失血性休克时红细胞结构和功能的变化＊

鲁 蓓综述 赵自刚 牛春雨审校

成熟红细胞是血液循环中数量最多的细胞，除了参与呼吸、免疫功能外，还具有参加能量代谢的遗传物质基础。红细胞功能状态在休克的发展过程中具有重要影响。本文对失血性休克期间红细胞结构、电解质与能量代谢方面发生的变化进行综述。

1 失血性休克时红细胞的结构损伤

体液是机体的重要组成部分，也是正常生命活动的必要条件。体液由细胞内液和细胞外液组成，细胞内外液之间，不断进行物质交换，从而使机体保持内环境各种理化因素的相对稳定。血液是机体细胞外液中最活跃的部分，而红细胞是血液中数量最多的血细胞，不断生成与破坏，在微循环中亦有重要作用［1］。红细胞内各种成分的变化，基本上可以反映机体的即时状况，为临床诊疗提供可靠的理论和实验支持［2］。

红细胞变形能力不仅是体内红细胞寿命长短的一个决定因素，而且也是微循环赖以正常进行的必要条件［3］。良好的红细胞变形能力对于维持组织细胞的代谢起着重要作用。相关研究表明，在缺血缺氧、感染、酸中毒等致病因素作用下，红细胞膜的骨架蛋白会发生质、量或结构改变，胞膜上的液晶态结构变化，使膜上受体的数量和构型也发生变化，以及红细胞内粘度增加，红细胞膜粘弹性降低，红细胞能量代谢障碍等，最终都会导致红细胞变形能力减退。Condon等［4］通过将创伤－失血性休克动物不同时间点的淋巴液自静脉注射至大鼠体内，结果发现这种淋巴液可以导致红细胞损伤，表现为红细胞变形能力下降和红细胞应力降低。此外，机体长期缺氧，引起肾小球旁器释放促红细胞生成素而使红细胞生成增加，全血粘度增高；失血性休克所致全身或局部循环障碍，使血液流经组织毛细血管的时间延长及动－静脉血氧含量差值增大，还由于供应组织的血液总量减少，弥散到组织细胞的氧总量减少，引起缺氧，都能导致红细胞变形能力降低。红细胞变形能力减退及红细胞生成增多，增加毛细血管的阻力，增加红细胞聚集成团阻塞毛细血管，引起血液与组织之间的气体和物质交换障碍，红细胞运输氧气和二氧化碳的重要生理功能无法实现，反馈性加重休克或者使休克难以恢复。有关研究表明，结扎肠系膜淋巴管可以防止休克所导致的红细胞变形性以及红细胞形状改变［5］。

2 失血性休克时红细胞的电解质失衡

水和电解质的动态平衡是维持机体内环境相对稳定的重要因素。K＋的生理功能极为重要，其主要作用为：维持细胞的新陈代谢、保持细胞静息膜电位，维持神经肌肉的应激性、维持细胞内外液渗透压及调控酸碱平衡等［6］。血浆中的［K＋］低于细胞内液，红细胞通过膜上的Na＋－K＋－ATP酶调节细胞内外K＋、Na＋的平衡，以维持细胞的正常容积和结构。研究发现，失血性休克后，ATP生成不足，能量障碍，细胞膜上Na＋－K＋泵转运功能发生障碍，Na＋在细胞内潴留，而细胞外K＋不易进入细胞内，同时通过 H＋－K＋交换又促进K＋离子移入细胞外，使血清［K＋］升高；当胞内ATP含量下降至正常水平的1／5时，细胞内Ca2＋聚集在膜上，导致细胞膜变形能力下降，由原来的双凹圆盘状变为形状不规则的球状体－棘状细胞，脆性增加［7］。

3 失血性休克时红细胞的能量代谢障碍

3.1 正常红细胞的能量代谢

红细胞具有运输氧气、二氧化碳、葡萄糖、氨基酸以及电解质等生命必需物质的功能，这些功能主要依赖于与能量代谢关系密切的红细胞的形态、生理特性等的正常而实现［8，9］。由于哺乳动物的成熟红细胞不具有线粒体，因此不能进行有氧呼吸，只能通过糖酵解方式进行无氧呼吸获得能量，因此糖酵解是红细胞获能的重要途径，其中2，3－二磷酸甘油酸（2，3－DPG）是红细胞糖酵解过程中的重要中间产物，它既是三磷酸腺苷（ATP）能量储备物质的主要组成部分，又是调节血红蛋白（Hb）携氧能力的重要因子，缺氧状态下，红细胞内2，3－DPG含量增加，Hb与氧的亲和力降低，氧解离曲线右移，有利于结合氧释放。2，3－DPG在缺氧时含量升高的机制包括：（1）生成增加。缺氧时，氧合Hb减少，脱氧Hb增多，后者与2，3－DPG结合，使红细胞内游离2，3－DPG减少，使其抑制磷酸果糖激酶及二磷酸甘油酸变位酶的作用减弱，从而促进糖酵解，继而使2，3－DPG生成增加；另外，缺氧时代偿性肺通气量增加引起呼吸性碱中毒，脱氧Hb略偏碱性，即p H增高，进而激活磷酸果糖激酶使糖酵解过程加强，促进2，3－DPG生成。（2）分解减少。DPG变位酶可抑制2，3－DPG磷酸酶，使2，3－DPG分解减少。

3.2 休克期间红细胞能量代谢障碍

红细胞功能状态影响休克的进程与转归，而红细胞能量代谢状态又是影响红细胞功能的重要环节。红细胞内ATP和2，3－DPG水平既是影响红细胞功能状态的关键因素，又是红细胞代谢状态的标志。其中，红细胞内ATP含量对离子泵活性和维持细胞膜内外渗透压平衡有重要作用。失血性休克期间的心输出量减少、外周阻力增加、组织灌注量不足、无氧代谢增加、血乳酸水平增高以及酸中毒均与组织循环障碍、能量代谢障碍互为因果关系［10］。与此同时，机体产生和释放大量应激因子、胰岛素合成及分泌减少引起糖代谢紊乱，也导致ATP合成不足［11］；氧自由基释放增多及清除减少，引发一系列脂质过氧化反应，如直接引起辅酶Q自动氧化、单价氧泄漏增加等都是休克时能量代谢障碍的重要原因。因此，对危重休克病人积极进行早期复苏，使组织灌注改善，增加氧输送，适当补充外源性SOD，保护线粒体，能够有效对抗氧自由基对线粒体的损伤，有效改善组织相对缺氧状况。

相关研究证实，犬失血性休克后AMP降低，间接反映出ATP水平降低。由于细胞膜渗透性增加，Na＋及H2O进入细胞，激活Na＋－K＋泵，使ATP消耗增加，同时线粒体功能障碍，ATP产生减少，导致腺苷酸环化酶（c A MP）降低。c AMP是多种肽类激素作用的第二信使，其含量下降使细胞对内分泌激素（如胰岛素、皮质激素及高血糖素等）的反应性下降，进一步影响细胞代谢，导致细胞损伤，继而促进休克的发展［12］。Moo mey等认为，低血容量性休克的血乳酸水平对血容量减少的敏感性与可靠性较氧动力学参数及血p H值有更强的提示作用［13］，它直接反映出无氧代谢程度，临床上即时监测，对于失血性低血容量休克的复苏有极为重要的意义。如果休克复苏理想，组织灌注和氧合在短时间内得到改善，血乳酸可在12～24h内迅速降到正常水平。Machiedo等［14］采用放射性微球体技术测定心输出量和器官血流量，并对红细胞组织俘获、变形能力以及红细胞的聚集和黏附进行研究，结果发现，在创伤－失血性休克期间心输出量及多器官组织血流量下降，红细胞滞留在组织器官中，红细胞聚集、黏附作用增强、变形能力下降；在休克早期，红细胞ATP水平短暂下降，复苏后ATP水平恢复至正常，但红细胞功能并未恢复。

4 结语

目前，关于细胞外电解质研究较多，但红细胞内电解质的研究还处于早期阶段，由于需要一定的设备及技术，研究方法及结果准确性受到一定限制。随着科技的进步、基础理论的深入，其研究对临床的作用将越来越受到广泛关注。红细胞功能状态是影响休克病理过程的重要因素，红细胞的能量代谢是影响红细胞诸多功能的重要环节；红细胞内Na＋、K＋、2，3－DPG、ATP、红细胞膜 ATP酶与红细胞的形态及其生理功能有着密不可分的关系。ATP水平对维持红细胞形态、变形能力、携氧功能等至关重要，失血性休克过程中，红细胞出现结构损伤、电解质紊乱以及能量代谢障碍，它们互相影响，并形成恶性循环，如何阻断这一发展链锁，相关机制仍不明确，有待进一步研究和探讨。

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