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血液

血液

是在動物的循環系統、心臟和血管腔內循環流動的一種組織,可以將氧氣及營養素送到各器官,並將細胞的代謝廢棄物帶離細胞。血液組織是結締組織的一種,由血漿和血球組成。血漿內含血漿蛋白(白蛋白、球蛋白、纖維蛋白原)、脂蛋白等各種營養成分以及無機鹽、氧、激素、酶、抗體和細胞代謝產物等。血球有红血球、白血球和血小板。哺乳類的血液具有凝血機制,血管破裂時,血小板會結集,堵塞血管破口,此時血漿中原本可水溶的血纖維蛋白等凝固成為血塊,剩餘的透明液體就叫做血清。

人體各器官的生理和病理變化,往往會引起血液成分的改變,故患病後常常要通過驗血來診斷疾病。

人體內的血液量大約是體重的89%,如體重60公斤,則血液量約48005400毫升。各種原因引起的血管破裂都可導致出血,如果失血量較少,不超過總血量的10%,則通過身體的自我調節,可以很快恢復;如果失血量較大,達總血量的20%時,則出現脈搏加快,血壓下降等症状;如果在短時間內喪失的血液達全身血液的30%或更多,就可能危及生命。

血液成分: 1毫升的血液約含500萭個紅細胞1萭個百細胞以及30萭個血小板。在毛細血管內,血細胞可單個地移動

 

血液有四種成分組成

1) 血漿 2)紅細胞 3)白細胞 4)血小板。血漿約佔血液的55%,是水,糖,脂肪,蛋白質,鉀鹽和鈣鹽的混合物。血細胞組成血液的另外45%

血液分靜脈血和動脈血。動脈血在體循環(大循環)的動脈中流動的血液以及在肺循環(小循環)中從肺回到左心房的肺靜脈中的血液。動脈血含氧較多,含二氧化碳較少,呈鮮紅色。靜脈血血液中含較多二氧化碳的血液,呈暗紅色。注意並不是靜脈中流的血是靜脈血,動脈血中流的是動脈血,因為肺動脈中流的是靜脈血,肺靜脈中流的是動脈血

功能

1.運輸:血液通過毛細血管壁與組織間液進行物質交換,又與外環境進行物質交換。例如,通過肺的毛細血管與大氣交換氣體,通過腸道吸收各種營養物質,通過腎臟、汗腺排出各種代謝物。物質溶解於水中,在血液中運輸。但不少脂溶性物質,運輸通過:氧與血紅蛋白結合在红血球內運輸,更多脂溶性物質成為水溶性化合物進行運輸;二氧化碳在血漿中溶解度不大,但大量進入红血球,經碳酸酐酶催化形成水溶性的碳酸根離子後,透出在血漿中運輸。膽固醇、甘油三酯等,與某些血漿蛋白質結合,形成脂蛋白運輸。非水溶性的類固醇激素、甲狀腺素等,與某些血漿蛋白質結合成水溶性物質在血漿中運輸。血液流經腎臟,分子量小的物質從腎小球濾出。血液運輸小分子物質,防止從尿中流失:金屬離子中的等和小分子激素與大分子血漿蛋白質結合,形成不能通過腎小球的複合物;葡萄糖與一般無機離子從腎小球濾出後,經腎小管重吸收。

2.維持內環境:在保持內環境理化性質相對恆定中,血液起重要作用:各種干擾內環境的代謝物等,依靠肺、腎處理,代謝產生大量熱,通過皮膚散發,但在全身組織細胞與肺、腎、皮膚之間各種物質與熱量的運輸必須依靠血液。血液緩衝一些酸性代謝產物引起的變化。血漿中的水比熱較大,可吸收大量熱而溫度升高不多,可防止運輸過程中內環境發生較大波動。組織間液微小的變化,可刺激血管壁上的化學感受器(如頸動脈體)和中樞神經系統的感受細胞,為維持內環境穩定提供必要的反饋信息。

3.免疫:白血球、補體、免疫球蛋白參與免疫。此外,激肽釋放酶激肽系統與補體同時激活,促進吞噬。補體是血漿中廣泛參與免疫的一組蛋白質因子,大都是蛋白水解酶的酶原,通過一系列水解逐步激活。在白血球中,吞噬細胞吞噬異物,參與炎症反應,在異物入侵的組織,出現一些特殊化學物質,向四周擴散,濃度逐漸降低,吞噬細胞滲出血管,朝向這些物質,遊走到入侵異物的周圍,「識別」和吞噬異物,特異性免疫球蛋白IgG等包裹入侵異物,顯著增強識別、吞噬。在吞噬細胞中,中性粒細胞抵禦急性化膿性細菌入侵,將入侵細胞局限,消滅,參與清除免疫複合物、壞死組織,單核巨噬細胞對付細胞內致病物,如病毒、瘧原蟲、真菌、結核分支桿菌等。巨噬、淋巴細胞的相互激活後,吞噬致病微生物,也能識別、殺傷腫瘤細胞,吞噬衰老、損傷細胞、細胞碎片。免疫細胞為特異性免疫。淋巴細胞包括T細胞、B細胞兩大免疫細胞。

4.止血:小血管損傷後血液流出,數分鐘後出血將自行停止。血小板減少導致出血不止。血漿中一些蛋白質因子完成的血液凝固過程,也十分重要,凝血功能有缺陷時常會出血不止。小血管受傷後立即收縮,若破損不大即可封閉;血管內膜損傷暴露出來的內膜下組織,可同時激活血小板、血漿中的凝血因子,激活的血小板粘附於破損處血管內膜下組織聚集成團,成為一個鬆軟的血栓,堵塞傷口。同時此局部血漿中的纖維蛋白原轉變成不溶性的纖維蛋白分子多聚體,血栓被纖維蛋白絲網羅在內,逐步形成強韌的止血栓,制止出血。此外,在止血栓子上還會出現纖維蛋白溶解活性,使構成血栓的纖維蛋白又逐漸溶解,可使被破損修復後的局部血管再行暢通。

血液由血漿和血細胞組成

血漿

血漿相當於結締組織的細胞間質,為淺黃色半透明液體,其中除含有大量水分以外,還有無機鹽、纖維蛋白原、白蛋白、球蛋白、酶、激素、各種營養物質、代謝產物等。這些物質無一定的形態,但具有重要的生理功能。

1公升血漿中含有900-910g(90%-91%)6585g蛋白質(6.5%-8.5%)20g低分子物質(2%)。低分子物質中有多種電解質和小分子有機化合物,如代謝產物和其他某些激素等。血漿中電解質含量與組織液基本相同。

 

血細胞

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

血細胞及血小板的產生來自造血器官,紅血細胞、有粒白血細胞及血小板由紅骨髓產生,無粒白血細胞則由淋巴結和脾臟產生。

血細胞分為三類:紅細胞、白細胞、血小板。

 

1.紅細胞

紅細胞(erythrocytered 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),故在血塗片標本中呈中央染色較淺、周緣較深。在掃描電鏡下,可清楚地顯示紅細胞這種形態特點。紅細胞的這種形態使它具有較大的表面積(140μm2),從而能最大限度地適應其功能攜O2和部分CO2。新鮮單個紅細胞為黃綠色,大量紅細胞使血液呈猩紅色,而且多個紅細胞常疊連一起呈串錢狀,稱紅細胞緡線。

紅細胞有一定的彈性和可塑性,細胞通過毛細血管時可改變形狀。紅細胞正常形態的保持需ATP供給能量,由於紅細胞缺乏粒線體,ATP只由無氧糖酵解產生;一旦缺乏ATP供能,則導致細胞膜結構改變,細胞的形態也隨之由圓盤狀變為棘球狀。這種形態改變一般是可逆的。可隨著ATP的供能狀態的改善而恢復。

成熟紅細胞無細胞核,也無細胞器,胞質內充滿血紅蛋白(hemoglobin,Hb)。血紅蛋白是含鐵的蛋白質,約佔紅細胞重量的33%。它具有結合與運輸O2CO2的功能,當血液流經肺時,肺內的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結合;當血液流經其它器官的組織時,由於該處的CO2分壓高(46mmHg)而O2分壓低(40mmHg),於是紅細胞即放出O2並結合CO2。由於血紅蛋白具有這種性質,所以紅細胞能供給全身組織和細胞所需的O2,帶走所產生的部分CO2

正常成人每微升血液中紅細胞數的平均值,男性約400-500萬個,女性約350-450萬個。血液中血紅蛋白含量,男性約 120-150g/L,女性約105-135g/L。全身所有紅細胞表面積總計,相當於人體表面積的2000倍。紅細胞的數目及血紅蛋白的含量可有生理性改變,如嬰兒高於成人,運動時多於安靜狀態,高原地區居民大都高於平原地區居民,紅細胞的形態和數目的改變、以及血紅蛋白的質和量的改變超出正常範圍,則表現為病理現象。一般說,紅細胞數少於300/μ1為貧血,血紅蛋白低於100g/L則為缺鐵性貧血。此時常伴有紅細胞的直徑及形態的改變,如大紅細胞貧血的紅細胞平均直徑>9μm,小紅細胞貧血的紅細胞平均直徑<6μm。缺鐵性貧血的紅細胞,由於血紅蛋白的含量明顯降低,以致中央淡染區明顯擴大。

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

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

外周血中除大量成熟紅細胞以外,還有少量未完全成熟的紅細胞,稱為網織紅細胞(reticulocyte)在成人約為紅細胞總數的0.5%-1.5%,新生兒較多,可達3%-6%。網織紅細胞的直徑略大於成熟紅細胞,在常規染色的血塗片中不能與成熟紅細胞區分。用煌焦藍作體外活體染色,可見網織紅細胞的胞質內有染成藍色的細網或顆粒,它是細胞內殘留的核糖體。核糖體的存在,表明網織紅細胞仍有一些合成血紅蛋白的功能。紅細胞完全成熟時,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,其血液中網織紅細胞的百分比值增高。因此,網織紅細胞的計數有一定臨床意義,它是貧血等某些血液病的診斷、療效判斷和估計預指標之一。

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

 

2.白細胞

白細胞(leukocyte,white blood cell)為無色有核的球形細胞,體積比紅細胞大,能作變形運動,具有防禦和免疫功能。成人白細胞的正常值為4000-10000/μ1。男女無明顯差別。嬰幼兒稍高於成人。血液中白細胞的數值可受各種生理因素的影響,如勞動、運動、飲食及婦女月經期,均略有增多。在疾病狀態下,白細胞總數及各種白細胞的百分比值皆可發生改變。

光鏡下,根據白細胞胞質有無特殊顆粒,可將其分為有粒白細胞和無粒白細胞兩類。有粒白細胞又根據顆粒的嗜色性,分為中性粒細胞、嗜酸性粒細胞用嗜鹼性粒細胞。無粒白細胞有單核細胞和淋巴細胞兩種。

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

中性粒細胞的胞質染成粉紅色,含有許多細小的淡紫色及淡紅色顆粒,顆粒可分為嗜天青顆粒和特殊顆粒兩種。嗜天青顆粒較少,呈紫色,約佔顆粒總數的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。特殊顆粒數量多,淡紅色,約佔顆粒總數的80%,顆粒較小,直徑0.30.4μm,呈啞鈴形或橢圓形,內含鹼性磷酸酶、吞噬素、溶菌酶等。吞噬素具有殺菌作用,溶菌酶能溶解細菌表面的糖蛋白。

中性粒細胞具有活躍的變形運動和吞噬功能。當機體某一部位受到細菌侵犯時,中性粒細胞對細菌產物及受感染組織釋放的某些化學物質具有趨化性,能以變形運動穿出毛細血管,聚集到細菌侵犯部位,大量吞噬細菌,形成吞噬小體。吞噬小體先後與特殊顆粒及溶酶體融合,細菌即被各種水解酶、氧化酶、溶菌酶及其它具有殺菌作用的蛋白質、多肽等成分殺死並分解消化。由此可見,中性粒細胞在體內起著重要的防禦作用。中性粒細胞吞噬細胞後,自身也常壞死,成為膿細胞。中性粒細胞在血液中停留約6-7小時,在組織中存活約1-3天。

嗜酸性粒細胞:嗜酸性粒細胞(eosinophilic granulocyte,eosinophil)佔白細胞總數的0.5%-3%。細胞呈球形,直徑10-15μm,核常為2葉,胞質內充滿粗大(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,內含顆粒狀基質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。

嗜酸性粒細胞也能作變形運動,並具有趨化性。它能吞噬抗原抗體複合物,釋放組胺酶滅活組胺,從而減弱過敏反應。嗜酸性粒細胞還能藉助抗體與某些寄生蟲表面結合,釋放顆粒內物質,殺滅寄生蟲。故而嗜酸性粒細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,血液中嗜酸性粒細胞增多。它在血液中一般僅停留數小時,在組織中可存活8-12天。

嗜鹼性粒細胞:嗜鹼性粒細胞(basoophilic granulocyte,basophil)數量最少,占白細胞總數的0-15。細胞呈球形,直徑10-12μm。胞核分葉或呈S形或不規則形,著色較淺。胞質內含有嗜鹼性顆粒,大小不等,分布不均,染成藍紫色,可覆蓋在核上。顆粒具有異染性,甲苯胺藍染色呈紫紅色。電鏡下,嗜鹼性顆粒內充滿細小微粒,呈均勻狀或螺紋狀分布。顆粒內含有肝素和組胺,可被快速釋放;而白三烯則存在於細胞基質內,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。嗜鹼性粒細胞在組織中可存活12-15天。

嗜鹼性粒細胞與肥大細胞,在分布、胞核的形態,以及顆粒的大小與結構上,均有所不同。但兩種細胞都含有肝素、組胺和白三烯等成分,故嗜鹼性粒細胞的功能與肥大細胞相似,但兩者的關係尚待研究。

單核細胞單核細胞(monocyte)佔白細胞總數的3%-8%。它是白細胞中體積最大的細胞。直徑14-20μm,呈圓形或橢圓形。胞核形態多樣,呈卵圓形、腎形、馬蹄形或不規則形等。核常偏位,染色質顆粒細而鬆散,故著色較淺。胞質較多,呈弱嗜鹼性,含有許多細小的嗜天青顆粒,使胞質染成深淺不勻的灰藍色。顆粒內含有過氧化物酶、酸性磷酸酶、非特異性酯酶和溶菌酶,這些酶不僅與單核細胞的功能有關,而且可作為與淋巴細胞的鑒別點。電鏡下,細胞表面有皺褶和微絨毛,胞質內有許多吞噬泡、粒線體和粗面內質網,顆粒具溶酶體樣結構。

單核細胞具有活躍的變形運動、明顯的趨化性和一定的吞噬功能。單核細胞是巨噬細胞的前身,它在血流中停留1-5天後,穿出血管進入組織和體腔,分化為巨噬細胞。單核細胞和巨噬細胞都能消滅侵入機體的細菌,吞噬異物顆粒,消除體內衰老損傷的細胞,並參與免疫,但其功能不及巨噬細胞強。

淋巴細胞:淋巴細胞(lymphocyte)佔白細胞總數的20%-30%,圓形或橢圓形,大小不等。直徑6-8μm的為小淋巴細胞,9-12μm的為中淋巴細胞, 13-20μm的為大淋巴細胞。小淋巴細胞數量最多,細胞核圓形,一側常有小凹陷,染色質緻密呈塊狀,著色深,核占細胞的大部,胞質很少,在核周成一窄緣,嗜鹼性,染成蔚藍色,含少量嗜天青顆粒。中淋巴細胞和大淋巴細胞的核橢圓形,染色質較疏鬆,故著色較淺,胞質較多,胞質內也可見少量嗜天青顆粒。少數大、中淋巴細胞的核呈腎形,胞質內含有較多的大嗜天青顆粒,稱為大顆粒淋巴細胞、電鏡下,淋巴細胞的胞質內主要是大量的游離核糖體,其他細胞器均不發達。

以往曾認為,大、中、小淋巴細胞的分化程度不同,小淋巴細胞為終末細胞。但目前普遍認為,多數小淋巴細胞並非終末細胞。它在抗原刺激下可轉變為幼稚的淋巴細胞,進而增殖分化。而且淋巴細胞也並非單一群體,根據它們的發生部位、表面特徵、壽命長短和免疫功能的不同,至少可分為T細胞、B細胞、殺傷(K)細胞和自然殺傷(NK)細胞等四類。

血液中的T細胞約佔淋巴細胞總數的75%,它參與細胞免疫,如排斥異移體移植物、抗腫瘤等,並具有免疫調節功能。B細胞約佔血中淋巴細胞總數的10%-15%B細胞受抗原刺激後增殖分化為漿細胞,產生抗體,參與體液免疫。

 

3.血小板

血小板(platelet)是哺乳動物血液中的有形成分之一。它有質膜,沒有細胞核結構,一般呈圓形,體積小於紅細胞和白細胞。血小板在長期內被看作是血液中的無功能的細胞碎片。直到1882年義大利醫師JB.比佐澤羅發現它們在血管損傷後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結構和生化組成,在正常血液中有較恆定的數量(如人的血小板數為每立方毫米-30),在止血、傷口癒合、炎症反應、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。

血小板只存在於哺乳動物血液中。低等脊椎動物圓口綱有紡錘細胞起凝血作用,魚綱開始有特定的血栓細胞。兩棲、爬行和鳥綱動物血液中都有血栓細胞,血栓細胞是有細胞核的梭形成橢圓形細胞,功能與血小板相似。無脊椎動物沒有專一的血栓細胞,如軟體動物的變形細胞兼有防禦和創傷治癒作用。甲殼動物只有一種血細胞,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,且個體差異很大(5-12立方微米)。血小板因能運動和變形,故用一般方法觀察時表現為多形態。血小板結構複雜,簡言之,由外向內為3層結構,即由外膜、單元膜及膜下微絲結構組成的外圍為第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造;第3層為微器官層,有粒線體、緻密小體、殘核等結構。

 

血細胞形態、數量、比例和血紅蛋白含量的測定稱為血像。患病時,血像常有顯著變化,故檢查血像對了解機體狀況和診斷疾病十分重要。  

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