cryobiology and cryomedicine том/volume 26, №/issue 4, 2016