Oporność osmotyczna erytrocytów

Plik osmotyczna oporność czerwonych krwinek jest miarą tego, jak mocno błony otaczające erytrocyty wytrzymują gradient ciśnienia osmotycznego. Osmotyczne ciśnienie parcjalne powstaje na półprzepuszczalnych błonach erytrocytów, gdy są one otoczone roztworem soli, który jest poniżej własnego (fizjologicznego) stężenia soli wynoszącego 0,9%. Czerwone krwinki pobierają wodę przez osmozę i pęcznieją, a te, które są najbardziej narażone na pękanie, mają najniższą oporność osmotyczną erytrocytów.

Co to jest oporność na erytrocyty osmotyczne?

Wodne roztwory o różnym stężeniu rozpuszczonych substancji wytwarzają gradient ciśnienia osmotycznego, gdy są oddzielone od siebie półprzepuszczalną membraną. Substancje z roztworu o wyższym stężeniu mają tendencję do migracji do roztworu o niższym stężeniu, aby skompensować gradient stężeń. Jeśli przepuszczalna membrana dla przeważnie większych cząsteczek substancji, na przykład NaCl (sól kuchenna), jest trudna do przejścia, małe cząsteczki wody (H2O) przemieszczają się z roztworu słabego do mocniejszego.

W przypadku erytrocytów, które są również otoczone błoną półprzepuszczalną, ten sam efekt zachodzi poprzez osmozę. Jeśli erytrocyty, czerwone krwinki, są otoczone roztworem soli, którego stężenie jest niższe od stężenia ich własnej cytoplazmy około 9% (roztwór hipotoniczny), występuje osmotyczny gradient ciśnienia parcjalnego. Oznacza to, że woda z otaczającego roztworu dostaje się do erytrocytów poprzez osmozę, ponieważ cząsteczki soli mogą przedostać się przez półprzepuszczalną membranę na zewnątrz z wielkim trudem.

Erytrocyty pęcznieją w wyniku wniknięcia wody do punktu pęknięcia, w procesie znanym jako hemoliza. Szybkość, z jaką erytrocyty rozszerzają się i pękają, gdy są otoczone roztworem soli o określonym stężeniu, jest miarą ich oporności osmotycznej na erytrocyty. Im krótszy czas potrzebny do pęknięcia, tym mniejsza jego odporność osmotyczna.

Funkcja i zadanie

Osmotycznie regulowana wymiana substancji między erytrocytami a otaczającym osoczem krwi odgrywa jedną z głównych ról w wymianie dwutlenku węgla na tlen i tlenu na dwutlenek węgla w naczyniach włosowatych.

Szczególne znaczenie ma natura półprzepuszczalnej błony otaczającej erytrocyty. Zmiana składu błony wpływa na wymianę osmotyczną substancji oraz funkcjonalność czerwonych krwinek. Zmiana składu błony komórkowej może prowadzić do zmniejszenia lub zwiększenia przepuszczalności błony. Oba zjawiska mogą mieć szkodliwy wpływ na funkcjonalność erytrocytów.

Pośrednim dowodem natury błon i zdolności erytrocytów do osmozy jest ich oporność osmotyczna, którą można zmierzyć specjalnymi metodami. Na przykład około dwudziestu probówek przygotowuje się z roztworem soli fizjologicznej o wzrastających stężeniach, aż do stężenia izotonicznego 0,9%. Do każdej probówki wlewa się kilka kropli krwi i odstawia. Po 24 godzinach lekko czerwone zabarwienie roztworu wskazuje na stężenie, w którym nastąpiło pierwsze rozpuszczenie czerwonych płytek krwi.

W probówkach z mniej stężonymi roztworami soli czerwony kolor staje się silniejszy, ponieważ większa część erytrocytów pękła, a uciekająca hemoglobina zmieszała się z roztworem soli. Probówka, w której nie utworzył się osad erytrocytów, odpowiada probówce o stężeniu, poniżej którego wszystkie erytrocyty uległy lizie.

Wartości odniesienia dla lizy erytrocytów rozpoczynającej się w ciągu 24 godzin to stężenie soli fizjologicznej od 0,46 do 0,42%. Wartości całkowitej lizy erytrocytów po 24 godzinach u osób zdrowych mieszczą się w zakresie od 0,34 do 0,30 procent.

W niedokrwistości hemolitycznej i tzw. Anemii sferoidalnej istotną rolę jako narzędzie diagnostyczne odgrywa określenie patologicznie obniżonej osmotycznej oporności erytrocytów. W diagnostyce innych chorób hemolitycznych, takich jak choroby dziedziczne talasemia, anemia sierpowata i inne, w których zwiększa się oporność osmotyczna erytrocytów, określenie oporności odgrywa mniejszą rolę, ponieważ dostępne są lepsze opcje diagnostyczne dla tych specyficznych obrazów klinicznych.

Choroby i dolegliwości

Jedną z najbardziej znanych chorób związanych ze wzrostem oporności osmotycznej erytrocytów jest talasemia. Jest to choroba dziedziczna, która występuje w wielu wariantach, ma łagodny i ciężki przebieg i jest oparta na zmianach genetycznych. Najczęstszym wariantem jest talasemia beta. Co ciekawe, przyczynowe wady genetyczne są szczególnie powszechne w południowej Europie, krajach arabskich i Afryce Subsaharyjskiej, klasycznych regionach malarii. Prawdopodobnie dlatego, że talasemia daje chorym przewagę w przezwyciężaniu malarii.

Talasemia skraca żywotność czerwonych krwinek, dzięki czemu organizm ma zwiększoną produkcję, aby to skompensować, co może uratować życie w przypadku malarii ze względu na przyspieszoną podaż nowo wytworzonych erytrocytów. Niska przewaga osób z talasemią w zakresie przeżycia nad niektórymi formami malarii faworyzowała defekty genetyczne w regionach malarii z punktu widzenia genetyki populacji i doprowadziła do niewielkiego dryfu genetycznego.

Niedokrwistość sierpowatokrwinkowa jest kolejną dziedziczną chorobą związaną ze zwiększoną opornością osmotyczną na krwinki czerwone. Jest wywoływana przez defekty genetyczne, które prowadzą do wadliwej hemoglobiny, tak zwanej hemoglobiny sierpowatej, która ze względu na zawarte w niej włókna prowadzi do zlepień i zatorów w żyłach.

Niedokrwistości spowodowane niedoborem żelaza również prowadzą do wzrostu oporności osmotycznej krwinek czerwonych. Mogą być spowodowane nadmierną utratą krwi w wyniku urazu, zaburzeniami tworzenia krwi lub nadmiernym rozpadem czerwonych krwinek.

Tak zwana anemia sferyczna jest również dziedziczna i objawia się zmniejszeniem oporu osmotycznego erytrocytów, ponieważ normalnie spłaszczone i wklęsłe erytrocyty przyjmują kulisty kształt z powodu nieprawidłowo uformowanego cytoszkieletu i są już uszkodzone w śledzionie w kierunku hemolizy.