吸烟对血小板体积和膜流动性的影响及机制研究进展

李 尤(综述)，杨毅宁(审校)

(1.新疆医科大学临床医学院，乌鲁木齐 830054； 2.新疆医科大学第一附属医院临床研究院，乌鲁木齐 830054)

烟草危害是当今世界面临的最严重危害之一。心血管疾病作为我国首要的死亡原因，其中30%～40%由吸烟引起，吸烟是心血管疾病的致病危险因素[1]。吸烟引起的各种心血管疾病机制中，最重要的一个就是导致血小板功能异常。在某些生理或病理状态下，血小板被过度激活，导致血栓形成，诱发心肌梗死等多种严重心血管疾病发生。

1 血小板概述

血小板是血液的主要有效成分，其在生理性止血及维持血管壁完整性及某些病理过程,如血栓形成、动脉粥样硬化、不稳定型心绞痛、肿瘤转移和炎性反应等过程中发挥重要作用。血小板膜结构的完整性及膜磷脂双层的流动性均可影响血小板的生理功能。

1.1吸烟对血小板功能的影响 吸烟引起各种心血管疾病的机制中，最重要的一个就是促进血栓形成。最近公布的一项对18 954例丹麦成年人近20年的随访发现，大量吸烟与血栓性疾病有关[2]。正常生理状态下的循环血液中，血小板处于静止相，当血管受损害破裂或血液中出现血小板活化因子时，血小板受刺激，由静止相变为功能相，这个过程称血小板活化。活化的血小板细胞膜含有丰富的磷脂，为凝血过程提供反应界面；细胞膜上的糖蛋白能介导血小板黏附于血管破损处内皮下组织，并吸附大量的与凝血、纤溶系统有关的分子，同时血小板之间还能发生相互黏附、聚集成团，并释放出多种参与凝血的物质，这个过程被称为血小板聚集和血小板释放。烟草中的有毒物质改变了血小板的活性及功能，是吸烟致栓的重要原因。

1.2血小板体积和膜流动性对血小板功能的影响 血小板平均体积(mean platelet volume，MPV)主要反映骨髓巨核细胞的代谢及增生情况。胶原、凝血酶激活纤维蛋白原促进血小板聚集的程度随MPV的增加而增加。同时，MPV和血小板释放致密颗粒、α颗粒内容物及血小板体外功能之间密切相关。体积大的血小板含有较丰富的酶、蛋白、糖原及血小板颗粒等，其功能和活性也较强，因此血小板体积和血小板活化呈正相关[3]。血小板体积增大，活性增强，所以MPV是血小板活化的一个重要标志物[4]。细胞膜结构是由液态的脂类双分子层中镶嵌可移动的球形蛋白质而形成的，膜的流动性是细胞膜结构的基本特征之一，同时也是细胞重要的生物物理学特征。细胞膜流动性(platelet membrane fluidity，PMF)是维持细胞膜或细胞功能正常的基本条件。PMF影响血小板的黏附、聚集、释放、止血、凝血及血栓形成等过程，它反映了血小板的活化状态。PMF的异常可导致血小板功能异常[5]。

吸烟对血小板体积和PMF的影响具有重要的研究价值，能反映吸烟对血小板功能的影响，从而作为预测血栓性疾病的危险因子。

2 吸烟对MPV的影响

Alyan等[6]选取66例吸烟者和70例非吸烟者做对比，发现吸烟者的平均心率、超敏C反应蛋白、纤维蛋白原水平和平均血小板体积较不吸烟者显著升高。MPV升高被证明是吸烟引起的低度炎症的一部分。另一项研究选择90例不吸烟的健康志愿者，研究过程中让他们在一个无烟房间正常呼吸120 min，然后被平均分为A、B、C三组，A组处于低强度的吸烟环境中(一氧化碳<7.5×10-6)、B组处于中等强度的吸烟环境(一氧化碳7.5×10-6～15×10-6)、C组处于高强度的吸烟环境(一氧化碳>15×10-6)，分别正常呼吸120 min，证明MPV在吸烟的情况下显著增加，并且和吸烟持续的时间与烟雾的强度显著相关[7]。一项通过建立体外吸烟模型的研究表明，停止吸烟可导致MPV水平下降[8]。Yarlioglues等[9]通过研究健康人群中急性被动吸烟对MPV的影响的研究证实，随着一氧化碳浓度的升高及暴露在烟雾中的时间延长，MPV显著增高。

3 吸烟对MPV的影响机制

3.1内皮细胞功能紊乱 多个使用烟草提取物或类尼古丁样物质的研究证实了烟草导致一氧化氮(nitric oxide,NO)的合成减少及活性降低的同时对血管内皮舒张功能产生抑制作用。Barua等[10-11]在体外建立一个接近于生理状态的模型，证明接触吸烟者血浆的人脐静脉内皮细胞和人冠状动脉内皮细胞的NO作用减弱，这主要与内皮细胞一氧化氮合酶的表达和活性降低有关，也与吸烟增加有活性的氧化物使NO清除增加有关。以健康的志愿者为研究对象，通过观察NO、内皮型一氧化氮合酶的研究发现，急性抑制NO的产生，血小板被快速激活，而外源给予NO，血小板的活性则被快速抑制[12]。可溶性鸟酸环化酶(soluble guanylyl cyclase，sGC)存在于血小板内，是一种异质二聚体同时也可能是NO的最敏感靶点，NO能够抑制血小板聚集、黏附。其机制可能是NO与血红素辅基中的Fe2+结合改变sGC的构象，从而激活该酶，促使鸟苷三磷酸环化为环鸟苷酸(guanosine 3′,5′-cyclic phosphate，cGMP)。cGMP作用于信号级联反应下游元件，如蛋白激酶G、cGMP依赖的磷酸二酯酶及cGMP门控通道，参与血管舒缩、神经信号传递、抑制血小板聚集及细胞增殖和细胞凋亡的调节[11]。cGMP能启动一系列蛋白磷酸化反应，从而抑制血小板的黏附和聚集，进而解除血小板聚集等环节发挥抗血小板作用。使血小板处于低水平的活化状态。因为sGC选择抑制剂可以抑制血小板cGMP的生成,但是不能抵抗NO供体蛋白质巯基亚硝基半胱氨酸对血小板聚集的抑制作用，所以NO还可通过非cGMP途径产生抗血小板效应[14]。另外，烟草中含有的尼古丁、一氧化碳等物质可兴奋交感神经，引起血管收缩，从而加重血管内皮细胞的缺氧状态，使血管内皮受损。所以吸烟使血管内皮损伤同时抑制血小板膜表面的一氧化氮合酶活性,使血小板膜表面的黏附分子表达,从而使血小板活化、黏附和集聚[15]。被活化的血小板释放出大量血栓素A2,使血小板内游离的Ca2+增多，释放内源性腺苷二磷酸诱导血小板聚集并进一步形成血栓。在血小板血栓形成的过程中，血小板的消耗和破坏增加，因此代偿的骨髓巨核细胞增殖亢进，从而释放出更多的新生大血小板，使MPV增加。

3.2血液黏稠度增加 吸烟的烟雾中含有一氧化碳，其浓度可达3%～5%，经肺吸收到血液里，和氧竞争结合血红蛋白，碳氧血红蛋白失去了携带氧的能力，从而导致机体处在一个相对低氧状态。因此，红细胞代偿性增多，引起血液黏滞性增加，影响毛细血管的通透性[16]。另一方面体内二氧化碳等酸性物质增加也导致全血黏度增高，增加血小板聚集性，同时缺氧所致组织损伤,使体内的腺苷二磷酸、肾上腺素、5羟色胺、花生四烯酸、前列腺素环内过氧化物、血栓素A2、血小板活化因子、内毒素等减少,这些物质可在血小板的质膜表面迅速的表达，促使单核细胞、内皮细胞的黏附功能，使血小板发生凝集，形成血栓[17]。在这一过程中血小板被大量消耗，血小板数目减少，进而代偿性地使骨髓巨核细胞释放更多体积较大的血小板，导致MPV增加。

4 吸烟对血小板膜流动性的影响及机制

生物膜的完整性是细胞一切生命活动的必备条件，细胞膜结构是由液态的脂类双分子层中镶嵌可以移动的球形蛋白质而形成的。膜的流动性是维持细胞膜或细胞功能正常工作的基本条件。合适的PMF对维持细胞的正常(如物质运输、能量转换、信息传递、细胞识别及免疫)具有十分重要的作用。血小板生理功能与血小板膜结构的完整性和膜磷脂双层的流动性有关，PMF的改变与血小板的黏附聚集释放功能关系密切[18]。王怀祯等[19]通过动物实验研究发现，家兔被动吸烟4个月后PMF显著降低。李建新等[20]的动物实验研究表明，血小板活性及黏附聚集能力在吸烟后增加，同时PMF降低。

4.1吸烟能通过影响血脂水平来改变血小板膜流动性 大量研究结果提示,吸烟者PMF与血浆血脂水平相关。de Padua Mansur等[21]的动物实验证实，烟草中的一氧化碳和尼古丁可使体内三酰甘油、极低密度脂蛋白胆固醇、非酯化脂肪酸增高。尼古丁能使非酯化脂肪酸增加,增加的非酯化脂肪酸涌入肝脏,刺激肝脏大量合成三酰甘油和极低密度脂蛋白胆固醇。三酰甘油可通过影响脂蛋白的交换，增加低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein，LDL-C)的生成，降低高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein，HDL-C)的水平，而极低密度脂蛋白胆固醇的增加也导致HDL-C水平的进一步下降。HDL-C可将蓄积在组织内过多的胆固醇运送至肝脏,减少血浆HDL中游离胆固醇的水平，形成胆固醇从细胞膜流向血浆脂蛋白的水平梯度，降低组织胆固醇的沉积，因此当血液中的HDL-C下降时,血液中的胆固醇水平增加。吸烟造成高胆固醇血症时，血小板膜脂通过与血浆中脂质交换，获得较多的胆固醇，使得膜中胆固醇与磷脂比值增高，钠钾ATP酶活性降低[22]。胆固醇与磷脂比值越高,PMF降低越显著[23]。PMF降低，凝血活性增加，血小板黏附和聚集性增加促发血栓性疾病的发生。

4.2吸烟通过引起机体氧化炎性反应来改变PMF 刘爱玲等[22]研究发现，吸烟者和非吸烟者之间的C反应蛋白和炎性细胞因子(白细胞介素6和肿瘤坏死因子α)差异显著。白细胞介素6和肿瘤坏死因子α是多功能炎性细胞因子，参与机体的免疫反应和炎性反应，吸烟者的炎性细胞诱导内皮产生氧化应激反应,刺激产生大量活性氧类[25]。活性氧类使LDL表面的多不饱和脂肪酸双链氧化并发生断裂，从而使其表面结构发生改变，形成氧化型LDL[26]。氧化型LDL可直接作用于细胞膜(富含不饱和脂肪酸和活性蛋白酶)，导致膜上的脂质和蛋白酶发生变性，使细胞膜的完整性遭到破坏，流动性降低。另一方面,氧化型LDL可以活化磷脂酶A2,使血小板膜释放花生四烯酸，进一步活化血小板,使血小板膜发生变形，PMF减低[27]。膜流动性降低和血小板的黏附、聚集、释放、止血及血栓形成等过程密切相关,PMF异常可以作为一种信号传递至细胞内部,引起血小板内几种非受体性酪氨酸激酶的激活，最终导致血小板功能异常[28]。

5 小 结

影响血小板体积和膜流动性的因素较多，仍需进一步研究发现，但目前的科学研究已经证实,吸烟通过影响血小板体积和膜流动性从而对血栓的形成有显著的促进作用，因此吸烟可作为预测血栓性疾病的危险因子之一。所以，在人群中通过控制吸烟等危险因素，可减少血栓形成的风险及发生心脑血管疾病的危险，降低我国心脑血管疾病的发病率。吸烟量的多少及吸烟时间长短对小板功能有显著的影响,这些是需要进一步观察和研究的工作。

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