血液相关概述

一、血液的组成和功能（一）血液的组成血液由液态的血浆(blood plasma)和悬浮于血浆中的血细胞(blood cell)组成。

由于血细胞和血浆的比重不同，如将一定量的抗凝血置于比容管中，以每分钟3000转的速度离心半小时，血液将被分成三层，上层淡黄色的液体即血浆，下层即红色不透明层里的细胞是红细胞(erythrocyte或red blood cell, RBC)，中间白色不透明的薄层里的细胞是白细胞(leukocyte或white blood cell, WBC)和血小板(platelet或thrombocyte)。

由于白细胞和血小板仅占血液总容积的1％以下，故在计算容积时常忽略不计。

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值是40％～50％，成年女性为37％～48％，新生儿约为55％。

血细胞比容增加常见于各种原因所致的血液浓缩；血细胞比容减少见于各种贫血；临床上如需纠正水、电解质平衡失调，常以血细胞比容作为参考。

血浆中水分占91%～92%，溶质主要有多种电解质、蛋白质、小分子有机物质（某些激素、代谢产物等）和一些气体（O2、CO2等）。

血浆中的电解质以Na+、Cl−的含量最高，主要参与血浆晶体渗透压的形成。

由于血浆中的电解质、小分子物质和水都很容易透过毛细血管壁与组织液进行交换，因此，血浆和组织液中的这些物质的含量基本一致；而血浆蛋白(plasma protein)，因为其分子量过大，不易滤过毛细血管壁，因此，组织液的蛋白质含量甚少，这也成为血浆与组织液的主要区别。

血浆中存在多种血浆蛋白，用盐析法可将血浆蛋白分为白蛋白(albumin)、球蛋白(globulin)和纤维蛋白原(fibrinogen)三类，其中白蛋白分子量最小，含量最多；用电泳法可将球蛋白可进一步分为α1-球蛋白、α2-球蛋白、β-球蛋白、γ-球蛋白等；纤维蛋白原分子量最大，而含量最少；正常成人的白蛋白含量为40～48 g/L、球蛋白为15～30 g/L、纤维蛋白原为2～4 g/L，血浆蛋白总量为65～85 g/L。

其中白蛋白和大部分球蛋白主要由肝脏合成，白蛋白和球蛋白的浓度比值（A/G）正常为1.5～2.5，肝脏疾病常导致A/G比值下降或倒置。

（二）血液的功能血液即血细胞和血浆的主要生理功能归纳为以下几个部分。

1.运输功能血浆是内环境中最活跃的部分，在全身各处流动的血液通过其运输功能，实现机体各部分体液之间的物质交换。

如红细胞通过其运输功能，将氧气从肺运至各组织器官，将组织器官代谢产生的二氧化碳运至肺；血浆蛋白可与脂溶性物质结合，使之具有水溶性，以便运输；血浆蛋白还能与激素等物质进行可逆性结合，防止这些物质从肾丢失，并保持具生物学活性的游离型激素在血液中浓度的相对稳定。

2.免疫与防御功能血液中的白细胞、抗体和补体等通过特异和非特异免疫反应处理侵入体内的病原体或异物；中性粒细胞和单核-巨噬细胞能吞噬并消灭致病微生物。

3.缓冲作用血浆中的无机盐缓冲对、血浆白蛋白和它的钠盐组成缓冲对和红细胞内的缓冲对对血浆发生的酸碱度变化进行缓冲，维持血液pH的相对稳定。

4.参与机体的生理止血过程大部分的凝血因子、抗凝物质和纤溶物质是血浆蛋白，它们和血小板一起参与血液凝固、抗凝和纤维蛋白溶解等过程。

5.调节功能由于血液可以与组织液之间进行物质交换，内环境的理化性质或化学成分的变化通过血液刺激相应的感受装置（如颈动脉体和主动脉体化学感受器、下丘脑渗透压感受器），对机体的功能进行及时的调节，维持机体的稳态。

二、血液的理化特性（一）比重正常成年人血浆比重为1.025～1.030，其高低主要取决于血浆蛋白含量，两者呈正相关；红细胞比重为1.090～1.092，其高低主要取决于血红蛋白含量，两者呈正相关；全血比重(specific gravity of blood)为1.050～1.060，其高低与血液中红细胞数量呈正相关。

（二）黏度液体的黏度(viscosity)来源于液体内部分子之间的摩擦力，通常以水与血液或血浆流过等长的两根毛细管所需要的时间之比来表示。

如温度为37℃，水的黏度为1，此时全血的相对黏度为4～5，血浆的相对黏度为1.6～2.4。

全血的黏度主要取决于血细胞比容的高低，血细胞比容愈大，血液黏度就愈高；血浆的黏度主要取决于血浆蛋白的含量。

此外，血流的切率、血管口径和温度等因素也能影响血液的黏度。

（三）血浆渗透压如果用只允许水分子通过的半透膜将两种不同浓度的溶液隔开，水分子将由低浓度溶液侧移向高浓度溶液侧，这一现象称为渗透(osmosis)。

高浓度溶液所具有的吸引水分子透过半透膜的力量称为渗透压(osmotic pressure)。

渗透压越高，其吸引和保留水分的能力就越强，而渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质颗粒数目的多少，与溶质颗粒的分子大小和溶质的种类无关。

血浆所具有的吸引和保留水分子的力量称为血浆渗透压(osmotic pressure of blood plasma)，正常人约为300 mOsm/（kg•H2O），相当于770 kPa。

血浆渗透压包括晶体渗透压(crystal osmotic pressure)和胶体渗透压(colloid osmotic pressure)，其中，血浆晶体渗透压是由血浆中晶体溶质颗粒特别是电解质Na+和Cl−所形成，约占血浆总渗透压的99%以上。

由于毛细血管壁对水和晶体物质没有屏障作用，它们可自由通过，因此，血浆与组织液中晶体物质浓度以及由此决定的晶体渗透压基本相等。

但是，细胞外液中的晶体物质绝大部分不能自由透过细胞膜，血浆晶体渗透压的相对稳定，可维持细胞内、外的水平衡、保持细胞的正常形态。

由血浆中的胶体溶质颗粒主要是血浆蛋白所形成的渗透压称为血浆胶体渗透压，由于蛋白质分子量大，单位体积溶液中所含的溶质颗粒数目少，形成的胶体渗透压一般为1.3 mOsm/（kg•H2O），约相当于3.3 kPa。

在主要血浆蛋白中，白蛋白的分子量最小，量最多，单位体积血浆中分子数目远多于其他血浆蛋白，故白蛋白是形成血浆胶体渗透压的主要成分。

如白蛋白的量显著减少，即使因球蛋白量增加，血浆蛋白总量保持不变，血浆胶体渗透压也会明显降低。

由于血浆蛋白不易透过毛细血管壁，组织液胶体渗透压远低于血浆胶体渗透压，所以，虽然血浆胶体渗透压较低，但对于维持毛细血管内、外水平衡和维持正常的血浆容量有重要作用。

肾脏疾病患者，如血浆蛋白从尿中丢失过多，血浆胶体渗透压降低，毛细血管处的血浆滤出增加，可造成组织水肿。

渗透压与血浆渗透压相等的溶液称为等渗溶液(isoosmotic solution)，常用的等渗溶液有0.85％NaCl溶液、5％葡萄糖溶液和1.9％尿素溶液。

渗透压高于或低于血浆渗透压的溶液则分别被称为高渗或低渗溶液。

但是，并不是所有物质的等渗溶液都能使红细胞保持正常的形态和大小，譬如虽然1.9%尿素溶液属等渗溶液，但由于尿素能顺浓度差自由通过红细胞膜，如将红细胞置入其中，尿素进入红细胞内，红细胞内渗透压升高，随后水进入，红细胞很快会发生肿胀、破裂，甚至发生溶血。

能使悬浮于其中的红细胞保持正常形态和大小的溶液，称为等张溶液(isotonic solution)。

可见，等张溶液应该是指由不能自由透过细胞膜的溶质颗粒所形成的等渗溶液。

NaCl不能自由透过红细胞膜，而尿素可以透过红细胞膜，所以，0.85%NaCl既是等渗溶液，也是等张溶液；1.9%尿素溶液属于等渗溶液，但不是等张溶液。

（四）血浆pH血浆pH保持相对稳定对维持机体的正常生命活动十分重要。

正常人血浆pH为7.35～7.45。

机体对血浆pH有很大的缓冲能力和调节能力，血液内的缓冲物质和正常的肺、肾功能是维持血浆pH相对稳定的重要机制。

血浆和红细胞内含多个缓冲对，其中最主要的是血浆中的NaHCO3/H2CO3缓冲对，此外还有血浆中的蛋白质钠盐/蛋白质、Na2HPO3/NaH2PO3缓冲对，红细胞内的血红蛋白钾盐/血红蛋白、氧合血红蛋白钾盐/氧合血红蛋白、K2HPO3/KH2PO3、KHCO3/H2CO3等缓冲对。

这些缓冲物质大大降低酸性或碱性物质对血浆pH的影响，将机体的血浆pH维持在正常范围内。

此外，肺、肾也能不断排出体内过多的酸或碱，参与维持血浆的正常pH。

如果在病理情况下，体内酸性或碱性物质过多，超过了血液缓冲对的缓冲能力，且机体不能将过多的酸性或碱性物质及时排出，血浆pH低于或高于正常范围，分别称为失代偿性酸中毒或碱中毒，严重者可危及生命。

三、血液的免疫学特性免疫通常分为固有免疫(innate immunity)和适应性免疫(adaptive immunity)，这两种免疫的主要区别在于前者可非特异性地防御各种入侵病原微生物等异物，而后者则高度特异性地针对某一特定病原微生物等异物。

（一）固有免疫固有免疫又可称之为非特异性免疫(nonspecific immunity)。

如有病原微生物的入侵，该系统能迅速应答并成为机体抵御病原微生物入侵的第一道防线。

该系统还能启动和参与适应性免疫应答。

血液中主要的固有免疫细胞有：中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞、自然杀伤细胞、γδT淋巴细胞和树突状细胞等。

其中，中性粒细胞可吞噬并杀灭细菌，使感染得以局限和控制；单核-巨噬细胞具有吞噬杀菌和抗原加工提呈的作用；自然杀伤细胞是机体抗感染和抗肿瘤免疫的第一道天然防线，他们能选择性地杀伤病毒感染的细胞、识别和杀伤新产生的恶性肿瘤细胞，并调节适应性免疫。

补体系统(complement system)属于固有免疫，具控制炎症反应的功能。

一些病原微生物可直接活化补体旁路途径，导致这些入侵病原微生物表面被补体成分所覆盖，容易被吞噬细胞捕获并吞噬。

补体系统也可被结合于微生物表面的抗体所活化。

（二）适应性免疫抗原(antigen)是指能刺激特异性免疫应答产生的、能与抗体和致敏淋巴细胞结合并产生免疫效应的外源性物质。

适应性免疫又可称为特异性免疫(specific immunity)，是指机体与外源性病原微生物接触后产生的对特定抗原（如病原微生物）进行识别并最终将其清除的防御功能。

适应性免疫应答分为体液免疫(humoral immunity)和细胞免疫(cellular immunity)两种类型。

具有特异性应答能力的淋巴细胞包括B淋巴细胞(B lymphocyte)和T淋巴细胞(T lymphocyte)。

T淋巴细胞介导细胞免疫，如果病原微生物在宿主吞噬细胞或其他细胞内生存和繁殖，抗体不能与其结合，此时T细胞可通过促进吞噬细胞杀灭细胞内微生物或直接杀伤受感染细胞，清除这些病原体。

血液中的抗体(antibody)由B淋巴细胞合成，可介导体液免疫应答，促进吞噬细胞对异物的吞噬，发挥其抗病原微生物感染和中和其毒素的功能。