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扫描电镜揭秘-斑马鱼与血栓研究的关系(二)

2021.3.08

科普时间
 

上:纤维蛋白包裹红细胞与血小板形成血栓示意图;下:血管内壁血栓扫描电镜图


为了建立研究凝血酶生成与纤维蛋白形成之间的关系,Schurgers 等人通过飞纳台式扫描电子显微镜对斑马鱼和人类凝血块与其中血纤维蛋白超微网状结构进行可视化分析与对比。
 

图 A 与图 B 分别为不同倍数下的斑马鱼与人血块扫描电镜照片。与人类手指刺血血块图像(图B)相比,斑马鱼血块图像(图A)显示出其纤维蛋白网络更为密集。由自然选择可知,水中的斑马鱼如果想要生存下来,需要具有更强的伤口愈合能力,所以其纤维网络需要更为密集,以便更好地将红细胞血小板包覆起来。



为了进一步验证推测,科研人员在人血样品中添加促凝组织因子,通过扫描电镜(SEM)图像可以看出,人血+组织因子样品(图C)纤维蛋白更细,孔径更加致密,更接近斑马鱼的纤维蛋白形态。



至此,我们得出第两个结论:


一、虽然斑马鱼的凝血模型系统与人类的凝血系统很大程度上可以类比,但扫描电镜(SEM)成像分辨出的斑马鱼的纤维蛋白网络致密性明显大于人类。


二、凝血酶可以提高纤维蛋白网络致密性,可以更加紧密包裹住红细胞和血小板,起到增强凝血作用。


婴儿和儿童的血栓形成率低于成人,这背后的机制又是什么呢?在另一个工作中,Ignjatovic 等人使用飞纳台式扫描电镜 Phenom Pro 和配套的纤维分析测量系统 Phenom FiberMetric 与孔径分析测量系统 Phenom PoroMetric,对婴幼儿和成人的纤维蛋白网络的微观结构进行统计表征。


图 A 成人纤维蛋白网络 图 B 婴儿(<1岁)纤维蛋白网络


使用纤维分析测量系统对纤维蛋白直径进行分析
 

纤维分析测量系统与孔径分析测量系统统计结果
 

结论

统计结果表明,婴幼儿的纤维蛋白直径与成人基本无差异。但婴幼儿纤维蛋白网络孔径更大,也就意味着血液凝块在结构上更弱,纤维蛋白网络更容易被纤溶酶分解,这可能是血栓不容易在年轻人群中出现的原因之一。


血栓一般分为动脉血栓和静脉血栓。


动脉血栓的最常见原因,就是动脉粥样硬化,动脉粥样硬化加重,斑块形成,斑块破裂就会形成血栓。


哪些人容易动脉粥样硬化呢?


1、高脂血症者,2、糖尿病者,3、高血压者,4、吸烟者,5、高龄者,6、绝经女性,7、肥胖者、代谢综合征者,8、缺乏锻炼者,9、有家族血栓病史者。

预防动脉粥样硬化,就是要戒烟限酒、低盐低脂低糖饮食、多吃蔬菜水果五谷杂粮、运动锻炼、科学减肥、规律生活、开开心心、早发现三高早治疗三高,从而远离血栓疾病!


参考资料
 

1. 哪些热带鱼养不死?
2. Thrombin Generation in Zebrafish Blood, Schurgers et al., PLOS ONE 11 (2) (2016).
3. 血栓是怎么形成的?恒健康体
4. Differences in the mechanism of blood clot formation and nanostructure in infants and children compared with adults, 5. Ignjatovic V et al., Thrombosis Research 136 (2015) 1303–1309
6. 我们的身体可以自动清除血栓, 为什么还有那么多人血管堵塞? 心血管王医生


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