急性肾衰竭家兔红细胞流变性变化*

许帼杰，刘静佩，籍 强，吴佳昱，王增娟，李宝亮，姜 华，牛春雨，赵自刚

（河北北方学院微循环研究所，张家口075000）

急性肾功能衰竭（acute renal failure，ARF）是临床常见的危重病理过程，发展进程中出现的内环境紊乱是引起其他脏器功能障碍或衰竭的主要原因，死亡率高［1］。研究发现，在多种原因导致ARF的发病过程中，存在血液流变性异常，表现为血液粘度增高［2］或降低［3］，成为引起内环境紊乱的重要因素；红细胞流变性与血液粘度密切相关，但ARF发展进程中红细胞流变性有何变化，值得研究。为此，本文以汞中毒的方法复制了家兔ARF模型，观察不同时间红细胞流变性的变化，探讨红细胞流变性与ARF发病学的关系。

1 材料与方法

1.1 实验动物分组与模型复制

健康家兔 38只，雌雄不拘，体重 2～2.5 kg，以数字随机表法随机分为对照组（n＝8）、模型组（n＝30）。经后腿肌肉注射质量分数为 1%HgCl2（1.5ml／kg bw）复制家兔 ARF模型，分为12 h、24 h、48 h三个亚组，每组10只；对照组仅注射等量的生理盐水。

1.2 标本留取

分别于注射 HgCl2后 12 h、24 h、48 h，经耳缘静脉注射乌拉坦（1 g／kg bw）全身麻醉，在颈总动脉插管后，留取动脉血标本，肝素抗凝，根据检测指标不同，分别进行处理。一部分于2 500 r／min离心10 min，制备血浆，置于-80℃低温冰箱，备测肾功能指标；另一部分抗凝血标本直接用于红细胞流变性检测。对照组以同样方法留取标本。

1.3 肾功能指标检测

经Aeroset型全自动生化分析仪（美国雅培）测定血浆尿素、肌酐水平，作为判断ARF的指标（试剂盒购自上海长征-康仁医学科学有限公司）。

1.4 红细胞流变性指标检测

1.4.1 红细胞沉降率（erythrocyte sedimentation rate，ESR） 取部分抗凝血移入毛细管，长度约80mm，底端用橡皮泥或肥皂封口，放入3-9D型血流变、微循环、细胞变形、参数分析四用仪（成都麦赛科贸公司）中的血沉仪中，60min后测血浆段长度，计算ESR。

1.4.2 红细胞电泳 将ESR测定后的血细胞与生理盐水1∶1混匀，再次以 2 500 r／min转速离心 10 min，弃上清液，吸去白细胞层，留取洗涤后的红细胞。将制备好的电泳液和电极液（配制方法见参考文献［4］）加入电泳板的电泳槽和电极槽中，将制备的红细胞加到电泳板上，用综合分析仪中的电泳仪进行群体细胞电泳，记录红细胞电泳时间，测量红细胞移动的最大距离和最小距离，计算红细胞电泳率、红细胞电泳迁移率。

1.4.3 红细胞聚集指数与红细胞变形指数 应用综合分析仪中的流变仪检测全血粘度、血浆粘度，采用毛细管法检测红细胞压积（相似结果已在文献［3］中报道），用于计算红细胞聚集指数与红细胞变形指数。

1.5 统计学处理

所有数据以平均数 ±标准差（±s）表示，经SPSS 18.0统计软件包进行单因素方差分析，两组间比较用两样本均数t检验。

2 结果

2.1 肾功能指标的变化

模型组12 h、24 h、48 h组与对照组比较，血浆尿素、肌酐水平均显著升高（P＜0.01，表 1）；且随着时间延长，模型组血浆尿素、肌酐水平呈逐渐升高的趋势。

Tab.1 Changes of renal function indices in plasma of rabbitswith acute renal failure（±s）

**P＜0.01 vs control group； ＃＃P＜0.01 vs model group at 12 h；△P＜0.05，△△P＜0.01 vs model group at24 h

Group n Urea（mmol／L） Creatinine（μmol／L）Control 8 6.10±1.05 92.17±42.95 Modelat12 h 10 19.46±7.92** 292.70±36.37**Model at24 h 10 29.29±7.62**＃＃ 369.00±73.95**Model at48 h 10 45.97±8.85**＃＃△△ 469.10±139.87**＃＃△

2.2 红细胞聚集指数与变形指数的变化

模型组12 h、24 h、48 h组与对照组比较，红细胞聚集指数、变形指数均无统计学意义（P＞0.05，表 2）。

Tab.2 Changesoferythrocytes aggregation index and deformability index in rabbitswith acute renal failure（±s）

Tab.2 Changesoferythrocytes aggregation index and deformability index in rabbitswith acute renal failure（±s）

Group n Erythrocytesaggregation index Erythrocyte deformability index Control 8 7.226±1.958 0.973±0.014 Modelat12 h 10 6.439±1.784 0.976±0.013 Modelat24 h 10 6.096±2.241 0.981±0.016 Modelat48 h 10 5.726±1.473 0.983±0.010

2.3 红细胞电泳指标的变化

在12 h，模型组红细胞电泳时间显著高于对照组，电泳率、电泳迁移率显著低于对照组（P＜0.05）；在24 h，模型组红细胞电泳指标恢复至对照组水平（P＞0.05），红细胞电泳时间显著低于12 h、电泳率、电泳迁移率显著高于12 h（P＜0.05）；在48 h，模型组红细胞电泳指标与其它各组比较均无统计学意义（P＞0.05，表 3）。

Tab.3 Changes of erythrocytes electrophoresis of rabbitswith acute renal failure（±s）

Tab.3 Changes of erythrocytes electrophoresis of rabbitswith acute renal failure（±s）

*P＜0.05 vs control group；＃P＜0.05 vs model group at12 h

Group n Electrophoresis time（s） Electrophoresis rate（%） Migration of erythrocyte（%）Control 8 55.333±21.229 4.948±1.388 0.048±0.013 Model at12 h 10 80.707±22.075* 3.312±0.890* 0.032±0.009*Model at24 h 10 55.511±23.242＃ 5.260±1.899＃ 0.051±0.018＃Model at48 h 10 61.437±22.207 4.604±1.508 0.044±0.015

2.4 血沉指标的变化

在ARF的发展进程中，家兔血沉、血沉方程 K值和血沉校正K值与对照组比较呈逐渐升高的趋势，但仅在48 h时显著高于对照组（P＜0.05），在12 h、24 h与对照组比较无统计学差异（P＞0.05），且模型组三个亚组间无统计学差异（P＞0.05，表4）。

Tab.4 Changes of erythrocyte sedimentation rate of rabbitswith acute renal failure（±s）

Tab.4 Changes of erythrocyte sedimentation rate of rabbitswith acute renal failure（±s）

*P＜0.05 vs control group

Group n Erythrocyte sedimentation rate（mm／h）K value of equation K value of emendation Control 8 1.36±0.61 4.23±1.91 7.41±4.63 Model at12 h 10 1.89±0.69 6.57±2.41 10.07±5.87 Model at24 h 10 2.25±1.25 7.76±4.35 12.22±6.45 Model at48 h 10 2.65±1.10* 9.22±3.81* 15.66±7.81*

3 讨论

红细胞流变性是维持红细胞形态、功能的重要基础。本研究通过肌肉注射HgCl2、结合血尿素与肌酐的检测结果，成功建立了家兔ARF模型。研究发现，在ARF的发展进程中，家兔出现了红细胞流变性异常，表现为部分时间点红细胞电泳能力低下以及红细胞沉降率增加，这种变化是多种因素共同作用的结果。

红细胞表面带有负电荷，在直流电场的作用下能够移动，因此红细胞电泳能力可作为反映红细胞流变性的重要指标［5］。影响红细胞电泳能力的因素与红细胞表面所带电荷的密度、电位的大小以及血脂、蛋白和纤维蛋白原水平、蛋白间的相互作用［6］有关。研究显示，模型组在12 h时红细胞电泳能力下降，这可能与ARF早期机体内环境紊乱引起的红细胞表面电荷减少、纤维蛋白原增高有关；但随着时间延长，在24 h时红细胞电泳能力回升至对照组水平，尽管在48 h略有降低，但无统计学意义，这种变化与模型组血浆尿素、肌酐水平的逐步增高出现了不一致性，一方面表明，单纯的血尿素、肌酐升高并不是引起红细胞电泳能力低下的因素，同时也说明随着ARF发展，影响红细胞电泳能力因素间的作用发生了改变，但究竟是哪种因素发挥了作用，还需要进一步证实。

影响红细胞沉降率／血沉的因素很多，涉及血浆粘度、红细胞压积、血浆纤维蛋白原、C反应蛋白、红细胞表面电荷以及红细胞流动过程中的剪切力、膜弯曲力与红细胞表面大分子物质间桥接力的相互作用等［7，8］。实验结果显示，在 ARF发展进程中，血沉以及去除红细胞压积影响的血沉方程K值、去除红细胞压积和血浆粘度干扰的血沉方程校正K值均出现了升高的趋势，说明引起ARF进程中红细胞沉降指标升高的原因与红细胞压积、血浆粘度变化没有直接关系，而可能与血浆纤维蛋白原等因素有关，也可能是多种因素综合作用的结果。

应当指出，红细胞聚集与红细胞沉降呈正相关。但本文的结果发现，在红细胞沉降指标增高的同时，红细胞聚集指数却未出现明显的变化，这说明影响ARF过程中血沉相关指标的变化因素，诸如红细胞表面电荷减少、纤维蛋白原增高等，未能影响红细胞的聚集性。同时，由于红细胞变形能力是红细胞在外力作用下改变形状的能力，对于保障血液的流动性、红细胞寿命和保证微循环有效灌注起着重要作用，故红细胞变形指数在本实验观察的ARF过程中没有明显变化说明在这一急性病理过程中，红细胞膜并未出现结构上的损伤。至于随着ARF的进一步发展，红细胞聚集性与变形能力是否会出现损伤性的变化，还有待进一步观察。

一般来说，红细胞聚集指数和变形指数可影响红细胞的电泳能力。但本文的研究结果显示，在ARF的发展过程中，红细胞聚集指数和变形指数却未出现明显的变化，而红细胞电泳时间、电泳率和电泳迁移率却发生了不同的变化，表明ARF早期红细胞电泳能力降低与红细胞聚集性、变形性无关；这也说明红细胞电泳时间、电泳率和电泳迁移率还受其它因素的影响，红细胞流变性异常是多因素作用的结果。

［1］ Zhao ZG，Niu C Y，Zhang Y P，et al.Themechanism of myocardium and pancreas injury in rabbits with acute renal failure might be related to myeloperoxidase and membrane pump activities［J］.Ren Fail，2010，32（10）：1216-1222.

［2］ 刘久波，陈 林，杨道华，等.实验性急性肾功能衰竭家兔血液流变学的变化［J］.郧阳医学院学报，2002，21（3）：142-145.

［3］ 李俊杰，赵自刚，牛春雨，等.急性肾功能衰竭家兔血液流变学的变化［J］.张家口医学院学报，2002，19（4）：1-2.

［4］ 李俊杰，王伟平，牛春雨，等.正常淋巴液对大鼠血液流变性异常的干预作用［J］.中国微循环，2006，10（3）：250-253.

［5］ 赵自刚，张玉平，刘春艳，等.肠系膜淋巴管结扎对急性失血大鼠红细胞流变性的影响［J］.中国应用生理学杂志，2010，26（4）：470-473.

［6］ Su Y，Shen J，Gao L，etal.Molecular interactionsof re-released proteins in electrophoresis of human erythrocytes［J］.Electrophoresis，2012，33（9-10）：1402-1405.

［7］ Feldman M，Aziz B，Kang G N，et al.C-reactive protein and erythrocyte sedimentation rate discordance：frequency and causes in adults［J］.Transl Res，2013，161（1）：37-43.

［8］ Cross BW，Johnson T V，Derosa A B，et al.Preoperative erythrocyte sedimentation rate independently predicts overall survival in localized renal cell carcinoma following radical nephrectomy［J］.Int JSurg Oncol，2012，2012：524981.