В течение примерно 100-дневной жизни в кровотоке эритроциты теряют площадь поверхности мембраны, объем и содержание гемоглобина. Исследование, опубликованное на этой неделе в PLOS Computational Biology, обнаруживает, что из этих трех изменений только наблюдаемая потеря площади поверхности может быть объяснена тем, что эритроциты выделяют небольшие гемоглобинсодержащие везикулы, отпочковывающиеся от мембраны их клеток.
Концентрация эритроцитов, средний объем и содержание гемоглобина обычно измеряются в общем анализе крови, фундаментальном клиническом тесте, необходимом для скрининга, диагностики и лечения большинства заболеваний. Различия в среднем объеме и содержании гемоглобина связаны со многими важными клиническими состояниями, но мы не понимаем механизмы, контролирующие эти физические характеристики эритроцитов. Выделение пузырьков считалось наиболее важным, но исследователи Рой Малка и Джон Хиггинс из Массачусетской больницы общего профиля / Гарвардской медицинской школы вместе с коллегами из Массачусетского технологического института показали, что доминирующая роль отделения пузырьков нарушает эмпирические геометрические и биофизические ограничения. Дополнительный неизвестный процесс должен нести основную ответственность. Исследование показывает, что этот важный процесс должен быть связан с изменениями площади поверхности эритроцитов, и количественно оценивает масштабы его эффектов.
Для исследования требовалась многопрофильная команда, обладающая опытом в прикладной математике, инженерии и медицине. Работа сочетает в себе математическое моделирование механизма, который изменяет физические свойства клеток, клинические измерения клеточного объема и содержания гемоглобина, а также данные новой системы для характеристики неводной клеточной массы отдельных клеток.
Созревание эритроцитов в кровообращении, являющееся предметом данного исследования, является одним из трех основных компонентов, контролирующих популяцию эритроцитов, два других – их производство костным мозгом и удаление из кровотока.
Исследователи приходят к выводу, что количественная характеристика процессов потери эритроцитов поможет "сфокусировать будущее исследование молекулярных механизмов созревания эритроцитов", характеристика которого "может помочь в раннем выявлении клинических состояний, при которых изменен характер созревания".