红细胞聚集的生理及临床意义

红细胞聚集的生理及临床意义
静止或低切变率条件下，红细胞与红细胞在大分子桥联作用下能形成缗钱状（Rouleaux）的聚集体，产生红细胞聚集现象。

红细胞聚集（Erythrocyte Aggregation,EA）可对血液的宏观流动特性产生一定影响，是血液呈非牛顿流动特性的两大原因之一。

Lowe等进行的流行病学调查发现，红细胞聚集、血球压积、白细胞计数及纤维蛋白原浓度是独立于其他因素的流变学领域中的四个独立危险因素。

对正常血样，只有在较低切变率（γ<46s-1）条件下红细胞聚集才能产生，但在某些病理状态下（如糖尿病等），即便切变率达到200s-1以上，仍能发现聚集体存在。

一般而言，正常生理状态下，红细胞聚集体可在机体内存在，但过度的聚集却是一种病理表现。

具体来讲，红细胞聚集有如下几方面的生理及临床意义。

红细胞聚集对血液宏观流变特性的影响
红细胞聚集是血液表观粘度的决定因素之一，粘度的体外测量表明，在较低切变率条件下（γ<46s-1），随着切变率的减小，红细胞聚集程度逐渐增加，进而导致全血表观粘度大幅度增加。

图1是King等使用Weissenberg流变仪所得到的测量结果。

图中曲线A、B、C分别表示红细胞可以聚集、红细胞过度聚集及红细胞不能聚集的三种悬浮液。

该图表明，低切变率条件下，由于红细胞的过度聚集，引起红细胞聚集体的快速沉降，使椎板间出现含红细胞非常少的血浆层及大量可沿锥板壁滑动的聚集体，最终导致所测量的低切表观粘度值（γ=0.05s-1）下降。

也就是说，虽然红细胞聚集可使低切表观粘度值大幅度升高，但过度的聚集却会由于血浆层等现象的出现而导致所测低切表观粘度值下降。

图1 红细胞悬浮于血浆（A）、含葡聚糖的血浆（B）及白蛋白-Ringer液（C）中的流
变特性（T为全血表观粘度）
关于粘度计中，不同切变率条件下红细胞的沉降现象，Copley等曾做过较精细的研究。

图2是他们用特制的Couette粘度计得到的结果。

从图中可看出，从静止到切变率等于0.01s-1，红细胞沉降速度近似不变，此后随切变率增加，沉降速度显著增加，直至切变率在0.1s-1时达峰值，此后，随着切变率的增加血沉逐渐下降，直至接近10s-1时，血液的剪切流动会伴随有红细胞的沉降发生，并由此影响着所测得的表观粘度值。

图2 切变率（γ）对血沉（ESR）的影响
红细胞聚集不但影响全血低切粘度，而且还是全血粘弹性、触变性的主要决定因素。

将红细胞悬浮于（a）自身血浆及（b）白蛋白-Ringer液中进行应力松弛实验发现，（a）样品存在应力松弛现象，而（b）样品却呈典型的牛顿流
体的特性，无松弛现象发生。

另外，已经发现兔子血不能形成缗钱状聚集体，通过逐渐增加切变率至γ=4s-1，然后在逐渐减少切变率至零的过程记录发现，人血存在典型的滞后环，而兔子血的加载-卸载曲线重合，并无滞后环产生。

葡聚糖-150可作为红细胞聚集的诱导剂，将标准压积的红细胞悬浮于自身血浆及添加有1%的葡聚糖-150的自身血浆后可进行悬浮液粘性及弹性分量随频率及切变率的变化而变化的关系研究。

结果发现，无论是频率依赖的还是切变率依赖的粘弹性，随着聚集性的增加，其粘性分量和弹性分量均有所增加，即聚集性的改变也将引起粘弹分量的改变。

红细胞聚集对体内血液流动的影响
红细胞聚集的体外测量结果并非是体内情况的必然反映。

事实上，红细胞聚集对体内血液流动的影响要复杂得多。

一、红细胞体内聚集并非只与血液本身，而且还与血管壁的性质有关。

此点及Copley在1892年提出的血管—血液器官（Vessel-blood organ）的概念在微循环中有特殊意义。

Silberberg（1983）认为在血细胞与血管内表面均存在一层糖蛋白，这些糖蛋白有特殊的功能，它们既能阻止，也可能有利于二者的相互粘附。

从此观点来看，他认为在某些病理状态下，红细胞可能会在血管壁上粘附，导致血流减慢，红细胞聚集性增加，使红细胞聚集体在粘附部位形成，最终阻塞血管，导致血流滞止。

Smith用细胞培养的方法证实，冠心病患者的红细胞容易与血管内皮细胞层粘附，结合较紧密。

Copley称这种红细胞聚集体与血管壁粘附，导致血细胞堆积、血流滞止的现象为结合淤滞（Compaction Stasis）。

他认为此现象既可在压积较高（如红细胞增多症，高山病等）条件下，也可在机体感染的病理条件下，由于血管壁通透性增加，血浆外渗而导致的血管内红细胞堆积所引起。

我们知道，纤维蛋白原对红细胞有很强的侨联作用，Copley等经过多年的研究发现在毛细血管壁内皮表面沉积有一层由纤维蛋白与纤维蛋白原组成的复合体层，他称此层为内皮内纤维蛋白衬底（Endo-endothelial Fibrln Lining,EEFL）,他认为EEFL有比Silberberg提到的糖蛋白层更大的作用。

关于红细胞聚集对血液—血管器官方面的重要性在微循环障碍病理情况下
更为突出。

微循环障碍的特征是毛细血管内血流减慢，血管壁发生病变、血管通透性增加。

此时，一方面，由于血流速度较小，管内剪切应力的作用下不足以使红细胞聚集体解离，致使红细胞聚集体大量存在，进一步降低血流速度，以此形成恶性循环，使病情恶化；另一方面，毛细血管通透性增加将导致血管内红细胞压积及血浆大分子（如纤维蛋白原等）浓度增加，引起红细胞聚集，血流减慢，甚至生理循环滞止。

除此之外，由于红细胞聚集的增加，还会使微静脉内的白细胞被挤向血管壁，增加白细胞与血管壁作用的机会，使附壁白细胞增多，管腔面积相对减少，血流量降低。

二、由于人体自身的调节代偿作用，当红细胞聚集程度不太严重时，红细胞聚集对人体血流量的影响是可以忽略的。

Dufaux等用注射葡萄糖-500增加红细胞聚集性的方法对大鼠睾丸肌的血液循环进行了观察。

尽管体外测量表明全血中添加葡萄糖-500可显著增加红细胞聚集性，但在体内，当葡萄糖-500浓度小于2%时，血流量只有轻微的变化，不过，当浓度大于2%后，流量将显著降低。

此时，红细胞充满整个血管，血浆层消失，流动阻力显著增加。

他的实验还发现红细胞聚集也可影响心电图的S-T波形。

三、循环系统是由不同结构的管道连接成的复杂系统，不通器官、不同部位血管的流动特性及血流状态差异较大，从而对红细胞聚集产生不同影响。

正常生理状态下，红细胞聚集程度较小，此时，大动脉内的切应力足以使其内较大的红细胞聚集体解散，使血液表现出较小的表观粘度；对毛细血管而言，由于其内的血液流动有更大的切应力，外加较小直径及较低的红细胞压积致使这些部位几乎不可能有红细胞聚集发生，毛细血管后静脉及小静脉是切应力最小部位，因此，这些部位是红细胞聚集体最可能形成的部位，由于红细胞聚集体的存在及较小的切应力使这些部位有较高的表观粘度。

这样一种后毛细血管中血液表观粘度升高的现象可使后与前毛细血管阻力比升高，毛细血管压升高，有利于毛细血管内体液的交换。

某些病理状态下，红细胞聚集性可显著增加，使体内有大量的较大红细胞聚集体存在。

大血管中，缗钱串状的聚集体可在流场中旋转、翻滚，消耗过多的能量，增加全血表观粘度。

但在管径较小的血管中可能出现几种复杂的情况。

一方面，由于红细胞的聚集体有向轴迁移的趋势，将导致血浆层的出现，使表观粘度降低，同时，由于聚集体的向轴迁移也将导致白细胞向壁移动，增加白细胞附壁的机会。

另一方面，过度过强的聚集将会使聚集体堵塞小血管，引起血流滞止，毛细血管通透性增加等病理表现。

最后还应强调指出的是，红细胞聚集是一生理现象，Fahraeus（1958）认为，在不引起血管通透性改变的条件下，轻度的聚集不但不会阻碍血液流动，相反还有利于血液流动。

但在什么情况下能形成有利于流动的聚集体，至今仍未有人研究。

只是有人发现3-4个红细胞形成的聚集体最接近球形，该形状的物体运动时消耗的能量较小。

红细胞聚集在静脉病理中的作用
临床上，静脉循环两个最重要的病理生理过程是静脉高血压和静脉血栓形成，这两种过程均与血液流变学特性，尤其是红细胞聚集性有很大关系。

红细胞聚集性及血液流变学效应应从两个层次作用于静脉高血压。

一方面，静脉曲张或慢性静脉功能不全继发深静脉血栓形成可引起静脉高血压。

而静脉高血压是病人主诉的“劳累，突发事件”等症状的主要原因。

静脉曲张过程中，虽然静脉瓣关闭不全是基本病因，但局部血液流变学变化，尤其是红细胞聚集性升高又加重了静脉血流减慢，并进一步导致静脉血压升高，最终形成恶性循环（见图3）。

图3 红细胞聚集对静脉高血压的影响
另一方面血液流变学可在毛细血管水平影响静脉高血压。

慢性静脉功能不全患者伴随有皮肤下组织血流停滞，造成缺氧，代谢物堆积，细胞ATP减少，
PH值下降，从而使红细胞变形性减弱，红细胞聚集性升高，引起长期静脉循环血流停滞。

图4是此过程示意图。

图4 红细胞聚集、微循环障碍与静脉功能不全
血流减慢是血栓形成的三大原因之一，流变学上血流速度减慢与红细胞聚集性增强几乎有相同的含义，二者相互影响，在一定条件下，能在体内形成恶性循环，最终导致血流停滞。

上述论证表明，血液流变学在静脉病理中起作用，并由红细胞聚集性增加反映出来，它们可形成恶性循环，并由此继续下去，这种恶性循环若不被阻断就会增加异常病理变化。

红细胞聚集在病理中的作用远不止局限于静脉，它在糖尿病、高血压、脑中风、眼底病等多种缺血性疾病及过度肥胖症中均有很重要的作用。

红细胞聚集除在疾病机理方面起作用外，临床上通过降低红细胞的聚集性还能对很多疾病达到治疗效果。

Ernst（10）对外周动脉缺血患者的治疗研究发现，血液稀释只对血管阻塞较严重的病人才有效。

他认为该结果可能是因为血液稀释主要作用在于降低红细胞聚集性，显著增加低切变率下的表观粘度，提高缺血区的血流量，从而达到治疗目的。