Structural and functional abnormalities of cell membranes in the end-stage chronic kidney disease

Cover Page

Cite item

Abstract

Background: Chronic kidney disease (CKD) is associated with abnormalities in all functions of the body systems including changes in intracellular processes. Assessment of erythrocyte electrophoretic mobility (EEM) in patients with CKD stage  5 on dialysis (5d) has becoming increasingly relevant, since this method characterizes the pathophysiological state of the patient and gives the possibility to modify treatment.

Aim: To identify EEM characteristics in patients on programmed hemodialysis and their association with clinical and laboratory parameters.

Materials and methods: We performed a  cross-sectional observational study in 220  patients with confirmed CKD 5d. The average age of the patients was 56.5±1.4  years (26 to 85 years) and the duration of dialysis therapy was 3.7±0.4 years. The Kt/V urea adequacy index was 1.54±0.08. The control group included 60 healthy blood donors, comparable for their age and sex. EEM was assessed with Cyto-Expert kit (Axion Holding, Izhevsk, 2010) and the WT-Cell program (LLC Westtrade LTD, 2019). Statistical analysis was performed with BioStat 2019 software.

Results: The patients on the programmed hemodialysis had lower values of oscillation amplitude (10.2±0.5  μm and 21.2±2.1  μm, p<0.001) and lower proportion of mobile red blood cells (69.5±1.8%, 89.7±9.9%, p<0.001), compared to the control group. Lower values of the oscillation amplitude were found in the age group of 25 to 44  years (9.0±1.0  μm, p<0.05). There was a  weak positive correlation between age and amplitude of erythrocyte oscillation (R=0.20, p<0.05). There were differences in the oscillation amplitude values in the patients with various dialysis experience: 1 to 2 years, 11.3±0.8 μm, 2 to 5 years, 9.9±0.7 μm, 6 to 10 years, 9.4±1.3 μm, and over 11 years, 7.4±0.9 μm (p<0.05). The duration of dialysis therapy demonstrated a weak negative correlation with the amplitude of erythrocyte oscillation (R=-0.24, p<0.01). The erythrocyte oscillation amplitude was associated with systolic blood pressure before hemodialysis procedure (R=0.34, p<0.05) and with pulse pressure before hemodialysis (R=0.37, p<0.05). The proportion of mobile erythrocytes correlated with parathyroid hormone level (R=0.32, p<0.05).

Conclusion: EEM in the patients receiving programmed hemodialysis have their specific characteristics related to a significant decrease in the oscillation amplitude proportional to the effective cell charge and lower proportions of mobile erythrocytes compared to those in the healthy control. The erythrocyte oscillation amplitude is negatively correlated with age and duration of dialysis therapy and is associated with blood pressure parameters and mineral bone indices.

 

About the authors

E. N. Ievlev

Izhevsk State Medical Academy;
City Hospital No. 6 (Udmurt Republic)

Author for correspondence.
Email: inloja@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0395-7946

Evgeniy N. Ievlev – MD, PhD, Assistant, Chair of Internal Diseases with Courses of Radiological Methods for Diagnostics and Treatment, Military Field Therapy, Izhevsk State Medical Academy; Therapist, Hospital Complex No. 2, City Hospital No. 6 (Udmurt Republic)

281 Kommunarov ul., Izhevsk, 426034,

81 Lenina ul., Izhevsk, 426009

Russian Federation

I. A. Kazakova

Izhevsk State Medical Academy

Email: i.a.kazakova@yandex.ru

Irina A. Kazakova – MD, PhD, Professor, Head of Chair of Internal Diseases with Courses of Radiological Methods for Diagnostics and Treatment, Military Field Therapy

281 Kommunarov ul., Izhevsk, 426034

Russian Federation

E. P. Sukhenko

LLC Westtrade LTD

Email: eugens@udm.ru

Evgeniy P. Sukhenko – PhD (in Phys. and Math.), Associate Professor, Deputy Director Genera

1A–9 1-y Varshavskiy proezd, Moscow, 115201

Russian Federation

References

  1. Батюшин ММ. Хроническая болезнь почек: современное состояние проблемы. Рациональная фармакотерапия в кардиологии. 2020;16(6):938–947. doi: 10.20996/1819-6446-2020-11-06.
  2. Андрусев АМ, Томилина НА, Перегудова НГ, Шинкарев МБ. Заместительная терапия терминальной хронической почечной недостаточности в Российской Федерации 2014–2018 гг. Отчет по данным общероссийского регистра заместительной почечной терапии Российского диализного общества. Нефрология и диализ. 2020;22(S1):1–71. doi: 10.28996/2618-9801-2020-1suppl-1-71.
  3. Василькова EB, Тетелютина ФК, Ребро HA, Хазиева ФС. Микроэлектрофоретическая подвижность живых клеток у курящих женщин с хроническими воспалительными заболеваниями органов малого таза. Проблемы репродукции. 2011;17(S):130.
  4. Дерюгина АВ, Мартусевич АА, Хламова ЮН, Куваева СС, Мартусевич АК, Румянцева ТВ. Электрофоретическая подвижность эритроцитов при воспалении. Вятский медицинский вестник. 2016;4(52):57–60.
  5. Сигитова ОН, Архипов ЕВ. Структурно-функциональные нарушения клеточных мембран нефроцитов при хронических заболеваниях почек. Казанский медицинский журнал. 2011;92(6):887–890.
  6. Дерюгина АВ, Иващенко МН, Игнатьев ПС, Самоделкин АГ, Золотова МВ, Шабалин МА, Грачева ЕА. Диагностические возможности электрофоретической подвижности эритроцитов и клеток буккального эпителия при стрессе. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2019;63(1):106–111. doi: 10.25557/0031-2991.2019.01.106-111.
  7. Omasu F, Nakano Y, Ichiki T. Measurement of the electrophoretic mobility of sheep erythrocytes using microcapillary chips. Electrophoresis. 2005;26(6):1163–1167. doi: 10.1002/elps.200410182.
  8. Aki A, Nihei Y, Asai H, Ukai T, Morimoto H, Nakajima Y, Hanajiri T, Maekawa T. Detection of surface immunoreactions on individual cells by electrophoretic mobility measurement in a micro-channel. Sensors and Actuators B: Chemical. 2008;131(1):285–289. doi: 10.1016/j.snb.2007.11.046.
  9. Gunson HH, Betts JJ, Nicholson JT. The electrophoretic mobility of Tn polyagglutinable erythrocytes. Vox Sanguinis. 1971;21(5):455– 461. doi: 10.1111/j.1423-0410.1971.tb04803.x.
  10. Дерюгина АВ, Грачева ЕА. Эффективность цитофлавина при экспериментальной артериальной гипертензии. Экспериментальная и клиническая фармакология. 2020;83(2): 8–11. doi: 10.30906/0869-2092-2020-83-2-8-11.
  11. Дерюгина АВ, Иващенко МН, Игнатьев ПС, Самоделкин АГ. Трансляционные исследования электрофоретической подвижности и фазового портрета эритроцитов с учетом развития стрессовой реакции в условиях патологического процесса. Альманах клинической медицины. 2018;46(8): 765–771. doi: 10.18786/2072-0505-2018-46-8-765-771.
  12. Крылов ВН, Дерюгина АВ. Изменение электрофоретической подвижности изолированных эритроцитов при действии стресс-факторов. Гематология и трансфузиология. 2011;56(5):18–21.
  13. Рахов ДА, Юданова ЛС, Рубин ВИ. Функциональные свойства мембран эритроцитов у больных хроническим гломерулонефритом. Урология и нефрология. 1992;(4–6): 31–33.
  14. Аладашвили НЗ, Попова ОВ, Сарычева ТГ, Чернов ВМ, Козинец ГИ. Электрофоретическая подвижность эритроцитов периферической крови у детей с неспецифическими воспалительными заболеваниями. Клиническая лабораторная диагностика. 2005;(10):52b.
  15. Еровиченков АА, Садовская ГВ, Пак СГ, Козинец ГИ, Попова ОВ. Электрофоретическая подвижность эритроцитов у пациентов с различными формами рожи в динамике болезни. Терапевтический архив. 2001;73(11):73–75.
  16. Кирковский ВВ, Левин ВИ, Митьковская НП, Луц ЛС. Электрофоретическая подвижность эритроцитов больных с ревматоидным артритом в процессе проведения экстракорпоральной аутогемомагнитотерапии. Здравоохранение. 2002;(1):12–18.
  17. Макарова МН, Грачева ИД, Новикова РА, Колчина АТ. Использование электрокинетических характеристик эритроцитов при диагностике онкологических заболеваний. Наука молодых (Eruditio Juvenium). 2017;5(3): 361–369. doi: 10.23888/HMJ20173361-369.
  18. Бикбов БТ, Томилина НА. Состав больных и показатели качества лечения на заместительной терапии терминальной хронической почечной недостаточности в Российской Федерации в 1998–2013 гг. Нефрология и диализ. 2016;18(2):98–164.
  19. Кичигин ВА, Козлов ДО, Ких ОВ, Волкова ТА. Выживаемость пациентов, получающих программный гемодиализ (обзор). Acta Medica Eurasica (Медицинский вестник Евразии). 2018;(1):22–35.
  20. Буланова ОИ. Влияние динамической электронейростимуляции на изменение электрофоретической подвижности эритроцитов в условиях иммобилизационного стресса. Проблемы биологии и медицины. 2020;1-1(117):390–391.
  21. Казакова ИА, Иевлев ЕН. Особенности влияния моксонидина (физиотенза) на качество жизни и состояние сердечно-сосудистой системы у пациентов с хронической болезнью почек диализной стадии. Профилактическая медицина. 2020;23(6):91–98. doi: 10.17116/profmed20202306291.
  22. Постнов ЮВ, Орлов СН. Первичная гипертензия как патология клеточных мембран. М.: Медицина; 1987. 192 с.
  23. Boero R, Guarena C, Deabate MC, Rolando B, Rosati C, Quarello F, Piccoli G. Erythrocyte Na+, K+ pump inhibition after saline infusion in essentially hypertensive subjects: effects of canrenone administration. Int J Cardiol. 1989;25 Suppl 1:S47–S52. doi: 10.1016/0167-5273(89)90092-2.
  24. Зелтынь-Абрамов ЕМ, Земченков АЮ. Артериальная гипертензия при ХБП: от начальных до продвинутых стадий. Диагностические и терапевтические стратегии. Часть 2. Заместительная почечная терапия (программный гемодиализ). Нефрология и диализ. 2020;22(2):237–251. doi: 10.28996/2618-9801-2020-2-237-251.

Supplementary files

There are no supplementary files to display.


Copyright (c) 2021 Ievlev E.N., Kazakova I.A., Sukhenko E.P.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies