Červené krvinky řídí smršťování krve a převrátí staré předpoklady

Podle nové studie vědců na University of Pennsylvania hrají červené krvinky, dlouho považovanou za pasivní kolemjdoucí při tvorbě krevních sraženin, podle nové studie vědců na University of Pennsylvania.

„Tento objev přetváří, jak rozumíme jednomu z nejdůležitějších procesů těla,“ říká Rustem Litvinov, vedoucí výzkumný pracovník na Perelman School of Medicine (PSOM) a spoluautor studie. „Otevírá také dveře novým strategiím pro studium a potenciálně léčbu poruch srážení, které způsobují buď nadměrné krvácení nebo nebezpečné sraženiny, jako jsou ty, které jsou viděny v mrtvicích.“

Zjištění, Publikováno v Pokroky na krevVylepšuje dlouhodobou myšlenku, že pouze destičky, fragmenty malých buněk, které zpočátku připojují rány, řídí kontrakci sraženiny. Místo toho tým Penn zjistil, že samotné červené krvinky přispívají k tomuto zásadním procesu zmenšování a stabilizace krevních sraženin.

„Červené krvinky byly studovány od 17. století,“ říká spoluautor Prashant Purohit, profesor strojního inženýrství a aplikované mechaniky v rámci Penn Engineering. „Překvapivým faktem je, že o nich stále zjišťujeme nové věci v 21. století.“

Nečekané nálezy

Až dosud vědci věřili, že za kontrakci sraženiny byly zodpovědné pouze destičky. Tyto drobné fragmenty buněk táhnou na lanových pramenech proteinového fibrinu, aby se utáhly a stabilizovaly sraženiny.

„Červené krvinky byly považovány za pasivní kolemjdoucí,“ říká spoluautor John Weisel, profesor buněčné a vývojové biologie v rámci PSOM a přidružená společnost bioinženýrské postgraduální skupiny v rámci Penn Engineering. „Mysleli jsme si, že jen pomáhají sraženici udělat lepší pečeť.“

Tento předpoklad se začal rozpadat, když Weisel a Litvinov provedli test, který očekávali, že selže. Vytvořili krevní sraženiny bez krevních destiček. „Očekávali jsme, že se nic nestane,“ říká Weisel. „Místo toho se sraženiny snížily o více než 20%.“

Pro dvakrát kontrolují jejich výsledky, tým opakoval experiment pomocí pravidelné krve ošetřené chemikáliemi k blokování aktivity destiček. Sraženiny se stále nakazily. „Tehdy jsme si uvědomili, že červené krvinky musí dělat víc, než jen zabírat prostor,“ říká Litvinov.

Modelování mechaniky krevních sraženin

Abychom zjistili, jak červené krvinky řídily toto neočekávané chování, tým se otočil na Purohit, strojního inženýra tréninku.

Odborník na měkké materiály, jako jsou krevní sraženiny a gely, vyvinul Purohit matematický model, který naznačoval, že červené krvinky dohromady dohromady především kvůli „osmotické depleci“.

Tento proces také vysvětluje, jak částice v koloidech – směsí, jako je barva, mléko nebo blátivá voda – mohou shromažďovat a vytvářet shluky, když se podmínky kolem nich změní.

„Proteiny v okolní tekutině v podstatě vytvářejí nerovnováhu tlaku, která tlačí dohromady červené krvinky,“ říká Purohit. „Tato atraktivní síla způsobuje, že se pečlivěji sbalí a pomáhají sraženiny i bez krevních destiček.“

Jak srážení funguje bez krevních destiček

Když se krev začíná sraženi, protein podobný webu zvaný fibrin tvoří síť, která zachycuje červené krvinky a přitahuje je blízko sebe. „Toto balení nastavuje fázi pro převzetí osmotických deplečních sil,“ říká Purohit.

Jakmile jsou červené krvinky pevně zabaleny do fibrinové sítě, proteiny v okolní tekutině jsou vytlačeny z úzkých prostorů mezi buňkami. To vytváří nerovnováhu: Koncentrace proteinů je vyšší mimo zabalené buňky než mezi nimi, což má za následek rozdíl v „osmotickém tlaku“.

Tento tlakový rozdíl působí jako stlačení zvenčí a tlačí červené krvinky ještě blíže k sobě.

„Tato přitažlivost způsobuje, že buňky agregují a přenášejí mechanické síly do fibrinové sítě kolem nich,“ dodává Purohit. „Výsledkem je silnější a kompaktnější sraženinai bez působení krevních destiček. “

Ověření modelu

Předchozí výzkum navrhl další možné vysvětlení: Přemostění, ve kterém přitažlivost mezi malými molekulami na povrchu červených krvinek způsobuje jejich dodržování.

„Náš model naznačil, že přemostění je skutečný,“ říká Purohit, „ale mnohem menší než účinek osmotické vyčerpání.“

Pro testování modelu provedl první autor Alina Peshkova, nyní postdoktorandská výzkumná pracovníka ve farmakologii v PSOM, řadu experimentů na modifikovaných krevních sraženinách.

Při absenci molekul, které způsobují přemostění účinek, se sraženiny stále stahovaly, ale v prostředí určeném k zabránění osmotické vyčerpání došlo k malé kontrakci.

„Experimentálně jsme potvrdili, co model předpovídal,“ říká Peshkova. „Je to příklad teorie a praxe, které se navzájem podporují.“

Boj proti srážení nemocí a tahů

Získání lepšího porozumění roli červené krev Buňky hrají při tvorbě a zrání sraženin by mohly vést k novým ošetřením podmínek, jako je trombocytopenie, ve kterých nízký počet destiček může způsobit nekontrolované krvácení.

Zjištění by také mohla vrhnout světlo na to, jak se sraženiny rozpadají do fragmentů, které procházejí krevním řečištěm a způsobují blokády – známé jako embolie -, které mohou vyvolat tahy.

„Nakonec bude náš model užitečný v porozumění, prevenci a léčbě nemocí souvisejících s srážením uvnitř krevního řečiště,“ říká Purohit.

Mezi další spoluautory patří Ekalude Ekaterin K. Rednikov, Rafael R. Khismatullin a Vladimir R. Muzykants of Dogs a Oleg V. Kim of Dogs a Virginia Tech.