心血管病理生理学
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第五节 血液流变学改变对凝血与抗凝血功能的影响

一、血液流变学与凝血

血液流变学(hemorheology)研究血液及其有形成分的流动性与形变规律,包括宏观流变学与微观流变学。宏观流变学研究全血在各切变率下的表现黏度,如血液黏度、血浆黏度、红细胞沉降率、血液与管壁应力分布等。而微观流变学则研究血液有形成分的流变学特性,如红细胞聚集性、红细胞变形性、血小板聚集性、血小板黏附性等,又称为细胞流变学。随着生物技术的高速发展,后者又深入到分子水平的研究,包括血浆蛋白成分对血液黏度的影响、介质对细胞膜的影响、受体作用等,故称为分子血液流变学。临床血液流变学(clinical hemorheology)研究血液的流动性、血液的有形成分、血管和心脏的黏弹性在各种疾病时的改变,了解这些变化的病理生理意义,有利于相关疾病的诊断、治疗和预防。

血液黏度常被用来定量地描述血液流变学的改变。血液的黏度会随所加的切应力的改变而变化。在给定的切应力下,血液的黏度大小主要取决于红细胞比容、红细胞的流变学特性和血浆黏度。血液黏度越高,血液的流动性越差,凝血功能越强,越有利于形成血栓。

二、血液流变学异常

临床和实验资料表明,血液流变学异常是出血性心脑血管疾病和缺血性心脑血管疾病共同的病理生理基础,并与其严重程度密切相关。血液黏度增高,血流缓慢、红细胞变形能力降低,以及血小板、纤维蛋白原等诸因素的参与,易使血液凝固性升高并形成血栓。

(一)红细胞比容的异常

相对其他的血细胞而言,血液中红细胞的浓度最高,因而红细胞比容对血液黏度的影响最大。而白细胞和血小板的数目相对很少,仅在研究微循环时才去考虑它们对血液黏度的影响。

1.红细胞比容增高

红细胞比容,即红细胞在血液中所占容量的比值。当血液中红细胞的浓度增高时,红细胞比容增大,血液变得黏稠,容易因血栓而引发心脑血管疾病。红细胞比容增高多见于:①真性红细胞增多。如真性红细胞增多症,是一种造血干细胞的克隆性慢性骨髓增殖性疾病。出血和血栓是该病的两个主要临床表现。②继发性红细胞增多。多由于机体慢性缺氧或肾脏病变所致,如慢性肺部疾病、慢性充血性心力衰竭、法洛四联症、慢性肺部疾病、高原性红细胞增多症、动-静脉瘘等;或慢性肾脏疾病如肾脏肿瘤、肾囊肿、肾盂积水等,造成血液促红细胞生成素增多。③相对性红细胞增多。常发生于大量失水或失液时,由于脱水导致血液浓缩,如严重腹泻呕吐、大面积烧伤和烫伤、高热等。

2.红细胞比容降低

红细胞比容偏低就是指红细胞在全血中所占的容积百分比偏低,说明血液中的红细胞数量不够。导致红细胞比容偏低的原因:①贫血,如红细胞生成减少性贫血、溶血性贫血、失血性贫血等;②血液稀释;③血液渗透压升高,可引起红细胞皱缩。

(二)红细胞流变学特性的异常

红细胞的变形性和聚集性决定红细胞的流变学特性。红细胞的变形性是指在一定的机械外力作用下红细胞改变形状的能力。红细胞的聚集性是指红细胞与红细胞之间结合在一起的能力。

1.红细胞变形性异常

红细胞发生变形时所需外力越小,其变形能力越强。正常情况下,红细胞有很强的变形能力,可通过直径比自身小一半的毛细血管。在大血管内,血液的流动性主要取决于红细胞比容;而在小血管内,血液流动性主要取决于红细胞的变形能力。因此,红细胞的变形能力越大,则血液的黏度越小,才能保证微循环的有效灌注。当红细胞的变形能力变小,则血液的黏度会变大,从而影响微循环的有效血液灌注,导致组织缺氧乃至于梗死发生甚至扩散。

影响红细胞变形性的内部因素主要有红细胞膜的黏弹性、红细胞的几何形状与红细胞的胞质黏度;而外部因素则主要有血液的剪切力、渗透压、pH、温度、介质黏度及血管内经和红细胞的浓度等。因而,镰状细胞性贫血、遗传性球形红细胞症、高钠血症、酸中毒和严重缺氧等都可造成红细胞变形性低下而引发小血管血栓形成。

2.红细胞聚集性异常

红细胞的聚集性对血液黏度的影响与红细胞的变形性对血液黏度的影响相反,红细胞的聚集性越大,血液的黏度也会越大。正常血流中有多种作用力影响红细胞的聚集性,一类是促成聚集的红细胞表面大分子桥接力;另一类是防止聚集的作用力,如电荷斥力、血液剪切力、膜的弯曲力等。正常情况下,防止聚集的力和促进聚集的力处于平衡状态,但当促进聚集的力大于防止聚集的力时,聚集就形成了。

造成红细胞聚集性增强的常见原因有以下几类:①静电排斥力减小。红细胞表面均带负电荷,在正常的红细胞之间,因同性相斥而不易聚集。当病毒感染、缺氧等引起红细胞膜受损,或者红细胞老化造成细胞膜刚化(即细胞膜流动性下降),以及当红细胞膜脂质成分增加时,都可能使红细胞表面的负电荷减少,同性相斥作用减弱,而使红细胞的聚集性增强。②大分子的桥连力增强。血浆中的高分子物质可吸附于细胞表面,通过桥接作用促进红细胞聚集。因此,当血浆中的纤维蛋白原、球蛋白、凝血酶原等含量增加时,红细胞聚集性增强;而当白蛋白增加时却能促进红细胞的解聚。③血液切变率变小。血液切变率直接影响红细胞聚散,流速高时红细胞呈分散状态,血液黏度降低;血流缓慢时,血液切变率变小,红细胞易处于聚集状态,血液黏度较高,有利于血栓形成。

(三)血浆黏度的异常

血浆黏度是影响全血黏度的重要因素之一,而影响血浆黏度的因素有纤维蛋白原、球蛋白、白蛋白、脂类和血糖等。其中,血浆蛋白是影响血浆黏度最主要的因素。血浆蛋白对血浆黏度的影响取决于血浆蛋白的含量、分子的形状和大小。大分子蛋白的含量越高,血浆黏度则越高;结构呈链状的血浆蛋白增多时易形成网状结构,相对于球状蛋白更容易引起血浆黏度升高。故纤维蛋白原对血浆黏度影响最大,球蛋白次之,白蛋白对血浆黏度影响最小。

许多血浆蛋白异常的疾病都可以表现出明显的高黏滞症状,如巨球蛋白血症、多发性骨髓瘤、先天性高纤维蛋白原血症、某些胶原性疾病等。另外,使血浆黏度增高的血浆蛋白的增加也可以导致红细胞的聚集,特别是在低切变率时表现更为明显,从而造成全血黏度的升高,有利于凝血、形成血栓。

血浆黏度的增加也可使红细胞的沉降率加快。红细胞的沉降是一种血液流变现象,不仅与血浆黏度有关,也与红细胞聚集情况、红细胞比容及红细胞表面电荷有关。因此,在临床工作中红细胞沉降率、血浆黏度及血浆蛋白的常规同时检测,能提高临床诊治疾病的应用价值。