Gradient ektacytometry – an objective method for assessing the determinants of erythrocytes deformation properties

Abstract

Введение. Деформационная способность эритроцитов детерминируется степенью гидратированности гемоглобина, вязкостными свой ствами мембраны и удельной поверхностью красной клетки крови. Для оценки функциональных свойств эритроцитов с успехом используется метод осмотической градиентной эктацитометрии. Цель исследования: предложить дополнительные параметры оценки реологических свойств эритроцитов и способы их измерения. Материалы и методы. Эксперименты выполнены на эритроцитах крови 5 крыс линии Вистар. Деформационные свойства эритроцитов изучали на экспериментальной лабораторной установке методом градиентной эктацитометрии. Предпринято изучение индекса удлинения эритроцитов. Увеличение модуля сдвига мембраны вызывали обработкой эритроцитов бифункциональным сульфгидрилокисляющим реагентом – диамидом. Использовали концентрации диамида в цельной крови в диапазоне 0,01–0,5 ммоль/л. Результаты. Профили осмотической деформируемости эритроцитов, регистрируемые при высоком напряжении сдвига (τ = 10,5 Н/м2), начинают заметно изменяться только с концентрации диамида в 0,01 ммоль/л. При низком напряжении сдвига (τ = 1,0 Н/м2) снижение гибкости мембраны эритроцитов было обнаружено по уменьшенной деформации уже при концентрации диамида в 0,02 ммоль/л. Заключение. Обосновано дополнение спектра сертифицированных возможностей метода осмотической градиентной эктацитометрии по оценке детерминант деформационных свойств красных клеток крови тремя новыми показателями, а именно: осмотического деформационного диапазона, пассивной водной проницаемости и микровязкости мембран. Измерение при низком напряжении сдвига позволяет оценивать полиморфизм эритроцитов периферической крови по морфологическим признакам (анизоцитоз). Предлагаемые показатели существенно расширяют диагностический потенциал метода градиентной эктацитометрии. Background. The deformation ability of erythrocytes is determined by the degree of hemoglobin hydration, membrane viscous properties, and the specific surface area of the red blood cell. The method of osmotic gradient ektacytometry has been successfully used for evaluation of erythrocyte functional properties. Objectives: to suggest additional evaluation parameters for erythrocyte rheological properties and methods for their measurement. Materials/Methods. Experiments were performed on erythrocytes from blood of 5 Wistar rats. Gradient ektacytometry on experimental laboratory unit was used to study erythrocytes deformation properties. Erythrocyte elongation index was studied. Impact of bifunctional sulfhydryl oxidizing reagent – diamide was used to increase the shear modulus of erythrocyte membrane. Whole blood diamide concentrations in the range of 0.01–0.5 mmol/L were used. Results. Erythrocyte osmotic deformability profiles recorded at the high shear rate (τ = 10.5 N/m2) begin to change markedly only with a diamide concentration of 0.1 mmol/L. At a low shear rate (τ = 1.0 N/m2), decreasing of erythrocyte membrane flexibility was detected by reduced deformation already at a diamide concentration of 0.02 mmol/L. Conclusions. Three new indices, namely the osmotic deformation range, passive water permeability, and membranes microviscosity, have been justified to add the range of certified capabilities of osmotic gradient ektacytometry method for assessing the determinants of erythrocyte deformation properties. Measurement at low shear rate allows to assess polymorphism of peripheral blood erythrocytes by morphological characteristics (anisocytosis). The proposed parameters significantly expand the diagnostic potential of the gradient ektacytometry method.