第三章 血 液 第一节 血液的组成和理化特性 第二节 血 细 胞 生 理 第三节 生 理 性 止 血 第四节 血型与输血原则
血液是由血浆和血细胞组成的流体组织,在心血管内循环流动;运输物质是血液的基本功能,包括体内气体、代谢需要的营养物质和产生的产物、参与体液调节的各种生物活性物质等。血液具有缓冲酸、碱物质维持相对稳定的内环境的pH值。此外,血液具有重要的防御和保护功能,抵御病原微生物的的入侵,参与生理性止血等作用。在维持内环境相对稳定中起着非常重要的作用。
第一节 血液的组成和理化特性 一、血液的组成 (一)血浆 血液由血浆(plasma)和血细胞(blood cells)组成。 (一)血浆 血浆(的基本成分为晶体物质?)是细胞外液的组成部分,其中含水约90~92%,含溶质约8~10%。溶质包括血浆蛋白、电介质、小分子有机化合物及气体等。
(一)血浆蛋白 白蛋白:分子量最小,而含量最多。 球蛋白:α1、α2、β、γ四种球蛋白。 (γ几乎全部是抗体,又称免疫球蛋白) (一)血浆蛋白 白蛋白:分子量最小,而含量最多。 球蛋白:α1、α2、β、γ四种球蛋白。 (γ几乎全部是抗体,又称免疫球蛋白) 纤维蛋白原:分子量最大,而含量最少。 正常值:正常成人血浆蛋白总量约为65-85g/L 白蛋白(A):约40~48g/L 球蛋白(G):约15~30g/L 纤维蛋白原:约2~4g/L 血浆蛋白的功能:①形成血浆胶体渗透压;②与血液中的激素结合,防止激素从肾过快的排泄;③作为血液中的脂质、维生素等物质的运输载体;④参与血凝、抗凝和纤溶等生理过程;抵御病原微生物的入侵;⑤营养功能等。
(二)血细胞 血细胞包括:红细胞(erythrocytes或red blood cells,RBC)、白细胞leukocytes或white blood cells,WBC)和血小板(plateletes或thrombocytes)三类。 血细胞比容 概 念: 血细胞在全血中所占的百分比。 正常值: 男性为40~50%,女性为37~48% 变 化: 血浆量与红细胞数量发生改变时, 都可使红细胞比容改变。 例: 严重腹泻或大面积烧伤时→血浆量↓→红细胞比容↑。 贫血→红细胞↓→红细胞比容↓。
血 细 胞
二、血量 血量(blood volume) 是指全身血液的总量。正常成年人的血液总量约占体重的7~8%。 全身血液大部分在心血管内快速的循环流动,称为循环血量;小部分血液滞留在肝、肺、腹腔静脉及皮下静脉丛中缓慢的流动,称为储存血量。在机体需要时,储存的血液可被动员出来,补充循环血量。 正常体内血液量保持相对稳定;相对稳定的血液是维持正常血压和各组织、器官正常血液供应的必须条件。
三、血液的理化特性 (一)比重(自学) 正常人全血的比重为1.050~1.060,RBC数量越多,全血比重越大。 血浆的比重为1.025~1.030,其高低主要取决于血浆蛋白的含量,血浆蛋白减少时,比重下降。 RBC的比重为1.090~1.092,取决于RBC内的Hb量。 (二)血液的粘度(自学) 全血的相对粘度为4~5,血浆的相对粘度为1.6~2.4。当温度不变时,全血的粘度主要取决于血细胞的比容的高低,血浆的粘度主要取决于血浆蛋白的含量。
★概念:指溶液具有的吸引水分子透过半透膜的力量。 (三)血浆渗透压 ★概念:指溶液具有的吸引水分子透过半透膜的力量。 ★影响因素:渗透压的大小与溶质颗粒数目的多少呈正变,而与溶质的种类和颗粒的大小无关。 ★分类: 晶体渗透压 胶体渗透压 组成 无机盐、糖等晶体物质 血浆蛋白等胶体物质 (主要为NaCl) (主要为白蛋白) 压力 大(300mmol/L或770KPa 小(1.3mmol/L或3.3KPa 或5790mmHg) 或25mmHg) 意义 维持细胞内外水分交换 调节毛细血管内外水分 保持RBC正常形态和功能 的交换和维持血浆容量
几点说明: ①渗透压的作用: 晶体渗透压维持细胞内外水的平衡 胶体渗透压维持血管内外水的平衡 ②胶渗压与水肿的关系: 血浆蛋白(白蛋白)浓度↓→胶渗压↓→水向组织间隙转移→组织液↑→水肿。 ③渗透压与溶液的关系: 等渗溶液:由于0.85%NaCl溶液或5%葡萄糖溶液与血浆渗透压相近称为等渗溶液。
(四)血浆酸碱度(pH值)(自学) 1.正常值:pH为7.35~7.45 pH7.35=酸中毒;pH7.45=碱中毒; 2.维持相对稳定的因素: (1)血浆中的缓冲物质: 主:NaHCO3/H2CO3缓冲系(比值为20∶1); 次:Na2HPO4/NaH2PO4和血浆蛋白钠/血浆蛋白等。 (2)通过肺和肾的调节: ①可使血浆pH值保持相对稳定; ②可使血液中缓冲系统各物质的比例恢复正常。
第二节 血细胞生理 一、血细胞生成的部位和一般过程
1.RBC的生理特征 红细胞具有可塑变形性、悬浮稳定性和渗透脆性。 二、红细胞生理 (一)红细胞的数量和形态 男性:4.0~5.5×1012/L;Hb:120~160g/L 女性:3.5~5.0×1012/L;Hb:110~150g/L 新生儿:6.0×1012/L; Hb:5天内达200g/L (6月龄降至最低,1岁又渐高,青春期=成人) 正常成熟的红细胞无核,呈双凹圆碟形,直径为7~8um,周边厚(2.5um),中心最薄(约1um)。 (二)红细胞的生理特征与功能 1.RBC的生理特征 红细胞具有可塑变形性、悬浮稳定性和渗透脆性。
(1)红细胞的可塑变形性 指正常RBC在外力的作用下具有的变性力,这种特性称为RBC变形性(plastic deformaion)。RBC随血液循环运行时,必须经过变形才能通过比它口径小的毛细血管和血窦空隙。呈双凹形的RBC具有较大的表面积和体积比,使之易发生变形。 影响RBC变形能力的因素:①与表面积和体积之比呈正相关;②与红细胞内的粘度呈负相关;③与红细胞膜的弹性呈正相关。
(2)红细胞的悬浮稳定性 正常时红细胞能相对稳定地悬浮于血浆中,这一特性称为RBC的悬浮稳定性(suspension stability)。 通常用血沉反映红细胞悬浮稳定性。血沉(RBC沉降率,erythrocyte sedimentation rate,ESR):RBC在静置血试管中单位时间(1h)内的沉降速率。 数值:正常成人男子为0~15mm/h,女子为0~20mm/h 产生的机制:由于RBC与血浆之间的摩擦阻碍了RBC的下沉。在某些疾病时(如活动性肺结核、风湿热等),红细胞彼此能较快地以凹面相贴,称之为红细胞叠连(rouleaux formaion),使之下沉加快。通常血浆中纤维蛋白原、球蛋白及胆固醇的含量增高时,可加速红细胞叠连和沉降;血浆中白蛋白、卵磷脂的含量增多时则可抑制叠连发生,使沉降率减慢。
特征:血沉快慢与红细胞无关,与血浆的成分变化有关。 意义:①血沉愈慢,表示悬浮稳定性愈大;血沉愈快,表示悬浮稳定性愈小。②测定血沉有助于某些疾病的诊断,也可作为判断病情变化的参考。 妇女在月经期或妊娠期,患某些疾病时(如肺结核、风湿病、肿瘤等),血沉可明显加快。 (3)红细胞的渗透脆性 概念:红细胞在低渗溶液中发生膨胀破裂的特性,称为渗透脆性(osmotic fragility)。 抗低渗液的能力大=脆性小=不易破; 抗低渗液的能力小=脆性大=容易破。
临床意义:如先天性溶血性黄疸患者其脆性特别大;巨幼红细胞贫血患者其脆性显著减小。 0.85% NaCI溶液为等渗液;在0.42%NaCI溶液,部分RBC开始破裂而发生溶血;当浓度降低到0.35%时,RBC全部发生溶血。此现象表明RBC膜对低渗溶液有一定的抵抗力。抗低渗液的能力大=脆性小=不易破。 临床意义:如先天性溶血性黄疸患者其脆性特别大;巨幼红细胞贫血患者其脆性显著减小。 2、RBC的功能 主要功能是运输O2和CO2(参看呼吸章)
(三)红细胞的生成与调节 1.红细胞的生成 ⑴生成部位:胚胎期为肝、脾和骨髓; 出生后主要在骨髓。 ⑵需要的原料:蛋白质和铁是(Hb)基本原料。 ①铁:Hb合成必须原料。成人体内共有3~4g铁。其中约67%存在于Hb中。成人每天需20~30mg铁用于合成Hb,其中5%由食物补充,在血液中与转铁蛋白结合运输到幼红细胞。95%由体内铁(来自RBC破坏)的再利用。Fe3+需还原成Fe2+才能被利用。 临床:铁摄入不足、吸收利用障碍或慢性失血→缺铁性贫血(小红细胞低色素性贫血)。 ②叶酸和vitB12:DNA对于细胞分裂和Hb合成有密切关系,而合成DNA需叶酸和VitB12的参与。
●VitB12:参与叶酸转化成四氢叶酸的过程,故缺乏时叶酸利用率下降,导致DNA合成障碍。 ●叶酸: 体内过程:蝶酰单谷氨酸→经肠粘膜入血→四氢叶酸→多谷氨酸→参与DNA合成。体内储量约为5~20mg,每天需约200ug。 临 床:叶酸吸收障碍→巨幼红细胞性贫血 (常在2~4个月内导致贫血) ●VitB12:参与叶酸转化成四氢叶酸的过程,故缺乏时叶酸利用率下降,导致DNA合成障碍。 体内过程:胃粘膜壁细胞分泌的内因子促进其吸收:内因子+B12=复合物,作用:①防B12被蛋白酶水解;②与回肠细胞膜上的特异受体结合→B12吸收入血→部分贮存于肝、部分与运输蛋白结合→参入DNA合成。 临 床:机体缺乏内因子或体内产生抗内因子抗体时→B12吸收障碍→巨幼红细胞性贫血 体内贮存量1000ug,每天生成RBC所需量1~3ug(B12吸收障碍后常在3~4年才引起贫血)。
2. 红细胞生成的调节 红系祖细胞向红系前体细胞的增殖分化,是红细胞生成的关键环节。红系祖细胞依其所处的发育阶段,可分为两个亚群:①早期的红系祖细胞,称为爆式红系集落形成单位。早期红系祖细胞在体外培养形成集落,依赖于爆式促进激活物的刺激作用。②晚期的红系祖细胞,称为红系集落形成单位,它们在体外培养时只能形成较小的集落。晚期红系祖细胞对爆式促进激活物不敏感,主要接受促红细胞生成素的调节。
骨 髓 干 细 胞 ↓ 缺氧、RBC↓或Hb↓ 早期红系祖细胞 ↓ 肾成纤维、内皮细胞(主) 晚期红系祖细胞 肝细胞(次) 骨 髓 干 细 胞 ↓ 早期红系祖细胞 (爆式红系集落形成单位,BFU-E) 爆式促进激活物→↓ 晚期红系祖细胞 (红系集落形成单位,CFU-E) 可识别红系前体细胞 网幼红细胞 成熟红细胞 血中红细胞 缺氧、RBC↓或Hb↓ ↓ 肾成纤维、内皮细胞(主) 肝细胞(次) -促红细胞生成素(EPO) (-) 雄激素、T3、生长素
PO2↓ RBC↓ Hb↓ 成纤维细胞 内皮细胞 (主) 雄激素 T3 生长素 肝细胞(次)
(四)红细胞的破坏 正常人红细胞的平均寿命为120天。90%的衰老红细胞被巨噬细胞吞噬。衰老红细胞易滞留于脾和骨髓中而被巨噬细胞吞噬(称为血管外破坏)。还有10%的衰老红细胞在血管中受机械冲击而破损(称为血管内破坏)。
三、白细胞 (一)白细胞的分类和数量 总数(4.0~10.0)×109/L(4000~10000/mm3) 中性粒细胞(neutrophil): 占50~70% 嗜酸性粒细胞(eosinophil):占0.5~5% 分类 嗜碱性粒细胞(basophil): 占0~1% 单核细胞(monocyte): 占3~8% 淋巴细胞(lymphocyte): 占20~40% 变异:在不同生理情况下波动范围较大,如: 一天之内,下午较早晨多; 新生儿最高,出生后3天~3月15×109/L; 进食、疼痛、运动、情绪激动、月经期、妊娠、 分娩等,WBC数↑。
(二)白细胞的生理特性和功能 各类白细胞均参与机体的防御功能。白细胞所具有的变形、游走、趋化和吞噬等特性,是执行防御功能的生理基础。 除淋巴细胞外,所有的白细胞都能伸出伪足作变形运动,凭借这种运动白细胞得以穿过毛细血管壁,这一过程称为白细胞渗出。在某些化学物质吸引下,可迁移到炎症区发挥其生理作用。白细胞朝向某些化学物质运动的特性,称为趋化性。能吸引白细胞发生定向运动的化学物质,称为趋化因子。人体细胞的降解产物、抗原一抗体复合物、细菌及其毒素等都具有趋化特性。
中性粒细胞的核呈分叶状,故又称多形核白细胞(polymorphonuclear leukocyte) 1.中性粒细胞 中性粒细胞的核呈分叶状,故又称多形核白细胞(polymorphonuclear leukocyte) 中性粒细胞是血液中主要的吞噬细胞,其变形游走和吞噬能力都很强。细菌入侵时,中性粒细胞在炎症区产生的趋化性物质作用下,自毛细血管渗出而被吸引游走到病变部位,吞噬、水解细菌;是炎症时的主要反应细胞。当急性感染时,白细胞总数增多,尤其是中性粒细胞增多。当一个中性粒细胞吞噬了数十个细菌后,本身即解体,而释放出的溶酶体酶能溶解周围组织,由死亡的白细胞与细菌及组织溶解物共同形成脓液。当机体中性粒细胞减少到1×109/L时,机体抵抗力将降低。 中性粒细胞还可吞噬和清除衰老的红细胞及抗原一抗体复合物等。
2.单核细胞: 单核细胞进入组织转变为巨噬细胞后,细胞内溶酶体颗粒和线粒体的数目增多,具有比中性粒细胞更强的吞噬能力,可吞噬更多的细菌(约5倍于中性粒细胞)、更大的细菌和颗粒。 巨噬细胞的溶酶体还含有大量的酯酶,可以消化某些细菌(如结核杆菌)的脂膜。 激活了的单核一巨噬细胞也能合成、释放多种细胞因子,如集落刺激因子(CSF)、白介素(IL-l、IL-3、IL-6等)、肿瘤坏死因子(TNFa)、干扰素(INF-α、-β)等,参与其他细胞生长的调控。 单核一巨噬细胞还在特异性免疫应答的诱导和调节中起关键作用,即参与激活淋巴细胞的特异性免疫功能。
1)限制嗜碱性粒细胞和肥大细胞的致敏作用,通过产生PGE抑制嗜碱性粒细胞释放的活性物质;吞噬、破坏碱性粒细胞和肥大细胞释放的生物活性物质。 3.嗜酸性粒细胞: 基本无杀菌作用,主要作用是: 1)限制嗜碱性粒细胞和肥大细胞的致敏作用,通过产生PGE抑制嗜碱性粒细胞释放的活性物质;吞噬、破坏碱性粒细胞和肥大细胞释放的生物活性物质。 2)借助于细胞表面的Fc和C3受体粘附与蠕虫上,释放胞内的过氧化物酶和某些碱性蛋白质,损伤蠕虫虫体。所以,患过敏性疾病和某些寄生虫病时,嗜酸性粒细胞增多,即参与对蠕虫的免疫反应。
4.嗜碱性粒细胞: 释放多种具有生物活性的物质,如: ●肝素:具有抗凝血作用;肝素还可作为酯酶的辅基,加快脂肪分解为游离脂肪酸的过程。 ●组胺和过敏性慢反应物质:参与过敏反应;可使毛细血管壁通透性增加,局部充血水肿,并可使支气管平滑肌收缩,从而引起荨麻疹、哮喘等过敏反应症状。 。 ●嗜酸性粒细胞趋化因子A:嗜碱性粒细胞被激活时释放的嗜酸性粒细胞趋化因子A,可吸引嗜酸性粒细胞,使之聚集于局部,以限制嗜碱性粒细胞在过敏反应中的作用。
5.淋巴细胞: 淋巴细胞在机体特异性免疫过程中起核心作用。根据淋巴细胞的生长发育过程,细胞表面标志和功能的不同,主要分为T淋巴细胞和B淋巴细胞。T 淋巴细胞主要与细胞免疫有关;B 淋巴细胞主要与体液免疫有关。