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1 血液与血发生 Blood and Hemopoiesis 北医组胚教研室 任彩霞

2 血液 Blood 健康成人血液总量约 5L, 约占体重的 7% 特殊液状结缔组织 组成血细胞血小板血浆

3 血 液 血 浆 Plasma 相当于细胞外基质 约占血液容积的 55% ph: 组成 : 水 :90% 血浆蛋白 血浆蛋白 ( 白蛋白 球蛋白球蛋白 纤维蛋白原 ) 脂蛋白脂蛋白 脂滴 无机盐无机盐 酶 激素激素 维生素和各种代谢产物 血浆 白细胞血小板红细胞

4 血 液 血清 Serum 血清 : 血液流出血管后, 溶解状态的纤维蛋白原转变为不溶解的纤维蛋白, 将血细胞和大分子血浆蛋白包裹起来, 形成凝固的血块, 并析出的淡黄色清明液体 因此, 血清中不含纤维蛋白原不含纤维蛋白原 红细胞白细胞纤维蛋白 血凝块扫描电镜图

5 有粒白细胞 无粒白细胞

6 血 液 血细胞及血小板 血细胞及血小板 : 约占血液容积的 45% 红细胞 中性粒细胞 血细胞 有粒白细胞 嗜酸性粒细胞嗜碱性粒细胞 血小板 白细胞淋巴细胞无粒白细胞单核细胞 血象 : 临床上将血细胞的形态 数量数量 比例和 血红蛋白含量的测定称为血象 患病时 : 血象常有显著变化 检查血象 : 了解机体状况和诊断疾病

7 血 液 血 白细胞 ( 球形 ) 细 胞模式图 红细胞 ( 双凹圆盘 ) 血小板 ( 双凸圆盘 )

8 血 液 红细胞 白细胞 血小板

9 血 液 红细胞 Erythrocyte ( Red blood cell ) 形态结构血涂片 : 中央染色较浅, 周缘染色较深 扫描电镜 : a. 双凹圆盘状, 中央较薄, 周缘较厚, 增加表面积, 利于细胞内外气体的迅速交换 ; b. 无细胞核, 无细胞器 ; c. 细胞质中充满血红蛋白 (hemoglobin, Hb), 使红细胞呈现颜色 血红蛋白约占红细胞重量的 33% 功能 : 结合与运输 O 2 和 CO 2 ( 氧和 Hb 还原 Hb)

10 血 液 红细胞 Erythrocyte (Red blood cell) 形态可变性 (deformability) 通过小于自身直径的毛细血管, 改变形状, ATP 作用下恢复双凹圆盘状 红细胞膜骨架 (erythrocyte membrane skeleton) 成分 : 血影蛋白 (spectrin) 和肌动蛋白等红细胞膜骨架解体, 红细胞变成棘球形或球形, 畸形红细胞通过脾, 被巨噬细胞吞噬清除, 导致先天性溶血性贫血先天性溶血性贫血

11 血 液 红细胞 Erythrocyte 溶血 (hemolysis) (Red blood cell) 红细胞的渗透压与血浆渗透压相等 血浆渗透压降低, 过量水分进入细胞, 细胞膨胀呈球形, 甚至引起细胞膜破坏, 血红蛋白溢出 血影 (ghost): 溶血后残留的红细胞膜囊 损害红细胞膜的因素 : 脂溶剂 蛇毒蛇毒 溶血性细菌 血浆渗透压升高 : 红细胞内水分析出过多, 红细胞皱缩, 细胞膜破坏

12 血 液 红细胞 Erythrocyte (Red blood cell) 红细胞膜上有嵌入糖蛋白, 决定个体 ABO 血型 输血前血型鉴定输血前血型鉴定 红细胞在体内一般可存活 120 天左右 无任何细胞器, 不能合成红细胞所需的代谢酶及红细胞膜骨架的蛋白 时间延长,ATP 酶逐渐消失, 血红蛋白变性, 细胞形态可变性降低 衰老红细胞被脾被脾 肝和骨髓内肝和骨髓内巨噬细胞巨噬细胞捕捉吞噬捕捉吞噬

13 血 液 红细胞 红细胞计数男性 (4.0~ 5.5) /L, 女性 (3.5~ 5.0) /L 血红蛋白含量男性 120 ~ 150g/L, 女性 110 ~ 140g/L 贫血 : 红细胞数少于 /L, 血红蛋白少于 100g/L

14 血 液 红细胞扫描电镜图

15 血 液 网织红细胞 Reticulocyte 刚刚从骨髓释放入血液的尚未完全成熟的红细胞, 细胞内残留着核糖体, 易被煌焦油蓝煌焦油蓝染成蓝色的细网或颗粒状, 称为网织红细胞 直径略大于成熟红细胞, 常规染色不易区分, 煌焦油蓝染色可以与成熟红细胞区分可以与成熟红细胞区分 有合成血红蛋白合成血红蛋白的能力的能力 1-3 天后核糖体消失, 血红蛋白含量不再增加 成人占外周血红细胞总数的 0.5%~1.5%, 新生儿 3%~6% 贫血患者造血功能良好时百分比值增高患者造血功能良好时百分比值增高 在临床上, 网织红细胞的计数可以作为贫血贫血等某些血液性疾病诊断 疗效判断和预后估计的指标之一疗效判断和预后估计的指标之一

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17 Reticulocyte( 网织红细胞 )

18 血 液 白细胞 Leukocyte 根据有无特殊颗粒, 分为有粒白细胞, 根据颗粒的嗜色性, 分为中性粒细胞嗜酸性粒细胞嗜碱性粒细胞无粒白细胞, 分为淋巴细胞单核细胞

19 血 液 白细胞计数 (4~10) 10 9 个 /L, 婴幼儿稍高 中性粒细胞 50%~70% 嗜酸性粒细胞 0.5% ~3% 嗜碱性粒细胞 0%~1% 单核细胞 3 %~8% 淋巴细胞 20% ~30% 疾病状态下, 白细胞总数和各种白细胞的 百分比均可发生改变

20 血液 中性粒细胞 Neutrophil LM 细胞体 : 球形, 直径 : 10~12µm 细胞核 : 杆状核 ( 较幼稚,5%~ %~10%) %) 分叶核 (2~5 叶,2~3 叶多 ) 核左移 :1~2 叶核或杆状核的细胞百分率增高 ( 细菌性感染 ) 核右移 :4~5 叶核的细胞增多 ( 细胞衰老 ) 细胞质 : 粉红色, 含细小浅紫色和淡红色颗粒

21 血液 中性粒细胞的形态 嗜天青颗粒 : 较少, 约占 20%; 较大, 圆形或椭圆形, 电子密度高, 为一种溶特殊颗粒酶体, 含髓过氧化物酶和酸性磷酸酶等, 消化分解吞噬的异物 特殊颗粒 : 较多, 占 80%; 较小, 哑铃形或椭圆形, 含碱性磷酸酶 吞噬素吞噬素 溶菌酶等 吞噬素杀菌, 溶菌酶溶解细菌表面的糖蛋白 内含黏附分子的颗粒, 参与细胞黏附和吞噬 EM 嗜天青颗粒

22 血液 中性粒细胞的功能 趋化作用 : 细胞向某一化学物质刺激的方向移动中性粒细胞趋化因子 : 对中性粒细胞起趋化作用的物质 细菌产物, 受感染组织释放的某些化学物质 吞噬功能 : 中性粒细胞移动到细菌侵入部位, 大量吞噬细菌, 细菌 形成吞噬体 与特殊颗粒与溶酶体融合, 细菌被杀 死并分解消化 脓细胞 ( 脓球 ): 中性粒细胞杀死细菌后, 自身也死亡 血液中 :6~7h, 组织中 :2~3d

23 血 液 形 态 嗜酸性粒细胞 Eosinophil LM: 细胞体 : 球形, 直径 :10~15µm 细胞核 : 多为两叶核, 细胞质 : 粗大均匀的嗜酸性颗粒, 染成橘红色 血涂片

24 血 液 嗜酸性粒细胞的形态与功能 EM: 椭圆形, 单位膜包被, 内含颗粒状基质和方形或长方形结晶体 颗粒含 : 酸性磷酸酶 芳基硫酸酯酶 过氧化物酶和组胺酶等, 也是一种溶酶体 变形运动, 趋化性

25 血液 功能 嗜酸性粒细胞的形态与功能 抗过敏吞噬抗原抗体复合物, 释放组胺酶组胺酶灭活组胺, 减弱过敏反应 抗寄生虫 借助抗体或补体, 杀灭寄生虫 在过敏性疾病 寄生虫病时增多 血液中 :6~8h, 组织中 :8~12d

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27 血 液 嗜碱性粒细胞 Basophil 形态 细胞体 : 球形, 直径 :10~12µm 细胞核 : 分叶, 不规则形或 S 形, 染色浅细胞质 : 大小不等 分布不均的分布不均的嗜碱性颗粒, 染为蓝紫色, 具有异染性, 甲苯胺蓝染色呈紫红色 常遮盖细胞核 LM 血涂片

28 血 液 嗜碱性粒细胞的形态与功能 颗粒内充满细小微粒, 呈均匀状或螺纹状分布, 颗粒内含组胺组胺和肝素, 快速释放 ; 白三烯位于细胞质内, 缓慢释放 功能 肝素 : 抗凝血 组胺和白三烯 : 参与过敏反应 组织中 :10~15d EM

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30 血 液 淋巴细胞 Lymphocyte 根据细胞的形态, 分为大 中 小淋巴细胞 3 型 小淋巴细胞直径 6~8µm, 血液中数量最多, 中淋巴细胞直径 9~12µm, 血液中小部分, 大淋巴细胞直径 13~20µm, 淋巴组织中

31 血液 小淋巴细胞 细胞核 : 圆形, 占细胞的大部, 一侧常有浅凹, 染色质致密呈块状, 染色深 细胞质 : 很少, 在周边呈窄缘, 嗜碱性, 蔚蓝色, 常含少量嗜天青颗粒嗜天青颗粒 EM: 游离核糖体, 小的溶酶体 粗面内质网粗面内质网 高尔基复合体和线粒体

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33 血 液 大 中淋巴细胞 细胞核 : 呈椭圆形或肾形, 染色质较疏松, 染色较浅, 有的可见核仁

34 血 液 淋巴细胞分类及功能 根据发生来源 形态特点和免疫功能分类 : T 细胞 ( 胸腺依赖淋巴细胞 ):75%, 胸腺内分化发育, 体积小, 细胞质内含数个溶酶体, 参与细胞免疫并具有免疫调节作用 B 细胞 ( 骨髓依赖淋巴细胞 ):10%~ %~15%, %, 骨髓内分化发育, 体积略大, 一般不含溶酶体, 有少量粗面内质网 受抗原刺激后增殖分化为浆细胞, 产生抗体, 参与体液免疫 NK 细胞 ( 自然杀伤细胞 ): 产生于骨髓, 约 10%, 为中淋巴细胞, 溶酶体较多, 能非特异杀伤某些肿瘤细胞和病毒感染细胞 淋巴细胞是机体内唯一可从组织中返回血液唯一可从组织中返回血液的白细胞, 在机体的免疫防御过程中发挥重要作用

35 血液 形态 细胞体 : 圆形或椭圆形 单核细胞 Monocyte 直径 : 14~20µm, 血液中最大最大的细胞的细胞 细胞核 : 肾形 马蹄形马蹄形 不规则形染色质颗粒细而松散, 染色浅 细胞质 : 较多, 弱嗜碱性, 呈浅灰蓝色, 内含许多细小的嗜天青颗粒嗜天青颗粒 颗粒内含过氧化物酶 酸性磷酸酶酸性磷酸酶 非特异性酯酶和溶菌酶 功能功能 与淋巴细胞鉴别

36 血液 EM 单核细胞的形态与功能 细胞表面 : 少许短微绒毛细胞质 : 吞噬泡 线粒体和粗面内质网 嗜天青颗粒相当于溶酶体溶酶体 功能血液中停留 12~48h 后, 进入不同组织, 分化成不同种类巨噬细胞吞噬 杀菌, 消除体内衰老和损伤的细胞, 参与免疫

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38 细胞光镜结构模式图单核细胞白中性粒细胞嗜碱性粒细胞单核细胞 嗜酸性粒细胞淋巴细胞单核细胞

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40 血 液 血小板 Blood platelet 来源 : 由骨髓内的巨核细胞胞质脱落巨核细胞胞质脱落形成形成

41 血 液 血小板 形态 : 体积甚小, 直径 :2~4µm, 双凸盘状, 成群聚集 受到刺激时, 伸出伪足, 呈不规则形 血涂片中, 常聚集成群, 无明显轮廓

42

43 血小板 颗粒区 : 中央部, 有蓝紫色颗粒 透明区 : 周边部 周边部, 均质浅蓝色

44 血 液 血小板 EM 表面吸附血浆蛋白, 其中有多种凝血因子 透明区 : 微管 微丝微丝, 参与血小板形状的维持和变形

45 血 液 血小板 颗粒区 : 含特殊颗粒 致密颗粒和少量溶酶体致密颗粒和少量溶酶体 特殊颗粒 :α- 颗粒, 较大, 圆形, 电子密度中等, 含 : 血小板因子 4 血小板源性生长因子 凝血酶敏感蛋白等 致密颗粒 : 较小, 电子密度大, 含 5 羟色胺 ADP ATP 钙离子钙离子 肾上腺素等

46 血 液 血小板 开放小管系 : 管道与血小板表面细胞膜连续, 增加血小板与血浆接触面积, 摄取血浆物质和释放颗粒内容物 致密小管系 : 封闭小管, 管腔电子密度中等, 收集钙离子和合成前列腺素等

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48 血小板 正常值 :10 万 ~40 万 /µl, 寿命 :7~14d <10 万 / 微升 : 血小板减少 ;<5 万 / 微升 : 出血危险功能 : 参与止血 凝血凝血 血管内皮受损或破裂, 血小板迅速黏附 聚集于破损处, 形成血栓, 堵塞破损血管 释放颗粒内容物 : 5 羟色胺促进血管收缩 ; 血小板因子 4 对抗组胺抗凝 ; 凝血酶敏感蛋白促进血小板聚集 ; 血小板源性生长因子 : 刺激内皮细胞增殖和促进血管修复

49 回顾一下?? 下???

50 细胞

51 造血分期 人胚的第 2 周末, 卵黄囊壁上胚外中胚层形成血岛, 产生原始造血细胞原始造血细胞 约第 11 周消退 卵黄囊造血期 : 人胚的第 肝脏造血期 : 肝脏 : 第 6 周末开始出现造血灶,11 周达高峰, 出生之前仍然残留个别造血灶 脾脏 : 第 4~5 个月开始, 持续到出生前, 而造淋巴细胞的功能维持至终生 骨髓造血期 : 胚胎后期至出生后, 维持终生 骨髓造血期

52 骨 髓 人体最大造血器官 占人体重 4%~6% 分为红骨髓 ( 活跃 ) 和黄骨髓黄骨髓 胎儿和婴幼儿期 : 红骨髓 5 岁开始 : 长骨干的骨髓腔内出现脂肪组织, 随年龄增长增多, 成为黄骨髓 成人 : 各占一半红骨髓 : 扁骨 不规则骨和长骨骺端的骨松质, 造血活跃 ; 黄骨髓 : 少量幼稚血细胞, 造血潜能, 机体需要时转变为红骨髓造血

53 骨 髓 红骨髓 造血组织血窦 网状组织造血细胞 造血组织 : 支架 : 网状细胞和网状纤维网眼中 : 不同发育阶段的血细胞, 少量造血干细胞 巨噬细胞 脂肪细胞和间充质细胞等脂肪细胞和间充质细胞等

54 骨 髓 造血诱导微环境 (hemopoietic inductive microenvironment,him): 造血细胞赖以生长发育的微环境 包括 : 骨髓的神经成分微血管系统结缔组织 : 网状纤维 基质和各类基质细胞基质和各类基质细胞 基质细胞 (stromal cell): 网状细胞 成纤维细胞 血窦内皮细胞血窦内皮细胞 巨噬细胞巨噬细胞 脂肪细胞等脂肪细胞等 造血诱导微环境中重要成分, 支持作用, 并分泌细胞因子, 调节造血细胞的增殖与分化 多能干细胞 : 诱导转化 : 心肌细胞 神经元神经元 肝细胞 再生医学

55 骨 髓 发育中的各种血细胞在造血组织中的分布呈现一定规律 : * 幼稚红细胞 : 位于血窦附近, 成群嵌附在巨噬细胞表面, 构成幼红细胞岛 (erythroblastic islet); 随细胞的发育成熟贴近并穿过血窦内皮, 脱去细胞核成为网织红细胞 * 幼粒细胞 : 远离血窦, 发育至有运动能力的晚幼粒细胞时, 通过变形运动接近并穿入血窦 * 巨核细胞 : 紧靠血窦内皮间隙, 细胞质突起伸入窦腔, 脱落后形成血小板 分布状况说明造血组织的不同部位具有不同的微环境造血诱导作用

56 骨 髓 血窦 形状不规则, 窦壁衬贴不连续有孔内皮, 内皮基膜不完整 基膜外有扁平多突起的周细胞覆盖, 血窦间充满造血组织 血窦壁周围和血窦腔内单核细胞和巨噬细胞 : 吞噬清除血液中的异物 细菌和衰老死亡血细胞细菌和衰老死亡血细胞

57 造血干细胞和造血祖细胞 造血干细胞 (hemopoietic stem cell): 生成各种血细胞的原始细胞 又称为多能干细胞 (multipotential stem cell) 起源 : 人胚卵黄囊的血岛 部位 : 出生后主要存在于红骨髓 占骨髓有核细胞的 0.5%, 其次在脾 淋巴结和外周血中也有少量分布 形态 : 类似于小淋巴细胞

58 造血干细胞和造血祖细胞 基本生物学特性 : 有很强的增殖潜能 一定条件下反复分裂, 大量增殖 ; 一般生理状态下处于 G 0 期静止状态 有多向分化能力 一些因素作用下, 分化形成不同造血祖细胞 此外还可分化为某些非造血细胞, 如树突状细胞 朗格汉斯细胞朗格汉斯细胞 内皮细胞等内皮细胞等 有自我更新能力 不对称性有丝分裂后产生两种子代细胞, 一种分化为造血祖细胞, 另外一种仍保持干细胞原有特性, 保持自身数量的相对恒定

59 造血干细胞和造血祖细胞 造血祖细胞 (hemopoietic progenitor): 由造血干细胞分化而来, 只能向一个或几个血细胞系定向增殖分化, 也称定向干细胞 (committed stem cell) 分化为形态可辨认的各种幼稚血细胞 * 红细胞系造血祖细胞 : 红细胞生成素 (EPO) 作用 * 粒细胞 - 单核细胞系造血祖细胞 : 中性粒细胞和单核细胞共同的祖细胞,GM-CSF IL-3 作用 * 巨核细胞系造血祖细胞 : 血小板生成素作用下, 形成巨核细胞集落, 产生血小板 嗜酸性粒细胞 嗜碱性粒细胞和淋巴细胞也有自己的祖细胞和相应嗜碱性粒细胞和淋巴细胞也有自己的祖细胞和相应的集落刺激因子

60 造血干细胞 又称多能干细胞, 是最原始的造血细胞 基本特征 1. 很强的增殖增殖潜能 2. 多向分化分化的能力 3. 有自我更新自我更新能力, 即细胞分裂后的子代细胞仍具有原有特征, 使造血干细胞可终生保持恒定的数量 增殖分化自我更新 造血祖细胞 又称定向干细胞 增殖能力有限 只能向某一血细胞系统增殖 分化分化 目前已确认的造血祖细胞有 : 红细胞系干细胞 ; 中性粒细胞 - 单核细胞系干细胞 ; 巨核细胞系干细胞 ; B 和 T 细胞系干细胞 ; 嗜酸性粒细胞系干细胞

61 血细胞发生过程的形态演变 连续发展的动态变化过程 大致分三个阶段 : 原始阶段幼稚阶段 : 早 中 晚 ( 红系 粒系 ) 成熟阶段

62 造血干细胞造血祖细胞 前体细胞 成熟细胞

63 一般规律 细胞体 : 由大变小, 巨核细胞由小变大 细胞核 : 由大变小, 红细胞的核最后消失, 粒细胞的核由圆形变成杆状乃至分叶, 巨核细胞的核由小变大成分叶状核内染色质染色质由细疏逐渐变为粗密, 染色由浅变深 ; 核仁由明显到逐渐消失

64 一般规律 细胞质的量由少逐渐增多, 细胞质嗜碱性嗜碱性逐渐变弱, 但单核细胞和淋巴细胞仍保持嗜碱性 ; 细胞质内的胞质内的特殊结构特殊结构如红细胞中的血红蛋白 粒细胞中的特殊颗粒均由无到有, 并逐渐增多 细胞的分裂能力从有到无, 但淋巴细胞仍有很强的潜在分裂能力

65 白血病 再生障碍性贫血 异常骨髓细胞增生症 遗传性免疫缺陷症 造血干细胞移植 骨髓移植外周血干细胞移植脐带血干细胞移植胚胎造血干细胞移植

66 思考题 名词解释 : 网织红细胞血象造血干细胞 问答题 : 1. 红细胞的形态结构特点 功能和正常值功能和正常值 2. 中性粒细胞的形态结构特点 3. 红 粒细胞系发生过程中形态变化的一般规律粒细胞系发生过程中形态变化的一般规律

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