Influence of type 2 diebetes on dielectric characteristics of rat erythrocytes
Keywords:
permeability, erythrocytes, erythrocyte membranes, type 2 diabetes
Abstract
The paper deal with the results of investigation of the type 2 model diabetes and sugar-reducing drugs
influence on the dielectric parameters of erythrocyte suspensions in rats by microwave dielectrometry at
the operating frequency 9,2 GHz. A tendency towards the increase in the average values of real and
imaginary components of complex permittivity in red blood cells suspensions of rats with experimental
type 2 diabetes has been researched, as well as the changes in these parameters during the treatment with
various drugs. The dispersion of the values of the real part of complex dielectric permittivity of
suspensions of red blood cells of rats with experimental type 2 diabetes is significantly greater than the
variance of the values of the corresponding parameter of the control group. This may be stipulated by the
different character of changes in the ratio free/bound water in the erythrocytes of different animals, i.e.,
different response of the individual organism on pathology at the cellular level. In all groups of the
animals with model diabetes, both corrected and uncorrected, ε' is a more variable parameter than ε'',
which suggests a greater sensitivity of ε' to pathological changes that occur in cells. The method of
microwave dielectrometry at the operating frequency 9,2 GHz is a promising method for integrated
assessment of the structural changes of water properties in the interface erythrocyte-water, and can be
recommended to monitor the dynamics of the erythrocytes state of patients in the course of treatment.
Downloads
Download data is not yet available.
References
1. Кислородно-транспортная система крови и кислородный баланс тканей на ранних стадиях сахарного диабета / В. А. Галенок, В. Е. Диккер, Е. В. Гостинская, Л. М. Зобин // Терапевт. архив.–– 1981.–– Т. 53, № 11.–– С. 115–118.
2. Рязанова И. И. Функциональная структура эритроцита в норме и при патологии // Эксперимент. ме-дицина.–– 2001.–– № 6.–– С. 42–45.
3. Микаелян Н. П., Максина А. Г., Князев Ю. А. Состояние мембран эритроцитов при сахарном диабе-те // Лаборат. дело.–– 1991.–– № 9.–– С. 41–44.
4. Аксенов С. И. Связанная вода в дисперсных системах // Состояние воды в биологических систе-мах.–– 1980.–– № 57.–– С. 46–74.
5. Каргаполов А. В., Зубарева Г. М. Состояния воды в биологических системах // Сборник научных работ сотрудников Тверской медицинской академии «Использование ИК-спектроскопии в меди-цине, экологии и фармации».–– Тверь, 2003.–– С. 63–67.
6. Dielectric spectroscopy of normal and malignant human lung cells at ultra-high frequencies / S. Egot-Lemaire, J. Pijanka, J. Sule-Suso et al. // Phys. Med. Biol. – 2009.–– Vol. 54.–– P. 2341–2357.
7. Dielectric properties of normal & malignant human breast tissues at radiowave & microwave frequencies / S. S. Chaudhary, R. K. Mishra, A. Swarup, J. M. Thomas // Indian J. Biochem. Biophys.–– 1984.–– Vol. 21.–– P. 76–79.
8. Microwave dielectric properties of normal and homozygous beta-thalassemic erythrocytes / A. Bonincon-tro, C. Cametti, A. Di Biasio et al. // Phys. Med. Biol.–– 1983.–– Vol. 28.–– P. 853–860.
9. Ядерная магнитная релаксация водных растворов белков, плазмы, эритроцитов и крови / Т. П. Зефи-рова, А. Н. Глебов, Э. Н. Гурьев и др. // Бюл. эксперим. биологии и медицины.–– 1991.–– № 10.–– С. 17–19.
10. Байкеев Р. Ф., Хайруллина В. Р., Мазитова Ф. М. Измерение времени ЯМР-Н-релаксации сыворотки крови как метод лабораторной диагностики // Лаборат. дело.–– 1990.–– № 12.–– С. 17–19.
11. Николов О. Т., Жилякова Т. А. Измерение комплексной диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков с большими потерями // ЖФХ.–– 1991.–– Т. 65, № 5.–– С. 1312–1316.
12. Shapiro S. S., Wilk M. B. An analysis of variance test for normality // Biometrika.–– 1965. ––Vol. 52, № 3.— Р. 591-611.
13. Большев Л. Н., Смирнов Н. В. Таблицы математической статистики.–– М.: Наука, 1983.–– 240 с.
14. Welch. B.L. Welch’s k-sample test // Biometrika.–– 1951.–– Vol. 38.–– P. 330–336.
15. Шеффе Г. Дисперсионный анализ.–– М.: Наука, 1980.–– 512 с.
16. Владимиров Ю. А., Арчаков А. И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах.–– М.: Наука, 1972.–– 252 с.
17. Владимиров Ю. А. Свободные радикалы в биологических системах // Соросовский образовательный журнал.–– 2000.–– № 12.–– С. 13–19.
18. Потапов А. А. Ориентационная поляризация: Поиск оптимальных моделей.–– Новосибирск: Наука, 2000.–– 336 с.
19. Электрическое сопротивление мочи и крови при диабетическом кетоацидозе у детей / Ю. А. Князев, А. В. Картелишев, Г. Н. Полунина, Л. Ф. Марченко // Вопр. охраны материнства и детства.–– 1972.–– Т. 17, № 11.–– С. 27–32.
20. Влияние кверцетина на диэлектрические характеристики компонент крови крыс с сахарным диабе-том / А. В. Адельянов, О. А. Горобченко, О. Т. Николов и др. // Физика живого.–– 2010.–– Т. 18, № 3.–– С. 50–54.
21. Ефимов А. С., Ткач С. Н. Сахароснижающие пероральные препараты и их применение.–– К., 1997.–– 108 с.
22. Изменения реологических свойств крови у больных метаболическим синдромом / A. C. Авшалумов, Б. В. Марковский, О. И. Полищук и др. // РМЖ.–– 2008.–– Т. 16, № 4.–– С. 200–205.
23. Антонов В.Ф. Липидные поры: стабильность и проницаемость мембран // Соросовский образова-тельный журнал.–– 1998.–– № 10.–– С. 10–17.
24. Янковский О. Ю. Токсичность кислорода и биологические системы (эволюционные, экологические и медико-биологические аспекты).–– СПб.: Игра, 2000.–– 294 с.
25. Метод электронного парамагнитного резонанса для контроля за состоянием углеводного обмена и эффективности инсулинотерапии детей, больных сахарным диабетом / Л. Л. Вахрушева, А. Г. Максина, Ю. А. Князев и др. // Рос. вестн. перинатологии и педиатрии.–– 1999.–– № 3.–– С. 49–51.
26. Липидный спектр мембран эритроцитов при сахарном диабете у детей / В. В. Новицкий, Е. Б. Кра-вец, М. В. Колосова и др. // Проблемы эндокринологии.–– 2006.–– Т. 52, № 4.–– С. 3–6.
27. Состояние цитоплазматических мембран при экспериментальном сахарном диабете / Н. П. Мика-элян, Ю. А. Князев, А. Е. Турина и др. // Сахарный диабет.–– 1999.–– № 3 (4).–– С. 48–51.
28. Чистая С. В. Распределение эритроцитов млекопитающих по индексу сферичности в норме и при диабете // Матеріали VI Міжнародної конференції молодих науковців «Біологія від молекули до біосфери» (Харків, 22–25 листопада 2011 р.).–– Харків, 2011.–– С. 29–31.
29. Воейков В. Л. Физико-химические и физиологические аспекты реакции оседания эритроцитов // Ус-пехи физиологических наук.–– 1998.–– Т. 29, № 4.–– С. 55–73.
30. Новые пищевые добавки функционального назначения –– «Флабимолл» –– на основе моллюсков и лекарственных растений / О. Е. Битютская, Т. Н. Овсянникова, А. Г. Губанова и др. // Труды ЮГ-НИРО.–– 2008.–– Т. 46.–– С. 186–191.
31. Сандуляк Л. И. Свойство эритроцитов депонировать и транспортировать инсулин // Успехи совре-менной биологии.–– 1987.–– Т. 103, № 2.–– С. 207–216.
32. Абраров А. А., Каримов Х. Я., Исраилов А. Р. Изменение качественного состава эритроцитов при экспериментальном диабете // Мед. журн. Узбекистана.–– 1998.–– № 6.–– С. 43–46.
33. Смирнова О. М. Место метформина в современном лечении и профилактике сахарного диабета 2 типа // Сахарный диабет.–– 2010.–– № 3.–– С. 83–90.
2. Рязанова И. И. Функциональная структура эритроцита в норме и при патологии // Эксперимент. ме-дицина.–– 2001.–– № 6.–– С. 42–45.
3. Микаелян Н. П., Максина А. Г., Князев Ю. А. Состояние мембран эритроцитов при сахарном диабе-те // Лаборат. дело.–– 1991.–– № 9.–– С. 41–44.
4. Аксенов С. И. Связанная вода в дисперсных системах // Состояние воды в биологических систе-мах.–– 1980.–– № 57.–– С. 46–74.
5. Каргаполов А. В., Зубарева Г. М. Состояния воды в биологических системах // Сборник научных работ сотрудников Тверской медицинской академии «Использование ИК-спектроскопии в меди-цине, экологии и фармации».–– Тверь, 2003.–– С. 63–67.
6. Dielectric spectroscopy of normal and malignant human lung cells at ultra-high frequencies / S. Egot-Lemaire, J. Pijanka, J. Sule-Suso et al. // Phys. Med. Biol. – 2009.–– Vol. 54.–– P. 2341–2357.
7. Dielectric properties of normal & malignant human breast tissues at radiowave & microwave frequencies / S. S. Chaudhary, R. K. Mishra, A. Swarup, J. M. Thomas // Indian J. Biochem. Biophys.–– 1984.–– Vol. 21.–– P. 76–79.
8. Microwave dielectric properties of normal and homozygous beta-thalassemic erythrocytes / A. Bonincon-tro, C. Cametti, A. Di Biasio et al. // Phys. Med. Biol.–– 1983.–– Vol. 28.–– P. 853–860.
9. Ядерная магнитная релаксация водных растворов белков, плазмы, эритроцитов и крови / Т. П. Зефи-рова, А. Н. Глебов, Э. Н. Гурьев и др. // Бюл. эксперим. биологии и медицины.–– 1991.–– № 10.–– С. 17–19.
10. Байкеев Р. Ф., Хайруллина В. Р., Мазитова Ф. М. Измерение времени ЯМР-Н-релаксации сыворотки крови как метод лабораторной диагностики // Лаборат. дело.–– 1990.–– № 12.–– С. 17–19.
11. Николов О. Т., Жилякова Т. А. Измерение комплексной диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков с большими потерями // ЖФХ.–– 1991.–– Т. 65, № 5.–– С. 1312–1316.
12. Shapiro S. S., Wilk M. B. An analysis of variance test for normality // Biometrika.–– 1965. ––Vol. 52, № 3.— Р. 591-611.
13. Большев Л. Н., Смирнов Н. В. Таблицы математической статистики.–– М.: Наука, 1983.–– 240 с.
14. Welch. B.L. Welch’s k-sample test // Biometrika.–– 1951.–– Vol. 38.–– P. 330–336.
15. Шеффе Г. Дисперсионный анализ.–– М.: Наука, 1980.–– 512 с.
16. Владимиров Ю. А., Арчаков А. И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах.–– М.: Наука, 1972.–– 252 с.
17. Владимиров Ю. А. Свободные радикалы в биологических системах // Соросовский образовательный журнал.–– 2000.–– № 12.–– С. 13–19.
18. Потапов А. А. Ориентационная поляризация: Поиск оптимальных моделей.–– Новосибирск: Наука, 2000.–– 336 с.
19. Электрическое сопротивление мочи и крови при диабетическом кетоацидозе у детей / Ю. А. Князев, А. В. Картелишев, Г. Н. Полунина, Л. Ф. Марченко // Вопр. охраны материнства и детства.–– 1972.–– Т. 17, № 11.–– С. 27–32.
20. Влияние кверцетина на диэлектрические характеристики компонент крови крыс с сахарным диабе-том / А. В. Адельянов, О. А. Горобченко, О. Т. Николов и др. // Физика живого.–– 2010.–– Т. 18, № 3.–– С. 50–54.
21. Ефимов А. С., Ткач С. Н. Сахароснижающие пероральные препараты и их применение.–– К., 1997.–– 108 с.
22. Изменения реологических свойств крови у больных метаболическим синдромом / A. C. Авшалумов, Б. В. Марковский, О. И. Полищук и др. // РМЖ.–– 2008.–– Т. 16, № 4.–– С. 200–205.
23. Антонов В.Ф. Липидные поры: стабильность и проницаемость мембран // Соросовский образова-тельный журнал.–– 1998.–– № 10.–– С. 10–17.
24. Янковский О. Ю. Токсичность кислорода и биологические системы (эволюционные, экологические и медико-биологические аспекты).–– СПб.: Игра, 2000.–– 294 с.
25. Метод электронного парамагнитного резонанса для контроля за состоянием углеводного обмена и эффективности инсулинотерапии детей, больных сахарным диабетом / Л. Л. Вахрушева, А. Г. Максина, Ю. А. Князев и др. // Рос. вестн. перинатологии и педиатрии.–– 1999.–– № 3.–– С. 49–51.
26. Липидный спектр мембран эритроцитов при сахарном диабете у детей / В. В. Новицкий, Е. Б. Кра-вец, М. В. Колосова и др. // Проблемы эндокринологии.–– 2006.–– Т. 52, № 4.–– С. 3–6.
27. Состояние цитоплазматических мембран при экспериментальном сахарном диабете / Н. П. Мика-элян, Ю. А. Князев, А. Е. Турина и др. // Сахарный диабет.–– 1999.–– № 3 (4).–– С. 48–51.
28. Чистая С. В. Распределение эритроцитов млекопитающих по индексу сферичности в норме и при диабете // Матеріали VI Міжнародної конференції молодих науковців «Біологія від молекули до біосфери» (Харків, 22–25 листопада 2011 р.).–– Харків, 2011.–– С. 29–31.
29. Воейков В. Л. Физико-химические и физиологические аспекты реакции оседания эритроцитов // Ус-пехи физиологических наук.–– 1998.–– Т. 29, № 4.–– С. 55–73.
30. Новые пищевые добавки функционального назначения –– «Флабимолл» –– на основе моллюсков и лекарственных растений / О. Е. Битютская, Т. Н. Овсянникова, А. Г. Губанова и др. // Труды ЮГ-НИРО.–– 2008.–– Т. 46.–– С. 186–191.
31. Сандуляк Л. И. Свойство эритроцитов депонировать и транспортировать инсулин // Успехи совре-менной биологии.–– 1987.–– Т. 103, № 2.–– С. 207–216.
32. Абраров А. А., Каримов Х. Я., Исраилов А. Р. Изменение качественного состава эритроцитов при экспериментальном диабете // Мед. журн. Узбекистана.–– 1998.–– № 6.–– С. 43–46.
33. Смирнова О. М. Место метформина в современном лечении и профилактике сахарного диабета 2 типа // Сахарный диабет.–– 2010.–– № 3.–– С. 83–90.
Cited
How to Cite
ShatalovaТ. А., GorobchenkoО. А., OvsyannikovaТ. N., GladkihА. I., NikolovО. Т., & Gatash, S. V. (1). Influence of type 2 diebetes on dielectric characteristics of rat erythrocytes. Biophysical Bulletin, 1(26). Retrieved from https://periodicals.karazin.ua/biophysvisnyk/article/view/2718
Section
Methods of biophysical investigations
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
