综述:红细胞同种聚集(缗钱状形成)的机制和生物学意义:细胞和大分子中水的温度依赖性熵释放

【字体: 时间:2025年05月28日 来源:BioSystems 2.0

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  本文围绕红细胞沉降率(ESR)展开,探讨红细胞聚集(缗钱状形成)机制,涉及血清蛋白变化、结合水熵释放等,关联感染(如 COVID-19)及免疫应答,还讨论其在区分自身与非自身蛋白等方面的生物学意义。

  

ESR 高在感染中


红细胞沉降率(ESR)测试如同温度计,是疾病(尤其是感染)的非特异性指标,常与免疫反应(抗体形成、白细胞增多)相关,某些蛋白质(包括 “急性期蛋白”)浓度变化会使单个红细胞(RBC)失去 “悬浮稳定性” 并形成聚集体(“堆”)。

F?hraeus 和四种体液


F?hraeus 接受过古典教育,知晓古希腊四种体液假说,其中三种与颜色明显相关,第四种白色 “粘液” 与疾病关联,古代通过放血帮病人排出粘液,他对这种做法的起源表示疑惑并进行推测。

体内 ESR 测试


与抗体介导的聚集不同,细胞间连接较弱,通常在生病者流动的血液中不会形成稳定的缗钱状聚集体。体外测试时,将新鲜血液柱置于垂直玻璃管中静止,测量缗钱状聚集体沉降后上层血浆层长度,为防止血液接触外部表面快速凝固,需进行枸橼酸化处理。F?hraeus 对该现象在体内的情况进行了预测。

流行病


从定义上讲,流行病中感染常见且可能很严重,COVID-19 感染者的 ESR 会升高,尸检时可能会发现纤维蛋白凝块。近期疫情期间,人们对不明原因的 “超额死亡” 表示担忧,部分原因可能包括未识别的降低血压的神秘因素以及血管的意外扩散。

结合水的熵释放


对于血清引起的 ESR 值变化,可能的解释较为复杂,F?hraeus 认为 “红细胞表面层脱水可能是主要因素”。当时,化学家及物理学家主要从 “熵” 的角度讨论大分子(如白蛋白)表面弱结合水分子的释放,F?hraeus 在其研究中未使用该术语,但相关研究涉及这一理论。

广泛影响:聚集压力集合


在 F?hraeus 时代,血液抗体尚未经化学表征,其活性常通过功能(如血凝素、抗毒素)描述。他在论文中提出,这种明显且常见的血液变化必然伴随重要的生理和病理后果,推测血浆的聚集促进特性体现了一种更广泛的现象。

发热、熵与 F?hraeus 效应


将血液收集到合适容器并在各种条件下观察的技术已存在数百年,F?hraeus 遗憾地指出,ESR 问题的研究曾有中断,已取得的成果完全被遗忘。自他之后,该主题的各个方面被纳入不同学科领域(如临床医生、流变学家),不同领域人员因使命不同对该主题的关注和研究也有所不同。

结论


基于先前的 ESR 研究,从 “聚集压力” 集合的角度探讨了大分子和整个细胞从其表面保留或释放水分子的能力。根据相对浓度,大分子和细胞在不同程度上既对总聚集压力有贡献,也会受到总聚集压力的作用,该假设进行了相应预测。

未引用参考文献


Atha 和 Ingham,1981。

披露


作者声明无利益冲突。《英国医学杂志公共卫生》对 Mostert 等人 2024 年的研究发表了 “关注声明”。

数据可用性声明


如图例所述,图来自先前研究。

写作过程中生成式 AI 和 AI 辅助技术声明


未使用这些技术。

资金


本文准备未接受外部资金,作者作品的资金来源在相应参考文献中有详细说明。

利益冲突声明


作者声明无利益冲突。

致谢


James F. Mowbray 鼓励研究抗体以外的免疫血清因子,在关键阶段与 Peter M. Ford 的合作非常重要。作者的免疫学和生物历史网页由女王大学和互联网档案馆 Wayback Machine 托管,Qeios 托管预印本。
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