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1、第三篇第三篇 血液的功能血液的功能 第六章第六章 血血细细胞的生理胞的生理血液(blood)的定义 指存在于心血管系统内的流体组织。血液的作用有那些?a.运输作用、如:2和营养物质运送到各器官、细胞,将细胞代谢产物、CO2及代谢产生的热运送到排泄器官和散热部位而排出体外。b.参与体液调节过程 如:运输激素到相应的细胞。c.具有缓冲功能 如:维持酸碱平衡所引起的PH变化。血液的作用血液的作用d.维持体温的相对恒定的作用 血液中水的比热大、可吸收代谢产生的热量、而本身温度升高不多。e.血液具有防御作用 如:白细胞、抗体、补体。f.血液在生理止血反应中起重要的作用 如:血小板、凝血因子。小结:血液通
2、过运输、缓冲、传递信息和防御、保护等功能在维持机体内环境稳态中非常重要的作用。第一第一节节 血血细细胞概述胞概述一、血细胞是血液的有形成分血液由血浆(plasma)和悬浮于其中的血细胞(blood cell)组成。(一)血细胞可分为红细胞、白细胞和血小板三类a.RBC是血细胞中数量最多,占血细胞总数的99%。b.WBC数量最少,约占血细胞总数的0.1%。c.血液抗凝离心后,由于血细胞和血浆比重不同可分三层:上层淡黄色液体是血浆、下层是深红色的红细胞、中间层白色不透明的是白细胞和血小板。血血血血细细细细胞比容(胞比容(胞比容(胞比容(hematocrit)hematocrit)hematocri
3、t)hematocrit)是指血是指血是指血是指血细细细细胞在血液中胞在血液中胞在血液中胞在血液中所占的容所占的容所占的容所占的容积积积积百分比、也称百分比、也称百分比、也称百分比、也称RBCRBCRBCRBC压积压积压积压积(HCT)HCT)HCT)HCT)。?。?。?。?正常成年男性的血细胞比容为4050%,成年女性占3748%。由于RBC在血管系统中的分布不均匀,大血管中血液血细胞比容略高于微血管内的血液。贫血患者血细胞比容降低,将由于RBC的不足而使血液携氧能力降低,导致组织细胞缺氧。若血细胞比容过高,则可引起血液黏滞性增大而使血流阻力增大,加大心脏负担、导致组织血流减少,使组织供氧减
4、少。(二)血液的液体成分(二)血液的液体成分为为血血浆浆1.血液的基本成分为晶体物质溶液 a.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,构成血浆的基本成分。无机成分约占血浆重量的1%。血浆中含量最丰富的晶体物质是Na和Cl离子,是细胞外液中离子维持细胞膜的兴奋性、渗透压、缓冲细胞外液PH的变化等方面起重要作用。血浆中的溶质和水容易通过毛细血管的管壁,所以血浆中电解质的含量与组织液基本相同。2.2.血血浆浆与与组织组织液成分的主要差液成分的主要差别别是血是血浆浆含有含有较较多的血多的血浆浆蛋白蛋白正离正离子子血血浆组织液液细胞胞内液内液负离离子子血血浆组织液液细胞
5、胞内液内液Na+15314510Cl-1111173K+4.34159HCO-27287Ca2+5.431蛋白质1845Mg2+2.2 240其他99155总计165154210总计165154210血血血血浆浆浆浆蛋白(蛋白(蛋白(蛋白(plasma protein)plasma protein)plasma protein)plasma protein)是血是血是血是血浆浆浆浆中多种蛋白的中多种蛋白的中多种蛋白的中多种蛋白的总总总总称称称称b.用电泳法可将球蛋白区分为:a1-、a2-、r-、b-球蛋白等。c.正常成人血浆中蛋白质的含量为您6585g/L,其中白蛋白为何4048%,球蛋白为1
6、530g/L,白蛋白与球蛋白质的浓度比值a.采用盐析法可将血浆蛋白分为三类:白蛋白、球蛋白、纤维蛋白原。(A/G)为1.52.5。d.除r-球蛋白来自浆细胞外,其他血浆蛋白主要由肝脏产生,肝病患者A/G比值下降。血血浆浆蛋白是血液的重要成分其功能有蛋白是血液的重要成分其功能有a.具有形成血浆胶体渗透压的能力b.运输物质能力、如:蛋白载体。c.缓冲pH的变化、维持酸碱平衡。d.参与生理止血(血液凝固)。e.抗凝f.纤溶g.防御功能 如:免疫球蛋白等。机制:血浆蛋白上有许多亲脂性结合位点,脂溶性物质与之结合被运输,如:脂肪酸、胆红素、药物等相结合,被细胞吞饮后,在细胞内分解为氨基酸,可再用于组织蛋
7、白的合成,具有营养作用。3.3.血血浆浆pHpH值值和渗透和渗透压压等理化性等理化性质质保持相保持相对稳对稳定定正常人血浆的pH值为7.357.45血浆的pH相对恒定有赖于血液内的缓冲物质主要有三个缓冲对:NaHCO3/H2CO3最为重要、蛋白质Na盐/蛋白质、Na2HPO4/NaH2PO4.都为细胞外液。肺、肾功能的调节红细胞内还有一些缓冲对参与维持血浆pH值的恒定。当pH值7.45时为碱中毒。血浆pH值7.8时,都将危及生命。溶液渗透溶液渗透溶液渗透溶液渗透压压压压(osmotic pressure)osmotic pressure)osmotic pressure)osmotic pre
8、ssure)的高低取决于溶液的高低取决于溶液的高低取决于溶液的高低取决于溶液中溶中溶中溶中溶质颗质颗质颗质颗粒(分子或离子)数目的多少,而与溶粒(分子或离子)数目的多少,而与溶粒(分子或离子)数目的多少,而与溶粒(分子或离子)数目的多少,而与溶质质质质的的的的种种种种类类类类和和和和颗颗颗颗粒的大小无无关。粒的大小无无关。粒的大小无无关。粒的大小无无关。血浆渗透压约为300mOsm/kg.H2O,相当于770kPa或5790mmHg.主要来自溶解于晶体物质。由晶体物质所形成的渗透压为晶体渗透压(crystal osmotic pressure),它的80%来自Na+和Cl-。蛋白质所形成的渗透
9、压称为胶体渗透压(colloid osmotic prerssure),一般为1.3mOsm/kg.H2O,约相当于3.3kPa或是25mmHg.在血浆中白蛋白分子量较小数量远多于球蛋白,故血浆胶体渗透压的7580%来自白蛋白质。血浆晶体渗透压对维持细胞内、外水的平衡和细胞的正常体积起积极作用,若晶体渗透压降低易使组织脱水。血浆胶体渗透压在调节血管内、外水的平衡和维持正常的血浆容量中起重要作用,当血浆蛋白浓度降低时,因血浆胶体渗透压降低而使体液滞留于血管外,引起组织水肿和血浆容量降低。血浆渗透压的维持有赖于神经体液因素的调节,其中血管升压素起重要作用。二、骨髓是成人血二、骨髓是成人血细细胞生成
10、的部位胞生成的部位成人各种血细胞均起源于红骨髓(red marrow)胚胎发育早期,造血部位是卵黄囊、卵黄囊是后续造血的基础从胚胎第二个月开始,由肝、脾造血胚胎第四个月以后,肝脾造血减少,骨髓开始造血,为主要造血器官婴儿出生时,几乎完全依靠骨髓造血,若有造血需要,肝、脾再次参与造血(称骨髓外造血)婴婴婴婴儿出生后的最初几年,所有的骨髓造血均儿出生后的最初几年,所有的骨髓造血均儿出生后的最初几年,所有的骨髓造血均儿出生后的最初几年,所有的骨髓造血均为为为为 红红红红骨髓骨髓骨髓骨髓4岁之后,骨髓腔的增长速度超过造血细胞增加的速度,脂肪细胞进入骨髓,形成没有造血功能的黄骨髓(yellow marr
11、ow)到18岁左右时,具有造血功能的红骨髓仅分布于六个部位:脊柱骨、髂骨、肋骨、胸骨、颅骨、长骨近端骨骺处。在正常情况下,完全可满足机体造血的需要,若出现骨髓外造成血,已无代偿意义,而造成血功能的紊乱表现。造血中心的迁移依赖于各造血组织中造血微环境的形成。三、血三、血细细胞生成的胞生成的过过程可分程可分为为三个三个阶阶段段根据造血细胞的形态和功能特征分为a.造血干细胞(hemopoietic)b.定向祖细胞(committed progenitor)c.形态可辨认的前体细胞(precursor)造血的过程指各类血细胞发育和成熟的过程。各类血细胞均起源于造血干细胞(一)造血干(一)造血干(一)造
12、血干(一)造血干细细细细胞具有高度的自我更新和多向胞具有高度的自我更新和多向胞具有高度的自我更新和多向胞具有高度的自我更新和多向 分化能力分化能力分化能力分化能力造血干细胞的数量少,只占骨髓有核细胞总数的0.5%。造血干细胞具有以下几特点1.高度的自我更新能力 如:造血干细胞只进行不对称性有丝分裂,产生两个子细胞中只有一个分化为早期定向祖细胞,而另一个依然保持着造血干细胞的全部特性不变,同时保持自身数量的稳定,能够了长期或永久造血。2.多向分化的能力 造血干细胞形成各系定向祖细胞,是所有血细胞的共同来源3.有很强的增殖潜能 在正常生理情况下9099.5%造血干细胞处于相对静止状态(G0),有利
13、于对有丝分裂基因进行修复,避免发展不可逆的多基因突变。(二)定向祖(二)定向祖细细胞只能定向的分化胞只能定向的分化为为一种一种 血血细细胞胞 1.形成红细胞集落的定向祖细胞称为红系定向祖细胞(CFU-E)2.粒-单核系祖细胞(CFU-GM)3.巨核系祖细胞(CFU-MK)4.淋巴系祖细胞 由于造血干细胞不能增殖,因此在体内造血过程中,细胞的大量扩增主要依赖于祖细胞数目的扩增;而体内祖细胞的来源主要依赖于造血干细胞的分化.(三三三三)前体前体前体前体细细细细胞是形胞是形胞是形胞是形态态态态学上可以辨学上可以辨学上可以辨学上可以辨认认认认的各系幼稚的各系幼稚的各系幼稚的各系幼稚细细细细胞胞胞胞到前
14、体细胞阶段,造血细胞出现特殊的形态特征,在显微镜下可辨认的各系幼稚细胞.细胞进一步分化、成熟,成为脸有特殊的功能各类成熟的血细胞,并有规律释放入血液循环骨髓中,红系的造血细胞约占25%,其余主要是产生白细胞的造血细胞,而外周血中红细胞的数目是白细胞的500倍,这是因为红细胞的的寿命比白细胞长。四、造血微四、造血微四、造血微四、造血微环环环环境是造血境是造血境是造血境是造血细细细细胞的定居、存活、增殖、分化胞的定居、存活、增殖、分化胞的定居、存活、增殖、分化胞的定居、存活、增殖、分化和成熟的和成熟的和成熟的和成熟的场场场场所所所所在正常情况下,骨髓可释放少量造血干细胞进入外周血液中,但造血干细胞
15、的定居、增殖、分化公局限于造血组织内。在骨髓移植时,所输入的含较高浓度的造血干/祖细胞也只能定居于造血组织内。造血器官受到损伤后,造血功能的恢复只发生在基质成分重建后,这表明造血细胞的自我更新和分化过程必须维持在紧邻的非造成血基质的基础上,也就是要有一个特殊的局部造血微环境来支持。造血微环境(hemopoietic microenvironment)是指造血干细胞定居、存活、增殖、分化和成熟的场所(淋巴细胞在胸腺中成熟)包括造血器官中的基质细胞、基质细胞分泌的细胞外基质和各种造成血调节因子,以及进入造血器官的神经和血管。当机体受到物理、化学和生物因素对造血细胞可发生质的异常和量的减少,或造血微
16、环境的缺陷时,可引起再生障碍性贫血。第二第二节节 红细红细胞生理胞生理正常成熟的红细胞无核细胞、细胞呈双凹圆碟形,直径为78微米。红细胞是血液中最多的一种血细胞。成年男性红细胞的数量为4.05.5?成年女性红细胞的数量为3.55.0?若血液中红细胞数量和血红蛋白浓度低于正常,称为贫血(anemia)一、一、一、一、红细红细红细红细胞具有可塑胞具有可塑胞具有可塑胞具有可塑变变变变形性、形性、形性、形性、悬悬悬悬浮浮浮浮稳稳稳稳定性和渗透定性和渗透定性和渗透定性和渗透脆性脆性脆性脆性正常成人红细胞的体积约为90立方微米,表面积约为140立方微米,而相同体积的球形的表面积仅为100立方微米。正常的红
17、细胞具有较大的表面积与体积比,这使得红细胞具有较高的可塑变形性、悬浮稳定性和适度的渗透脆性。红细胞保持正常双凹圆碟形需消耗能量成熟的红细胞无线粒体,糖酵解是唯一获得能量的途径。红细胞从血浆摄取葡萄糖,糖酵解产生ATP,维持细胞膜上Na泵的活动,保持红细胞内外Na和K离子的正常分布,细胞容积和双凹碟状的形态。(一)(一)(一)(一)红细红细红细红细胞在外力作用下胞在外力作用下胞在外力作用下胞在外力作用下发发发发生可塑性生可塑性生可塑性生可塑性变变变变形形形形正常红细胞在外力作用下具有可塑变形性,是因为红细胞无核与较大的表面积与体积的比值的关系若红细胞成为球形或红细胞内容物的黏度增大(血红蛋白变性
18、或细胞内血红蛋白浓度过高)和红细胞膜的弹性降低,同样也会使红细胞的变形能力降低红细胞的可塑性使它能通过比自身直径小得多的脾窦和毛细血管。衰老或有病变的红细胞的变形能力降低,难以通过直径为0.53微米的脾窦,进而被脾窦巨噬细胞所清除。在骨髓中,未成熟的红细胞的变形能力低,难以通过骨髓血窦裂隙,不能进入血液循环。此外红细胞的变形能力影响血液的黏度(二)(二)红细红细胞能相胞能相对稳对稳定地定地悬悬浮在血浮在血浆浆中中正常人红细胞、血浆及全血的比重分别为:1.0901.092、1.0251.030、和1.0501.060,分别取决于红细胞内血红蛋白的含量、血浆蛋白的含量和红细胞的数量。红细胞的悬浮稳
19、定性(suspension stability)指正常的红细胞能相对稳定地悬浮于血浆中,并且沉降速度缓慢。红细胞沉降率(erthocyte sedimentation rate、ESR)通常将抗凝血静置后红细胞第一小时末下沉的距离来表示红细胞的沉降速度。正常成年男性ESR(血沉)为015mm/h,女性ESR为020mm/h.沉降率愈快,表明红细胞 的悬浮稳定性愈小。某些疾病(活动性结核、风湿热等),可使红细胞彼此之间相形成叠连,总表面积与总体积的比值减少,摩擦力相对降低,故红细胞沉降加快。血浆中纤维蛋白原、球蛋白及胆固醇的含量增高时,也可加速红细胞叠加连和沉降;而白蛋白、卵磷脂的增多,可延缓叠
20、连发生,使沉降率减慢。(三)(三)(三)(三)红细红细红细红细胞在低渗溶液中胞在低渗溶液中胞在低渗溶液中胞在低渗溶液中发发发发生膨生膨生膨生膨胀胀胀胀和破裂和破裂和破裂和破裂红细胞在等渗0.9%NaCl溶液中可保持正常形态和大小,若在低渗溶液中细胞内外参透压的差异,水易渗入胞内、当体积增加到30%时,红细胞呈球形,当体积增加4560%时,则可因细胞膜破裂而发生溶血(hemolysis)影细胞(ghost cell)指红细胞破裂血红蛋白逸出细胞外,仅留下一个双凹圆碟形细胞膜空壳。红细胞的渗透脆性(osmotic fragility)指红细胞在低渗溶液中发生膨胀破裂的特性,简称脆性。在生理情况下,
21、衰老红细胞的脆性较高,初成熟的红细胞脆性较低。红细胞渗透脆性的高低主要取决于红细胞的表面积与体积之比。在临床上,将渗透压与血浆的渗透压相等的溶液称为等渗溶液,而将高于或低于血浆渗透压的溶液称为高渗和低渗溶液。并非每种等渗溶液都能保持红细胞的正常形态和大小,如1.9%的尿素溶液,尿素分子可自由通过细胞膜使水分进入胞内发生肿胀,破裂溶血。二、二、红细红细胞的主要功能是运胞的主要功能是运输输O2O2和和CO2CO2血红蛋白(hemoglobin,Hb)是红细胞内含量最为丰富的蛋白质成分,也是红细胞实现其运输氧气功能的重要物质,由珠蛋白手血红素(heme)组成。血红蛋白合成从原红细胞开始到网织红细胞阶
22、段。成年男性血液中的血红蛋白浓度120160g/L,女性为110150g/L。血液中98.5%的O2是以与血红蛋白结合成氧合血红蛋白(oxyhemoglobin)的形式存在。如:血红蛋白从细胞中逸出到血浆,丧失氧合功能。血液中CO2主要以碳酸氢盐和氨基甲酰血红蛋白的形式存在,分别占全身血液中CO2总量的88%和7%。在红细胞的参与下血液运输CO2的能力提高18倍。红细胞内含有丰富的碳酸酐酶,在其催化下CO2与H2O迅速发生反应,生成碳酸,可离解为碳酸氢根和氢离子。红细胞的双凹圆碟形状有较大的气体交换面积,有利于细胞内外O2和CO2的交换。三、三、三、三、铁铁铁铁、叶酸和、叶酸和、叶酸和、叶酸和
23、维维维维生生生生素素素素B12B12B12B12是是是是红细红细红细红细胞生成所需的重要胞生成所需的重要胞生成所需的重要胞生成所需的重要物物物物质质质质红骨髓内的造血干细胞首先分化成为红系定向祖细胞,再经过红系前体细胞(包括原红细胞、早、中、晚幼红细胞及网织红细胞各个阶段)发育为成熟的红细胞。从原红细胞到时中幼红细胞阶段,经历35次有丝分裂,每次有丝分裂约持续一天。一个原红细胞可产生832个晚幼红细胞,而晚幼红细胞不再分裂,细胞内血红蛋白的含量已达到正常,细胞核逐渐消失,成为网织红细胞。从红系造血的启动到生成网织红细胞,约35天,网织红细胞在脾内停留12天,继续发育成熟后再进入血液循环。由于网
24、织红细胞持续时间较短,外周血中网织红细胞的数量只占红细胞总数的0.51.5%。当骨髓造血功能增强时,大量网织红细胞释放入血,可高达3050%,临床可通过外周网织红细胞的计数了解骨髓功能的盛衰。红细胞生成过程中需足够蛋白质、铁、叶酸、维生素B12的供应、此外还有氨基酸、维生B6、B2、C、E和铜、锰、钴、锌等微量元素。(一)一)铁铁是合成血是合成血红红蛋白的必需原料蛋白的必需原料正常人体内共有铁34克,约占65%存在血红蛋白内,1530%的铁与脱铁铁蛋白(apoferritin)结合,以铁蛋白(ferritin)的形式储存于网状内皮细胞系统和肝细胞内。成人每天需要2030mg的铁用于红细胞的生成
25、,但每天仅需从食物中吸收1mg以外补排泄的铁,其余95%来自于体内的铁的利用。衰老的红细胞被巨噬细胞吞噬后,血红蛋白分解释放的铁再合成血红蛋白。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。当机体铁摄入不足、长期慢性失血或铁吸收障碍导致机体缺铁。可使血红蛋白的合成减少,引起的低色素小细胞性贫血,即缺铁性贫血(iron deficiency anemia)(二)叶酸和(二)叶酸和(二)叶酸和(二)叶酸和维维维维生素生素生素生素B12B12B12B12是是是是红细红细红细红细胞成熟所必需的胞成熟所必需的胞成熟所必需的胞成熟所必需的物物物物质质质质叶酸(folic ac
26、id)和维生素B12(vitamin)是合成DNA所需的重要辅酶,叶酸在体内须转化成四氢叶酸后才能参与DNA的合成。维生素B12缺乏时,叶酸利用率下降,可引起叶酸相对不足,因此缺乏叶酸或维生素B12时,都可导致dTMP和dTMP的生成障碍,DNA的合成减少,幼红细胞分裂增殖减慢,红细胞体积增大,导致巨幼红细胞贫血。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,体内叶酸的贮维存量约为520mg,每天叶酸的需要量为100微克(孕妇和哺乳者每天的需要300500微克),当叶酸摄入不足或吸收障碍时,34个月后发生巨幼红细胞性贫血。维生素B12的吸收需要内因子(intrinsic f
27、actor)参与地,内因子由胃黏膜的壁细胞产生它与维生素B12结合,形成内因子-B12复合物,能保护维生素B12免受消化酶的破坏,并通过回肠黏膜上特异受体的介导,促进维生素B12在回肠远端的吸收,运输维生素B12的转钴蛋白II(transcobalamine II)结合,一半肝贮存,另一半随血液送到造血组织内的其他部位,参与红细胞的生成。胃大切、胃壁细胞损伤或回肠切除后,均可引起维生素B12吸收障碍导致巨幼红细胞性贫血。正常人机体维生素B12贮存13mg,而每天生成红细胞只要13微克,故当维生素B12吸收发生障碍,常在34年后才出现贫血。四四 体液体液调节调节是是红细红细胞生成的主要胞生成的主
28、要调节调节物物(一)促红细胞生成素是机体红细胞生成的主要调节物促红细胞生成素(erythropoietin,EPO)是一种糖蛋白,基因定位于7号染色体,由于166个氨基酸残基组成,分子量约3400.在不同发育阶段的红系祖细胞上EPO受体的数量并不相同,随着红系祖细胞发育成熟,EPO受体数目增加,然后随红细胞发育成熟,EPO受体的数目又进行性下降,故EPO主要作用于红系祖细胞阶段和晚期红系祖细胞的有丝分裂和增殖,诱导红系祖细胞向原红细胞分化。EPO还可加速幼红细胞的增殖和血红蛋白的合成,促进,网织红细胞成熟与释放,一般为45天。目前临床上应用重组的人EPO促进贫血患者的红细胞生成,当某种疾病如先
29、天性红细胞增多症的发生与EPO基因突变有关 据据据据报报报报道,干道,干道,干道,干细细细细胞因子(胞因子(胞因子(胞因子(SCFSCFSCFSCF)、白)、白)、白)、白细细细细胞素胞素胞素胞素-3-3-3-3(IL IL IL IL-3 3 3 3)和粒和粒和粒和粒细细细细胞胞胞胞-巨噬巨噬巨噬巨噬细细细细胞集落刺激因子均可促胞集落刺激因子均可促胞集落刺激因子均可促胞集落刺激因子均可促进进进进BFU-BFU-BFU-BFU-E E E E增殖增殖增殖增殖血浆中EPO的水平与血红蛋白的浓度呈负关系,EPO在体内的半衰期为412h,主要通过与受体结合而被内化后在细胞内分解,仅10%EPO从尿中
30、排出。在胚胎期,由肝脏合成EPO,出生后主要由肾脏产生(肾皮质肾单位肾小管周围的间质细胞如成纤维细胞和内皮细胞)可产生EPO,切除双肾后,血浆中EPO的浓度急剧降低,可发生肾性贫血。组织缺氧是促进EPO分泌的生理性刺激因素,肾外组织缺氧也可促进EPO生成,可能产生去甲肾上腺素、肾上腺素及前列腺素有关。正常人体内约510%的EPO是由肾外组织(主要是肝细胞和肝内的Kupffer细胞)产生的,故严重破坏而依赖人工肾的尿毒症的患者,体内仍有低水平的红细胞生成。EPO受红细胞的生成的反馈调节。(二)成年个体(二)成年个体(二)成年个体(二)成年个体红细红细红细红细胞数目的性胞数目的性胞数目的性胞数目的
31、性别别别别差异与性激素差异与性激素差异与性激素差异与性激素的不同作用有关的不同作用有关的不同作用有关的不同作用有关雄激素对红系造血所引起的作用主要是刺激肾脏的间质细胞产生EPO,提高血浆中EPO的浓度,促进红细胞的生成,实验证明,雄激素刺激骨髓红系祖细胞增殖的效应先于体内EPO的增加,表明雄激素也可直接刺激骨髓,促进红细胞的生成。雌激素可抑制红细胞的生成,小剂量雌激素可降低红系祖细胞对EPO的反应,大剂量还可抑制EPO的生成,进而减少红细胞的生成。雄激素和雌激素对红细胞生成的不同效应,可能成年男性红细胞数量高于女性的原因之一。甲状腺素、肾上腺皮质激素和生长激素等可提高对氧的需求,间接促进红细胞
32、的生成,而转化生长因子b、干扰素r和肿瘤坏死因子等可抑制红系祖细胞的分化,对红细胞的生成起负性调节作用,可能与慢性炎症时贫血的发生有关。五、正常人五、正常人五、正常人五、正常人红细红细红细红细胞的平均寿命胞的平均寿命胞的平均寿命胞的平均寿命为为为为120120120120天天天天(一)衰老红细胞的变形能力减退成熟的红细胞无细胞核,线粒体、核糖体也消失,因此无再合成蛋白质能力,每天约有0.8%的红细胞主要因衰老而被坏。衰老的红细胞糖酵解降低,ATP供能不足Na-K泵功能障碍胞内水肿而成球形,变形能力减退不易通过脾脏而被告清除。此外,衰老红细胞内还原型谷胱甘肽(GSH)含量降低,红细胞内H2O2不
33、能还原为H2O,可致血红蛋白被氧化变性,为珠蛋白小体,沉积于红细胞膜的胞质面,变僵硬也可使红细胞变形能力减退。(二(二(二(二)脾和肝是脾和肝是脾和肝是脾和肝是红细红细红细红细胞破坏的主要部位胞破坏的主要部位胞破坏的主要部位胞破坏的主要部位衰老红细胞主要在脾、肝和骨髓中被破坏,并由单核-巨噬细胞清除,而脾脏是主要的器官。研究表明:衰老的红细胞膜上可能存在老化抗原,血浆中的相应抗体与之相结合后,可促进巨噬细胞对其识别和吞噬。红细胞的血管外破坏(extranascular destruct ion)指90%的衰老红细胞巨噬吞噬。其后将血红蛋白分解释放铁、氨基酸被肝脏重新摄取、胆红素则在肝脏被排入胆
34、汁中,排出体外。红细胞的血管内破坏(intravascular dcstruction)指10%的衰老红细胞在血管中受机械冲击而破损,受释放的血红蛋白立即与血浆中的触珠蛋白结合被肝脏摄取。血红素经代谢释放出铁、生成胆红素,经胆汁排出。若血管内有大量红细胞破坏,血浆中的血红蛋白浓度过高,超过触蛋白结合的能力时,未结合的血红蛋白从肾排出,形成血红蛋白尿(hemoglobinuria)第三第三节节 白白细细胞生理胞生理白细胞为无色、有核的细胞,呈球形。白细胞可分为中性粒细胞(neutrophil)、嗜碱性粒细胞(basophil)、嗜酸性粒细胞(eosinophil)前三者胞质中含有嗜色颗粒,又称为
35、粒细胞、单核细胞(monocyte)和淋巴细胞(lymphocyte)五类。正常人白细胞的数量为4.010?、其中中性粒细胞占5070%,嗜酸性粒细胞占0.55%、嗜碱性粒细胞占01%,单核细胞占38%,淋巴细胞占2040%。一、白一、白一、白一、白细细细细具有具有具有具有变变变变形运形运形运形运动动动动、趋趋趋趋化性、吞噬和分泌等多种生理化性、吞噬和分泌等多种生理化性、吞噬和分泌等多种生理化性、吞噬和分泌等多种生理特性特性特性特性白细胞都能伸出伪足做变形运动,穿过毛细血管壁到组织内游走,这个过程称为白细胞渗出(diapedesis)。在某化学物质的吸收下,白细胞可迁移到炎症区,发挥生理作用,
36、而白细胞朝向炎症区的特性,称为趋化性(chemotaxis)趋化因子(chemokine)指能吸引白细胞发生定向运动的化学物质(如降解产物、抗原-抗体复合物、毒素和补体)。吞噬(phagocytosis)指白细胞吞入并杀伤或降解病原物及组织碎片的过程。具有吞噬作用的白细胞称吞噬细胞(phagocyte)。在特异性抗体和补体的激活产物的作用下,可对外源物的识别和吞噬作用加强。白细胞可分泌白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子、集落刺激因子等多种细胞因子等多种细胞因子,通过自分泌、旁分泌作用参与炎症和免疫反应的调控。二、不同种二、不同种二、不同种二、不同种类类类类的白的白的白的白细细细细胞具有不同的生理
37、功能胞具有不同的生理功能胞具有不同的生理功能胞具有不同的生理功能(一)中性粒细胞和由单核细胞发育而成的巨噬细胞是重要的吞噬细胞1.中性粒细胞呈分叶状,故称为多形白细胞(polymorphonuclear leukocyte).血管中的中性粒细胞约有一半随血液循环,称为循环池(circulating pool)、为临床白细胞的计数,另一半则附着在小血管壁,称为边缘池(marginal pool)。正常情况下两者相互保持动态平衡,肾上腺素可促进中性粒细胞自边缘池进入循环池,在510min内可使外周血中的中性粒细胞的总数增加50%。在骨髓中还贮备有约2.510个成熟的中性粒细胞,为外周血液中性粒细胞
38、总数1520倍。糖皮糖皮糖皮糖皮质质质质激素可促激素可促激素可促激素可促进进进进骨髓内中性粒骨髓内中性粒骨髓内中性粒骨髓内中性粒细细细细胞的胞的胞的胞的释释释释放,抑制中放,抑制中放,抑制中放,抑制中 性粒性粒性粒性粒细细细细胞的渗出,在胞的渗出,在胞的渗出,在胞的渗出,在给药给药给药给药5h5h5h5h后,外周血中性粒后,外周血中性粒后,外周血中性粒后,外周血中性粒细细细细胞的数胞的数胞的数胞的数目可增加到目可增加到目可增加到目可增加到4.04.04.04.0 101010109/L9/L9/L9/L。炎症时,由炎症产物的作用可使骨髓内大量释放中性粒细胞到外周进入炎症区域,中性粒细胞在血管内
39、停留的时间平均只有68h,一旦进入组织,就不在返回血液。中性粒细胞有很强吞噬能力,可吞噬细菌衰老红细胞、抗原-抗体复合物及坏死的细胞等,中性粒细胞在体内变形游走能力最强,迁徒的速度可达30m/min.当细菌入侵发生感染时,中性粒细胞在趋化性物质的作用下首先到达炎症部位的效应细胞,一般在6h左右达到高峰,可增高10倍以上数目.中性粒细胞可产生大量具有细胞毒性作用的活性氧基团(如超氧阴离子、过氧化氢、羟自由基及单线态氧)、而胞中的颗粒含有水解酶、乳铁蛋白(可与铁螯合而抑制细菌生长)、杀菌性通透性增加蛋白等,对细菌进行非需氧性杀伤。当血液中的中性粒细胞的数目减少到1109/L时,机体免疫力下降,容易
40、发生感染。(二)嗜碱性和嗜酸性粒(二)嗜碱性和嗜酸性粒(二)嗜碱性和嗜酸性粒(二)嗜碱性和嗜酸性粒细细细细胞与胞与胞与胞与变态变态变态变态的的的的发发发发生与生与生与生与调节调节调节调节有关有关有关有关1.嗜碱性粒细胞 成熟的嗜碱性粒细胞存在于血液中,发生炎症时受趋化因子的诱导才迁移到组织中,被活化时可释放肝素、组胺、嗜酸性粒细胞趋化因子A和白细胞三烯(过敏性慢反应物质)等多种生物活性物质。释放的肝素具有抗凝血,保持血管通畅,可使吞噬细胞能够发挥免疫作用,肝素作为酯酶的辅基加快脂肪分解为游离脂肪酸的过程。组胺和白细胞三烯可使毛细血管的通透性增加,局部充血、水肿、并可使支气管平滑肌收缩、从而引起
41、荨麻疹、支气管哮喘等过敏反应。嗜碱性粒细胞被激活时,释放的嗜酸性粒细胞趋化因子A可吸引嗜酸性粒细胞聚集于局部,限制嗜碱粒细胞在过敏反应中的作用,还参与机体寄生虫、抗肿瘤免疫应答。2.2.2.2.单单单单核核核核细细细细胞胞胞胞 从骨髓从骨髓从骨髓从骨髓进进进进入血液的入血液的入血液的入血液的单单单单核核核核细细细细胞仍然尚未成熟的胞仍然尚未成熟的胞仍然尚未成熟的胞仍然尚未成熟的细细细细胞。胞。胞。胞。单核细胞在血中停留23后迁移入组织中,细胞的体积增大,直径可达6080m,细胞内溶酶体颗粒和线粒体的数目增多发育成为成熟的巨噬(macrophape)细胞,具有比中性粒细胞更强的吞噬能力,可吞噬更
42、多(约5倍的中性粒细胞),更大的细菌和颗粒。由于单核细胞的趋化迁移速度较中粒细胞慢,外周和骨髓中储存的单核细胞数目少,需要数天到数周时间产生巨噬细胞才能成为炎症的主要吞噬细胞。激活单核-巨噬细胞对肿瘤和病毒感染的细胞 具有强大的杀伤能力,同时也有合成释放多种细胞因子,如集落刺激因子(CSF)、白介素(IL-1、3、6等),肿瘤坏死因子(TPF)、干扰素(INF-、-)等,参与对其它细胞生长的调控、在特异性免疫应答的诱导和调节中起重要作用。单核细胞还可在组织中发育成树突状细胞(dendritic cell).仅有微弱的吞噬活性不直接参与宿主的防御功能,但抗原呈递能力强于巨噬细胞,为目前所知最强的
43、抗原提呈细胞,是机体特异免疫应答的始动者。2.2.2.2.嗜酸性粒嗜酸性粒嗜酸性粒嗜酸性粒细细细细胞胞胞胞 有明有明有明有明显显显显的昼夜周期性波的昼夜周期性波的昼夜周期性波的昼夜周期性波动动动动、清晨少、午、清晨少、午、清晨少、午、清晨少、午夜夜夜夜时细时细时细时细胞数量增多、可能与血液中胞数量增多、可能与血液中胞数量增多、可能与血液中胞数量增多、可能与血液中肾肾肾肾上腺皮上腺皮上腺皮上腺皮质质质质激素含量激素含量激素含量激素含量的昼夜波的昼夜波的昼夜波的昼夜波动动动动的有关。的有关。的有关。的有关。当血液中糖皮质激素浓度增高时,嗜酸性粒细胞数目减少、主要存在组织中,为血液中粒细胞的100倍
44、,有较弱的吞噬能力,主要吞噬抗原-抗体复合物,而在细菌感染时不起作用。主要作用:a.限制嗜碱性粒细胞和肥大细胞在速发型过敏反应中的作用,一方面产生前列腺素E抑制嗜碱性粒细胞合成和释放生物活性物质,另一方面可吞噬嗜碱性粒细胞排出的颗粒以及释放组胺酶和芳香硫酸脂酶等酶类,从而破坏嗜碱性细胞所释放的生物活性物质。b.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C3的作用下,嗜酸性粒细胞可借助细胞表面的Fc受体和C3受体黏着于蠕虫上,释放活性 氧及颗粒内的所含有的主要碱性蛋白(major basic protein.MBP)水解酶和过氧化物酶等酶类,损伤蠕虫虫体。据报道,嗜酸性粒细胞还有较
45、强杀血吸虫能力、而蠕虫感染和过敏反应时,常伴有嗜酸性粒细胞增多。目前认为嗜酸性粒细胞是在哮喘发生、发展中引起组织损伤的主要效细胞,因为嗜酸性粒细胞可释放多种促炎介质、释放的主要碱性蛋白对支管上皮具有毒性作用。(三)淋巴(三)淋巴(三)淋巴(三)淋巴细细细细胞的主要功能是参与特异免疫胞的主要功能是参与特异免疫胞的主要功能是参与特异免疫胞的主要功能是参与特异免疫应应应应答答答答反反反反应应应应根据细胞生长发育的过程、细胞表面标志 功能的不同分:T淋巴细胞(T lymhocyte)B淋巴细胞(B lymhocyte)和自然杀伤细胞(natural killer,NK)三大类。T淋巴细胞主要与细胞免疫
46、有关。B淋巴细胞主要与体液免疫有关。NK细胞是机体天然免疫的重要执行者。三、不同白三、不同白三、不同白三、不同白细细细细胞的寿命不同胞的寿命不同胞的寿命不同胞的寿命不同白细胞主要在组织中发挥作用,淋巴细胞还可返于血液、组织液及淋巴之间,并能增殖分化,故白细胞的寿命较难确定。白细胞在血液中停留时很短,一般来说,中性粒细胞在循环血液中停留8h左右即进入组织,45天后即衰老死亡,或经消化道排出。正常情况下,老化的中性细胞的典型死亡方式是凋亡(apoptosis),而后被巨噬细胞清除。若有细菌入侵在急性炎症部位,中性粒细胞的死亡方式是坏死(necrosis),因释放溶酶体酶而发生自溶与破坏的细菌和组织
47、碎片共同形成脓液。单核细胞在血液中停留23天,然后进入组织,并发育成巨噬细胞,在组织中可生存在约3个月。第第 四四 节节 血血 小小 板板 生生 理理血小板是最小的血细胞,无细胞核,呈双面微凸的圆盘状,直径为23m.当血小板与玻片接触或受刺激时,可伸出伪足而呈不规则形状。在显微镜下可见血小板内存在-颗粒、致密体等血小板贮存颗粒。正常成人外周血液中的血小板数量为(100300)10/L。血小板在维持血管壁的完整性和生理止血过程中起重要作用。一、血小板具有黏附、一、血小板具有黏附、一、血小板具有黏附、一、血小板具有黏附、释释释释放、聚集、收放、聚集、收放、聚集、收放、聚集、收缩缩缩缩和吸附和吸附和
48、吸附和吸附等多种生理特性等多种生理特性等多种生理特性等多种生理特性(一)血小板对于非血小板表面有强的黏附能力正常情况下血小板不能黏附血管内皮细胞表面,当内皮损伤时、就易发生黏附,主要由血小板膜上的糖蛋白(glcoprotein GP)、内皮下成分胶原纤维及血浆von-Willebrand因子(简称vWF)的参与所致。当血管受损后,内皮下的胶原就暴露出来,vWF首先与胶原纤维结合,发生变构再与GPIb结合,从而使黏附于胶原纤维上,因此vWF是血小板黏附的桥梁。除了胶原纤维以外,血小板的黏附还需要钙离子的参与。当GPIb缺乏、vWF缺少和胶原纤维变性等情况,血小板黏附功能受损,机体具有出血倾向。(
49、二)血小板可以(二)血小板可以(二)血小板可以(二)血小板可以释释释释放多种生物活性物放多种生物活性物放多种生物活性物放多种生物活性物质质质质血小板内含有致密体、-颗粒和溶酶体三种颗粒。致密体内主要含有ADP,ATP,5-羟色胺和Ca离子,其生物学作用与进一步促进血小板的活化有关。-颗粒中也含有多种生物活性物质,促进血小板黏附(vWF、纤维蛋白原、纤维连接蛋白、凝血酶敏感蛋白等)、促进细胞生长(血小板因子V、血小板源生长因子、转化生长因子、凝血酶敏感蛋白等)和凝血、纤溶的调节(纤维蛋白原、凝血因子V,凝血因子XI、高分子量激肽原、蛋白S、溶酶原激活物抑制剂-1等)。血小板释放(platelet
50、 release)或称血小板分泌指受剌激的血小板将贮存在致密体、-颗粒或溶酶体内的物质排出的现象。血小板被激活后还可即时合成和释放血栓烷A2(TXA2)等颗粒外物质,进一步促进血小板的活化、聚集,加速止血。血小板血小板血小板血小板释释释释放的放的放的放的TXA2TXA2TXA2TXA2具有具有具有具有强强强强烈的聚集血小板和烈的聚集血小板和烈的聚集血小板和烈的聚集血小板和缩缩缩缩血管的作用。血小板内并无血管的作用。血小板内并无血管的作用。血小板内并无血管的作用。血小板内并无TXA2TXA2TXA2TXA2的的的的贮贮贮贮存。存。存。存。当血小板受到刺激而被激活时,血小板内的磷脂酶A2被激活,进