Μηχανική και οξειδωτική αιμόλυση ερυθροκυττάρων

Μπάκα, Νικολέτα

Mechanical and oxidative hemolysis of red blood cells

Πτυχιακή εργασία

Author

Μπάκα, Νικολέτα

Date

2023-10-05

Advisor

Κριεμπάρδης, Αναστάσιος

Baka_19678192.pdf (1.289Mb)

Keywords

Ερυθροκύτταρο ; Μεμβράνη ; Οξειδωτικό ; Μηχανικό ; Αποθήκευση

Abstract

Τα ερυθροκύτταρα αποτελούν τα πολυπληθέστερα κύτταρα του αίματος και η δράση τους σχετίζεται με τη μεταφορά οξυγόνου από τους πνεύμονες προς τους διάφορους ιστούς. Η ερυθροκυτταρική μεμβράνη διαδραματίζει ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο στη λειτουργία του ερυθροκυττάρου. Αποτελείται από μία λιπιδική διπλοστιβάδα με ενσωματωμένες διάφορες διαμεμβρανικές πρωτεΐνες και έναν υπομεμβρανικό κυτταροσκελετό που απαρτίζεται από σκελετικές πρωτεΐνες. Τα ερυθρά αιμοσφαίρια κατά την ex vivo αποθήκευση τους, είτε με τις συμβατικές μεθόδους είτε με κρυοσυντήρηση, υφίστανται ποικίλες αλλοιώσεις και βλάβες, οι οποίες χαρακτηρίζονται ως “Αποθηκευτική βλάβη”. Οι αλλαγές αυτές μπορεί να είναι βιοχημικές, μηχανικές ή/και μεμβρανικές. Η αποθηκευτική ικανότητα των ερυθρών καθορίζεται από τη χρονική διάρκεια παραμονής εντός της μονάδας, αλλά και από τα χαρακτηριστικά του συντηρητικού που αυτή περιέχει. Σκοπός της εργασίας είναι η μελέτη των ποιοτικών χαρακτηριστικών των κατεψυγμένων συμπυκνωμένων ερυθροκυττάρων, καθώς και η αποθηκευτική τους βλάβη σε σύγκριση με συμπυκνωμένα ερυθρά αιμοσφαίρια που αποθηκεύονται σύμφωνα με τα κλασικά πρωτόκολλα. Η κρυοσυντήρηση συμπυκνώμενων ερυρθωκυττάρων με γλυκερόλη είναι ιδιαίτερα χρήσιμη σε κρίσιμες περιόδους που απαιτείται συστηματική συλλογή αίματος, αλλά και στην ταχύτερη εύρεση σπάνιων ομάδων αίματος. Ωστόσο, τα στάδια απόψυξης/απογλυκεροποίησης καταπονούν ιδιαίτερα τα συμπυκνωμένα ερυθροκύτταρα, τα οποία παρά την καλή ανάκτηση που εμφανίζουν, μετά την αποθήκευση τους στους 4ΟC για περίπου 1-2 εβδομάδες παρουσιάζουν πλήθος κυτταρικών βλαβών. Από τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης προκύπτει πως οι μονάδες μετάγγισης που αποθηκεύτηκαν σε υποθερμικές συνθήκες φαίνεται να είναι ασφαλείς προς μετάγγιση. Το συμπέρασμα αυτό υποστηρίζεται από τη διατήρηση εντός φυσιολογικών ορίων των τιμών RBCs, Hct και MCHC παρά τις αλλαγές που εμφάνισαν κατά την διάρκεια της αποθήκευσης. Τέλος, παρά την αυξημένη αιμόλυση που παρουσίασαν τα συμπυκνωμένα ερυθροκύτταρα λόγω μηχανικού και οξειδωτικού στρες, καμία μονάδα μετάγγισης δε ξεπέρασε το Ευρωπαϊκό όριο αιμόλυσης. Τα αποτελέσματα αυτά μένει να επιβεβαιωθούν σε μεγαλύτερο αριθμό δείγματος και να συνδυαστούν με άλλα ποιοτικά χαρακτηριστικά των συμπυκνωμένων ερυθροκυττάρων με στόχο τη δημιουργία ασφαλών και λειτουργικών αποθεμάτων κατεψυγμένων ερυθροκυττάρων που θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε περιόδους κρίσης.

Abstract

Red blood cells are the most numerous cells in the blood and their action is related to the transport of oxygen from the lungs to the various tissues. The erythrocyte membrane plays a particularly important role in the function of the erythrocyte. It consists of a lipid bilayer with several transmembrane proteins embedded in it and a submembrane cytoskeleton composed of skeletal proteins. Red blood cells during their ex vivo storage, either by conventional methods or by cryopreservation, undergo a variety of alterations and damages, which are classified as “storage damage”. These changes may be biochemical, mechanical and/or membrane-mediated. The storage capacity of red blood cells is determined by the length of time they remain within the unit and also by the characteristics of the preservative it contains. The purpose of the work is to study the quality characteristics of packed red blood cells and their storage damage compared to concentrated red blood cells stored according to classical protocols. Cryopreservation of packed red blood cells with glycerol is particularly useful in critical periods when systematic blood collection is required, but also in the faster identification of rare blood groups. However, the thawing/deglycerolizing stages are particularly stressful for the packed red blood cells, which, despite their good recovery, after storage at 4oC for about 1-2 weeks show a number of cellular damages. In this study, therefore, it was shown that transfusion units stored under hypothermic conditions appear to be safe for transfusion. This conclusion is supported by the maintenance within normal limits of RBCs, Hct and MCHC values despite the changes they showed during storage. Finally, despite the increased haemolysis of packed red blood cells due to mechanical and oxidative stress, no transfusion unit exceeded the European haemolysis limit. These results remain to be confirmed in a larger sample size and combined with other quality characteristics of the packed red blood cells in order to create safe and functional stocks of frozen red blood cells that can be used in times of crisis.