第三章 血液
第一节 血液的组成和理化性质 一、血液的组成 （一）血浆
1.血浆的基本成分是晶体物质溶液。
2.血浆的另一成分是血浆蛋白。用盐析法可将血浆蛋白分为白蛋白、球蛋白和纤维蛋白原三类；用电泳法可进一步将球蛋白分为α1-、α2、β1-、γ1-球蛋白。正常成年人血浆蛋白含量为65~85g/L，其中白蛋白为40~48g/L，球蛋白为15~30 g/L。
3. 血浆蛋白的功能：①形成血浆胶体渗透压；②与甲状腺激素、肾上腺激素、性激素结合，使血浆中的这些激素不会很快经肾脏排出；③作为载体运输脂质、离子、维生素、代谢废物以及一些异物；④参与血液凝固、抗凝、纤溶等生理过程；⑤抵御病原微生物的入侵；⑥营养功能。 （二）血细胞
1．分为红细胞（RBC）、白细胞（WBC）、血小板。红细胞最多，约占血细胞总数的99%，白细胞最少。
2.血细胞比容(hematocrit) :血细胞在血液中所占的容积的百分比。 3.正常成年男性的血细胞比容为40%~50%，成年女性为37%~48%。 4. 血细胞比容可反映血液中红细胞的相对浓度。 6.大血管中血液的血细胞比容略高于微血管。 二、血量
1.全身血液的大部分在心血管系统中快速循环流动，称为循环血量，小部分在肝、肺、腹腔静脉和皮下静脉丛内，流动很慢，称为储存血量。
2.正常成人血液总量约占体重的7—8%，或每公斤体重70—80ml。 3.血浆量和红细胞量可按稀释原理进行测定。
4.血量=红细胞总容量/血细胞比容；血量=血浆量/（1-血细胞比容） 三、血液的理化特性 （一）血液的比重
1.正常人全血的比重为1.050~1.060。
2.血浆的比重为1.250~1.030，其高低取决于血浆蛋白的含量。
3.红细胞的比重为1.090~1.092，与红细胞内血红蛋白的含量呈正相关。 （二）血液的粘度
1.全血的相对粘度为4~5。
2.全血粘度主要决定于血细胞比容，血浆的粘度主要决定于血浆蛋白的含量。 3.水、酒精、血浆的粘度不随切率的改变而变，称为牛顿液体。 4.全血为非牛顿液体。粘度与切率呈反变关系。 （三）血浆渗透压
溶液渗透压的高低取决于溶液中的溶质颗粒（分子或离子）数目的多少，而与大小无关。 血浆渗透压（主要来自晶体物质） 晶体渗透压：770kPa 晶体物质数量(80%来自Na离子和Cl离子) 胶体渗透压：3.3kPa 血浆蛋白（75%~80%保持细胞内外水平衡 保持血管内外水平衡 来自清蛋白）含量 1.溶液的渗透压与血浆渗透压相等，称为等渗溶液。 2.能够使悬浮于其中的红细胞保持正常形态和大小的溶液为等张溶液。 （四）血浆pH值
1.正常人血浆pH值为7.35~7.45。
2.血浆pH值的相对恒定有赖于血液内的缓冲物质，以及肺和肾的正常功能。 3.血浆内的缓冲物质最重要的是NaHCO3/H2CO3。
第二节 血细胞生理
一、血细胞生成的部位和一般过程
1．胚胎发育早期是卵黄囊造血；从胚胎第二个月开始，由肝、脾造血；胚胎发育到第四个月以后，肝、脾的造血活动逐渐减少，骨髓开始造血并逐渐增强。出生时，几乎完全依靠骨髓造血，此时的骨髓腔完全被造血细胞充满。到18岁左右时，虽然只有脊椎骨、髂骨、肋骨、胸骨、颅骨和长骨近端骨骺处才有造血骨髓，但已足以进行正常造血。 2.. 成人如果出现骨髓外造血，已无代偿意义，而是造血功能紊乱的表现。
3. 一般把造血过程分为造血干细胞、定向祖细胞和形态可辨认的前体细胞三个阶段。 4. 造血干细胞具有自我复制和多向分化的能力。
5. 将各系列的定向祖细胞在体外培养时，可形成相应血细胞的集落，即集落形成单位（CFU）。形成红细胞集落的定向祖细胞称为红系定向祖细胞(cFu—E)，同理，定向祖细胞还有粒一单核系祖细胞(CFLJ—GM)、巨核系祖细胞(CFU—MK)和TB淋巴系祖细胞(CFL—TB)。
6. 在正常情况下，骨髓也可释放少量造血干细胞进入外周血液中，但外周血液中造血干细胞的数量只有骨髓浓度的1％左右。 二、红细胞生理
(一)红细胞的数量和形态
1. 红细胞是血液中数量最多的血细胞。一般用1L血液中红细胞的个数来表示红细胞的数量。
2. 红细胞内的蛋白质主要是血红蛋白(Hb)。
3. 正常人的红细胞数量和血红蛋白浓度不仅有性别差异，还可因年龄、生活环境和机体功能状态不同而有差异。若血液中红细胞数量、血红蛋白浓度低于正常，则称为贫血。 4. 正常的成熟红细胞无核，呈双凹圆碟形，红细胞保持正常双凹圆碟形需消耗能量。 5. 成熟的红细胞无线粒体，糖酵解是其获得能量的唯一途径，用于维持细胞膜上钠泵的活动，以保持红细胞内外Na、K离子的正常分布、细胞容积和双凹圆碟状的形态。 （二）红细胞的生理特征与功能
1.红细胞的生理特征与红细胞的双凹圆碟形有关。
（1）可塑变形性：正常红细胞在外力作用下具有变形的能力。
1）可塑变形性是红细胞生存所需的最重要的特性。 2）红细胞的变形性取决于红细胞的几何形状、红细胞内的粘度和红细胞膜的弹性，
其中红细胞正常的双凹圆碟形的几何形状最为重要。
3）正常的双凹圆碟形使红细胞具有较大的表面积与体积之比，这使得红细胞在受
到外力时易于发生变形。
（2）悬浮稳定性：通常以红细胞在第一小时末下沉的距离来表示红细胞的沉降速度，称为红细胞沉降率。
1）正常成年男性红细胞沉降率为0～15ram／11，成年女性为0～20ram／h。
2）沉降率愈快，表示红细胞的悬浮稳定性小。
3）在某些疾病(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，
称为红细胞叠连。
4）发生叠连后，红细胞团块的总表面积与总体积之比减小，摩擦力相对减小而红
细胞沉降率加快。
5）决定红细胞叠连快慢的因素不在于红细胞本身，而在于血浆成分的变化。 6）将正常人的红细胞置于红细胞沉降率快者的血浆中，红细胞也会较快发生叠连
而沉降率加速，而将红细胞沉降率快者的红细胞置于正常人的血浆中，则沉降率正常。
7) 通常血浆中纤维蛋白原、球蛋白和胆固醇的含量增高时，可加速红细胞叠连和
沉降率；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。
临床应用:妇女在月经期或妊娠期，血沉一般较快。患某些疾病时（如活动性肺结核、风湿病等），血沉可明显加快。增加血沉的主要原因为红细胞叠连，决定红细胞叠连的因素主要在于血浆成分的变化，而不在于红细胞本身。血浆中纤维蛋白原、球蛋白及胆固醇增高时，可加速红细胞叠连，血沉加快；而血浆白蛋白、磷脂增多时则抑制叠连发生，使血沉减慢。 （3）渗透脆性：红细胞在低渗盐溶液中发生膨胀破裂的特性称为红细胞渗透脆性，简称脆性。
1）红细胞对低渗盐溶液具有一定的抵抗力，且同一个体的红细胞对低渗盐溶液的
抵抗力并不相同。
2）生理情况下，衰老红细胞对低渗盐溶液的抵抗力低，即脆性高；而初成熟的红
细胞的抵抗力高，即脆性低。有些疾病可影响红细胞的脆性，如遗传性球形红细胞增多症患者的红细胞脆性变大。
2.红细胞的功能：红细胞的主要功能是运输氧和CO2。
（1）血液中98．5％的氧是与血红蛋白结合成氧合血红蛋白的形式存在的。 （2）血液中的C02主要以碳酸氢盐和氨基甲酰血红蛋白的形式存在，分别占运输总量的88％和7％。
（3）双凹圆碟形使红细胞具有较大的气体交换面积，由细胞中心到大部分表面的距离都很短，故有利于细胞内、外氧和C02的交换。
（4）红细胞内含有多种缓冲对，对血液中的酸、碱物质有一定的缓冲作用。
（5）红细胞表面还具有I型补体的受体，可与抗原一抗体一补体免疫复合物结合，促进巨噬细胞对抗原一抗体一补体免疫复合物的吞噬，防止抗原一抗体一补体免疫复合物沉积于组织内而引起免疫性疾病，因而具有免疫功能。 （三）红细胞的生成和调节
在成年人，骨髓是生成红细胞的唯一场所。红骨髓内的造血干细胞首先分化成为红系定向祖细胞，再经过原红细胞、早幼红细胞、中幼红细胞、晚幼红细胞和网织红细胞的阶段，成为成熟的红细胞。约历时6~7天。
1.红细胞生成所需物质
（1）红细胞生成所需物质在红细胞生成的过程中，需要有足够的蛋白质、铁、叶酸和维生素B12的供应。
（2）红细胞可优先利用体内的氨基酸来合成血红蛋白，故单纯因缺乏蛋白质而发生贫血者较为罕见。
（3）铁是合成血红蛋白的必需原料。
1）衰老的红细胞被巨噬细胞吞噬后，血红蛋白分解所释放的铁可再利用于血红蛋
白的合成。进入血液的铁通过与转铁蛋白(transferrin)结合而被运送到幼红细胞。
2）当铁的摄入不足或吸收障碍，或长期慢性失血以致机体缺铁时，可使血红蛋白
合成减少，引起低色素小细胞性贫血，即缺铁性贫血。
（4）叶酸和维生素B12：叶酸和维生素B12是合成I)NA所需的重要辅酶。
1）叶酸在体内须转化成四氢叶酸后，才能参与DNA的合成。
2）维生素B12缺乏时，叶酸的利用率下降，可引起叶酸的相对不足。因此，缺乏
叶酸或维生素B12时，DNA的合成减少，幼红细胞分裂增殖减慢，红细胞体积增大，导致巨幼红细胞性贫血。
3）正常情况下，食物中叶酸和维生素B12的含量能满足红细胞生成的需要，但维
生素B12的吸收需要内因子的参与。内因子由胃黏膜的壁细胞产生。
4）当维生素B12吸收发生障碍时，常在3～4年后才出现贫血。当叶酸摄入不足或
吸收障碍时，3～4月后可发生巨幼红细胞性贫血。
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形成集落，依赖于爆式促进活性(BPA)的刺激作用。据报道，白细胞介素一3和粒一巨噬细胞集落刺激因具有BPA的效应。②晚期红系祖细胞称为红系集落形成单位，主要受促红细胞生成素的调节。
（1）促红细胞生成素
1）EPO主要是促进晚期红系祖细胞（CFU—E）的增殖，并向原红细胞分化。 2）EPO也可作为存活因子抑制的凋亡而促进红细胞的生成。
3）EPO还可加速幼红细胞的增殖和血红蛋白的合成，促进网织红细胞的成熟与释放，对早期红系祖细胞的增殖与分化也有一定的促进作用。
4）EPO是机体红细胞生成的主要调节物。血浆EPO的水平与血液血红蛋白的浓度呈负相关。
5）肾是产生EPO的主要部位。肾皮质肾小管周围的间质细胞(如成纤维细胞、内皮细胞)可产生EPO。与一般内分泌细胞不同的是，肾内没有EPO的储存。
6）肾外组织缺O2亦可促进肾分泌EPO，这可能是由于肾外组织产生去甲肾上腺素、肾上腺素和若干种前列腺素，后者再刺激肾产生EPO。
（2）性激素
1）雄激素主要通过刺激：EPO的产生而促进红细胞生成。
2）雄激素也可直接刺激骨髓，促进红细胞生成。雌激素可降低红系祖细胞对EPO的反应，抑制红细胞的生成。雄激素和雌激素对红细胞生成的不同效应，可能是成年男性红细胞数高于女性的原因之一。
3）甲状腺激素和生长激素，也可促进红细胞生成。 （四）红细胞的破坏
1．正常人红细胞的平均寿命为120天。
2．90％的衰老红细胞被巨噬细胞吞噬。由于衰老红细胞的变形能力减退，脆性增高，难以通过微小的孔隙，因此容易滞留于脾和骨髓中而被巨噬细胞所吞噬，这称为血管外破坏。巨噬细胞吞噬红细胞后，将血红蛋白消化，释出铁、氨基酸和胆红素，其中铁和氨基酸可被重新利用，而胆红素则由肝排入胆汁，最后排出体外。
3．还有10％的衰老红细胞在血管中受机械冲击而破损，此称为血管内破坏。血管内破坏所释放的血红蛋白立即与血浆中的触珠蛋白结合，进而被肝摄取。血红蛋白的血红素经代谢释出铁，生成胆红素而经胆汁排出。
临床应用：严重溶血时，血浆中血红蛋白浓度过高超过了触珠蛋白结合能力，未能与触珠蛋白结合的血红蛋白将直接由肾排出，形成血红蛋白尿。 三、白细胞生理
（一）白细胞的分类与数量 1. 白细胞为无色、有核的细胞。正常成年人血液中白细胞数为(4．(卜10．0)×109／1_，，其中中性粒细胞占50％～70％，嗜酸性粒细胞占0．5％~5％，嗜碱性粒细胞占0％~1％，单核细胞占3％~8％，淋巴细胞占20％～40％。
2. 新生儿白细胞数较高，主要为中性粒细胞，以后淋巴细胞逐渐增多，可占70％，3～4岁后淋巴细胞逐渐减少，至青春期时与成年人基本相同。
3. 有昼夜波动，下午白细胞数稍高于早晨；③进食、疼痛、情绪激动和剧烈运动等可使白细胞数显著增多。
4. 女性在妊娠末期白细胞数波动于(12～17)×10^9／1。之间，分娩时可高达34×10^9/L。 （二）白细胞的生理特性和功能 白细胞所具有的变形、游走、趋化、吞噬和分泌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做变形运动。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。白细胞的吞噬具有选择性。正常细胞表面光滑，其表面存在可以排斥吞噬的保护性蛋白，故不易被吞噬。坏死的组织和外源性颗粒，因缺乏相应的保护机制而易被吞噬。 1．中性粒细胞 又称多形核白细胞
（1）血管中的中性粒细胞约有一半随血液循环，称为循环池，通常白细胞计数即反映这部分中性粒细胞的数量；另一半则滚动在小血管的内皮细胞上，称为边缘池。 （2）肾上腺素可促进中性粒细胞自边缘池进入循环池。
（3）在骨髓中还储备有成熟的中性粒细胞，约为外周血液中性粒细胞总数的15~20倍。 （4）中性粒细胞在血管内停留的时间平均只有6—8h，一旦进入组织，它们就不再返回血液。
（5）中性粒细胞是血液中主要的吞噬细胞，其变形游走能力和吞噬活性都很强。
（6）当中性粒细胞吞噬数十个细菌后，其本身即解体，释放的各种溶酶体酶又可溶解周围组织而形成脓液。 （7），中性粒细胞还可吞噬和清除衰老的红细胞和抗原一抗体复合物等。 2.单核细胞
（1）单核细胞在血液中停留2～3天后迁移入组织中，继续发育成巨噬细胞。细胞的体积增大，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。 （2）巨噬细胞的溶酶体还含有大量的酯酶，可消化某些细菌(如结核杆菌)的脂膜。 （3）由于单核细胞的趋化迁移速度较中性粒细胞慢，外周血和骨髓中储存的单核细胞数目较少，需要数天到数周时间巨噬细胞才能成为炎症局部的主要吞噬细胞。
（4）激活的单核-巨噬细胞对肿瘤和病毒感染细胞具有强大的杀伤能力；单核一巨噬细胞还可有效地加工处理并呈递抗原，在特异性免疫应答的诱导和调节中起关键作用。
（5）单核细胞还可在组织中发育成树突状细胞。树突状细胞仅有微弱的吞噬活性，不直接参与宿主的防御功能，但它的抗原呈递能力远强于巨噬细胞，为目前所知功能最强的抗原提呈细胞。
3.嗜酸性粒细胞
（1）清晨细胞数减少，午夜时细胞数增多，两者差异可大于一40％，这种周期性波动可能与血液中肾上腺皮质激素含量的昼夜波动有关。当血液中糖皮质激素浓度增高时，嗜酸性粒细胞数目减少。
（2）嗜酸性粒细胞主要存在于组织中。
（3）含有较大的椭圆形嗜酸性颗粒，因其含有过氧化物酶和主要碱性蛋白、嗜酸性粒细胞阳离子蛋白等带大量正电荷的蛋白质而嗜酸性。
（4）可选择性地吞噬抗原一抗体复合物，但吞噬缓慢，基本上无杀菌作用，在抗细菌感