血液的奥秘

血液的奥秘

作者：Carl Bianco, MD

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本文包括：

1. 1. 引言

2. 2.

3. 3.

4. 4.

5. 5.

不小心割伤自己的时候，您可曾想过我们所说的血液是由什么组成的？血液是身体中最常用于检测的部分，它是生命之河。每个机体都从血液获得营养。

供图

医疗工作者从患者身上抽取血液样本。

在本文中，我们将详细了解“生命之河”。了解血液知识有助于我们理解医生对血液检查结果的解释。此外，我们还将了解这种神奇的液体以及其中的细胞。

血液由两部分组成：和血浆。泵送血液流经动脉、毛细血管及静脉，为机体每个细胞提供氧气和营养。血液也带走机体产生的废物。

成年人全身约有5升血液，占人体体重的7%至8%，其中约有2.75至3升为血浆，其余部分为细胞。

血浆

是血液中的液体部分。血细胞，如红

细胞，悬浮在血浆中。同时，溶解在血液中的物

质还有电解质、营养、维生素（从消化道摄取或由机体产生）、激素、凝血因子以及白蛋白和免疫球蛋白（抗感染的）等蛋白质。血液在全身循环时，血浆将所含物质运送至各组织。

血液的细胞部分有红细胞（RBC ），白细胞（WBC ）和血小板。红细胞携带来自的氧气；白细胞帮助对抗感染；血小板是机体用于凝血的成分。

红细胞

红血球，即红细胞，是血液中数量最多

的。红细胞赋予了血液极具特征的红色。男

性的每微升血液中平均含有520万的红细

胞，而女性平均有460万。红细胞约占血液

总量的40%至45％。血液中红细胞的百分

比是一个常用的血液衡量数值，称为红细胞压积。正常血液中，每600个红细胞对应1个白细胞和40个血小板。

红细胞有很多不寻常的特征：

红细胞形状特殊——圆而扁平的双凹圆盘形，类似浅盘。

网站供图红细胞

红细胞没有细胞核，红细胞在成熟过程中，会挤出细胞核。

红细胞形成单行从毛细血管挤出时，可以最大限度地改变形状而不会破裂，这点令人惊叹。毛细血管是机体用于交换

氧气、营养和废物的微型血管。

红细胞含有血红蛋白，这是一种可以携带氧气并将其运送至需氧细胞的特殊分子。

红细胞的主要功能是将来自的氧气输送到机体。红细胞含有一种称为血红蛋白的蛋白质，实际上是后者负责携带氧气。

氧气在毛细血管内释放，供机体细胞使用。来自肺的氧气中97％由血红蛋白携带，其余3％溶解在血浆中。前者的携氧能力比后者高30到100倍。

血红蛋白在含氧水平较高的肺中与氧气疏松结合；然后在含氧水平较低的毛细血管中释放氧气。每个血红蛋白分子含四个铁原子，而每个铁原子可以结合一个氧气分子（即两个氧原子，化学式为O2），因而每个血红蛋白分子总共可结合四个氧气分子，4*O2）或八个氧原子。血红蛋白的铁元素使血液呈红色。

红细胞中有33％是血红蛋白。血液中血红蛋白的正常浓度是：男性15.5克每分升，女性14 克每分升。（1 分升等于100毫升，即0.1升）

除给机体细胞输送氧气，红细胞还帮助带走体内的二氧化碳（CO2）。二氧化碳是机体进行多种化学反应时细胞产生的副产物。它首先进入毛细血管的血液，然后被带回至肺，随呼吸排出体外。红细胞含有一

种碳脱水酶，可使二氧化碳（CO2）和水（H2O）的反应速度加快5000倍。两者反应形成碳酸后，离解为氢离子和碳酸氢根离子。

碳脱水酶：

CO2 + H2O ===> H2CO3 + H+ + HCO3-

二氧化碳+ 水==> 碳酸+ 氢离子+ 碳酸氢根离子氢离子与血红蛋白结合，而碳酸氢根离子进入血浆。70％的CO2以这种方式带走，另有7％的CO2溶解在血浆中。其余23％的CO2直接与血红蛋白结合，进入肺中释放。

所有血细胞都在骨髓中生成。儿童大多数骨骼的骨髓都可造血。随着年龄增长，造血骨髓逐渐减少，只有脊椎骨、胸骨、肋骨、骨盆和上臂及小腿的少部分骨髓还可以造血。能生成血细胞的骨髓称为红骨髓，而不再生成红细胞的骨髓称为黄骨髓。机体的造血过程称为造血作用。

所有血细胞（红细胞、白细胞和血小板）均来源于同一种叫做多能造血干细胞的细胞。这种细胞能够形成各种血细胞，并且可以自我复制。这种细胞形成定向，这些干细胞可以生成特定类型的血细胞。

红细胞在形成过程中，最终失去细胞核并以网织红细胞的形式离开骨髓。此时，网织红细胞还残留着一些细胞器。这些细胞器最后也会离开细胞，这样就形成了成熟的红细胞。红细胞在血液中的平均寿命约为120天，衰老后，由肝脏和脾脏中的巨噬细胞吞噬清除。

有一种称为促红细胞生成素（EPO）的激素和低血氧水平可以调节红细胞的生成量。机体中任何降低血氧水平的因素，如肺部疾病或贫血（即红细胞数量低）都会引起促红细胞生成素的增加。促红细胞生成素刺激干细胞生成更多的红细胞，并加快其成熟进程。百分之九十的促红细胞生成素都在中合成。双肾切除或出现肾衰竭时，患者会因缺少促红细胞生成素而出现贫血。铁、和叶酸也是合成红细胞的必需物质。

白细胞

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2. 2. 白细胞

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5. 5.

白血球（WBC），或白，是的组成部分，它可帮助机体对抗感染。它们在血液中流动，因而可以输送至机体的任何感染部位。正常成年人每毫升血液约含有4000到10000（平均7000）个白细胞。白细胞数量增加，则表明身体的某个部位出现了感染。

白细胞分为五个主要类型：

嗜中性粒细胞

嗜酸性粒细胞

嗜碱细胞

淋巴细胞

单核细胞

中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞统称为粒细胞，因为这些细胞带有含消化酶的质粒。嗜碱性粒细胞有紫色质粒，嗜酸性粒细胞含橙红色质粒，中性粒细胞为淡蓝粉色。

中性粒细胞是机体对抗感染的主要防御措施之一。它们通过摄食细菌，将其杀死（称为吞噬作用）。中性粒细胞一生可以吞噬5到20个

细菌。中性粒细胞含有一个分叶、分段或多形核的细胞核，因此又称

为PMN、多形核白细胞或分叶核中性白细胞。

带状中性粒细胞是血液中未成熟的中性粒细胞，出现细菌感染时，中性粒细胞和带状中性粒细胞就会增加。

嗜酸性粒细胞负责杀死寄生虫，并参与过敏反应。

嗜碱性粒细胞还未被人们完全了解，但它们参与。嗜碱性粒细胞会释放组胺和肝素，前者会导致血管渗漏从而聚集白细胞，后者可以防止因感染部位发生血液凝固而使白细胞无法达到细菌感染区域。

单核细胞进入组织后变大，变成巨噬细胞。单核细胞在组织内可以吞噬细菌（一生可吞噬超过100个细菌）。这些细胞也破坏机体中衰老、受损或死亡的细胞。巨噬细胞存在于肝、脾、肺、淋巴结、皮肤和肠道。巨噬细胞遍布全身，因此该系统又称为网状内皮系统。

中性粒细胞和单核细胞可以通过多种机制找到并杀死入侵有机体。它们通过叫做血细胞渗出的过程从血管壁上的开孔挤出。以变形运动的方式移动。这两种细胞可以追踪免疫系统或细菌产生的化学物质，从而转移到这些物质浓度较高的部位。这称为趋化性。它们通过吞噬作用杀死细菌，即完全包裹细菌并用消化酶将其消化。

淋巴细胞是一种控制机体免疫系统的复杂细胞。T细胞（T细胞）负责细胞介导的免疫。B淋巴细胞负责体液免疫（产生抗体）。75％的

淋巴细胞都是T细胞。淋巴细胞不同于其他白细胞，因为它可以识别并记忆侵入的细菌和。

T细胞分为几个功能各异的类型，包括：

辅助T细胞——辅助T细胞的细胞膜上有一种称为CD4的蛋白。辅助T细胞通过释放细胞因子调控免疫系统。细

胞因子刺激B细胞形成浆细胞，从而形成抗体、刺激生成细胞

毒性T细胞及抑制性T细胞，并激活巨噬细胞。辅助T淋巴细

胞就是AIDS病毒攻击的细胞——可以想象破坏这种控制免

疫系统的细胞会产生何等毁灭性的后果。

细胞毒性T细胞——细胞毒性T细胞释放出可以破坏并杀死入侵有机体的化学物质。

记忆T细胞——记忆T细胞在同一种有机体再次入侵时，帮助免疫系统更快地做出反应。

抑制性T细胞——抑制性T细胞在机体不再需要免疫反应时抑制免疫反应，以防止其失去控制而损伤正常细胞。

当有机体侵入或受到辅助性T细胞激活时，B细胞就转化为浆细胞。B细胞会产生大量抗体（也叫做免疫球蛋白或γ-球蛋白）。免疫球蛋白（英文缩写为Ig）一共有五种：IgG，IgM，IgE，IgA和IgD。它们呈Y 形分子结构，各自的片断只可结合一种特异性抗原。与抗原结合后，免疫球蛋白自身成团，受到中和或断裂开放。免疫球蛋白还会激活补体系统。

补体系统是一系列，它们通过引导并激活中性粒细胞和巨噬细胞，来帮助或协助抗体及免疫系统的其他部分破坏入侵抗原、中和病毒和破坏入侵有机体。记忆B细胞可以保留很长时间，如果遇到同样的抗原，它可以让免疫系统更加快速地作出反应，生产抗体。

白细胞各种成分的百分比：

中性粒细胞——58％

带状中性粒细胞——3％

嗜酸性粒细胞——2％

嗜碱性粒细胞——1％

单核细胞——4％

淋巴细胞——33％

多数白细胞（中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、单核细胞）都在骨髓中形成。T淋巴细胞起源于骨髓的多能造血干细胞，然后迁移至胸腺，并在此成熟。胸腺位于胸腔中心脏和胸骨之间。B淋巴

细胞仍在骨髓中成熟。

粒细胞（中性粒白细胞、嗜酸性粒细胞及嗜碱性粒细胞）释放入血液后，约经过4到8小时的循环，进入机体组织，平均可在组织中停

留4到5天。严重感染时，这个循环时间通常会更短。

单核细胞在血液中平均停留10到20小时，然后进入组织变成巨噬细胞，可以存活数月甚至数年。

淋巴细胞在淋巴组织、淋巴液及血液之间不停来回循环。它们进入血液后会停留数小时。淋巴细胞可以存活数周、数月甚至数年。

血小板（凝血细胞）通过形成一种称为血小板栓子的物质帮助血液凝结。而凝血因子则是血液发生凝固的另一种方式。血小板也可促进其他的血液凝固机制。每毫升血液的血小板数约为15万到40万（平均值为25万）。

血小板在骨髓中形成，来源于一种称为巨核细胞的超大型细胞——其碎裂形成的细胞碎片就是血小板。血小板无核且无法复制。巨核细胞在机体需要时会生成更多的血小板。血小板的平均寿命约为10天。

血小板含多种促进凝血的化学物质。其中包括：

帮助收缩的肌动蛋白、肌球蛋白

帮助启动凝血过程的物质

吸引其他血小板的物质

刺激血管修复的物质

稳定血块的物质

血浆和血型

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3. 3. 血浆和血型

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血浆是略呈浅黄色（草黄色）的澄清液体。人在食用食品后，或高血脂患者，血浆有时呈乳液状。血浆中90％是水，其余10％是溶解在血浆中的物质，它们对生命极为重要。当机体需要时，这些溶解物质通过血液循环扩散进入组织和细胞。它们从高浓度区域向低浓度区域扩散。浓度差越大，扩散的总量就越大。废弃产物恰好反向流动，从产生废弃物的流向血流，然后通过或排出。

流体静压（）会促使血液从血管中流出，而倾向于将液体保留在血管内的渗透压（由溶解于血浆中的蛋白形成）可以平衡上述压力。