失血性休克時(shí)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(guò)程中具有重要影響。本文對(duì)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(jìn)行綜述。

1 失血性休克時(shí)紅細(xì)胞的結(jié)構(gòu)損傷

體液是機(jī)體的重要組成部分，也是正常生命活動(dòng)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(jìn)行物質(zhì)交換，從而使機(jī)體保持內(nèi)環(huán)境各種理化因素的相對(duì)穩(wěn)定。血液是機(jī)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(jī)體的即時(shí)狀況，為臨床診療提供可靠的理論和實(shí)驗(yàn)支持［2］。

紅細(xì)胞變形能力不僅是體內(nèi)紅細(xì)胞壽命長(zhǎng)短的一個(gè)決定因素，而且也是微循環(huán)賴以正常進(jìn)行的必要條件［3］。良好的紅細(xì)胞變形能力對(duì)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(huì)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(huì)導(dǎo)致紅細(xì)胞變形能力減退。Condon等［4］通過(guò)將創(chuàng)傷－失血性休克動(dòng)物不同時(shí)間點(diǎn)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(jī)體長(zhǎng)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(shí)間延長(zhǎng)及動(dòng)－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(tuán)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(yùn)輸氧氣和二氧化碳的重要生理功能無(wú)法實(shí)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(shí)紅細(xì)胞的電解質(zhì)失衡

水和電解質(zhì)的動(dòng)態(tài)平衡是維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境相對(duì)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(guò)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(yùn)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(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，同時(shí)通過(guò) H＋－K＋交換又促進(jìn)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(shí)，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(lái)的雙凹圓盤(pán)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(shí)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(yùn)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(shí)現(xiàn)［8，9］。由于哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞不具有線粒體，因此不能進(jìn)行有氧呼吸，只能通過(guò)糖酵解方式進(jìn)行無(wú)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(guò)程中的重要中間產(chǎn)物，它既是三磷酸腺苷（ATP）能量?jī)?chǔ)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(shí)含量升高的機(jī)制包括：（1）生成增加。缺氧時(shí)，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(jìn)糖酵解，繼而使2，3－DPG生成增加；另外，缺氧時(shí)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(jìn)而激活磷酸果糖激酶使糖酵解過(guò)程加強(qiáng)，促進(jìn)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(jìn)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(duì)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(wú)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(shí)，機(jī)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(guò)氧化反應(yīng)，如直接引起輔酶Q自動(dòng)氧化、單價(jià)氧泄漏增加等都是休克時(shí)能量代謝障礙的重要原因。因此，對(duì)危重休克病人積極進(jìn)行早期復(fù)蘇，使組織灌注改善，增加氧輸送，適當(dāng)補(bǔ)充外源性SOD，保護(hù)線粒體，能夠有效對(duì)抗氧自由基對(duì)線粒體的損傷，有效改善組織相對(duì)缺氧狀況。

相關(guān)研究證實(shí)，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(jìn)入細(xì)胞，激活Na＋－K＋泵，使ATP消耗增加，同時(shí)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(duì)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(jìn)一步影響細(xì)胞代謝，導(dǎo)致細(xì)胞損傷，繼而促進(jìn)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(duì)血容量減少的敏感性與可靠性較氧動(dòng)力學(xué)參數(shù)及血p H值有更強(qiáng)的提示作用［13］，它直接反映出無(wú)氧代謝程度，臨床上即時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)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(shí)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(cè)定心輸出量和器官血流量，并對(duì)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(jìn)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(qiáng)、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(yǔ)

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(jìn)步、基礎(chǔ)理論的深入，其研究對(duì)臨床的作用將越來(lái)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(guò)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(duì)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(guò)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(jī)制仍不明確，有待進(jìn)一步研究和探討。

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