Misurazione di deformabilità e l'eterogeneità delle cellule rosse nel sangue di ektacitometria

Nermi L. Parrow; Pierre-Christian Violet; Hongbin Tu; James Nichols; Corinne A. Pittman; Courtney Fitzhugh; Robert E. Fleming; Narla Mohandas; John F. Tisdale; Mark Levine

doi:10.3791/56910

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Articolo metodologico

Misurazione di deformabilità e l'eterogeneità delle cellule rosse nel sangue di ektacitometria

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DOI:

10.3791/56910

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12 gennaio 2018

Nermi L. Parrow^*¹ , Pierre-Christian Violet^*² , Hongbin Tu² , James Nichols³ , Corinne A. Pittman⁴ , Courtney Fitzhugh⁴ , Robert E. Fleming¹^,⁵ , Narla Mohandas⁶ , John F. Tisdale³ , Mark Levine²

¹Department of Pediatrics, Saint Louis University School of Medicine, ²Molecular and Clinical Nutrition Section, Digestive Diseases Branch, National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, ³Molecular and Clinical Hematology Branch, National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, ⁴Sickle Cell Branch, National Heart, Lung and Blood Institute, National Institutes of Health, ⁵Edward A. Doisy Department of Biochemistry and Molecular Biology, Saint Louis University School of Medicine, ⁶Red Cell Physiology Laboratory, New York Blood Center

^* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

Qui vi presentiamo le tecniche per misurare la deformabilità del globulo rosso ed eterogeneità cellulare di ektacitometria. Queste tecniche sono applicabili a indagini generali di deformabilità del globulo rosso e indagini specifiche di malattie del sangue caratterizzate dalla presenza di globuli rossi sia rigidi sia deformabili in circolazione, quali anemia falciforme.

Abstract

Deformabilità del globulo rosso in diminuzione è caratteristica di parecchi disordini. In alcuni casi, nella misura di deformabilità difettoso può predire la gravità della malattia o la comparsa di gravi complicazioni. Ektacitometria usi laser viscosimetria di diffrazione per misurare la deformabilità dei globuli rossi soggetto a crescente sollecitazione di taglio o un gradiente osmotico ad un valore costante di sollecitazione di taglio applicata. Tuttavia, misurazioni di deformabilità diretto sono difficili da interpretare durante la misurazione sangue eterogeneo che si caratterizza per la presenza di globuli rossi sia rigidi che deformabili. Ciò è dovuto l'incapacità delle cellule rigide per allineare correttamente in risposta alla sollecitazione di taglio e risultati in un pattern di diffrazione distorta contrassegnato da un'esagerata diminuzione apparente deformabilità. Misurazione del grado di distorsione fornisce un indicatore dell'eterogeneità degli eritrociti nel sangue. Nell'anemia falciforme, ciò è correlata con la percentuale di cellule rigide, che riflette la concentrazione di emoglobina e la composizione dell'emoglobina degli eritrociti. Oltre a misurare la deformabilità, gradiente osmotico ektacitometria fornisce informazioni circa la fragilità osmotica e lo stato di idratazione degli eritrociti. Questi parametri anche riflettano la composizione dell'emoglobina dei globuli rossi dai pazienti delle cellule di falce. Ektacitometria misura deformabilità nelle popolazioni delle cellule rosse e non, pertanto, fornire informazioni sulla deformabilità o proprietà meccaniche dei singoli eritrociti. Indipendentemente da ciò, l'obiettivo delle tecniche descritte nel presente documento è fornire un metodo conveniente e affidabile per misurare la deformabilità e l'eterogeneità cellulare del sangue. Queste tecniche possono essere utile per monitorare i cambiamenti temporali, come pure la progressione di malattia e la risposta all'intervento terapeutico in parecchi disordini. Anemia falciforme è un esempio ben caratterizzato. Altri potenziali disturbi quando sono misurazioni di deformabilità del globulo rosso e/o eterogeneità di interesse includono la conservazione del sangue, diabete, infezione Plasmodium , carenza di ferro e le anemie emolitiche dovuto i difetti della membrana.

Introduzione

Ektacitometria fornisce una misura comoda di deformabilità del globulo rosso in risposta ad alterazioni nella sollecitazione di taglio (misurata in Pascal (Pa)) o sospendendo osmolarità media. Pertinenti parametri di deformabilità del globulo rosso sono l'indice di allungamento massimo (EI Max), una misura della massima deformabilità del globulo rosso in risposta alla crescente sollecitazione di taglio e shear stress ½ (SS ½), la sollecitazione di taglio necessaria per raggiungere metà maximal deformabilità. ¹ ektacitometria gradiente osmotico ha diversi parametri informativi. Questi includono l'indice di allungamento minimo (EI Min), una misur....