Что такое гемолиз эритроцитов, его виды, причины и признаки

Гемолиз — это медицинский термин, обозначающий процесс, в дословном переводе с греческого, разрушения крови. Несомненно, разрушается не сама кровь. Процесс распада затрагивает один из главных её форменных элементов – эритроциты. Гемолиз эритроцитов возникает или из-за воздействия бактериальных токсинов и антител – гемолизинов, или по целому ряду других факторов.

Растяжение мембраны красных кровяных клеток, изменение проницаемости этих оболочек или их разрушение, приводит к возникновению «лаковой» гемолизированной крови – сыворотка крови становится прозрачной, но не теряет своей красной окраски. Такое явление обусловлено высвобождением гемоглобина из эритроцитов через дефектные мембраны в плазму крови или другую окружающую среду, благодаря чему здоровые эритроциты (нормоциты) превращаются в эритроцитарные тени – бесцветные стромы (белковые основы).

Механизм

Для обеспечения жизнедеятельности любым организмам важно получать кислород. У человека функцию доставки О2 ко всем тканям осуществляет гемоглобин Hb, находящийся в эритроцитах крови и удерживающийся внутри этих клеток мембранной оболочкой.

Мембрана эритроцита – это сложная трёхслойная молекулярная мозаика, состоящая из различных белков, в среднем слое которого также присутствует особая разновидность гемоглобина.

Лёгкую проницаемость для О2 и СО2 эритроцитной оболочке обеспечивает особая ячеистая структура.

Свободный гемоглобин может обеспечивать свою газотранспортную функцию, только находясь внутри красной кровяной клетки. Выходя за её пределы, «дыхательный пигмент» не только становится бесполезным, но и несёт угрозу здоровью, вызывая различные заболевания, синдромы или состояния, вплоть до смертельного исхода.

В зависимости от того, насколько велики произошедшие структурные изменения, различают следующие стадии синдрома гемолиза:

1. Прегемолиз – повышение проницаемости мембраны.
2. Гемолиз – выделение гемоглобина.
3. Гемоглобинолиз – разрушение гемоглобина.
4. Строматолиз – распад эритроцитарных теней.

И, хотя механизм гемолитического действия до конца не изучен, однако, понятно, что причины гемолиза кроются в степени деформации мембраны, которая напрямую зависит от состояния внешней среды, окружающей эритроцит и от его внутренних показателей – внутриклеточной вязкости, эластических свойств оболочки и отношения площади поверхности мембраны к объёму клетки.

Классификация

Следует различать синдром гемолиз эритроцитов in vivo – произошедший в условиях организма, и in vitro – вне организма. Последний важен не только как инструмент лабораторного исследования для анализов крови, но и как способ дальнейшего изучения биофизических процессов. Это особенно важно для понимания сути происходящих изменений в организме, поскольку in vivo просто невозможно детально проследить за деградацией эритроцитов.

In vivo

Разрушения эритроцитов, произошедшие в условиях организма, делиться на следующие виды гемолиза:

• внутрисосудистый – химический, биологический,
• внутриклеточный – физиологический, иммунный,
• медикаментозный.

Внутрисосудистый и внутриклеточный синдром гемолиза обычно является следствием различного рода анемий и патологических заболеваний.

In vitro

Гемолиз эритроцитов, происходящий вне организма, состоит из следующих подвидов – осмотический, термический и механический.

Изучение гемолиза in vitro необходимо для его же предотвращения, а также для увеличения продолжительности жизни эритроцитов в условиях хранения донорской крови, ещё более чёткого определения группы крови и резус-фактора, а также для других тестов, проводимых с кровью.

Индекс гемолиза

Hemolysis index (HI) или индекс гемолиза (ИГ) – это специфический тест, который опирается в первую очередь на количественное содержание гемоглобина в общем анализе крови и визуальном изучении крови в пробирке. Результат становится видным для невооружённого глаза уже при концентрации свободного гемоглобина – 0,02 г/дл.

Отдельно стоить упомянуть о том, что видимый гемолиз является поводом к выбраковке результатов любой дифференциальной коагулограммы.

После выявления синдрома гемолиза обязательно назначается повторные исследования, для того чтобы исключить возможные погрешности в преаналитике анализа – нарушении правил взятия, хранения или доставки забранной пробы крови.

Стоит обратить внимание на соблюдение нормы количественного содержания эритроцитов: мужчины — 4,3—5,7×106/мкл, женщины — 3,9—5,3×106/мкл.

Отдельный акцент при гемолизе уделяют гематокриту — отношению суммарного объёма всех эритроцитов к объёму плазмы крови. В норме эти показатели должны находиться в пределах: у мужчин — 0,4—0,52, у женщин — 0,37—0,49. Гематокрит может и повышаться – при увеличении объёма эритроцитов на начальной стадии распада, и понижаться, соответственно, при сморщивании или разрушении красных кровяных телец.

Поэтому не остаётся без внимания и индекс сферичности эритроцита – соотношение между его толщиной и диаметром. В норме показатели этого индекса должны быть около 0,27—0,28.

Также при гемолизе может быть превышена норма количества ретикулоцитов (молодых форм эритроцитов) – возможны увеличения до 300% от нормы. В представленной таблице указаны значения в норме.

При некоторых патологиях и анемиях, реакция гемолиза может дать отрицательные результаты в Сахарной пробе и пробе Хема (кислотный гемолиз).

В исследовании осмотической резистентности крови фиксируются следующие значения:

• начало гемолиза – концентрация NaCl-раствора от 0,48 до 0,39 %,
• частичный – от 0,38 до 0,34 %,
• полый – от 0,33 до 0,32 %.

Гемолиз при сдаче анализов

При лабораторных исследованиях кровь подвергается различным воздействиям, которые приводят к полному или неполному синдрому гемолиза эритроцитов, с большими или меньшими изменениями и повреждениями мембран.

Различные стадии протекания гемолиза

Температурный in vitro

Нагревание, повторное замораживание и оттаивание взвеси эритроцитов или крови вызывает температурный (термический) гемолиз мембран. Нагревание крови до t 49 °C, вызывает видимое набухание кровяных клеток, а при t, 62(63) °C начинается разрушение оболочек, но при этом некоторые фрагменты красных кровяных клеток частично сохраняют способность удерживать гемоглобин.

Механический in vitro

Первичное и повторное замораживания, резкое встряхивание или центробежные нагрузки вызывают механический гемолиз. Во время замораживания повреждения, которые получают мембраны, обусловлены образованием кристаллов льда.

Также механические повреждения мембраны эритроциты могут получать тогда, когда во время сдачи анализа неправильно выполнили забор образца крови, а также в неисправных аппаратах искусственного кровообращения, и при неправильной организации транспортировки консервированной крови.

К этой же подгруппе относят и внутрисосудистый механический гемолиз in vivo, происходящий из-за неисправной работы искусственных сердечных клапанов.

Осмотический in vitro

Увеличение объёма эритроцита, за счёт проникновения в него воды, приводит к растягиванию мембраны и расширению её пор. Критический объём эритроцита у человека составляете 146% от первоначального объёма.

Перед тем как через мембрану начинает выходить гемоглобин, она снижает своё сопротивление к проникновению ионов калия. Этот механизм называется осмотическим гемолизом и обусловлен смешиванием крови с гипотоническими растворами хлорида натрия, мочевины, глюкозы, глицерина.

Осмотический гемолиз проходит в 2 этапа:

1. Высвобождение свободного гемоглобина.
2. Расщепление гемоглобина, который связан с фосфотидами среднего слоя мембраны.

Очень незначительная часть гемоглобина навсегда остаётся в стромах (тенях эритроцитов) и растворяется только вместе с ними – строматолиз.

Осмотический гемолиз эритроцитов применяется для диагностики различных заболеваний и патологий в виде пробы на резистентность эритроцитов в гипотонических растворах NaCl.

Продолжаются исследования в области изучения распада эритроцитов под воздействием радиации, ультразвука, постоянного тока и различных химических агентов.

Внутрисосудистый гемолиз

Разрушения мембран эритроцитов внутри сосудов человеческого организма чаще всего наблюдается при гемолитической анемии, пароксизмальной холодовой агглютиновой болезни, отравлении гемолитическими ядами, аутоиммунной анемией с тепловым гемолизом.

Для синдрома внутрисосудистого гемолиза характерны следующие симптомы, признаки и лабораторные показатели:

• боль различной локализации – в брюшной полости, почках, сердце,
• повышенная температура тела,
• озноб или лихорадочные состояния,
• тахикардия,
• увеличение селезёнки нехарактерно, но возможно незначительное увеличение печени и поражение щитовидной железы, приводящие к возникновению сахарного диабета 2 типа,
• возможно развитие инфаркта,
• желтушность или потемнение кожи и склер выражена очень слабо,
• красная, бурая или чёрная моча,
• в анализе мочи – вначале определяется свободный Hb, а спустя несколько суток появляется гемосидерин,
• в анализе крови – резко повышен уровень билирубина и свободного Hb, на фоне значительного понижения гаптоглобина,
• цветовой показатель – 0,8—1,1.

Химический in vivo

К причинам, которые вызывают химическую разновидность, относят:

1. Попадание в кровь различных химических веществ, токсинов и ядов (в том числе и во время химических ожогов), интоксикации организма свинцом, бензолом, пестицидами или хронические отравления оксидами азота, нитробензолом, нитритом натрия.
2. Укусы пресмыкающихся и насекомых, некоторых видов ядовитых земноводных или рыб, поражение гемолитическим ядом глистов.

Поражение организма гемолитическими ядами и обширными тканевые повреждения могут вызвать не только гемолиз эритроцитов, но и привести к развитию анемий, вплоть до развития ДВС-синдрома (диссеминированное внутрисосудистое свертывание), который с трудом поддаётся лечению.

Химический гемолиз может быть вызван попаданием в плазму крови хлороформа, эфира, алкоголя, наркотических веществ.

Биологический in vivo

К биологическому виду относят внутрисосудистый гемолиз эритроцитов, который возникает во время ошибочного переливания несовместимой крови, по группе или резус-фактору. При недоброкачественном переливании возникает острый гемолиз, который сопровождается следующими симптомами:

• кратковременное возбуждение и эйфория,
• опоясывающие боли в груди и/или на уровне поясницы,
• жар,
• тахикардия на фоне артериальной гипотонии.

Сюда же относят и гемолитическую болезнь плода и новорождённых – гемолиз возникает из-за несовместимости крови матери и плода по эритроцитарным антигенам. В большинстве случаев он возникает, когда у Rh-отрицательной женщины плод имеет Rh-положительную кровь. Реже возникает АВО-конфликт: у женщины 0(I) группа крови, а у плода – А(II) (65% случаев) или В(III) (35%). Острый гемолиз, в таких случаях, может привести к выкидышу.

Внутриклеточный гемолиз

Разрушение эритроцитов, протекающие в органах организма (селезёнке, печени, костном мозге) на клеточном уровне, называется внутриклеточным и тоже бывает разных видов.

Физиологический

Каждый эритроцит со временем, через 100—130 дней после возникновения, разрушается и «умирает». Зрелые эритроциты постепенно деградируют. Они теряют эластичность мембраны и происходят другие необратимые процессы – меняется диаметр и форма клеток, на оболочках могут образовываться наросты и бляшки. Естественное отмирание клеток учитывается в общем и биохимическом анализах крови – следы видоизменённых эритроцитов не являются поводом для беспокойства.

Иммунный

При аутоиммунных и наследственных гемолитических анемиях (талассемия, наследственный микросфероцитоз, болезнь Маркиафавы-Микели, пароксизмальная ночная гемоглобинурия, другие), развивается внутриклеточный гемолиз, который вызван наследственными дефектами мембраны эритроцитов, нарушением синтеза гемоглобина или приобретёнными иммунными патологиями. Иммунный гемолиз протекает в следующих стадиях: сенсибилизация, подтверждающее действие комплимента, изменения в структуре мембраны.

Наличие проблемы разрушения эритроцитов подтверждается следующими клиническими симптомами и лабораторными признаками:

• выраженное пожелтение склер и кожи,
• резкое увеличение объёмов печени и селезёнки,
• в анализе мочи – повышен уробилин,
• в анализе кала – присутствует стеркобилин,
• в пунктуате костного мозга – повышены уровни эритробластов и нормобластов.

В анализе крови:

• осмотическая резистентность эритроцитов снижена,
• непрямой билирубин повышен,
• уровни гемоглобина и эритроцитов понижены,
• содержание ретикулоцитов повышено до 2% и более,
• цветовой показатель – 0,8—1,1.

Для подтверждения внутриклеточного происхождения гемолиза, дополнительно проводят прямую и непрямую пробы Кумбаса.

Медикаментозный гемолиз

Прием лекарственных препаратов может привести к разрушению мембран эритроцитов

Ещё одна разновидность гемолиза эритроцитов – медикаментозная, вызвана приёмом лечебных препаратов, которые могут привести к разрушению мембран эритроцитов. Их можно разделить на следующие подгруппы:

• средства против туберкулёза,
• диуретики и противомалярийные препараты,
• сульфаниламиды, нитрофураны, анальгетики, диуретики,
• гипогликемизирующие средства.

Поэтому крайне важно, перед сдачей лабораторных анализов, предупредить о приёме таких препаратов своего лечащего специалиста.

И в заключение напомним, при лечении и проведении терапевтических процедур, следует ориентироваться только на особенности патологии или причины, которые вызвали синдром гемолиза эритроцитов.

В случае гемолитического криза – массового разрушения красных кровяных клеток, когда налицо все признаки гемолиза, резко ухудшилось общее состояние организма и стремительно прогрессируют симптомы анемии, следует немедленно вызвать скорую помощь для экстренной госпитализации и неотложного лечения.