酸素化鎌赤血球膜の粘弾性特性

恒久的に誤って閉鎖された不可逆的に鎌状赤血球（ISC）で最も明らかなものの、鎌状赤血球膜の大部分に生化学的および構造的変化が存在します。細胞形状と内部ヘモグロビンサイトゾルへの依存性と膜の剛性の関係は明らかにされていません。したがって、密度勾配分離ISCおよび可逆的に鎌状赤血球（RSC）画分から調製した酸素化された球状赤血球とゴースト懸濁液の周波数依存性粘弾性、およびヘモグロビン溶液の周波数依存性粘弾性を調べました。低振幅、振動せん断をワイセンベルクコーンとプレート粘度計に加え、結果として得られる粘弾性シグナルは、変形の頻度によって変化する動的粘度（ETA '）および弾性貯蔵弾性率（G'）を提供しました。細胞とゴースト懸濁液の粘弾性応答は、テストされた周波数範囲のほとんどにわたって膜の材料特性を反映しています。鎌状赤血球、赤い幽霊、および白いゴーストの懸濁液は、同等の正常懸濁液よりも粘弾弾性が大きいことを示しました。ISCの粘弾性の大きさは通常よりも数倍大きく、周波数の粘弾性の変動はほとんどありませんでした。通常の形状、サイズ、および内部ヘモグロビン濃度によって特徴付けられたRSCサンプルも、周波数依存性は類似していますが、通常よりも著しく硬かった。ISCから調製された赤い幽霊は、内部ヘモグロビン濃度の減少にもかかわらず、無傷のISCの粘弾性の80％を90％明らかにしました。低振幅せん断の条件下では、RSC膜の挙動は、分子関連の増加を有する細胞骨格と互換性があります。ISC膜の機械的安定性は、細胞骨格の実質的な内因性の再編成に関連しています。

Although most apparent in permanently misshapen irreversibly sickled erythrocytes (ISC), biochemical and structural alterations are present in the majority of sickle cell membranes. The relationship of membrane rigidity to cell shape and its dependence upon the internal hemoglobin cytosol are not clarified. We therefore examined the frequency dependent viscoelasticity of oxygenated, packed sickle red cell and ghost suspensions and hemoglobin solutions prepared from density gradient separated ISC and reversibly sickled cell (RSC) fractions. Low amplitude, oscillatory shear was applied in a Weissenberg cone and plate viscometer and the resultant viscoelastic signals provided a dynamic viscosity (eta') and elastic storage modulus (G') which varied with frequency of deformation. The viscoelastic response of the cell and ghost suspensions reflected the material properties of the membrane over most of the frequency range tested. Sickle erythrocyte, red ghost, and white ghost suspensions demonstrated greater viscocoelasticity than comparable normal suspensions. The viscoelastic magnitude of ISC was several-fold greater than normal, with little variation of viscoelasticity with frequency. RSC samples which were characterized by normal shape, size, and internal hemoglobin concentration were also significantly harder than normal, although similar in frequency dependence. Red ghosts prepared from ISC manifested 80% of the viscoelasticity of intact ISC despite diminution of the internal hemoglobin concentration by 90%. Under conditions of low amplitude shear, the behavior of the RSC membrane is compatible with a cytoskeleton possessing an increased number of molecular associations. The mechanical stability of the ISC membrane is related to a substantial, intrinsic reorganization of the cytoskeleton.