红细胞与微循环

    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。

    (2)红细胞内粘度增高：红细胞内粘度是指胞浆粘度，因为胞浆也具有液体性质。内粘度是影。向红细胞变形性的另一重要因素。有实验表明，红细胞比容高达95％－99％时，血液仍能保持流动状态，而同样大小的刚性颗粒悬浮液，比容仅在65％时即显现出混凝土样的稠度，这说明红细胞胞浆不仅呈液滴状，且粘度也较低。胞浆的流动性、膜的流动性及膜表面积与体积的较大的比值，使红细胞能够产生各种形态的变化，从而最大限度地降低血液粘度。红细胞内粘度受胞内平均血红蛋白浓度及其理化性质的影响，生理情况下，平均血红蛋白浓度为(38g/dl)，内粘度为6-7mPa·S。衰老红细胞的变形性明显降低，主要是由于平均血红蛋白浓度增高，内粘度增高所致。胞浆的理化性质主要包括血红蛋白的溶解度、稳定性、酸碱度、渗透压、氧分压及氧饱和度等，其中以酸碱度、渗透压和氧分压影响最大。代谢性酸中毒或低张性缺氧时，由于pH和氧分压降低，红细胞内粘度升高；导致红细胞变形性显著降低。应该指出，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。 ’3404

    3、红细胞聚集性增高：血腋中红细胞酌聚集或分散对流动有着重要的影响，当血流中的红细胞逐渐聚集时，、血液粘度随之升高，反之，粘度降低。红细胞聚集性(aggregation)是血液的一种正常属性，其生理意义在于出血时，聚集的红细胞使血液更易凝固。静止或流动缓慢的血液中，红细胞出现象古钱币叠加样聚集，故有缗钱样(rouleax)聚集之称，许多钱串样聚集体可能聚集呈更为复杂的多维样团块，这将使血，液粘度显著升高，一般将这类粘度称为结构粘度(structural viscosity)。多数情况下红细胞聚集是可逆的，血流速度加快时，逐渐增大的切应力可使聚集的红细胞分散，大于0.2N／M2的切应力将使红细胞处于完全分散状态，动脉及毛细血管近动脉段壁切应力都大于0.2N／M2，这些血管内的血液一般不出现红细胞聚集。血液内同时存在着一些促使和抑制红细胞聚集的因素，这两类因素相互消长，决定着血流中红细胞所处的状态。促使红细胞聚集的主要因素是血浆中某些大分子蛋白质，这些蛋白能吸附于红细胞表面并将红细胞连贴在一起，血浆中能将红细胞桥联在一起的蛋白主要是纤维蛋白原，其次是α-巨球蛋白及IgM。此外，红细胞比容也有一定的影响，当红细胞比容明显增高时，出现易聚集倾向。实验研究发现，高分子右旋糖酐也能引起明显的红细胞聚集。抑制红细胞聚集的因素主要包括作用于红细胞的切应力和红细胞膜上负电荷的排斥力。切应力越大，越不易聚集，聚集的红细胞也易分散。红细胞表面上的负电荷为16．4X10—5静电单位，大部分来源于膜上神经氨酸的衍生物，目前常以红细胞电泳的方法来判断红细胞表面负电荷的多寡。相同电荷间排斥力使得相互接近的红细胞不易发生聚集。从力学观点分析，红细胞聚集与否决定于那一种力占优势。

    生理情况下，血浆蛋白的桥接力和膜表面静电斥力较稳定，因此，切应力成了决定因素。静止状血液切应力为零，红细胞聚集达最高峰，血液开始流动并逐渐加速时，切应力逐渐加大，红细胞聚集体开始解体，当血液的切变率高于50S-1或切应力大于0.2N／M2时，红细胞处于完全分散状态。在微循环中，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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