第三篇血液的功能.pptx
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1、第三篇血液的功能第三篇血液的功能现在学习的是第1页,共52页第六章第六章 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。现在学习的是第2页,共52页 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
2、反应中起重要的作用 如:血小板、凝血因子。小结:血液通过运输、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。现在学习的是第3页,共52页第一第一节节 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。现在学习的是第4页,共52页
3、血血血血细细细细胞比容(胞比容(胞比容(胞比容(hematocrit)hematocrit)hematocrit)hematocrit)是指血是指血是指血是指血细细细细胞在血液中所胞在血液中所胞在血液中所胞在血液中所占的容占的容占的容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
4、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,使组织供氧减少。现在学习的是第5页,共52页(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。现在学习的是第6页,共52页2.2.血
5、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含有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现在学习的是第7页,共52页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
6、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1530g/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。现在学习的是第8页,共52页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.
7、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,可再用于组织蛋白的合成,具有营养作用。现在学习的是第9页,共52页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对稳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
8、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。现在学习的是第10页,共52页 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 pressure)的高低取决于溶液中溶的高低取决于溶液中溶的高低取决于溶液中溶的高低取决于溶液中溶质质质质颗颗颗颗粒(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,而与溶质质质质的种的种的种的种类类类类和和和和颗颗颗颗粒的粒的粒的粒的大小无无关
9、。大小无无关。大小无无关。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
10、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。现在学习的是第11页,共52页二、骨髓是成人血二、骨髓是成人血细细胞生成的部胞生成的部位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
11、髓外造血)现在学习的是第12页,共52页 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,所有的骨髓造血均为为 红红骨髓骨髓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 marrow)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。现在学习的是第13页,共52页三、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
12、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现在学习的是第14页,共52页(一)造血干(一)造血干(一)造血干(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
13、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。现在学习的是第15页,共52页(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(
14、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.现在学习的是第16页,共52页(三三三三)前体前体细细胞是形胞是形态态学上可以辨学上可以辨认认的各系幼稚的各系幼稚细细胞胞到前体细胞阶段,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。现在学习的是第
15、17页,共52页四、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、分化和胞的定居、存活、增殖、分化和胞的定居、存活、增殖、分化和胞的定居、存活、增殖、分化和成熟的成熟的成熟的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
16、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,或造血微环境的缺陷时,可引起再生障碍性贫血。现在学习的是第18页,共52页 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
17、胞数量和血红蛋白浓度低于正常,称为贫血(anemia)现在学习的是第19页,共52页一、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脆性定性和渗透脆性定性和渗透脆性定性和渗透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
18、,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。现在学习的是第20页,共52页(一)(一)红细红细胞在外力作用下胞在外力作用下发发生可塑性生可塑性变变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
19、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现在学习的是第21页,共52页(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
20、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,可延缓叠连发生,使沉降率减慢。现在学习的是第22页,共52页(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
21、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,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
22、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。现在学习的是第23页,共52页二、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
23、。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。现在学习的是第24页,共52页三、三、三、三、铁铁铁铁、叶酸和、叶酸和、叶酸和、叶酸和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物胞生成所需的重要物胞生成所需的重要物胞生成所需的重要
24、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%,
25、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。现在学习的是第25页,共52页(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,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
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