王澤軍 劉運(yùn)勝 譚敏 薛銳

[摘要] 目的 分析急進(jìn)高原后人外周血紅細(xì)胞形態(tài)及血管內(nèi)皮功能變化，為急性高原?。ˋMS）的預(yù)防和治療提供參考。 方法 于2015年8月～2017年10月選取重慶地區(qū)擬急進(jìn)高原的195名健康男性受試者，抽取其急進(jìn)高原前（海拔500 m）及急進(jìn)高原后（海拔3500 m）外周血10 mL，對(duì)其紅細(xì)胞形態(tài)、血管內(nèi)皮功能進(jìn)行檢測(cè)。按照受試者AMS發(fā)生情況，將其分為發(fā)生組、未發(fā)生組，對(duì)兩組受試者外周血紅細(xì)胞形態(tài)、血管內(nèi)皮功能進(jìn)行比較。 結(jié)果 急進(jìn)高原后，受試者正常形態(tài)紅細(xì)胞數(shù)量、血清一氧化氮（NO）均下降，其血清內(nèi)皮素1（ET-1）、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）、血管性血友病因子（vWF）均上升，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）。共有48名受試者發(fā)生AMS，發(fā)生率為24.62%。急進(jìn)高原后，兩組正常形態(tài)紅細(xì)胞數(shù)量均下降，血清ET-1均上升，發(fā)生組上述變化較未發(fā)生組更為明顯，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）；發(fā)生組NO低于急進(jìn)高原前，VEGF、鈣黏蛋白、vWF高于急進(jìn)高原前，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）。 結(jié)論 急進(jìn)高原后人外周血紅細(xì)胞趨于畸形化改變并伴有血管內(nèi)皮功能受損，上述生理改變的進(jìn)展可能是AMS發(fā)生的重要原因。

[關(guān)鍵詞] 急進(jìn)高原；外周血；紅細(xì)胞形態(tài)；血管內(nèi)皮功能

[中圖分類號(hào)] R82 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673-7210（2018）10（b）-0112-04

[Abstract] Objective To analyze the changes of erythrocyte morphology and vascular endothelial function in human peripheral blood after rushing into plateau， so as to provide references for prevention and treatment of acute mountain sickness （AMS）. Methods From August 2015 to October 2017， a total of 195 healthy male objects going to rush into plateau in Chongqing were selected and 10 mL of peripheral blood was extracted before rushing into plateau （altitude 500 m） and after rushing into plateau （altitude 3500 m） to detect their erythrocyte morphology and vascular endothelial function. According to the occurrence of AMS， they were divided into occurrence group and non-occurrence group. The erythrocyte morphology and vascular endothelial function of the two groups were compared. Results After rushing into plateau， the number of normal red blood cells and serum nitric oxide （NO） of the objects decreased， the serum endothelin-1 （ET-1）， vascular endothelial growth factor （VEGF） and von Willebrand factor （vWF） increased， the differences were statistically significant （P < 0.05）. A total of 48 objects developed AMS， the incidence of which was 24.62%. After rushing into plateau， the number of normal forms of red blood cells in the two groups decreased， and the serum ET-1 increased， the above changes of occurrence group were more obvious than non-occurrence group， the differences were statistically significant （P < 0.05）. As for occurrence group， the NO was lower than that before rushing into plateau， and VEGF， calcium mucin and vWF were higher than those before rushing into plateau， the differences were statistically significant （P < 0.05）. Conclusion The peripheral blood erythrocytes tend to change deformities and the vascular endothelial function is impaired. The progress of these physiological changes may be an important cause of the occurrence of AMS.

[Key words] Rush into plateau； Peripheral blood； Erythrocyte morphology； Vascular endothelial function

急性高原病（acute mountain sickness，AMS）通常發(fā)生于從平原快速進(jìn)入高原或由較低海拔快速到達(dá)高海拔地區(qū)的人群，患者癥狀以心慌、氣短、頭痛、嘔吐、睡眠障礙為主，嚴(yán)重者可發(fā)生高原肺水腫甚至腦水腫，生存質(zhì)量受到一定威脅[1]。隨著高原開(kāi)發(fā)建設(shè)的加速，我國(guó)急進(jìn)高原人群數(shù)量逐年增多，AMS的防治得到了越來(lái)越多的重視，而過(guò)往關(guān)于AMS的研究多集中于藥物預(yù)防和治療環(huán)節(jié)，對(duì)于其發(fā)病機(jī)制的探討較為有限[2]。有研究發(fā)現(xiàn)，AMS發(fā)生后，機(jī)體可代償性產(chǎn)生大量紅細(xì)胞，并伴有血管內(nèi)皮細(xì)胞多種低氧代償機(jī)制的啟動(dòng)[3]，故本研究自外周血紅細(xì)胞形態(tài)及血管內(nèi)皮功能變化入手，旨在進(jìn)一步了解AMS發(fā)生機(jī)制，為AMS的防治提供新的思路。

1 資料與方法

1.1 一般資料

自2015年8月～2017年10月選取重慶地區(qū)擬急進(jìn)高原的195名健康男性受試者，將其納入此次前瞻性研究。受試者均經(jīng)全面體檢明確身體狀態(tài)良好，并簽署研究知情同意書(shū)；排除既往有肺部疾病、高血壓病、心臟病及造血系統(tǒng)疾病者。195名受試者年齡18～27歲，平均（20.95±6.48）歲。本研究已征得醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，受試者個(gè)人信息及檢查結(jié)果由陸軍軍醫(yī)大學(xué)西南醫(yī)院心血管內(nèi)科實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一保存，嚴(yán)格保密。

1.2 檢查方法

1.2.1 外周血紅細(xì)胞形態(tài)觀察 分別于受試者急進(jìn)高原前（海拔500 m）及急進(jìn)高原后即刻（海拔3500 m）抽取其外周血10 mL，取5 mL置于EDTA抗凝管中，以2%戊二醛于4℃環(huán)境中過(guò)夜固定，標(biāo)本采集7 d后，取3 mL EDTA抗凝外周血標(biāo)本，以3000 g離心5 min，自試管底部抽取20 μL濃縮紅細(xì)胞，加入4%戊二醇1980 μL，4℃過(guò)夜；吸取50 μL固定紅細(xì)胞，滴于蓋玻片上，使用甩片機(jī)以40 g（2500 r/min）離心2 min，自然干燥后使用PBS溶液沖洗3次，依次使用30%、50%、75%、80%、90%、95%、100%乙醇對(duì)標(biāo)本逐級(jí)脫水，每次脫水間隔10 min，將標(biāo)本玻片置入真空冷凍干燥儀處理5 h，放入離子濺射裝置噴金90 s，以掃描電鏡觀察拍照[4]。每份血樣觀察紅細(xì)胞500個(gè)，記錄其形態(tài)[5]：棘型：細(xì)胞外周可見(jiàn)不規(guī)則鋸齒狀突起；泡型：細(xì)胞膜可見(jiàn)不規(guī)則泡狀突起；褶型：細(xì)胞呈扭曲褶皺狀；嚴(yán)重畸形：同一細(xì)胞同時(shí)出現(xiàn)2種及以上畸形。

1.2.2 血管內(nèi)皮功能檢測(cè) 將另一份5 mL外周血標(biāo)本以3000 g離心5 min，取血清，使用酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定（ELISA）法對(duì)其血清一氧化氮（NO）、內(nèi)皮素1（ET-1）、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）、鈣黏蛋白（VE-cadherin）和血管性血友病因子（vWF）進(jìn)行檢測(cè)[6]，分析受試者血管內(nèi)皮功能變化，試劑盒均購(gòu)自上海藍(lán)基生物科技有限公司。

1.3 分析方法

比較受試者急進(jìn)高原前后外周血紅細(xì)胞形態(tài)及血管內(nèi)皮功能變化，參照國(guó)際路易斯湖評(píng)分[7]，評(píng)價(jià)受試者AMS發(fā)生情況：評(píng)分≤2分者為無(wú)AMS，評(píng)分>2分者即判定為AMS。按照受試者急進(jìn)高原后AMS發(fā)生情況，將其分別納入發(fā)生組、未發(fā)生組，比較兩組受試者外周血紅細(xì)胞形態(tài)及血管內(nèi)皮功能變化，分析外周血紅細(xì)胞形態(tài)及血管內(nèi)皮功能與AMS的關(guān)系。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

本研究的所有數(shù)據(jù)均采用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行分析，計(jì)數(shù)資料以例數(shù)或百分率表示，并采用χ2檢驗(yàn)，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，并采用t檢驗(yàn)，以P < 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 195名受試者急進(jìn)高原前后外周血紅細(xì)胞形態(tài)及血管內(nèi)皮功能變化

與急進(jìn)高原前比較，受試者急進(jìn)高原后正常形態(tài)紅細(xì)胞數(shù)量、血清NO均下降，其棘型、泡型、褶型、嚴(yán)重畸形紅細(xì)胞數(shù)量及血清ET-1、VEGF、vWF均上升，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）；VE-cadherin未見(jiàn)明顯變化，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P > 0.05）。見(jiàn)表1～2。

2.2 兩組急進(jìn)高原前后外周血紅細(xì)胞形態(tài)及血管內(nèi)皮功能比較

共有48名受試者發(fā)生AMS，發(fā)生率為24.62%。與急進(jìn)高原前比較，兩組急進(jìn)高原后正常形態(tài)紅細(xì)胞數(shù)量均下降，棘型、泡型、褶型、嚴(yán)重畸形等非正常形態(tài)紅細(xì)胞數(shù)量均上升，血清ET-1均升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05），且發(fā)生組急進(jìn)高原后正常形態(tài)紅細(xì)胞數(shù)量明顯低于未發(fā)生組，棘型、泡型、褶型、嚴(yán)重畸形等非正常形態(tài)紅細(xì)胞數(shù)量均高于未發(fā)生組，血清ET-1明顯高于未發(fā)生組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）。與急進(jìn)高原前比較，發(fā)生組急進(jìn)高原后NO下降，VEGF、VE-cadherin、vWF上升，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05），且發(fā)生組急進(jìn)高原后NO明顯低于未發(fā)生組，VEGF、VE-cadherin、vWF明顯高于未發(fā)生組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）。未發(fā)生組急進(jìn)高原前后NO、VEGF、VE-cadherin、vWF比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P > 0.05）。見(jiàn)表3～4。

3 討論

AMS是由人體進(jìn)入低氧、低壓的特殊高原環(huán)境后出現(xiàn)的以低張性缺氧為主要生理改變的一系列臨床癥狀[7]。眾多研究表明，隨著海拔升高，大氣中氧分壓持續(xù)下降所致肺換氣彌散進(jìn)入肺毛細(xì)血管的氧氣減少，是引發(fā)機(jī)體缺氧的主要原因，一旦機(jī)體產(chǎn)生的代償反應(yīng)無(wú)法應(yīng)對(duì)高原環(huán)境的刺激，患者即會(huì)發(fā)生AMS，甚至出現(xiàn)危及生命的急性高原肺水腫或腦水腫[8-9]。

我國(guó)高原地域遼闊，約占國(guó)土面積的1/6，隨著高原開(kāi)發(fā)與建設(shè)程度的提高，近年來(lái)因工作、軍事、生活等原因急進(jìn)高原地區(qū)的人群數(shù)量也逐漸增多，因此，AMS的防治及發(fā)病機(jī)制的研究受到了越來(lái)越多的關(guān)注[10-12]。本研究選取外周血紅細(xì)胞形態(tài)、血管內(nèi)皮功能兩類指標(biāo)，就其與AMS的關(guān)系進(jìn)行了分析，結(jié)果提示，健康成年男性在急進(jìn)高原后普遍存在外周血紅細(xì)胞畸形化改變，而畸形化改變可造成紅細(xì)胞變形能力下降，此時(shí)紅細(xì)胞難以通過(guò)比自身直徑小的毛細(xì)血管，是造成缺氧加劇、AMS發(fā)生的主要原因[13]。與未發(fā)生組比較，本研究發(fā)生組急進(jìn)高原后正常形態(tài)紅細(xì)胞數(shù)量更少，畸形紅細(xì)胞數(shù)量更多，印證了上述結(jié)論。除形態(tài)變化外，機(jī)體為代償缺氧變化，紅細(xì)胞數(shù)量會(huì)在短期內(nèi)大幅上升，部分人群可發(fā)生紅細(xì)胞增多癥，而紅細(xì)胞數(shù)量的增多會(huì)造成血液黏稠度的上升，進(jìn)而導(dǎo)致血液流速下降，紅細(xì)胞運(yùn)氧效率受限[14-15]。此外，亦有研究發(fā)現(xiàn)，久居高原的人群外周血畸形紅細(xì)胞數(shù)量、畸形化程度均較低[16-17]，進(jìn)一步提示紅細(xì)胞數(shù)量與形態(tài)變化在AMS發(fā)生發(fā)展中扮演著重要角色。

急性高原暴露后AMS的發(fā)生與心血管功能變化有關(guān)，而血管內(nèi)皮細(xì)胞與血液直接接觸并可在早期內(nèi)對(duì)自身氧分壓變化做出反應(yīng)，已有研究證實(shí)，急進(jìn)高原后機(jī)體氧分壓的迅速下降伴隨著肺血管與腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能損傷[18-20]，故血管內(nèi)皮功能變化也可能與AMS的發(fā)生有關(guān)。本研究結(jié)果顯示，195名受試者急進(jìn)高原后血清NO明顯下降，而ET-1、VEGF、vWF則大幅上升，但在發(fā)生組與未發(fā)生組的比較中，未發(fā)生組僅見(jiàn)ET-1小幅上升，其他血管內(nèi)皮功能相關(guān)指標(biāo)并未見(jiàn)明顯變化，考慮與該類人群機(jī)體對(duì)缺氧狀態(tài)的代償能力較強(qiáng)、氧分壓的下降僅造成血管收縮、ET-1水平升高有關(guān)[22-24]。與之相比，發(fā)生組NO的下降意味著血管舒張功能下降，VEGF、vWF的升高可導(dǎo)致肺組織通透性上升，血小板細(xì)胞內(nèi)皮下結(jié)構(gòu)黏附能力增加，此外，發(fā)生組血清VE-cadherin的明顯上升往往伴隨著血管系統(tǒng)穩(wěn)定性的下降[25-27]，因此，上述指標(biāo)變化均提示發(fā)生組患者血管內(nèi)皮功能受損更為嚴(yán)重且機(jī)體代償能力不足，可能是AMS發(fā)病的重要因素。

綜上所述，急進(jìn)高原后人外周血紅細(xì)胞形態(tài)呈畸形化改變，且存在血管內(nèi)皮功能受損，紅細(xì)胞形態(tài)畸形化數(shù)量和程度的增加以及血管內(nèi)皮功能受損的加劇，可能是引發(fā)AMS的重要原因，基于這一研究結(jié)果進(jìn)一步開(kāi)展探索，有望為AMS的防治提供新的思路，值得廣泛關(guān)注。

[參考文獻(xiàn)]

[1] Prabhakar NR，Semenza GL. Oxygen sensing and homeostasis [J]. Physiology（Bethesda），2015，30（5）：340-348.

[2] Wilkins MR，Ghofrani HA，Weissmann N，et al. Pathophysiology and treatment of high-altitude pulmonary vascular disease [J]. Circulation，2015，131（6）：582-590.

[3] 王萍，班武，潘世鑫，等.急進(jìn)高原駐訓(xùn)人員外周血裂片紅細(xì)胞的變化分析及意義[J].生物技術(shù)通訊，2015，26（1）：116-118.

[4] D′Alessandro A，Nemkov T，Sun K，et al. AltitudeOmics：red blood cell metabolic adaptation to high altitude hypoxia [J]. J Proteome Res，2016，15（10）：3883-3895.

[5] Huertas A，Guignabert C，Barberà JA，et al. Pulmonary vascular endothelium：the orchestra conductor in respiratory diseases：Highlights from basic research to therapy [J]. Eur Respir J，2018，51（4）：1700745.

[6] 邱友竹.急進(jìn)高原人群血管內(nèi)皮功能變化及與AMS關(guān)系的臨床研究[D].重慶：第三軍醫(yī)大學(xué)，2015：26-28.

[7] 急性高山病路易斯湖國(guó)際診斷計(jì)分系統(tǒng)及其實(shí)施[J].高原醫(yī)學(xué)雜志，2010，20（1）：2-4.

[8] Luks AM，Swenson ER，B？覿rtsch P. Acute high-altitude sickness [J]. Eur Respir Rev，2017，26（143）：160096.

[9] 馮曉云，嚴(yán)玲玲，陸志斌.實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)及骨髓形態(tài)學(xué)檢查對(duì)多發(fā)性骨髓瘤的診斷價(jià)值分析[J].轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)電子雜志，2017，4（3）：43-45.

[10] Dempsey JA，Morgan BJ. Humans in hypoxia：a conspiracy of maladaptation？！ [J]. Physiology（Bethesda），2015， 30（4）：304-316.

[11] Guo LI，Zhang J，Jin J，et al. Genetic variants of endothelial PAS domain protein 1 are associated with susceptibility to acute mountain sickness in individuals unaccustomed to high altitude：A nested case-control study [J]. Exp Ther Med，2015，10（3）：907-914.

[12] Quindry J，Dumke C，Slivka D，et al. Impact of extreme exercise at high altitude on oxidative stress in humans [J]. J Physiol，2016，594（18）：5093-5104.

[13] 邱友竹，余潔，王連友，等.急進(jìn)高原環(huán)境對(duì)血管內(nèi)皮功能的影響及其與急性高原病的關(guān)系[J].解放軍醫(yī)學(xué)雜志，2016，40（4）：415-419.

[14] 李萌博，丁輝.急性高原病發(fā)病前后血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子及其受體水平變化[J].中華災(zāi)害救援醫(yī)學(xué)，2015，3（1）：9-11.

[15] Hanns-Christian Gunga，Victoria Weller von Ahlefeld，Hans-Joachim Appell Coriolano，et al. Red blood cells in space [M]//Cardiovascular system，red blood cells，and oxygen transport in microgravity. Berlin：Springer，Cham，2016：35-55.

[16] Ma L，Chen Y，Jin G，et al. Vascular endothelial growth factor as a prognostic parameter in subjects with "Plateau Red Face" [J]. High Alt Med Biol，2015，16（2）：147-153.

[17] 顧順利，李翠瑩，李小薇，等.急進(jìn)高原后人外周血紅細(xì)胞形態(tài)變化的研究[J].中國(guó)輸血雜志，2017，30（8）：867-869.

[18] Berger MM，Macholz F，Mairb？覿url H，et al. Remote ischemic preconditioning for prevention of high-altitude diseases：fact or fiction？ [J]. J Appl Physiol（1985），2015， 119（10）：1143-1151.

[19] 林靜，趙晉，秦晉，等.急進(jìn)高原人群的血常規(guī)指標(biāo)分析[J].解放軍預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志，2016，34（6）：809-811.

[20] 何存盛，雷乃軍.急進(jìn)高原部隊(duì)官兵血常規(guī)指標(biāo)分析[J].中西醫(yī)結(jié)合心血管病電子雜志，2017，5（22）：149-151.

[21] Zhou H，Zhang Y，Hu S，et al. Melatonin protects cardiac microvasculature against ischemia/reperfusion injury via suppression of mitochondrial fission-VDAC1-HK2-mPTP-mitophagy axis [J]. J Pineal Res，2017，63（1）：e12413.

[22] Khanal G，Huynh RA，Torabian K，et al. Towards bedside washing of stored red blood cells：a prototype of a simple apparatus based on microscale sedimentation in normal gravity [J]. Vox Sang，2018，113（1）：31-39.

[23] Zhang S，Bai H，Yang P. Real-time monitoring of mechanical changes during dynamic adhesion of erythrocytes to endothelial cells by QCM-D [J]. Chem Commun（Camb），2015，51（57）：11449-11451.

[24] Oliveira YP，Pontes-de-Carvalho LC，Couto RD，et al. Oxidative stress in sepsis. Possible production of free radicals through an erythrocyte-mediated positive feedback mechanism [J]. Braz J Infect Dis，2017，21（1）：19-26.

[25] Ng YC，Namgung B，Leo HL，et al. Erythrocyte aggregation may promote uneven spatial distribution of NO/O2 in the downstream vessel of arteriolar bifurcations [J]. J Biomech，2016，49（11）：2241-2248.

[26] Mao L，Shen L，Chen J，et al. Enhanced bioactivity of Mg-Nd-Zn-Zr alloy achieved with nanoscale MgF2 surface for vascular stent application [J]. ACS Appl Mater Interfaces，2015，7（9）：5320-5330.

[27] Wong AK，LLanos P，Boroda N，et al. A parallel-plate flow chamber for mechanical characterization of endothelial cells exposed to laminar shear stress [J]. Cell Mol Bioeng，2016，9（1）：127-138.

（收稿日期：2018-04-23 本文編輯：張瑜杰）