Деформируемость эритроцитов и реология крови¶

Деформируемость эритроцитов — способность красных клеток крови обратимо изменять форму под действием внешних сил без повреждения мембраны и потери целостности. Это свойство наряду с агрегацией и вязкостью плазмы определяет реологию крови — раздел биомеханики, изучающий течение крови как суспензии клеток в жидкости. Совокупность этих характеристик обусловливает текучесть крови в сосудах, особенно в капиллярах, диаметр которых меньше диаметра самого эритроцита.

¶Морфологические основы

Эритроцит человека — двояковогнутый диск диаметром около 7–8 мкм и толщиной 2–2,5 мкм. Такая форма увеличивает отношение площади поверхности к объёму и позволяет клетке менять конфигурацию при минимальных затратах энергии. Деформируемость обеспечивается тремя факторами:

• Мембрана. Липидный бислой с интегральными белками связан со спектриновой сетью цитоскелета, которая придаёт эластичность и устойчивость к сдвигу.
• Внутреннее содержимое. Вязкость цитоплазмы определяется концентрацией гемоглобина и состоянием его молекул.
• Геометрия клетки. Отношение поверхности к объёму задаёт резерв для изменения формы.

¶Механизмы и показатели

В крупных сосудах эритроциты движутся практически как жёсткие частицы, тогда как в капиллярах они складываются в «парашют» или проходят поодиночке, вытягиваясь. Ключевые реологические параметры:

Деформируемость оценивают методами эктацитометрии, микрофильтрации, а также с помощью оптических и микрофлюидных систем.

¶Факторы, влияющие на деформируемость

Снижение деформируемости наблюдается при ряде состояний:

• старение эритроцитов и накопление повреждений мембраны;
• наследственные заболевания (серповидноклеточная анемия, наследственный сфероцитоз);
• сахарный диабет, при котором происходит гликирование белков мембраны;
• малярия, при которой паразит изменяет свойства клетки;
• изменение кислотности, температуры и ионного состава среды.

Агрегация усиливается при повышении концентрации фибриногена и крупных белков плазмы, что повышает вязкость при низких скоростях сдвига.

¶Клиническое и прикладное значение

Нарушение деформируемости ведёт к росту сопротивления в микроциркуляторном русле, замедлению доставки кислорода и повышению риска тромбообразования. Это учитывается в диагностике анемий, диабета, сердечно-сосудистых заболеваний. В гемодинамике реологические модели применяют при расчёте течения крови в сосудах, проектировании искусственных органов и аппаратов (например, оксигенаторов и насосов), а также при оценке совместимости материалов с кровью.