Odolnosť voči osmotickým erytrocytom

osmotická rezistencia na červené krvinky je miera sily membrán obklopujúcich erytrocyty odolávať gradientu osmotického tlaku. Na semipermeabilných membránach erytrocytov vzniká osmotický parciálny tlak, ak sú obklopené soľným roztokom, ktorý je pod svojou vlastnou (fyziologickou) koncentráciou soli 0,9 percenta. Červené krvinky prijímajú vodu osmózou, napučiavajú a tie, ktoré s najväčšou pravdepodobnosťou prasknú, majú najnižšiu odolnosť voči osmotickým erytrocytom.

Čo je osmotická rezistencia voči erytrocytom?

Pri vodných roztokoch s rôznymi koncentráciami rozpustených látok sa vytvorí gradient osmotického tlaku, keď sú od seba oddelené semipermeabilnou membránou. Látky z roztoku s vyššou koncentráciou majú tendenciu migrovať do roztoku s nižšou koncentráciou, aby sa kompenzoval koncentračný gradient. Ak je priepustná membrána obtiažna pre väčšinu väčších molekúl látky, napríklad NaCl (stolová soľ), malé molekuly vody (H2O) sa namiesto toho presunú zo slabého na silnejší roztok.

V prípade erytrocytov, ktoré sú tiež obklopené semipermeabilnou membránou, rovnaký účinok nastáva aj pri osmóze. Ak sú erytrocyty, červené krvinky, obklopené soľným roztokom, ktorého koncentrácia je nižšia ako koncentrácia ich vlastnej cytoplazmy asi 9 percent (hypotonický roztok), nastáva osmotický gradient parciálneho tlaku. To znamená, že voda z okolitého roztoku vstupuje do erytrocytov prostredníctvom osmózy, pretože molekuly soli môžu s veľkými ťažkosťami preniesť semipermeabilnú membránu iba von.

Erytrocyty napučiavajú v dôsledku prenikania vody do bodu prasknutia, čo je proces známy ako hemolýza. Rýchlosť, s akou sa erytrocyty rozširujú a praskajú, keď sú obklopené soľným roztokom s definovanou koncentráciou, je mierou ich odolnosti voči osmotickým erytrocytom. Čím kratší je čas na roztrhnutie, tým nižší je jeho osmotický odpor.

Funkcia a úloha

Osmoticky regulovaná výmena látok medzi erytrocytmi a okolitou krvnou plazmou zohráva jednu z hlavných úloh pri výmene oxidu uhličitého za kyslík a kyslíka za oxid uhličitý v kapilároch.

Zvlášť dôležitá je povaha semipermeabilnej membrány, ktorá obklopuje erytrocyty. Zmena zloženia membrány ovplyvňuje osmotickú výmenu látok a funkčnosť červených krviniek. Zmena v zložení bunkovej membrány môže viesť k zníženiu alebo zvýšeniu priepustnosti membrány. Oba fenomény môžu mať škodlivý vplyv na funkčnosť erytrocytov.

Nepriamy dôkaz o povahe membrán a osmózovej kapacite erytrocytov je daný ich osmotickou rezistenciou, ktorá sa môže merať pomocou špeciálnych metód. Napríklad sa pripraví asi dvadsať skúmaviek so soľným roztokom vo zvyšujúcich sa koncentráciách až do izotonickej koncentrácie 0,9 percenta. Do každej skúmavky sa kvapká niekoľko kvapiek krvi a nechá sa stáť. Po 24 hodinách mierne sfarbenie roztoku ukazuje koncentráciu, v ktorej došlo k prvému rozpusteniu červených krvných doštičiek.

V skúmavkách s menej koncentrovanými soľnými roztokmi sa červená farba stáva silnejšou, pretože praskla väčšia časť erytrocytov a unikajúci hemoglobín sa zmiešal so soľným roztokom. Skúmavka, v ktorej sa nevytvoril žiadny sediment erytrocytov, zodpovedá skúmavke s koncentráciou, pod ktorou sú všetky erytrocyty lyzované.

Referenčné hodnoty lýzy erytrocytov začínajúce do 24 hodín sú koncentrácie soľného roztoku 0,46 až 0,42 percent. Hodnoty úplnej lýzy erytrocytov po 24 hodinách sú u zdravých ľudí v rozmedzí 0,34 až 0,30 percenta.

Pri hemolytických anémiách a pri takzvanej anémii sféroidných buniek hrá dôležitú úlohu diagnostického nástroja stanovenie patologicky zníženej rezistencie voči osmotickým erytrocytom. Pri diagnostike iných hemolytických chorôb, ako sú dedičná choroba, talasémia, kosáčikovitá anémia a ďalšie, u ktorých je zvýšená rezistencia na osmotické erytrocyty, hrá určenie rezistencie menej dôležitú úlohu, pretože pre tieto špecifické klinické obrázky sú dostupné lepšie diagnostické možnosti.

Choroby a choroby

Jedným z najznámejších ochorení spojených so zvýšením rezistencie voči osmotickým erytrocytom je talasémia. Je to dedičné ochorenie, ktoré sa vyskytuje v mnohých variantoch s miernym a ťažkým priebehom a je založené na genetických zmenách. Najbežnejším variantom je beta talasémia. Zaujímavé je, že príčinné genetické defekty sú bežné najmä v južnej Európe, arabských krajinách a subsaharskej Afrike, v klasických oblastiach malárie. Pravdepodobne preto, že talasémia poskytuje pacientom výhody pri prekonávaní malárie.

Thalassemia skracuje životnosť červených krviniek, takže telo má zvýšenú rýchlosť produkcie, aby to kompenzovalo, čo môže v prípade malárie zachrániť život v dôsledku zrýchleného prísunu novo vyrobených erytrocytov. Nízka výhoda prežitia, ktorú majú ľudia s talasémiou oproti určitým formám malárie, uprednostnila genetické defekty v oblastiach malárie z populačne-genetického hľadiska a viedla k miernemu genetickému posunu.

Kosáčikovitá anémia je ďalšie dedičné ochorenie spojené so zvýšenou rezistenciou voči osmotickým erytrocytom. Spúšťajú ho genetické defekty, ktoré vedú k chybnému hemoglobínu, tzv. Kosáčikovitému hemoglobínu, ktorý vďaka vláknam, ktoré obsahuje, vedie k zhlukom a zablokovaniu žíl.

Anémie vyvolané nedostatkom železa tiež vedú k zvýšeniu rezistencie voči osmotickým erytrocytom. Môžu byť spôsobené nadmernou stratou krvi v dôsledku zranenia, poruchou tvorby krvi alebo nadmerným rozkladom červených krviniek.

Takzvaná anémia sférických buniek je tiež dedičná a prejavuje sa znížením rezistencie voči osmotickým erytrocytom, pretože normálne sploštené a konkávne erytrocyty majú guľovitý tvar v dôsledku nesprávne vytvoreného cytoskeletu a sú už v slezine poškodené smerom k hemolýze.