Nowatorska analiza odkrywa nowy mechanizm starzenia się czerwonych krwinek.
Czerwone krwinki, najliczniejszy typ komórek we krwi, przenoszą tlen w całym ludzkim ciele. W krążeniu krwi wielokrotnie napotykają różne poziomy napięcia tlenu. Niedotlenienie, stan niedotlenienia, jest bardzo powszechnym czynnikiem mikrośrodowiskowym w fizjologicznych procesach krążenia krwi oraz w stanach takich jak rak, przewlekłe zapalenie, zawały serca i udar.
Ponadto w różnych procesach patologicznych, takich jak anemia sierpowata, stwierdza się związek między słabą odkształcalnością komórek – zdolnością komórek krwi do zmiany kształtu w odpowiedzi na różne poziomy stresu – a upośledzonym dostarczaniem tlenu.
Sierpowate krwinki czerwone jednocześnie ulegają drastycznej mechanicznej deformacji podczas procesu sierpowania i usuwania sierści.
Interakcje między hipoksją a biomechaniką komórek oraz mechanizmy leżące u podstaw przyspieszonego uszkodzenia chorych krwinek czerwonych są dobrze poznane. Jednakże dokładne biomechaniczne konsekwencje niedotlenienia przyczyniające się do degradacji czerwonych krwinek – innymi słowy starzenia – pozostają nieuchwytne.
Finansowani przez amerykańską National Science Foundation naukowcy z Florida Atlantic University i MIT starali się zidentyfikować rolę niedotlenienia w starzeniu się czerwonych krwinek poprzez szlaki biomechaniczne. Zbadali niedotlenienie — wywołane upośledzeniem deformacji krwinek czerwonych na poziomie pojedynczych komórek, porównali różnice między hipoksją niecykliczną a hipoksją cykliczną i udokumentowali wszelkie skumulowane skutki w stosunku do cykli usypiania, w tym aspekty, które nie zostały zbadane ilościowo. Odkształcalność czerwonych krwinek jest ważnym biomarkerem jej funkcjonalności.
Wyniki opublikowano w czasopiśmie Lab on a Chip. Odkrycia wskazują na ważny mechanizm biofizyczny leżący u podstaw starzenia się czerwonych krwinek, w którym samo cykliczne niedotlenienie może prowadzić do mechanicznej degradacji błony czerwonych krwinek. Proces ten, w połączeniu ze zmęczeniem mechanicznym wywołanym odkształceniem, reprezentuje dwie degradacje: powodując warunki, które doświadczają krążące krwinki czerwone.
