La deformabilidad de los eritrocitos se refiere a la capacidad de los eritrocitos (glóbulos rojos, RBC) para cambiar de forma bajo un nivel determinado de estrés aplicado, sin hemolizarse (romperse). Esta es una propiedad importante porque los eritrocitos deben cambiar mucho su forma bajo la influencia de fuerzas mecánicas en el flujo de fluido o mientras pasan por la microcirculación . El alcance y la geometría de este cambio de forma pueden verse afectados por las propiedades mecánicas de los eritrocitos, la magnitud de las fuerzas aplicadas y la orientación de los eritrocitos con 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 ocurre con muchas propiedades mensurables, las condiciones ambientales también pueden ser factores relevantes en cualquier medición determinada. Ninguna otra célula de organismos mamíferos tiene una deformabilidad comparable a la de los eritrocitos; además, los eritrocitos de no mamíferos no son deformables en un grado comparable con los eritrocitos de mamíferos. En los glóbulos rojos humanos hay soporte estructural que ayuda a la resiliencia en los glóbulos rojos, que incluye el citoesqueleto- actina y espectrina que se mantienen unidos por anquirina.
El cambio de forma de los eritrocitos bajo fuerzas aplicadas (es decir, fuerzas de corte en el flujo sanguíneo) es reversible y la forma bicóncava-discoide, que es normal en 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 , al mismo tiempo 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 una superficie adicional para la célula, lo que permite cambiar de forma sin aumentar la superficie. 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; reflejando la concentración de hemoglobina citoplasmática de los eritrocitos. 3) Propiedades viscoelásticas de la membrana de los eritrocitos, determinadas principalmente por la red esquelética de membrana especial de los eritrocitos. [ cita necesaria ]
La deformabilidad de los eritrocitos es un determinante importante de la viscosidad de la sangre y, por tanto, de la resistencia al flujo sanguíneo en el sistema vascular. [3] Afecta el flujo sanguíneo en los vasos sanguíneos grandes, debido al aumento de la resistencia a la fricción entre las láminas de fluido en condiciones de flujo laminar. También afecta significativamente el flujo sanguíneo microcirculatorio, donde los eritrocitos se ven obligados a pasar a través de vasos sanguíneos con diámetros menores que su tamaño. [ cita necesaria ]
La deformabilidad de los eritrocitos se altera en diversas condiciones fisiopatológicas . La anemia de células falciformes se caracteriza por un deterioro importante de la deformabilidad de los eritrocitos, que depende de la presión parcial de oxígeno . También se ha demostrado que la deformabilidad de los eritrocitos está alterada en la diabetes , enfermedades vasculares periféricas , sepsis y una variedad de otras enfermedades. La propiedad ofrece una amplia utilidad en el diagnóstico de enfermedades [4] (ver también Medición , a continuación).
Los glóbulos rojos 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 por almacenamiento". Si bien las implicaciones clínicas aún se están explorando, la deformabilidad puede ser indicativa de la calidad o conservación de la misma para un producto de eritrocitos almacenado y disponible para transfusión de sangre . [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 mensurable y se han explorado varios medios para medirla, cada uno de los cuales tiene resultados y significado altamente particularizados según el enfoque empleado. En consecuencia, el término es algo vago en el sentido de que una determinada celda o muestra de celdas puede considerarse significativamente más "deformable" por un medio/métrica en relación con otro medio/métrica. Por lo tanto, para realizar comparaciones significativas de "manzanas con manzanas" que impliquen la deformabilidad celular, es importante utilizar el mismo enfoque cualitativo. [ cita necesaria ]
La ectocitometría 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 apuntan a células individuales. De hecho, la deformabilidad se puede medir indirectamente, como por cuánta presión y/o tiempo tardan las células en pasar a través de los poros de un filtro (es decir, filtrabilidad o filtración) [10] o perfundir a través de capilares ( perfusión ), [11] in vitro o in vivo , teniendo diámetros menores que los de las células. Algunas pruebas de deformabilidad pueden ser más relevantes fisiológicamente que otras para aplicaciones determinadas. 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 cuando se repite la deformación. [ cita necesaria ]
También se pueden analizar eritrocitos/RBC para determinar otras propiedades de la membrana (relacionadas), incluida la fragilidad de los eritrocitos (osmótica o mecánica) y la morfología celular. La morfología se puede medir mediante índices que caracterizan los cambios de forma de las diferencias entre las células. Las pruebas de fragilidad implican someter una muestra de células a estrés osmótico y/o mecánico, luego determinar cuánta hemólisis se produce a partir de entonces y luego caracterizar la susceptibilidad o propensión a la hemólisis inducida por estrés con un índice o perfil (que puede ser útil para evaluar la capacidad de las células para resistir tensiones sostenidas o repetidas). [ cita necesaria ]
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.