不同預(yù)充液對處于機(jī)械應(yīng)力下的紅細(xì)胞的保護(hù)作用

1、不同預(yù)充液對處于機(jī)械應(yīng)力下的紅細(xì)胞的保護(hù)作用 作者：胡強(qiáng),于坤,張燕婉,王紅月,龍村 【摘要】 目的 比較紅細(xì)胞處于不同預(yù)充液中，受到相同程度機(jī)械應(yīng)力作用時(shí)的溶血情況。方法 10個(gè)單位濃縮紅細(xì)胞（200 ml），每袋均分為4份，各50 ml，分別加入50 ml乳酸鈉林格氏液（L組）、5%人血白蛋白（A組）、4%琥珀酰明膠注射液（G組）和6%羥乙基淀粉注射液（H組）?；靹蚝?，將其預(yù)充于以滾壓泵驅(qū)動(dòng)的循環(huán)裝置上，以1 L/min的流量室溫下循環(huán)4 h。分別于循環(huán)開始時(shí)、1 h、2 h、3 h、4 h取血標(biāo)本2 ml，離心后取上清液，測定游離血紅蛋白（Free Hb）和乳酸脫氫酶（LDH）水平，于循

2、環(huán)開始和結(jié)束時(shí)取血標(biāo)本測定血?dú)?、血紅蛋白濃度和乳酸脫氫酶（LDH）。紅細(xì)胞形態(tài)學(xué)變化采用伊紅染色后光鏡下觀察。結(jié)果 4組游離血紅蛋白和乳酸脫氫酶水平循環(huán)后各時(shí)點(diǎn)均較基礎(chǔ)值有不同程度升高，差異有顯著性（p<0.05）。循環(huán)后各時(shí)點(diǎn)A組和G組游離血紅蛋白和乳酸脫氫酶水平均較其他兩組低,4 h差異有顯著性(p<0.05)。紅細(xì)胞形態(tài)在A組和G組維持較好。結(jié)論 受到機(jī)械應(yīng)力時(shí)，人血白蛋白和琥珀酰明膠對紅細(xì)胞的保護(hù)作用較好。 【關(guān)鍵詞】 紅細(xì)胞；溶血；羥乙基淀粉；琥珀酰明膠；白蛋白Protective Effects of Priming Solutions on Eryth

3、rocytes Exposed to Mechanical StressAbstract: OBJECTIVE To investigate the protective effects of priming solutions on erythrocytes exposed to mechanical stress. METHODS Free haemoglobin and LDH release from packed red blood cells in 4% fluid succinylated gelatin, 5% albumin solution, 6% hydroxyethyl

4、 starch and Sodium Lactate Ringer's Injection was investigated in vitro during circulation with a roller pump from a heart-lung machine for 4 hours at a flow rate of 1.0 L/min at room temperature. RESULTS Erythrocyte osmotic fragility was similar among all groups. Free haemoglobin and LDH concen

5、trations became progressively higher in every group. 4% fluid succinylated gelatin appears to have potent erythrocyte protective properties similar to those of albumin. CONCLUSION This effect could decrease mechanical haemolysis during extracorporeal circulation if modified fluid gelatin or albumin

6、solution is used as part of a priming solution.Key words：Erythrocyte;Haemolysis; Hydroxyethyl starch; Succinylated gelatin; Albumin隨著心血管手術(shù)的普遍開展，體外循環(huán)（Extracorporeal circulation，ECC）技術(shù)也越來越多的被各級醫(yī)院所應(yīng)用。ECC期間紅細(xì)胞破壞是不可避免的，紅細(xì)胞膜很薄，在機(jī)械作用或高滲透壓下，由于表面張力的影響或壓力的突然變化會(huì)發(fā)生破裂，或因老化發(fā)生溶解，從而釋放其內(nèi)容物（主要為血紅蛋白），會(huì)對機(jī)體造成一系列不良影響。通常用

7、血漿中游離血紅蛋白（free haemoglobin）的含量表示ECC中的血液破壞程度1。血漿游離血紅蛋白的正常值是05 mg/dl。在活體中，血漿中破壞的游離血紅蛋白會(huì)被腎臟和網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)清除。ECC導(dǎo)致的游離血紅蛋白濃度中等程度增高時(shí)，機(jī)體有清除它的能力，正常的網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)可清除約0.1 mgHb/(kg·min)。當(dāng)經(jīng)腎臟濾過血紅蛋白的濃度在100 mg/dl以上時(shí)，出現(xiàn)血紅蛋白尿；當(dāng)達(dá)到300 mg/dl時(shí)，可導(dǎo)致腎功能損害。溶血因其與一氧化氮結(jié)合會(huì)導(dǎo)致血管收縮，還會(huì)促進(jìn)全身炎性反應(yīng)。引起紅細(xì)胞損傷的因素很多，包括機(jī)械因素和生化因素，血漿蛋白的稀釋使紅細(xì)胞脆性增加，采用晶體和

8、血漿代用品進(jìn)行血液稀釋廣泛應(yīng)用于ECC，本研究旨在探討一定的機(jī)械應(yīng)力下紅細(xì)胞在不同預(yù)充液中的溶血情況。1 材料與方法1.1 預(yù)充液乳酸鈉林格氏液（上海百特醫(yī)療用品有限公司）；5%人血白蛋白（上海萊士血制品有限公司）； 4%琥珀酰明膠注射液（血定安，沈陽貝朗醫(yī)藥有限公司）和6%羥乙基淀粉注射液（賀斯，北京費(fèi)森尤斯卡比有限公司）。1.2 實(shí)驗(yàn)方法 10個(gè)單位濃縮紅細(xì)胞（200 ml），每袋均分為4份，每份50 ml，分別加入50 ml乳酸鈉林格氏液（L組）、5%人血白蛋白（A組）、4%琥珀酰明膠注射液（G組）和6%羥乙基淀粉注射液（H組），混勻，將其預(yù)充于一ECC裝置，此裝置由一個(gè)一次性儲血袋（山

9、東威高集團(tuán)有限公司，200 ml）、一段1/4英寸硅膠泵管（北京普惠公司，20 cm）、連接管路（北京普惠公司）組成。采用STOCKERT-型雙頭泵（STOCKERT公司，德國）。調(diào)節(jié)泵管松緊度，使泵后連接管內(nèi)的液面垂直高度于泵頭上方75 cm處，調(diào)節(jié)至液柱每min下降2.5 cm。隨機(jī)配置兩種混合液開始以1 L/min的流量室溫下循環(huán)4h2。將尚未使用紅細(xì)胞放入冰箱保存，待4 h后，取出配置另兩種混合液，再使用同一臺雙頭泵以1L/min的流量室溫下循環(huán)4 h2。1.3 觀測指標(biāo)分別于ECC開始時(shí)、1 h、2 h、3 h、4 h取血標(biāo)本2 ml，離心后取上清液，測定游離血紅蛋白（Free Hb

10、）和乳酸脫氫酶（LDH）水平，于ECC開始和結(jié)束時(shí)取血標(biāo)本測定血?dú)?、血紅蛋白濃度。觀測ECC結(jié)束時(shí)即ECC 4 h后的紅細(xì)胞形態(tài)。1.4 檢測方法游離血紅蛋白用聯(lián)苯胺顯示法測定。乳酸脫氫酶用南京建成生物制品研究所提供的試劑盒檢測。紅細(xì)胞形態(tài)學(xué)變化采用伊紅染色后光鏡下觀察。1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法利用SPSS 10.0統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行處理。計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間比較采用配對t檢驗(yàn)，組間比較采用多個(gè)獨(dú)立樣本的秩和檢驗(yàn) ，P<0.05為差異顯著。2 結(jié) 果2.1 懸浮紅細(xì)胞的平均保存時(shí)間（7.6±3.1）d。各組pH值、血紅蛋白濃度、游離血紅蛋白濃度和乳酸脫氫酶

11、的基礎(chǔ)值組間無顯著差異(P>0.05)；ECC結(jié)束后各組pH值、血紅蛋白濃度與基礎(chǔ)值比較，無顯著性差異；各組游離血紅蛋白濃度和乳酸脫氫酶活性在ECC后各時(shí)點(diǎn)較基礎(chǔ)值明顯升高,有顯著性差異(P<0.05)；見表1。2.2 組間比較,ECC后各時(shí)點(diǎn)G組與A組游離血紅蛋白濃度和乳酸脫氫酶活性較其余兩組低,在4 h點(diǎn)有顯著性差異(P<0.05) ,G組與A組間無顯著性差異，見表1。表1 不同預(yù)充液ECC前后游離血紅蛋白和乳酸脫氫酶的變化（略）注：與基礎(chǔ)值比較，*P<0.05;A組與L，H組間比較，#p<0.05;G組與L，H組間比較

12、，p<0.052.3 ECC 4 h后紅細(xì)胞形態(tài)A組與G組維持較好，鏡下見基本維持了正常的雙凹圓盤形,邊緣光滑。 其余兩組存在較大程度的變形,H組可見出現(xiàn)大量不規(guī)則外形紅細(xì)胞，邊緣僵硬，細(xì)胞大小不一；L組鏡下可見細(xì)胞腫脹，邊緣模糊，出現(xiàn)大量球形細(xì)胞，鈍鋸齒緣狀細(xì)胞。見圖1、2、3、4。3 討 論 本研究旨在比較相同的機(jī)械作用下，不同預(yù)充液對紅細(xì)胞的保護(hù)作用。將一份濃縮紅細(xì)胞均分為四份,保證了各組的紅細(xì)胞壽命,理化特性的一致。 正常情況下血液在血管內(nèi)呈流線型流動(dòng)，血流速度以血管中心部分最快，由于血管內(nèi)壁對血流的摩擦力，靠近血管內(nèi)壁血流速度較慢；這種血管中心和邊緣部分不同血流速度構(gòu)成

13、的血流稱為“層流”。當(dāng)ECC中泵頭轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，出現(xiàn)“湍流”或“非流線型”血流。紅細(xì)胞膜很薄，在機(jī)械作用或高滲透壓下，由于表面張力的影響或壓力的突然變化會(huì)發(fā)生破裂，或因老化發(fā)生溶解，從而釋放其內(nèi)容物（主要為血紅蛋白）,即為溶血。紅細(xì)胞機(jī)械損傷源于較高的剪切力對細(xì)胞的影響3。通常用血漿中游離血紅蛋白（Free Hb）的含量表示ECC中的血液破壞程度。血漿游離血紅蛋白的正常值是05 mg/dl。血漿中游離血紅蛋白的水平隨ECC時(shí)間的延長而升高。ECC結(jié)束時(shí)血漿游離血紅蛋白水平可能最高，因?yàn)榇藭r(shí)對紅細(xì)胞機(jī)械性損傷的累積量最高。ECC后發(fā)生的貧血比ECC中發(fā)生的立即溶血更重要：一個(gè)紅細(xì)胞溶解，就有500個(gè)紅

14、細(xì)胞形態(tài)功能被改變。灌注后第一個(gè)24 h遲發(fā)溶血產(chǎn)生的滲血量可能是立即溶血的5倍，這類溶血通過血漿中紅細(xì)胞大量釋放乳酸脫氫酶增高來平衡。故采用游離血紅蛋白和乳酸脫氫酶來評價(jià)紅細(xì)胞損傷狀況 1。 檢測結(jié)果顯示紅細(xì)胞在5%人血白蛋白和4%琥珀酰明膠注射液中,血液破壞程度輕于其余兩組。血漿蛋白附著于紅細(xì)胞表面有助于修復(fù)細(xì)胞膜的損傷。這種保護(hù)作用有賴于帶負(fù)電的血漿蛋白與紅細(xì)胞膜的可逆性結(jié)合。血漿中起這種作用的主要是白蛋白。在生理pH之下，白蛋白分子表面帶有較多的負(fù)電荷，使它可依靠靜電引力與帶正電荷的物質(zhì)結(jié)合。血漿中白蛋白的含量遠(yuǎn)比球蛋白多，親水作用又比球蛋白大，這使血漿中的白蛋白對細(xì)胞膜起了膠體保護(hù)的

15、穩(wěn)定作用。 有研究表明，琥珀酰明膠對處于滾壓泵碾壓產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力作用下的紅細(xì)胞有明顯的保護(hù)作用4。琥珀酰明膠是一種帶負(fù)電的多肽物質(zhì)。琥珀酰明膠組溶血程度低，可能是其與血漿蛋白一樣與紅細(xì)胞膜可逆性結(jié)合，從而保護(hù)紅細(xì)胞在機(jī)械應(yīng)力下減少損傷5。 羥乙基淀粉保護(hù)作用不佳的原因可能由于羥乙基淀粉是從玉米淀粉合成的高分子量支鏈淀粉,為電中性分子,不易與紅細(xì)胞膜結(jié)合,也不能夠修復(fù)損傷的紅細(xì)胞膜。 乳酸鈉林格氏液為晶體液,而對血液進(jìn)行無血漿成分的稀釋將增加紅細(xì)胞的機(jī)械脆性,造成血細(xì)胞的變形。我們的結(jié)果也提示紅細(xì)胞在乳酸鈉林格氏液中的機(jī)械脆性增加了。形態(tài)學(xué)觀察顯示紅細(xì)胞在琥珀酰明膠和白蛋白組胞膜邊緣清晰,無明顯腫

16、脹,而另外兩組胞膜邊緣模糊,細(xì)胞腫脹。 本研究表明白蛋白和琥珀酰明膠可以減輕機(jī)械應(yīng)力對紅細(xì)胞的破壞，這對臨床體外循環(huán)工作中合理選擇預(yù)充液,減少血液破壞有一定的意義。白蛋白價(jià)格昂貴，雖然更加接近于生理，但是考慮到費(fèi)用，與琥珀酰明膠相比，在臨床工作中，可能還會(huì)更多的選用琥珀酰明膠6?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】 1陳彥,王麗,孫鑫 溶血程度的劃分及其意義J. 現(xiàn)代檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志,2003,18（5）：64-65. 2Sumpelmann R, Schurholz T, Marx G et al. Protective effects of plasma replacement fluids on ecythrocy

17、tes exposed to mechanical stressJ. Anaesthesia,2000,55(10):976-979.3Paul R, Apel J, Klaus S, Schugner F, Schwindke P, Reul H. Shear stress related blood damage in laminar couette flowJ. Artif Organs,2003,27(6):517-529.4Huskisson L. Intravenous volume replacement: which fluid and whyJ? Archives of Disease in Childhood, 1992,67: 649-653.5Kameneva MV,Repko BM,Krasik EF,et al. Polyethylene glycol additives redu