Spettroscopia dielettrica per la caratterizzazione morfologica di eritrociti umani

Introduzione 1 Introduzione Negli ultimi anni la spettroscopia dielettrica si è rivelata un mezzo di fondamentale importanza in differenti applicazioni biomediche. La biocompatibilità dei materiali, l’ingegneria tissutale [Bagnanchi et al.; 2004], la caratterizzazione dell’ematocrito [Treo et al.; 2005] e la individuazione di tessuti tumorali tramite la tecnica di imaging a microonde [Fear et al.: 20003] sono solo alcuni degli ambienti di applicazione di tale tecnica. La combinazione della misura di costante dielettrica di sospensioni cellulari unita all’applicazione inversa della teoria delle misture (EMT), ha permesso l’estrazione di importanti informazioni riguardanti il campione biologico: la struttura cellulare e le modifiche a cui essa và incontro a causa dell’azione di fattori esterni [Boninconto et al.; 2004]. Gli eritrociti umani sono particolarmente adatti a testare la sensibilità della tecnica proposta per la loro deformabilità e la loro capacità di assumere forme e dimensioni differenti al variare della natura e delle caratteristiche chimiche (pH, osmolarità) del mezzo disperdente. Normalmente a pH 7.4 ed osmolarità di mOsmol/kg 1 i globuli rossi presentano una caratteristica forma a disco biconcavo. La diminuzione della osmolarità del mezzo esterno causa il rigonfiamento (sweelling) della cellula mentre l’incremento della osmolarità determina l’effetto esattamente opposto portando il sistema ad assumere un profilo schiacciato. Alla vista di quanto detto si può capire quanto interessanti possono essere in ambito ematologico i risultati conseguiti dalla spettroscopia dielettrica soprattutto se si pensa che alterazioni morfologiche delle cellule del sangue sono il primo indicatore di malattie a danno del sistema emo-poietico quali anemia, talassemia ma anche di ipotiroidismo e di patologie renali ed epatiche [Lee; 1999]. Le alterazioni degli eritrociti possono riguardare la loro forma ed il loro volume (la presenza di una variabilità nelle dimensioni e nella forma sono definite rispettivamente anisocitosi e poichilocitosi). 1 Per osmolalità si intende quindi il numero di osmoli per kilogrammo di acqua (mosmol/Kg): il volume totale sarà pertanto composto da un litro di acqua più il piccolo volume occupato dai soluti. Il termine è spesso confuso con osmolarità (osmoli per litro di soluzione), peraltro con differenza trascurabile.