从生物力学角度简单认识血小板

什么是血小板？

血小板是血栓与止血过程中的明星成员，其是血液中从巨核细胞中脱落的无核、小（2-4 μm）且短寿命（7-10 d）的循环细胞，在健康个体血液中，血小板含量一般维持在 150-450×10⁹ 个/升，通过形成血凝块来发挥止血功能，它们通过在血管受损处形成堵塞物来实现止血功能，与纤维蛋白原聚合并形成稳定的血栓。在血管受损时，血小板迅速响应并激活，它们之间通过纤维蛋白原和其它粘附分子相互连接，形成血小板塞。随后，血小板活化产生收缩力，并通过交联纤维蛋白纤维传播，显著减少血栓体积。这种体积的减少，也称为血栓收缩，对于有效止血、伤口愈合以及恢复受损血管周围血流至关重要。

然而，血栓的机械特性，如其硬度和弹性，也受到血流动力学中机械力的影响，包括剪切应力和血小板自身产生的收缩力。这些特性对于生理过程如止血和血栓形成至关重要，而异常的机械特性可能导致血小板异常活化和功能障碍。如感染性疾病中， SARS-CoV-2 病毒会结合血小板上的血管紧张素转换酶2，活化血小板，释放凝血因子、分泌炎症细胞因子、形成血小板-白细胞聚集体，令其黏附在内皮细胞上导致血栓形成，从而导致血小板收缩力增大。心脏病患者的血凝块比健康受试者更坚硬且抗降解，而血友病等出血性疾病患者的血凝块比健康受试者柔软且容易降解。故而血小板机械特性有望作为表征疾病状态的标志物。血小板是血凝块收缩的驱动因素，由此产生的血凝块力学表现为出血和凝血障碍、中风、冠状动脉疾病、哮喘等疾病。与此同时，研究人员已经确定了凝块力学与各种临床疾病之间的联系，如急性缺血性中风、哮喘和凝血因子缺乏症等疾病中，全血凝块收缩受损，凝血酶生成，血小板作用降低。然而，一旦缺乏因子恢复，血小板收缩力就会以剂量依赖性方式增加。

血管损伤后血小板功能 图源网络 

如何评估血小板的生物力学特性？

针对于血液凝固、血小板收缩力以及血液凝块的生物物理特性评估的检测手段多样，可以归类为宏观（bulk）检测、微观（micro）检测和单细胞（single-cell）检测。

宏观检测手段（Bulk Clot Assays）包括整体凝血块收缩测定、整体凝血块力测定、流变仪、血栓弹力图和声波凝血分析仪；流变仪、血栓弹力图通过粘弹性来评估血凝块的形成和弹性，其余则是通过收缩力变化。这些方法适合于快速评估和临床应用，可以准确测量凝血块的收缩力，有助于理解血小板在凝血块收缩中的作用，但可能需要复杂昂贵的设备。

微观检测手段（Micro-Assays）包括微型血块收缩测定仪和微柱牵引力显微镜，其皆可以测量血小板收缩力，前者适合全血，用血量少，设备便宜，适合于临床快速检测；后者适合测量单个血小板的力。

单细胞检测手段（Single Platelet Assays）包括水凝胶牵引力显微镜、原子力显微镜以及血小板收缩细胞计，其都可以测量单个血小板收缩力，适合研究血小板的异质性。微观检测手段和单细胞检测手段则提供了更详细的生物力学信息，有助于深入理解血小板行为和疾病机制

生物力学方法为临床医生提供了新的工具，用以评估和监测血小板功能，以及血液凝固和血栓形成过程。例如，通过测量血小板的收缩力，医生可以更好地诊断和预测患者的出血风险，以及对特定治疗的反应。不仅丰富了我们对血小板生物学的认识，而且为开发新的治疗策略提供了可能。未来的研究将进一步探索血小板生物力学特性在疾病发展中的角色，以及如何利用这些特性来改善临床治疗结果，为患者带来更好的健康预后。随着技术的不断进步，我们有望实现更加精确和个性化的血液疾病诊断和治疗。

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