Eritrosit Sedimantasyon Hızı: Tıbbi Bağlamda Fizik Odaklı Bir Karakterizasyon

Summary

Eritrosit sedimantasyon hızı (ESR), rutin sağlık kontrollerinde ve tıbbi tanıda sıklıkla kullanılan fiziksel bir parametredir. Modern kolloidal bilgiye dayanarak, tüm sedimantasyon eğrisinden fiziksel olarak anlamlı parametrelerin çıkarılmasına izin veren teorik bir model yakın zamanda geliştirilmiştir. Burada, ESR’yi zaman içinde otomatik olarak toplamak ve bu son modelin parametrelerini bu otomatik veri koleksiyonundan çıkarmak için bir protokol sunuyoruz. Bu rafine parametrelerin tıbbi tanıklığı da iyileştirmesi muhtemeldir.

Abstract

Eritrosit (veya kırmızı kan hücresi) sedimantasyon hızı (ESR), rutin sağlık kontrollerinde ve tıbbi tanıda sıklıkla kullanılan fiziksel olarak türetilmiş bir kan parametresidir. Örneğin, inflamasyon durumunda, fibrinojen ve diğer plazma proteinlerindeki ilişkili artış nedeniyle daha yüksek bir ESR gözlenir. Bu artışın, fibrinojen artışının neden olduğu daha büyük kırmızı kan hücreleri (RBC’ler) agregalarının oluşumundan kaynaklandığına inanılıyordu. Gerçekten de, fibrinojen, RBC’lerin ajan besleyici bir agregasyonudur ve Stokes rejiminde, kan-daha büyük agregalarda daha hızlı tortu gözlendiği varsayılmaktadır. Bununla birlikte, bu hipoteze dayanan tüm ESR ölçüm modelleri, başka hiçbir sistemde gerekli olmayan daha spesifik fiziksel varsayımlar gerektirir. Ayrıca, kolloidal süspansiyonlar alanındaki modern çalışmalar, çekici parçacıkların sızan agregalar (yani kap kadar geniş agregalar) oluşturduğunu ortaya koymuştur. Bu kolloidlerin çökelmesi daha sonra “kolloidal jel çökmesi” olarak adlandırılan bir şeyi takip eder. Son zamanlarda, RBC’lerin aslında aynı davranışı izlediği gösterilmiştir. Bu hipotez aynı zamanda, sağlam ve fiziksel olarak anlamlı tanımlayıcıların çıkarılabileceği RBC’lerin çökeltme eğrisini verimli ve analitik olarak modellemeye izin verir. Bu makalede, böyle bir analizin nasıl yapılacağı açıklanmakta ve bu yaklaşımın faydaları tartışılmaktadır.

Introduction

Eritrosit sedimantasyon hızı (ESR), yirminci yüzyılda kanıta dayalı tıpta resmen tanıtılan tıbbi bir in vitro klinik araçtır 1,2,3,4. Şu anda dünya çapında spesifik olmayan bir enflamatuar test olarak veya bazı spesifik koşulların evrimini izlemek için kullanılmaktadır 5,6,7,8. Bu esas olarak fibrinojen konsantrasyonundaki bir artıştan kaynaklanmaktadır, aynı zamanda IgM 1,9,10,11 gibi diğer plazma bileşenlerinde de bir artışa bağlıdır. Mevcut Westergren standart protokolüne göre, ESR değerleri, hücresiz plazma tabakasının belirli bir zaman noktasında (30 dakika veya 1 saat) tipik bir 20 cm’lik dikey bir tüpü^istirahatte dikey olarak bıraktıktan sonra ölçümü olarak bildirilmektedir. Bununla birlikte, bu ölçüm yöntemi, maksimum çökelme hızı^13’e ulaşmadan önce bir gecikme de dahil olmak üzere, çökeltme işleminde niteliksel olarak farklı aşamalar bildirildiği için eleştirilmiştir. Bu gecikme, sağlıklı örneklerin yaklaşık yarısında 1 saatten fazla sürer¹⁴. Bu fazdaki hız, çökeltme^15’in ikinci, daha hızlı fazından farklı bir ölçeklemeye uyar. Okumayı ilk saat boyunca ortalama yerleşme hızıyla sınırlamak, daha sonra farklı bireyler arasındaki çeşitli kan özelliklerinin farklı bir karışımını karşılaştırır.

Dahası, son zamanlarda bu protokolün arkasındaki olağan teorik düşüncelerin hatalı^{olduğu gösterilmiştir 16,17,18}. Fizyolojik hematokritte (yaklaşık% 25’in üzerinde), kırmızı kan hücreleri (RBC’ler) ayrı agregalar olarak değil, genellikle bahsedilen Stokes sedimantasyonu 16,17’den farklı bir fiziksel denklem kümesine uyan, sürekli, sözde sızan, RBC’ler ^17,18 ağı olarak çökelir. Sedimantasyonun (tüm eğri) zaman çözümlü ölçümlerine dayanan fiziksel bir tanımlamanın göz önünde bulundurulmasının, bazı yeni tıbbi bağlamlarda daha sağlam olduğu gösterilmiştir^19,20. Dahası, bu ölçümler, hücre şekillerinin değiştirildiği patolojilerde ESR’yi değiştiren fiziksel mekanizmalara ışık tutmak için kullanılabilir^19,20. Ek olarak, yavaş bir ESR, nöroakantositoz sendromlu hastaların bir kohortunun ölçümlerinde belirtildiği gibi yararlı bir tıbbi yoruma sahip olabilir^19,20. Bu makale, tüm ESR kinetiğine dayanarak, fiziksel olarak anlamlı parametrelerin ölçümünün pratik olarak nasıl uygulanacağını gözden geçirmektedir. Daha doğrusu, burada sunulan yöntem, donörün hematokritinin etkisini göz önünde bulundurmak için değeri düzeltilebilen maksimum sedimantasyon hızı _Um’yi çıkarır^16,17. Bu parametre geleneksel ölçüm 16,17,19,20’den daha doğru ve dolayısıyla daha güvenilirdir.

Ek olarak, bazı temel araştırmalarda, belirli bir hastanın inflamasyon durumunu izlemek yerine, hematokritin ESR 21,22,23 üzerindeki etkisini dışlamak veya RBC’lerin modifiye edilmiş bir ESR^{19,20,24,25’teki} rolünü araştırmak ilginçtir farklı bağışçılar arasında. Hastalardan doğrudan tam kan örneği olmayan örnekleri karşılaştırmak yararlı olabilir. Bu nedenle, RBC’lerin otolog plazmada veya plazma ikame maddesinde kontrollü bir hematokrit ile yeniden askıya alınması, ESR ölçümünün ilk adımı olarak kullanılabilir. Örneğin, fosfat tamponlu salin (PBS) içinde 55 mg / mL konsantrasyona sahip Dextran 70 kDa çözeltileri, sağlıklı hücreler için kontrol aralığında bir çökeltme aralığı üretir¹⁹. Bu makale aynı zamanda bu tür adımların nasıl yürütülmesi gerektiğini ve sunulan analizin bu durumlarda da geçerli olduğunu göstermektedir.

Protocol

Kan örneği toplama ve deneyler “Ärztekammer des Saarlandes”, etik votum 51/18 tarafından onaylandı ve Helsinki Deklarasyonu’na göre bilgilendirilmiş onam alındıktan sonra gerçekleştirildi. Westergren tüplerinde etilendiamintetraasetik asit (EDTA)-antikoagüle kan (standart EDTA konsantrasyonu 1.6 mg/mL kan, Avrupa normu NF EN ISO 6710) ile standart ölçümler yapılmalıdır. Westergren tüpünü doldurmak için gereken hacim üreticiye bağlıdır (alt parçalar bazen daha geniş bir rezervuar içerdiğinde…

Representative Results

Doğru şekilde elde edilen bir görüntü dizisine örnek olarak Ek Film 1 (MovieS1.avi) verilebilir. Şekil 2’de çeşitli koşullar için modelin bir dizi karakteristik uyumu gösterilmiştir. Fibrinojen konsantrasyonu, serumda hiç fibrinojen olmadığı varsayılarak, plazma Fib0’daki fibrinojen konsantrasyonundan belirlendi. Bu nedenle, Fib = C Fib0, burada C, plazma-serum karışımındaki plazma hacim fraksiyonudur. <e…

Discussion

Otomatik protokolün verimli çalışması için, net bir arka plana ve uygun aydınlatmaya sahip olmak önemlidir. Koyu bir arka plan, verimli bir ikilileştirme eşiğinin varlığını engelleyebilir. Genellikle zamanla ortaya çıkan (artan) bazı hemolizli örnekler için, önce seçilen binarizasyon eşiğinin hem ilk hem de son resimler için uygun olduğunu doğrulamak önemlidir.

Resmin ikilileştirme süreci söz konusu olduğunda, YG ve ikilileştirme eşiğinin seçimi en hassas ad…

Materials

Anticoagulant (EDTA or Heparin) tube (for blood sample)	SARSTEDT	267001 or 265	Anticoagulated blood sample to characterize
Camera EOS M50	Canon	Kit EF-M18-150 IS STM	Any camera should work, provided that sector alimentation, connection to computer for automated shooting and adapted objective are available
Centrifuge	HERMLE	302.00 V03 – Z 36 HK	Requirements: at least 3000 x g ofr 7 min.
Micro-centrifuge	MLW	TH21	or any other way to determine the hematocrit
Micro-hematocrit capilaries	Fisher scientific	11884040	or other capillaries/containers for hematocrit determination
Phosphate Buffered Saline (PBS)	ThermoFisher	10010023	1x PBS, pH 7.4, 298 Osm
Pipettes (e.g. positive displacement pipette)	Gilson	FD10006	Pipette required to manipulate blood and/or packed cells.Other models are of course suitable, but be careful to treat blood and pakced cells as highly viscous fluids.
Wax sealing plate	Hirschmann	9120101	Sealing wax for the micro-hematocrit capillaries
Westergren tubes	Praxindo	A9244560	Any other standard Wetsergren tube should work too
White background with illumination	/	/	White sheet(s) of paper behind the samples, with usual room light is perfcetly sufficient.