Osmotisk erytrocytresistens

De osmotiska röda blodkroppsresistens är ett mått på hur starkt membranen som omger erytrocyterna motstår en osmotisk tryckgradient. Ett osmotiskt partiellt tryck uppstår på de semipermeabla membranen hos erytrocyterna när de omges av en saltlösning som ligger under deras egen (fysiologiska) saltkoncentration på 0,9 procent. De röda blodkropparna tar upp vatten genom osmos, sväller, och de som mest troligt brister har den lägsta osmotiska erytrocytbeständigheten.

Vad är osmotisk erytrocytresistens?

Vattenlösningar med olika koncentrationer av de upplösta substanserna utvecklar en osmotisk tryckgradient när de separeras från varandra med ett semipermeabelt membran. Ämnen från lösningen med den högre koncentrationen tenderar att migrera in i lösningen med den lägre koncentrationen för att kompensera för koncentrationsgradienten. Om det permeabla membranet är svårt att passera för de mest stora substansmolekylerna, till exempel NaCl (bordsalt), flyttar de små vattenmolekylerna (H2O) från den svaga till den starkare lösningen istället.

När det gäller erytrocyter, som också är omgivna av ett semipermeabelt membran, inträffar samma effekt via osmos. Om erytrocyter, de röda blodkropparna, omges av en saltlösning, vars koncentration är under koncentrationen av deras egna cytoplasma på cirka 9 procent (hypotonlösning), inträffar en osmotisk partiell tryckgradient. Detta innebär att vatten från den omgivande lösningen kommer in i erytrocyterna via osmos, eftersom saltmolekylerna endast kan passera det semipermeabla membranet till utsidan med stora svårigheter.

Erytrocyterna sväller på grund av att vatten tränger in till punkten att sprängas, en process som kallas hemolys. Den hastighet med vilken erytrocyterna expanderar och brister när de omges av en saltlösning med en definierad koncentration är ett mått på deras osmotiska erytrocytbeständighet. Ju kortare tid det tar att brista, desto lägre är det osmotiska motståndet.

Funktion & uppgift

Osmotiskt reglerat utbyte av ämnen mellan erytrocytter och den omgivande blodplasma spelar en av huvudrollerna i utbytet av koldioxid mot syre och syre för koldioxid i kapillärerna.

Arten av det semipermeabla membranet som omger erytrocyterna är av särskilt vikt. En förändring i membranets sammansättning påverkar det osmotiska utbytet av ämnen och funktionen hos de röda blodkropparna. En förändring i cellmembranets sammansättning kan leda till en minskning eller en ökning av membranets permeabilitet. Båda fenomenen kan ha en skadlig effekt på erytrocyternas funktionalitet.

Indirekt bevis på membranernas natur och erytrocyternas osmoskapacitet tillhandahålls av deras osmotiska resistens, som kan mätas med speciella metoder. Till exempel framställs cirka tjugo provrör med saltlösning i ökande koncentrationer upp till en isotonisk koncentration av 0,9 procent. Några droppar blod droppas i varje provrör och lämnas att stå. Efter 24 timmar visar en lätt röd färgning av lösningen koncentrationen inom vilken den första upplösningen av röda blodplättar ägde rum.

I provrören med de mindre koncentrerade saltlösningarna blir den röda färgen starkare eftersom en större andel av erytrocyterna har brast och det utströmmande hemoglobinet har blandats med saltlösningen. Provröret i vilket inget sediment av erytrocyter har bildats motsvarar det med koncentrationen under vilken alla erytrocyter har lyserats.

Referensvärdena för erytrocytslys som börjar inom 24 timmar är en saltkoncentration av 0,46 till 0,42 procent. Värdena för en fullständig lysering av erytrocyterna efter 24 timmar ligger i intervallet 0,34 till 0,30 procent hos friska människor.

Vid hemolytisk anemi och så kallad sfäroidcellanemi spelar bestämningen av den patologiskt reducerade osmotiska erytrocytresistensen en viktig roll som ett diagnostiskt verktyg. För diagnos av andra hemolytiska sjukdomar, såsom ärftliga sjukdomar thalassemi, sigdcellanemi och andra där den osmotiska erytrocytbeständigheten ökas, spelar bestämningen av resistensen en mindre viktig roll, eftersom bättre diagnostiska alternativ finns tillgängliga för dessa specifika kliniska bilder.

Sjukdomar och sjukdomar

En av de mest kända sjukdomarna förknippade med en ökning av osmotisk erytrocytresistens är talassemi. Det är en ärftlig sjukdom som förekommer i många varianter med en mild och svår förlopp och baseras på genetiska förändringar. Den vanligaste varianten är beta-talassemi. Intressant nog är de orsakande genetiska defekterna särskilt vanliga i södra Europa, de arabiska länderna och Afrika söder om Sahara, de klassiska malariaregionerna. Förmodligen för att talassemi ger de drabbade fördelarna med att övervinna malaria.

Thalassemia förkortar livslängden för de röda blodkropparna, så att kroppen har en ökad produktionshastighet för att kompensera för detta, vilket kan vara livräddande i fall av malaria på grund av det snabbare utbudet av nytillverkade erytrocyter. Den låga överlevnadsfördelen som personer med talassemi har jämfört med vissa former av malaria har gynnat de genetiska defekterna i malariaregionerna ur en befolkningsgenetisk synvinkel och lett till en svag genetisk drift.

Sjukcellanemi är en annan ärftlig sjukdom som är förknippad med ökad osmotisk rödcellsresistens. Det utlöses av genetiska defekter som leder till defekt hemoglobin, den så kallade sigdcellhemoglobin, som på grund av fibrerna den innehåller leder till klumpar och blockeringar i venerna.

Anemier orsakade av järnbrist leder också till en ökning av osmotisk motståndskraft mot röda celler. De kan orsakas av överdriven blodförlust som ett resultat av en skada, av en blodbildningsstörning eller av överdriven nedbrytning av de röda blodkropparna.

Den så kallade sfäriska cellanemin är också ärftlig och manifesterar sig som en minskning av det osmotiska erytrocytmotståndet, eftersom de normalt utplattade och konkava erytrocyterna antar en sfärisk form på grund av ett felaktigt cytoskelett och redan skadats i mjälten mot hemolys.