磁场对4 ℃保存血液保护作用的实验研究
作者：寇新明 许爱玲 徐新波 王臣玉 马京香 杨希谦 毛成艳
单位：寇新明、徐新波、王臣玉、杨希谦、毛成艳 264000 山东省烟台毓璜顶医院检验科；马京香 山东省血液中心；许爱玲 烟台市传染医院
关键词：磁场；血液保存；腺苷三磷酸；血液；超氧化物歧化酶；血液；游离血红蛋白
中华物理医学与康复杂志990317 【摘 要】 目的 探索磁场对4 ℃保存血液的保护作用。方法 采集10例健康献血者的血液以枸橼酸-枸橼酸钠-葡萄糖(ACD)溶液防凝并于4 ℃保存。磁场组每隔12 h放置于40 mT的磁场中处理12 h，在血液保存的35 d期间，于当天及每7 d测定红细胞ATP,红细胞超氧化物歧化酶(SOD)和血浆游离血红蛋白。结果 磁场组的ATP浓度和SOD活力在第7 d至第35 d明显高于相应的对照组(P<0.05或P<0.001)；磁场组的游离血红蛋白浓度在第14 d至第35 d明显低于相应的对照组(P<0.01或P<0.001)。结论 用磁场处理4 ℃保存的血液，能改善贮存红细胞活力，减轻红细胞膜损伤和功能改变，并将 ACD溶液保存血液的有效期限延长2周时间。
, 百拇医药
【中图号】 R454.9
Experimental study of protective effects of magnetic
field on blood strored at 4 ℃
KOU Xinming,XU Ailing,XU Xinbo,et al.
Yantai Yuhuangding Hospital,Yantai 264000
【Abstract】 Objective To investigate the protective effects of magnetic field on erythrocytes in blood preserved in ACD solution and stored at 4 ℃.Methods The whole blood was collected from ten healthy donors.It was stored at 4 ℃ for 35 d and the samples of the magnetic field group was treated by 40 mT magnetic field for 12 h at intervals of 12 h during 35 d.ATP content in erythrocytes,free hemoglobin content in plasma and superoxide dismutase(SOD)activity in erythrocytes were measured on 0,7,14,21,28 and 35 d.Resultes The ATP levels and the SOD activity in the magnetic field group were higher than those in the control group from 7 to 35 d(P<0.01 or P<0.001).The free hemoglobin level in the magnetic field group was lower than those in the control group from 14 to 35 d(P<0.01 or P<0.001).Conclusions The method of treating blood stored at 4 ℃ with magnetic field can not only obviously improve the vitality and reduce the damage of cell membrane and the change of functions of erythrocytes but also prolong storage of ACD blood to two weeks.
, 百拇医药
【Key Words】 Magnetic field Blood preservation Adenosine triphosphate,bllod Superoxide dismutase,bllod Free hemoglobin
血液在4 ℃保存期间，随着时间的延长，红细胞的腺苷三磷酸(ATP)含量及细胞膜结构与功能发生一系列变化，引起输血后红细胞存活率逐渐降低[1,2]。这些变化与血液贮存期间氧化物质对红细胞的氧化损伤有关[3]。磁处理水具有一定的抗氧化作用[4]。本实验探索用磁场处理血液的方法来减少血液保存期间红细胞的损伤，以提高血液的质量和延长血液的保存期限。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 仪器:FG-300型发光光度计(中科院上海植物生理研究所); 721型分光光度计(上海分析仪器三厂)；H型强场磁化杯(天津市天磁公司)。
, http://www.100md.com
1.1.2 试剂：ATP生物发光测定试剂盒(中科院上海植物生理研究所)；邻甲苯胺(分析纯,上海试剂三厂)；SOD试剂盒(南京建成生物科技研究所)。
1.1.3 血液保养液：ACD-B方血袋(威海市高分子材料厂)。内含50 ml ACD(枸橼酸-枸橼酸钠-萄葡糖)溶液。
1.1.4 血样本
全血采自10例健康献血员，平均年龄28岁，每例采血200 ml。
1.2 方法
1.2.1 血样本的保存与初步处理：以血库标准技术每例献血员采血200 ml于含50 mlACD溶液的塑料血袋中，即为ACD血液，并立即分装于24只无菌的PVC塑料小袋中，每小袋 10 ml ACD血液。每例献血员分装的血液样品被平均分配到磁场组和对照组。各组血液样品均保存于4 ℃±2 ℃冰箱内。磁场组样品每隔 12 h放入中心磁场强度为 40 mT的H型强场磁化杯内处理 12 h。分别在采血当天，保存的第7、14、21、28和第35 d测定各组来自于10个献血员的血液样品的红细胞ATP浓度、血浆游离血红蛋白浓度和红细胞SOD活力。
, 百拇医药
1.2.2 红细胞ATP测定参照李玉奎等人报道的方法[5]，提取含ATP的上清液为U。按ATP试剂盒说明书的方法配制好ATP标准液和发光素酶系统。取U0.2 ml或不同浓度的ATP标准液0.2 ml加入发光反应杯内并置于发光光度计反应暗室中，通过连通管路准确注入0.8ml荧光素酶液，并记录发光强度。以gHb表示，将标准品和U样品所得发光数值进行计算得出红细胞 ATP浓度(μ mol /g Hb)。
1.2.3 血浆游离血红蛋白测定[6]:取ACD全血离心，取上层血浆0.02 ml和Hb标准应用液0.02 ml，依次加入体积分数为2%的邻—甲苯胺溶液及体积分数为1% H2O2溶液各1.0 ml。放置10 min，分别加入体积分数为10%乙酸溶液10 ml混合，用435 nm进行比色，计算得出血浆游离血红蛋白含量(mg/L)。
1.2.4 红细胞SOD测定:按试剂盒说明书的步骤进行检测(化学比色法)。
, 百拇医药
1.3 统计学处理
所得数据以平均数±标准差(
±s)表示，组间均值差异比较用t检验。
2 结 果
2.1 红细胞ATP浓度
由表1可见，在血液保存的35 d期间，第7 d至第35 d磁场组的ATP浓度明显高于相应的对照组(P<0.001)，磁场组第35 d的ATP浓度仍明显高于对照组第21 d的ATP浓度(P<0.01)。
表1 磁场对4 ℃贮存红细胞作用的结果(n＝10,±s) 测 定 项 目
, http://www.100md.com
样 品
贮 存 时 间(d)
0
7
14
21
28
35
红细胞ATP
对照组
3.22±0.27
2.07±0.17
1.42±0.29
, http://www.100md.com
0.61±0.08
0.24±0.03
0.11±0.02
(μmol/g Hb)
磁场组
2.97±0.51***
2.99±0.51***
2.28±0.21***
1.93±0.22***
0.99±0.12***△△
, http://www.100md.com
血浆游离血红蛋白
对照组
25.3±4.9
30.1±5.2
46.9±14.6
72.2±3.9
96.1±13.3
135.4±18.1
(mg/L)
磁场组
27.5±5.3
32.1±8.5**
, http://www.100md.com
41.7±4.4***
48.1±6.2***
69.3±8.0***
红细胞SOD
对照组
2571±130
1615±143
1426±185
1018±461
267±184
49±55
, 百拇医药
(Nu/ml)
磁场组
2622±168
2342±158***
1961±334***
1469±362*
1005±450***
405±209*
注:磁场组与同一天的对照组比较 *P<0.05 **P<0.01 ***P<0.001;与对照组第21 d的结果比较 △△P0.01
, 百拇医药
2.2 血浆游离血红蛋白浓度
从表1看出，在血液保存的第14 d至第35 d，磁场组的游离血红蛋白浓度明显低于相应的对照组(P<0.01或P<0.001)。磁场组第35 d的血浆游离血红蛋白浓度基本与对照组第21 d的血浆游离血红蛋白浓度相同(P>0.05)。
2.3 红细胞SOD
从表1可见，在血液保存的第7 d至第35 d磁场组的SOD活力明显高于相应的对照组(P<0.05或P<0.001)。
3 讨 论
本实验主要通过观察4 ℃血液保存期间红细胞ATP浓度、血浆游离血红蛋白浓度和红细胞SOD活力变化，研究磁场对保存血液的影响。ATP是细胞内能量物质，红细胞ATP浓度可以作为判断红细胞活性的标准，当ATP浓度低于1.5 μmol/g Hb时，红细胞存活率就会下降[7]。血液保存期间，由于红细胞膜受到损伤，血红蛋白从红细胞内逸出[8]，因此血浆游离血红蛋白是指示红细胞膜损伤及溶血的重要指标。SOD的主要功能是清除自由基对细胞的氧化损伤，通过SOD活力的变化可以了解抗氧化作用的状态。
, 百拇医药
本实验的结果表明，磁场对于4 ℃保存血液具有良好的保护作用。在血液保存的第14 d时，对照组的ATP浓度已降至1.5 μmol/g Hb以下，而磁场组在第28 d仍保持在1.92 μmol/g Hb的水平，磁场组第35 d的ATP含量仍明显高于对照组第21 d的ATP含量。关于磁场对保存红细胞ATP的保护作用的机理现在仍不十分清楚。王爱民等的实验证明，离体鸡或小鼠的肝线粒体经过磁场或磁化水处理，可提高离体的线粒体氧化磷酸化水平，提高线粒体活性，促进内源ATP的生成，有增强潜在能量的作用[9]。本实验的结果进一步证实了磁场对红细胞 ATP的有益作用。
Hebbee等报道，血液保存期间游离血红蛋白的堆积与红细胞膜受到氧化损伤有关[10]。本实验在血液保存的第14 d至第35 d，磁场组的游离血红蛋白浓度明显较相应的对照组低，实验结果表明磁场具有保护红细胞膜结构和功能正常的作用，从而抑制4 ℃保存血液过程中的溶血。本实验资料显示，血液由于受磁场的作用，红细胞SOD活力比对照组下降速度明显减慢。SOD能清除超氧阴离子自由基，保护细胞免受氧化损伤。郝刚等观察了羟自由基氧化红细胞的溶血现象和损伤形态学改变，以及磁处理水对羟自由基生成的影响。发现磁处理组的溶血程度较对照组有不同程度的减轻，且经观察发现未经磁处理的红细胞经羟自由基诱导后细胞有“出芽”等形态学改变，而经磁处理的红细胞形态基本正常。认为磁离子水具有一定的抗氧化作用，磁处理可能影响了水中的 Fe盐，使 Fe离子的催化减弱，抑制了羟自由基的产生[4]，从而减轻了氧化作用对红细胞的损伤。因此用磁场处理血液，保护红细胞膜结构和功能正常，主要与减少自由基的产生和减慢SOD活力下降速度有关。
, 百拇医药
综合上述分析，用磁场处理血液，能有效地保持红细胞ATP浓度和SOD活力，能减少红细胞保存过程中膜结构的损伤和功能的改变。用磁场处理血液的方法简易、经济、无任何毒副作用，可以用于血库4 ℃保存血液，以提高红细胞活力和红细胞存活率，改善血液质量并将ACD血液的有效期限再延长2周时间。
本课题为山东省科委资助项目(No.961226817)
参 考 文 献
1 Haradin AR,Read CF.Changes in physical properties of stored erythrocytes.Transfusion,1969,9:229-237.
2 Green Walt TJ,Dumaswala UJ.Effect of red cell age on vesicalation in vitro.Br J Haematal,1998,68:465-467.
, 百拇医药
3 Lawrence C. Wolft: oxidative injuries to the red cell membrane during conventional blood preservation.Seminars in Hematology,1989,26:307-312.
4 郝刚,吴远明,贾菊芳,等.磁化处理水抗人红细胞氧化损伤作用研究、中华物理医学杂志，1995,17:196-198.
5 李玉奎,孟宪钧,宋旭华,等.用生物发光法监测RBC-ATP含量的初步报告.中华血液学杂志，1990,11:423-434.
6 叶应妩,王毓三,主编.全国临床检验操作规程.南京:东南大学出版社,1997.61.
7 Wood L , Beutle E. Storage of erythrocytes in artificial media.Transfusion,1971,11:123-133.
, http://www.100md.com
8 Moroff G,Demde D. Characterization of biochemical changes occuring during storage of red cells.Transfusion, 1983,23:484-489.
9 王爱民,马春,杨丹,等.磁场和磁处理水对鸡和小鼠离体肝线粒体ATP生成的影响研究.中华物理医学杂志，1995,17:202-204.
10 Hebbee R. Auto-oxidation and a membrane-associated Fenton reagent: a possible explanation for development of membrane lesion in sickle erythrocytes. Clin Haematol,1985,14:129-140.
(收稿1998-12-01), 百拇医药
单位：寇新明、徐新波、王臣玉、杨希谦、毛成艳 264000 山东省烟台毓璜顶医院检验科；马京香 山东省血液中心；许爱玲 烟台市传染医院
关键词：磁场；血液保存；腺苷三磷酸；血液；超氧化物歧化酶；血液；游离血红蛋白
中华物理医学与康复杂志990317 【摘 要】 目的 探索磁场对4 ℃保存血液的保护作用。方法 采集10例健康献血者的血液以枸橼酸-枸橼酸钠-葡萄糖(ACD)溶液防凝并于4 ℃保存。磁场组每隔12 h放置于40 mT的磁场中处理12 h，在血液保存的35 d期间，于当天及每7 d测定红细胞ATP,红细胞超氧化物歧化酶(SOD)和血浆游离血红蛋白。结果 磁场组的ATP浓度和SOD活力在第7 d至第35 d明显高于相应的对照组(P<0.05或P<0.001)；磁场组的游离血红蛋白浓度在第14 d至第35 d明显低于相应的对照组(P<0.01或P<0.001)。结论 用磁场处理4 ℃保存的血液，能改善贮存红细胞活力，减轻红细胞膜损伤和功能改变，并将 ACD溶液保存血液的有效期限延长2周时间。
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【中图号】 R454.9
Experimental study of protective effects of magnetic
field on blood strored at 4 ℃
KOU Xinming,XU Ailing,XU Xinbo,et al.
Yantai Yuhuangding Hospital,Yantai 264000
【Abstract】 Objective To investigate the protective effects of magnetic field on erythrocytes in blood preserved in ACD solution and stored at 4 ℃.Methods The whole blood was collected from ten healthy donors.It was stored at 4 ℃ for 35 d and the samples of the magnetic field group was treated by 40 mT magnetic field for 12 h at intervals of 12 h during 35 d.ATP content in erythrocytes,free hemoglobin content in plasma and superoxide dismutase(SOD)activity in erythrocytes were measured on 0,7,14,21,28 and 35 d.Resultes The ATP levels and the SOD activity in the magnetic field group were higher than those in the control group from 7 to 35 d(P<0.01 or P<0.001).The free hemoglobin level in the magnetic field group was lower than those in the control group from 14 to 35 d(P<0.01 or P<0.001).Conclusions The method of treating blood stored at 4 ℃ with magnetic field can not only obviously improve the vitality and reduce the damage of cell membrane and the change of functions of erythrocytes but also prolong storage of ACD blood to two weeks.
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【Key Words】 Magnetic field Blood preservation Adenosine triphosphate,bllod Superoxide dismutase,bllod Free hemoglobin
血液在4 ℃保存期间，随着时间的延长，红细胞的腺苷三磷酸(ATP)含量及细胞膜结构与功能发生一系列变化，引起输血后红细胞存活率逐渐降低[1,2]。这些变化与血液贮存期间氧化物质对红细胞的氧化损伤有关[3]。磁处理水具有一定的抗氧化作用[4]。本实验探索用磁场处理血液的方法来减少血液保存期间红细胞的损伤，以提高血液的质量和延长血液的保存期限。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 仪器:FG-300型发光光度计(中科院上海植物生理研究所); 721型分光光度计(上海分析仪器三厂)；H型强场磁化杯(天津市天磁公司)。
, http://www.100md.com
1.1.2 试剂：ATP生物发光测定试剂盒(中科院上海植物生理研究所)；邻甲苯胺(分析纯,上海试剂三厂)；SOD试剂盒(南京建成生物科技研究所)。
1.1.3 血液保养液：ACD-B方血袋(威海市高分子材料厂)。内含50 ml ACD(枸橼酸-枸橼酸钠-萄葡糖)溶液。
1.1.4 血样本
全血采自10例健康献血员，平均年龄28岁，每例采血200 ml。
1.2 方法
1.2.1 血样本的保存与初步处理：以血库标准技术每例献血员采血200 ml于含50 mlACD溶液的塑料血袋中，即为ACD血液，并立即分装于24只无菌的PVC塑料小袋中，每小袋 10 ml ACD血液。每例献血员分装的血液样品被平均分配到磁场组和对照组。各组血液样品均保存于4 ℃±2 ℃冰箱内。磁场组样品每隔 12 h放入中心磁场强度为 40 mT的H型强场磁化杯内处理 12 h。分别在采血当天，保存的第7、14、21、28和第35 d测定各组来自于10个献血员的血液样品的红细胞ATP浓度、血浆游离血红蛋白浓度和红细胞SOD活力。
, 百拇医药
1.2.2 红细胞ATP测定参照李玉奎等人报道的方法[5]，提取含ATP的上清液为U。按ATP试剂盒说明书的方法配制好ATP标准液和发光素酶系统。取U0.2 ml或不同浓度的ATP标准液0.2 ml加入发光反应杯内并置于发光光度计反应暗室中，通过连通管路准确注入0.8ml荧光素酶液，并记录发光强度。以gHb表示，将标准品和U样品所得发光数值进行计算得出红细胞 ATP浓度(μ mol /g Hb)。
1.2.3 血浆游离血红蛋白测定[6]:取ACD全血离心，取上层血浆0.02 ml和Hb标准应用液0.02 ml，依次加入体积分数为2%的邻—甲苯胺溶液及体积分数为1% H2O2溶液各1.0 ml。放置10 min，分别加入体积分数为10%乙酸溶液10 ml混合，用435 nm进行比色，计算得出血浆游离血红蛋白含量(mg/L)。
1.2.4 红细胞SOD测定:按试剂盒说明书的步骤进行检测(化学比色法)。
, 百拇医药
1.3 统计学处理
所得数据以平均数±标准差(
±s)表示，组间均值差异比较用t检验。2 结 果
2.1 红细胞ATP浓度
由表1可见，在血液保存的35 d期间，第7 d至第35 d磁场组的ATP浓度明显高于相应的对照组(P<0.001)，磁场组第35 d的ATP浓度仍明显高于对照组第21 d的ATP浓度(P<0.01)。
表1 磁场对4 ℃贮存红细胞作用的结果(n＝10,
±s) 测 定 项 目, http://www.100md.com
样 品
贮 存 时 间(d)
0
7
14
21
28
35
红细胞ATP
对照组
3.22±0.27
2.07±0.17
1.42±0.29
, http://www.100md.com
0.61±0.08
0.24±0.03
0.11±0.02
(μmol/g Hb)
磁场组
2.97±0.51***
2.99±0.51***
2.28±0.21***
1.93±0.22***
0.99±0.12***△△
, http://www.100md.com
血浆游离血红蛋白
对照组
25.3±4.9
30.1±5.2
46.9±14.6
72.2±3.9
96.1±13.3
135.4±18.1
(mg/L)
磁场组
27.5±5.3
32.1±8.5**
, http://www.100md.com
41.7±4.4***
48.1±6.2***
69.3±8.0***
红细胞SOD
对照组
2571±130
1615±143
1426±185
1018±461
267±184
49±55
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(Nu/ml)
磁场组
2622±168
2342±158***
1961±334***
1469±362*
1005±450***
405±209*
注:磁场组与同一天的对照组比较 *P<0.05 **P<0.01 ***P<0.001;与对照组第21 d的结果比较 △△P0.01
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2.2 血浆游离血红蛋白浓度
从表1看出，在血液保存的第14 d至第35 d，磁场组的游离血红蛋白浓度明显低于相应的对照组(P<0.01或P<0.001)。磁场组第35 d的血浆游离血红蛋白浓度基本与对照组第21 d的血浆游离血红蛋白浓度相同(P>0.05)。
2.3 红细胞SOD
从表1可见，在血液保存的第7 d至第35 d磁场组的SOD活力明显高于相应的对照组(P<0.05或P<0.001)。
3 讨 论
本实验主要通过观察4 ℃血液保存期间红细胞ATP浓度、血浆游离血红蛋白浓度和红细胞SOD活力变化，研究磁场对保存血液的影响。ATP是细胞内能量物质，红细胞ATP浓度可以作为判断红细胞活性的标准，当ATP浓度低于1.5 μmol/g Hb时，红细胞存活率就会下降[7]。血液保存期间，由于红细胞膜受到损伤，血红蛋白从红细胞内逸出[8]，因此血浆游离血红蛋白是指示红细胞膜损伤及溶血的重要指标。SOD的主要功能是清除自由基对细胞的氧化损伤，通过SOD活力的变化可以了解抗氧化作用的状态。
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本实验的结果表明，磁场对于4 ℃保存血液具有良好的保护作用。在血液保存的第14 d时，对照组的ATP浓度已降至1.5 μmol/g Hb以下，而磁场组在第28 d仍保持在1.92 μmol/g Hb的水平，磁场组第35 d的ATP含量仍明显高于对照组第21 d的ATP含量。关于磁场对保存红细胞ATP的保护作用的机理现在仍不十分清楚。王爱民等的实验证明，离体鸡或小鼠的肝线粒体经过磁场或磁化水处理，可提高离体的线粒体氧化磷酸化水平，提高线粒体活性，促进内源ATP的生成，有增强潜在能量的作用[9]。本实验的结果进一步证实了磁场对红细胞 ATP的有益作用。
Hebbee等报道，血液保存期间游离血红蛋白的堆积与红细胞膜受到氧化损伤有关[10]。本实验在血液保存的第14 d至第35 d，磁场组的游离血红蛋白浓度明显较相应的对照组低，实验结果表明磁场具有保护红细胞膜结构和功能正常的作用，从而抑制4 ℃保存血液过程中的溶血。本实验资料显示，血液由于受磁场的作用，红细胞SOD活力比对照组下降速度明显减慢。SOD能清除超氧阴离子自由基，保护细胞免受氧化损伤。郝刚等观察了羟自由基氧化红细胞的溶血现象和损伤形态学改变，以及磁处理水对羟自由基生成的影响。发现磁处理组的溶血程度较对照组有不同程度的减轻，且经观察发现未经磁处理的红细胞经羟自由基诱导后细胞有“出芽”等形态学改变，而经磁处理的红细胞形态基本正常。认为磁离子水具有一定的抗氧化作用，磁处理可能影响了水中的 Fe盐，使 Fe离子的催化减弱，抑制了羟自由基的产生[4]，从而减轻了氧化作用对红细胞的损伤。因此用磁场处理血液，保护红细胞膜结构和功能正常，主要与减少自由基的产生和减慢SOD活力下降速度有关。
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综合上述分析，用磁场处理血液，能有效地保持红细胞ATP浓度和SOD活力，能减少红细胞保存过程中膜结构的损伤和功能的改变。用磁场处理血液的方法简易、经济、无任何毒副作用，可以用于血库4 ℃保存血液，以提高红细胞活力和红细胞存活率，改善血液质量并将ACD血液的有效期限再延长2周时间。
本课题为山东省科委资助项目(No.961226817)
参 考 文 献
1 Haradin AR,Read CF.Changes in physical properties of stored erythrocytes.Transfusion,1969,9:229-237.
2 Green Walt TJ,Dumaswala UJ.Effect of red cell age on vesicalation in vitro.Br J Haematal,1998,68:465-467.
, 百拇医药
3 Lawrence C. Wolft: oxidative injuries to the red cell membrane during conventional blood preservation.Seminars in Hematology,1989,26:307-312.
4 郝刚,吴远明,贾菊芳,等.磁化处理水抗人红细胞氧化损伤作用研究、中华物理医学杂志，1995,17:196-198.
5 李玉奎,孟宪钧,宋旭华,等.用生物发光法监测RBC-ATP含量的初步报告.中华血液学杂志，1990,11:423-434.
6 叶应妩,王毓三,主编.全国临床检验操作规程.南京:东南大学出版社,1997.61.
7 Wood L , Beutle E. Storage of erythrocytes in artificial media.Transfusion,1971,11:123-133.
, http://www.100md.com
8 Moroff G,Demde D. Characterization of biochemical changes occuring during storage of red cells.Transfusion, 1983,23:484-489.
9 王爱民,马春,杨丹,等.磁场和磁处理水对鸡和小鼠离体肝线粒体ATP生成的影响研究.中华物理医学杂志，1995,17:202-204.
10 Hebbee R. Auto-oxidation and a membrane-associated Fenton reagent: a possible explanation for development of membrane lesion in sickle erythrocytes. Clin Haematol,1985,14:129-140.
(收稿1998-12-01), 百拇医药