Structural and functional features of the erythroid germ in patients with connective tissue dysplasia

Introduction. Connective tissue dysplasia (СTD) is a common condition that affects the function of various components of the body.

The aim of the work is to determine the current state of the problem of structural and functional characteristics of erythrocytes in persons with СTD.

Materials and methods The authors conducted a search and analysis of works in the scientific electronic library E-library, the Federal Electronic Medical Library of the Ministry of Health of the Russian Federation, the bibliographic database of medical publications Medline using the keywords: erythrocytes, membrane structure, erythrocyte functions, hematopoiesis, erythrocyte life cycle, erythrocyte forms, combined with the terms: connective tissue dysplasia, connective tissue, diagnostic methods, antioxidant protection, lipid peroxidation. Fifty-three sources were selected for the review.

Results and Discussion Erythrocytes originate from mesenchymal tissue and have their own structural and functional features in individuals with СTD, namely, a violation of the structure of the submembrane cytoskeleton, a change in the composition and location of phospholipids inside the erythrocyte membrane, leading to a decrease in the plasticity of the blood cell membrane. In addition, the appearance of prehemolytic and degenerative forms of erythrocytes has been detected, which also contributes to a reduction in the life cycle of erythrocytes and a tendency to anemia in people with СTD.

Conclusion Individuals with СTD have an increased risk of anemia due to structural and functional features of red blood cells, which may lead to hemolysis, which should be taken into account in the examination and management of patients with СTD.

1. Бигильдеев А.Е. Устройство и регуляция отдела стволовых мезенхимных клеток: автореф. дис. … д-ра мед. наук. Москва, 2018. 46 с.

2. Фундаментальная и медицинская физиология: учебник. В 3 т. Т. 3 / под ред. А.Г. Камкина. М.: ДеЛибри, 2020. 456 с.

3. Orkin S.H., Zon L.I. Hematopoiesis: an evolving paradigm for stem cell biology. Cell. 2018;132:631.

4. Белова Т.А. Становление микроциркуляторных функций эритроцитов и тромбоцитов в раннем онтогенезе телят: автореф. дис. ... д-ра биол. наук. Боровск, 2011. 43 с.

5. Доморацкая Е.И., Паюшина О.В. Происхождение стволовых кроветворных клеток в эмбриональном развитии. Журнал общей биологии. 2018;79(5):365–373. https://doi.org/10.1134/S0044459618050056.

6. Bao E.L., Cheng A.N., Sankaran V.G. The genetics of human hematopoiesis and its disruption in disease. EMBO MolMed. 2019;11:e10316.

7. Mohandas N. Structure and Composition of the Erythrocyte. Williams Hematology, 10th ed, 2021. Chapter 33.

8. Кадурина Т.И., Гнусаев С.Ф., Аббакумова Л.Н. с соавт. Наследственные и многофакторные нарушения соединительной ткани у детей: алгоритмы диагностики, тактика ведения. Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского. 2014;93(5):1–40.

9. Калаева Г.Ю. Клинико-эпидемиологическая характеристика недифференцированной дисплазии соединительной ткани у подростков: автореф. дис. … канд. мед. наук. Томск, 2018. 24 с.

10. Конопля А.И., Прокопенко Л.Г., Долгарева С.А. с соавт. Структурно-функциональные свойства эритроцитов в норме и при патологии. Курск: Изд-во КГМУ, 2011. 190 с.

11. Смирнова Е.В. Состояние системы гемостаза и особенности клинического течения хронического гастродуоденита у детей с дисплазией соединительной ткани: автореф. дис. ... канд. мед. наук. Томск, 2007. 24 с.

12. Mosca M. Mixed connective tissue diseases: new aspects of clinical picture, prognosis and pathogenesis. Isr. Med. Assoc. J. 2014;16(11):725–726.

13. Пономарева Д.А. Клиническое значение нарушений периферического звена эритрона при недифференцированной дисплазии соединительной ткани у детей: автореф. дис. … канд. мед. наук. Томск, 2009. 32 c.

14. Пономарева Д.А., Нагаева Т.А., Балашова И.И., Швецова Н.М. Морфологическая характеристика эритроцитов при недифференцированной дисплазии соединительной ткани у детей. Педиатрическая фармакология. 2014;11(1):62–65.

15. Бедяева М.В. Морфофункциональные особенности эритроцитов и бета-адренэргическая активность у лиц молодого возраста с синдромом соединительнотканной дисплазии сердца: автореф. дис. … канд. мед. наук. Иваново, 2005. 19 с.

16. Делягин В.М., Аксёнова Н.С., Петренец Т.Н., Румянцев С.А. Геморрагический синдром при дисплазии соединительной ткани. Лечение и профилактика. 2021;1(11):27–32.

17. Карчинская Т.В. Изменчивость эритроцитов как адаптация у лиц молодого возраста на фоне соединительнотканной дисплазии: автореф. дис. ... канд. мед. наук. Саратов, 2008. 24 с.

18. Дубов С.К. Система гемостаза у пациентов с синдромом соединительнотканной дисплазии: автореф. дис. … канд. мед. наук. Владивосток, 2004. 23 с.

19. Саакян Ш.С. Исследование структуры цитоскелета эритроцитов: автореф. дис. ... канд. физ.-мат. наук. Ереван, 1998. 20 с.

20. Шипунова И.Н. Иерархическая структура стромального микроокружения кроветворной ткани в норме и при заболеваниях системы крови: автореф. дис. … д-ра биол. наук. Москва, 2018. 50 с.

21. Нагаева Т.А., Балашева И.И., Пономарева Д.А. Клиническая оценка нарушений структурно-метаболического статуса эритроцитов периферической крови при дисплазии соединительной ткани у детей. Кубанский научный медицинский вестник. 2009;6:57–60.

22. Физиология: учебник / под ред.: В.М. Смирнова, Д.С. Свешникова, А.Е. Умрюхина. М.: Изд-во «Медицинское информационное агентство», 2019. 520 с.

23. Фундаментальная и медицинская физиология: учебник. В 3 т. Т. 1 / под ред. А.Г. Камкина. М.: ДеЛибри, 2019. 392 с.

24. Gallagher P.G. Hemolytic Anemias: Red Blood Cell Membrane and Metabolic Defects. Goldman-Cecil Medicine. 2020;1:1046–1055. https://doi.org/10.1016/B978-1-4377-1604-7.00164-0.

25. Мокрушников П.В., Панин Л.Е., Панин В.Е. с соавт. Структурные переходы в мембранах эритроцитов (экспериментальные и теоретические модели). Новосибирск: НГАСУ (СИБСТРИН), 2019. 284 с.

26. Михайлова С.Г. Вклад клеточных свойств эритроцитов в обеспечение эффективности микроциркуляции и их модификация под влиянием ионов кальция и механического стресса: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Ярославль, 2012. 25 с.

27. Мороз В.В., Голубев А.М., Черныш А.М. с соавт. Изменения структуры поверхности мембран эритроцитов при длительном хранении донорской крови. Общая реаниматология. 2012;8(1):52–60. https://doi.org/10.15360/1813-9779-2012-1-5.

28. Franco R.S., Puchulu-Campanella M.E., Barber L.A. et al. Changes in the properties of normal human red blood cells during in vivo aging. Am J Hematol. 2013;88:44.

29. Perona J.S., Gonzalez E., Aguilar-Cordero M.J. et al. Structural and Compositional Changes in Erythrocyte Membrane of Obese Compared to Normal-Weight Adolescents. J Membrane Biol. 2013;246(12):939–947. https://doi.org/10.1007/s00232-013-9596-x.

30. Вохминцев А.П., Сайфиев Р.Р., Фролова О.В. Деформируемость эритроцитов и способы ее клинической диагностики. Современные наукоемкие технологии. 2004;3:54–55.

31. Карпова Е.Б., Чемоданов В.В. Показатели микровязкости мембран эритроцитов у больных атопическим дерматитом на фоне соединительнотканной дисплазии. Вестник Ивановской медицинской академии. 2007;1–2(12):91–92.

32. Глотов А.В. Клиническая и структурно-функциональная характеристика иммунной системы при дисплазии соединительной ткани: автореф. дис. … д-ра мед. наук. Новосибирск, 2005. 42 с.

33. Терещенко Л.Г. Структурно-функциональное состояние мембран эритроцитов при дисплазии соединительной ткани: автореф. дис. … канд. мед. наук. Новосибирск, 1994. 22 с.

34. Чеснокова Н.П., Понукалина Е.В., Бизенкова М.Н. Особенности структуры и функции эритроцитарной мембраны. Успехи современного естествознания. 2015;1:328–331. URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=34842.

35. Кленова Н.А., Кленов Р.О. Строение, метаболизм и функциональная активность эритроцитов человека в норме и патологии. Самара: Издательство Самарск. ун-та, 2009. 114 с.

36. Шерстюкова Е.А. Нарушения молекулярной структуры мембран длительно хранящихся эритроцитов, предназначенных для гемотрансфузии: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Москва, 2020. 24 с.

37. Ревин В.В., Громова Н.В., Ревина Э.С. с соавт. Изменения морфометрических показателей эритроцитов и кислородсвязывающих свойств гематопорфирина гемоглобина при сердечно-сосудистых заболеваниях. Саранск: Издательство Мордовск. ун-та; 2019. 101 с.

38. Arashiki N., Kimata N., Manno S. et al. Membrane peroxidation and methemoglobin formation are both necessary for band 3 clustering: mechanistic insights into human erythrocyte senescence. Biochemistry. 2013;52:5760.

39. Вахромеев А.П. Клинические и биохимические особенности преждевременного разрыва плодных оболочек у беременных с недифференцированной дисплазией соединительной ткани при недоношенной беременности: автореф. дис. … канд. мед. наук. Иваново, 2019. 24 с.

40. Торшин И.Ю., Громова О.А. Дисплазия соединительной ткани, магний и нуклеотидные полиморфизмы. Кардиология. 2008;48(10):57–65.

41. Громова О.А. Дефицит магния как проблема современного питания у детей и подростков. Педиатрическая фармакология. 2014;1:20–30.

42. Иванова И.И., Гнусаев С.Ф., Коваль Н.Ю. с соавт. Метаболические аспекты недифференцированной дисплазии соединительной ткани у детей. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2012;4:103–111.

43. Фадеева Т.С. Новый подход к ведению беременности у женщин с недифференцированной дисплазией соединительной ткани: автореф. дис. …канд. мед. наук. Москва, 2021. 24 с.

44. Mosca M., Tani C., Vagnani S. et al. The diagnosis and classification of undifferentiated connective tissue diseases. J. Autoimmun. 2014;48–49:50–52. https://doi.org/10.1016/j.jaut.2014.01.019.

45. Аникин В.В., Беганская Н.С., Андреева Е.В. с соавт. Особенности периферической крови при дисплазии соединительной ткани. Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье». 2019;4:14–20. https://doi.org/10.21626/vestnik/2019-4/02.

46. Мосур Е.Ю. Спектрофотометрический метод определения содержания основных производных гемоглобина: автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук. Омск, 2007. 19 с.

47. Прошин А.Н., Машин В.В., Белова Л.А., Белов Д.В. Структура интракраниальных вен и упруго-вязкостные свойства мембран эритроцитов подростков с соединительнотканной дисплазией. Ульяновский медико-биологический журнал. 2021;3:47–60. https://doi.org/10.34014/2227-1848-2021-3-47-60.

48. Созарукова М.М. Нейтрофилы и эритроциты как источники свободных радикалов в крови и сывороточный альбумин как мишень их действия: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Москва, 2017. 24 с.

49. Ревин В.В., Громова Н.В., Ревина Э.С. с соавт. Роль антиоксидантов и доноров оксида азота в регуляции белкового состава цитоскелета эритроцитов в условиях экспериментальной гипоксии. Саранск: Издательство Мордовск. ун-та; 2017. 60 с.

50. Phaniendra A., Jestadi D.B., Periyasamy L. Free radicals: properties, sources, targets, and their implication in various diseases. Indian J Clin. Biochem. 2014;30(1):11–26. https://doi.org/10.1007/s12291-014-0446-0.

51. Pugh C.W. Modulation of the hypoxic response. AdvExp Med Biol. 2016;903:259.

52. Цой И.В. Окислительный стресс и состояние сосудистого эндотелия при атеросклеротических стенозах внутренних сонных артерий: автореф. дис. … канд. мед. наук. Москва, 2020. 21 с.

53. Бескровная Е.В., Глотов А.В., Добрых С.В. с соавт. Особенности газового состава гемоглобина у больных дисплазией соединительной ткани. Вестник Омского университета. 2007;1:19–22.