劉邑陽，郝一文

(中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院輸血科，沈陽110001)

紅細(xì)胞是血液中細(xì)胞數(shù)量最多的一種細(xì)胞成分，其生理特性及病理改變對(duì)血流動(dòng)力學(xué)及血液流變學(xué)影響較大。正常生理情況下，紅細(xì)胞會(huì)發(fā)生適度聚集，具有維持正常血流動(dòng)力學(xué)、微循環(huán)灌注、縮小運(yùn)動(dòng)及組織血流增加時(shí)毛細(xì)血管血壓的變化、驅(qū)使血小板及粒細(xì)胞貼近血管內(nèi)皮運(yùn)動(dòng)以利于止血等生理意義[1-4]。但在某些病理情況下，紅細(xì)胞聚集則更嚴(yán)重，會(huì)出現(xiàn)形成緡錢狀小柱，由緡錢狀小柱形成網(wǎng)格狀的三維結(jié)構(gòu)，以及紅細(xì)胞雜亂無章形成緊密不規(guī)則團(tuán)塊狀等情況；這些聚集體需要更高的流速或更強(qiáng)的切應(yīng)力作用才能散開成較小的聚集體或根本無法消散，從而導(dǎo)致血流緩慢，甚至淤滯并可能發(fā)生血栓[5-8]。紅細(xì)胞聚集是指紅細(xì)胞形成聚集物的能力，紅細(xì)胞聚集性指在任何介質(zhì)中可測量的紅細(xì)胞聚集的速度、程度、強(qiáng)度；其常用于同一介質(zhì)中不同紅細(xì)胞群或亞群之間聚集的比較。聚集性是紅細(xì)胞的一種特性，它與紅細(xì)胞的變形性相同是維持血液流動(dòng)、血液黏度及發(fā)揮紅細(xì)胞氧氣運(yùn)輸功能的重要特性[8-11]?，F(xiàn)就紅細(xì)胞聚集性的影響因素及其臨床意義進(jìn)行綜述。

1 紅細(xì)胞聚集性的影響因素

1.1血漿因素 血漿中有纖維蛋白原、免疫球蛋白(immunoglobulin，Ig)G、IgM、C反應(yīng)蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白、結(jié)合珠蛋白、銅藍(lán)蛋白、白蛋白等。纖維蛋白原是最強(qiáng)的生理致聚劑，影響紅細(xì)胞聚集性的所有方面，如聚集大小、屈服應(yīng)力、紅細(xì)胞懸液的黏度、紅細(xì)胞沉降速度等。IgM、IgG、C反應(yīng)蛋白、結(jié)合珠蛋白對(duì)紅細(xì)胞聚集性影響的研究結(jié)論不一致，有學(xué)者認(rèn)為可以使紅細(xì)胞聚集性增強(qiáng)；有學(xué)者認(rèn)為對(duì)紅細(xì)胞聚集性無影響作用[9-10]。白蛋白對(duì)紅細(xì)胞聚集性的研究結(jié)果也不統(tǒng)一，有學(xué)者認(rèn)為白蛋白可使紅細(xì)胞聚集性增強(qiáng)，而有學(xué)者認(rèn)為白蛋白使紅細(xì)胞聚集性減弱，還有學(xué)者認(rèn)為白蛋白對(duì)紅細(xì)胞聚集性無影響[11-12]。

影響紅細(xì)胞聚集性的不僅包括血漿蛋白，也包括血漿中正常情況下沒有的聚合物及大分子物質(zhì)(polyhemoglobin、明膠、右旋糖酐、Ficoll、聚蔗糖、淀粉、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮等)。同一種大分子物質(zhì)，相對(duì)高分子量引起紅細(xì)胞聚集，低分子量對(duì)聚集物影響小或抑制聚集，如右旋糖酐分子量為40 000以上能引起紅細(xì)胞聚集，分子量約為500 000時(shí)發(fā)生最佳或最大聚集；然而，分子量-聚集關(guān)系不總是有效，分子量為60 000葡聚糖與分子量為18 500聚乙二醇強(qiáng)烈聚集紅細(xì)胞，但分子量為40 000葡聚糖及分子量為7 500聚乙二醇添加至血漿中則抑制紅細(xì)胞聚集[9-12]。另外，血漿中麻醉劑也能改變紅細(xì)胞聚集性，低濃度普魯卡因不能增強(qiáng)紅細(xì)胞聚集，而高濃度能增強(qiáng)紅細(xì)胞聚集[13]。

微聚體是各種細(xì)胞成分(紅細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞等)在活化或程序性細(xì)胞死亡過程中產(chǎn)生并釋放于外周血的小囊泡，其中由紅細(xì)胞釋放的稱為紅細(xì)胞微粒。微粒膜上含有大量負(fù)電荷磷脂酰乙醇胺及磷脂酰絲氨酸，磷脂酰絲氨酸增強(qiáng)紅細(xì)胞聚集性的機(jī)制包括：磷脂酰絲氨酸可以與凝血因子上帶正電的γ羧基谷氨酸結(jié)合；磷脂酰絲氨酸是最有效的組織因子啟動(dòng)劑，其能給凝血酶原酶和酶復(fù)合物提供結(jié)合位點(diǎn)，活化內(nèi)外源凝血；無論是紅細(xì)胞膜暴露的磷脂酰絲氨酸還是凝血啟動(dòng)均會(huì)增強(qiáng)紅細(xì)胞的聚集性而參與血栓的形成[14-16]?；颊吣懝檀妓礁?、血糖高、體內(nèi)pH值和體溫降低均會(huì)增強(qiáng)紅細(xì)胞聚集，導(dǎo)致血液黏滯度增高，特別是在患者微循環(huán)障礙時(shí)，酸中毒及低體溫會(huì)因?yàn)榧t細(xì)胞聚集增強(qiáng)導(dǎo)致微循環(huán)灌注的進(jìn)一步降低[17-20]。

1.2細(xì)胞因素 絕大多數(shù)影響紅細(xì)胞聚集性的研究主要集中于蛋白或多聚物類型以及濃度對(duì)紅細(xì)胞聚集性的影響，較少關(guān)注細(xì)胞因素對(duì)聚集性的影響。影響紅細(xì)胞聚集性的細(xì)胞因素主要包括以下方面。

1.2.1血細(xì)胞比容(hematocrit，HCT) HCT是指紅細(xì)胞占全血容積的百分比，HCT增高，表示紅細(xì)胞數(shù)量增多或血漿容量減少。聚集始于紅細(xì)胞的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)所致的密切接觸，因?yàn)榧?xì)胞必須接觸才能形成聚集，HCT太低會(huì)妨礙細(xì)胞接觸形成聚集；每單位容積紅細(xì)胞數(shù)量隨著HCT增加，密切接觸的頻率增加，紅細(xì)胞聚集進(jìn)程加快，因此HCT是體內(nèi)影響紅細(xì)胞聚集性的一個(gè)重要決定因子[21]。

1.2.2紅細(xì)胞沉降速度 在生理或病理情況下，紅細(xì)胞沉降速度是不同的。沉降速度加快，聚集程度加大，沉降速度決定了聚集程度，正常妊娠婦女紅細(xì)胞沉降速度增加，其聚集傾向也增強(qiáng)；但在某些病理情況下，如急性炎癥、風(fēng)濕病活動(dòng)期、活動(dòng)性結(jié)核病、嚴(yán)重貧血、惡性腫瘤等紅細(xì)胞聚集增強(qiáng)[22]。

1.2.3紅細(xì)胞年齡 正常人紅細(xì)胞生存時(shí)間為120 d，生存時(shí)間不同，細(xì)胞年齡不同。年老的細(xì)胞密度較大，而年輕細(xì)胞其密度較小。在利用密度分離法分離出的不同密度的紅細(xì)胞懸浮子自體血漿中，紅細(xì)胞表現(xiàn)出不同程度的聚集性，年老的紅細(xì)胞較年輕紅細(xì)胞表現(xiàn)出更大的聚集性[23]。有學(xué)者測試了自體血漿中不同年齡紅細(xì)胞的聚集情況，觀察到10%密度最大細(xì)胞是10%密度最小細(xì)胞聚集指數(shù)的2倍，而介于兩者之間密度的細(xì)胞聚集率則介于上述兩者聚集率之間[23-24]。

1.2.4個(gè)體差異 每個(gè)個(gè)體的紅細(xì)胞聚集性差異很大。有學(xué)者將不同成人紅細(xì)胞懸浮在自體血漿、或分子量為70 000的右旋糖酐、濃度為22 mol/L的磷酸鹽緩沖液中，所有懸液制備的HCT一致，使用紅細(xì)胞聚集儀對(duì)不同成人紅細(xì)胞聚集性進(jìn)行測定，結(jié)果顯示，不同正常個(gè)體紅細(xì)胞聚集性顯著不同，在葡聚糖介質(zhì)中不同個(gè)體紅細(xì)胞聚集程度的差別超過2倍，而在血漿中的差別在5倍以上[25]。這表明，有一些內(nèi)在的紅細(xì)胞特異因素控制紅細(xì)胞聚集性，而這些因素在每個(gè)個(gè)體又顯著不同，從而導(dǎo)致不同個(gè)體紅細(xì)胞聚集性的差異，這種差異與紅細(xì)胞體積變化、變形性及紅細(xì)胞表面的IgG水平無關(guān)。紅細(xì)胞膜表面唾液酸殘基攜帶負(fù)電荷，電荷排斥力推動(dòng)紅細(xì)胞彼此分開，這種力能抑制聚集形成，年老紅細(xì)胞表面唾液酸殘基所帶負(fù)電荷減少，從而導(dǎo)致細(xì)胞之間排斥力減小[25-26]。至于血漿中更為顯著的差別變化，不排除每個(gè)人血漿蛋白的不同，特別是不同濃度纖維蛋白原所發(fā)揮的促聚集作用。

1.2.5紅細(xì)胞形狀 正常成熟的紅細(xì)胞直徑為6～8 μm，呈現(xiàn)一種中間薄、邊緣稍厚的兩面雙凹圓盤狀，這種形狀可以最大限度地從周圍攝取氧氣；另外，它還具有柔韌性，這使得它可以通過毛細(xì)血管；同時(shí)由于這種特別的形狀和體積較小，所以表面積對(duì)體積的比值較大，使氧氣以及二氧化碳能夠快速地滲透細(xì)胞內(nèi)外[11]。紅細(xì)胞這種生理形狀對(duì)于緡錢狀凝集是一個(gè)重要特性，任何對(duì)這種正常雙凹圓盤狀形狀的偏離都會(huì)導(dǎo)致正常聚集行為的偏離。即使由于滲透壓導(dǎo)致紅細(xì)胞形狀輕微變化或自由基攻擊均可能嚴(yán)重影響紅細(xì)胞聚集。橢圓形紅細(xì)胞幾乎沒有聚集，細(xì)胞變圓且表面有鋸齒狀變化的紅細(xì)胞聚集也顯著減少或不能發(fā)生聚集[27]。

1.2.6其他物質(zhì)對(duì)紅細(xì)胞膜的修飾作用 研究人員用唾液苷酶處理紅細(xì)胞來移除膜結(jié)合唾液酸，不僅減小膜電荷密度，還極大增加了紅細(xì)胞聚集性[28]，類似結(jié)果也得到其他研究人員的研究證實(shí)。有研究者對(duì)按年齡分離的紅細(xì)胞繼續(xù)使用唾液苷酶研究紅細(xì)胞聚集性，結(jié)果表明，唾液苷酶減少了紅細(xì)胞在血漿中的聚集，但顯著增加了在分子量為70 000、濃度為3.0 g/L右旋糖酐溶液中的聚集；他們還發(fā)現(xiàn)唾液苷酶并不能顯著改變年輕與年老細(xì)胞在血漿或右旋糖酐溶液中的聚集率；此外，研究人員還研究了不同蛋白酶(包括糜蛋白酶、胰蛋白酶、菠蘿酶及唾液苷酶)對(duì)唾液酸殘基負(fù)電荷的影響，結(jié)果表明，經(jīng)過酶處理的紅細(xì)胞在分子量為40 000及70 000葡聚糖中的細(xì)胞聚集增加，并認(rèn)為菠蘿酶是最有效的，而糜蛋白酶及胰蛋白酶對(duì)纖維蛋白溶液中紅細(xì)胞的聚集影響較小，唾液苷酶則中等程度增加紅細(xì)胞的聚集[28-29]。

1.2.7紅細(xì)胞變形性 血液流變學(xué)是影響微循環(huán)的重要因素之一，紅細(xì)胞是血液中數(shù)量最多的有形成分，其變形性對(duì)全血的流變學(xué)特性有較大影響，而紅細(xì)胞的幾何形狀是影響紅細(xì)胞變形性的主要因素之一。紅細(xì)胞的幾何形狀主要由表面積/體積比值決定，表面積/體積比值越大，細(xì)胞變形能力越強(qiáng)；表面積/體積比值越小，細(xì)胞變形能力越弱。高滲可使水分移出細(xì)胞，導(dǎo)致紅細(xì)胞膜皺縮，形成不規(guī)則表面，致使紅細(xì)胞的有效體積增加，紅細(xì)胞的變形能力隨之下降；另外，細(xì)胞膜是由磷脂雙分子層及骨架蛋白組成，脂質(zhì)雙分子層的流動(dòng)性決定了膜的黏彈性，膜的組成及結(jié)構(gòu)發(fā)生變化(細(xì)胞膜表面的膽固醇及磷脂酰絲氨酸水平升高、細(xì)胞膜過氧化而導(dǎo)致脂類及蛋白組成和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化等)均影響紅細(xì)胞變形性[30-31]。高血壓、高血脂、高血糖情況下，紅細(xì)胞變形性異常，紅細(xì)胞變形性降低，也直接影響紅細(xì)胞聚集性[32-34]。

1.2.8紅細(xì)胞膜的氧化損傷 紅細(xì)胞膜是一種鑲嵌球型膜蛋白的脂類雙分子層液態(tài)二維模型，具有流動(dòng)性。當(dāng)細(xì)胞本身抗氧化機(jī)制不足以對(duì)抗外來或本身產(chǎn)生的自由基物質(zhì)時(shí)，膜蛋白或不飽和脂肪酸發(fā)生氧化反應(yīng)，膜脂質(zhì)過氧化導(dǎo)致細(xì)胞膜的流動(dòng)性下降，硬度增加，紅細(xì)胞的聚集性增強(qiáng)；紅細(xì)胞聚集性增強(qiáng)與紅細(xì)胞膜表面某些特定位點(diǎn)被氧化后與高分子物質(zhì)結(jié)合的能力增強(qiáng)有關(guān)，也與蛋白質(zhì)自身結(jié)構(gòu)及膜骨架結(jié)構(gòu)改變有關(guān)[35]。紅細(xì)胞膜氧化后，細(xì)胞膜中骨架蛋白被氧化，骨架蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及伸展性降低，細(xì)胞變形性隨之降低；骨架蛋白被氧化后，某些蛋白聚集增加，紅細(xì)胞異形率增加，出現(xiàn)棘形、球形、類球形、口形等改變，通過降低紅細(xì)胞變形性而增加紅細(xì)胞聚集性[35-36]。

1.2.9血流改變 剪切力大小直接影響紅細(xì)胞聚集性，剪切力越大，紅細(xì)胞越不易聚集，即剪切力強(qiáng)度與紅細(xì)胞聚集性呈負(fù)相關(guān)。動(dòng)脈系統(tǒng)剪切力大，紅細(xì)胞不容易發(fā)生聚集。正常人體內(nèi)血流切變率下降到4.6/s，或剪切力低于50/s或2 dyn/cm2時(shí)，紅細(xì)胞會(huì)發(fā)生聚集；毛細(xì)血管后靜脈至小靜脈的切變率較低，是紅細(xì)胞聚集的好發(fā)部位，但剪切力增大可以使輕、中度聚集解散，然而在病理情況下，較大的細(xì)胞與細(xì)胞之間存在吸引力分子，或紅細(xì)胞懸浮于某種大分子多聚物中時(shí)，就需要較高剪切力來消散聚集[37]。低血壓或休克血管收縮或閉塞時(shí)，微血管中剪切力降低可引起紅細(xì)胞首先在毛細(xì)血管后靜脈中出現(xiàn)聚集，隨著血流進(jìn)一步減慢， 供氧減少，酸性產(chǎn)物潴留，引起局部毛細(xì)血管通透性增高，血液濃縮，血液黏度進(jìn)一步增加，血流阻力增加，紅細(xì)胞的聚集將更為嚴(yán)重，甚至導(dǎo)致靜脈血栓發(fā)生，使休克進(jìn)一步惡化，從而形成惡性循環(huán)，若剪切力為0，如左心力衰竭或右心力衰竭時(shí)，紅細(xì)胞聚集可以達(dá)到最高峰[38-39]。

1.3生理及病理因素 受外界因素、疾病、同一種疾病不同類型、疾病發(fā)展過程不同階段等的影響，紅細(xì)胞聚集性也不同。如在高海拔、妊娠、心腦血管疾病中，紅細(xì)胞聚集性增高；與繼發(fā)性高血壓相比，原發(fā)性高血壓腦梗死及腦卒中急性期的紅細(xì)胞聚集性更強(qiáng)；惡性腫瘤、圍手術(shù)期、創(chuàng)傷、炎癥、感染、膿毒癥及膿毒性休克、糖尿病等病理性因素均會(huì)影響紅細(xì)胞聚集性[40-41]。

2 紅細(xì)胞聚集性的生理與病理意義

2.1生理意義 紅細(xì)胞聚集是大血管血流中低剪切率下的血液黏滯度的主要決定因素。紅細(xì)胞聚集增加導(dǎo)致血液黏滯度增加，因此血流阻力增加，當(dāng)聚集紅細(xì)胞到達(dá)微循環(huán)及進(jìn)入毛細(xì)血管時(shí)，在動(dòng)脈血管內(nèi)紅細(xì)胞聚集必須消散；增加的紅細(xì)胞聚集導(dǎo)致解聚的能量增加，因此血流阻力增加，紅細(xì)胞聚集性有利于維持動(dòng)脈血壓；紅細(xì)胞軸線運(yùn)動(dòng)及液相分離的另一個(gè)結(jié)果導(dǎo)致微血管中的HCT較低，主要由于血漿撇清及Fahraeus效應(yīng)，紅細(xì)胞聚集導(dǎo)致微血管的HCT減少，從而減小血流阻力，有助于微循環(huán)灌注[42]。

紅細(xì)胞適度聚集可有助于縮小運(yùn)動(dòng)增加時(shí)組織血流毛細(xì)血管血壓的變化：毛細(xì)血管血壓由前-后阻力比值決定(微動(dòng)脈是前阻力血管，微靜脈是后阻力血管)，前-后阻力比值降低，毛細(xì)血管血壓升高；運(yùn)動(dòng)增加的組織代謝使小動(dòng)脈血管舒張，毛細(xì)血管前阻力下降，前-后阻力比值降低，使毛細(xì)血管血壓有升高趨勢；因?yàn)榧t細(xì)胞的適度聚集，血液黏滯度隨著血流及剪切率升高而降低，毛細(xì)血管后阻力(靜脈阻力)趨于下降，前-后阻力比值恢復(fù)正常，毛細(xì)血管血壓趨于正常，因此紅細(xì)胞的適度聚集可使毛細(xì)血管血壓受運(yùn)動(dòng)的影響較小[43]。

2.2病理意義 血管壁內(nèi)側(cè)面的剪切力是影響內(nèi)皮細(xì)胞一氧化氮合成的重要因素。增強(qiáng)的紅細(xì)胞聚集引起紅細(xì)胞沿著血管中軸運(yùn)動(dòng)，而靠近血管壁的血液成分缺乏紅細(xì)胞，靠近血管壁缺乏細(xì)胞血流區(qū)的形成導(dǎo)致對(duì)血管內(nèi)皮施加的壁面剪切力較低，反過來影響血管內(nèi)皮功能，包括一氧化氮合成；增加的紅細(xì)胞聚集導(dǎo)致血管內(nèi)皮一氧化氮合成減少，血管收縮緊張度和血流阻力增加；利用poloxamer包裹紅細(xì)胞增強(qiáng)紅細(xì)胞聚集在兔動(dòng)物模型上觀察到骨骼肌一氧化氮合酶顯著下調(diào)[44]。

增加的聚集強(qiáng)度被認(rèn)為干擾了血液到達(dá)毛細(xì)血管時(shí)在小動(dòng)脈內(nèi)的解聚，有增加血流阻力的趨勢；聚集時(shí)程的改變將主要影響后毛細(xì)血管靜脈，因此影響靜脈血管阻力，進(jìn)而影響微循環(huán)灌注[45]。紅細(xì)胞聚集的大小應(yīng)被看作決定組織灌注是被促進(jìn)或損害的一個(gè)因素，在病理情況下紅細(xì)胞聚集特性改變可能導(dǎo)致組織灌注損害，而在生理限度的聚集可能促進(jìn)灌注。

3 小 結(jié)

紅細(xì)胞聚集性增強(qiáng)的病理情況(心腦血管疾病、嚴(yán)重感染或炎癥、惡性腫瘤、妊娠、創(chuàng)傷或手術(shù)、糖尿病等)容易形成靜脈血栓栓塞癥(深靜脈血栓及肺栓塞)，導(dǎo)致患者不良預(yù)后或死亡，因此靜脈血栓栓塞癥的預(yù)防非常重要[46-48]。對(duì)于有生理及病理情況的患者，在手術(shù)、藥物治療、輸血等治療措施前應(yīng)進(jìn)行紅細(xì)胞聚集性等血液流變學(xué)特性的檢測，而對(duì)于紅細(xì)胞聚集性顯著增強(qiáng)的患者，在應(yīng)用大分子擴(kuò)容劑、較高濃度的麻醉劑、大量輸血，特別是輸注凝血血液成分時(shí)需注意預(yù)防血栓的形成。