Осмотическая резистентность эритроцитов

осмотическое сопротивление эритроцитов является мерой того, насколько прочно мембраны, окружающие эритроциты, выдерживают градиент осмотического давления. Осмотическое парциальное давление возникает на полупроницаемых мембранах эритроцитов, когда они окружены физиологическим раствором, концентрация которого ниже его (физиологической) концентрации соли 0,9 процента. Красные кровяные тельца поглощают воду посредством осмоса, набухают, а те, которые с наибольшей вероятностью лопнут, имеют самую низкую осмотическую устойчивость эритроцитов.

Что такое осмотическая резистентность эритроцитов?

Водные растворы с различными концентрациями растворенных веществ создают градиент осмотического давления, когда они отделены друг от друга полупроницаемой мембраной. Вещества из раствора с более высокой концентрацией имеют тенденцию мигрировать в раствор с более низкой концентрацией, чтобы компенсировать градиент концентрации. Если проницаемая мембрана для в основном более крупных молекул вещества, например NaCl (поваренная соль), трудно пройти, вместо этого небольшие молекулы воды (H2O) перемещаются из слабого раствора в более сильный.

В случае эритроцитов, которые также окружены полупроницаемой мембраной, тот же эффект проявляется через осмос. Если эритроциты, красные кровяные тельца, окружены физиологическим раствором, концентрация которого ниже, чем их собственная цитоплазма, примерно на 9 процентов (гипотонический раствор), возникает градиент осмотического парциального давления. Это означает, что вода из окружающего раствора попадает в эритроциты посредством осмоса, поскольку молекулы соли с большим трудом могут пройти через полупроницаемую мембрану наружу.

Эритроциты набухают из-за попадания воды до точки разрыва, этот процесс известен как гемолиз. Скорость, с которой эритроциты расширяются и лопаются, когда они окружены физиологическим раствором с определенной концентрацией, является мерой их осмотической устойчивости эритроцитов. Чем короче время взрыва, тем ниже его осмотическое сопротивление.

Функция и задача

Осмотически регулируемый обмен веществ между эритроцитами и окружающей плазмой крови играет одну из основных ролей в обмене углекислого газа на кислород и кислорода на углекислый газ в капиллярах.

Особое значение имеет природа полупроницаемой мембраны, окружающей эритроциты. Изменение состава мембраны влияет на осмотический обмен веществ и функциональность красных кровяных телец. Изменение состава клеточной мембраны может привести к уменьшению или увеличению проницаемости мембраны. Оба явления могут пагубно сказаться на функциональности эритроцитов.

Косвенным свидетельством природы мембран и осмосной способности эритроцитов является их осмотическое сопротивление, которое можно измерить с помощью специальных методов. Например, около двадцати пробирок готовят с физиологическим раствором в возрастающих концентрациях до изотонической концентрации 0,9 процента. В каждую пробирку капают по несколько капель крови и оставляют стоять. Через 24 часа легкое красное окрашивание раствора показывает концентрацию, в пределах которой имело место первое растворение красных тромбоцитов.

В пробирках с менее концентрированными солевыми растворами красный цвет становится сильнее, потому что большая часть эритроцитов взорвалась, а улетучивающийся гемоглобин смешался с солевым раствором. Пробирка, в которой не образовался осадок эритроцитов, соответствует пробирке с концентрацией, ниже которой были лизированы все эритроциты.

Контрольные значения для лизиса эритроцитов, начинающегося в течение 24 часов, представляют собой концентрацию физиологического раствора от 0,46 до 0,42 процента. Значения полного лизиса эритроцитов через 24 часа находятся в диапазоне от 0,34 до 0,30 процента у здоровых людей.

При гемолитической анемии и так называемой сфероидоклеточной анемии определение патологически сниженной осмотической резистентности эритроцитов играет важную роль как диагностический инструмент. Для диагностики других гемолитических заболеваний, таких как наследственные заболевания талассемия, серповидно-клеточная анемия и другие, при которых повышается осмотическая резистентность эритроцитов, определение устойчивости играет менее важную роль, поскольку для этих конкретных клинических картин доступны лучшие диагностические возможности.

Болезни и недуги

Одним из наиболее известных заболеваний, связанных с повышением осмотической резистентности эритроцитов, является талассемия. Это наследственное заболевание, которое встречается во многих вариантах с легким и тяжелым течением и основано на генетических изменениях. Самый частый вариант - бета-талассемия. Интересно, что эти генетические дефекты особенно распространены в южной Европе, арабских странах и странах Африки к югу от Сахары, классических регионах малярии. Предположительно потому, что талассемия дает больным преимущества в борьбе с малярией.

Талассемия сокращает продолжительность жизни эритроцитов, так что организм имеет повышенную скорость производства, чтобы компенсировать это, что может спасти жизнь в случае малярии из-за ускоренного поступления вновь продуцируемых эритроцитов. Низкое преимущество в выживаемости, которое имеют люди с талассемией по сравнению с определенными формами малярии, способствовало генетическим дефектам в регионах малярии с популяционно-генетической точки зрения и привело к небольшому генетическому дрейфу.

Серповидно-клеточная анемия - еще одно наследственное заболевание, связанное с повышенной осмотической резистентностью эритроцитов. Это вызвано генетическими дефектами, которые приводят к дефектному гемоглобину, так называемому серповидно-клеточному гемоглобину, который из-за содержащихся в нем волокон приводит к скоплениям и закупоркам в венах.

Анемии, вызванные дефицитом железа, также приводят к повышению осмотической резистентности эритроцитов. Они могут быть вызваны чрезмерной кровопотерей в результате травмы, нарушением кроветворения или чрезмерным расщеплением эритроцитов.

Так называемая сферико-клеточная анемия также является наследственной и проявляется в снижении осмотической резистентности эритроцитов, поскольку обычно уплощенные и вогнутые эритроциты принимают сферическую форму из-за неправильно сформированного цитоскелета и уже повреждаются в селезенке в сторону гемолиза.