Как следить за отдельными эритроцитами в реальном времени

Ли Хун Ван (Lihong Wang) из Вашингтонского университета в Сент-Луисе (США) создал метод фотоакустической потокооксиграфии (photoacoustic flowoxigraphy), позволяющий наблюдать за движением эритроцитов (красных кровяных телец) в крови непосредственно в капиллярах, самых малых кровеносных сосудах человеческого тела.

«Выстреливая два лазерных импульса разного цвета в эритроцит с паузой в 20 мкс, мы попадаем по эритроциту почти в том же месте, оттого получаем от него обратный сигнал сразу в двух цветах, — объясняет Ли Хун Ван. — Это позволяет нам вычислить цвет кровяных телец в любой момент времени».

Отслеживая изменения в цвете эритроцита, можно определить, сколько кислорода доставляется им за единицу времени или на единицу пройденного эритроцитом пути, — ведь по мере отдачи или получения кислорода цвет такой клетки меняется. Из этих цифр, умноженных на число телец и длину участка капилляра, можно получить количество кислорода, доставляемого в ткани в месте расположения того или иного капилляра.

Кроме того, учёный наблюдал поведение эритроцитов на развилке, где один капилляр переходит в два. Согласно полученным результатам, эритроциты двигаются группами, причём поворачивают такие группы туда, где кислород в данный момент нужнее всего: если по левому ответвлению капилляра находятся ткани, которые уже насыщены кислородом, эритроцит пойдёт направо, и наоборот. Благодаря новой методике отслеживания эритроциты, по сути, можно наблюдать в реальном времени:

Практические приложения методики? «Есть множество биомедицинских вопросов, на которые эта технология способна ответить. Как рак или диабет влияют на кислородный метаболизм? Как химиотерапия воздействует на уровень кислорода в крови?..»

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Подготовлено по материалам Университета Вашингтона в Сент-Луисе.