Deformability of erythrocytes in iron deficiency anemia

Zusammenfassung

Die rheologischen Eigenschaften der Erythrozyten von 14 Patienten mit EisenmangelanÄmie wurden mit Filtration der Zellen durch Polycarbonatfilter mit einer Porengrö\e von 5Μm und ViskositÄtsmessungen an Erythrozytensuspensionen mit einem HÄmatokrit von 80 % untersucht. Die Erythrozyten der Patienten passierten die Filterporen langsamer als die Zellen der Kontrollen. Die verminderte Verformbarkeit der Erythrozyten der Patienten war ausschlie\lich durch ein ungünstiges VerhÄltnis von ZelloberflÄche zum Volumen der mikrozytÄren Zellen bedingt. ViskositÄtsmessungen an Ghost-Suspensionen der Patienten ergeben eine normale MembranflexibilitÄt. Als Ausdruck einer erhöhten HÄmoglobinfluiditÄt im Inneren der intakten Zellen war der HÄmoglobingehalt in isolierten Erythrozytenmembranen vermindert. WÄhrend die ViskositÄt in Erythrozytensuspensionen der Patienten bei niedrigen Schergraden gering erhöht war, lag sie bei mittleren und hohen Schergraden im Streubereich der Kontrollen. Wir vermuten, da\ die bei niedrigen Schergraden aufgrund der Mikrozytose verminderte Verformbarkeit bei höheren Schergraden aufgrund der erhöhten HÄmoglobinfluiditÄt im Inneren der Zellen nicht lÄnger nachweisbar ist. Es wird diskutiert, ob dieser Mechanismus auch in vivo Bedeutung haben kann.

Die in vitro verminderte Verformbarkeit der Erythrozyten erklÄrt die verkürzte überlebenszeit der Erythrozyten der Patienten in vivo.

Summary

The rheological properties of erythrocytes of 14 patients with iron deficiency anemia were studied by filtration of cells through polycarbonate filters with a nominal pore diameter of 5 Μm and by viscosity measurements of erythrocyte suspensions with a hematocrit of 80%. Erythrocytes of the patients passed through the filter pores more slowly than the cells from controls. The diminished deformability of the erythrocytes of the patients was solely due to an unfavorable ratio of cell surface area to microcytic cell volume. The viscosity of the ghost suspensions of the patients showed a normal flexibility. The hemoglobin content of the isolated ghosts was diminished, indicating an in-increased hemoglobin fluidity in the interior of the intact cells. The viscosity of erythrocytes of the patients was slightly increased at low shear rates but was normal at intermediate and high shear rates. We suggest that the decreased erythrocyte flexibility of microcytosis at low shear rates is no longer present at higher shear rates because of an increased fluidity of the intracellular hemoglobin. We discuss whether or not this mechanism also operates in vivo. The in vitro diminished deformability of erythrocytes explains the shortened survival of the patients' erythrocytes in vivo.