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红细胞自身能够响应剪应力产生功能变化2021-12-06 09:03:43

红细胞体外储存时,保存液可为其新陈代谢提供足够的能量底物,但仍旧避免不了储存损伤的发生。究其原因可能是由于体外静止储存使得红细胞力学微环境缺失。红细胞随血液循环在血管内流动,时时刻刻处于复杂的力学微环境中,如心脏搏动产生的压力、血管扩张产生的压力以及血液流动产生的剪应力等。很多研究已关注了红细胞对剪应力的响应,但是关于力学微环境对储存红细胞功能的影响尚无报道,其中蕴含着许多科学问题值得进一步研究。

首先,力学微环境对红细胞自身功能的维持具有重要作用。文献已报道红细胞受到剪应力作用会产生ATP释放增加、NO生成增多以及Ca2+内流等多种变化。此外,剪应力还能够调节葡萄糖转运体1转运葡萄糖的效率,促进葡萄糖内流,从而调节红细胞代谢水平。因此,红细胞储存损伤的发生是否与其体外储存中力学微环境的缺失相关?给储存后的红细胞重新施加剪应力是否能恢复其功能?这些问题值得深入研究。其次,红细胞响应剪应力必然通过其膜上的力学感受器,因此其效应必然受其自身膜的性质及其力学特性的影响。储存中造成的力学特性的变化是否会使得储存红细胞更易感受力学刺激从而出现功能调节?最后,红细胞在体内的主要作用是依靠血红蛋白运输氧气,而血红蛋白功
能受2,3-DPG的调节。2,3-DPG可与血红蛋白上的氨基酸相互作用,降低氧亲和力,促进氧的释放。因此,剪应力在调节能量代谢的同时,极有可能通过调节2,3-DPG支路影响2,3-DPG的水平,从而通过别构效应影响红细胞功能。因此,提供力学刺激、重新加载力学微环境极有可能成为恢复红细胞储存损伤的一项新策略,需要对储存红细胞响应剪应力的效果与机制进行研究。
 
综上所述,红细胞储存过程中发生的生物力学特性的变化必然会对微循环血液流动及红细胞功能产生影响,但其具体效果及影响程度、机制等有待进一步实验明确。本研究的主要目的是以小鼠红细胞作为研究对象,建立适用于储存红细胞的力学特性检测方法,考察红细胞储存过程中的力学特性变化规律;并通过数字模拟的方法,依据检测所得到的储存红细胞力学特性数据,计算其在微循环中的流动规律及对于血流参数的具体影响;通过微流通道施加剪应力,观察不同储存时间红细胞形态、膜蛋白及血红蛋白的变化,从而明确力学微环境就改善红细胞储存损伤的作用。
 
出自《红细胞储存损伤中的力学因素及防护策略研究》作者王瑛。