Динамиката на червените кръвни клетки в поток - подпис на техните свойства
Ани Виалат *, Жул Дюпир и Мариус Сокол
Адхезия и възпаление, U1067 Inserm UMR7333, 163, avenue de Luminy, 13288 Марсилия Cedex 09, Франция
Червените кръвни клетки са вискоеластични обекти
Червените кръвни клетки са клетки с много прост състав в сравнение с други клетки в човешкото тяло: няма ядро, външна липидна мембрана, към която е закрепен цитоскелет от спектрин, всички капсулиращи концентриран разтвор на хемоглобин. Какви са вътрешните реологични свойства на червените кръвни клетки, които управляват тяхната деформация и ориентация в поток? Те са резултат от индивидуалния вискоеластичен принос на компонентите на клетката: мембраната и вътрешният разтвор са вискозни, цитоскелетът е еластичен и образува рамката на клетката. В допълнение, дискоцитната форма на червените кръвни клетки му позволява да се деформира, като същевременно поддържа повърхността и обема си постоянни.
Тези клетъчни реологични свойства могат да се влошат в случай например на локални системни нарушения на хомеостазата (диабет, хипертония) [1] и по този начин да влошат кръвообращението. Следователно е важно да можете да характеризирате реологичните свойства на червените кръвни клетки и да разберете какви видове клетъчно движение те предизвикват под потока.
Поведение на червените кръвни клетки в поток: от движение на твърдо вещество до това на капка течност
Нашите експерименти комбинират две техники на видеомикроскопия за получаване на многопосочни изображения на червените кръвни клетки. Ние описваме движенията на червените кръвни клетки в обикновен срязващ поток, получен чрез протичане на течност по неподвижна плоска стена. Ние варираме и контролираме скоростта на срязване, т.е. силата на потока, чрез регулиране на потока на течността и се стремим да разберем реологичния произход на наблюдаваните движения.
На падане с жироскопа и колелото: движението на червените кръвни клетки е знак за еластичността на неговия цитоскелет
В статия, която току-що публикувахме [7], показваме, че динамиката на червените кръвни клетки е много по-сложна, отколкото изглежда. Първо показваме, че ориентацията на червените кръвни клетки, които превключват потока в близост до стена, варира при промяна на потока. При нисък поток червените кръвни клетки се сриват. За достатъчно силен поток клетката е разположена успоредно на срязващата равнина, за да се търкаля близо до стената като колелото на велосипед. Между барабана и ролката, оста на червените кръвни клетки спонтанно се завъртя на 90 °. По-точно, всеки поток съответства, за здрави червени кръвни клетки, на определена ориентация, която е свързана с прецесия 1 движение на оста на симетрия на кръвните клетки, донякъде подобна, но по-сложна, на жироскоп (Фигура 1). За сравнение, червените кръвни клетки, втвърдени с лекарство, запазват своето движение, независимо от прилагания дебит. Ориентацията на кръвната клетка в потока е истински подпис на еластичния модул на клетката. Освен това вярваме, че появата на лагера избягва скъпи клетъчни деформации от енергийна гледна точка.