deformabilidad de los eritrocitos

En hematología , la deformabilidad de los eritrocitos se refiere a la capacidad de los eritrocitos (glóbulos rojos, GR) para cambiar de forma bajo un nivel dado de tensión aplicada sin hemólisis (ruptura). Esta es una propiedad importante porque los eritrocitos deben cambiar su forma extensamente bajo la influencia de fuerzas mecánicas en el flujo de fluidos o mientras pasan a través de la microcirculación (ver hemodinámica ). La extensión y la geometría de este cambio de forma pueden verse afectadas por las propiedades mecánicas de los eritrocitos, la magnitud de las fuerzas aplicadas y la orientación de los eritrocitos con respecto a las fuerzas aplicadas. La deformabilidad es una propiedad celular intrínseca de los eritrocitos determinada por las propiedades geométricas y materiales de la membrana celular , ^{[ 1 ]} aunque como con muchas propiedades medibles las condiciones ambientales también pueden ser factores relevantes en cualquier medición dada. Ninguna otra célula de los organismos mamíferos tiene una deformabilidad comparable con la de los eritrocitos; Además, los eritrocitos no mamíferos no son deformables en un grado comparable al de los eritrocitos mamíferos. En los glóbulos rojos humanos existen soportes estructurales que contribuyen a su resistencia, entre los que se incluye el citoesqueleto : actina y espectrina , que se mantienen unidas por la anquirina .

El cambio de forma de los eritrocitos bajo fuerzas aplicadas (es decir, fuerzas de cizallamiento en el flujo sanguíneo) es reversible y la forma bicóncava-discoide, que es normal para la mayoría de los mamíferos, se mantiene después de la eliminación de las fuerzas deformantes. En otras palabras, los eritrocitos se comportan como cuerpos elásticos , a la vez que resisten el cambio de forma bajo fuerzas deformantes. Este comportamiento viscoelástico de los eritrocitos está determinado por las siguientes tres propiedades: ^{[ 2 ]} 1) Geometría de los eritrocitos; la forma bicóncava-discoide proporciona un área superficial adicional para la célula, lo que permite el cambio de forma sin aumentar el área superficial. Este tipo de cambio de forma requiere fuerzas significativamente menores que las requeridas para el cambio de forma con expansión del área superficial. 2) Viscosidad citoplasmática; que refleja la concentración de hemoglobina citoplasmática de los eritrocitos. 3) Propiedades viscoelásticas de la membrana del eritrocito, determinadas principalmente por la red esquelética de membrana especial de los eritrocitos.

La deformabilidad de los eritrocitos es un determinante importante de la viscosidad sanguínea y, por lo tanto, de la resistencia al flujo sanguíneo en el sistema vascular. ^{[ 3 ]} Afecta al flujo sanguíneo en los grandes vasos, debido al aumento de la resistencia por fricción entre las láminas de fluido en condiciones de flujo laminar. También afecta significativamente al flujo sanguíneo microcirculatorio, donde los eritrocitos se ven obligados a pasar a través de vasos sanguíneos con diámetros menores que su tamaño.

La deformabilidad de los eritrocitos se ve alterada en diversas condiciones fisiopatológicas . La enfermedad de células falciformes se caracteriza por una alteración extensa de la deformabilidad de los eritrocitos, que depende de la presión parcial de oxígeno . También se ha demostrado que la deformabilidad de los eritrocitos se ve afectada en la diabetes , las enfermedades vasculares periféricas , la sepsis y otras enfermedades. Esta propiedad ofrece una amplia utilidad en el diagnóstico de enfermedades ^{[ 4 ]} (véase también Medición , más adelante).

Los glóbulos rojos concentrados almacenados (a veces denominados "pRBC" o "StRBC") también experimentan cambios en las propiedades de la membrana, como la deformabilidad, durante el almacenamiento y el procesamiento relacionado, como parte de un fenómeno más amplio conocido como "lesión de almacenamiento". Si bien las implicaciones clínicas aún se están explorando, la deformabilidad puede ser indicativa de la calidad o la preservación de la misma para el producto de glóbulos rojos almacenado disponible para transfusión sanguínea . ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} La perfusión (o perfusabilidad) es una métrica basada en la deformabilidad que puede ofrecer una representación particularmente relevante desde el punto de vista fisiológico del deterioro de los glóbulos rojos inducido por el almacenamiento que ocurre en los bancos de sangre , y los impactos asociados de las condiciones/sistemas de almacenamiento. ^{[ 8 ]}

La deformabilidad de los eritrocitos es una propiedad medible, y se han explorado diversos métodos para su medición, cada uno con resultados y significado altamente específicos del enfoque empleado. Por consiguiente, el término es algo impreciso, ya que una célula o muestra de células puede considerarse significativamente más "deformable" según un método o métrica que según otro. Así pues, para realizar comparaciones válidas y equitativas sobre la deformabilidad celular, es importante utilizar el mismo enfoque cualitativo.

La ectacitometría basada en el análisis de difracción láser es un método comúnmente preferido (y bastante directo) para medir la deformabilidad. ^{[ 9 ]} Otra métrica directa son las pinzas ópticas , que se dirigen a células individuales. La deformabilidad puede medirse indirectamente, por ejemplo, mediante la cantidad de presión y/o tiempo que tardan las células en pasar a través de los poros de un filtro (es decir, filtrabilidad o filtración) ^{[ 10 ]} o perfundirse a través de capilares ( perfusión ), ^{[ 11 ]} in vitro o in vivo , que tienen diámetros más pequeños que los de las células. Algunas pruebas de deformabilidad pueden ser más relevantes fisiológicamente que otras para aplicaciones específicas. Por ejemplo, la perfusión es más sensible a cambios relativamente pequeños en la deformabilidad (en comparación con la filtrabilidad), ^{[ 12 ]} por lo que es preferible para evaluar la deformabilidad de los glóbulos rojos en contextos donde las implicaciones microcirculatorias son de particular interés. Además, algunas pruebas pueden rastrear cómo cambia la deformabilidad misma a medida que cambian las condiciones y/o a medida que se repite la deformación.

Los eritrocitos/glóbulos rojos también pueden analizarse para otras propiedades de membrana (relacionadas), como la fragilidad eritrocitaria (osmótica o mecánica) y la morfología celular. La morfología se puede medir mediante índices que caracterizan los cambios de forma y las diferencias entre las células. Las pruebas de fragilidad consisten en someter una muestra de células a estrés osmótico y/o mecánico, determinar la cantidad de hemólisis resultante y, posteriormente, caracterizar la susceptibilidad o propensión a la hemólisis inducida por estrés mediante un índice o perfil (que puede ser útil para evaluar la capacidad de las células para resistir estrés sostenido o repetido).

Otras propiedades relacionadas de los glóbulos rojos pueden incluir la adhesión y la agregación, que junto con la deformabilidad a menudo se clasifican como "propiedades de flujo" de los glóbulos rojos.