不同晶体液对体外红细胞变形性和聚集性的影响

2011，Vol．24，No．08中国输血杂志2011年08月第24卷第08期Chin J Blood Transfusion Aug ，

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·论著·

不同晶体液对体外红细胞变形性和聚集性的影响

阚雪梅摘要：目的

赵莲

尤国兴

王瑛

陈赣

周虹△（军事医学科学院野战输血研究所，北京100850）

*

探讨不同晶体液对体外红细胞流变学特性的影响。方法21份，（7 8）ml /颈静脉采集兔血［

，1ʒ 份］离心并调节红细胞比容至40%；将血液分别与生理盐水（NS ）、乳酸林格液（LR ）和醋酸林格液（AR ）按1ʒ 2、1、2ʒ 1混合（n =7），同时设立空白对照组（不与晶体液混合，其余操作同晶体液组）。37ħ 水浴1h ，再次调节红细胞比容至40%，测定红细胞的变形性和聚集性。结果3种晶体液不同混合比例各组之间的变形指数和聚集指数均没有明显差异（P ＞0. 05）。兔血液与晶体液体积比为1ʒ 2时，红细胞聚集峰值时间NS 组（2. 1ʃ 0. 6）s 明显高于LR NS 、LR 和AR 组红细胞聚集幅度（12. 0ʃ 2. 0、15. 6ʃ 3. 2和14. 9ʃ 组（1. 0ʃ 0. 3）和对照组（1. 3ʃ 0. 4）（P ＜0. 05），

4. 6）明显低于对照组（25. 1ʃ 6. 5）。兔血液与晶体液体积比为1ʒ 1时，各组之间红细胞聚集峰值时间差异不大（P ＞0. 05），NS 和AR 组聚集幅度（12. 9ʃ 4. 1和13. 9ʃ 4. 1）明显低于对照组（21. 3ʃ 6. 4）（P ＜0. 05）。兔血液与晶NS 组聚集幅度（9. 5ʃ 2. 2）明显低各组之间红细胞聚集峰值时间没有明显差异（P ＞0. 05），体液体积比为2：1时，

于对照组（14. 6ʃ 1. 7）（P ＜0. 05）。结论LR 。

关键词：晶体液；红细胞；体外实验；流变学；变形性；聚集性

+

中图分类号：R33. 141

晶体液种类和用量不影响红细胞变形性，但可通过改变红细胞聚集的峰

AR 和值时间和聚集幅度改变红细胞聚集性；所考察的3种晶体液降低红细胞聚集性的能力由强到弱依次为NS 、

R457. 1文献标识码：A 549X （2011）08-0661-04文章编号：1004-KAN Xuemei ，ZHAO

In vitro effect of different crystalloid fluids on erythrocyte deformability and aggregation cal Sciences ，Beijing 100850，China

Abstract ：Objective

YOU Guoxing ，et al．Corresponding author ：ZHOU Hong．Institute of Transfusion Medicine ，Academy of Military Medi-Lian ，

To investigate the in vitro effect of different crystalloids on erythrocyte rheology．Methods

Whole blood was obtained from the jugular veins of 21rabbits ，7 8ml each．The samples were centrifuged and the hema-LR and AR at the volume ratio of rabbit blood to crystalloid tocrit was adjusted to 40%．The samples were diluted with NS ，

of 1ʒ 2，1ʒ 1and 2ʒ 1，respectively．Samples from the control rabbits were treated by the same method except dilution with crystalloid fluids．All samples were incubated for 1h at 37ħ ．The hematocrit of all samples was again adjusted to 40%be-fore the measurements of erythrocyte deformability and aggregation．Results

Erythrocyte elongation index （EI ）and aggre-gation index （AI ）in all groups were not significantly different （P ＞0．05）．When the volume ratio of rabbit blood to crys-talloids was 1ʒ 2，Top time increased significantly in the NS group （2．1ʃ 0．6）compared with the LR （1．0ʃ 0．3）and con-trol groups （1．3ʃ 0．4）（P ＜0．05）．The amplitude of RBC aggregation was significantly lower in the NS ，LR ，AR groups （12．0ʃ 2．0，15．6ʃ 3．2，14．9ʃ 4．6）compared with control group （25．1ʃ 6．5）．When the volume ratio was 1ʒ 1，Top time in all groups was not significantly different （P ＞0．05）．The Amplitude of RBC aggregation was significantly lower in the NS and AR groups （12．9ʃ 4．1and 13．9ʃ 4．1）compared with the control group （21．3ʃ 6．4）（P ＜0．05）．When the Top time in all groups was not significantly different （P ＞0．05）．The Amplitude of RBC aggregation volume ratio was 2：1，

was significantly lower in the NS group （9．5ʃ 2．2）compared with the control group （14．6ʃ 1．7）（P ＜0．05）．Conclu-sion

Crystalloids have no effect on RBC deformability ，but will affect RBC aggregation by changing Top time and Ampli-Key words ：Crystalloid ；Red blood cell ；Rheology ；Deformability ；Aggregation

tude．It can be inferred that NS has the maximum ability of decreasing RBC aggregation ，followed by AR and then LR．

液体治疗通过恢复正常循环血容量和组织灌注

达到治疗效果，在临床上已广泛应用，晶体液是液体治疗输注的主要液体。目前临床上普遍使用的晶体

NS ）、液包括生理盐水（normal saline ，乳酸林格液（lactated Ringer's solution ，LR ）和醋酸林格液（aceta-AR ），ted Ringer's solution ，这3种液体的晶体渗透（280 310）mOsm /L］，压均与血浆接近［只是电解

质成分不同。因晶体液使用量较大，一般为失血量

*基金项目：国家自然科学基金青年学者项目（30800214）；△通信作

者：周虹（1966. 10 ），女，博士研究生导师，研究员，主要从事失血性

66931982，Email ：zhouhtt 休克发病机制与救治药物的研究，电话：010-@yahoo. com. cn

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［1］

的2 3倍，故大量输注晶体液可能会引起血液流变学的改变，进而影响微循环血流和组织灌注。我

22. 1

结果

们比较了晶体液的种类和用量对体外红细胞流变学

——所考察的流变学指标包括代表红细胞变形特性—

EI ），能力的变形指数（elongation index ，代表红细胞

AI ），总体聚集程度的聚集指数（aggregation index ，以及代表信号达峰时间的（通过红细胞解聚与聚集

过程中反射光通量的变化计算得到）峰值时间（top time ，TT ）和代表峰值高度的聚集幅度（ampli-——的影响，tude ）—以期为临床上液体治疗提供实验红细胞EI 在兔血液与不同晶体液同一混合

相同切变率条件下，各晶体液组（实验组）之比例、

间及其与空白对照组间无明显差异（P ＞0. 05）；同一实验组3种不同混合比例间亦无明显差异（P ＞

0. 05）；SHR ≤800s －1时，同一实验组EI 随着切变率同一实增大明显增大（P ＜0. 05）；SHR ≥800s 时，验组EI 随着切变率增大而增大，但差异不明显（P ＞0. 05）（图1）

。

－1

依据，报道如下。1材料与方法1. 1

实验动物

健康新西兰大白兔（普通级）21

只，雄性，4 6月龄，体重（2. 5ʃ 0. 5）kg ，由军事医

学科学院动物中心提供（XCXK （京）2007-0003）。1. 2

仪器与试剂红细胞变形仪（北京普利生公

司，

LBY-BX 型）；恒温水浴锅（余姚电讯仪表实业公司，

MC022301876型）；离心机（sigma ，2-16PK 型）。15%聚乙烯吡咯烷酮（polyvinyl pyrrolidone ，PVP ）溶液：15g PVP 、284mg Na 2HPO 4、68mg KH 2PO 4、0. 38g NaCl ，加蒸馏水80ml ，待完全溶解后，用10%NaOH 调节pH 值至7. 4，补足蒸馏水至100ml ，渗透压为290mOsm /kg；0. 75%肝素钠溶液：0. 75g 肝素钠粉末，溶于100ml 无菌生理盐水中。1. 3

样品制备兔颈静脉抽血（7 8）ml /只，加入0. 3ml 0. 75%肝素钠溶液抗凝，1500g 室温离心5min ，使用兔自体血浆调节红细胞比容至40%，轻轻混匀后，分成4份（约1ml /份），其中3份分别与NS 、LR 、AR 按1ʒ 2、1ʒ 1和2ʒ 13种比例混合，另1份作为空白对照，每种混合比例（组）及空白对照组均

为7份样品；37ħ 水浴1h 后，1500g 离心5min ，调节红细胞比容至40%。测定红细胞EI 、

AI 、TT 和聚集幅度。1. 4

样品测定条件

1. 4. 1EI 的测定取40μl 待测样品，加入1000μl 15%PVP 溶液混匀，取500μl 上样，切变率（SHR ）=50、200、400、800、1000s －1。1. 4. 2

聚集相关指标的测定取500μl 待测样品，加入100μl 15%PVP 溶液混匀，取500μl 上样，

设定如下参数：Initial SHR =1000s －1

，

Pre-Mixturns =50，Testing Time =140s ，AI Index time =80s 。1. 5

统计学分析采用SAS 8. 2统计软件作统计

分析，数据以“均数ʃ 标准差（珋x ʃ s ）”表示，组间比

较采用单因素k 水平方差分析。

（A ）兔血液ʒ 晶体液=1ʒ

2

（B ）兔血液ʒ 晶体液=1ʒ

1

（C ）兔血液ʒ 晶体液=2ʒ 1

图1不同晶体液及其用量对兔红细胞EI 的影响

2. 2

红细胞AI 3组（种）兔血液与不同晶体混合

比例的实验组与对照组相比均略有所降低（P ＞

0. 05）（图2）。

2. 3红细胞聚集TT

兔血液与晶体液以1ʒ 2混合

时，

NS 组（2. 1ʃ 0. 6）较对照组（1. 3ʃ 0. 4）和LR 组（1. 0ʃ 0. 3）明显升高（P ＜0. 05），LR 、AR 、对照组之

间没有明显变化；兔血液与晶体液以1ʒ 1、2ʒ 1混合时，各组之间差别不大（P ＞0. 05）；2ʒ 1混合条件下

的对照组（1. 9ʃ 0. 3）明显高于1ʒ 2和1ʒ 1混合条件

下对照组（1. 3ʃ 0. 4和1. 3ʃ 0. 4）（P ＜0. 05）（图3）。2. 4

红细胞聚集幅度

与对照组相比，兔血液与晶

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NS 、LR 和AR 组明显降低（P ＜体液以1ʒ 2混合时，

0. 05）；兔血液与晶体液以1ʒ 1混合时，NS 和AR 组明显降低（P ＜0. 05）；兔血液与晶体液以2ʒ 1混合

NS 组明显降低（P ＜0. 05）；2ʒ 1混合条件下对照时，

组（14. 6ʃ 1. 7）明显低于1ʒ 2混合条件下对照组（25. 1ʃ 6. 5）（P ＜0. 05）（图4）

。

4），著差别（图3，这可能源于实验动物之间的个体

差异。因此我们只能对同一混合比例下的各组之间而无法比较不同混合比例之间的聚集参数。比较，

红细胞变形是指红细胞在外力作用下改变其形状的特性；红细胞良好的变形能力是它们顺利通过毛细血管、保持微循环正常灌注的必要条件。影响红细胞变形性的主要因素包括红细胞的胞浆粘度、几何形状、细胞膜的粘弹性等

［3］

。高切变率下，胞

低切变率浆粘度是影响红细胞变形性的主要因素，

［3，4］

。下，红细胞几何形状和膜的粘弹性起主要作用图2

不同晶体液及其用量对兔红细胞AI

的影响

图3不同晶体液及其用量对兔红细胞TT

的影响

图4

晶体液的种类和用量对兔红细胞聚集幅度的影响

3讨论

在外科手术、创伤和烧伤中可能会出现循环血

容量不足和微循环障碍，而恢复血容量是治疗的基础

［2］

。但是临床上采用何种液体治疗一直存在争

议，不同液体在体内分布及生理作用不同。我们考

察了不同晶体液对红细胞流变学的影响，以便为临床治疗提供实验依据。为了模拟体内反应温度，将兔血液与3种不同晶体液混合后置于37ħ 水浴1h 后测定；为了避免红细胞比容对流变学测定产生影响，在测定前用兔血浆将所有样品的红细胞比容调节至40%

［3］

。有报道指出，个体差异会影响红细胞

的聚集性，甚至是特定悬浮介质中的正常红细胞［3］

；我们结果亦显示，在峰值时间和聚集幅度2个指标中，不同混合比例下的对照组之间存在明显

我们的研究显示晶体液的种类和用量不影响红细胞

的变形性，即不影响红细胞的胞浆粘度、几何形状和

细胞膜的粘弹性，而红细胞变形EI 随切变率的增加

而增加（图1）［5］

。

红细胞聚集是指红细胞之间发生的可逆的粘附作用。红细胞表面的负电荷使相邻细胞互相排斥，而同时受到范德华力的作用使细胞互相吸引，这2种作用力平衡后，就决定了红细胞在电解质溶液中

稳定的排列状态［6］

。衡量红细胞聚集性的指标有AI 、TT 和聚集幅度，AI 越大，TT 越小，聚集幅度越

大，说明红细胞的聚集性越强；3个指标中任1个或几个发生变化，均视作红细胞聚集性发生相应变化。影响红细胞聚集的主要因素有血浆蛋白组成和红细

胞表面特性［7］

。在实验中我们将兔血液与3种晶体液混合后，晶体液对TT 和聚集幅度都有一定程

度的影响（图3，4）。有研究者指出，血浆纤维蛋白浓度减小会降低红细胞聚集性

［8］

，二价阳离子

（Ca 2+，Mg 2+和Ba 2+）通过降低红细胞表面蛋白的含量和双电子层的收缩率而增强红细胞聚集性

［9］

。

LR 含有2. 0mmol /L的Ca 2+、AR 含有2. 0mmol /L

的Mg 2+，而NS 只含有Na +和Cl －

，不含任何二价阳

离子，

因此，NS 组红细胞聚集性主要受血浆蛋白浓度的影响，兔血液与晶体液混合后，血浆蛋白浓度降

低，红细胞聚集的峰值时间增大，聚集幅度降低；LR 和AR 组红细胞聚集性受血浆蛋白浓度和二价阳离子2方面作用相反因素的影响，血液稀释使血浆蛋白浓度降低，红细胞聚集性降低，而二价阳离子的存在，使红细胞聚集性增强。而我们的实验恰说明，当晶体液用量较大时（兔血液与晶体液体积比为1ʒ 2），血液稀释起主要作用，随着晶体液用量的减少，血液稀释与二价阳离子产生的作用相互抵消，当血

液与晶体液体积比为2ʒ 1时，

LR 和AR 均不影响红细胞聚集性（图3，

4）。LR 与AR 对红细胞聚集性的不同影响，可能是pH 值不同引起的，LR 的pH 为6. 5 7. 5，AR 的pH 为7. 4，具体作用机制需要进一

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步实验研究才能确认。

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我们的前期研究曾观察到右旋糖酐70溶液能

降低红细胞AI ，而海藻酸钠溶液使AI 升高，未考察TT 和聚集幅度［10］。在本实验中，不同晶体组之间AI 仍没有明显差别（图2），但是TT 和聚集幅度发4）。这或许给了我们提示：在红细胞生变化（图3，

TT 和聚集幅度可能比聚集指数更聚集特性研究中，

敏感，仅观测AI 不够全面，需要结合TT 和聚集幅度

考察红细胞聚集性。另外，测定红细胞流变学特性的不同仪器测定原理和计算方法有所不同，得到的

［3］

结果无法简单比较。

尽管本研究考察了不同晶体液对动物体外红细胞流变学特性的影响，为临床治疗液体的选择提供了一些参考依据，但是由于机体内各系统相互作用

体外动物实验结果还需要进一步体内实验的复杂，验证。

参

考

文

献

fier may induce aggregation of red blood cells．Artif Cells Blood 2010，38（5）：267-276．Subst Biotechnol ，

（2011-03-11收稿，07-28修回）

本文编辑：蔡辉

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［2］Boldt J ，Ince C．The impact of fluid therapy on microcirculation and

《中国输血杂志》第六届编辑委员会成员名单

名誉主编顾

问

萧星甫朱庆生

季阳王憬惺郑忠伟付涌水王兆福白连军邓硕曾

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单藕琦

李

芳

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主编副主编

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严力行赖福才郭永建王乃红黄如欣廖红文杨文玲叶世辉孟赵钵林李信业彭骅

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晶

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