第1章 计算机与计算机网络

Transcription

1 第三章 血 液 本章学习要点 : 1. 血液是心血管系统中循环流动的流体组织 成年人的血液约占体重的 7%~8% 血液由血浆和血细胞 ( 包括红细胞 白细胞和血小板 ) 组成 血液的主要功能 : 运输 缓冲 排除废物 免疫防御 参与生理性止血等 2. 血浆渗透压包括晶体渗透压和胶体渗透压, 它们分别对维持细胞内外和血管内外的水平衡起着重要作用 3. 所有的血细胞都起源于造血干细胞 正常男性红细胞的数量约 /L, 女性是 /L 其主要功能是运输 O 2 CO 2 和调节酸碱平衡 ; 红细胞具有悬浮稳定性 渗透脆性和可塑性变形等特点 它的生成需要蛋白质 铁 叶酸和维生素 B 12, 并受到促红细胞生成素的调节 ; 正常人的白细胞约为 (4.0~10.0) 10 9 /L, 可分为粒细胞 单核细胞和淋巴细胞, 主要具有吞噬和免疫功能 ; 正常人的血小板约为 (100~300) 10 9 /L, 其生理特性有黏附 聚集 释放 吸附和收缩 主要功能是生理性止血 4. 血液中具有多种凝血因子, 通过内源性和外源性凝血途径导致血液凝固, 纤维蛋白溶解可以避免纤维蛋白堵塞血管 凝血系统和纤溶系统处于动态平衡, 才能保证正常的血液循环 5. 人类红细胞的重要血型是 ABO 血型系统和 Rh 血型系统 在 ABO 血型系统中, 红细胞膜上有 A 凝集原和 B 凝集原, 根据凝集原的有无, 分成 A B AB O 型 Rh 血型系统根据是否存在 Rh 抗原分为 Rh 阳性和 Rh 阴性 输血前必须做血型鉴定和交叉配血试验, 只有血型相同的人才能进行输血 血液 (blood) 是存在于心血管系统内的流体组织, 由血浆 (plasma) 和悬浮于其中的血细胞 (blood cell) 组成 在心脏舒缩活动的推动下, 血液沿血管在体内循环流动, 起着运输物质和沟通各部分组织液的作用 因此, 血液的基本功能是运输 血液可运送 O 2 CO 2 及营养物质到各器官 细胞, 同时将机体新陈代谢产生的废物运送到肾 肺等排泄器官排出体外 ; 血液具有重要的调节功能, 一方面可以通过神经和体液因素的调节, 来维持机体的稳态, 另一方面又可通过吸收和运送热量至体表, 来维持体温的相对恒定 ; 血液具有强大的缓冲功能, 它含有多种缓冲物质, 可以缓冲进入血液的酸碱物质, 从而保证血浆 ph 的相对恒定 ; 血液还具有重要的防御功能, 粒细胞 单核细胞具有强大的吞噬能力 ; 淋巴细胞具有免疫功能 ; 血浆中的多种蛋白质, 如免疫球蛋白 补体 抗体具有消灭细菌和清除毒素的作用 ; 血小板和凝血因子可参与机体的生理性止血 由此可见, 血液在维持机体内环境稳态中起着重要的作用 血液的各种生理功能主要是通过它的组成成分及其理化性质来实现的 如果体内的血量不足, 可造成组织的损伤甚至危及生命 许多疾病可以导致血液的成分或性质发生特殊的变化, 所以检查血液的这些特殊的变化, 对于一些疾病的诊断具有重要的价值

2 第一节血液的组成和特性 47 第一节血液的组成和特性 一 血液的基本组成血液由血浆和悬浮于其中的血细胞组成, 血细胞包括红细胞 白细胞和血小板 ( 一 ) 血浆 1. 血浆中的晶体物质水是血浆的主要成分 血浆的含水量约为 93%, 其中溶解有多种电解质 小分子有机化合物和一些气体 血浆中的无机成分约占血浆重量的 1% 由于这些溶质和水都很容易透过毛细血管的管壁并与组织液中的物质进行交换, 所以血浆中电解质的含量与组织液的基本相同 ( 表 3-1) 血浆中含量最丰富的晶体物质是 Na + 和 Cl - 细胞外液中的离子在维持细胞膜兴奋性 细胞外液渗透压和缓冲细胞外液 ph 的变化方面有重要作用 临床检测循环血浆中各种电解质的浓度, 可大致反映组织液中这些物质的浓度 表 3-1 人体各部分体液中的电解质的浓度 /mmol L 1 正离子血浆组织液细胞内液负离子血浆组织液细胞内液 Na Cl K HCO Ca 蛋白质 Mg 其他 总计 总计 血浆蛋白血浆蛋白 (plasma protein) 是血浆中多种蛋白的总称 从表 3-1 中可以看出, 血浆与组织液的主要差别是组织液中蛋白的含量很少 用盐析法 (salting-out) 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 (electrophoresis) 又可进一步将球蛋白区分为 :α 1 α 2 β 和 γ 球蛋白等, 并可通过电泳图的密度扫描对电泳条带进行定量 正常成人血浆中蛋白的含量为 65~85 g/l, 其中白蛋白为 40~48 g/l, 球蛋白为 15~30 g/l, 白蛋白与球蛋白浓度的比值 (A/G) 为 1.5~2.5 除 γ 球蛋白来自于浆细胞外, 白蛋白和大多数球蛋白主要由肝脏产生 肝病时常引起血浆白蛋白与球蛋白的比值下降 血浆蛋白质的主要生理功能 :1 维持血浆胶体渗透压 : 血浆胶体渗透压 (plasma colloid osmotic pressure) 的大小取决于各种蛋白质的浓度和分子大小, 白蛋白的浓度较高, 分子最小, 因此血浆胶体渗透压主要由白蛋白维持 ;2 维持正常的血浆酸碱度 : 血浆中的蛋白质为弱酸, 部分以负离子形式存在, 和它的钠盐组成缓冲对, 缓冲血浆的酸碱变化, 维持正常的血浆 ph;3 运输作用 : 血浆中白蛋白 球蛋白作为载体运输激素 脂质 离子 维生素及代谢废物等低分子物质 ;4 营养作用 : 血浆蛋白可被组织摄取, 分解生成氨基酸供组织蛋白合成, 或转变成其他含氮物质, 或氧化分解供能 ;5 凝血 抗凝血与纤溶 抗纤溶作用 : 绝大多数凝血因子 生理性抗凝物质是血浆蛋白, 同时有些血浆蛋白又与纤溶 抗纤溶作用有关, 这两组作用相反的蛋白质间的对立统一, 保证了血流的畅通 ;6 催化作用 : 血浆中存在多种酶, 如血浆功能酶 外分泌酶和细胞酶, 测定这些酶活性有助于疾病的诊断 ;7 免疫

3 48 第三章血液作用 : 参与机体免疫功能的多种免疫球蛋白 (immunoglobulin,ig) 补体(complement,C) 等都由血浆球蛋白构成 ( 二 ) 血细胞血细胞可分为红细胞 (erythrocyte 或 red blood cell,rbc) 白细胞 (1eukocyte 或 white blood cell,wbc) 和血小板 (platelet 或 thrombocyte) 三类, 其中红细胞的数量最多, 约占血细胞总数的 99%, 白细胞数量最少, 约占血细胞总数的 0.1% 将经抗凝的血液置于比容管中离心后, 由于血细胞和血浆的比重不同, 血液被分为三层, 上层淡黄色液体为血浆, 下层是深红色的红细胞层, 二者之间有一薄层白色不透明的白细胞和血小板 ( 图 3-1) 血细胞在血液中所占的容积百分比称为血细胞比容 (hematocrit) 正常成年男性的血细胞比容为 40%~50%, 女性为 37%~48% 由于白细胞和血小板仅占血液总容积的 0.15%~1%, 故血细胞比容很接近血液中的红细胞比容 贫图 3-1 血液的组成血患者血细胞比容降低 二 正常人的血量血量 (blood volume) 是指全身血液的总量 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 ; 小部分血液滞留在肝 肺 腹腔静脉及皮下静脉丛内, 流动很慢, 称为储存血量 在运动或大出血等情况下, 储存血量可被动员, 补充循环血量 正常成人的血液总量大约占体重的 7%~ 8%( 成年女性较相同身高的男性稍低 ), 即每公斤体重有 70~80 ml 血液 因此, 体重为 60 kg 的人, 血量约为 4.2~4.8 L 在正常情况下, 由于神经 体液的调节, 血量保持相对恒定, 这是维持正常血压和各组织 器官正常血液供应的必要条件 三 血液的理化特性 ( 一 ) 血液的比重正常人全血的比重 (specific gravity) 为 1.050~1.060 血液中红细胞数量越多, 全血的比重就越大 血浆的比重为 1.025~1.030, 其高低主要取决于血浆中血浆蛋白的含量 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 白细胞的比重为 1.050~1.065, 血小板的比重为 1.030~ 1.042, 淋巴细胞的比重为 1.050~1.066, 中性粒细胞的比重为 1.070~1.092 利用不同血细胞及血浆比重的差异, 可采用离心的方法将血液中的不同成分进行分离制备, 分别获取红细胞 白细胞 血小板及血浆等不同成分 也可利用红细胞和血浆比重的差异进行红细胞沉降率的测定 ( 二 ) 血液的黏度液体的黏度 (viscosity) 来源于液体内部分子或颗粒间的摩擦, 即内摩擦 血液的黏度比水高, 如果以水的黏度为 1, 当温度为 37 时全血的相对黏度为 4~5, 血浆的相对黏度为 1.6~2.4 当温度不变时, 全血的黏度主要取决于血细胞比容的高低, 血浆的黏度主要取决于血浆蛋白的含量 血液的黏度是形成血流阻力和影响微循环正常灌注的重要因素之一 当某些疾病使微循环处的血流速度显著减慢时, 血液黏度升高, 红细胞可发生叠连和聚集, 使血流阻力明显增大, 微循环的灌流量将显著降低 ( 三 ) 血浆渗透压血浆渗透压分为晶体渗透压和胶体渗透压 渗透压 (osmotic pressure) 是指液体所具有的吸引水分子透过单位面积半透膜的力量 其高低取决于溶液中溶质颗粒数的多少, 而与溶质的种类及颗粒的大小无关 血浆总渗透压约为 300 mmol/l(mosm/kg H 2 O) 约相当于 mmhg 或 770 kpa)

4 第二节血细胞的生理 49 血浆渗透压主要来自溶解于其中的晶体物质, 特别是电解质 ( 主要是 Na + 和 Cl ), 由晶体物质所形成的渗透压称为晶体渗透压 (crystal osmotic pressure); 由蛋白质形成的渗透压称为胶体渗透压 (colloid osmotic pressure), 血浆中虽含有丰富的蛋白质, 但蛋白质的相对分子质量较大, 数量相对晶体物质少, 所以产生的胶体渗透压很小, 约相当于 25 mmhg, 仅占血浆总渗透压的 0.4% 由于组织液中蛋白质很少, 所以组织液的胶体渗透压低于血浆胶体渗透压 在血浆蛋白中, 白蛋白的相对分子质量最小, 但其分子数远多于球蛋白和纤维蛋白原, 故血浆胶体渗透压主要来自白蛋白 若白蛋白明显减少, 即使球蛋白增加以维持血浆蛋白总量不变, 血浆渗透压也将明显降低 水及晶体物质可自由通过毛细血管壁, 故血浆与组织液中晶体物质的浓度及其所形成的晶体渗透压基本相等 ; 细胞外液中的晶体物质大部分不易通过细胞膜, 因此, 细胞外液的晶体渗透压保持相对稳定, 对于维持细胞内 外水的平衡和细胞的正常体积极为重要 当细胞外液晶体渗透压降低时, 水将进入细胞, 可引起细胞肿胀, 甚至破裂 ; 当细胞外液晶体渗透压增高时, 可因细胞内的水移出细胞而导致细胞皱缩 血浆蛋白不易通过毛细血管壁, 所形成的血浆胶体渗透压, 有利于维持血管内 外水的平衡和正常的血浆容量 据研究,1 g 白蛋白可使 18 ml 水保留在血管内 当血浆蛋白浓度降低时, 可因血浆胶体渗透压降低而使液体滞留于血管外, 引起组织水肿和血浆容量降低 ( 四 ) 血浆 ph 正常人血浆的 ph 为 7.35~7.45 血浆 ph 的相对恒定有赖于血液内的缓冲系统以及神经 体液对肺 肾功能的调节 血浆内的缓冲系统包括 NaHCO 3 /H 2 CO 3 蛋白质钠盐/ 蛋白质和 Na 2 HPO 4 /NaH 2 PO 4 三个主要缓冲对, 其中以 NaHCO 3 /H 2 CO 3 缓冲对最为重要 此外, 红细胞内还有血红蛋白钾盐 / 血红蛋白 氧合血红蛋白钾盐 / 氧合血红蛋白 K 2 HPO 4 /KH 2 PO 4 KHCO 3 /H 2 CO 3 等缓冲对参与维持血浆 ph 的相对恒定 因此, 全血的缓冲能力大于血浆 血液中的缓冲物质可有效地减轻进入血液的酸性或碱性物质对血浆 ph 的影响, 特别是在神经 体液调节下通过肺和肾的活动能排出体内过多的酸或碱, 因此血浆 ph 的正常波动范围极小 在某些情况下, 如果血浆 ph 低于 7.35, 可引起酸中毒 ; 如高于 7.45, 则可引起碱中毒 第二节血细胞的生理 血液中的三种血细胞 ( 红细胞 白细胞和血小板 ), 均起源于骨髓造血干细胞 血细胞的生成过程称为造血 (hemopoiesis) 一 血细胞生成部位和一般过程 ( 一 ) 血细胞生成部位的变迁在个体的发育过程中, 造血中心不断地发生变迁 胚胎发育的早期卵黄囊造血 胚胎第二个月开始肝 脾造血 第四个月以后骨髓开始造血并且逐渐增强 出生时几乎完全由骨髓造血 当机体造血需要增加时, 肝 脾可再参与造血以代偿骨髓造血的不足 出生后的最初几年所有的骨髓均为红骨髓 4 岁之后, 骨髓腔快速增长, 脂肪细胞进入骨髓, 填充骨髓腔的空间, 形成没有造血功能的黄骨髓 18 岁左右时, 具有造血功能的红骨髓仅分布于短 扁骨 ( 如脊椎 髂 肋 胸骨等 ) 和长骨近端骨骺处, 这已足够进行正常造血, 无须骨髓外造血 ( 二 ) 造血微环境上述造血中心的迁移依赖于各造血组织中造血微环境的形成, 也就是说, 造血需要有一个特

5 50 第三章血液殊的造血微环境 (hemopoietic microenvironment) 来支持 ( 图 3-2) 造血微环境指 : 机体内造血过程中造血干细胞定居 存活 增殖 分化和成熟所必须具备的特殊环境, 包括造血基质细胞 (stromal cell) 基质细胞分泌的细胞外基质 (extracellular matrix,ecm) 和多种造血调节因子, 以及进入造血组织的末梢神经和微血管系统等 在血细胞生成的全过程中, 造血微环境始终起调控 诱导和支持的作用 ( 三 ) 造血的一般过程各类血细胞的发育成熟是一个连续而又分为三个阶段的过程 :1 造血干细胞 (hemopoietic stem cells,hsc) 阶段, 该阶段的造血干细胞既能通过自我更新以保持本身数量的稳定, 又能分化形成各系定向祖细胞 ;2 定向祖细胞 (committed 图 3-2 造血微环境 progenitors) 阶段, 处于这个阶段的造血干细胞已经限定了进一步分化的方向, 它们可以区分为多系定向祖细胞 红系祖细胞 粒 单核系祖细胞 巨核系祖细胞和 TB 淋巴系祖细胞 ;3 前体细胞 (precursors) 阶段, 此时的造血干细胞已经发育成为形态上可以辨认的各系幼稚细胞, 这些细胞进一步分化成熟为具有特殊功能的各类成熟血细胞, 然后有规律地释放进入血液循环 二 红细胞生理 ( 一 ) 红细胞的形态和数量正常的红细胞呈双凹圆碟形, 平均直径约 8 µm, 周边最厚处约 2.5 µm, 中央最薄处约 1 µm, 体积约 90 µm 3 红细胞是血液中数量最多的血细胞, 我国正常成年男性红细胞计数为 (4.5~5.5) /L, 平均 /L; 女性为 (3.8~4.6) /L, 平均 /L; 新生儿在 /L 以上 红细胞内的蛋白质主要是血红蛋白 (hemoglobin,hb) 我国正常成年男性血红蛋白浓度为 120~160 g/l, 女性为 110~150 g/l; 新生儿 (5 d 内 ) 较高, 可达 200 g/l 以上,6 月龄时降至最低值,1 岁以后又逐渐升高, 到青春期达成人范围 妇女在妊娠后期由于血浆量的相对增多, 单位容积血液中红细胞数减少 长期居住高原的居民红细胞数和血红蛋白量均高于海平面的居民 ( 二 ) 红细胞的生理特性和功能 1. 红细胞的生理特性 可塑变形性 悬浮稳定性 渗透脆性 (1) 可塑变形性红细胞在全身血管中循环运行, 经常要挤过口径比它自身外径小的毛细血管和血窦孔隙 ( 脾窦内皮细胞的裂隙仅 0.5 µm), 红细胞要变形才能通过, 在通过后恢复原形, 这种变形称为可塑性变形 (deform ability) 影响红细胞的变形能力的因素有:1 红细胞表面积与体积之比 : 其比值越大变形能力越强, 双凹圆碟形的红细胞表面积与体积的比值大于球形红细胞, 变形能力大 ; 2 红细胞内的黏度 : 黏度愈大其变形能力愈小 红细胞内血红蛋白浓度增高或变性, 黏度将增大 ;3 红细胞膜的弹性 : 其弹性大, 变形能力强, 膜弹性降低则红细胞变形能力降低 (2) 悬浮稳定性将加入抗凝剂的血液置于血沉管中垂直静置, 红细胞会因比重大而下沉, 但正常情况下的红细胞下沉的速度非常缓慢, 红细胞能相对稳定地悬浮于血浆之中, 这种特性称为悬浮稳

6 第二节血细胞的生理 51 定性 (suspension stability) 其大小可以用血沉来反映, 通常以红细胞在第一小时末在血浆中下沉的距离表示红细胞沉降速度, 称为红细胞沉降率 (erythrocyte sedimentation rate,esr), 简称血沉 用魏氏法检测红细胞沉降率的正常值, 男性为 0~15 mm/h, 女性为 0~20 mm/h 红细胞沉降率越大表示红细胞悬浮稳定性越小 红细胞在血浆中具有悬浮稳定性是由于红细胞与血浆之间相互摩擦阻碍红细胞下沉的结果 其悬浮稳定性的大小与红细胞是否易于叠连有关, 红细胞叠连 (rouleaux formation) 现象是指许多红细胞凹面相贴重叠在一起 红细胞叠连之后, 其表面积与体积的比值减小, 与血浆摩擦减小, 所以血沉加快 影响红细胞发生叠连的因素, 主要在于血浆成分的变化, 而不在红细胞本身 若将血沉加快的患者的红细胞放入正常人的血浆之中, 形成叠连的程度和红细胞沉降的速度并不加快 ; 反之, 如果将正常人的红细胞置于血沉较快的患者血浆中, 红细胞会很快发生叠连而沉降加快 通常血浆中球蛋白 纤维蛋白原及胆固醇含量增多时, 可加速红细胞叠连 ; 血浆中白蛋白 卵磷脂含量增多时, 红细胞叠连减少 此外, 有人分析红细胞表面存在带负电荷的唾液蛋白, 当带负电荷的白蛋白增多时, 由于同种电荷相斥, 使红细胞保持悬浮稳定性, 当某些因素使血浆中带正电荷的蛋白质增多或降低红细胞表面负电荷量时, 则叠连增快, 其详细机制还不清楚 某些疾病 ( 如活动性肺结核和风湿热等 ) 血沉加快, 主要原因是红细胞发生了叠连 (3) 渗透脆性红细胞的渗透脆性 (osmotic fragility) 指红细胞在低渗盐溶液中膨胀 破裂的特性, 其大小可用红细胞对低渗盐溶液的抵抗力来表示 若红细胞膜对低渗盐溶液抵抗力小, 表示渗透脆性大, 如衰老红细胞 球形红细胞等在低渗盐溶液中容易破裂, 脆性大 在临床或生理实验使用的各种溶液中, 其渗透压与血浆渗透压相等的称为等渗溶液 (isomotic solution), 如 0.9% 的 NaCl 溶液, 又称生理盐水 ; 高于血浆渗透压的称高渗溶液, 低于血浆渗透压的称低渗溶液 将正常红细胞悬浮于不同浓度的 NaCl 溶液中可以看到, 在高渗溶液中红细胞会皱缩 ; 在等渗溶液中红细胞能保持正常形态大小 ; 在低渗溶液中则膨胀, 甚至破裂 在渗透压逐渐递减的一系列溶液中, 红细胞逐渐膨胀, 当体积增加 30% 时, 红细胞变成球形 ; 体积增加 45%~60% 时, 红细胞会破裂而发生溶血, 这时红细胞中的血红蛋白逸出细胞, 仅留下一个双凹圆碟形的细胞膜空壳, 称为影细胞 (ghost cell) 正常人的红细胞一般在 0.42% 的 NaCl 溶液中开始出现溶血, 在 0.35% 的 NaCl 溶液中完全溶血 某些患溶血性疾病的患者, 红细胞开始溶血及完全溶血的 NaCl 溶液浓度均比正常人高, 表明红细胞的渗透抵抗力减小, 而渗透脆性增加 不同物质的等渗溶液不一定都能使红细胞保持正常体积和形态 ; 能使悬浮于其中的红细胞保持正常体积和形状的盐溶液称为等张溶液 (isotonic solution) 这里的 等张 是指溶液中不能透过细胞膜的溶质颗粒所形成的渗透压 例如,NaCl 不能自由通过细胞膜, 所以 0.85% 的 NaCl 溶液既是等渗溶液, 也是等张溶液 ; 但尿素可以自由通过细胞膜, 故 1.9% 的尿素溶液虽与血浆等渗, 但红细胞置于其中后会发生溶血, 所以不是等张溶液 2. 红细胞的功能 高效率运输 O 2 和 CO 2 缓冲体液酸碱度 免疫功能 (1) 红细胞的主要功能是运输 O 2 和 CO 2 红细胞的双凹圆碟形使气体交换面积较大, 由细胞中心到细胞表面的距离较短, 因此气体进出红细胞的扩散距离也较短, 有利于 O 2 和 CO 2 的跨膜转运 1) 红细胞运输 O 2 : 红细胞运输 O 2 的功能是靠细胞内的血红蛋白 (Hb) 来实现的, 一旦红细胞破裂, 血红蛋白逸出, 将丧失运输气体的功能 ; 在血液中, 由红细胞运输的 O 2 约为溶解于血浆中 O 2 的 70 倍 每克纯血红蛋白能结合 1.39 ml 的 O 2, 因此, 正常男性每 100 ml 血液的血红蛋白能携带 O 2 约 21 ml, 女性约 19 ml 2) 红细胞运输 CO 2 : 红细胞运输 CO 2 的功能主要是由于红细胞内含有丰富的碳酸酐酶, 它能使 CO 2

7 52 第三章血液和 H 2 O 生成 H 2 CO 3 的可逆反应速度加快数千倍 从组织扩散进入血液的大部分 CO 2 与红细胞内的 H 2 O 发生反应, 生成 H 2 CO 3,H 2 CO 3 再解离出 H + 和 HCO - 3 在红细胞的参与下, 通过化学结合形式运输 CO 2 的 - 量约为溶解于血浆中的 CO 2 量的 18 倍 血液中 88% 的 CO 2 以 HCO 3 的形式运输 ;7% 的 CO 2 以氨基甲酸血红蛋白的形式运输 (2) 缓冲体液酸碱度红细胞内有多种缓冲对, 对机体所产生的酸性或碱性物质具有缓冲能力 (3) 免疫功能近年来, 发现红细胞的表面存在补体 C 3b 受体, 它能吸附抗原 - 补体 ( 抗体 ), 形成免疫复合物, 再运载给吞噬细胞, 予以吞噬或杀灭 ( 三 ) 红细胞的生成及其调节 1. 红细胞生成所需的原料在红细胞生成的过程中, 需要有足够的蛋白质 铁 叶酸及维生素 B 12 蛋白质和铁是合成血红蛋白的基本原料, 而叶酸及维生素 B 12 是促使红细胞成熟的物质 此外, 红细胞的生成还需要氨基酸, 维生素 B 6 B 2 C E 和微量元素铜 锰 钴 锌等的参与 (1) 铁铁 (iron) 是合成血红蛋白的必需原料 正常成人体内有铁 3~4 g, 其中约 70% 存在于血红蛋白中 血红蛋白的合成从原红细胞开始, 持续到网织红细胞, 成人每天需要 20~30 mg 铁用于红细胞生成, 但每天只需从食物中吸收 1 mg( 约 5%) 以补充排泄的铁, 其余均来自体内衰老红细胞释放出来的铁的再利用 进入血液的铁与转铁蛋白 (transferrin) 结合而被运送到幼红细胞 当铁摄入量不足或胃肠道吸收障碍, 或长期慢性失血以致机体缺铁时, 可使血红蛋白合成不足而引起低色素小细胞性贫血, 即缺铁性贫血 (2) 叶酸和维生素 B 12 叶酸和维生素 B 12 是合成 DNA 所需的重要辅酶 叶酸在体内须转化为四氢叶酸后, 才具有参与 DNA 合成的活性, 同时需要维生素 B 12 的参与 维生素 B 12 缺乏时, 叶酸的利用率下降, 可导致叶酸的相对不足 因此, 缺乏叶酸或维生素 B 12 时,DNA 的合成减少, 幼红细胞分裂增殖减慢, 红细胞体积增大, 出现巨幼红细胞性贫血 正常情况下, 食物中叶酸和维生素 B 12 的含量可以满足红细胞生成的需要, 但维生素 B 12 的吸收依赖于胃黏膜壁细胞分泌的内因子 (intrinsic factor,if) 的参与 其与维生素 B 12 结合, 形成 IF- 维生素 B 12 复合物, 该复合物能抵抗小肠内蛋白酶的水解作用, 因而能保护维生素 B 12 不受破坏, 并通过回肠上皮细胞膜上的特异性受体的介导, 促进维生素 B 12 在回肠末端吸收 被吸收的维生素 B 12 一部分储存在肝脏, 另一部分又与运输维生素 B 12 的转钴蛋白 Ⅱ(transcobalamineⅡ) 结合, 随血流到达造血组织, 参与红细胞的生成过程 当胃大部切除或胃的壁细胞受损伤时, 内因子分泌减少或体内产生抗内因子的抗体时, 可发生维生素 B 12 吸收障碍, 影响红细胞的有丝分裂, 出现巨幼红细胞性贫血, 即大细胞性贫血 由于体内储存维生素 B 12 的量约为 1 000~3 000 µg, 而红细胞生成每天仅需 1~3 µg, 故维生素 B 12 吸收发生障碍, 一般在 3~4 年后才出现贫血 2. 红细胞生成过程前已述及, 红细胞生成同样是从造血干细胞开始 多系造血祖细胞 红系定向祖细胞 原红细胞 早幼红细胞 中幼红细胞 晚幼红细胞 网织红细胞 成熟的红细胞 由于网织红细胞存在的时间较短, 循环血液中网织红细胞的数量仅占红细胞总数的 0.5%~1.5% 当骨髓造血功能增强时, 大量网织红细胞释放入血, 血液中网织红细胞计数可高达 30%~50% 故可通过循环血液中网织红细胞的计数, 来了解骨髓造血功能的盛衰 3. 红细胞生成的调节成年人体内约有 个红细胞, 每小时约有 0.8% 的红细胞被更新, 也就是说, 每分钟约有 个红细胞生成 ; 但当机体需要时, 如失血或某些疾病使红细胞寿命缩短时, 红细胞的生成率还

8 第二节血细胞的生理 53 能在正常基础上增加数倍 目前已经知道, 红系祖细胞可以分为两个不同发育阶段的亚群 : 其早期红系祖细胞, 称为爆式红系集落形成单位 (BFU-E); 晚期红系祖细胞, 称为红系集落形成单位 (CFU-E) 它们主要分别受到两种调节因子调节 : (1) 爆式促进激活物爆式促进激活物 (burst promoting activator,bpa) 是一类糖蛋白, 以早期红系祖细胞 BFU-E 为作用的靶细胞, 可能促进 BFU-E 从细胞周期中的静息状态 (G0 期 ) 进入 DNA 合成期, 加速早期祖细胞的增殖活动 (2) 促红细胞生成素促红细胞生成素 (erythropoietin,epo) 是机体红细胞生成的最重要的调节物 它对红细胞生成的调节作用是 : 主要促进晚期红系祖细胞增殖, 并向形态可识别的前体细胞分化 ; 加速前体细胞的增殖 分化并促进骨髓网织红细胞的释放 ; 还能促进早期红系祖细胞的增殖与分化 ; 保持血中红细胞数量相对稳定 早在 40 多年前, 动物实验已证明了 EPO 的存在, 发现在切除双肾后, 血浆中 EPO 的浓度急剧下降 以后又进一步确定了肾是产生 EPO 主要部位 EPO 是由肾皮质肾小管周围的间质细胞 ( 如成纤维细胞 内皮细胞等 ) 产生的 生理情况下, 血浆中有一定量的 EPO, 可维持正常的红细胞生成 完全缺乏 EPO 时, 骨髓中几乎没有红细胞生成 任何引起肾氧供应不足的因素, 如贫血 缺氧或肾血流量减少, 均可促进 EPO 的合成与分泌, 使血浆 EPO 含量增加 因此, 严重肾功能衰竭的患者常因 EPO 的缺乏, 而发生肾性贫血 此外, 肝也能生成少量 EPO 晚期肾病患者, 肾源性 EPO 生成已基本停止, 但肝产生的 EPO 可促使骨髓继续产生红细胞, 但生成的红细胞量只有机体需要量的 1/3~1/2 目前已有重组的人类 EPO 用于临床 (3) 性激素雄激素可提高血浆中 EPO 的浓度, 促进红细胞的生成 若切除双肾或给予抗 EPO 抗体, 则可阻断雄激素的促红细胞生成的作用 因此, 雄激素主要通过刺激 EPO 的产生而促进红细胞生成 雌激素可降低红系祖细胞对 EPO 的反应性, 抑制红细胞的生成 雄激素和雄激素对红细胞的不同效应, 可能是造成男性红细胞数和血红蛋白量高于女性的原因之一 此外, 甲状腺激素和生长激素, 也可增加红细胞生成 ( 四 ) 红细胞的寿命与破坏红细胞在血液中的平均寿命约为 120 d, 平均每个红细胞在血管内循环流动约为 27 km 当红细胞衰老时, 其变形能力减弱而脆性增大, 在血流湍急处可因机械冲击而破裂 ( 称为血管内破坏 ); 在通过微小孔隙时容易滞留在脾和骨髓中被巨噬细胞所吞噬 ( 称为血管外破坏 ) 红细胞在血管内破损而发生溶血时, 所释放的血红蛋白立即与触珠蛋白 ( 一种血浆球蛋白 ) 结合 但当溶血达到每 100 ml 血浆中超过 100 mg 血红蛋白时, 血浆中的触珠蛋白不足以结合全部的血红蛋白, 未能与触珠蛋白结合的血红蛋白则由肾排出, 出现血红蛋白尿 三 白细胞生理 ( 一 ) 白细胞的分类和数量白细胞 (leukocyte, 或 white blood cell,wbc) 是一类不均一的有核的血细胞 正常成年人白细胞数是 (4.0~10) 10 9 /L 根据其形态 功能和来源可分为粒细胞(granulocyte) 单核细胞(monocyte) 和淋巴细胞 (lymphocyte) 三大类 根据粒细胞胞质颗粒的嗜色性不同, 粒细胞可分为中性粒细胞 (neutrophil) 嗜酸粒细胞(eosinophil) 和嗜碱粒细胞 (basophil) 正常情况下, 不同类型的白细胞在血液中数量是不同的 ( 表 3-2), 且随着机体的生理性变化, 白细胞的数目亦有较大的变化

9 54 第三章血液 粒细胞 表 3-2 人类血液中白细胞总数及其分类计数 1 均数 / 10 9 L 百分比 /% 中性粒细胞 ~70 嗜酸粒细胞 0.1 1~4 嗜碱粒细胞 ~1 单核细胞 ~7 淋巴细胞 ~40 总数 4.0~10.0 白细胞数目变异范围较大, 新生儿白细胞数较高, 一般在 /L 左右, 出生后 3 d 到 3 个月约 为 /L; 新生儿血液中的白细胞主要为中性粒细胞, 随后淋巴细胞逐渐增多, 可达白细胞总数的 70%,3~4 岁后淋巴细胞逐渐减少, 至青春期时与成人基本相同 一天中, 下午白细胞数较清晨时高 ; 进食 疼痛及情绪激动时也可使白细胞数显著增多 ; 剧烈运动时可高达 /L, 运动停止后数小时 内恢复至原来水平, 这主要是循环池的粒细胞重新分配所致 女性在妊娠末期白细胞数波动于 (12~ 17) 10 9 /L 之间, 分娩时可高达 /L, 分娩后 2~5 d 恢复到原先水平 ( 二 ) 白细胞的生理特性和功能 1. 白细胞的生理特性 变形游走性 化学趋化性 较强的吞噬能力 除淋巴细胞外, 白细胞都能伸出伪足做变形运动, 借变形运动白细胞可以穿过血管壁, 这一过程称 为白细胞渗出 (diapedisis) 白细胞具有向某些化学物质游走的特性, 称为趋化性 (chemotaxis) 白细 胞趋向的物质包括 : 人体细胞的降解产物 抗原 - 抗体复合物 毒素和细菌等 白细胞游走到细菌等异 物周围, 能把异物包围起来并吞入胞质内, 这一过程称为吞噬作用 (phagocytosis) 各类白细胞都含有 某些酶, 如蛋白酶 多肽酶 淀粉酶 酯酶和脱氧核糖核酸酶等 白细胞借助于血液的运输, 到达发挥 作用的部位 2. 白细胞的功能 (1) 中性粒细胞粒细胞中多数为中性粒细胞, 核呈分叶状, 故又称为多形核白细胞 (polymorphonuclear leukocyte) 它们在血管内停留的时间平均只有 6~8 h, 很快穿过血管壁进入组织发挥作用, 而且进入 组织后不再返回血液 在血管内的中性粒细胞, 只有一半随血液循环, 称为循环池, 通常白细胞计数 仅反映这部分中性粒细胞的数量 ; 另一半中性粒细胞附着在小血管壁, 称为边缘池 在两部分细胞可 以互相交换, 保持动态平衡 此外, 在骨髓中还贮备有约 成熟的中性粒细胞, 当机体需要时 可大量进入循环血液 中性粒细胞是血液中主要的吞噬细胞, 其功能是 :1 在细菌感染或急性炎症反应时杀死细菌和 调节炎症反应 它处于机体抵御病原微生物特别是化脓性细菌入侵的第一线, 当组织发生炎症时, 被 趋化到炎症部位吞噬细菌 中性粒细胞内含有大量溶酶体酶, 能将吞噬入细胞内的细菌和组织碎片分 解 ; 入侵的细菌被中性粒细胞包围在一个局部, 不能在体内扩散, 当中性粒细胞吞噬了数十个细菌后, 其本身即解体, 释出各种溶酶体酶, 能溶解周围组织而形成脓肿 中性粒细胞数减少到 /L 时, 可使机体抵抗力明显降低而容易发生感染 2 中性粒细胞可吞噬 清除衰老的红细胞和抗原 - 抗体复 合物等 (2) 嗜酸粒细胞嗜酸粒细胞 (eosinophils) 的数目有明显的昼夜周期性变化, 清晨较少 午夜 增多, 这可能与糖皮质激素释放的昼夜波动有关 当血液中糖皮质激素浓度增高时, 嗜酸粒细胞数减

10 第二节血细胞的生理 55 少 嗜酸粒细胞胞质内含有较大的椭圆形嗜酸颗粒, 其中含有过氧化物酶和碱性蛋白, 但缺乏溶菌酶, 因此它虽有微弱的吞噬能力, 但基本上无杀菌作用 嗜酸粒细胞的主要作用是 :1 限制嗜碱粒细胞和肥大细胞在速发型过敏反应中的作用 嗜酸粒细胞被激活时, 能吞噬嗜碱粒细胞和肥大细胞所释放的颗粒, 使它们所含的生物活性物质不能发挥作用 ; 嗜酸粒细胞能释放组胺酶, 而破坏嗜碱粒细胞所释放的组胺活性 ; 嗜酸粒细胞产生的前列腺素 E, 能抑制嗜碱粒细胞合成和释放生物活性物质 ;2 参与对蠕虫的免疫反应 在特异性免疫球蛋白 IgE 抗体和补体 C 3 的作用下, 嗜酸粒细胞可通过其细胞表面的 Fc 受体和 C 3 受体黏着于蠕虫上, 释放颗粒内所含有的碱性蛋白和过氧化物酶等酶类, 损伤蠕虫体 在有寄生虫感染 过敏反应等情况下, 常伴有嗜酸粒细胞增多 (3) 嗜碱粒细胞嗜碱粒细胞的平均循环时间是 12 h 该细胞的胞质中存在碱性染色颗粒, 颗粒内含有肝素 组胺 嗜酸粒细胞趋化因子 A 和过敏性慢反应物质等多种生物活性物质 嗜碱粒细胞释放的组胺和过敏性慢反应物质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, 从而引起哮喘 荨麻疹等过敏反应症状 ; 它所释放的肝素具有抗凝血作用, 有利于保持血管的通畅, 使吞噬细胞能够到达抗原入侵的部位而将其破坏 故嗜碱粒细胞的主要作用是 : 参与人体的变态反应, 与速发型过敏反应密切相关 (4) 单核细胞单核细胞的胞体较大, 它们不是终末细胞, 可通过血管进入组织继续发育成巨噬细胞, 细胞内的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 ) 更大的颗粒和细菌; 此外, 巨噬细胞的溶酶体还含有大量的酯酶, 能够消化某些细菌 ( 如结核杆菌 ) 的脂膜 被激活了的单核 - 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-1 IL-3 IL-6) 肿瘤坏死因子(TNF α ) 干扰素(INF-α -β) 等, 参与其他细胞生长的调控 ; 单核 - 巨噬细胞还在特异性免疫应答的诱导和调节中起调节作用 所以, 单核细胞的作用是 : 吞噬 清除整个血细胞或疟原虫 细菌, 通过其吞噬或胞饮作用, 将病原微生物 衰老 损伤的细胞和异物颗粒摄入细胞内, 形成吞噬小体, 在溶酶体的作用下将其杀灭, 并可杀伤肿瘤细胞 由于单核细胞的趋化迁移速度较中性粒细胞慢, 外周血和骨髓中贮存的单核细胞数量较少, 故炎症局部仅在较晚期才能见到 3. 淋巴细胞淋巴细胞是免疫细胞中的一大类, 在免疫应答反应过程中起核心作用 根据细胞生长发育的过程 细胞表面标志和功能不同, 可将淋巴细胞分成 T 淋巴细胞和 B 淋巴细胞两大类 在功能上,T 淋巴细胞主要参与细胞免疫,B 淋巴细胞则主要参与体液免疫 ( 三 ) 白细胞的生成和调节白细胞与其他血细胞一样, 起源于骨髓中的造血干细胞 ; 在细胞发育过程中都经历定向祖细胞 可识别的前体细胞等阶段而生成具有各种功能的成熟白细胞 白细胞的分化和增殖受到造血生长因子 (hematopoietic growth factors,hgfs) 的调节 这些因子均属糖蛋白, 由淋巴细胞 单核 - 巨噬细胞 成纤维细胞和内皮细胞等合成和分泌 它们有的可以影响多系造血祖细胞的增殖和分化 ; 有的可刺激中性粒细胞 单核细胞和嗜酸性粒细胞的生成 此外, 还有一类抑制因子, 如乳铁蛋白和转化生长因子 -β 等, 可直接抑制白细胞的增殖 生长, 限制造血生长因子的释放或作用 ( 四 ) 白细胞的破坏各种白细胞的寿命长短不一, 很难准确判断 一般来说, 中性粒细胞在循环血液中停留 8 h 左右即进入组织,3~4 d 后即衰老死亡, 或经消化道黏膜从胃肠道排出 ; 若有细菌入侵, 粒细胞

11 56 第三章血液在吞噬活动中可因释放出的溶酶体酶过多而发生 自我溶解, 与被杀灭的细菌和组织碎片一起构成脓液 四 血小板生理 ( 一 ) 血小板的形态 数量血小板是从骨髓中成熟的巨核细胞脱落下来的具有生物活性的小块胞质 呈双凸圆盘状, 直径为 2~4 µm, 除了不具有细胞核外, 其他主要的细胞结构都基本存在 正常成年人血小板的计数值为 (100~300) 10 9 /L, 可有 6%~10% 的变动, 无明显性别差异, 但可因所处的情况不同而有所波动, 通常午后较清晨时多 ; 冬季较春季多 ; 静脉较毛细血管多 ; 剧烈运动后及妊娠中晚期增多 如血小板过少 ( 少于 /L 时 ), 则有出血倾向, 使皮肤和黏膜下出现瘀点, 甚至出现大块紫癜或瘀斑 ( 二 ) 血小板的生理特性 1. 黏附血小板黏着于其他物质表面的过程称为血小板黏附 (platelet adhesion) 当血管内皮细胞受损暴露内膜下的胶原组织时, 血小板立即黏附于胶原组织上 参与血小板黏附的主要成分包括血小板膜糖蛋白 血管内皮下组织和血浆成分, 血浆成分主要是 von Willebrand 因子 ( 简称 vwf) 黏附的可能机制是 : 受损的血管壁暴露内皮下的胶原,vWF 与胶原纤维结合, 引起 vwf 变构, 然后与血小板膜糖蛋白结合, 因此 vwf 是血小板黏附于胶原纤维上的中介物 ; 此外, 在 Ca 2+ 的参与下, 血小板也能黏附于损伤部位间质中的纤维蛋白原和 vwf 上, 起到促进止血作用 血小板膜糖蛋白和血浆 vwf 缺乏或胶原纤维变性都可引起血小板黏附功能减弱, 表现出血倾向 2. 聚集血小板之间相互黏着的过程称为聚集 (aggregation) 有许多因素可引起血小板的聚集 引起血小板聚集的物质称为致聚剂 ( 或诱导剂 ) 生理性致聚剂有:ADP 肾上腺素 5- 羟色胺 组胺 胶原 凝血酶 前列腺素类物质等 ; 病理性致聚剂有细菌 病毒 免疫复合物 药物等 血小板聚集过程通常有两个时相 :1 第一相聚集, 该聚集相因血小板能解聚, 故也称为可逆性聚集相, 常与低浓度 ADP 所引起的作用有关 ;2 第二相聚集, 该聚集相因血小板不能解聚, 故也称为不可逆性聚集相, 与血小板释放高浓度 ADP 有关 研究发现, 血小板释放的血栓素 A 2 (TXA 2 ) 具有很强的促进血小板聚集和缩血管作用 当血小板被激活, 其内的磷脂酶 A 2 也被激活, 进而裂解膜磷脂, 释放出花生四烯酸, 后者在环加氧酶作用下, 生成前列腺素 G 2 (PGG 2 ) 和前列腺素 H 2 (PGH 2 ), 并进一步在血小板的血栓烷合成酶的催化下生成 TXA 2 TXA 2 可降低血小板内 camp 的浓度, 对血小板的聚集具有促进作用 阿司匹林 (aspirin) 能抑制环加氧酶的活性, 减少 TXA 2 的生成, 可对抗血小板的聚集, 防止血栓的形成 此外, 血管内皮细胞中含有前列环素合成酶, 可使 PGH 2 转化为前列环素 (prostacyclin,pgi 2 ) PGI 2 的作用与 TXA 2 相反, 能抑制血小板聚集和舒张血管的作用 在正常情况下, 血中的 PGI 2 和 TXA 2 之间保持动态平衡 3. 释放血小板激活后, 释放其储存在致密体 α 颗粒或溶酶体的内容物的过程称为血小板释放 (platelet release) 或血小板分泌 (platelet secretion) 致密体释放的物质主要有 ADP ATP 5- 羟色胺 Ca 2+ ;α 颗粒中释放的物质有 β- 血小板巨球蛋白 血小板因子 4(PF 4 ) vwf 纤维蛋白原 PF 5 PDGF 等 ; 溶酶体释放的物质主要是酸性蛋白水解酶和组织蛋白水解酶 血小板释放的这些物质与血小板的生理

12 第三节生理性止血 57 功能密切相关 能引起血小板聚集的因素, 大多数也能引起血小板的释放反应, 而且血小板的黏附 聚集与释放几乎是同步发生的 引起血小板释放的机制还不完全清楚, 目前认为可能与血小板内 Ca 2+ 浓度以及微管环状带和骨架蛋白的收缩有关 4. 收缩血小板具有收缩能力 血小板的收缩与其含有的收缩蛋白有关 血小板活化后, 胞质内 Ca 2+ 浓度升高, 可引起血小板的收缩反应 临床上可根据体外血块的回缩的情况大致估计血小板的数量或功能是否正常 5. 吸附血小板表面可吸附血浆中多种凝血因子, 有利于血液凝固和生理止血 ( 三 ) 血小板的生理功能 1. 参与生理性止血的全过程包括血管收缩 血小板血栓的形成和纤维蛋白凝块的形成和维持 ( 见本章第三节 ) 2. 参与凝血功能血小板在血液凝固的过程中具有重要作用 :1 激活的血小板可释放血小板第三因子 (PF 3 ) 为凝血因子提供磷脂表面, 参与内 外源性凝血途径中的第 Ⅱ Ⅹ 因子的激活 ;2 血小板能够吸附多种凝血因子, 增加局部凝血因子的浓度, 加速凝血过程 ;3 血小板内收缩蛋白的收缩, 可使血块收缩 3. 促进和抑制纤维蛋白溶解在纤维蛋白形成的早期, 血小板释放第六因子, 可抑制纤维蛋白的溶解 ; 当血小板黏附 聚集后释放 5- 羟色胺, 可刺激血管内皮细胞释放血管激活物, 激活纤溶酶原, 促进纤维蛋白降解 4. 维护血管壁的完整性血小板可以随时沉着于血管壁以填补内皮细胞脱落留下的空隙, 并能融入内皮细胞对其进行修复 当血小板数量减少时, 皮肤和黏膜可出现瘀斑甚至紫癜, 称为血小板减少性紫癜 ( 四 ) 血小板生成的调节和破坏 1. 血小板生成的调节血小板由巨核细胞的胞质裂解脱落而形成 巨核细胞从骨髓造血干细胞分化而来 早期的巨核系祖细胞 较晚期的巨核系祖细胞 巨核细胞 成熟巨核细胞胞质伸向骨髓窦腔并裂解脱落成为血小板, 血小板随之进入血流 目前认为, 血小板的生成主要受由肝 肾产生的血小板生成素 (thrombopoietin,tpo) 的调节 它能刺激造血干细胞向巨核系祖细胞方向分化, 并特异地促进巨核系祖细胞的增殖 分化, 促进巨核细胞成熟和释放血小板 2. 血小板的破坏血小板进入血液后, 寿命约为 7~14 d, 一般只在最初两天具有生理功能 衰老的血小板主要在脾 肝和肺组织中被吞噬 第三节生理性止血 正常情况下, 小血管破损后引起的出血可在几分钟内自行停止, 此现象称为生理性止血 (physiological hemostasis) 临床上测定从出血到停止出血的间隔时间称为出血时间 (bleeding

13 58 第三章血液 time), 正常值为 1~3 min 其长短反映生理性止血功能的状态 当血小板减少或其功能缺陷时, 出血时间延长, 甚至出血不止 一 生理性止血的基本过程生理性止血过程主要包括 : 血管收缩 血小板血栓形成和血液凝固三个时期 ( 图 3-3) 这三个时期既相继发生, 又相互重叠 图 3-3 生理性止血的基本过程示意图 ( 一 ) 血管收缩期小血管受损后立即引起受损伤处及邻近的血管收缩 若破损不大, 可使血管破口自行封闭 引起血管收缩的原因有 :1 损伤刺激反射性引起血管收缩 ;2 损伤处的血管内皮细胞以及黏附于该处的血小板释放缩血管物质, 如 5- 羟色胺 血栓素 A(thromboxane 2 A 2,TXA 2 ) 儿茶酚胺 内皮素(endothelin, ET) 等, 它们促使血管收缩 ;3 血管壁的损伤引起局部的血管肌源性收缩 收缩的血管血流速度减慢甚至被阻断, 从而限制出血 ( 二 ) 血小板血栓形成期血管收缩的同时, 被激活的血小板迅速地黏附 聚集在血管破损处, 形成一个松软的止血栓阻塞伤口 封闭出血, 实现初步止血 ( 三 ) 血液凝固期血管受损的同时, 血浆及组织中的凝血系统被激活, 在局部很快出现血浆凝固, 使血浆中可溶性的纤维蛋白原转变成不溶性的纤维蛋白, 并交织成网, 以加固止血栓 最后, 局部纤维组织增生, 并长入血凝块, 达到永久性止血 通常在凝血系统被激活的同时, 血浆中的抗凝与纤维蛋白溶解系统也被激活, 以限制凝血过程, 防止血凝块不断增大, 确保正常的血液循环 二 血液凝固血液凝固 (blood coagulation) 或血凝是指血液由可流动的液态转变成不能流动的凝胶状固态的过程 血凝的实质是血浆中的可溶性的纤维蛋白原变成不溶性的纤维蛋白的过程 从出血到出现凝血的间隔时间, 称为凝血时间 (coagulation time), 正常为 2~8 min, 试管测定法为 5~ 15 min 血液凝固 1~2 h 后, 血块发生收缩, 并释出淡黄色的液体, 即血清 (serum) 血清与血浆的区别在于 : 血清缺乏在凝血过程中被消耗掉的一些凝血因子, 但增添了少量的在血液凝固过程中由血管内皮细胞和血小板释放的化学物质 目前认为, 血液凝固是由一系列凝血因子参与的复杂的蛋白水解过程

14 ( 一 ) 凝血因子 第三节生理性止血 59 血浆与组织中直接参与血液凝固的物质, 统称为凝血因子 (coagulation factor, 或 clotting factor), 参与凝血的因子有十多种, 其中由国际凝血因子命名委员会根据发现的先后顺序, 以罗马数字编号的 有 12 种, 即凝血因子 Ⅰ~ⅫⅠ( 简称 FⅠ~FⅫⅠ, 其中 FⅥ 是血清中 FⅤ 的活化形式, 即 FⅤa, 故因 子 Ⅵ 不是一个独立的凝血因子 ) 此外, 还有前激肽释放酶 高分子量激肽原以及血小板磷脂等可直接 参与凝血过程 ( 表 3-3) 表 3-3 按国际命名法编号的凝血因子 编号同义名编号同义名 因子 Ⅰ 纤维蛋白原因子 Ⅷ 抗血友病因子 (AHF) 因子 Ⅱ 凝血酶原因子 Ⅸ 血浆凝血激酶 (PTC) 因子 Ⅲ 组织凝血激酶因子 Ⅹ Stuart-Prower 因子 因子 Ⅳ Ca 2+ 因子 Ⅺ 因子 Ⅴ 前加速素因子 Ⅻ 接触因子 血浆凝血激酶前质 (PTA) 因子 Ⅶ 前转变素因子 ⅫⅠ 纤维蛋白稳定因子 凝血因子特点有 :1 除 Ca 2+ 和血小板磷脂外, 其余的凝血因子均为蛋白质, 其中因子 Ⅱ Ⅶ Ⅸ Ⅹ Ⅺ Ⅻ ⅫⅠ 和前激肽释放酶都是蛋白酶 ( 内切酶 ), 每一种酶只对特定的肽链进行 有限的水解 ;2 除因子 Ⅲ( 又称为组织因子 ) 外, 其他凝血因子均存在于血浆之中, 且大多数 由肝合成, 其中因子 Ⅱ Ⅶ Ⅸ Ⅹ 的生成需要维生素 K 的参与, 故又称它们为依赖维生素 K 的 凝血因子 ;3 正常时, 大多数凝血因子都以无活性的酶原形式存在, 必须通过其他酶的水解, 暴露或形成活性中心后才具有酶的活性, 这一过程称为凝血因子的激活 被激活的凝血因子习惯 上在其缩写符号的右下角标上 a ( 意为 activated), 如凝血酶原 ( 因子 Ⅱ) 被激活变成凝血酶 ( 因 子 Ⅱ a), 因子 Ⅹ 被激活为因子 Ⅹa ( 二 ) 凝血的基本过程 凝血过程是一系列凝血因子被有限水解 逐个激活的过程, 形成 瀑布 样连锁反应, 最终形成 纤维蛋白 这一过程可分为三个基本步骤 : 凝血酶原激活复合物 的形成 凝血酶原的激活和纤维蛋白的生成 ( 图 3-4) 根据启动方式和参与的凝血因子的不同, 激活型的因子 Ⅹ 的形成有内源性凝血途径和外源性凝血途径 ( 图 3-5) 两种 两 条参与途径的主要区别在于启动方式和参与的凝血因子不相 同 但两条途径中的某些凝血因子可以相互激活, 故两者间相 互联系, 并不各自完全独立, 而是在机体的整个凝血过程中可 能发挥不同的作用 两个途径的会合点在于激活型的因子 Ⅹ 的形成 1. 内源性凝血途径 图 3-4 凝血的基本过程示意图 内源性凝血途径 (intrinsic pathway of blood coagulation) 是指完全依靠血浆内的凝血因子激活因子 Ⅹ 的途径 其启动因子是因子 Ⅻ 例如, 血管内膜损伤或将血液抽出放置在玻璃管内的情况 该途径 按反应的特点, 可分为三个阶段 : (1) 表面激活阶段 由 FⅫ 接触异物表面而激活到 FⅪ a 形成血管内膜损伤处暴露出胶原 纤维, 或带有负电荷的异物表面 ( 如玻璃 白陶土 硫酸等 ), 当与 FⅫ 接触时, 可使它转变成具 有活性的 FⅫ a 少量的 FⅫ a 可激活前激肽释放酶, 使之形成激肽释放酶 (kallikrein), 该酶转而

15 60 第三章血液又能激活 FⅫ, 使之生成更多的 FⅫ a, 从而形成接触激活的正反馈效应 在 FⅫ a 的作用下,FⅪ 转变为 FⅪ a 图 3-5 血液凝固过程示意图 PL: 磷脂 ;PK: 前激肽释放酶 ;K: 激肽释放酶 ;HK: 高分子激肽原 ( 图中罗马数字表示各相应的凝血因子 ) (2) 磷脂表面阶段 由 FⅨ 激活到凝血酶形成此阶段因在血小板磷脂表面上进行而得名 FⅪ a在 Ca 2+ 的参与下, 可将 FⅨ 转变成 FⅨ a再与 FⅧ Ca 2+ 和 PF 3 在血小板磷脂表面上形成 FⅧ 复合物 复合物中的 FⅨa 是一种蛋白水解酶, 能使 FⅩ 水解而被激活成 FⅩa;FⅧ 是一个辅助因子, 对 FⅩ 的激活起加速作用, 可使反应速度提高 20 万倍 FⅩa 生成后, 与 FⅤ PF 3 和 Ca 2+, 在血小板磷脂表面上形成 凝血酶原激活物, 在它的作用下, 凝血酶原 (prothrombin) 被激活成凝血酶 缺乏因子 Ⅷ Ⅸ 和 Ⅺ 的患者凝血过程非常缓慢, 甚至微小的创伤就可能导致出血不止, 可分别引起甲 乙 丙型血友病 (hemophilia) (3) 纤维蛋白形成阶段 由 FⅠ 被激活到纤维蛋白多聚体形成凝血酶 (thrombin) 能迅速催化纤维蛋白原, 使之成为纤维蛋白单体 在 Ca 2+ 的作用下, 凝血酶还能激活成为 a, 其能使纤维蛋白单体变为牢固的 不溶性的纤维蛋白多聚体, 交织成网, 把血细胞网罗于其中而形成凝血块 2. 外源性凝血途径外源性凝血途径 (extrinsic pathway of blood coagulation) 是指启动凝血的因子是来自组织细胞的组织因子 (tissue factor,tf), 即因子 Ⅲ, 而不是来自血液, 故也称为凝血的组织因子途径 FⅢ 广泛存在于血管外组织中, 是一种磷脂蛋白质 在生理情况下, 直接与循环血液接触的血细胞和内皮细胞不表达组织因子 ; 只有当血管损伤时释放 FⅢ, 并与 FⅦ 相结合, 使 FⅦ 激活转变为 FⅦ a, 成为 FⅦa- 组织因子复合物, 它们在磷脂和 Ca 2+ 存在的情况下, 迅速激活 FⅩ, 生成 FⅩa 此后形成的凝血酶原激活的过程与内源性凝血途径过程相同 生理性止血既有内源性凝血途径的激活, 也有外源性凝血途径的激活 这是因为组织损伤时, 既有血管内皮的损伤, 暴露出皮下胶原纤维启动内源性凝血途径, 同时细胞受损, 释放 FⅢ, 又启动外

16 第三节生理性止血 61 源性凝血途径 目前认为, 体内凝血过程主要是外源性途径 ( 又称为组织因子途径 ) 启动的 在外源性凝血途径的启动中, 组织因子的 启动物 起锚定作用, 有利于使生理性凝血过程局限于受损血管的部位 但在某些病理情况 ( 如体外循环血液接触血泵表面 人工瓣膜等 ) 下, 内源性凝血过程的启动也具有重要的病理生理学意义 综上所述, 凝血过程是一个正反馈过程, 一旦触发就会连续不断地进行, 迅速完成 ; 在凝血过程中 Ca 2+ 具有重要的促凝作用, 故在临床上可用于促进凝血 ( 加入 Ca 2+ ) 或抗凝血 ( 去除 Ca 2+ ); 凝血过程的每个步骤都是密切联系的, 某一环节受阻, 则整个凝血过程就不能完成 三 体内的抗凝血系统在生理情况下, 机体不可避免地会出现血管内皮损伤, 由此发生凝血, 但这一过程仅限于受损的局部而不至于扩展到全身, 阻碍血液循环 这意味着体内存在着与凝血系统相对抗的抗凝血系统 (anticoagulative system) 目前知道体内的抗凝血系统包括细胞抗凝系统( 如血管内皮系统对凝血因子 组织因子 凝血酶原复合物以及可溶性纤维蛋白单体的吞噬 ) 和体液抗凝血系统 ( 如丝氨酸蛋白酶抑制物 蛋白质 C 系统 组织因子途径抑制物和肝素等 ), 使体内的生理性凝血过程在时间和空间上受到严格的控制 ( 一 ) 血管内皮的抗凝血作用正常的血管内皮的抗凝血作用有 :1 血管内皮的屏障作用, 能防止凝血因子和血小板与内皮下成分接触, 从而避免凝血系统的激活和血小板的活化 ;2 血管内皮的抗血小板和抗凝血功能, 血管内皮细胞可合成 释放多种生物活性物质如 : 前列环素 (PGI 2 ) 和一氧化氮 (NO), 它们能抑制血小板的聚集 ; 乙酰肝素蛋白多糖与抗凝血酶 Ⅲ(antithrombin Ⅲ,AT Ⅲ) 结合后, 可灭活活化了的凝血因子 ; 组织因子途径抑制物和抗凝血酶 Ⅲ 具有抗凝作用 ; 组织型纤溶酶原激活物可激活纤维蛋白溶解酶, 可以分解已形成的纤维蛋白, 以保证血管的通畅 ( 二 ) 纤维蛋白的吸附 血流的稀释以及单核巨噬细胞的吞噬作用纤维蛋白与凝血酶有高度亲和力, 结合后可加速凝血过程, 避免了凝血酶的扩散 ; 进入循环中的活化了的凝血因子可被血流稀释和被单核巨噬细胞吞噬 ( 三 ) 生理性抗凝物质 1. 丝氨酸蛋白酶抑制物血浆中丝氨酸蛋白酶抑制物主要有 : 抗凝血酶 Ⅲ 补体 C 1 抑制物 α 1 - 抗胰蛋白酶 α 2 - 抗纤溶酶 α 2 - 巨球蛋白 肝素辅助因子 Ⅱ 等 其中最重要的是肝细胞和血管内皮细胞分泌的抗凝血酶 Ⅲ, 它通过本身分子中的精氨酸残基与凝血因子 Ⅸ a Xa Ⅺ a Ⅻ a和凝血酶分子中活性部位的丝氨酸残基结合, 从而使这些凝血因子失活, 达到抗凝作用 正常情况下, 抗凝血酶 Ⅲ 的直接抗凝作用非常慢且很弱, 不能有效地抑制血液凝固, 但它与肝素结合后抗凝作用可增加约 倍 ; 通常在循环血液的血浆中几乎无肝素的存在, 抗凝血酶 Ⅲ 通过与内皮细胞表面的硫酸乙酰肝素结合而增强血管内皮的抗凝功能 2. 蛋白质 C 系统主要包括 : 蛋白质 C 凝血酶调节蛋白 蛋白质 S 和蛋白质 C 的抑制物 蛋白质 C 由肝合成, 并需要维生素 K 的参与, 主要以酶原形式存在于血浆中 当凝血酶与血管内皮细胞上的凝血酶调节蛋白结合后, 可激活蛋白质 C, 其主要作用有 :1 可灭活 FVa 和 FⅧ a;2 抑制 FX 及凝血酶原的激活 ; 3 促进纤维蛋白溶解

17 62 第三章血液 3. 组织因子途径抑制物组织因子途径抑制物是由血管内皮细胞分泌的一种糖蛋白, 是外源性凝血途径的特异性抑制剂, 是体内主要的生理性抗凝物质 它能与 FXa 结合而抑制 FXa 的催化活性, 并与 FⅦa- 组织因子复合物结合, 从而使其灭活, 发挥负反馈性抑制外源性凝血途径的作用 4. 肝素肝素 (heparin) 是由肥大细胞和嗜碱粒细胞产生的一种酸性黏多糖, 肺 心 肝 肌肉组织中含量丰富, 它能与血浆中的一些抗凝蛋白质结合, 增强抗凝蛋白质的抗凝活性, 如肝素与抗凝血酶 Ⅲ 结合可使抗凝血酶 Ⅲ 与凝血酶的亲和力增强 100 倍 所以肝素也是一种有效的抗凝物质, 临床上把它作为一种抗凝剂, 广泛应用于防治血栓性疾病 肝素除有抗凝作用外, 还能增强蛋白质 C 的活性 激活血管内皮细胞释放纤溶酶原激活物, 增强纤维蛋白溶解 四 加速或延缓血液凝固的方法 ( 一 ) 加速血液凝固的方法在进行外科手术时, 常用温热的生理盐水纱布或明胶海绵压迫伤口止血, 这是由于粗糙面可以促进血小板黏着和解体, 提高温度则可加速凝血过程的酶促反应 ; 此外, 为了预防手术中患者大失血, 常在术前注射维生素 K, 以促进肝大量合成凝血酶原等凝血因子, 起到加速凝血的作用 ; 祖国医学中有许多中草药, 如云南白药 三七等也能够促进血液的凝固 ( 二 ) 延缓或防止凝血的方法若将血液置于温度较低而又管壁光滑的试管中则可延缓凝血 ; 在临床化验或输血时, 常加入一定量的柠檬酸钠或草酸钠 草酸钾等抗凝剂, 它们可以与血浆中的 Ca 2+ 结合成不易解离的可溶性络合物柠檬酸钙或草酸钙沉淀, 以去除 Ca 2+, 使血液不能凝固 ( 此法仅用于体外 ); 在体内或体外, 加入肝素均有抗凝血作用 五 纤维蛋白溶解与抗纤溶正常情况下, 组织损伤后所形成的凝血块在完成生理性止血后将逐步地被溶解, 从而保证血管的畅通, 以利损伤组织的修复和再生 纤维蛋白凝块被溶解主要依赖于纤维蛋白溶解系统 ( 简称纤溶系统 ) 纤溶系统的正常功能活动具有重要意义, 一方面在生理性止血过程中, 凝血块形成的止血栓可堵塞血管, 停止出血, 血管创伤愈合后, 构成止血栓的纤维蛋白凝块又会被逐渐降解液化, 使被堵塞的血管重新通畅 ; 另一方面, 纤溶系统对于防止凝血过程的蔓延和血栓的形成, 使血液经常保持液体状态起重要作用 ( 一 ) 纤维蛋白溶解系统纤维蛋白溶解 (fibrinolysis) 是指血液凝固所形成的纤维蛋白凝块被分解 液化的过程, 简称纤溶 纤溶系统 (fibrinolytic system) 包括四类成分 :1 纤维蛋白溶解酶原 (plasminogen, 简称纤溶酶原 );2 纤维蛋白溶解酶 (plasmin, 简称纤溶酶 );3 纤溶酶原激活物 (plasminogen activator);4 纤溶抑制物 纤溶的基本过程分为两个阶段, 即纤溶酶原的激活与纤维蛋白的降解 ( 图 3-6) 图 3-6 纤维蛋白溶解系统示意图

18 第四节血型与输血 纤溶酶原的激活正常血浆中的纤溶酶是以无活性的纤溶酶原形式存在的, 必须激活后才有催化活性 其主要是由肝产生, 嗜酸粒细胞也可少量合成 纤溶酶原在激活物的作用下进行有限的水解, 脱下一段肽链而激活成纤溶酶 纤溶酶原的激活物包括 : (1) 血浆激活物这类激活物又称为依赖于凝血 FⅩⅡ 的激活物 由于 FⅩⅡa 既是内源性凝血途径的启动因子, 又可以导致纤溶酶原的激活, 这一类激活物可能使凝血和纤溶两个系统互相配合并保持平衡 (2) 血管激活物血管激活物是由血管内皮细胞合成和释放的 当血管内出现凝血块时, 可引起血管内皮释放大量激活物, 吸附在凝血块上, 很少游离于血流之中 (3) 组织激活物组织激活物广泛分布于组织器官之中, 以子宫 甲状腺 前列腺 淋巴结 肾上腺含量最多, 肺 卵巢 骨骼肌和脑中的含量次之 当这些组织器官受损时可大量释放 这类激活物的作用是在血管外促进纤维蛋白溶解, 以利于组织的修复和创伤的愈合 当上述组织器官受损时, 组织激活物可大量释放 临床上, 施行子宫 甲状腺 肺等手术后易渗血, 妇女月经血在正常情况下不凝固等现象, 均与这些组织中的组织激活物含量丰富有关 此外, 肾合成并释放的尿激酶 (urokinase) 也是一种很强的组织激活物, 它能催化纤溶酶原转变成纤溶酶, 具有较强的溶栓作用, 临床上用于治疗血栓病 ; 胆汁 唾液 乳汁 脑脊液 羊水 腹水以及关节腔中均含有激活物原或激活物, 具有防止纤维蛋白栓塞 保持管腔通畅的作用 2. 纤维蛋白与纤维蛋白原的降解纤溶酶是一种丝氨酸蛋白酶, 是血浆中活性最强的蛋白酶, 特异性很小 在纤溶酶的作用下, 纤维蛋白和纤维蛋白原可被水解为许多可溶性小肽, 称为纤维蛋白降解产物, 并且这些降解产物一般不再发生凝固, 其中部分小肽还具有抗凝血作用 此外, 纤溶酶还能水解凝血酶 FⅡ FVa FⅧ a FⅨ a FⅫ a 等凝血因子 当纤溶酶功能亢进时, 可因凝血因子的大量分解以及纤维蛋白降解产物的抗凝作用而有出血的倾向 在正常情况下, 血管内皮表面经常有低水平的纤溶活动, 很可能血管内也经常有低水平的凝血过程, 两者处于平衡状态 ( 二 ) 纤溶抑制物 抗纤溶作用人体内存在许多可抑制纤溶系统活性的物质 主要的纤溶抑制物有 :1 纤溶酶原激活物抑制物 -1 (plasminogen activator inhibitor type-1,pai-1), 能抑制组织型纤溶酶原激活物和尿激酶 ;2 α 2 - 抗纤溶酶 (α 2 -antiplasmin) 和 α 2 - 巨球蛋白, 能抑制纤溶酶的活性 ;3 补体 C 1 抑制物, 能够灭活激肽释放酶和 FⅫ a, 从而阻断尿激酶原的活化等 正常生理情况下, 机体内凝血与纤溶两个活动过程始终是处于动态平衡之中, 使机体既无出血现象, 又无血栓形成, 保持血液经常处于流动状态 第四节血型与输血 一 血型与红细胞凝集 ( 一 ) 血型的概念 1901 年奥地利人 Landsteiner 发现的第一个人类血型系统是 ABO 血型系统, 从此为人类揭开了血型的奥秘, 使输血成为安全度较大的临床治疗手段

19 64 第三章血液 血型 (blood group) 是指红细胞膜上存在的特异性抗原的类型 若将血型不相容的两个人的血滴 放在玻片上混合, 红细胞马上会凝集成簇, 这种现象称为红细胞凝集 (agglutination) 现已知道, 不 同人的血液其抗原类型存在差异, 人们把血细胞表面上含有的抗原物质, 称为凝集原 (agglutinogen), 即血型抗原, 其本质是镶嵌于红细胞膜上的一些特异蛋白质 糖蛋白或糖脂, 它们在凝集反应中起抗 原作用 ; 而在血清中则含有与之相应的特异性抗体, 则称为凝集素 (agglutinin), 即血型抗体, 其本 质是溶解在血浆中的 γ- 球蛋白 当含有某种凝集原的血细胞和另一种与之相对应的血清凝集素相遇时, 就会发生一系列的反应, 使红细胞凝集成团, 并进而出现溶血现象, 即凝集反应 当人体输入血型不同的血液时, 在血管内也 可发生同样的情况, 这些凝集成簇的红细胞可能堵塞毛细血管, 溶血将损伤肾小管, 同时常伴发过敏 性反应, 严重时可危及生命 因此, 血型的鉴定, 在输血和器官移植时具有重要的意义 现代免疫学已经证实, 红细胞的凝集反应就是抗原 - 抗体免疫反应, 凝集原就是抗原, 凝集素 就是抗体 1995 年国际输血协会 (ISBT) 认可的红细胞血型系统有 23 个,193 种抗原 医学上较 重要的血型系统是 ABO Rh MNSs Lutheran Kell Lewis Duff 及 Kidd 等, 将这些血型的血 液输入血型不相容的受血者, 都可产生溶血性输血反应 与临床关系最密切的是 ABO 血型系统和 Rh 血型系统 ( 二 ) 红细胞 ABO 血型系统 1.ABO 血型的分类依据 按红细胞膜上所含凝集原类型分类 ABO 血型系统是依据红细胞膜上所含凝集原类型而将人类血液分成四种血型 ( 表 3-4): 红细胞 膜上只含有凝集原 A 的为 A 型血, 只含有凝集原 B 的为 B 型血, 两种凝集原都存在的为 AB 型血, 两种凝集原皆不存在的称为 O 型血 血 型 红细胞表面的抗原 ( 凝集原 ) 表 3-4 ABO 血型抗原 抗体及其凝集反应 血清中的抗体 ( 凝集素 ) 凝集试验 A 型血清 ( 含抗 B) B 型血清 ( 含抗 A) A A 抗 B + B B 抗 A + AB A 及 B 无 + + O 无抗 A 及抗 B 注 :+ 表示有凝集反应, 表示无凝集反应 不同血型的人的血清中含有不同的凝集素, 但不含对抗本身红细胞凝集原的凝集素 在 A 型血的血清中只含抗 B 凝集素 ;B 型血的血清中只含抗 A 凝集素 ;AB 型血的血清中一般不含抗 A 和抗 B 凝集素, 而 O 型血的血清中含抗 A 和抗 B 凝集素 ABO 血型系统含有几种亚型, 与临床关系密切的是 A 型中的 A 1 与 A 2 亚型, 在 A 1 型红细胞上含有 A 与 A 1 凝集原, 而 A 2 型红细胞上仅含有 A 凝集原 ; 在 A 1 型血清中只含有抗 B 凝集素, 而 A 2 型血清中则含有抗 B 凝集素和抗 A 1 凝集素 虽然在我国汉族人中 A 2 型和 A 2 B 型只占 A 型和 AB 型人群的 1% 以下, 但由于 A 1 型红细胞可与 A 2 型血清中的抗 A 1 凝集素发生凝集反应, 而且 A 2 型和 A 2 B 型红细胞比 A 1 型和 A 1 B 型红细胞的抗原性弱得多, 在与抗 A 抗体反应时, 有时不易检测到, 容易使 A 2 型和 A 2 B 型血被误定为 O 型和 B 型, 因此在输血时应注意 A 亚型的存在 2.ABO 血型系统抗原的形成在 ABO 血型系统中,A B 抗原都是在 H 物质 (H 抗原 ) 的基础上形成的 在 A 基因的控制下,

20 第四节血型与输血 65 细胞合成的转糖基酶 (A 酶 ), 能使一个乙酰半乳糖胺基连接到 H 物质上, 形成 A 抗原 ; 而在 B 基因的控制下, 合成的转糖基酶 (B 酶 ), 则能把一个半乳糖基连接到 H 物质上, 形成 B 抗原 ;O 型红细胞虽然不含 A B 抗原, 但有 H 物质 所以四种血型的红细胞上都含有 H 抗原, 但其抗原性较弱, 因此血清中一般不含有抗 H 抗体 ABO 血型系统各种血型抗原的特异性取决于暴露在红细胞膜上的糖蛋白或糖脂所含的少数糖基组成的寡糖链 3.ABO 血型系统抗体的形成 ABO 血型抗体属于天然抗体 ( 指未暴露于相关红细胞所产生的血型抗体 ), 于出生后 2~8 个月开始产生,8~10 岁达高峰 这些抗体是完全抗体, 多为 IgM, 其相对分子质量大, 不能通过胎盘, 一般不会引起新生儿溶血病 4.ABO 血型的鉴定和结果的判断正确地鉴定血型是保证安全输血的基础 在一般输血中必须保证 ABO 血型系统相合才能输血 鉴定 ABO 血型的方法是 : 在玻片上分别滴上一滴抗 B 一滴抗 A, 在每一滴血清上再加一滴待测红细胞悬液, 轻轻摇动, 使红细胞和血清混匀, 观察有无凝集现象 若待测红细胞与抗 B 血清发生凝集反应, 而与抗 A 血清未发生凝集反应, 为 B 型 ; 待测红细胞与抗 A 血清发生凝集反应, 与抗 B 血清未发生凝集反应, 为 A 型 ; 待测红细胞与抗 A 抗 B 血清均发生凝集反应, 为 AB 型 ; 待测红细胞与抗 A 抗 B 血清均不发生凝集反应, 为 O 型 ( 图 3-7) 5.ABO 血型的遗传人类的血型是可以通过遗传基因而遗传给后代的 ABO 血型系统的遗传是由第 9 号染色体 (9q34.1~q34.2) 上的 A B O 三个等位基因来控制的 图 3-7 ABO 血型的鉴定在一对染色体上只可能出现上述三个基因中的两个, 分别由父 母双方各遗传一个给子代 三个基因可组成六组基因型 ( 表 3-5) 表 3-5 ABO 血型的遗传类型 基因型 OO AA,AO BB,BO AB 表现型 O A B AB 由于 A 和 B 基因是显性基因,O 基因是隐性基因, 故血型的表现型仅四种 血型相同的人, 其遗传基因型不一定相同 例如, 表现型为 A 型血型的人, 其遗传型可为 AA 或 AO; 表现型为 O 型者, 其遗传型只能是 OO 由于表现型为 A 或 B 者可能分别来自 AO 和 BO 基因型, 故 A 型或 B 型的父母完全可能生下 O 型表现型的子女 因此, 根据血型的遗传规律, 我们就可以通过子女的血型表现型, 来判断亲子关系 例如,AB 型的人不可能是 O 型子女的父亲或母亲 值得注意的是, 在法医学上根据血型来判断亲子关系时, 血型的鉴定只能作为否定亲子关系的参考依据, 而不能就此做出肯定的判断 ( 三 )Rh 血型系统 1.Rh 血型系统的发现与分型 Rh 血型系统发现于 1940 年,Landsteiner 和 Wiener 用恒河猴 (Rhesus monkey) 的红细胞重复

21 66 第三章血液注射入家兔体内, 使家兔血清中产生抗恒河猴红细胞的抗体, 再用含这种抗体的血清与人的红细胞混合, 发现在白种人中约有 85% 的人红细胞可被这种血清凝集, 表明这些人的红细胞膜上具有与恒河猴相同的抗原, 故称为 Rh 阳性血型 ; 另有约 15% 的人红细胞不被这种血清凝集, 称为 Rh 阴性血型 这种血型系统即称为 Rh 血型系统 在我国各族人群中, 汉族和其他大部分民族的人属 Rh 阳性的约占 99%,Rh 阴性的人只占 1% 左右 但是在某些少数民族中,Rh 阴性的人较多, 如塔塔尔族为 15.8%, 苗族为 12.3%, 布依族和乌孜别克族均为 8.7% 在这些民族居住的地区,Rh 血型问题应受到特别的重视 现已发现四十多种 Rh 抗原 ( 也称 Rh 因子 ), 与临床关系密切的是 D E C c e 五种 其中 D 抗原的抗原性最强 医学上通常将红细胞膜上含有 D 抗原者称为 Rh 阳性 ; 而红细胞膜上缺乏 D 抗原者称 Rh 阴性 2.Rh 血型系统在医学上的意义人的血清中不存在抗 Rh 的天然抗体, 只有当 Rh 阴性的人接受 Rh 阳性的血液后, 通过体液免疫才产生抗 Rh 的抗体, 是一种不完全抗体 IgG, 相对分子质量较小, 能通过胎盘 因此,Rh 阴性的受血者第一次接受 Rh 阳性的血液输血后, 一般不产生明显的反应 ; 但在第二次或多次再接受输入 Rh 阳性的血液时, 即可发生抗原 - 抗体反应, 输入的 Rh 阳性红细胞即被凝集而溶血 一个怀有 Rh 阳性的胎儿的 Rh 阴性的母亲在分娩过程中,Rh 阳性胎儿的少量红细胞或 D 抗原可通过胎盘进入母体, 使母体产生免疫性抗体, 主要是抗 D 抗体, 但母体血液中的抗体浓度是缓慢增加的, 一般需要数月的时间, 因此,Rh 阴性的母亲怀第一胎 Rh 阳性胎儿时, 很少出现新生儿溶血的情况 ; 但在第二次妊娠时, 母体内的抗 Rh 抗体可进入胎儿体内, 而引起新生儿溶血 若在 Rh 阴性母亲生育第一胎后, 及时输注特异性抗 D 免疫球蛋白, 中和进入母体的 D 抗原, 可避免 Rh 阴性母亲致敏, 可预防第二次妊娠时新生儿溶血的发生 二 输血输血 (transfusion) 已成为治疗某些疾病 抢救伤员生命和保证一些手术得以顺利进行的重要手段 但是, 为了保证输血的安全和提高输血的效果, 必须遵守输血原则, 注意输血的安全 有效和节约 ( 一 ) 输血的原则与交叉配血在输血前, 必须鉴定血型, 保证供血者与受血者的 ABO 血型相合, 因为 ABO 血型系统不相容的输血常引起严重的输血反应 对于在生育年龄的妇女和需要反复输血的患者, 还必须使供血者与受血者的 Rh 血型相合, 以避免受血者在被致敏后产生抗 Rh 的抗体 即使在 ABO 血型相同的人之间进行输血, 在输血之前也必须作交叉配血试验 (cross-match test), 即把供血者的红细胞与受血者的血清进行配合, 这称为交叉配血的主侧 ; 将受血者的红细胞和供血者的血清作配合试验, 这称为交叉配血试验的次侧 ( 图 3-8) 这样, 既可鉴定血型的测定是否有误, 又能发现他们的红细胞或血清中是否存在其他不相容的凝集原或凝集素 如果交叉配血试验的两侧都没有凝集反应, 即为配血相合, 可以输血 ; 如果主侧有凝集反应则为配血不合, 不能输血 ; 如果主侧无凝集反应, 而次侧有凝集反应, 则只能在紧急情况下输血 ( 如将 O 血型输给其他图 3-8 交叉配血试验示意图血型的受血者, 或 AB 型受血者接受其他血型血液 ), 但输血时不宜太快太多, 只能一次 少量 缓慢进行, 并密切观察, 如发生输血反应则应立即停止输血

22 第四节血型与输血 67 ( 二 ) 输血的类型根据供血者的来源, 输血可分为异体输血 (allogenetic transfusion) 和自体输血 (autologous transfusion); 根据输注血液的成分可分为全血输血和成分输血 (transfusion of blood components) 异体输血较为常用, 但近年来自体输血正在迅速发展 自体输血是指在手术前先抽取并保存患者自己的一部分血液, 在以后进行手术时可以按需要再将血液输给患者自己 在给予补充铁剂的情况下, 可以根据患者的情况分次抽取血液, 例如, 在三周时间内共抽取 1 000~1 500 ml 血液并保存 由于重组人类促红细胞生成素 (rhepo) 在自身供血中的应用, 使自体输血更容易被接受 自体输血的主要优点是 :1 可减少血源传播性疾病的传播 ( 如艾滋病 肝炎 疟疾 大细胞病毒感染等 );2 防止与输注异体血细胞有关的并发症, 如血型不合引起的溶血和异体白细胞引起的发热反应等 ;3 多次取血可刺激骨髓红系造血, 有利于促进取血后血细胞量的恢复 随着医学和科学技术的进步, 由于血液成分分离机的广泛应用以及分离技术和成分血的质量不断提高, 输血疗法已经从原来的单纯输全血发展成为成分输血, 即把人血中的各种有效成分如红细胞 粒细胞 血小板和血浆分别制备成高纯度或高浓度的制品再进行输注 患不同疾病的患者对输血有不同的要求, 严重贫血的患者, 主要是红细胞数量不足, 血液总量不一定减少, 故以输注浓缩红细胞悬液为佳 ; 大面积烧伤患者, 主要是创伤面渗出使血浆丢失, 故应输注血浆或血浆代用品如右旋糖酐溶液等 ; 对某些出血性疾病的患者, 可根据病因输入浓缩的血小板悬液或含凝血因子的新鲜血浆以促进止血和凝血过程 Summary 1. Blood is a liquid tissue in circulation system. Blood accounts for about 7 %~8% of the body weight in adults, which corresponds to a blood volume of 4~6 liters. The blood is composed of plasma and blood cells. The blood cells are the erythrocytes (red blood cells, RBC), the leukocytes (white blood cells, WBC), and the platelets (thrombocytes). The functions of blood are transport, buffer function, removal waste products, regulation of body temperature, physiological hemostasis and protection against foreign substances and organisms. 2. The osmotic pressure of plasma includes crystalloid osmotic pressure and colloid osmotic pressure. They are the main determinants of the water equilibrium between the inside and outside of cells and between the inside and outside of blood vessels. 3. All blood cells are derived from cells called hematopoietic stem cells. In normal men, the average number of erythrocytes is /L, and in normal women, /L. The functions of erythrocytes are the carriage of oxygen and carbon dioxide and the buffering of ph. The physiological characteristics of erythrocytes include plastic deformability, suspension stability, and osmotic fragility. Production of normal erythrocytes requires protein, iron, folic acid, and vitamin B 12, and erythropoietin accelerates erythropoiesis. 4. The average number of leukocytes is (4.0~10.0) 10 9 /L in adults. The leukocytes consist of three major groups: the granulocytes, the monocytes, and the lymphocytes, the granulocytes are classified as neutrophils, basophils, and eosinophils. The main functions of leukocytes are phagocytosis and immunity. Healthy adults are found to have 100~ /L thrombocytes (platelets). The physiological characteristics of platelets include adhesion, aggregation, secretion reactions, absorption, and contraction. The main function of thrombocytes is hemostasis. 5. The plasma contains clotting factors. There are intrinsic and extrinsic clotting pathways in plasma,

23 68 第三章血液 which both lead to the activation of thrombin and formation of fibrin. The fibrinolytic system is the principal effecter of clot removal. The dynamic equilibrium between the clotting system and fibrinolytic system is essential for normal blood circulation. 兴趣阅读 ( 英汉对照 ) 6. The blood groups are a way to categorize antigens on the surface of erythrocytes. Although there are blood groups for every cell membrane protein, the most important blood groups in human beings are the ABO system and Rh system. The ABO group consists of two antigens, designated A and B, as well as the absence of antigen, denoted by O. The four blood phenotypes A, B, AB, and O result from pair wise combination of these antigens. Rh is an antigen which is either present or absent. Transfusion of blood requires compatibility of antigens and antibodies to prevent a hemolytic reaction. Therefore, before blood transfusion, we obtain the blood type so as to transfuse the same blood group antigens and do a cross-match so as to avoid transfusing in the presence of incompatible antigens. 兴趣阅读 ( 英汉对照 ) Use and Abuse of Erythropoietin One of the problems associated with chronic renal failure is anaemia. This can be treated with injections of erythropoietin which substitute for normal renal production of the hormone, stimulating marrow production of red cells. Synthetic erythropoietin (EPO) is also used by athletes, however, in order to increase haemoglobin levels and improve performance without having to train at altitude. This practice can lead to dangerously high haematocrits, with risk of blood clotting in arteries due to slow blood flow. 使用和滥用促红细胞生成素 与慢性肾衰竭相关的一个问题就是贫血, 它可以通过注射促红细胞生成素 (EPO) 治疗 促红细 胞生成素能替代正常肾脏所产生的这种激素而促进骨髓生成红细胞 然而人工合成的促红细胞生成素 经常被运动员使用, 目的是为了体内增加血红蛋白水平和增强不在高空训练时的身体机能 这种做法 会导致具有危险性的高血细胞比容, 由于血流缓慢容易发生动脉内血凝的危险 Clotting Defects Deficiencies of clotting factors can lead to severe bleeding problems. This may arise because of liver failure or vitamin k deficiency, both of which inhabit synthesis of several clotting factors. There may also be an inherited deficiency of nearly any clotting factor. The most common is hemophilia, the classic form of which results from factor VIII deficiency caused by a X-chromosome-linked genetic defect. Affected individuals are nearly always male, while the condition is inherited through carrier females. Hemophiliacs bleed spontaneously from a variety of sites and this may require treatment with concentrated extracts of factor VIII from normal plasma. 凝血障碍凝血因子的缺乏可导致严重的出血问题 这种情况可由肝衰竭或 VitK 缺乏所引起, 这两种情况, 就使得多种凝血因子在肝的合成受到影响 同时, 也与先天性缺乏某些凝血因子有关, 其中最常见的是血友病, 典型的形式是由于一种 X 染色体环遗传缺陷而导致凝血因子 VIII 的缺乏 血友病虽然是通过女性遗传携带但患者几乎都是男性 血友病患者不同的部位常自发性出血, 故治疗需要从正常的血

24 复习题 参考文献 69 浆中浓缩提取凝血因子 VIII 复习题 一 名词解释 1. 生理性止血 (physiological hemostasis) 2. 血小板释放 (thrombocyte release) 3. 血小板聚集 (thrombocyte aggregation) 4. 血液凝固 (blood coagulation) 5. 红细胞悬浮稳定性 (suspension stability) 6. 红细胞凝集 (agglutination) 7. 血细胞比容 (hematocrit) 8. 血型 (blood group) 9. 血浆胶体渗透压 (plasma colloid osmotic pressure) 10. 红细胞沉降率 (erythrocyte sedimentation rate,esr) 11. 内源性凝血途径 (intrinsic pathway of blood coagulation) 12. 外源性凝血途径 (extrinsic pathway of blood coagulation) 13. 血浆晶体渗透压 (plasma crystal osmotic pressure) 二 问答题 1. 试述血清与血浆有何区别以及血浆蛋白的功能 2. 试述血浆渗透压和晶体渗透压的构成及其生理意义 3. 根据已有知识, 试分析产生贫血的原因 为什么严重肾脏疾病患者常有难以纠正的贫血? 4. 试述血小板的生理特性及其在生理性止血中的作用 5. 简述血液凝固的三个基本过程 内源性凝血与外源性凝血之间的关系如何? 6. 生理性止血过程是怎样既能充分止血又能保证血液循环畅通的? 7. 临床输血的原则是什么? 为何同型输血前还要进行交叉配血? 三 思考题 1. 若无标准血清, 但有标准的 A 型或 B 型血液, 能否进行血型鉴定? 2. 为什么正常时红细胞下沉缓慢而在某些疾病时下沉显著加快? 3. 服用阿司匹林抑制环加氧酶后, 出血时间如何变化? 为什么? 4. 案例分析有一 Rh 阴性血型的女子, 一次因大失血而输注了 Rh 阳性血液, 此后, 该女子每次怀孕都胎死腹中 死胎均为 Rh 阳性血型 问题 : (1) 分析胎死腹中的原因? (2) 如果在输血后立即给予 Rh 免疫球蛋白, 怀孕 Rh 阳性胎儿时会不会出现溶血? (3) 假如在她分娩第一个 Rh 阳性死胎后, 立即给予 Rh 免疫球蛋白, 在她第二次孕育 Rh 阳性胎儿时, 胎儿是否还会发生新生儿溶血? 为什么? 参考文献参考文献 [1] 姚泰. 生理学. 第 5 版. 北京 : 人民卫生出版社,2000. [2] 姚泰. 生理学. 北京 : 人民卫生出版社,2001. ( 东南大学医学院寻庆英 )

25 70 第三章血液 [3] 姚泰. 生理学. 北京 : 人民卫生出版社,2005. [4] 刘先国. 生理学. 北京 : 科学出版社,2003. [5] 蒋正尧. 生理学. 北京 : 科学出版社,2005. [6] 范少光. 人体生理学. 北京 : 北京医科大学出版社,2006. [7] 张建福. 人体生理学. 第 2 版. 上海 : 第二军医大学出版社,2003. [8] Pocock G, Richards CD.Human Physiology the basis of medicine.london:oxford University Press [9] Stuart Ira Fox. Human Physiology Boston:McGraw-Hill, mass [10] Guyton AC,Hall JE.Textbook of Medical Physiology.10th ed.philadelphia:wb Saunders Co.2000.