作者:林麗莎(中國科學(xué)院昆明植物研究所)
文章來源于科學(xué)大院公眾號(hào)(ID:kexuedayuan)
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血小板從哪里來
事實(shí)上,血小板(Platelet)算不上是一種細(xì)胞,嚴(yán)格說來是細(xì)胞碎片,是從成熟的多倍體巨核細(xì)胞脫落下來的小塊胞質(zhì),直徑只有3微米左右,也沒有細(xì)胞核。
圖1. 細(xì)胞示意圖(從左至右分別為人紅細(xì)胞、活化血小板和白細(xì)胞)
無核的血小板是哺乳動(dòng)物特有的,而非哺乳類脊椎動(dòng)物具有一種功能與之類似的有核細(xì)胞,稱為血栓細(xì)胞(Thrombocyte)。無脊椎動(dòng)物呢?與脊椎動(dòng)物的心血管系統(tǒng)和血液不同,它們多為開放式循環(huán)系統(tǒng),其中流淌著的血樣液體為血淋巴,其兼具了血液和淋巴樣組織液的特性,往往只含一種細(xì)胞類型,稱為變形細(xì)胞(Amebocyte)。
由于沒有高等動(dòng)物的多種細(xì)胞分工合作,血淋巴中的變形細(xì)胞孤軍奮戰(zhàn),那得有三頭六臂才行啊。那還用說,它們要發(fā)揮多種防御功能,既有聚集和封閉傷口的止血功能,也有吞噬和殺菌的抗感染功能。這和血小板有什么關(guān)系呢?
科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),血小板“胞小鬼大”,具有多種功能,在凝血、炎癥和免疫系統(tǒng)中都是個(gè)活躍分子。因此,有些人認(rèn)為,血小板的功能就像原始的變形細(xì)胞。
圖2.從巨核細(xì)胞脫落的血小板及其結(jié)構(gòu)
生生不息血小板
人體為了維持正常功能,每天要生成眾多血小板,數(shù)量級(jí)是1011,使其在血液循環(huán)中的計(jì)數(shù)保持在一定范圍----100~300×109/L, 僅次于紅細(xì)胞(3.5-5.5×1012/L )。血小板生成主要受血小板生成素(TPO)的調(diào)節(jié),所以,臨床上也用TPO類藥物治療自身免疫相關(guān)的血小板減少癥。
神話中,《西游記》中孫悟空拔一根猴毛就可以變出千千萬萬猴兵,而現(xiàn)實(shí)中,巨核細(xì)胞每天能產(chǎn)生千千萬萬的血小板,同時(shí),組織巨噬細(xì)胞幾乎以同等的效力清除“壽寢”的血小板。血小板在血液中的壽命約10天。
話說,你可千萬別小看這一群掉下來的小可(zha)愛(zha),血小板們可絕對不止是巨核細(xì)胞廢棄甩掉的殘?jiān)槠?。每個(gè)巨核細(xì)胞能生成上千血小板,讓這些小兵小將們發(fā)揮重要功能。
止血中的功臣 血栓中的罪犯
血小板的經(jīng)典功能是形成初級(jí)止血栓,并與凝血瀑布相輔(不知道凝血瀑布是什么的請戳這里),形成穩(wěn)固止血栓,防止血管損傷后失血過多。
正常情況下,血小板粘附血管壁和聚集成塊的潛能并沒有體現(xiàn)出來,所以它們安靜地在血管內(nèi)的和平世界流淌。一旦血管破裂,受損內(nèi)皮細(xì)胞層能激發(fā)血小板的潛力。血小板通過膜表面受體粘附至內(nèi)皮下暴露的膠原,被激活后變形伸出偽足、表達(dá)高親和力的整合素受體,并釋放胞內(nèi)物質(zhì),如ADP、血栓烷素和凝血酶,活化更多血小板。這種正反饋放大機(jī)制,使血小板迅速被活化并募集至傷口處,形成初級(jí)止血栓堵住傷口。
此外,血小板還通過其它功能幫助機(jī)體有效止血,如釋放血管活性物質(zhì)(血栓烷素、血小板活化因子、五羥色胺)使血管收縮;釋放促凝因子和凝血因子,提供磷脂膜表面,促進(jìn)凝血瀑布活化,最終生成的纖維蛋白與血小板互相纏繞形成穩(wěn)固的次級(jí)止血栓。
圖3. 掃描電鏡下觀察到的血小板
(A、靜息狀態(tài)呈盤狀;B、活化伸出偽足;C、性狀改變初步聚集;D、形成聚集塊。)
正是因?yàn)檠“逶谥寡^程具有及其重要的作用,這些保衛(wèi)血管完整性的功臣也可能成為造成血管堵塞的罪犯,因此,在病理性血栓中, 血小板也成了主要治療靶標(biāo)。
血栓性心血管疾病是全球主要致死病因之一,其發(fā)病機(jī)制是血管內(nèi)形成由血小板、纖維蛋白和被網(wǎng)羅的細(xì)胞組成的阻塞性血栓。病理性血栓可能使受阻血管遠(yuǎn)心端的組織器官缺血缺氧并導(dǎo)致嚴(yán)重后果,如肺栓塞可能致死,心肌缺血可致心肌梗塞,腦部缺血可致中風(fēng)發(fā)作等。
圖4.血小板參與形成血栓
臨床上針對血小板的抗血栓藥有很多種,幾乎血小板活化相關(guān)的信號(hào)通路都有相應(yīng)抑制劑,例如最常見的抑制血栓烷素生成的阿司匹林,阻斷ADP受體的替卡格雷,阻斷整合素受體GPIIbIIIa的替羅非班等等。
圖5. 心血管疾病患者(如心梗)通常服用抗血小板類藥物進(jìn)行防治(來自百度圖片)
它還有這些功勞和罪行
除了經(jīng)典的止血功能外,隨著科研進(jìn)展,越來越多血小板的生理病理作用漸漸浮現(xiàn),得到業(yè)內(nèi)人士的重視。
目前發(fā)現(xiàn),血小板在天然免疫過程中發(fā)揮著重要作用:臨床數(shù)據(jù)顯示,患有血小板減少癥的病人往往會(huì)患有嚴(yán)重的細(xì)菌或病毒感染疾病,這說明血小板可能有助于限制病原體感染。研究也證實(shí)了血小板具有模式識(shí)別受體,可參與病原體清除。此外,血小板通過與白細(xì)胞相互作用,釋放細(xì)胞因子、趨化因子及炎癥介質(zhì)等,參與炎癥過程調(diào)節(jié)。炎癥狀態(tài)下,雖然沒有血管損傷和內(nèi)皮下基質(zhì)暴露,血小板也可以利用表面受體黏附至活化的內(nèi)皮細(xì)胞(表達(dá)黏附分子,如P-選擇素),并通過趨化作用募集白細(xì)胞到炎癥性部位;反過來,血小板分泌的介質(zhì)如IL-1β也能進(jìn)一步誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞活化、粘附分子上調(diào),并促進(jìn)中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞粘附到內(nèi)皮。
然而,要是血小板在不恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間地點(diǎn)誘導(dǎo)或加強(qiáng)炎癥反應(yīng),就可能禍害血管太平了。例如,人們所熟知的動(dòng)脈粥樣硬化癥,是由病變動(dòng)脈內(nèi)發(fā)生的慢性炎癥性反應(yīng)引起的,而血小板的“煽風(fēng)點(diǎn)火”促進(jìn)了疾病的發(fā)生發(fā)展(圖6)。
圖6. 血小板黏附在動(dòng)脈粥樣硬化形成過程中的作用模式圖
令人更驚訝的是,腫瘤研究發(fā)現(xiàn)血小板還能助紂為虐,介導(dǎo)腫瘤生長和轉(zhuǎn)移,它們分泌的TGF-β因子能抑制抗癌T細(xì)胞,使癌細(xì)胞逃逸機(jī)體的免疫監(jiān)測,在血流中順利通行至目的地。不過,聰明的科學(xué)家也從中看到了契機(jī),未來有可能開發(fā)針對血小板的藥物來控制腫瘤的生長、轉(zhuǎn)移,或通過血小板達(dá)到靶向抗腫瘤治療目的,從而減少副作用。
這下你該知道,檢驗(yàn)報(bào)告單上血小板計(jì)數(shù)(正常值為100~300×109/L)這項(xiàng)檢查的重要性了吧。除了有助于止血和血栓性疾病的診斷,醫(yī)生結(jié)合其它指標(biāo)還能鑒別急慢性炎癥和感染相關(guān)疾病呢。
參考資料:
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