Причины возникновения гемолиза при заборе крови на анализ

Гемолиз крови – это процесс, в ходе которого происходит нарушение мембраны эритроцитов, они распадаются, и происходит выброс гемоглобина в окружающую среду (в плазму или сыворотку). Гемолиз делится в соответствии с его расположением, которое может происходить в двух направлениях:

• in vivo – в теле пациента при тяжелых внутрисосудистых заболеваниях;
• in vitro – во время отбора проб, транспортировки и обработки образца крови при сдаче анализов.

Общепринятая классификация

Существуют следующие виды гемолиза:

• Осмотический гемолиз эритроцитов. Может происходить как в гипертоническом, так и в гипотоническом растворе. В гипертоническом растворе клетки выпускают воду в окружающую среду и сжимаются, что может привести к дефектам в клеточной мембране. Это отличает его от гипотонического раствора, в котором клетки заполняются водой, приобретая сферическую форму, они могут разрываться (цитолиз).
• Физический гемолиз. Обычно, в основе лежит механическое повреждение мембраны. Его может вызвать, например, встряхивание, а также резкие изменения температуры или ультразвук. Это – самый распространенный гемолиз крови при сдаче анализов.
• Химический гемолиз основан на химической реакции липидов в мембране с определенным веществом. Повреждение может быть вызвано сильными кислотами, поверхностно-активными веществами, жирами или растворителями.
• Токсичный гемолиз. Происходит при воздействии определенных бактериальных токсинов. Это может быть реакция на присутствие животных (в частности, змеиного) или растительных токсинов.
• Иммунологический гемолиз. Является типичным при несовместимом переливании.

Многие бактерии вызывают посредством гемолизинов (гемолизином называется вещество, которое вызывает гемолиз) разложение компонентов крови в агаровой среде. В зависимости от типа различаются:

• α-гемолитическая активность – частичное разложение гемоглобина, зеленый цвет;
• β-гемолитическая активность – полное разрушение красных кровяных клеток вокруг колонии;
• γ-гемолитическая активность – нет гемолиза.

Внесосудистое/экстраваскулярное разрушение эритроцитов (in vitro)

Вне сосудов эритроциты разрушаются быстро. Из них выпускается гемоглобин (или целые эритроциты), фагоцитированный тканевыми макрофагами, а образующийся билирубин проникает в окружающую среду, определяя цвет близлежащих тканей (локальное пожелтение – типичное при подкожной гематоме, ушибе).

Желтушная окраска впоследствии обесцвечивается и остается цвет «ржавчины» (гемосидерин – например, локальные кровоподтеки в головном мозге).

Следующим пигментом, возникающим в этом процессе, является цероид – липопигмент, формирующийся в результате полимеризации продуктов окисления липидов (липиды, освобожденные из разрушенных эритроцитов). Смесь цероидов с гемосидерином называется гемофусцином.

Впоследствии происходит создание гематомы неспецифической грануляционной тканью – в периферии присутствуют сидерофаги и фибрин, вдоль которого в гематому врастает грануляционная ткань, а после гематомы остается только небольшой шрам.

Ускоренный внесосудистый гемолиз сопровождает, например, гиперспленизм, некоторые нарушения метаболизма эритроцитов, малярию и т. д. Уровень неконъюгированного билирубина может быть повышен (выше 12 мг/дл). Присутствуют симптомы гемолитической анемии:

• повышенное количество ретикулоцитов;
• гемоглобинурия;
• анемия (гемоглобин менее 120 г/л);
• сниженное число эритроцитов в картине крови;
• повышение активности лактатдегидрогеназы.

Разделение внесосудистого процесса разрушения клеток крови в соответствии с причиной

Тип in vitro делится на 4 группы, основанные на причине возникновения:

• механический – слишком сильное встряхивание, всасывание при отборе, центрифугирование при высокой скорости, транспортировка цельной крови на большие расстояния;
• осмотический – мокрые трубки, отбор меньше заданного количества крови в пробирку, содержащую антикоагуляционный агент;
• термический – кровь подвергается воздействию слишком низких или высоких температур;
• химический – недостаточное высыхание дезинфекции, которая разрушает мембрану эритроцитов.

Внутрисосудистое разрушение эритроцитов (in vivo)

Распад клеток крови в кровеносных сосудах может быть вызван следующими причинами:

• самими эритроцитами (корпускулярный);
• внешними агентами (экстракорпускулярный).

Гемоглобин, высвобождаемый из разрушающихся эритроцитов, связывается с гаптоглобином, что приводит к возникновению комплекса, который не проходит клубочковый фильтр (функция гаптоглобина, формируемого в печени, заключается в предотвращении повреждения почек, а также потери железа). Комплекс поглощается макрофагами – гемоглобин распадается, возникает билирубин и ферритин или гемосидерин.

Повышенный индекс гемолиза характеризуется гемосидерозом. Если количество выпущенного гемоглобина выше, чем может связывать гаптоглобин (в особенности, при остром гемолизе снижается концентрация гаптоглобина в сыворотке (норма – 0,3-2 у. е.)), то возникает гемоглобинемия.

Избыточный гемоглобин проходит через клубочковый фильтр в канальцы почек – возникает гемосидеринурия (часть молекул гемоглобина захватывается клетками проксимальных канальцев и преобразуется в гемосидерин, который затем высвобождается в мочу). Вследствие осаждения гемоглобина развивается повреждение почек.

Причины внутрисосудистого разрушения эритроцитов

Гемолиз эритроцитов in vivo происходит в сосудистой системе человека – имеет место внутрисосудистый гемолиз. Освобожденный гемоглобин создает комплексы с белком плазмы – гаптоглобином. Он, в свою очередь, поглощается клетками ретикулярной системы, где распадается с формированием билирубина, который накапливается в печени и затем выводится из организма.

Внутрисосудистый гемолиз характеризуется неопределяемой концентрацией гаптоглобина, который сбалансирован комплексами с гемоглобином и повышенной концентрацией непрямого билирубина, который печень не успевает секретировать в достаточном количестве. Уровень калия не увеличивается, функционирующие почки успевают выделять его с мочой.

Причины гемолиза в кровеносных сосудах (внутрисосудистый гемолиз) могут быть следующими:

• гематологические заболевания: гемолитическая анемия, синдром диссеминированной внутрисосудистой коагулопатии;
• нарушение обмена веществ (заболевания печени);
• химические эффекты (гемолиз из-за приема лекарств);
• физические эффекты (искусственная замена клапана);
• ожоги;
• реакция после переливания крови;
• тяжелая инфекция.

Диагностика возможных причин

В диагностических целях применяется несколько методов.

Тест Кумбса

Тест Кумбса – это обнаружение антител к поверхностным антигенам эритроцитов. Антиглобулиновая сыворотка добавляется к отмытым эритроцитам пациента. Выпадение осадка указывает на наличие иммуноглобулинов или компонентов комплемента на эритроцитах.

Тест делится на 2 типа:

• прямой тест Кумбса (также называемый прямым антиглобулиновым тестом) – позволяет обнаруживать красные кровяные клетки, покрытые иммуноглобулинами и компонентами комплемента in vivo;
• непрямой тест Кумбса – позволяет обнаруживать антиэритроцитарные антитела, присутствующие в сыворотке крови или плазме пациента – имеет значение для лиц, которым неоднократно приходилось сдавать/принимать кровь.

Тесты осмотического сопротивления

С помощью этих тестов исследуется устойчивость клеток против низкого осмотического давления окружающей среды (т. е. минимальное осмотическое сопротивление – максимальное осмотическое сопротивление).

• Нормальные значения в среднем: 0,4% NaCl при минимальном и 0,3% NaCl при максимальном осмотическом сопротивлении.

Ферментный анализ эритроцитов

При отсутствии глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы происходит снижение восстановления глутатиона. Эритроциты (их мембрана) подвержены повреждениям от активных форм кислорода.

Тест Гама

Тест Гама – это диагностический тест (скрининг) для пароксизмальной ночной гемоглобинурии (НПГ). Эритроциты инкубируются в сыворотке, подкисленной до рН 6,2, кислая среда активирует комплемент и патологические эритроциты поддаются гемолизу.

Проточная цитометрия

В этом методе определяются белки, связанные с клеточной мембраной и участвующие в следующих процессах:

• защита от литических эффектов комплемента;
• 2 белка (MIRL и DAF) обозначаются в соответствии с теми антителами, с которыми специфически взаимодействуют, CD-55 и CD-59.

Влияние на результат анализа

Гемолиз может повлиять на определение анализа крови высвобождением веществ из эритроцитов в плазму или созданием аналитических помех.

Повышение концентрации в крови

С распадом эритроцитов в плазму проникают вещества, которые во внеклеточной жидкости имеют иное представление, чем во внутриклеточном содержании красных кровяных клеток. Эти вещества могут при определении анализируемого вещества в крови в значительной степени повлиять на результаты, т. к. их концентрация в эритроцитах в несколько раз выше, чем в плазме (сыворотке крови).

Разбавление плазмы

Содержание внутриклеточной жидкости клеток крови разбавляет концентрацию анализируемого вещества, содержащегося в плазме. Речь идет, в частности, о глюкозе, билирубине, Na и Cl.