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血液的組成和理化特征-2023考研西綜病理學(xué)

血液的組成

血液由血漿和血細(xì)胞(包括紅細(xì)胞,白細(xì)胞,血小板)構(gòu)成的。血漿(blood plasma)約占血液總量的55%,下層是紅細(xì)胞(red blood cell)下層的交界處還有很薄的白色物質(zhì),這是白細(xì)胞(white blood cell)與血小板(platelet)。

血漿

血漿相當(dāng)于結(jié)締組織的細(xì)胞間質(zhì),為淺黃色半透明液體,其中除含有大量水分以外,還有無機(jī)鹽、纖維蛋白原、白蛋白、球蛋白、酶、激素、各種營養(yǎng)物質(zhì)、代謝產(chǎn)物等。這些物質(zhì)無一定的形態(tài),但具有重要的生理功能。

1L血漿中含有900~910g水(90%~91%)。65~85g蛋白質(zhì)(6.5%~8.5%)和20g低分子物質(zhì)(2%).低分子物質(zhì)中有多種電解質(zhì)和小分子有機(jī)化合物,如代謝產(chǎn)物和其他某些激素等。血漿中電解質(zhì)含量與組織液基本相同。

血漿的主要功能是運(yùn)載血細(xì)胞,運(yùn)送營養(yǎng)物質(zhì)和廢物。血漿大約占血液的百分之五十五。

血細(xì)胞

在機(jī)體的生命過程中,血細(xì)胞不斷地新陳代謝。紅細(xì)胞的平均壽命約120天,顆粒白細(xì)胞和血小板的生存期限一般不超過10天。淋巴細(xì)胞的生存期長短不等,從幾個(gè)小時(shí)直到幾年。

血細(xì)胞及血小板的產(chǎn)生來自造血器官,紅血細(xì)胞、有粒白血細(xì)胞及血小板由紅骨髓產(chǎn)生,無粒白血細(xì)胞則由淋巴結(jié)和脾臟產(chǎn)生。

血細(xì)胞分為三類:紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板。

1、紅細(xì)胞

紅細(xì)胞(erythrocyte,red blood cell)直徑7~8.5μm,呈雙凹圓盤狀,中央較薄(1.0μm),周緣較厚2.0μm),故在血涂片標(biāo)本中呈中央染色較淺、周緣較深(見彩圖)。在掃描電鏡下,可清楚地顯示紅細(xì)胞這種形態(tài)特點(diǎn)。紅細(xì)胞的這種形態(tài)使它具有較大的表面積(約140μm2),從而能最大限度地適應(yīng)其功能――攜O2和部分CO2。新鮮單個(gè)紅細(xì)胞為黃綠色,大量紅細(xì)胞使血液呈猩紅色,而且多個(gè)紅細(xì)胞常疊連一起呈串錢狀,稱紅細(xì)胞緡線。

紅細(xì)胞有一定的彈性和可塑性,細(xì)胞通過毛細(xì)血管時(shí)可改變形狀。紅細(xì)胞正常形態(tài)的保持需ATP供給能量,由于紅細(xì)胞缺乏線粒體,ATP只由無氧糖酵解產(chǎn)生;一旦缺乏ATP供能,則導(dǎo)致細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)改變,細(xì)胞的形態(tài)也隨之由圓盤狀變?yōu)榧驙?。這種形態(tài)改變一般是可逆的??呻S著ATP的供能狀態(tài)的改善而恢復(fù)。

成熟紅細(xì)胞無細(xì)胞核,也無細(xì)胞器,胞質(zhì)內(nèi)充滿血紅蛋白(hemoglobin,Hb)。血紅蛋白是含鐵的蛋白質(zhì),約占紅細(xì)胞重量的33%。它具有結(jié)合與運(yùn)輸O2和CO2的功能,當(dāng)血液流經(jīng)肺時(shí),肺內(nèi)的O2分壓高(102mmHg),CO2分壓低(40mmHg),血紅蛋白(氧分壓40mmHg,二氧化碳分壓46mmHg)即放出CO2而與O2結(jié)合;當(dāng)血液流經(jīng)其它器官的組織時(shí),由于該處的CO2分壓高(46mmHg)而O2分壓低(40mmHg),于是紅細(xì)胞即放出O2并結(jié)合CO2。由于血紅蛋白具有這種性質(zhì),所以紅細(xì)胞能供給全身組織和細(xì)胞所需的O2,帶走所產(chǎn)生的部分CO2。

正常成人每微升血液中紅細(xì)胞數(shù)的平均值,男性約400萬~500萬個(gè),女性約350萬~450萬個(gè)。血液中血紅蛋白含量,男性約120~150g/L,女性約105~135g/L。全身所有紅細(xì)胞表面積總計(jì),相當(dāng)于人體表面積的2000倍。紅細(xì)胞的數(shù)目及血紅蛋白的含量可有生理性改變,如嬰兒高于成人,運(yùn)動(dòng)時(shí)多于安靜狀態(tài),高原地區(qū)居民大都高于平原地區(qū)居民,紅細(xì)胞的形態(tài)和數(shù)目的改變、以及血紅蛋白的質(zhì)和量的改變超出正常范圍,則表現(xiàn)為病理現(xiàn)象。一般說,紅細(xì)胞數(shù)少于300萬/μ1為貧血,血紅蛋白低于100g/L則為缺鐵性貧血。此時(shí)常伴有紅細(xì)胞的直徑及形態(tài)的改變,如大紅細(xì)胞貧血的紅細(xì)胞平均直徑>9μm,小紅細(xì)胞貧血的紅細(xì)胞平均直徑<6μm。缺鐵性貧血的紅細(xì)胞,由于血紅蛋白的含量明顯降低,以致中央淡染區(qū)明顯擴(kuò)大。

紅細(xì)胞的滲透壓與血漿相等,使出入紅細(xì)胞的水分維持平衡。當(dāng)血漿滲透壓降低時(shí),過量水分進(jìn)入細(xì)胞,細(xì)胞膨脹成球形,甚至破裂,血紅蛋白逸出,稱為溶血(hemolysis);溶血后殘留的紅細(xì)胞膜囊稱為血影(ghost)。反之,若血漿的滲透壓升高,可使紅細(xì)胞內(nèi)的水分析出過多,致使紅細(xì)胞皺縮。凡能損害紅細(xì)胞的因素,如脂溶劑、蛇毒、溶血性細(xì)菌等均能引起溶血。

紅細(xì)胞的細(xì)胞膜,除具有一般細(xì)胞膜的共性外,還有其特殊性,例如紅細(xì)胞膜上有ABO血型抗原。

外周血中除大量成熟紅細(xì)胞以外,還有少量未完全成熟的紅細(xì)胞,稱為網(wǎng)織紅細(xì)胞(reticulocyte)在成人約為紅細(xì)胞總數(shù)的0.5%~1.5%,新生兒較多,可達(dá)3%~6%。網(wǎng)織紅細(xì)胞的直徑略大于成熟紅細(xì)胞,在常規(guī)染色的血涂片中不能與成熟紅細(xì)胞區(qū)分。用煌焦藍(lán)作體外活體染色,可見網(wǎng)織紅細(xì)胞的胞質(zhì)內(nèi)有染成藍(lán)色的細(xì)網(wǎng)或顆粒,它是細(xì)胞內(nèi)殘留的核糖體。核糖體的存在,表明網(wǎng)織紅細(xì)胞仍有一些合成血紅蛋白的功能。紅細(xì)胞完全成熟時(shí),核糖體消失,血紅蛋白的含量即不再增加。貧血病人如果造血功能良好,其血液中網(wǎng)織紅細(xì)胞的百分比值增高。因此,網(wǎng)織紅細(xì)胞的計(jì)數(shù)有一定臨床意義,它是貧血等某些血液病的診斷、療效判斷和估計(jì)預(yù)指標(biāo)之一。

紅細(xì)胞的平均壽命約120天。衰老的紅細(xì)胞雖無形態(tài)上的特殊樗,但其機(jī)能活動(dòng)和理化性質(zhì)都有變化,如酶活性降低,血紅蛋白變性,細(xì)胞膜脆性增大,以及表面電荷改變等,因而細(xì)胞與氧結(jié)合的能力降低且容易破碎。衰老的紅細(xì)胞多在脾、骨髓和肝等處被巨噬細(xì)胞吞噬,同時(shí)由紅骨髓生成和釋放同等數(shù)量紅細(xì)胞進(jìn)入外周血液,維持紅細(xì)胞數(shù)的相對(duì)恒定。

成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核。

2、白細(xì)胞

白細(xì)胞(leukocyte,white blood cell)為無色有核的球形細(xì)胞,體積比紅細(xì)胞大,能作變形運(yùn)動(dòng),具有防御和免疫功能。成人白細(xì)胞的正常值為4000~10000個(gè)/μ1。男女無明顯差別。嬰幼兒稍高于成人。血液中白細(xì)胞的數(shù)值可受各種生理因素的影響,如勞動(dòng)、運(yùn)動(dòng)、飲食及婦女月經(jīng)期,均略有增多。在疾病狀態(tài)下,白細(xì)胞總數(shù)及各種白細(xì)胞的百分比值皆可發(fā)生改變。

光鏡下,根據(jù)白細(xì)胞胞質(zhì)有無特殊顆粒,可將其分為有粒白細(xì)胞和無粒白細(xì)胞兩類。有粒白細(xì)胞又根據(jù)顆粒的嗜色性,分為中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞。無粒白細(xì)胞有單核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞兩種。

中性粒細(xì)胞:中性粒細(xì)胞(neutrophilic granulocyte,neutrophil)占白細(xì)胞總數(shù)的50%-70%,是白細(xì)胞中數(shù)量最多的一種。細(xì)胞呈球形,直徑10-12μm,核染色質(zhì)呈團(tuán)塊狀。核的形態(tài)多樣,有的呈臘腸狀,稱桿狀核;有的呈分葉狀,葉間有細(xì)絲相連,稱分葉核。細(xì)胞核一般為2~5葉,正常人以2~3葉者居多。在某些疾病情況下,核1~2葉的細(xì)胞百分率增多,稱為核左移;核4~5葉的細(xì)胞增多,稱為核右移。一般說核分葉越多,表明細(xì)胞越近衰老,但這不是絕對(duì)的,在有些疾病情況下,新生的中性粒細(xì)胞也可出現(xiàn)細(xì)胞核為5葉或更多葉的。桿狀核粒細(xì)胞則較幼稚,約占粒細(xì)胞總數(shù)的5%~10%,在機(jī)體受細(xì)菌嚴(yán)重感染時(shí),其比例顯著增高。

中性粒細(xì)胞的胞質(zhì)染成粉紅色,含有許多細(xì)小的淡紫色及淡紅色顆粒,顆??煞譃槭忍烨囝w粒和特殊顆粒兩種。嗜天青顆粒較少,呈紫色,約占顆??倲?shù)的20%,光鏡下著色略深,體積較大;電鏡下呈圓形或橢圓形,直徑0.6~0.7μm,電子密度較高,它是一種溶酶體,含有酸性磷酸酶和過氧化物酶等,能消化分解吞噬的異物。特殊顆粒數(shù)量多,淡紅色,約占顆粒總數(shù)的80%,顆粒較小,直徑0.3~0.4μm,呈啞鈴形或橢圓形,內(nèi)含堿性磷酸酶、吞噬素、溶菌酶等。吞噬素具有殺菌作用,溶菌酶能溶解細(xì)菌表面的糖蛋白。

中性粒細(xì)胞具有活躍的變形運(yùn)動(dòng)和吞噬功能。當(dāng)機(jī)體某一部位受到細(xì)菌侵犯時(shí),中性粒細(xì)胞對(duì)細(xì)菌產(chǎn)物及受感染組織釋放的某些化學(xué)物質(zhì)具有趨化性,能以變形運(yùn)動(dòng)穿出毛細(xì)血管,聚集到細(xì)菌侵犯部位,大量吞噬細(xì)菌,形成吞噬小體。吞噬小體先后與特殊顆粒及溶酶體融合,細(xì)菌即被各種水解酶、氧化酶、溶菌酶及其它具有殺菌作用的蛋白質(zhì)、多肽等成分殺死并分解消化。由此可見,中性粒細(xì)胞在體內(nèi)起著重要的防御作用。中性粒細(xì)胞吞噬細(xì)胞后,自身也常壞死,成為膿細(xì)胞。中性粒細(xì)胞在血液中停留約6~7小時(shí),在組織中存活約1~3天。

嗜酸性粒細(xì)胞:嗜酸性粒細(xì)胞(eosinophilic granulocyte,eosinophil)占白細(xì)胞總數(shù)的0.5%-3%。細(xì)胞呈球形,直徑10~15μm,核常為2葉,胞質(zhì)內(nèi)充滿粗大(直徑0.5~1.0μm)、均勻、略帶折光性的嗜酸性顆粒,染成桔紅色。電鏡下,顆粒多呈橢圓形,有膜包被,內(nèi)含顆粒狀基質(zhì)和方形或長方形晶體。顆粒含有酸性磷酸酶、芳基硫酸酯酶、過氧化物酶和組胺酶等,因此它也是一種溶酶體。

嗜酸性粒細(xì)胞也能作變形運(yùn)動(dòng),并具有趨化性。它能吞噬抗原抗體復(fù)合物,釋放組胺酶滅活組胺,從而減弱過敏反應(yīng)。嗜酸性粒細(xì)胞還能借助抗體與某些寄生蟲表面結(jié)合,釋放顆粒內(nèi)物質(zhì),殺滅寄生蟲。故而嗜酸性粒細(xì)胞具有抗過敏和抗寄生蟲作用。在過敏性疾病或寄生蟲病時(shí),血液中嗜酸性粒細(xì)胞增多。它在血液中一般僅停留數(shù)小時(shí),在組織中可存活8~12天。

嗜堿性粒細(xì)胞:嗜堿性粒細(xì)胞(basoophilic granulocyte,basophil)數(shù)量最少,占白細(xì)胞總數(shù)的0~15。細(xì)胞呈球形,直徑10-12μm。胞核分葉或呈S形或不規(guī)則形,著色較淺。胞質(zhì)內(nèi)含有嗜堿性顆粒,大小不等,分布不均,染成藍(lán)紫色,可覆蓋在核上。顆粒具有異染性,甲苯胺藍(lán)染色呈紫紅色。電鏡下,嗜堿性顆粒內(nèi)充滿細(xì)小微粒,呈均勻狀或螺紋狀分布。顆粒內(nèi)含有肝素和組胺,可被快速釋放;而白三烯則存在于細(xì)胞基質(zhì)內(nèi),它的釋放較前者緩慢。肝素具有抗凝血作用,組胺和白三烯參與過敏反應(yīng)。嗜堿性粒細(xì)胞在組織中可存活12-15天。

嗜堿性粒細(xì)胞與肥大細(xì)胞,在分布、胞核的形態(tài),以及顆粒的大小與結(jié)構(gòu)上,均有所不同。但兩種細(xì)胞都含有肝素、組胺和白三烯等成分,故嗜堿性粒細(xì)胞的功能與肥大細(xì)胞相似,但兩者的關(guān)系尚待研究。

單核細(xì)胞:單核細(xì)胞(monocyte)占白細(xì)胞總數(shù)的3%~8%。它是白細(xì)胞中體積最大的細(xì)胞。直徑14~20μm,呈圓形或橢圓形。胞核形態(tài)多樣,呈卵圓形、腎形、馬蹄形或不規(guī)則形等。核常偏位,染色質(zhì)顆粒細(xì)而松散,故著色較淺。胞質(zhì)較多,呈弱嗜堿性,含有許多細(xì)小的嗜天青顆粒,使胞質(zhì)染成深淺不勻的灰藍(lán)色。顆粒內(nèi)含有過氧化物酶、酸性磷酸酶、非特異性酯酶和溶菌酶,這些酶不僅與單核細(xì)胞的功能有關(guān),而且可作為與淋巴細(xì)胞的鑒別點(diǎn)。電鏡下,細(xì)胞表面有皺褶和微絨毛,胞質(zhì)內(nèi)有許多吞噬泡、線粒體和粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),顆粒具溶酶體樣結(jié)構(gòu)。

單核細(xì)胞具有活躍的變形運(yùn)動(dòng)、明顯的趨化性和一定的吞噬功能。單核細(xì)胞是巨噬細(xì)胞的前身,它在血流中停留1-5天后,穿出血管進(jìn)入組織和體腔,分化為巨噬細(xì)胞。單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞都能消滅侵入機(jī)體的細(xì)菌,吞噬異物顆粒,消除體內(nèi)衰老損傷的細(xì)胞,并參與免疫,但其功能不及巨噬細(xì)胞強(qiáng)。

淋巴細(xì)胞:淋巴細(xì)胞(lymphocyte)占白細(xì)胞總數(shù)的20%~30%,圓形或橢圓形,大小不等。直徑6~8μm的為小淋巴細(xì)胞,9~12μm的為中淋巴細(xì)胞,13~20μm的為大淋巴細(xì)胞。小淋巴細(xì)胞數(shù)量最多,細(xì)胞核圓形,一側(cè)常有小凹陷,染色質(zhì)致密呈塊狀,著色深,核占細(xì)胞的大部,胞質(zhì)很少,在核周成一窄緣,嗜堿性,染成蔚藍(lán)色,含少量嗜天青顆粒。中淋巴細(xì)胞和大淋巴細(xì)胞的核橢圓形,染色質(zhì)較疏松,故著色較淺,胞質(zhì)較多,胞質(zhì)內(nèi)也可見少量嗜天青顆粒。少數(shù)大、中淋巴細(xì)胞的核呈腎形,胞質(zhì)內(nèi)含有較多的大嗜天青顆粒,稱為大顆粒淋巴細(xì)胞、電鏡下,淋巴細(xì)胞的胞質(zhì)內(nèi)主要是大量的游離核糖體,其他細(xì)胞器均不發(fā)達(dá)。

以往曾認(rèn)為,大、中、小淋巴細(xì)胞的分化程度不同,小淋巴細(xì)胞為終末細(xì)胞。但如今普遍認(rèn)為,多數(shù)小淋巴細(xì)胞并非終末細(xì)胞。它在抗原刺激下可轉(zhuǎn)變?yōu)橛字傻牧馨图?xì)胞,進(jìn)而增殖分化。而且淋巴細(xì)胞也并非單一群體,根據(jù)它們的發(fā)生部位、表面特征、壽命長短和免疫功能的不同,至少可分為T細(xì)胞、B細(xì)胞、殺傷(K)細(xì)胞和自然殺傷(NK)細(xì)胞等四類。

血液中的T細(xì)胞約占淋巴細(xì)胞總數(shù)的75%,它參與細(xì)胞免疫,如排斥異移體移植物、抗腫瘤等,并具有免疫調(diào)節(jié)功能。B細(xì)胞約占血中淋巴細(xì)胞總數(shù)的10%~15%。B細(xì)胞受抗原刺激后增殖分化為漿細(xì)胞,產(chǎn)生抗體,參與體液免疫(詳見免疫系統(tǒng))。

3、血小板

血小板(platelet)是哺乳動(dòng)物血液中的有形成分之一。它有質(zhì)膜,沒有細(xì)胞核結(jié)構(gòu),一般呈圓形,體積小于紅細(xì)胞和白細(xì)胞。血小板在長期內(nèi)被看作是血液中的無功能的細(xì)胞碎片。直到1882年意大利醫(yī)師J.B.比佐澤羅發(fā)現(xiàn)它們?cè)谘軗p傷后的止血過程中起著重要作用,才首次提出血小板的命名。

血小板具有特定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生化組成,在正常血液中有較恒定的數(shù)量(如人的血小板數(shù)為每立方毫米10~30萬),在止血、傷口愈合、炎癥反應(yīng)、血栓形成及器官移植排斥等生理和病理過程中有重要作用。

血小板只存在于哺乳動(dòng)物血液中。低等脊椎動(dòng)物圓口綱有紡錘細(xì)胞起凝血作用,魚綱開始有特定的血栓細(xì)胞。兩棲、爬行和鳥綱動(dòng)物血液中都有血栓細(xì)胞,血栓細(xì)胞是有細(xì)胞核的梭形成橢圓形細(xì)胞,功能與血小板相似。無脊椎動(dòng)物沒有專一的血栓細(xì)胞,如軟體動(dòng)物的變形細(xì)胞兼有防御和創(chuàng)傷治愈作用。甲殼動(dòng)物只有一種血細(xì)胞,兼有凝血作用。

血小板為圓盤形,直徑1~4微米到7~8微米不等,且個(gè)體差異很大(5~12μm3)。血小板因能運(yùn)動(dòng)和變形,故用一般方法觀察時(shí)表現(xiàn)為多形態(tài)。血小板結(jié)構(gòu)復(fù)雜,簡言之,由外向內(nèi)為3層結(jié)構(gòu),即由外膜、單元膜及膜下微絲結(jié)構(gòu)組成的外圍為第1層;第2層為凝膠層,電鏡下見到與周圍平行的微絲及微管構(gòu)造;第3層為微器官層,有線粒體、致密小體、殘核等結(jié)構(gòu)。

血細(xì)胞形態(tài)、數(shù)量、比例和血紅蛋白含量的測定稱為血像。患病時(shí),血像常有顯著變化,故檢查血像對(duì)了解機(jī)體狀況和診斷疾病十分重要。

理化特征

血液的溫度為37攝氏度,密度為1.050—1.060×10^3kg/m^3,紅細(xì)胞的密度為1.090×10^3kg/m^3,血漿的密度為1.025—1.030×10^3kg/m^3。血液也是有粘稠度的,即血液在血管內(nèi)流動(dòng)的粘滯力,主要取決于紅細(xì)胞的數(shù)量和血漿蛋白的濃度。全血的相對(duì)粘稠度為純水的4—5倍;血漿為1.6—2.4倍;血清粘稠度為1.5倍。血液的pH值為7.35—7.45,靜脈血因含較多的二氧化碳,pH較低,接近7.35,而動(dòng)脈血?jiǎng)t接近7.45,常人血漿在37攝氏度時(shí)滲透壓為7.6大氣壓。

血液的顏色是有差別的,血液的紅色的來自紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白,血紅蛋白含氧量多時(shí)呈鮮紅色(動(dòng)脈血),含氧量少的呈暗紅色(靜脈血)。通常獻(xiàn)血抽的是靜脈血,所以外觀看上去呈暗紅色。若血含較多的是高鐵血紅蛋白或其他血紅蛋白衍生物,則呈紫黑色。血漿(或血清)因含少量膽紅素,看上去呈透明淡黃色;若含乳糜微粒,則呈乳白渾濁;若發(fā)生溶血,則呈紅色血漿。

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