赤血球の脆弱性

赤血球脆弱性とは、赤血球（赤血球細胞、RBC）がストレス下で溶血（破裂）しやすい性質を指します。これは、赤血球サンプルにストレス（通常は物理的ストレス、最も一般的には浸透圧ストレスや機械的ストレス）を加えた際に発生する溶血の程度または割合と考えることができます。脆弱性の種類や用途によって、加えるストレスの量や結果として生じる溶血の程度は異なります。

特定の細胞集団/サンプルに複数のレベルのストレスが加えられると、各レベルで存在する溶血の相対的または絶対的な程度を測定することによって脆弱性プロファイルが得られます^{[ 1 ]。}さらに、特定の溶血レベルおよび/または対応するストレスに関連付けられた1つ以上の単一数値インデックス^{[ 2 ]}（直接測定または補間）を見つけることもできます。脆弱性テストは、持続的または反復的なストレスに耐える細胞の能力（またはその欠如）を評価するのに役立ちます。さらに、溶血の誘発中または誘発前に、異なるまたは変化する環境またはストレス条件下で脆弱性自体がどのように変化するかを評価するために使用できます。脆弱性が低いことはしばしば「安定性」と呼ばれますが、技術的には、安定性とは、ストレス誘発溶解と自発的自己溶解の両方に対する細胞の抵抗性を指します。

浸透圧脆弱性（OF）とは、赤血球サンプルを低張液に浸すことで浸透圧ストレスにさらしたときに発生する溶血の程度または割合を指します。浸透圧脆弱性は、膜の組成と完全性、細胞のサイズまたは表面積対体積比など、さまざまな要因によって影響を受けます。^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

浸透圧脆弱性試験は血液学でよく行われ、赤血球膜異常に関連する疾患の診断を補助するためによく実施されます。浸透圧脆弱性の増加に関連する疾患には遺伝性球状赤血球症や高ナトリウム血症などがあり、浸透圧脆弱性の低下に関連する疾患には慢性肝疾患、鉄欠乏性貧血、サラセミア、低ナトリウム血症、真性多血症、遺伝性乾燥赤血球症^{[ 6 ]}、脾臓摘出後の鎌状赤血球貧血^{[ 7 ]などがあります。}

OFの検査に対する新しいアプローチが開発されており、細胞計数とマイクロ流体デバイスを組み合わせるなどして、疾患の診断やスクリーニングでの使用をより容易にしている。^{[ 8 ]}

機械的脆弱性（MF）とは、赤血球サンプルに機械的ストレス（通常はせん断応力など）を加えたときに発生する溶血の程度または割合を指します。しかし、浸透圧脆弱性とは異なり、機械的脆弱性を検査するための単一のアプローチはまだ標準化を可能にするほど十分に受け入れられていません。^{[ 9 ]} このため、一部の保険会社は現在この検査をカバーしていません。^{[ 10 ]}

赤血球の機械的脆弱性の用途には、診断検査^{[ 11 ]} 、血液処理装置による溶血の比較を支援するための校正^{[ 9 ]}、血液を操作する装置（透析^{[ 12 ]}や術中自己輸血^{[ 13 ]など）による細胞への亜致死性（すなわち非溶血性）損傷の評価などがある。また、保存された赤血球製剤の損傷[ 14 ]}（いわゆる「保存障害」）の評価にも役立ち、輸血や血液バンクへの応用につながる。

また、試料の存在下で 1 個または複数個のビーズを撹拌するなど、比較的低いエネルギーのストレスを伴う機械的脆弱性試験 (一般的な方法[ ^{15 ] )}と、試料に超音波を照射するなど、より高いエネルギーのストレスを伴う機械的脆弱性試験の間には、質的な違いがあることも注目に値する。^{[ 16 ]}その違いは、低エネルギーのストレスは細胞膜の特性をより顕著に反映するのに対し、高エネルギーのストレスは主にヘモグロビンの粘度や細胞サイズなどの他の特性を反映するという点にある。粘性または流体力学的ストレスはどちらのタイプにもなり得る。

鎌状赤血球貧血、サラセミア、遺伝性球状赤血球症などの場合には、機械的脆弱性が増大する。

浸透圧や機械的力以外の原因による溶血感受性はそれほど一般的ではありませんが、脆弱性や安定性という観点から言及されることがあります。たとえば、光子やラジカルは溶血を誘発する可能性があります。赤血球/RBCは、脆弱性以外にも、赤血球の変形能や細胞形態など、関連する膜特性についても検査されることがあります。形態は、細胞間の形状変化の違いを特徴付ける指標によって測定できます。変形能テストでは、特定のレベルの印加力の下での細胞のねじれや形状変化の程度や容易さ、またはそれに類する間接的な推論を測定します。その他の関連する赤血球特性には、接着性や凝集性があり、これらは変形能とともに、しばしばRBCの「流動特性」に分類されます。