血液成分和血流变学的改变

(一)血脂与脑梗死

众所周知,脂肪代谢异常对血管壁的损伤是动脉粥样硬化的一个重要的发病机制。许多研究表明,高血脂时体内自由基清除剂如超氧化物歧化酶(SOD)等活性降低,产生大量的脂质过氧化物,引起前列环素/血栓素A2(依前列醇/TXA2)失调,血小板聚集性增强。释放5-羟色胺(5-HT)等,并增强凝血活性。这些因素间又相互影响,损伤内皮细胞,刺激平滑肌细胞增生,形成泡沫细胞,从而奠定动脉粥样硬化的基础。众多研究指出,高血脂患者合并高血压患者中,不但冠心病多见,颅内、外动脉粥样硬化也多见,而且可并发脑梗死和脑出血。单有高血脂而无高血压时,脑外动脉粥样硬化多见,冠心病发病率高,而缺血性脑血管病较少发生;单有高血压而无高血脂时,主要为脑内小动脉粥样硬化。最近的研究认为,高血脂主要影响大的脑动脉,而高血压主要影响颅内小血管。胆固醇和胆固醇酯是构成粥样斑块的主要成分,而粥样斑块中的脂质主要来自血浆。此外,血浆中血脂含量的变化可影响血液黏稠度,如高脂血症患者的血液黏稠度明显增高。因此控制血脂水平是预防动脉粥样硬化、防治脑梗死的根本措施之一。

(二)红细胞与脑梗死

1.血细胞比容 血液红细胞的数目是影响血液黏稠度的最主要因素。过多的红细胞会明显增加血液的黏稠度,并且血细胞比容与脑血流量呈负相关。当血细胞比容从0.49降至0.42时,全血黏稠度可降低30%,同时脑血流量增加到50%,携氧能力可增加15%。反之,当血细胞比容或红细胞数增高时,则脑血流量降低。在病理情况下,当男性的血红蛋白大于150g/L,女性大于140g/L时,发生缺血性脑血管病的概率增加1倍。真性红细胞增多症者的血液黏稠度增高,脑血流量降低,易发生脑梗死。

2.红细胞变形性 是决定血液黏稠度的另一重要因素。红细胞的变形能力降低,红细胞在微循环中相互冲撞和摩擦,且通过毛细血管网的时间明显延长,增加血液的黏稠度,影响微循环的正常功能,如镰刀细胞性贫血者的红细胞变形能力明显下降。红细胞在缺氧或血pH低下时,其变形性亦低于正常。

3.红细胞的大小和形态 红细胞的形态与血液黏稠度密切相关。红细胞的平均容积与血液黏稠度呈正相关,即红细胞的平均容积愈高,血液黏稠度亦愈高;反之则血液黏稠度愈低。红细胞的体积增大,血液黏稠度亦增高。当血液处于低渗状态时,红细胞的体积可增大30%,其双面的凹形因膨胀而变为球形,继而引起红细胞变形能力的下降。

4.红细胞凝集性 在生理状态下,红细胞、血小板和血管内皮细胞都带有一定量的负电荷,使血细胞之间及血细胞与内皮细胞之间有相互排斥作用,也称为静电斥力,从而防止了血细胞间凝集或血细胞在损伤的血管内皮细胞黏附。当这些血细胞所带的负电荷减少或丧失,血细胞易发生凝集,或激活凝血系统,使血液处于高凝状态,易于形成血栓。

(三)白细胞与脑梗死

在生理状态下,由于白细胞占血细胞的比例极小,一般不影响血液的黏稠度。但在病理条件下,白细胞发生改变,尤其释放活性物质时,导致红细胞和血小板的聚集,增加血液黏稠度。白血病、异常白细胞明显增多时,也可增加血液的黏稠度。

在脑梗死发病过程中,白细胞有以下作用:①参与并促进动脉硬化的发展,且在动脉硬化,尤其是动脉粥样硬化出现时,白细胞附着在内皮细胞和内皮细胞下间隙,促进动脉硬化的进展,同时,白细胞释放许多活性物质,促进血栓形成;②可以直接阻塞毛细血管产生无再灌现象;③参与形成继发性血栓;④释放许多活性物质参与病变组织的病理过程,如进一步促进血管内皮细胞、胶质细胞和神经细胞的坏死病变。

(四)血小板与脑梗死

血小板主要通过自身变形性和聚集性的改变增加血液黏稠度。不同于红细胞,血小板聚集后一般是不可逆性的。血小板聚集能促进血管内凝血和导致血栓形成,继而堵塞小动脉和毛细血管,增加血液的黏稠度,影响脑血流量。此外,血小板数量明显增多者的血液黏稠度明显增高。

(五)凝血因子、抗凝系统与脑梗死

凝血系统内的凝血因子含量增多或功能亢进,或抗凝系统功能低下时,易发生脑血栓形成。

许多因素可促进凝血因子的激活。手术或外伤使组织损伤,组织因子进入血液循环,通过外源性凝血系统促使脑血栓形成。口服雌激素、人工瓣膜、心脏和血管表面上的某些成分、长链脂肪酸、腺体分泌的黏液蛋白等可影响凝血因子含量,促使内源性凝血系统被启动,导致脑血栓形成或栓塞。磷脂的促凝血活性作用是通过磷脂本身提供了催化表面,使各种凝血因子吸附其上,以增加它们的相互作用,因此磷脂的催化作用至少在凝血的某阶段起决定性作用。所以,血液中的磷脂成分增多,如严重溶血时,红细胞膜上的磷脂大量释放可促进凝血作用。此外,先天性第Ⅴ因子增生症、肾病综合征等疾病导致凝血因子水平的增高或紊乱,这类人群的脑动、静脉血栓形成的发病率比正常人明显增高。血液中存在着许多抗凝血物质如抗凝血酶Ⅱ、抗凝血酶Ⅲ和肝素等,这些物质的减少可促进脑血栓形成。在各种抗凝血酶中,抗凝血酶Ⅲ的活性占所有各种抗凝血酶总活性的50%。因为抗凝血酶Ⅲ能中和大部分的凝血酶,所以被认为是凝血酶的抑制物;之外,它还可以抑制含有以丝氨酸为活性中心的各种蛋白酶性的凝血因子,如第Ⅶa、Ⅷa、Ⅸa和Ⅹa因子等。肝硬化、遗传性抗凝血酶缺乏症、口服避孕药时,血液抗凝血酶减少,脑梗死的发病率升高。

(六)纤维蛋白原与脑梗死

1.纤维蛋白原的功能和作用 纤维蛋白原即凝血因子Ⅰ,是脊椎动物在肝细胞合成、分泌的一种糖蛋白,半衰期为3~4天,其中80%存在于血浆中,血浆中纤维蛋白原的正常水平为2~ 4g/L。纤维蛋白原具有生理和病理双重作用,其最重要的生理功能是在凝血的最后一步,它在凝血酶作用下构象发生改变,从而聚合成不可溶的纤维蛋白,成为血栓和组织损伤部位纤维蛋白基质的主要成分,阻止损伤后的血液流失。

2.纤维蛋白原下降对预防脑梗死的作用 大量相关研究认为,血浆纤维蛋白原水平异常增高是动脉粥样硬化和血栓栓塞并发症的独立危险因素,与短暂性脑缺血发作和小的脑梗死关系密切。异常纤维蛋白原导致脑动脉系统血栓形成主要通过以下方面实现。

(1)血浆纤维蛋白原水平增高,其代谢产物刺激血管平滑肌细胞向内膜迁移并增殖,导致血管壁增厚、硬化和管腔变窄;血浆纤维蛋白原及其代谢产物沉积于血管壁成为动脉粥样硬化斑块的成分;血浆高纤维蛋白原水平使斑块帽变薄,动脉斑块发生溃疡,启动血栓形成的过程。

(2)纤维蛋白原分子大,在血浆中浓度高,而且有聚合作用,是除红细胞之外决定血液黏滞度的第二重要因素。血浆纤维蛋白原水平增高,可以改变血液黏滞度和血液流变学指标,导致脑卒中倾向的增加。

(3)纤维蛋白原是促进血小板聚集最重要的血液成分。纤维蛋白原通过分子上含有的6个结合位点与毗邻的血小板上的受体结合,从而使血小板聚集性增高,促进血栓形成。

临床观察发现,有TIA或脑梗死病史的患者,再发卒中和急性心血管病的危险随着血浆纤维蛋白原水平的增高而呈线性增加。在临床上使用具有纤维蛋白原降解作用的药物能够明显降低血液流变学各项指标,减少或延迟TIA患者的复发,降低进展性脑梗死症状的严重程度。但是对于纤维蛋白原增高是作为脑卒中的病因还是结果仍存在争议。