Деформируемость эритроцитов

Деформируемость эритроцитов – способность изменять свою форму под действием внешних сил. При очень низких скоростях сдвига эритроциты здорового человека, находящиеся в концентрированных суспензиях, значительно деформируются, а при более высоких (200 с^-1 и выше) уподобляются твёрдым частицам.

По мере движения крови по сосудистому руслу эритроциты постоянно находятся в деформированном состоянии. При этом меняются не только размеры и форма эритроцита, но и происходит ротация мембраны относительно внутриэритроцитарного содержимого. Этот феномен получил образное наименование «гусеница танка». Особенно существенные изменения формы эритроцита наблюдаются в микроциркуляторном русле, некоторые капилляры которого имеют до 2 мкм и менее (в 3 раза меньше, чем диаметр эритроцита). С помощью прижизненной микроскопии установлено, что эритроциты, проходящие через капилляр, подвергаются значительной деформации, приобретая при этом различные формы. Следует заметить, что в сосудистом русле эритроциты человека и млекопитающих перемещаются в плазме крови не хаотично, а в постоянном вращательном движении, совершая вокруг своей оси до 90 об./сек. В соответствии же с законами гидродинамики эритроцит располагается в капилляре вдоль его оси. При этом его вращение прекращается, но значительно увеличивается деформация типа растяжения. При этом не изменяется объём и площадь поверхности эритроцита, что чрезвычайно важно для поддержания оптимальной диффузии газов (О₂ и СО₂).

Деформация эритроцита повышает гидродинамическое перемещение его цитоплазмы, что способствует не только лучшей диффузии кислорода и оксигенации, но и образованию оксигемоглобина.

Поведение эритроцита, подобное поведению жидкой капли, перемешивание внутриэритроцитарного гемоглобина, благоприятное отношение площади поверхности к объёму эритроцита создают оптимальные условия для обеспечения тканей кислородом через разветвлённую сеть капилляров.

Способность эритроцитов к деформации определяется внутренней вязкостью, вязкостно-эластичными свойствами мембраны и отношением объёма к его площади. Цитоплазматическая вязкость эритроцита во многом зависит от содержания гемоглобина. У новорожденных в сравнении с взрослыми уровень гемоглобина повышен, что приводит к уменьшению деформации эритроцитов. Кроме того, у новорожденных нарушение деформации эритроцита обусловлено потерей его объёма, а также нарушением формы (появление стомацитов, сфероцитов и др.). Эритроциты у пятидневных доношенных детей имеют на 25% меньше модуль эластичной сжимаемости, чем у взрослых. Старые эритроциты, по сравнению с молодыми, также обладают пониженной способностью к деформации, что обусловлено ухудшением эластичности мембраны и увеличением уровня внутриклеточного гемоглобина.

Нарушение деформации эритроцитов может зависеть от наличия патологических гемоглобинов. Так, при серповидноклеточной анемии, характеризующейся наличием гемоглобина S, способного образовывать гель внутри эритроцита, характерно резкое уменьшение деформации эритроцитов. Аналогичные явления наблюдаются у носителей других аномальных гемоглобинов.

Если нарушается деформируемость эритроцитов, то возникают застойные явления в микроциркуляторном русле, в результате чего развивается тканевая гипоксия.

Деформируемость эритроцитов играет важную роль в сосудистой сети лёгких. Воздействуя на стенку капилляра, эритроцит способствует высвобождению из эндотелия сосудосуживающих факторов. В то же время в ответ на деформацию эритроцитов происходит высвобождение АТФ, стимулирующей синтез мощного вазодилятатора NO.