Osmotisk erytrocyttresistens

De osmotisk motstand mot røde blodlegemer er et mål på hvor sterkt membranene som omgir erytrocyttene, tåler en osmotisk trykkgradient. Et osmotisk deltrykk oppstår på de semipermeable membranene til erytrocyttene når de er omgitt av en saltoppløsning som er under dens egen (fysiologiske) saltkonsentrasjon på 0,9 prosent. De røde blodlegemene tar opp vann gjennom osmose, svulmer, og de som er mest sannsynlig å sprekke har den laveste osmotiske erytrocyttmotstanden.

Hva er osmotisk erytrocyttresistens?

Vandige oppløsninger med forskjellige konsentrasjoner av de oppløste stoffene utvikler en osmotisk trykkgradient når de skilles fra hverandre med en semipermeabel membran. Stoffer fra løsningen med høyere konsentrasjon har en tendens til å migrere inn i løsningen med den lavere konsentrasjonen for å kompensere for konsentrasjonsgradienten. Hvis den permeable membranen for de stort sett større substansmolekylene, for eksempel NaCl (bordsalt), er vanskelig å passere, flytter de små vannmolekylene (H2O) fra den svake til den sterkere løsningen i stedet.

Når det gjelder erytrocytter, som også er omgitt av en semipermeabel membran, oppstår den samme effekten via osmose. Hvis erytrocytter, de røde blodlegemene, er omgitt av en saltoppløsning, hvis konsentrasjon er under konsentrasjonen av deres egen cytoplasma på omtrent 9 prosent (hypotonoppløsning), oppstår en osmotisk delvis trykkgradient. Dette betyr at vann fra den omkringliggende løsningen kommer inn i erytrocyttene via osmose, ettersom saltmolekylene bare kan føre den semipermeable membranen utenpå med store vanskeligheter.

Erytrocyttene svulmer på grunn av inntrengning av vann til det punktet å sprekke, en prosess kjent som hemolyse. Hastigheten som erytrocyttene ekspanderer og sprekker når de er omgitt av en saltoppløsning med en definert konsentrasjon, er et mål på deres osmotiske erytrocyttmotstand. Jo kortere tid det tar å sprekke, jo lavere er den osmotiske motstanden.

Funksjon & oppgave

Osmotisk regulert utveksling av stoffer mellom erytrocyttene og det omkringliggende blodplasmaet spiller en av hovedrollene i utvekslingen av karbondioksid mot oksygen og oksygen mot karbondioksid i kapillærene.

Naturen til den semipermeable membranen som omgir erytrocyttene er av spesiell betydning. En endring i membranens sammensetning påvirker den osmotiske utvekslingen av stoffer og funksjonaliteten til de røde blodlegemene. En endring i cellemembranens sammensetning kan føre til en nedgang eller en økning i membranens permeabilitet. Begge fenomener kan ha en skadelig effekt på funksjonen til erytrocyttene.

Indirekte bevis på membranenes art og erytrocyttenes osmosekapasitet er gitt av deres osmotiske motstand, som kan måles ved hjelp av spesielle metoder. For eksempel fremstilles omtrent tjue prøverør med saltoppløsning i økende konsentrasjoner opp til en isotonisk konsentrasjon på 0,9 prosent. Noen få dråper blod dryppes ned i hvert prøverør og får stå. Etter 24 timer viser en svak rødfarging av løsningen konsentrasjonen som den første oppløsningen av de røde blodplatene foregikk i.

I prøverørene med de mindre konsentrerte saltoppløsningene blir rødfargen sterkere fordi en større andel av erytrocyttene har sprukket og det rømmende hemoglobinet har blandet seg med saltløsningen. Testrøret der det ikke har dannet seg noe sediment av erytrocytter, tilsvarer det med konsentrasjonen under hvilke alle erytrocytter er blitt lysert.

Referanseverdiene for erytrocyttlysis som begynner innen 24 timer er en saltkonsentrasjon på 0,46 til 0,42 prosent. Verdiene for fullstendig lysering av erytrocyttene etter 24 timer ligger i området 0,34 til 0,30 prosent hos friske mennesker.

Ved hemolytisk anemi og såkalt sfæroidcelleanemi spiller bestemmelsen av den patologisk reduserte osmotiske erytrocyttresistensen en viktig rolle som et diagnostisk verktøy. For diagnostisering av andre hemolytiske sykdommer, for eksempel arvelige sykdommer thalassemia, sigdcelleanemi og andre der den osmotiske erytrocyttresistensen økes, spiller bestemmelsen av resistensen en mindre viktig rolle, siden bedre diagnostiske alternativer er tilgjengelige for disse spesifikke kliniske bildene.

Sykdommer og plager

En av de mest kjente sykdommene assosiert med en økning i osmotisk motstand mot røde celler er talassemi. Det er en arvelig sykdom som forekommer i mange varianter med en mild og alvorlig forløp og er basert på genetiske forandringer. Den vanligste varianten er beta-talassemi. Interessant nok er de forårsakende genetiske defektene spesielt vanlige i Sør-Europa, de arabiske landene og Afrika sør for Sahara, de klassiske malariaområdene. Antagelig fordi talassemi gir pasienter fordeler med å overvinne malaria.

Thalassemia forkorter levetiden til de røde blodlegemene, slik at kroppen har en økt produksjonshastighet for å kompensere for dette, noe som kan være livreddende i tilfeller av malaria på grunn av den akselererte tilførselen av nyproduserte erytrocytter. Den lave overlevelsesfordelen som personer med thalassemia har i forhold til visse former for malaria, har favorisert de genetiske defektene i malariaområdene fra et populasjonsgenetisk synspunkt og ført til en svak genetisk drift.

Sikkelcelleanemi er en annen arvelig sykdom assosiert med økt osmotisk rødcelleresistens. Det utløses av genetiske defekter som fører til mangelfull hemoglobin, den såkalte sigdcellehemoglobin, som på grunn av fibrene den inneholder fører til klumper og blokkeringer i venene.

Anemier forårsaket av jernmangel fører også til en økning i osmotisk motstand mot røde celler. De kan være forårsaket av for høyt blodtap som følge av en skade, av en bloddannelsesforstyrrelse eller ved overdreven nedbrytning av de røde blodlegemene.

Den såkalte sfæriske celleanemien er også arvelig og manifesterer seg som en reduksjon i den osmotiske erytrocyttmotstanden, siden de normalt flate og konkave erytrocyttene antar en sfærisk form på grunn av et feilaktig dannet cytoskelett og allerede er skadet i milten mot hemolyse.