遗传性球形细胞增多症的病因和发病机理大约有红细胞的形态异常、红细胞膜化学成分的改变、红细胞代谢功能的改变、脾脏破坏球形细胞的作用等方面。(1)红细胞的形态异常遗传性球形细胞增多症(hs)时，红细胞失去了正常红细胞两面凹圆盘形的形状而变成球形，即细胞的直径比正常细胞小，面积与体积比率减小。这种细胞的变形性能显著减低，在脾窦中不易通过，结果在脾内被破坏。有些研究显示，骨髓中幼稚红细胞的形态和物理性能都是相当正常的，但红细胞从骨髓中释放出来后，在电子显微镜观察下，变成口形-球形细胞，只有约5%的细胞是真正的球形细胞。(2)红细胞膜化学成分的改变球形细胞膜的化学成分改变是细胞形态和代谢功能改变的基础，可是hs细胞膜缺陷的分子化学至今尚未阐明。研究表明，hs细胞总的脂质是减少的，但是胆固醇、总磷脂及各磷脂成分的相对比例并无异常；hs细胞膜的支架蛋白异常。可能有多种不同的改变都可以导致球形细胞的形成。(3)红细胞代谢功能的改变正常情况下血浆中na+比红细胞内na+的浓度高约12倍，它可以通过弥散缓慢地透过红细胞膜，进入细胞内。随着na+的透入，水也随之进入。红细胞必须依靠其钠泵(na-k-atp酶)不断地将透入的na+和水排出细胞外，以维持细胞内外阳离子和水的平衡。hs细胞由于膜功能上的缺陷，na+透入细胞的速度加快，进入量较多。为了维持细胞内na+浓度的恒定，钠泵将细胞内na+排出的活动必须加强。这种细胞代谢活动需要三磷酸腺苷(atp)供给能量。红细胞的atp源自细胞内葡萄糖的无氧酵解。因此，细胞内葡萄糖的酵解过程加速，细胞葡萄糖的消耗加速，乳酸的产生也增加。已有研究表明，hs细胞总的糖酵解速度要超过正常20%～30%。这是对胞膜na+通透性增加的
代偿作用。但由于基本缺陷不在钠泵或糖代谢本身，而红细胞内葡萄糖的来源是有限的，不能满足细胞高代谢大量消耗的需求，终于因葡萄糖匮乏，导致atp的产生减少，na+和水的排出困难而滞留，胞体
肿胀成球形。当这种球形细胞流经脾脏时，在脾窦被留阻、破坏。在体外，这种红细胞功能上的缺陷可从渗透脆性试验看出。红细胞在低渗盐水中温育的最初12小时内，细胞内葡萄糖逐渐被消耗完，atp含量降低，结果红细胞失去了控制容量的能力；在24小时内，进入红细胞的na+超过了逸出红细胞的k+，结果水进入细胞内增多，渗透压增高，
红细胞体积增大，渗透脆性增高。体外培育到24～48小时后，膜控制阳离子的通透性完全丧失，红细胞内的阳离子浓度与细胞周围的介质趋于平衡，k+丧失显著，磷酸和许多糖分解的中间产物随之也丧失，结果细胞容量减少，最后血红蛋白也能逸出红细胞，这时“自
溶血”现象就发生了。(4)脾脏破坏球形细胞的作用有关研究表明，hs细胞的缺陷在红细胞本身，被破坏的场所主要是脾脏，而脾脏的功能是正常的。在脾脏的微循环中，hs细胞不正常的变形性能使它特别易被破坏。正常红细胞的直径约为8μm，而脾窦微循环中最狭窄处平均只有3μm。正常红细胞由于其变形性能高，能顺利通过，而hs细胞是球形的，变形性能很差，当进入只有3μm的微循环时，很不容易通过，被阻留、淤滞于脾髓中。在脾髓中，葡萄糖的供应减少，氧张力和ph均较低，使细胞变得更加僵硬，终于遭到脾内巨噬细胞的吞噬和破坏。部分球形细胞即使困难地通过了脾窦，但却因此丧失了部分胞膜，使细胞膜的面积进一步减少，细胞更趋球形，在以后再度流经脾脏时，更容易遭到破坏。
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