Осмотична стійкість до еритроцитів

The осмотична стійкість еритроцитів - це міра того, наскільки сильно мембрани навколо еритроцитів витримують градієнт осмотичного тиску. Осмотичний парціальний тиск виникає на напівпроникних мембранах еритроцитів, коли вони оточені фізіологічним розчином, який нижчий від власної (фізіологічної) концентрації солі 0,9 відсотка. Еритроцити забирають воду через осмос, набухають, а ті, які, швидше за все, лопаються, мають найнижчу осмотичну стійкість до еритроцитів.

Що таке осмотична стійкість еритроцитів?

Водні розчини з різною концентрацією розчинених речовин розвивають градієнт осмотичного тиску, коли вони відокремлені один від одного напівпроникною мембраною. Речовини з розчину з більшою концентрацією, як правило, мігрують у розчин із меншою концентрацією, щоб компенсувати градієнт концентрації. Якщо проникну мембрану для більшої кількості молекул речовини, наприклад NaCl (кухонна сіль), важко пропустити, малі молекули води (H2O) переходять із слабкого до більш сильного розчину.

Що стосується еритроцитів, які також оточені напівпроникною мембраною, той же ефект відбувається через осмос. Якщо еритроцити, еритроцити оточені фізіологічним розчином, концентрація якого нижче концентрації власної цитоплазми приблизно 9 відсотків (гіпотонічний розчин), виникає осмотичний градієнт парціального тиску. Це означає, що вода з навколишнього розчину потрапляє в еритроцити через осмос, оскільки молекули солі можуть лише з великими труднощами пропускати напівпроникну мембрану назовні.

Еритроцити набрякають через потрапляння води до моменту розриву, процес, відомий як гемоліз. Швидкість, з якою еритроцити розширюються і лопаються, коли вони оточені фізіологічним розчином із визначеною концентрацією, є мірою їх осмотичної стійкості до еритроцитів. Чим коротший час, щоб прорватися, тим менше його осмотичний опір.

Функція та завдання

Осмотично регульований обмін речовин між еритроцитами та навколишньою плазмою крові відіграє одну з головних ролей в обміні вуглекислого газу на кисень та кисню на вуглекислий газ у капілярах.

Характер напівпроникної мембрани, яка оточує еритроцити, має особливе значення. Зміна складу мембрани впливає на осмотичний обмін речовин і функціональність еритроцитів. Зміна складу клітинної мембрани може призвести до зниження або збільшення проникності мембрани. Обидва явища можуть згубно впливати на функціональність еритроцитів.

Непрямі докази природи мембран та осмосної здатності еритроцитів забезпечуються їх осмотичною стійкістю, яку можна виміряти за допомогою спеціальних методів. Наприклад, близько двадцяти пробірок готують із фізіологічним розчином у зростаючих концентраціях до ізотонічної концентрації 0,9 відсотка. Кілька крапель крові капають у кожну пробірку і залишають стояти. Через 24 години незначне червоне забарвлення розчину показує концентрацію, в якій відбулося перше розчинення тромбоцитів червоної крові.

У пробірках з менш концентрованими сольовими розчинами червоний колір стає більш сильним, оскільки більша частка еритроцитів лопнула і гемоглобін, що витікає, змішався з розчином солі. Пробірка, в якій не утворився осад еритроцитів, відповідає концентрації, нижче якої ліризовані всі еритроцити.

Орієнтовні значення для лізису еритроцитів, що починаються протягом 24 годин, - сольова концентрація від 0,46 до 0,42 відсотка. Значення повного лізису еритроцитів через 24 години у здорових людей знаходяться в межах від 0,34 до 0,30 відсотка.

При гемолітичній анемії та так званій сфероїдній клітинній анемії визначення патологічно зниженої осмотичної резистентності еритроцитів відіграє важливу роль як діагностичний інструмент. Для діагностики інших гемолітичних захворювань, таких як спадкові захворювання таласемія, серповидноклітинна анемія та інші, при яких підвищується осмотична стійкість еритроцитів, визначення резистентності відіграє менш важливу роль, оскільки для цих конкретних клінічних картин доступні кращі діагностичні варіанти.

Хвороби та недуги

Одним з найбільш відомих захворювань, пов’язаних із підвищенням осмотичної резистентності еритроцитів, є таласемія. Це спадкове захворювання, яке зустрічається в багатьох варіантах з легким і важким перебігом і засноване на генетичних змінах. Найпоширеніший варіант - бета-таласемія. Цікаво, що причинно-наслідкові генетичні дефекти особливо поширені в південній Європі, арабських країнах і на південному Сахарі, в класичних регіонах малярії. Імовірно, тому, що таласемія дає страждальцям переваги у подоланні малярії.

Таласемія скорочує тривалість життя еритроцитів, так що організм має підвищену швидкість вироблення, щоб компенсувати це, що може бути рятівним у випадках малярії через прискорене надходження знову вироблених еритроцитів. Низька перевага виживання, яку люди з таласемією мають над певними формами малярії, сприяла генетичним дефектам в регіонах малярії з популяційно-генетичної точки зору і призвела до незначного генетичного дрейфу.

Серповидноклітинна анемія - ще одне спадкове захворювання, пов’язане з підвищеною осмотичною стійкістю еритроцитів. Він спровокований генетичними дефектами, що призводять до дефектного гемоглобіну, так званого серповидноклітинного гемоглобіну, який через волокна, які він містить, призводить до скупчень та закупорки у венах.

Анемії, викликані дефіцитом заліза, також призводять до підвищення осмотичної резистентності еритроцитів. Вони можуть бути спричинені надмірною втратою крові внаслідок травми, порушенням кровотворення або надмірним руйнуванням еритроцитів.

Так звана сферична клітинна анемія також є спадковою і проявляється зниженням осмотичної резистентності еритроцитів, оскільки нормально сплющені та увігнуті еритроцити набувають сферичну форму через неправильно сформованого цитоскелету і вже пошкоджуються в селезінці в напрямку гемолізу.