医患不同的视角--血小板是如何形成的
血小板是如何形成的血小板，是人体血液中的一种有形成分。虽然乍听起来并不起眼，但作用却是无比巨大的。它的主要功能是参与止血和凝血。也就是说，人一旦缺少了血小板，轻则流血不止，重则危及生命。所以了解血小板是一件很有必要的事情，下面我们来看看血小板是如何形成的，也就是它们的起源如何。血小板是骨髓成熟的巨核细胞胞质解脱落下来的小块胞质。想要了解血小板，我们先来了解一下什么是巨核细胞。巨核细胞来源于骨髓中的多能造血干细胞，经过混合巨核细胞祖细胞、早期巨核细胞祖细胞、巨核细胞祖细胞等细胞分化逐步转变为成熟巨核细胞。而这分化就好比一个细胞从最开始的新生儿状态一步一步长大成人的状态（图1）。而成熟巨核细胞会将其胞质变形，延伸进入骨髓窦腔，在骨髓窦腔中胞质组件与核脱离、分割、释放血小板。由此血小板产生。具体的形成过程大致分为两个部分：首先，巨核细胞在经历几个祖细胞阶段时，会形成一些成熟血小板的α颗粒内容物，如血小板第4因子、β-血小板球蛋白、血小板膜糖蛋白Ⅱb/Ⅲa等。这些东西就像巨核细胞上的红旗一样，当巨核细胞发育到一定阶段时，他们会举起红旗表明巨核细胞发育阶段。而发育到一定程度时，这些细胞就会向两个方向发展。一部分巨核细胞继续分化，另一部分巨核细胞则停止分化，向成熟方向发展，成熟的巨核细胞膜表面形成许多凹陷，伸入胞质之中，相邻的凹陷细胞膜在凹陷深部相互融合，这会使胞质体积大量增加，细胞内出现大量的颗粒，而这些颗粒会有界膜将其分割开。这些增大的胞质被分割断裂开而形成最初的前血小板（图2）。
然后，前血小板经过骨髓造血组织中的血窦进入血液循环，可能在肺、脾内经过一系列目前仍不清楚的过程变成血小板。也有研究表明，肺组织中的巨核细胞可以产生血小板（约占7%）。而这种生成机制是受到刺激机制和抑制机制的调节。这就好比种子形成过程中需要增加营养物促进生长，但同时也有害虫会阻碍种子的生长。刺激机制中促进血小板生成（类似于营养物）的两种主要因素是巨核细胞集落刺激因子和血小板生成素（thrombopoietin, TPO）。这两种营养成分会促使巨核细胞生长发育成熟而产生血小板。而抑制机制中阻碍血小板生成（类似于害虫）的主要因素是血小板第4因子、α-血小板球蛋白等，这些害虫会抑制巨核细胞及其祖细胞生长而使种子不能发育成为血小板。新生成的血小板先通过脾，约有1/3血小板在脾贮存。贮存的血小板可与进入循环血中的血小板自由交换，以维持血中的正常量。每个巨核细胞产生血小板的数量每立方毫米200~8000个。血小板的寿命约7~14天，每天血小板总量的1/10会发生更新，大多数衰老的血小板则会在脾中被清除。正常状态的血小板呈两面微凸的圆盘形，直径1~4μm到7~8μm不等，平均直径为2~3μm，平均体积为8μm3（5~12μm3）。血小板因能运动和变形，故用一般方法观察时表现为多形态。一般细胞通常含有细胞核，而血小板为无核细胞，但有细胞器，内部还有散在分布的颗粒。血小板一旦与非血管内膜表面接触，则会迅速扩展，颗粒就会向中央集中，并伸出多个伪足，变成树突型血小板。随后这些颗粒大部分被释放，血小板与血小板融合成为黏性变形血小板。树突型血小板如及时消除其刺激因素还能变成循环型血小板，黏性变形的血小板则为不可逆转的改变。血小板的结构复杂，血小板膜是附着或镶嵌有蛋白质双分子层的脂膜，膜中含有多种糖蛋白，糖蛋白Ⅰb与黏附作用有关，糖蛋白Ⅱb/Ⅲa与聚集作用有关，糖蛋白Ⅴ是是血液凝固过程中的一个凝血受体。血小板膜外附有由血浆蛋白、凝血因子和与纤维蛋白溶解系统有关分子组成的血浆层。血小板胞质中有开放管道系统和致密管道系统，前者是血小板膜内陷在胞质中形成的错综分布的管道系统，通过此管道系统，血浆可以进入血小板内部，从而扩大了血小板与血浆的接触面积；致密管道系统管道细而短，与外界不通。血小板周缘的血小板膜下有十几层平行作环状排列的微管，近血小板膜处还有较密的微丝（肌动蛋白）和肌球蛋白，它们与血小板形态的维持及变形运动有关。血小板内还散在分布着α颗粒和致密颗粒两种颗粒。另外，血小板中还存在有线粒体、糖原颗粒等。简言之，由外向内有3层结构：第一层由外膜、单元膜及膜下微丝结构组成；第二层为凝胶层，电镜下可到与周围平行的微丝及微管构造；第三层为微器官层，有线粒体、致密小体、残核等结构。这3层膜具有不同的具体细微结构，共同协助完成血小板的功能。如前所述，血小板的主要作用是止血和凝血。正常生理情况下，若血管受创伤而出现出血时，一方面，血小板迅速黏附于创伤处并聚集成团，形成较松软的止血栓子；另一方面，血小板也能促进创伤处血液迅速凝固，凝结成块的血液成分形成了最坚实的止血栓子而堵塞创伤处，达到迅速止血和凝血的目的。第二段主要是促进血凝并形成坚实的止血栓子，这就像一根通畅的管道发生意外破口漏水时，我们会使用塞子堵住破口处以防止继续漏水的目的。正常情况下，血液中的血小板正常值为（100~300）×109/L。若血小板高于300×109/L，则称为血小板增多，这将使血管中的血小板容易发生凝固，形成栓子堵塞于血管某部位引起相关疾病，如静脉栓塞。若血小板低于100×109/L，则称为血小板减少，这将使血管在受到创伤时，血小板数量不够迅速聚集成团形成巨大的栓子填塞住创伤处而流血不止，且有自发性出血的风险，轻则鼻出血、牙龈出血等，重则胃肠道出血、颅内出血等严重危及生命的出血。综上所述，血小板是血液中不可缺失的部分，维持着机体运行的重要功能。 （周泽平） 参考文献. Broos K, De Meyer SF, Feys HB, et al. Blood platelet biochemistry. Thromb Res, 2012, 129(3):245-249.. Aster RH. Blood platelet kinetics and platelet transfusion. J Clin Invest, 2013, 123(11):4564-4565.. Malara A, Balduini A. Blood platelet production and morphology. Thromb Res, 2012, 129(3):241-244.. Pontier JM, Gempp E, Ignatescu M. Blood platelet-derived microparticles release and bubble formation after an open-sea air dive. Applied Physiology Nutrition & Metabolism, 2012, 37(5):888-892.. Park JW, Han SH, Hanawa T. Effects of Surface Nanotopography and Calcium Chemistry of Titanium Bone Implants on Early Blood Platelet and Macrophage Cell Function. BioMed Research International, 2018, 2018:1-10.. Woolthuis CM, Park CY. Hematopoietic stem/progenitor cell commitment to the megakaryocyte lineage. Blood, 2016, 127(10):1242.. Leblanc R, Peyruchaud O. Metastasis: new functional implications of platelets and megakaryocytes. Blood, 2016, 128(1):24.. Gaertner F, Ahmad Z, Rosenberger G, et al. Migrating Platelets Are Mechano-scavengers that Collect and Bundle Bacteria. Cell,. 2017, ;171(6):1368.. Sim X, Poncz M, Gadue P, et al. Understanding platelet generation from megakaryocytes: implications for in vitro-derived platelets. Blood, 2016, 127(10):1227-1233.
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