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红细胞与微循环

红细胞是悬浮于血浆中数量最多的固体颗粒,也是血液流动阻力的最重要成因,故血液粘度很大程度上取于红细胞的改变,包括数量、大小、形态、变形性和聚集性等变化。任何原因只要影响到上述一个或一个以上的因素,都足以使血液粘度显著增高,出现明显的血液流变性障碍。   

 1、红细胞比容增高:人们很早就认识到,血液粘度与红细胞比容间有着密切的关系,血液粘度随比容增高而升高,但两者间并非简单的正比关系,实验表明,在低红细胞比容范围,血液粘度随比容按指数关系增高,在高比容范围,按对数关系增高。冠心病、糖尿病、高血压及肺心病患者红细胞比容均有一定程度增高,这种增高属代偿性的。可以通过多携带氧来改善组织的慢性缺氧状态,但实际效果并不理想。红细胞比容轻度增加可使血液粘度显著升高,在灌注压不变的情况下,血流速度将减慢,流量减少,最终又导致氧运输量减少。因此,应寻求比容和粘度这两个因素的最适宜配合,也即运送氧的最佳比容。事实上,最佳比容是比容与粘度比值最大时的比容,此时,氧的其际运输量最大。人的正常红细胞比容为40%-50%,而最佳比容为30%-35%,这十点也正是血液稀释疗法能应用于临床的流变学原理。许多病理情况下,如休克、脱水、发热及烧伤等,红细胞绝对量增加并不明显,但由于水分的丢失或血浆外渗使血液浓缩,红细胞比容相对增高,这种情况下,血液粘度仍可显著升高。此外,红细胞数量相同的情况下,血液粘度与其大小和形态也有一定关系,当红细胞平均体积增大或形状不正常时,粘度则增高。如恶性或镰刀状贫血,这些患者因巨大或异形的红细胞使粘度增高,甚至抵消了因红细胞数量明显减少引起的粘度降低。   

2、红细胞变形性降低:红细胞变形性(deformability)是指在外力作用下,红细胞能很快地改变形状,而在外力撤消后又能很快复原的特性。血液流动时红细胞的变形是一种复杂的被动运动,流动的红细胞在切应力的作用下,不仅出现随流线拉长与取向而且还伴有旋转。红细胞旋转时,首先是膜在切应力作用下旋转,然后带动胞浆旋转,这酷似坦克车履带的运动方式,这种运动方式,使红细胞很容易变形而适应外部流场,减小红细胞对流场的干扰,从而使流动阻力降低。更为重要的是,红细胞在流经毛细血管时,还可以变为“弹头”、“蘑菇”或“哑铃”等形状,从而能很顺利地通过毛细血管,保证微循环的正常灌注。任何原因引起的红细胞变形性降低,都可导致血液粘度显著增高及微循环的严重障碍。有关红细胞变形性的研究是血液流变学范围内研究得最深入和最广泛的领域。红细胞变形性降低可由膜和胞浆的病理性改变而引起。

(1)红细胞膜的流动性和粘弹性降低:红细胞膜由脂质双层和蛋白骨架构成。生理情况下,膜上的磷酯多呈液胶状态,使膜具有良好的流动性;也是膜“履带式”千运动的基础。许多研究表明,膜的流动性主要有赖于脂双层中胆固醇与磷酯的正常忧值;当胆固醇与磷酯的比值增大时,膜的流动性降低,硬度增大,红细胞不易变形,冠心病、糖尿病、高血压及高脂血症等患者血胆固醇浓度明显增高,使红细胞膜胆固醇与磷酯比值增大,膜流动性降低,变形性减弱,这种变化是上述疾病时出现血液流变性障碍的原因之一。有资料显示红细胞膜ATP含量与膜流动性也有关系,认为休克过程中红细胞变形性降低可能与缺氧、能量代谢障碍导致ATP生成减少有关。还应指出,红细胞双凹圆盘样的形态及较大的膜表面积与体积比也是红细胞易变形的因素,这种特点使得红细胞变形时无需增加表面积,而由于膜的不可压缩性,使得任何以改变膜表面积而实现的变形都必须克服极大的阻力。因此,红细胞形态异常时,血液粘度显著升高,不仅仅是形态异常所引起的阻力增大,更为重要的是变形性的显著降低,因为这些异形红细胞必须通过增加膜表面积来实现其变形。红细胞膜的蛋白质骨架不仅使其能保持正常形态,而且也使流动性的膜兼有弹性,即粘弹性,膜的粘弹性对于红细胞在外力消除后能迅速复原是至关重要的。   

疾病或病理过程中红细胞变形性的降低,往往并非单一因素所致。如糖尿病时患者红细胞变形性显著降低,既有因pH降低、渗透压升高及异常糖化血红蛋白和山梨醇在细胞内蓄积所引起的内粘度增高;也有因胆固醇浓度增高,膜胆固醇与磷酯比值增大而引起的膜流动性降低,这些因素共同作用导致红细胞变形性明显降低,使患者出现血液流变性障碍。  ’

微循环中,微静脉和毛细血管近微静脉段切应力最低,是红细胞聚集的好发部位。许多病理情况下,如急性心肌缺血、糖尿病、炎症及应激状态,或因血浆纤维蛋白原增加,红细胞间桥接力增大;或因胆固醇浓度增高,红细胞膜负电荷部分被附着的胆固醇遮盖,静电排斥力降低,加之红细胞比容一定一定程度的增高,导致红细胞聚集性显著增高,原来不易聚集的部位,如微动脉或毛细血管近动脉段,也可出现红细胞聚集体。新近的研究显示,病理情况下出现的红细胞聚集体,不仅聚集速度快,且在血液中有旋转和进一步扩大的倾向。这样的聚集团块比较致密,在较高的切应力下仍不易解体。红细胞聚集性增高不仅使血管临界半径明显增大,更为重要的是,致密的聚集团块可直接堵塞微血管,导致严重的微循环障碍。




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