失血性休克時紅細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的變化＊

魯 蓓綜述 趙自剛 牛春雨審校

成熟紅細(xì)胞是血液循環(huán)中數(shù)量最多的細(xì)胞，除了參與呼吸、免疫功能外，還具有參加能量代謝的遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)。紅細(xì)胞功能狀態(tài)在休克的發(fā)展過程中具有重要影響。本文對失血性休克期間紅細(xì)胞結(jié)構(gòu)、電解質(zhì)與能量代謝方面發(fā)生的變化進行綜述。

1 失血性休克時紅細(xì)胞的結(jié)構(gòu)損傷

體液是機體的重要組成部分，也是正常生命活動的必要條件。體液由細(xì)胞內(nèi)液和細(xì)胞外液組成，細(xì)胞內(nèi)外液之間，不斷進行物質(zhì)交換，從而使機體保持內(nèi)環(huán)境各種理化因素的相對穩(wěn)定。血液是機體細(xì)胞外液中最活躍的部分，而紅細(xì)胞是血液中數(shù)量最多的血細(xì)胞，不斷生成與破壞，在微循環(huán)中亦有重要作用［1］。紅細(xì)胞內(nèi)各種成分的變化，基本上可以反映機體的即時狀況，為臨床診療提供可靠的理論和實驗支持［2］。

紅細(xì)胞變形能力不僅是體內(nèi)紅細(xì)胞壽命長短的一個決定因素，而且也是微循環(huán)賴以正常進行的必要條件［3］。良好的紅細(xì)胞變形能力對于維持組織細(xì)胞的代謝起著重要作用。相關(guān)研究表明，在缺血缺氧、感染、酸中毒等致病因素作用下，紅細(xì)胞膜的骨架蛋白會發(fā)生質(zhì)、量或結(jié)構(gòu)改變，胞膜上的液晶態(tài)結(jié)構(gòu)變化，使膜上受體的數(shù)量和構(gòu)型也發(fā)生變化，以及紅細(xì)胞內(nèi)粘度增加，紅細(xì)胞膜粘彈性降低，紅細(xì)胞能量代謝障礙等，最終都會導(dǎo)致紅細(xì)胞變形能力減退。Condon等［4］通過將創(chuàng)傷－失血性休克動物不同時間點的淋巴液自靜脈注射至大鼠體內(nèi)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這種淋巴液可以導(dǎo)致紅細(xì)胞損傷，表現(xiàn)為紅細(xì)胞變形能力下降和紅細(xì)胞應(yīng)力降低。此外，機體長期缺氧，引起腎小球旁器釋放促紅細(xì)胞生成素而使紅細(xì)胞生成增加，全血粘度增高；失血性休克所致全身或局部循環(huán)障礙，使血液流經(jīng)組織毛細(xì)血管的時間延長及動－靜脈血氧含量差值增大，還由于供應(yīng)組織的血液總量減少，彌散到組織細(xì)胞的氧總量減少，引起缺氧，都能導(dǎo)致紅細(xì)胞變形能力降低。紅細(xì)胞變形能力減退及紅細(xì)胞生成增多，增加毛細(xì)血管的阻力，增加紅細(xì)胞聚集成團阻塞毛細(xì)血管，引起血液與組織之間的氣體和物質(zhì)交換障礙，紅細(xì)胞運輸氧氣和二氧化碳的重要生理功能無法實現(xiàn)，反饋性加重休克或者使休克難以恢復(fù)。有關(guān)研究表明，結(jié)扎腸系膜淋巴管可以防止休克所導(dǎo)致的紅細(xì)胞變形性以及紅細(xì)胞形狀改變［5］。

2 失血性休克時紅細(xì)胞的電解質(zhì)失衡

水和電解質(zhì)的動態(tài)平衡是維持機體內(nèi)環(huán)境相對穩(wěn)定的重要因素。K＋的生理功能極為重要，其主要作用為：維持細(xì)胞的新陳代謝、保持細(xì)胞靜息膜電位，維持神經(jīng)肌肉的應(yīng)激性、維持細(xì)胞內(nèi)外液滲透壓及調(diào)控酸堿平衡等［6］。血漿中的［K＋］低于細(xì)胞內(nèi)液，紅細(xì)胞通過膜上的Na＋－K＋－ATP酶調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外K＋、Na＋的平衡，以維持細(xì)胞的正常容積和結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)，失血性休克后，ATP生成不足，能量障礙，細(xì)胞膜上Na＋－K＋泵轉(zhuǎn)運功能發(fā)生障礙，Na＋在細(xì)胞內(nèi)潴留，而細(xì)胞外K＋不易進入細(xì)胞內(nèi)，同時通過 H＋－K＋交換又促進K＋離子移入細(xì)胞外，使血清［K＋］升高；當(dāng)胞內(nèi)ATP含量下降至正常水平的1／5時，細(xì)胞內(nèi)Ca2＋聚集在膜上，導(dǎo)致細(xì)胞膜變形能力下降，由原來的雙凹圓盤狀變?yōu)樾螤畈灰?guī)則的球狀體－棘狀細(xì)胞，脆性增加［7］。

3 失血性休克時紅細(xì)胞的能量代謝障礙

3.1 正常紅細(xì)胞的能量代謝

紅細(xì)胞具有運輸氧氣、二氧化碳、葡萄糖、氨基酸以及電解質(zhì)等生命必需物質(zhì)的功能，這些功能主要依賴于與能量代謝關(guān)系密切的紅細(xì)胞的形態(tài)、生理特性等的正常而實現(xiàn)［8，9］。由于哺乳動物的成熟紅細(xì)胞不具有線粒體，因此不能進行有氧呼吸，只能通過糖酵解方式進行無氧呼吸獲得能量，因此糖酵解是紅細(xì)胞獲能的重要途徑，其中2，3－二磷酸甘油酸（2，3－DPG）是紅細(xì)胞糖酵解過程中的重要中間產(chǎn)物，它既是三磷酸腺苷（ATP）能量儲備物質(zhì)的主要組成部分，又是調(diào)節(jié)血紅蛋白（Hb）攜氧能力的重要因子，缺氧狀態(tài)下，紅細(xì)胞內(nèi)2，3－DPG含量增加，Hb與氧的親和力降低，氧解離曲線右移，有利于結(jié)合氧釋放。2，3－DPG在缺氧時含量升高的機制包括：（1）生成增加。缺氧時，氧合Hb減少，脫氧Hb增多，后者與2，3－DPG結(jié)合，使紅細(xì)胞內(nèi)游離2，3－DPG減少，使其抑制磷酸果糖激酶及二磷酸甘油酸變位酶的作用減弱，從而促進糖酵解，繼而使2，3－DPG生成增加；另外，缺氧時代償性肺通氣量增加引起呼吸性堿中毒，脫氧Hb略偏堿性，即p H增高，進而激活磷酸果糖激酶使糖酵解過程加強，促進2，3－DPG生成。（2）分解減少。DPG變位酶可抑制2，3－DPG磷酸酶，使2，3－DPG分解減少。

3.2 休克期間紅細(xì)胞能量代謝障礙

紅細(xì)胞功能狀態(tài)影響休克的進程與轉(zhuǎn)歸，而紅細(xì)胞能量代謝狀態(tài)又是影響紅細(xì)胞功能的重要環(huán)節(jié)。紅細(xì)胞內(nèi)ATP和2，3－DPG水平既是影響紅細(xì)胞功能狀態(tài)的關(guān)鍵因素，又是紅細(xì)胞代謝狀態(tài)的標(biāo)志。其中，紅細(xì)胞內(nèi)ATP含量對離子泵活性和維持細(xì)胞膜內(nèi)外滲透壓平衡有重要作用。失血性休克期間的心輸出量減少、外周阻力增加、組織灌注量不足、無氧代謝增加、血乳酸水平增高以及酸中毒均與組織循環(huán)障礙、能量代謝障礙互為因果關(guān)系［10］。與此同時，機體產(chǎn)生和釋放大量應(yīng)激因子、胰島素合成及分泌減少引起糖代謝紊亂，也導(dǎo)致ATP合成不足［11］；氧自由基釋放增多及清除減少，引發(fā)一系列脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，如直接引起輔酶Q自動氧化、單價氧泄漏增加等都是休克時能量代謝障礙的重要原因。因此，對危重休克病人積極進行早期復(fù)蘇，使組織灌注改善，增加氧輸送，適當(dāng)補充外源性SOD，保護線粒體，能夠有效對抗氧自由基對線粒體的損傷，有效改善組織相對缺氧狀況。

相關(guān)研究證實，犬失血性休克后AMP降低，間接反映出ATP水平降低。由于細(xì)胞膜滲透性增加，Na＋及H2O進入細(xì)胞，激活Na＋－K＋泵，使ATP消耗增加，同時線粒體功能障礙，ATP產(chǎn)生減少，導(dǎo)致腺苷酸環(huán)化酶（c A MP）降低。c AMP是多種肽類激素作用的第二信使，其含量下降使細(xì)胞對內(nèi)分泌激素（如胰島素、皮質(zhì)激素及高血糖素等）的反應(yīng)性下降，進一步影響細(xì)胞代謝，導(dǎo)致細(xì)胞損傷，繼而促進休克的發(fā)展［12］。Moo mey等認(rèn)為，低血容量性休克的血乳酸水平對血容量減少的敏感性與可靠性較氧動力學(xué)參數(shù)及血p H值有更強的提示作用［13］，它直接反映出無氧代謝程度，臨床上即時監(jiān)測，對于失血性低血容量休克的復(fù)蘇有極為重要的意義。如果休克復(fù)蘇理想，組織灌注和氧合在短時間內(nèi)得到改善，血乳酸可在12～24h內(nèi)迅速降到正常水平。Machiedo等［14］采用放射性微球體技術(shù)測定心輸出量和器官血流量，并對紅細(xì)胞組織俘獲、變形能力以及紅細(xì)胞的聚集和黏附進行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在創(chuàng)傷－失血性休克期間心輸出量及多器官組織血流量下降，紅細(xì)胞滯留在組織器官中，紅細(xì)胞聚集、黏附作用增強、變形能力下降；在休克早期，紅細(xì)胞ATP水平短暫下降，復(fù)蘇后ATP水平恢復(fù)至正常，但紅細(xì)胞功能并未恢復(fù)。

4 結(jié)語

目前，關(guān)于細(xì)胞外電解質(zhì)研究較多，但紅細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)的研究還處于早期階段，由于需要一定的設(shè)備及技術(shù)，研究方法及結(jié)果準(zhǔn)確性受到一定限制。隨著科技的進步、基礎(chǔ)理論的深入，其研究對臨床的作用將越來越受到廣泛關(guān)注。紅細(xì)胞功能狀態(tài)是影響休克病理過程的重要因素，紅細(xì)胞的能量代謝是影響紅細(xì)胞諸多功能的重要環(huán)節(jié)；紅細(xì)胞內(nèi)Na＋、K＋、2，3－DPG、ATP、紅細(xì)胞膜 ATP酶與紅細(xì)胞的形態(tài)及其生理功能有著密不可分的關(guān)系。ATP水平對維持紅細(xì)胞形態(tài)、變形能力、攜氧功能等至關(guān)重要，失血性休克過程中，紅細(xì)胞出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷、電解質(zhì)紊亂以及能量代謝障礙，它們互相影響，并形成惡性循環(huán)，如何阻斷這一發(fā)展鏈鎖，相關(guān)機制仍不明確，有待進一步研究和探討。

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