Il resistenza osmotica dei globuli rossi è una misura della forza con cui le membrane che circondano gli eritrociti resistono a un gradiente di pressione osmotica. Una pressione parziale osmotica si manifesta sulle membrane semipermeabili degli eritrociti quando sono circondate da una soluzione salina che è inferiore alla propria concentrazione di sale (fisiologica) dello 0,9 percento. I globuli rossi assorbono l'acqua per osmosi, si gonfiano e quelli che hanno maggiori probabilità di scoppiare hanno la più bassa resistenza agli eritrociti osmotici.
Cos'è la resistenza osmotica agli eritrociti?
Soluzioni acquose con diverse concentrazioni delle sostanze disciolte sviluppano un gradiente di pressione osmotica quando sono separate l'una dall'altra da una membrana semipermeabile. Le sostanze dalla soluzione con la concentrazione più alta tendono a migrare nella soluzione con la concentrazione più bassa per compensare il gradiente di concentrazione. Se la membrana permeabile per le molecole della sostanza per lo più più grandi, ad esempio NaCl (sale da cucina), è difficile da passare, le piccole molecole d'acqua (H2O) si spostano invece dalla soluzione debole a quella più forte.
Nel caso degli eritrociti, anch'essi circondati da una membrana semipermeabile, lo stesso effetto avviene per osmosi. Se gli eritrociti, i globuli rossi, sono circondati da una soluzione salina, la cui concentrazione è inferiore a quella del loro citoplasma di circa il 9 percento (soluzione ipotonica), si verifica un gradiente di pressione parziale osmotica. Ciò significa che l'acqua della soluzione circostante entra negli eritrociti per osmosi, poiché le molecole di sale possono solo passare la membrana semipermeabile verso l'esterno con grande difficoltà.
Gli eritrociti si gonfiano a causa dell'ingresso di acqua al punto di esplodere, un processo noto come emolisi. La velocità con cui gli eritrociti si espandono e scoppiano quando sono circondati da una soluzione salina con una concentrazione definita è una misura della loro resistenza agli eritrociti osmotici. Minore è il tempo necessario per esplodere, minore è la sua resistenza osmotica.
Funzione e compito
Lo scambio di sostanze regolato osmoticamente tra gli eritrociti e il plasma sanguigno circostante gioca uno dei ruoli principali nello scambio di anidride carbonica con ossigeno e ossigeno con anidride carbonica nei capillari.
La natura della membrana semipermeabile che circonda gli eritrociti è di particolare importanza. Un cambiamento nella composizione della membrana influisce sullo scambio osmotico di sostanze e sulla funzionalità dei globuli rossi. Un cambiamento nella composizione della membrana cellulare può portare ad una diminuzione o ad un aumento della permeabilità della membrana. Entrambi i fenomeni possono avere un effetto dannoso sulla funzionalità degli eritrociti.
Una prova indiretta della natura delle membrane e della capacità di osmosi degli eritrociti è fornita dalla loro resistenza osmotica, che può essere misurata con metodi speciali. Ad esempio, una ventina di provette vengono preparate con soluzione salina in concentrazioni crescenti fino a una concentrazione isotonica dello 0,9 percento. Alcune gocce di sangue vengono gocciolate in ciascuna provetta e lasciate riposare. Dopo 24 ore, una leggera colorazione rossa della soluzione mostra la concentrazione entro la quale è avvenuta la prima dissoluzione delle piastrine rosse del sangue.
Nelle provette con le soluzioni saline meno concentrate, il colore rosso diventa più intenso perché una percentuale maggiore di eritrociti è scoppiata e l'emoglobina che fuoriesce si è mescolata alla soluzione salina. La provetta in cui non si è formato alcun sedimento di eritrociti corrisponde a quella con la concentrazione al di sotto della quale tutti gli eritrociti sono stati lisati.
I valori di riferimento per la lisi degli eritrociti che inizia entro 24 ore sono una concentrazione salina compresa tra lo 0,46 e lo 0,42 percento. I valori per una lisi completa degli eritrociti dopo 24 ore sono compresi tra lo 0,34 e lo 0,30% nelle persone sane.
Nell'anemia emolitica e nella cosiddetta anemia a cellule sferoidi, la determinazione della resistenza agli eritrociti osmotici patologicamente ridotta gioca un ruolo importante come strumento diagnostico. Per la diagnosi di altre malattie emolitiche, come le malattie ereditarie talassemia, anemia falciforme e altre in cui è aumentata la resistenza osmotica degli eritrociti, la determinazione della resistenza gioca un ruolo meno importante, poiché sono disponibili migliori opzioni diagnostiche per questi quadri clinici specifici.
Malattie e disturbi
Una delle malattie più note associate ad un aumento della resistenza agli eritrociti osmotici è la talassemia. È una malattia ereditaria che si manifesta in molte varianti con decorso lieve e grave e si basa su cambiamenti genetici. La variante più comune è la beta talassemia. È interessante notare che i difetti genetici causali sono particolarmente comuni nell'Europa meridionale, nei paesi arabi e nell'Africa subsahariana, le classiche regioni della malaria. Presumibilmente perché la talassemia offre ai malati vantaggi nel superare la malaria.
La talassemia riduce la durata della vita dei globuli rossi, in modo che il corpo abbia un aumento del tasso di produzione per compensare questo, che può salvare la vita nei casi di malaria a causa della fornitura accelerata di eritrociti di nuova produzione. Il basso vantaggio di sopravvivenza che le persone con talassemia hanno su alcune forme di malaria ha favorito i difetti genetici nelle regioni della malaria dal punto di vista genetico della popolazione e ha portato a una leggera deriva genetica.
L'anemia falciforme è un'altra malattia ereditaria associata ad una maggiore resistenza osmotica dei globuli rossi. È innescato da difetti genetici che portano all'emoglobina difettosa, la cosiddetta emoglobina falciforme, che, a causa delle fibre che contiene, porta a grumi e blocchi nelle vene.
Le anemie causate dalla carenza di ferro portano anche ad un aumento della resistenza osmotica dei globuli rossi. Possono essere causati da un'eccessiva perdita di sangue a seguito di una lesione, da un disturbo della formazione del sangue o da un'eccessiva rottura dei globuli rossi.
Anche la cosiddetta anemia a cellule sferiche è ereditaria e si manifesta come una riduzione della resistenza osmotica degli eritrociti, poiché gli eritrociti normalmente appiattiti e concavi assumono una forma sferica a causa di un citoscheletro non correttamente formato e sono già danneggiati nella milza verso l'emolisi.
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