吸煙對血小板體積和膜流動性的影響及機制研究進展

李 尤(綜述)，楊毅寧(審校)

(1.新疆醫科大學臨床醫學院，烏魯木齊 830054； 2.新疆醫科大學第一附屬醫院臨床研究院，烏魯木齊 830054)

煙草危害是當今世界面臨的最嚴重危害之一。心血管疾病作為我國首要的死亡原因，其中30%～40%由吸煙引起，吸煙是心血管疾病的致病危險因素[1]。吸煙引起的各種心血管疾病機制中，最重要的一個就是導致血小板功能異常。在某些生理或病理狀態下，血小板被過度激活，導致血栓形成，誘發心肌梗死等多種嚴重心血管疾病發生。

1 血小板概述

血小板是血液的主要有效成分，其在生理性止血及維持血管壁完整性及某些病理過程,如血栓形成、動脈粥樣硬化、不穩定型心絞痛、腫瘤轉移和炎性反應等過程中發揮重要作用。血小板膜結構的完整性及膜磷脂雙層的流動性均可影響血小板的生理功能。

1.1吸煙對血小板功能的影響 吸煙引起各種心血管疾病的機制中，最重要的一個就是促進血栓形成。最近公布的一項對18 954例丹麥成年人近20年的隨訪發現，大量吸煙與血栓性疾病有關[2]。正常生理狀態下的循環血液中，血小板處于靜止相，當血管受損害破裂或血液中出現血小板活化因子時，血小板受刺激，由靜止相變為功能相，這個過程稱血小板活化。活化的血小板細胞膜含有豐富的磷脂，為凝血過程提供反應界面；細胞膜上的糖蛋白能介導血小板黏附于血管破損處內皮下組織，并吸附大量的與凝血、纖溶系統有關的分子，同時血小板之間還能發生相互黏附、聚集成團，并釋放出多種參與凝血的物質，這個過程被稱為血小板聚集和血小板釋放。煙草中的有毒物質改變了血小板的活性及功能，是吸煙致栓的重要原因。

1.2血小板體積和膜流動性對血小板功能的影響 血小板平均體積(mean platelet volume，MPV)主要反映骨髓巨核細胞的代謝及增生情況。膠原、凝血酶激活纖維蛋白原促進血小板聚集的程度隨MPV的增加而增加。同時，MPV和血小板釋放致密顆粒、α顆粒內容物及血小板體外功能之間密切相關。體積大的血小板含有較豐富的酶、蛋白、糖原及血小板顆粒等，其功能和活性也較強，因此血小板體積和血小板活化呈正相關[3]。血小板體積增大，活性增強，所以MPV是血小板活化的一個重要標志物[4]。細胞膜結構是由液態的脂類雙分子層中鑲嵌可移動的球形蛋白質而形成的，膜的流動性是細胞膜結構的基本特征之一，同時也是細胞重要的生物物理學特征。細胞膜流動性(platelet membrane fluidity，PMF)是維持細胞膜或細胞功能正常的基本條件。PMF影響血小板的黏附、聚集、釋放、止血、凝血及血栓形成等過程，它反映了血小板的活化狀態。PMF的異常可導致血小板功能異常[5]。

吸煙對血小板體積和PMF的影響具有重要的研究價值，能反映吸煙對血小板功能的影響，從而作為預測血栓性疾病的危險因子。

2 吸煙對MPV的影響

Alyan等[6]選取66例吸煙者和70例非吸煙者做對比，發現吸煙者的平均心率、超敏C反應蛋白、纖維蛋白原水平和平均血小板體積較不吸煙者顯著升高。MPV升高被證明是吸煙引起的低度炎癥的一部分。另一項研究選擇90例不吸煙的健康志愿者，研究過程中讓他們在一個無煙房間正常呼吸120 min，然后被平均分為A、B、C三組，A組處于低強度的吸煙環境中(一氧化碳<7.5×10-6)、B組處于中等強度的吸煙環境(一氧化碳7.5×10-6～15×10-6)、C組處于高強度的吸煙環境(一氧化碳>15×10-6)，分別正常呼吸120 min，證明MPV在吸煙的情況下顯著增加，并且和吸煙持續的時間與煙霧的強度顯著相關[7]。一項通過建立體外吸煙模型的研究表明，停止吸煙可導致MPV水平下降[8]。Yarlioglues等[9]通過研究健康人群中急性被動吸煙對MPV的影響的研究證實，隨著一氧化碳濃度的升高及暴露在煙霧中的時間延長，MPV顯著增高。

3 吸煙對MPV的影響機制

3.1內皮細胞功能紊亂 多個使用煙草提取物或類尼古丁樣物質的研究證實了煙草導致一氧化氮(nitric oxide,NO)的合成減少及活性降低的同時對血管內皮舒張功能產生抑制作用。Barua等[10-11]在體外建立一個接近于生理狀態的模型，證明接觸吸煙者血漿的人臍靜脈內皮細胞和人冠狀動脈內皮細胞的NO作用減弱，這主要與內皮細胞一氧化氮合酶的表達和活性降低有關，也與吸煙增加有活性的氧化物使NO清除增加有關。以健康的志愿者為研究對象，通過觀察NO、內皮型一氧化氮合酶的研究發現，急性抑制NO的產生，血小板被快速激活，而外源給予NO，血小板的活性則被快速抑制[12]。可溶性鳥酸環化酶(soluble guanylyl cyclase，sGC)存在于血小板內，是一種異質二聚體同時也可能是NO的最敏感靶點，NO能夠抑制血小板聚集、黏附。其機制可能是NO與血紅素輔基中的Fe2+結合改變sGC的構象，從而激活該酶，促使鳥苷三磷酸環化為環鳥苷酸(guanosine 3′,5′-cyclic phosphate，cGMP)。cGMP作用于信號級聯反應下游元件，如蛋白激酶G、cGMP依賴的磷酸二酯酶及cGMP門控通道，參與血管舒縮、神經信號傳遞、抑制血小板聚集及細胞增殖和細胞凋亡的調節[11]。cGMP能啟動一系列蛋白磷酸化反應，從而抑制血小板的黏附和聚集，進而解除血小板聚集等環節發揮抗血小板作用。使血小板處于低水平的活化狀態。因為sGC選擇抑制劑可以抑制血小板cGMP的生成,但是不能抵抗NO供體蛋白質巰基亞硝基半胱氨酸對血小板聚集的抑制作用，所以NO還可通過非cGMP途徑產生抗血小板效應[14]。另外，煙草中含有的尼古丁、一氧化碳等物質可興奮交感神經，引起血管收縮，從而加重血管內皮細胞的缺氧狀態，使血管內皮受損。所以吸煙使血管內皮損傷同時抑制血小板膜表面的一氧化氮合酶活性,使血小板膜表面的黏附分子表達,從而使血小板活化、黏附和集聚[15]。被活化的血小板釋放出大量血栓素A2,使血小板內游離的Ca2+增多，釋放內源性腺苷二磷酸誘導血小板聚集并進一步形成血栓。在血小板血栓形成的過程中，血小板的消耗和破壞增加，因此代償的骨髓巨核細胞增殖亢進，從而釋放出更多的新生大血小板，使MPV增加。

3.2血液黏稠度增加 吸煙的煙霧中含有一氧化碳，其濃度可達3%～5%，經肺吸收到血液里，和氧競爭結合血紅蛋白，碳氧血紅蛋白失去了攜帶氧的能力，從而導致機體處在一個相對低氧狀態。因此，紅細胞代償性增多，引起血液黏滯性增加，影響毛細血管的通透性[16]。另一方面體內二氧化碳等酸性物質增加也導致全血黏度增高，增加血小板聚集性，同時缺氧所致組織損傷,使體內的腺苷二磷酸、腎上腺素、5羥色胺、花生四烯酸、前列腺素環內過氧化物、血栓素A2、血小板活化因子、內毒素等減少,這些物質可在血小板的質膜表面迅速的表達，促使單核細胞、內皮細胞的黏附功能，使血小板發生凝集，形成血栓[17]。在這一過程中血小板被大量消耗，血小板數目減少，進而代償性地使骨髓巨核細胞釋放更多體積較大的血小板，導致MPV增加。

4 吸煙對血小板膜流動性的影響及機制

生物膜的完整性是細胞一切生命活動的必備條件，細胞膜結構是由液態的脂類雙分子層中鑲嵌可以移動的球形蛋白質而形成的。膜的流動性是維持細胞膜或細胞功能正常工作的基本條件。合適的PMF對維持細胞的正常(如物質運輸、能量轉換、信息傳遞、細胞識別及免疫)具有十分重要的作用。血小板生理功能與血小板膜結構的完整性和膜磷脂雙層的流動性有關，PMF的改變與血小板的黏附聚集釋放功能關系密切[18]。王懷禎等[19]通過動物實驗研究發現，家兔被動吸煙4個月后PMF顯著降低。李建新等[20]的動物實驗研究表明，血小板活性及黏附聚集能力在吸煙后增加，同時PMF降低。

4.1吸煙能通過影響血脂水平來改變血小板膜流動性 大量研究結果提示,吸煙者PMF與血漿血脂水平相關。de Padua Mansur等[21]的動物實驗證實，煙草中的一氧化碳和尼古丁可使體內三酰甘油、極低密度脂蛋白膽固醇、非酯化脂肪酸增高。尼古丁能使非酯化脂肪酸增加,增加的非酯化脂肪酸涌入肝臟,刺激肝臟大量合成三酰甘油和極低密度脂蛋白膽固醇。三酰甘油可通過影響脂蛋白的交換，增加低密度脂蛋白膽固醇(low-density lipoprotein，LDL-C)的生成，降低高密度脂蛋白膽固醇(high-density lipoprotein，HDL-C)的水平，而極低密度脂蛋白膽固醇的增加也導致HDL-C水平的進一步下降。HDL-C可將蓄積在組織內過多的膽固醇運送至肝臟,減少血漿HDL中游離膽固醇的水平，形成膽固醇從細胞膜流向血漿脂蛋白的水平梯度，降低組織膽固醇的沉積，因此當血液中的HDL-C下降時,血液中的膽固醇水平增加。吸煙造成高膽固醇血癥時，血小板膜脂通過與血漿中脂質交換，獲得較多的膽固醇，使得膜中膽固醇與磷脂比值增高，鈉鉀ATP酶活性降低[22]。膽固醇與磷脂比值越高,PMF降低越顯著[23]。PMF降低，凝血活性增加，血小板黏附和聚集性增加促發血栓性疾病的發生。

4.2吸煙通過引起機體氧化炎性反應來改變PMF 劉愛玲等[22]研究發現，吸煙者和非吸煙者之間的C反應蛋白和炎性細胞因子(白細胞介素6和腫瘤壞死因子α)差異顯著。白細胞介素6和腫瘤壞死因子α是多功能炎性細胞因子，參與機體的免疫反應和炎性反應，吸煙者的炎性細胞誘導內皮產生氧化應激反應,刺激產生大量活性氧類[25]。活性氧類使LDL表面的多不飽和脂肪酸雙鏈氧化并發生斷裂，從而使其表面結構發生改變，形成氧化型LDL[26]。氧化型LDL可直接作用于細胞膜(富含不飽和脂肪酸和活性蛋白酶)，導致膜上的脂質和蛋白酶發生變性，使細胞膜的完整性遭到破壞，流動性降低。另一方面,氧化型LDL可以活化磷脂酶A2,使血小板膜釋放花生四烯酸，進一步活化血小板,使血小板膜發生變形，PMF減低[27]。膜流動性降低和血小板的黏附、聚集、釋放、止血及血栓形成等過程密切相關,PMF異常可以作為一種信號傳遞至細胞內部,引起血小板內幾種非受體性酪氨酸激酶的激活，最終導致血小板功能異常[28]。

5 小 結

影響血小板體積和膜流動性的因素較多，仍需進一步研究發現，但目前的科學研究已經證實,吸煙通過影響血小板體積和膜流動性從而對血栓的形成有顯著的促進作用，因此吸煙可作為預測血栓性疾病的危險因子之一。所以，在人群中通過控制吸煙等危險因素，可減少血栓形成的風險及發生心腦血管疾病的危險，降低我國心腦血管疾病的發病率。吸煙量的多少及吸煙時間長短對小板功能有顯著的影響,這些是需要進一步觀察和研究的工作。

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