血漿膠體滲透壓變化對機體的影響
血漿膠體滲透壓變化對機體的影響
血漿
隨著人們對機體內環境的不斷探究，更深入地發現在人體這一巨大系統中，每一個生命活動的基本單元都是相當復雜的，其中滲透壓是維持內環境穩定的重要因素。現就近年來對滲透壓方面特別是血漿膠體滲透壓方面的研究綜述如下。
1 滲透壓和血漿滲透壓的概念
1.1 滲透壓的概念 滲透壓（osmotic pressure）指的是溶液中電解質及非電解質類溶質微粒通過半透膜對水的吸引力，其大小是由溶液中溶質顆粒總數決定的，與溶液中溶質種類和顆粒大小無關[1]。
1.2 血漿滲透壓（plasma osmotic pressure）的概念 血漿滲透壓包括血漿晶體滲透壓和血漿膠體滲透壓。正常人血漿滲透壓約為300mmol/L（280～320mmol/L），相當于770kPa。血漿晶體滲透壓(plasma crystal osmotic pressure)由血漿中晶體物質所形成，如Na+、Cl-、葡萄糖、尿素等，Na+和Cl-占80%；血漿晶體滲透壓調節細胞內外水平衡，維持紅細胞正常形態。血漿膠體滲透壓(plasma colloid osmotic pressure，COP)由血漿中蛋白質形成，調節血管內外水平衡，維持血容量。由于白蛋白分子量較小(約為66 000Da)，數目較多（白蛋白>球蛋白>纖維蛋白原），因此成為決定血漿COP的主要因素。白蛋白是所有可溶性蛋白中唯一一種不能穿透毛細血管壁的蛋白。血漿COP的75%～80%靠白蛋白維持[2]。約為1.3mmol/L，相當于3.3kPa或25mmHg[1]。
2 血漿COP的生理作用
細胞膜是體內的一種半透膜，它將細胞內液和細胞外液隔開，K+、Na+等離子物質不易自由通過。因此，水在細胞內外的流通，就要受到鹽所產生的晶體滲透壓的影響。晶體滲透壓對維持細胞內外水分的相對平衡起著重要作用。臨床上常用晶體物質溶液來糾正某些疾病所引起的水鹽失調。
毛細血管壁也是體內的一種半透膜，但它與細胞膜不同。毛細血管壁可以讓低分子量物質如水、葡萄糖、尿素、氫基酸及各種離子自由透過，而不允許高分子蛋白質通過。所以，晶體滲透壓對維持血液與組織間液之間的水鹽平衡不起作用。如果由于某種原因造成血漿中蛋白質減少時，血漿的COP就會降低，血漿中的水通過毛細血管壁進入組織間液增加，致使血容量降低而組織液增多，這是形成水腫的原因之一。
由于血漿中晶體溶質數目遠遠大于膠體數目，所以血漿滲透壓主要由晶體滲透壓構成。因為晶體物質不能自由通過細胞膜，而可以自由通過有孔的毛細血管，因此，晶體滲透壓僅決定細胞膜兩側水份的轉移；蛋白質等大分子膠體物質不能通過毛細血管，決定血管內外兩側水的平衡。血漿COP是對抗血漿中水分從血管內移到血管外的一種牽制力，正常生理狀態下，COP對穩定的血容量、預防組織水腫起重要作用[1]。
COP也是生成組織液的有效濾過壓（effective filtration pressure，EFP）中的重要組成部分，是使組織間液從毛細血管靜脈端滲回血管內的主要力量。正常情況下血漿和組織間液是處于動態平衡的，EFP=（毛細血管血壓+組織液COP）-（血漿COP+組織液靜水壓），在毛細血管動脈端，有效流體靜壓（=毛細血管動脈端血壓-組織間液流體靜壓）＞有效COP（=血漿COP-組織COP），組織間液在此形成；在毛細血管靜脈端，有效COP＞有效流體靜壓，組織間液在此回流入血。在組成EFP的四個因素中，毛細血管血壓和血漿COP是關鍵因素。通過組織液的生成和回流，參與了血液和組織細胞間的物質交換，保持了血管內外液體分布的平衡和血漿蛋白濃度的穩定。
3 病理狀態下影響血漿COP的因素
血漿COP雖然很小，但在體內起著重要的調節作用。
3.1 臨床上血漿COP升高不多見，其升高大多不是血漿蛋白的絕對量增多，如高熱患者大量出汗，或其他病因如燒傷及嚴重腹瀉患者所致嚴重失水導致血漿濃縮；透析脫水時血液濃縮使血清蛋白水平升高，繼而引起血漿COP升高，對血漿再灌注有重要作用，血漿COP的升高和循環血容量的恢復幾乎在血透后體重穩定的同時同步停止[3]，絕大多數腎衰患者在血透過程中血壓都能保持平穩，其原因是循環血容量通過血漿再灌注過程得到補充[4]。血漿再灌注是指當透析脫水時，體內血漿容量逐漸減少，血清蛋白濃度隨之上升(我們假設血透過程中血清總蛋白的量不變)，由各種血清蛋白(主要是白蛋白)形成的血漿COP必然也升高，而血漿COP是使組織間液向毛細血管內轉移的最主要因素，因此升高的血漿COP吸引組織間液向毛細血管內轉移稱血漿再灌注，有助于維持穩定的循環血容量[5]。Schmid等[6]研究離體小鼠肝細胞發現血漿COP的升高主要抑制血漿蛋白的分泌，而不是白蛋白的合成。研究還發現人類肝細胞是通過COP調控白蛋白的合成并通過α-胎蛋白基因表達[7]。
3.2 臨床上因血漿蛋白減少所致的水腫較為常見，下述因素均可使血漿COP降低，導致EFP增大，組織液生成增多和回流減少而產生水腫[1]。（1）某些患消化系統疾病的患者對蛋白質消化吸收不良，如肝硬化患者由于門脈壓力過高，門脈系統淤血，導致胃腸對蛋白的消化和吸收功能降低，引起血漿COP下降[8]。（2）肝臟是人體合成和分解蛋白的主要器官，也是血漿內蛋白質的重要來源。血漿白蛋白受著肝臟合成、分解、釋放等因素的調節。在肝硬化時肝功能減退，由于有效肝細胞總數的減少和肝細胞代謝的障礙，所以白蛋白合成可減少半數以上，以致出現低蛋白血癥，在肝性水腫和腹水形成上具有一定作用[8]。人類血漿蛋白對維持COP、與配體結合和運輸具有很重要的作用。肝衰竭時，內源性物質和藥物的結合能力受損，終末期肝病的患者不僅血漿COP低，同時蛋白結合能力也很差[9]。肝硬化患者血漿COP降低的同時伴有皮下組織間質液體的減少，結果使跨毛細血管壁膠體滲透梯度沒有改變。皮下組織間質液體減少可以用液體稀釋和間質蛋白含量減少來解釋。非內臟組織對間質蛋白的吸收可減少水腫和低血容量的趨勢[10]。所以，肝硬化、肝衰竭患者輸注白蛋白可以治療低蛋白血癥、低鈉血癥、肝腎綜合征等肝衰竭癥狀，而單純輸注膠體液則不能糾正這些異常[11]。（3）血漿內水鈉潴留使血漿蛋白被稀釋而減少。有些腎病病人，從尿中排出大量的蛋白質也可以導致低蛋白血癥[1]。伴有腎臟血流動力學改變的肝硬化，有效腎血流量下降、腹壓升高、下腔靜脈受壓，致使腎臟灌注量降低，影響腎小球血流量，減低腎小球濾過率，激活腎素-血管緊張素-醛固酮系統，促使醛固酮的生成與分泌，抗利尿激素分泌增加，最終導致鈉和水的潴留，從而促進和加重腹水的形成[12]。（4）毛細血管壁的通透性正常時限制血漿蛋白進入組織間液。毛細血管壁通透性增加使含有大量蛋白質的血管內液透入組織間液中，使血漿蛋白減少，血漿COP下降。如慢性腎炎患者的腎小球濾過膜通透性增大，血漿蛋白濾入原尿中，加之腎小管對蛋白質的重吸收功能減弱，使血漿蛋白從尿中喪失過多[8]。病理情況下增加的毛細血管通透性促使體液由血管內轉移到組織間隙，導致多器官水腫的發生，特別是肺水腫。研究發現受到失血性休克和敗血癥損傷的嚙齒類動物肝細胞由于特有的細胞微孔結構破壞和毛細血管通透性的改變導致間質蛋白的增多和間質COP的升高[13]。
4 血漿COP測定的臨床應用
臨床上常用血漿COP來監測評估病人的液體治療效果。尤其是失血性休克或感染性休克病人的液體治療，還用于指導心臟手術體外循環預充液的配制、預防肺水腫或組織水腫的發生。血漿COP可以作為肺水腫和危重疾病死亡率的預測指標。孫友文等[14]研究表明，血漿COP與中心靜脈壓之間有相關性，推測血漿COP與容量狀態之間也有相關性，但不如CVP直接、客觀、準確。而它對評估循環血容量的恢復更有幫助。Kudo等[15]對193名心臟病患者研究發現，具有心室低電壓患者的白蛋白濃度和血漿COP顯著低于沒有心室低電壓的患者，提示白蛋白濃度和血漿COP與QRS波具有相關性。
我們知道血漿COP對跨毛細血管壁的液體交換起到重要作用，特別是在腎小球毛細血管，臨床可通過血漿蛋白總量或白蛋白濃度用二次方程估算。Geranton等[16]研究發現用肝臟衍生的非白蛋白的蛋白質維持COP，特別是腎病綜合征的患者用纖維蛋白原含量評估血漿COP具有很高的準確性。但以上方法由于不能及時得到測定結果，難以作為臨床處理患者的參考。近年來膜式膠體滲透壓儀的應用推廣，由于數分鐘內即可得到測定結果，隨時可以用于指導重癥患者的處理并及時檢測治療效果，也使得COP測定有可能成為臨床常規監測項目之一。所謂膜式膠體滲透壓儀就是使用對蛋白質分子是具有選擇性的膜和一個置于滲透壓儀樣品池的靈敏壓力傳感器來測量，傳感器輸出信號被放大，并且直接轉換成壓力單位，顯示于LCD上方便讀取。
血漿COP的變化對機體的影響已日漸受到人們的關注，尤其是肝臟疾病對血漿COP的影響是多方面的，如白蛋白合成、分泌減少、門脈壓力增高、肝淋巴液漏出增加等都可使血漿COP下降。我們有待于對肝臟疾病圍術期，尤其是肝移植手術圍術期血漿COP的監測做進一步研究，以便為維持危重患者圍術期循環和內環境穩定提供可信的臨床依據。
【參考文獻】
[1] 馮志強.整合應用生理學[M].北京:人民軍醫出版社,2006:63-154.
血漿
隨著人們對機體內環境的不斷探究，更深入地發現在人體這一巨大系統中，每一個生命活動的基本單元都是相當復雜的，其中滲透壓是維持內環境穩定的重要因素。現就近年來對滲透壓方面特別是血漿膠體滲透壓方面的研究綜述如下。
1 滲透壓和血漿滲透壓的概念
1.1 滲透壓的概念 滲透壓（osmotic pressure）指的是溶液中電解質及非電解質類溶質微粒通過半透膜對水的吸引力，其大小是由溶液中溶質顆粒總數決定的，與溶液中溶質種類和顆粒大小無關[1]。
1.2 血漿滲透壓（plasma osmotic pressure）的概念 血漿滲透壓包括血漿晶體滲透壓和血漿膠體滲透壓。正常人血漿滲透壓約為300mmol/L（280～320mmol/L），相當于770kPa。血漿晶體滲透壓(plasma crystal osmotic pressure)由血漿中晶體物質所形成，如Na+、Cl-、葡萄糖、尿素等，Na+和Cl-占80%；血漿晶體滲透壓調節細胞內外水平衡，維持紅細胞正常形態。血漿膠體滲透壓(plasma colloid osmotic pressure，COP)由血漿中蛋白質形成，調節血管內外水平衡，維持血容量。由于白蛋白分子量較小(約為66 000Da)，數目較多（白蛋白>球蛋白>纖維蛋白原），因此成為決定血漿COP的主要因素。白蛋白是所有可溶性蛋白中唯一一種不能穿透毛細血管壁的蛋白。血漿COP的75%～80%靠白蛋白維持[2]。約為1.3mmol/L，相當于3.3kPa或25mmHg[1]。
2 血漿COP的生理作用
細胞膜是體內的一種半透膜，它將細胞內液和細胞外液隔開，K+、Na+等離子物質不易自由通過。因此，水在細胞內外的流通，就要受到鹽所產生的晶體滲透壓的影響。晶體滲透壓對維持細胞內外水分的相對平衡起著重要作用。臨床上常用晶體物質溶液來糾正某些疾病所引起的水鹽失調。
毛細血管壁也是體內的一種半透膜，但它與細胞膜不同。毛細血管壁可以讓低分子量物質如水、葡萄糖、尿素、氫基酸及各種離子自由透過，而不允許高分子蛋白質通過。所以，晶體滲透壓對維持血液與組織間液之間的水鹽平衡不起作用。如果由于某種原因造成血漿中蛋白質減少時，血漿的COP就會降低，血漿中的水通過毛細血管壁進入組織間液增加，致使血容量降低而組織液增多，這是形成水腫的原因之一。
由于血漿中晶體溶質數目遠遠大于膠體數目，所以血漿滲透壓主要由晶體滲透壓構成。因為晶體物質不能自由通過細胞膜，而可以自由通過有孔的毛細血管，因此，晶體滲透壓僅決定細胞膜兩側水份的轉移；蛋白質等大分子膠體物質不能通過毛細血管，決定血管內外兩側水的平衡。血漿COP是對抗血漿中水分從血管內移到血管外的一種牽制力，正常生理狀態下，COP對穩定的血容量、預防組織水腫起重要作用[1]。
COP也是生成組織液的有效濾過壓（effective filtration pressure，EFP）中的重要組成部分，是使組織間液從毛細血管靜脈端滲回血管內的主要力量。正常情況下血漿和組織間液是處于動態平衡的，EFP=（毛細血管血壓+組織液COP）-（血漿COP+組織液靜水壓），在毛細血管動脈端，有效流體靜壓（=毛細血管動脈端血壓-組織間液流體靜壓）＞有效COP（=血漿COP-組織COP），組織間液在此形成；在毛細血管靜脈端，有效COP＞有效流體靜壓，組織間液在此回流入血。在組成EFP的四個因素中，毛細血管血壓和血漿COP是關鍵因素。通過組織液的生成和回流，參與了血液和組織細胞間的物質交換，保持了血管內外液體分布的平衡和血漿蛋白濃度的穩定。
3 病理狀態下影響血漿COP的因素
血漿COP雖然很小，但在體內起著重要的調節作用。
3.1 臨床上血漿COP升高不多見，其升高大多不是血漿蛋白的絕對量增多，如高熱患者大量出汗，或其他病因如燒傷及嚴重腹瀉患者所致嚴重失水導致血漿濃縮；透析脫水時血液濃縮使血清蛋白水平升高，繼而引起血漿COP升高，對血漿再灌注有重要作用，血漿COP的升高和循環血容量的恢復幾乎在血透后體重穩定的同時同步停止[3]，絕大多數腎衰患者在血透過程中血壓都能保持平穩，其原因是循環血容量通過血漿再灌注過程得到補充[4]。血漿再灌注是指當透析脫水時，體內血漿容量逐漸減少，血清蛋白濃度隨之上升(我們假設血透過程中血清總蛋白的量不變)，由各種血清蛋白(主要是白蛋白)形成的血漿COP必然也升高，而血漿COP是使組織間液向毛細血管內轉移的最主要因素，因此升高的血漿COP吸引組織間液向毛細血管內轉移稱血漿再灌注，有助于維持穩定的循環血容量[5]。Schmid等[6]研究離體小鼠肝細胞發現血漿COP的升高主要抑制血漿蛋白的分泌，而不是白蛋白的合成。研究還發現人類肝細胞是通過COP調控白蛋白的合成并通過α-胎蛋白基因表達[7]。
3.2 臨床上因血漿蛋白減少所致的水腫較為常見，下述因素均可使血漿COP降低，導致EFP增大，組織液生成增多和回流減少而產生水腫[1]。（1）某些患消化系統疾病的患者對蛋白質消化吸收不良，如肝硬化患者由于門脈壓力過高，門脈系統淤血，導致胃腸對蛋白的消化和吸收功能降低，引起血漿COP下降[8]。（2）肝臟是人體合成和分解蛋白的主要器官，也是血漿內蛋白質的重要來源。血漿白蛋白受著肝臟合成、分解、釋放等因素的調節。在肝硬化時肝功能減退，由于有效肝細胞總數的減少和肝細胞代謝的障礙，所以白蛋白合成可減少半數以上，以致出現低蛋白血癥，在肝性水腫和腹水形成上具有一定作用[8]。人類血漿蛋白對維持COP、與配體結合和運輸具有很重要的作用。肝衰竭時，內源性物質和藥物的結合能力受損，終末期肝病的患者不僅血漿COP低，同時蛋白結合能力也很差[9]。肝硬化患者血漿COP降低的同時伴有皮下組織間質液體的減少，結果使跨毛細血管壁膠體滲透梯度沒有改變。皮下組織間質液體減少可以用液體稀釋和間質蛋白含量減少來解釋。非內臟組織對間質蛋白的吸收可減少水腫和低血容量的趨勢[10]。所以，肝硬化、肝衰竭患者輸注白蛋白可以治療低蛋白血癥、低鈉血癥、肝腎綜合征等肝衰竭癥狀，而單純輸注膠體液則不能糾正這些異常[11]。（3）血漿內水鈉潴留使血漿蛋白被稀釋而減少。有些腎病病人，從尿中排出大量的蛋白質也可以導致低蛋白血癥[1]。伴有腎臟血流動力學改變的肝硬化，有效腎血流量下降、腹壓升高、下腔靜脈受壓，致使腎臟灌注量降低，影響腎小球血流量，減低腎小球濾過率，激活腎素-血管緊張素-醛固酮系統，促使醛固酮的生成與分泌，抗利尿激素分泌增加，最終導致鈉和水的潴留，從而促進和加重腹水的形成[12]。（4）毛細血管壁的通透性正常時限制血漿蛋白進入組織間液。毛細血管壁通透性增加使含有大量蛋白質的血管內液透入組織間液中，使血漿蛋白減少，血漿COP下降。如慢性腎炎患者的腎小球濾過膜通透性增大，血漿蛋白濾入原尿中，加之腎小管對蛋白質的重吸收功能減弱，使血漿蛋白從尿中喪失過多[8]。病理情況下增加的毛細血管通透性促使體液由血管內轉移到組織間隙，導致多器官水腫的發生，特別是肺水腫。研究發現受到失血性休克和敗血癥損傷的嚙齒類動物肝細胞由于特有的細胞微孔結構破壞和毛細血管通透性的改變導致間質蛋白的增多和間質COP的升高[13]。
4 血漿COP測定的臨床應用
臨床上常用血漿COP來監測評估病人的液體治療效果。尤其是失血性休克或感染性休克病人的液體治療，還用于指導心臟手術體外循環預充液的配制、預防肺水腫或組織水腫的發生。血漿COP可以作為肺水腫和危重疾病死亡率的預測指標。孫友文等[14]研究表明，血漿COP與中心靜脈壓之間有相關性，推測血漿COP與容量狀態之間也有相關性，但不如CVP直接、客觀、準確。而它對評估循環血容量的恢復更有幫助。Kudo等[15]對193名心臟病患者研究發現，具有心室低電壓患者的白蛋白濃度和血漿COP顯著低于沒有心室低電壓的患者，提示白蛋白濃度和血漿COP與QRS波具有相關性。
我們知道血漿COP對跨毛細血管壁的液體交換起到重要作用，特別是在腎小球毛細血管，臨床可通過血漿蛋白總量或白蛋白濃度用二次方程估算。Geranton等[16]研究發現用肝臟衍生的非白蛋白的蛋白質維持COP，特別是腎病綜合征的患者用纖維蛋白原含量評估血漿COP具有很高的準確性。但以上方法由于不能及時得到測定結果，難以作為臨床處理患者的參考。近年來膜式膠體滲透壓儀的應用推廣，由于數分鐘內即可得到測定結果，隨時可以用于指導重癥患者的處理并及時檢測治療效果，也使得COP測定有可能成為臨床常規監測項目之一。所謂膜式膠體滲透壓儀就是使用對蛋白質分子是具有選擇性的膜和一個置于滲透壓儀樣品池的靈敏壓力傳感器來測量，傳感器輸出信號被放大，并且直接轉換成壓力單位，顯示于LCD上方便讀取。
血漿COP的變化對機體的影響已日漸受到人們的關注，尤其是肝臟疾病對血漿COP的影響是多方面的，如白蛋白合成、分泌減少、門脈壓力增高、肝淋巴液漏出增加等都可使血漿COP下降。我們有待于對肝臟疾病圍術期，尤其是肝移植手術圍術期血漿COP的監測做進一步研究，以便為維持危重患者圍術期循環和內環境穩定提供可信的臨床依據。
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