急进高原后人外周血红细胞形态及血管内皮功能变化分析

王泽军 刘运胜 谭敏 薛锐

[摘要] 目的 分析急進高原后人外周血红细胞形态及血管内皮功能变化，为急性高原病（AMS）的预防和治疗提供参考。 方法 于2015年8月～2017年10月选取重庆地区拟急进高原的195名健康男性受试者，抽取其急进高原前（海拔500 m）及急进高原后（海拔3500 m）外周血10 mL，对其红细胞形态、血管内皮功能进行检测。按照受试者AMS发生情况，将其分为发生组、未发生组，对两组受试者外周血红细胞形态、血管内皮功能进行比较。 结果 急进高原后，受试者正常形态红细胞数量、血清一氧化氮（NO）均下降，其血清内皮素1（ET-1）、血管内皮生长因子（VEGF）、血管性血友病因子（vWF）均上升，差异均有统计学意义（P < 0.05）。共有48名受试者发生AMS，发生率为24.62%。急进高原后，两组正常形态红细胞数量均下降，血清ET-1均上升，发生组上述变化较未发生组更为明显，差异均有统计学意义（P < 0.05）；发生组NO低于急进高原前，VEGF、钙黏蛋白、vWF高于急进高原前，差异均有统计学意义（P < 0.05）。 结论 急进高原后人外周血红细胞趋于畸形化改变并伴有血管内皮功能受损，上述生理改变的进展可能是AMS发生的重要原因。

[关键词] 急进高原；外周血；红细胞形态；血管内皮功能

[中图分类号] R82 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2018）10（b）-0112-04

[Abstract] Objective To analyze the changes of erythrocyte morphology and vascular endothelial function in human peripheral blood after rushing into plateau， so as to provide references for prevention and treatment of acute mountain sickness （AMS）. Methods From August 2015 to October 2017， a total of 195 healthy male objects going to rush into plateau in Chongqing were selected and 10 mL of peripheral blood was extracted before rushing into plateau （altitude 500 m） and after rushing into plateau （altitude 3500 m） to detect their erythrocyte morphology and vascular endothelial function. According to the occurrence of AMS， they were divided into occurrence group and non-occurrence group. The erythrocyte morphology and vascular endothelial function of the two groups were compared. Results After rushing into plateau， the number of normal red blood cells and serum nitric oxide （NO） of the objects decreased， the serum endothelin-1 （ET-1）， vascular endothelial growth factor （VEGF） and von Willebrand factor （vWF） increased， the differences were statistically significant （P < 0.05）. A total of 48 objects developed AMS， the incidence of which was 24.62%. After rushing into plateau， the number of normal forms of red blood cells in the two groups decreased， and the serum ET-1 increased， the above changes of occurrence group were more obvious than non-occurrence group， the differences were statistically significant （P < 0.05）. As for occurrence group， the NO was lower than that before rushing into plateau， and VEGF， calcium mucin and vWF were higher than those before rushing into plateau， the differences were statistically significant （P < 0.05）. Conclusion The peripheral blood erythrocytes tend to change deformities and the vascular endothelial function is impaired. The progress of these physiological changes may be an important cause of the occurrence of AMS.

[Key words] Rush into plateau； Peripheral blood； Erythrocyte morphology； Vascular endothelial function

急性高原病（acute mountain sickness，AMS）通常发生于从平原快速进入高原或由较低海拔快速到达高海拔地区的人群，患者症状以心慌、气短、头痛、呕吐、睡眠障碍为主，严重者可发生高原肺水肿甚至脑水肿，生存质量受到一定威胁[1]。随着高原开发建设的加速，我国急进高原人群数量逐年增多，AMS的防治得到了越来越多的重视，而过往关于AMS的研究多集中于药物预防和治疗环节，对于其发病机制的探讨较为有限[2]。有研究发现，AMS发生后，机体可代偿性产生大量红细胞，并伴有血管内皮细胞多种低氧代偿机制的启动[3]，故本研究自外周血红细胞形态及血管内皮功能变化入手，旨在进一步了解AMS发生机制，为AMS的防治提供新的思路。

1 资料与方法

1.1 一般资料

自2015年8月～2017年10月选取重庆地区拟急进高原的195名健康男性受试者，将其纳入此次前瞻性研究。受试者均经全面体检明确身体状态良好，并签署研究知情同意书；排除既往有肺部疾病、高血压病、心脏病及造血系统疾病者。195名受试者年龄18～27岁，平均（20.95±6.48）岁。本研究已征得医院医学伦理委员会批准，受试者个人信息及检查结果由陆军军医大学西南医院心血管内科实验室统一保存，严格保密。

1.2 检查方法

1.2.1 外周血红细胞形态观察 分别于受试者急进高原前（海拔500 m）及急进高原后即刻（海拔3500 m）抽取其外周血10 mL，取5 mL置于EDTA抗凝管中，以2%戊二醛于4℃环境中过夜固定，标本采集7 d后，取3 mL EDTA抗凝外周血标本，以3000 g离心5 min，自试管底部抽取20 μL浓缩红细胞，加入4%戊二醇1980 μL，4℃过夜；吸取50 μL固定红细胞，滴于盖玻片上，使用甩片机以40 g（2500 r/min）离心2 min，自然干燥后使用PBS溶液冲洗3次，依次使用30%、50%、75%、80%、90%、95%、100%乙醇对标本逐级脱水，每次脱水间隔10 min，将标本玻片置入真空冷冻干燥仪处理5 h，放入离子溅射装置喷金90 s，以扫描电镜观察拍照[4]。每份血样观察红细胞500个，记录其形态[5]：棘型：细胞外周可见不规则锯齿状突起；泡型：细胞膜可见不规则泡状突起；褶型：细胞呈扭曲褶皱状；严重畸形：同一细胞同时出现2种及以上畸形。

1.2.2 血管内皮功能检测 将另一份5 mL外周血标本以3000 g离心5 min，取血清，使用酶联免疫吸附测定（ELISA）法对其血清一氧化氮（NO）、内皮素1（ET-1）、血管内皮生长因子（VEGF）、钙黏蛋白（VE-cadherin）和血管性血友病因子（vWF）进行检测[6]，分析受试者血管内皮功能变化，试剂盒均购自上海蓝基生物科技有限公司。

1.3 分析方法

比较受试者急进高原前后外周血红细胞形态及血管内皮功能变化，参照国际路易斯湖评分[7]，评价受试者AMS发生情况：评分≤2分者为无AMS，评分>2分者即判定为AMS。按照受试者急进高原后AMS发生情况，将其分别纳入发生组、未发生组，比较两组受试者外周血红细胞形态及血管内皮功能变化，分析外周血红细胞形态及血管内皮功能与AMS的关系。

1.4 统计学方法

本研究的所有数据均采用SPSS 18.0统计学软件进行分析，计数资料以例数或百分率表示，并采用χ2检验，计量资料以均数±标准差（x±s）表示，并采用t检验，以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 195名受试者急进高原前后外周血红细胞形态及血管内皮功能变化

与急进高原前比较，受试者急进高原后正常形态红细胞数量、血清NO均下降，其棘型、泡型、褶型、严重畸形红细胞数量及血清ET-1、VEGF、vWF均上升，差异有统计学意义（P < 0.05）；VE-cadherin未见明显变化，差异无统计学意义（P > 0.05）。见表1～2。

2.2 两组急进高原前后外周血红细胞形态及血管内皮功能比较

共有48名受试者发生AMS，发生率为24.62%。与急进高原前比较，两组急进高原后正常形态红细胞数量均下降，棘型、泡型、褶型、严重畸形等非正常形态红细胞数量均上升，血清ET-1均升高，差异有统计学意义（P < 0.05），且发生组急进高原后正常形态红细胞数量明显低于未发生组，棘型、泡型、褶型、严重畸形等非正常形态红细胞数量均高于未发生组，血清ET-1明显高于未发生组，差异有统计学意义（P < 0.05）。与急进高原前比较，发生组急进高原后NO下降，VEGF、VE-cadherin、vWF上升，差异有统计学意义（P < 0.05），且发生组急进高原后NO明显低于未发生组，VEGF、VE-cadherin、vWF明显高于未发生组，差异有统计学意义（P < 0.05）。未发生组急进高原前后NO、VEGF、VE-cadherin、vWF比較差异无统计学意义（P > 0.05）。见表3～4。

3 讨论

AMS是由人体进入低氧、低压的特殊高原环境后出现的以低张性缺氧为主要生理改变的一系列临床症状[7]。众多研究表明，随着海拔升高，大气中氧分压持续下降所致肺换气弥散进入肺毛细血管的氧气减少，是引发机体缺氧的主要原因，一旦机体产生的代偿反应无法应对高原环境的刺激，患者即会发生AMS，甚至出现危及生命的急性高原肺水肿或脑水肿[8-9]。

我国高原地域辽阔，约占国土面积的1/6，随着高原开发与建设程度的提高，近年来因工作、军事、生活等原因急进高原地区的人群数量也逐渐增多，因此，AMS的防治及发病机制的研究受到了越来越多的关注[10-12]。本研究选取外周血红细胞形态、血管内皮功能两类指标，就其与AMS的关系进行了分析，结果提示，健康成年男性在急进高原后普遍存在外周血红细胞畸形化改变，而畸形化改变可造成红细胞变形能力下降，此时红细胞难以通过比自身直径小的毛细血管，是造成缺氧加剧、AMS发生的主要原因[13]。与未发生组比较，本研究发生组急进高原后正常形态红细胞数量更少，畸形红细胞数量更多，印证了上述结论。除形态变化外，机体为代偿缺氧变化，红细胞数量会在短期内大幅上升，部分人群可发生红细胞增多症，而红细胞数量的增多会造成血液黏稠度的上升，进而导致血液流速下降，红细胞运氧效率受限[14-15]。此外，亦有研究发现，久居高原的人群外周血畸形红细胞数量、畸形化程度均较低[16-17]，进一步提示红细胞数量与形态变化在AMS发生发展中扮演着重要角色。

急性高原暴露后AMS的發生与心血管功能变化有关，而血管内皮细胞与血液直接接触并可在早期内对自身氧分压变化做出反应，已有研究证实，急进高原后机体氧分压的迅速下降伴随着肺血管与脑微血管内皮细胞的结构、功能损伤[18-20]，故血管内皮功能变化也可能与AMS的发生有关。本研究结果显示，195名受试者急进高原后血清NO明显下降，而ET-1、VEGF、vWF则大幅上升，但在发生组与未发生组的比较中，未发生组仅见ET-1小幅上升，其他血管内皮功能相关指标并未见明显变化，考虑与该类人群机体对缺氧状态的代偿能力较强、氧分压的下降仅造成血管收缩、ET-1水平升高有关[22-24]。与之相比，发生组NO的下降意味着血管舒张功能下降，VEGF、vWF的升高可导致肺组织通透性上升，血小板细胞内皮下结构黏附能力增加，此外，发生组血清VE-cadherin的明显上升往往伴随着血管系统稳定性的下降[25-27]，因此，上述指标变化均提示发生组患者血管内皮功能受损更为严重且机体代偿能力不足，可能是AMS发病的重要因素。

综上所述，急进高原后人外周血红细胞形态呈畸形化改变，且存在血管内皮功能受损，红细胞形态畸形化数量和程度的增加以及血管内皮功能受损的加剧，可能是引发AMS的重要原因，基于这一研究结果进一步开展探索，有望为AMS的防治提供新的思路，值得广泛关注。

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（收稿日期：2018-04-23 本文編辑：张瑜杰）