血液
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  血液是流体性状的结缔组织,充满于心血管系统(循环系统)中,在心脏的推动下不断循环流动。如果流经体内任何器官的血流量不足,均可能造成严重的组织损伤;人体大量失血或血液循环严重障碍,将危及生命。
  
  血液由血浆和血细胞组成。
  (一)血浆
  血浆相当于结缔组织细胞间质,为浅黄色液体,其中除含有大量水分以外,还有无机盐、纤维蛋白原、白蛋白、球蛋白、酶、激素、各种营养物质、代谢产物等。这些物质无一定的形态,但具有重要的生理功能。
  1L血浆中含有900~910g水(90%~91%)。65~85g蛋白质(6.5%~8.5% )和20g低分子物质(2%).低分子物质中有多种电解质和小分子有机化合物,如代谢产物和其他某些激素等。血浆中电解质含量与组织液基本相同。由于这些溶质和水分都很容易透过毛细血管与组织液交流,这一部分液体的理化性质的变化常与组织液平行。在血液不断循环流动的情况下。血液中各种电解质的浓度,基本上代表了组织液中这些物质的浓度。
  (二)血细胞
  血细胞分为三类:红细胞白细胞血小板
  1、红细胞呈双面凹陷的圆盘状,直径约为7.5微米,没有细胞核,细胞质内没有细胞器而有大量血红蛋白。血液的颜色就是由血红蛋白决定的。血红蛋白具有与氧和二氧化碳结合的能力。所以红细胞能供给全身组织所需要的氧,并带走组织内所产生的二氧化碳。
  2、白细胞在血液中呈球形,能以变形运动穿过毛细血管壁进入周围组织中。根据细胞质中是否含有特殊颗粒,可把白细胞分为粒细胞和无粒细胞。
  粒细胞分为中性粒细胞、嗜酸粒细胞、嗜碱粒细胞。
  中性粒细胞呈圆形,直径约10-12微米,细胞核形态不一,细胞质内的特殊颗粒细小、分布均匀;具有活跃的变形运动和吞噬能力,当机体某一部分受到细菌侵犯时,以变形运动穿出毛细血管并吞噬细菌。嗜酸粒细胞呈圆形,直径约10-15微米,细胞核多为两叶,颗粒粗大、大小一致、分布均匀;也能以变形运动穿出毛细血管,但吞噬能力较差,当机体出现过敏性反应或寄生虫感染,数量往往增多,估计有减轻过敏反应和杀伤虫体的作用。嗜碱粒细胞呈圆形,直径约10-11微米,细胞核形状很不规则,颗粒大小不等、分布不均匀;特殊颗粒内含有肝素、组织胺、和慢反应物质。肝素具有抗凝血作用,有利于血液保持液体状态。组织胺和慢反应物质参与过敏反应。
  无粒细胞分为两种,淋巴细胞和单核细胞。
  
  3、血小板也称血栓细胞,在流动的血液中呈双面凸的圆盘状,侧面看呈梭形,直径2-4微米。血小板的功能是参与止血与凝血。
  
  在机体的生命过程中,血细胞不断地新陈代谢。红细胞的平均寿命约120天,颗粒白细胞和血小板的生存期限一般不超过10天。淋巴细胞的生存期长短不等,从几个小时直到几年。
  血细胞及血小板的产生来自造血器官,红血细胞、有粒白血细胞及血小板由红骨髓产生,无粒白血细胞则由淋巴结脾脏产生。
  血液具有很重要的功能,完成这些功能,还要有足够的血量
  成年人的血量约占体重的8%,即每公斤体重约有80毫升血。在此数上下10%左右,都为正常。在人体安静情况下,并非全部血液都在血管中迅速流动着,有一小部分常储存在皮肤等部位。当人体激烈运动及紧张劳动时,这些血液就释放到循环血液中,从而增加了循环血量,以适应当时人体的需要。
  
  人类最基本的血型为A、B、O血型。
  ABO血型是根据红细胞所含的凝集原而划分的。根据A和B两种凝集原的组合,有四种类型:①含有A凝集原的称为A型;②含有B凝集原的称为B型;③含有A和B两种凝集原的称为AB型;④既无A,也无B凝集原的称为O型。
  应当指出的是,除A、B、O血型之分外,还有Rh血型阳性和阴性之分。我国汉族人Rh阳性率达99%,塔塔尔族人为84.2%;苗族人为87.7%。因此输血时,还需注意Rh血型的鉴定。
  Rh血型抗体是一种免疫抗体,输入Rh抗原后才在体内产生。Rh阴性的人,如接受Rh阳性的血液后,即产生Rh抗体,当他第二次接受Rh阳性的血液时,输入血液中的红细胞即出现凝集反应,造成严重后果。另外Rh阴性的母亲,如怀的胎儿为Rh阳性血型,胎儿的红细胞可因胎盘绒毛脱落等原因而进入母体循环,使母亲产生Rh抗体。她再次妊娠时,Rh抗体可通过胎盘进入胎儿,如胎儿仍为Rh阳性血型,则发生红细胞凝集反应而死亡,成为死胎。
  
  各类血细胞发生经历了从原、幼年到成熟等各个阶段。各类细胞发生过程的一般规律是:
  (一)细胞由大变小。
  (二)细胞质的嗜硷性逐渐减退。
  (三)细胞核由大变小,最后消失(红细胞)或分叶(颗粒白细胸),核染色变深。
  各类血细胞通常在成熟后才进入血液循环,所以我们在正常血涂片中只能见到各类成熟的红血细胞。只有网织红血细胞例外,正常时占红血细胞总数的0.3—2%,当骨髓内细胞生成加快时,血液中网织红血细胞数随之升高,反之则降低。临床上常检查血液中的网织红血细胞数作为骨髓造血功能指标之一。
  如抽取红骨髓作涂片染色检查,便可观察到红血细胞、颗粒白血细胞和血小板发生的各个原始和幼年阶段的细胞。
  
  相关参考:贫血病||胆红素||呼吸机制
  人体的血液是由哪些成分组成的?
  人体的血液由血细胞与血浆两部分组成,这两部分又合称全血。而血浆基本上是晶体物质溶液加上血浆蛋白,故也可认为血液由血细胞、晶体物质与血浆蛋白三种成分组成。
  血细胞包括红细胞、白细胞和血小板。与贫血关系最密切的是红细胞。
  
  血液的功能是什么?
  血液在人体生命活动中主要具有四方面的功能。
  ①运输。运输是血液的基本功能,自肺吸入的氧气以及由消化道吸收的营养物质,都依靠血液运输才能到达全身各组织。同时组织代谢产生的二氧化碳与其他废物也赖血液运输到肺、肾等处排泄,从而保证身体正常代谢的进行。血液的运输功能主要是靠红细胞来完成的。贫血时,红细胞的数量减少或质量下降,从而不同程度地影响了血液这一运输功能,出现一系列的病理变化。
  ②参与体液调节。激素分泌直接进入血液,依靠血液输送到达相应的靶器官,使其发挥一定的生理作用。可见,血液是体液性调节的联系媒介。此外,如酶、维生素等物质也是依靠血液传递才能发挥对代谢的调节作用的。
  ③保持内环境稳态。由于血液不断循环及其与各部分体液之间广泛沟通,故对体内水和电解质的平衡、酸碱度平衡以及体温的恒定等都起决定性的作用。
  ④防御功能。机体具有防御或消除伤害性刺激的能力,涉及多方面,血液体现其中免疫和止血等功能。例如,血液中的白细胞能吞噬并分解外来的微生物和体内衰老、死亡的组织细胞,有的则为免疫细胞,血浆中的抗体如抗毒素、溶菌素等均能防御或消灭入侵机体的细菌和毒素。上述防御功能也即指血液的免疫防御功能,主要靠白细胞实现。此外,血液凝固对血管损伤起防御作用。
  
  血 液
  血液(blood)约占体重的7%,在成人循环血容量约5L。血液由血浆(plasma)和血细胞(blood cell)组成。从血管取少量血液加入适量抗凝剂(如肝素或枸橼酸钠),有形成分经自然沉降或离心沉淀后,血液可分出三层:上层为淡黄色的血浆,下层为红细胞,中间的薄层为白细胞和血小板(图5-1)。血浆相当于结缔组织的细胞间质,约占血液容积的55%,其中90%是水,其余为血浆蛋白(白蛋白、球蛋白、纤维蛋白原)、脂蛋白、脂滴、无机盐、酶、激素、维生素和各种代谢产物。血液流出血管后,溶解状态的纤维蛋白原转变为不溶解状态的纤维蛋白,于是凝固成血块。血块静置后即析出淡黄色清明的液体,称血清(serum)。血液保持一定的比重(1.050~1.060)、PH(7.3~7.4)渗透压(313mosm)粘滞性和化学成分,以维持各种组织和细胞生理活动所需的适宜条件。
  
  图5-1 血浆、白细胞和红细胞比积
  血细胞约占血液容积的45%,包括红细胞、白细胞和血小板。在正常生理情况下,血细胞和血小板有一定的形态结构,并有相对稳定的数量。血细胞形态结构的光镜观察,通常采用Wright或Giemsa染色的血涂片标本。血细胞分类和计数的正常值如下:
  
  血细胞形态、数量、比例和血红蛋白含量的测定称为血像。患病时,血像常有显著变化,故检查血像对了解机体状况和诊断疾病十分重要。
  (一)红细胞
  红细胞(erythrocyte,red blood cell)直径7~8.5μm,呈双凹圆盘状,中央较薄(1.0μm),周缘较厚(2.0μm),故在血涂片标本中呈中央染色较浅、周缘较深(彩图5-2)。在扫描电镜下,可清楚地显示红细胞这种形态特点。红细胞的这种形态使它具有较大的表面积(约140μm2),从而能最大限度地适应其功能――携O2和CO2。新鲜单个红细胞为黄绿色,大量红细胞使血液呈猩红色,而且多个红细胞常叠连一起呈串钱状,称红细胞缗线。
  红细胞有一定的弹性和可塑性,细胞通过毛细血管时可改变形状。红细胞正常形态的保持需ATP供给能量,由于红细胞缺乏线粒体,ATP由无氧酵解产生;一量缺乏ATP供能,则导致细胞膜结构改变,细胞的形态也随之由圆盘状变为棘球状。这种形态改变一般是可逆的。可随着ATP的供能状态的改善而恢复。
  成熟红细胞无细胞核,也无细胞器,胞质内充满血红蛋白(hemoglobin,Hb)。血红蛋白是含铁的蛋白质,约占红细胞重量的33%。它具有结合与运输O2和CO2的功能,当血液流经肺时,肺内的O2分压高,CO2分压低,血红蛋白即放出CO2而与O2结合;当血液流经其它器官的组织时,由于该处的CO2分压高而O2分压低,于是红细胞即放出O2并结合CO2。由于血红蛋白具有这种性质,所以红细胞能供给全身组织和细胞所需的O2,带走所产生的部分CO2
  正常成人每微升血液中红细胞数的平均值,男性约400万~500万个,女性约350万~450万个。每100ml血液中血红蛋白含量,男性约12~15g,女性约10.5~13.5g。全身所有红细胞表面积总计,相当于人体表面积的2000倍 。红细胞的数目及血红蛋白的含量可有生理性改变,如婴儿高于成人,运动时多于安静状态,高原地区居民大都高于平原地区居民,红细胞的形态和数目的改变、以及血红蛋白的质和量的改变超出正常范围,则表现为病理现象。一般说,红细胞数少于300万/μ1,血红蛋白低于10g/100ml,则为贫血。此时常伴有红细胞的直径及形态的改变,如大红细胞贫血的红细胞平均直径>9μm,小红细胞贫血的红细胞平均直径<6μm。缺铁性贫血的红细胞,由于血红蛋白的含量明显降低,以致中央淡染区明显扩大。
  红细胞的渗透压与血浆相等,使出入红细胞的水分维持平衡。当血浆渗透压降低时,过量水分进入细胞,细胞膨胀成球形,甚至破裂,血红蛋白逸出,称为溶血(hemolysis);溶血后残留的红细胞膜囊称为血影(ghost)。反之,若血浆的渗透压升高,可使红细胞内的水分析出过多,致使红细胞皱缩。凡能损害红细胞的因素,如脂溶剂、蛇毒、溶血性细菌等均能引起溶血。
  红细胞的细胞膜,除具有一般细胞膜的共性外,还有其特殊性,例如红细胞膜上有ABO血型抗原。  
  外周血中除大量成熟红细胞以外,还有少量未完全成熟的红细胞,称为网织红细胞(reticulocyte)在成人约为红细胞总数的0.5%~1.5%,新生儿较多,可达3%~6%。网织红细胞的直径略大于成熟红细胞,在常规染色的血涂片中不能与成熟红细胞区分。用煌焦蓝作体外活体染色,可见网织红细胞的胞质内有染成蓝色的细网或颗粒,它是细胞内残留的核糖体。核糖体的存在,表明网织红细胞仍有一些合成血红蛋白的功能。红细胞完全成熟时,核糖体消失,血红蛋白的含量即不再增加。贫血病人如果造血功能良好,其血液中网织红细胞的百分比值增高。因此,网织红细胞的计数有一定临床意义,它是贫血等某些血液病的诊断、疗效判断和估计预指标之一。
  红细胞的平均寿命约120天。衰老的红细胞虽无形态上的特殊樗,但其机能活动和理化性质都有变化,如酶活性降低,血红蛋白变性,细胞膜脆性增大,以及表面电荷改变等,因而细胞与氧结合的能力降低且容易破碎。衰老的红细胞多在脾、骨髓和肝等处被巨噬细胞吞噬,同时由红骨髓生成和释放同等数量红细胞进入外周血液,维持红细胞数的相对恒定。
  (二)白细胞
  白细胞(leukocyte,white blood cell)为无色有核的球形细胞,体积比红细胞大,能作变形运动,具有防御和免疫功能。成人白细胞的正常值为4000~10000个/μ1。男女无明显差别。婴幼儿稍高于成人。血液中白细胞的数值可受各种生理因素的影响,如劳动、运动、饮食及妇女月经期,均略有增多。在疾病状态下,白细胞总数及各种白细胞的百分比值皆可发生改变。
  光镜下,根据白细胞胞质有无特殊颗粒,可将其分为有粒白细胞和无粒白细胞两类。有粒白细胞又根据颗粒的嗜色性,分为中性粒细胞、嗜酸性粒细胞用嗜碱性粒细胞。无粒白细胞有单核细胞和淋巴细胞两种(图5-2)。
  1.中性粒细胞 中性粒细胞(neutrophilic granulocyte,neutrophil)占白细胞总数的50%-70%,是白细胞中数量最多的一种。细胞呈球形,直径10-12μm,核染色质呈团块状。核的形态多样,有的呈腊肠状,称杆状核;有的呈分叶状,叶间有细丝相连,称分叶核。细胞核一般为2~5叶,正常人以2~3叶者居多。在某些疾病情况下,核1~2叶的细胞百分率增多,称为核左移;核4~5叶的细胞增多,称为核右移。一般说核分叶越多,表明细胞越近衰老,但这不是绝对的,在有些疾病情况下,新生的中性粒细胞也可出现细胞核为5叶或更多叶的。杆状核粒细胞则较幼稚,约占粒细胞总数的5%~10%,在机体受细菌严重感染时,其比例显著增高。
  中性粒细胞的胞质染成粉红色,含有许多细小的淡紫色及淡红色颗粒,颗粒可分为嗜天青颗粒和特殊颗粒两种。嗜天青颗粒较少,呈紫色,约占颗粒总数的20%,光镜下着色略深,体积较大;电镜下呈圆形或椭圆形,直径0.6~0.7μm,电子密度较高(图5-4,5-5),它是一种溶酶体,含有酸性磷酸酶和过氧化物酶等,能消化分解吞噬的异物。特殊颗粒数量多,淡红色,约占颗粒总数的80%,颗粒较小,直径0.3~0.4μm,呈哑铃形或椭圆形,内含碱性磷酸酶、吞噬素、溶菌酶等。吞噬素具有杀菌作用,溶菌酶能溶解细菌表面的糖蛋白。
  中性粒细胞具有活跃的变形运动和吞噬功能。当机体某一部位受到细菌侵犯时,中性粒细胞对细菌产物及受感染组织释放的某些化学物质具有趋化性,能以变形运动穿出毛细血管,聚集到细菌侵犯部位,大量吞噬细菌,形成吞噬小体。吞噬小体先后与特殊颗粒及溶酶体融合,细菌即被各种水解酶、氧化酶、溶菌酶及其它具有杀菌作用的蛋白质、多肽等成分杀死并分解消化。由此可见,中性粒细胞在体内起着重要的防御作用。中性粒细胞吞噬细胞后,自身也常坏死,成为脓细胞。中性粒细胞在血液中停留约6~7小时,在组织中存活约1~3天。
  2.嗜酸性粒细胞 嗜酸性粒细胞(eosinophilic granulocyte,eosinophil)占白细胞总数的0.5%-3%。细胞呈球形,直径10~15μm,核常为2叶,胞质内充满粗大(直径0.5~1.0μm)、均匀、略带折光性的嗜酸性颗粒,染成桔红色(图5-2)。电镜下,颗粒多呈椭圆形,有膜包被,内含颗粒状基质和方形或长方形晶体。颗粒含有酸性磷酸酶、芳基硫酸酯酶、过氧化物酶和组胺酶等,因此它也是一种溶酶体。
  嗜酸性粒细胞也能作变形运动,并具有趋化性。它能吞噬抗原抗体复合物,释放组胺酶灭活组胺,从而减弱过敏反应。嗜酸性粒细胞还能借助抗体与某些寄生虫表面结合,释放颗粒内物质,杀灭寄生虫。故而嗜酸性粒细胞具有抗过敏和抗寄生虫作用。在过敏性疾病或寄生虫病时,血液中嗜酸性粒细胞增多。它在血液中一般仅停留数小时,在组织中可存活8~12天。
  3.嗜碱性粒细胞 嗜碱性粒细胞(basoophilic granulocyte,basophil)数量最少,占白细胞总数的0~15。细胞呈球形,直径10-12μm。胞核分叶或呈S形或不规则形,着色较浅。胞质内含有嗜碱性颗粒,大小不等,分布不均,染成蓝紫色,可覆盖在核上。颗粒具有异染性,甲苯胺蓝染色呈紫红色。电镜下,嗜碱性颗粒内充满细小微粒,呈均匀状或螺纹状分布。颗粒内含有肝素和组胺,可被快速释放;而白三烯则存在于细胞基质内,它的释放较前者缓慢。肝素具有抗凝血作用,,组胺和白三烯参与过敏反应。嗜碱性粒细胞在组织中可存活12-15天。
  嗜碱性粒细胞与肥大细胞,在分布、胞核的形态,以及颗粒的大小与结构上,均有所不同。但两种细胞都含有肝素、组胺和白三烯等成分,故嗜碱性粒细胞的功能与肥大细胞相似,但两者的关系尚待研究。
  4.单核细胞 单核细胞(monocyte)占白细胞总数的3%~8%。它是白细胞中体积最大的细胞。直径14~20μm,呈圆形或椭圆形。胞核形态多样,呈卵圆形、肾形、马蹄形或不规则形等。核常偏位,染色质颗粒细而松散,故着色较浅。胞质较多,呈弱嗜碱性,含有许多细小的嗜天青颗粒,使胞质染成深浅不匀的灰蓝色。颗粒内含有过氧化物酶、酸性磷酸酶、非特异性酯酶和溶菌酶,这些酶不仅与单核细胞的功能有关,而且可作为与淋巴细胞的鉴别点。电镜下,细胞表面有皱褶和微绒毛,胞质内有许多吞噬泡、线粒体和粗面内质网,颗粒具溶酶体样结构。
  
  图5-6 淋巴细胞与单核细胞超微结构模式图
  单核细胞具有活跃的变形运动、明显的趋化性和一定的吞噬功能。单核细胞是巨噬细胞的前身,它在血流中停留1-5天后,穿出血管进入组织和体腔,分化为巨噬细胞。单核细胞和巨噬细胞都能消灭侵入机体的细菌,吞噬异物颗粒,消除体内衰老损伤的细胞,并参与免疫,但其功能不及巨噬细胞强。
  5.淋巴细胞 淋巴细胞(lymphocyte)占白细胞总数的20%~30%,圆形或椭圆形,大小不等。直径6~8μm的为小淋巴细胞,9~12μm的为中淋巴细胞,13~20μm的为大淋巴细胞。小淋巴细胞数量最多,细胞核圆形,一侧常有小凹陷,染色质致密呈块状,着色深,核占细胞的大部,胞质很少,在核周成一窄缘,嗜碱性,染成蔚蓝色,含少量嗜天青颗粒。中淋巴细胞和大淋巴细胞的核椭圆形,染色质较疏松,故着色较浅,胞质较多,胞质内也可见少量嗜天青颗粒(图5-2)。少数大、中淋巴细胞的核呈肾形,胞质内含有较多的大嗜天青颗粒,称为大颗粒淋巴细胞、电镜下,淋巴细胞的胞质内主要是大量的游离核糖体,其他细胞器均不发达。
  以往曾认为,大、中、小淋巴细胞的分化程度不同,小淋巴细胞为终末细胞。但目前普遍认为,多数小淋巴细胞并非终末细胞。它在抗原刺激下可转变为幼稚的淋巴细胞,进而增殖分化。而且淋巴细胞也并非单一群体,根据它们的发生部位、表面特征、寿命长短和免疫功能的不同,至少可分为T细胞、B细胞、杀伤(K)细胞和自然杀伤(NK)细胞等四类。
  血液中的T细胞约占淋巴细胞总数的75%,它参与细胞免疫,如排斥异移体移植物、抗肿瘤等,并具有免疫调节功能。B细胞约占血中淋巴细胞总数的10%~15%。B细胞受抗原刺激后增殖分化为浆细胞,产生抗体,参与体液免疫(详见免疫系统)。
  (三)血小板
  血小板(blood platelet)或称血栓细胞(thrombocyte), 正常数值为10万-~40万/μ1。它是骨髓中巨核细胞胞质脱落下来的小块,故无细胞核,表面有完整的细胞膜。血小板体积甚小,直径2~4μm,呈双凸扁盘状;当受到机械或化学刺激时,则伸出突起,呈不规则形。在血涂片中,血小板常呈多角形,聚集成群。血小板中央部分有着蓝紫色的颗粒,称颗粒区(granulomere);周边部呈均质浅蓝色,称透明区(hyalomere)。电镜下,血小板的膜表面有糖衣,细胞内无核,但有小管系、线粒体、微丝和微管等细胞器,以及血小板颗粒和糖原颗粒等。
  血小板在止血和凝血过程中起重要作用。血小板的表面糖衣能吸附血浆蛋白和凝血因子Ⅲ,血小板颗粒内含有与凝血有关的物质。当血管受损害或破裂时,血小板受刺激,由静止相变为机能相,迅即发生变形,表面粘度增大,凝聚成团;同时在表面第Ⅲ因子的作用下,使血浆内的凝血酶原变为凝血酶,后者又催化纤维蛋白原变成丝状的纤维蛋白,与血细胞共同形成凝血块止血。血小板颗粒物质的释放,则进一步促进止血和凝血。血小板还有保护血管内皮、参与内皮修复、防止动脉粥样硬化的作用。血小板寿命约7~14天。血液中的血小板数低于10万/μ1为血小板减少,低于5万/μ1则有出血危险。
  血小板颗粒有两种:特殊颗粒和致密颗粒。特殊颗粒又称α颗粒,体积较大,圆形,电子密度中等,内含凝血因子Ⅲ、酸性水解酶等。致密颗粒较小,电子密度大,内含5-羟色胺、ADP、ATP、钙离子、肾上腺素等。两种颗粒内容物的释放均与血不板功能有关。血小板小管系也有两种:开放小管系和致密小管系。开放小管系散在分布,管腔明亮,开口于血小板表面,借此摄取血浆物质和释放颗粒内容物。致密小管系是封闭的小管,多分布在血小板周边,管腔电子密度中等,能收集钙离子和合成前列腺素等。血小板周边有环行排列的微丝和微管,与血小板的形态变化有关。
  淋巴:淋巴(lymph)是在淋巴管内流动的液体,是组织液渗入毛细淋巴管形成的。它在回流过程中经过淋巴结添加了淋巴细胞等成分,最终汇入静脉。淋巴的组成成分和细胞数量是经常变动的,因淋巴回流部位而异。如肢体的淋巴清亮透明,小肠的淋巴因含吸收的大量脂滴而呈乳白色,称乳糜(chyle)。肝的淋巴内含有大量血浆蛋白。淋巴流经的淋巴结越多,所含的淋巴细胞也越多,有时还有单核细胞和粒细胞。淋巴是组织液回流的渠道之一,在维持全身各部组织液动态平衡和滤过防御作用中起重要作用。
  
  血液
  血液是一种流体组织,充满于心血管系统中,在心脏的推动下不断循环流动。如果流经体内任何器官的血流量不足,均可能造成严重的组织损伤;人体大量失血或血液循环严重障碍,将危及生命。血液在医学诊断上有重要价值,因为很多疾病可导致血液组成成分或性质发生特征性的变化。
  血液与内环境的演化血液是在动物进化过程中出现的。生命最初出现在海洋中。当在远古的海洋中出现比较复杂的多细胞生物时,机体的部分细胞已不可能与浸浴着整个机体的海洋环境直接接触;这时,机体内开始出现了细胞外液,它一方面作为细胞直接生活的内环境,同时又是机体与外环境进行物质交换的媒介。可以认为在进化中,最初的细胞外液可能是由包绕在机体内部的那部分海水形成的,因而它主要是一种盐溶液,其基本成分可能与远古的海水十分相似。以后,机体内出现了循环系统,细胞外液也进一步分化成为血管内的血浆和血管外的组织间隙液(简称组织液)。组织液仍然主要是盐溶液,是直接浸浴着绝大部分机体细胞的液体环境;而血管内的液体,则又溶入了多种蛋白质,并逐步出现了各种血细胞,于是形成了血液。
  人体内除细胞外液外,尚有更多的液体(约为前者的2倍)存在于细胞内部,称为细胞内液。细胞外液和细胞内液总称为体液,约占机体总重量的60%。一般来说,细胞内液是细胞内各种生物化学反应得以进行的场所, 细胞外液则是细胞直接生活的液体环境。因此,如果大气是整个人体的外环境,细胞外液就是第一个细胞生活的具体环境,故称为内环境。在细胞外液中,4/5在血管外构成组织液,1/5在血管内成为血浆的组成部分;而后者由于能在血管中不断循环流动,是内环境中最为活跃的部分,成为沟通各部分组织液以及和外环境进行物质交换的中间环节。
  血液与内环境稳态 在一些疾病情况下,常可出现内环境理化性质的较大变化,如高热、酸中毒、缺氧等,均将引起机体细胞功能的严重紊乱。在灌流离体器官的动物实验中,所用灌流液的化学成分、含氧量、Ph、温度与渗透压等,必须与这些动物的血浆十分相近(表3-1),离体器官才能在一段时间内保持接近于正常功能的活动状态。这些都说明,内环境理化性质的相对稳定,对于维持整个人体和体内所有细胞的正常功能都是非常必要的。这就是为什么早在19世纪时,Claude Bernard就指出:内环境的稳定是“机体自由独立生活的必要条件”。
  然而在机体生活期间,干扰内环境理化性质的因素是不断出现的。机体细胞与细胞外液的物质交换,经常改变着内环境的理化性质;一些外环境因素的急剧变化也倾向于直接或间接(通过机体活动变化)改变内环境的理化性质。但与此同时,消化道不断补充营养物质,肺不断补充氧和排出二氧化碳,肾不断排出各种代谢尾产物、调整水与各种无机盐及小分子物质的排泄量,皮肤也不断散失代谢所产生的热量;而且,这些活动都处于整体的神经和体液调节之下,从而使内环境的理化性质只能作较小幅度的波动,保持着动态平衡。这一状态称为稳态(homeostasis)。
  表3-1 血浆与生理盐溶液成分对照
  任(Ringer)氏液(用于蛙心灌流)(g) 蛙血浆(g) 乐(Locke)氏液(用于哺乳动物)(g) 哺乳动物血浆(g)
NaCI 0.65 0.55 0.9 0.7
KCI 0.014 0.023 0.042 0.038
CaCI2 0.012 0.025 0.024 0.028
NaHCO3 0.02 0.1 0.02 0.23
NaH2PO4 0.001 0.002 0.036
葡萄糖 0.04 0.1-0.25 0.07
到100ml 100ml 到100ml 100ml

  血液对内环境某些理化性质的变化有一定的“缓冲”作用。例如血液中含有多种缓冲物质,可以减轻酸性代谢产物引起的pH变化;血液中的水比热较大,可以吸收大量的热量而使温度升高不多。这类缓冲作用虽然有限,但在血液运输各种物质的过程中可防止其理化性质发生太大的变化。
  血量人体内血液的总量称为血量,是血浆量和血细胞量的总和;但是,除红细胞外,其它血细胞数量很少,常可忽略不计。血浆量和红细胞量均可按稀释原理分别测定。例如可由静脉注射一定量不易透出血管的大分子染料(通常用T1824)或131I标记的血浆蛋白,待与体内血浆混匀后,再抽血测定T1824或131I被稀释的倍数,即可计算出血浆量。同样,可由静脉注射一定量用51Cr或32P标记的红细胞,待与体内的红细胞混匀后,抽血以测定标记的红细胞稀释的倍数,即可计算出红细胞总量。但由于标记的血浆白蛋白可逸出血管,因而从血流中“消失”较快,会影响测定结果,因此一般可先测出红细胞总量后,再按红细胞在血液中所占容积的百分比来推算血液总量。正常成年人的血液总量约相当于体重的7%~8%,或相当于每公斤体重70~80ml,其中血浆量为40~50ml。幼儿体内的含水量较多,血液总量占体重的90%。
  第一节 血液的组成与特性
  一、血液的组成
  人类的血液由血浆和血细胞组成。1L血浆中含有900~910g水(90%~91%)。65~85g蛋白质(6.5%~8.5% )和20g低分子物质(2%).低分子物质中有多种电解质和小分子有机化合物,如代谢产物和其他某些激素等。血浆中电解质含量与组织液基本相同(表3-2)。由于这些溶质和水分都很容易透过毛细血管与组织液交流,这一部分液体的理化性质的变化常与组织液平行。在血液不断循环流动的情况下。血液中各种电解质的浓度,基本上代表了组织液中这些物质的浓度。
  血浆蛋白的浓度是血浆和组织液的主要区别所在(表3-2),因为血浆蛋白的分子很大,不能透过毛细血管管壁。在生物化学研究中,曾经用盐析法将血浆蛋白分为白蛋白、球蛋白与纤维蛋白原三大类。以后,用电泳法又将白蛋白区分为白蛋白和前白蛋白,将球蛋白区分为a1-、a2-、a3-、β-、γ-球蛋白等。用其他方法,如免疫电泳,还可以将血浆蛋白作更进一步的区分。这说明血浆蛋白包括了很多分子大小和结构都不相同的蛋白质。
  表3-2 人体各部分体液中电解质含量
  血浆 组织液 细胞内液
MEq/L(血浆) MEq/L(水) MEq/L(水) MEq/L(水)

Na+ 142.0 153.0 140.7 10
K+ 5.0 5.4 4.0 140
Ca2+ 5.0 5.4 2.5 5
Mg2+ 3.0 3.2 2.0 27
总计 155.0 167.0 155.5 182

HCO3- 27.0 29.0 30.0 10
CI- 103.0 111.0 114.0 25
HPO42- 2.0 2.2 2.0 80
SO42- 1.0 1.1 1.0 20
有机酸 6.0 6.5 7.5 ?/FONT>
蛋白质 16.0 17.2 1.0 47
总计 155.0 167.0 155.5 182

  引自Koushanpour,E.1976(血浆依含水93%计算)
  各种血浆蛋白具有不同的生理机能,主要有以下六下方面:
  1、营养功能 每个成人3L左右的血浆中约含有200g蛋白质,它们起着营养贮备的功能。虽然消化道一般不吸收蛋白质,吸收的是氨基酸,但是,体内的某些细胞,特别是单核吞噬细胞系统,吞饮完整的血浆蛋白,然后由细胞内的酶类将吞入细胞的蛋白质分解为氨基酸。这样生成的氨基酸扩散进入血液,随时可供其它细胞合成新的蛋白质之用。
  2、运输功能 蛋白质巨大的表面上分布有众多的亲脂性结合位点,它们可以与脂容性物质结合,使之成为水溶性,便于运输;血浆蛋白还可以与血液中分子较小的物质(如激素、各种正离子)可逆性的结合,即可防止它们从肾流失,又由于结合状态与游离状态的物质处于动态平衡之中,可使处于游离状态的这些物质在血中的浓度保持相对稳定。
  3、缓冲功能 血浆白蛋白和它的钠盐组成缓冲对,和其它无机盐缓冲对(主要是碳酸和碳酸氢钠)一起,缓冲血浆中可能发生的酸碱变化,保持血液pH的稳定。
  4、形成胶体渗透压,调节血管内外的水份分布(详见血液的理化特性一节)。
  5、参与机体的免疫功能 在实现免疫功能中有重要作用的免疫抗体、补体系统等,都是由血浆球蛋白构成的。
  6、参与凝血和抗凝血功能 绝大多数的血浆凝血因子、生理性抗凝物质以及促进血纤维溶解的物质都是血浆蛋白(参见本章第三节)。
  二、血液的理化特性
  (一)血液的比重
  血液的比重为1.050~1.060,血浆的比重约为1.025~1.030。血液中红细胞数愈多则血液比重愈大,血浆 中蛋白质含量愈多则血浆比重愈大。血液比重大于血浆,说明红细胞比重大于血浆。
  红细胞的悬浮稳定性 将与抗凝剂混匀的血液静置于一支玻璃管(如分血计)中,红细胞由于比重较大,将因重力而下沉,但正常时下沉十分缓慢。通常以红细胞在一小时内下沉的距离来表示红细胞沉降的速度,称为红细胞沉降率。正常男性的红细胞沉降率第一小时不超过3mm,女性不超过10mm。红细胞下降缓慢,说明它有一定的悬浮稳定性;红细胞沉降率愈小,表示悬浮稳定性愈大。
  红细胞因比重较大而在血浆中下沉时,红细胞与血浆之间的磨擦则阻碍其下沉,特别是双凹碟形的红细胞,表面积与容积之比较大,因而所产生的磨擦也较大。红细胞沉降率在某些疾病时(如活动性肺结核、风湿热等)加快,这主要是由于许多红细胞能较快地互相以凹面相贴,形成一叠红细胞,称为叠连;红细胞叠连起来,其外表面积与容积之比减小,因而磨擦力减小,下沉加快。叠连形成的快慢主要决定于血浆的性质,而不在于红细胞自身。若将血沉快的病人的红细胞,置于正常人的血浆中,则形成叠连的程度和红细胞沉降的速度并不加大;反过来,若将正常人的红细胞置于这些病人的血浆中,则红细胞会迅速叠连而沉降。这清楚地说明促使红细胞发生叠 连的因素在于血浆中。一般血浆中白蛋白增多可使红细胞沉降减慢;而球蛋白与纤维蛋白原增多时,红细胞沉降加速。其原因可能就在于白蛋白可使红细胞叠连(或聚集成其他形式有团粒)减少,而球蛋白与纤维蛋白原则可促使叠连(或其他形式的聚集)增多,但其详细作用机制尚不清楚。
  (二)血液的粘滞性
  通常是在体外测定血液或血浆与水相比的相对粘滞性,这时血液的相对粘滞性为4-5,血浆为1.6-2.4。全血的粘滞性主要决定于所含的红细胞数,血浆的粘滞性主要决定于血浆蛋白质的含量。水、酒精等在物理学上所谓“理想液体”的粘滞性是不随流速改变的,而血液在血流速度很快时类似理想液体(如在动脉内),其粘滞性不随流速而变化;但当血流速度小于一定限度时,则粘滞性与流速成反变的的关系。这主要是由于血流缓慢时,红细胞可叠连或聚集成其他形式的团粒,使血液的粘滞性增大。在人体内因某种疾病使微环境血流速度显著减慢时,红细胞在其中叠连和聚集,对血流造成很大的阻力,影响循环的正常进行;这时可以通过输入血浆白蛋白或低分子右旋糖酐以增加血流冲刷力量,使红细胞分散。
  (三)血浆渗透压
  血浆渗透压约为313mOsm/kgH2O,相当于7个大气压708.9kPa(5330mmHg)。血浆的渗透压主要来自溶解于其中的晶体物质,特别是电解质,称为晶体渗透压。由于血浆与组织液中晶体物质的浓度几乎相等,所以它们的晶体渗透压也基本相等。血浆中虽含有多量蛋白质,但蛋白质分子量大,所产生的渗透压甚小,不超过1.5mOsm/kgH2O,约相当于3.3kPa(25mmHg),称为胶体渗透压.由于组织液中蛋白质很少,所以血浆的胶体渗透压高于组织液.在血浆蛋白中,白蛋白的分子量远小于球蛋白,故血浆胶体渗透压主要来自白蛋白。若白蛋白明显减少,即使球蛋白增加而保持血浆蛋白总含量基本不变,血浆胶体渗透压也将明显降低。
  血浆蛋白一般不能透过毛细血管壁,所以血浆胶体渗透压虽小,但对于血管内外的水平衡有重要作用(参见第四章第三节)。由于血浆和组织液的晶体物质中绝大部分不易透过细胞膜,所以细胞外液的晶体渗透压的相对稳定, 对于保持细胞内外的水平衡极为重要。
  等渗溶液与等张溶液 在临床或生理实验使用的各种溶液中,其渗透压与血浆渗透压相等的称为等渗溶液(如0.85%NaCI溶液),高于或低于血浆渗透压的则相应地称为高渗或低渗溶液。将正常红细胞悬浮于不同浓度的NaCI溶液中即可看到:在等渗溶液中的红细胞保持正常大小和双凹圆碟形;在渗透压递减的一系列溶液中,红细胞逐步胀大并双侧凸起,当体积增加30%时成为球形;体积增加45%~60%则细胞膜损伤而发生溶血,这时血红蛋白逸出细胞外,仅留下一个双凹圆碟形细胞膜空壳,称为影细胞(ghost cell)。正常人的红细胞一般在0.42%NaCI溶液中时开始出现溶血,在0.35%NaCI溶液中时完全溶血.在某些溶血性疾病中,病人的红细胞开始溶血及完全溶血的NaCI溶液浓度均比正常人高,即红细胞的渗透抵抗性减小了,渗透脆性增加了。不同物质的等渗溶液不一定都能使红细胞的体积和形态保持正常;能使悬浮于其中的红细胞保持正常体积和形状的盐溶液,称为等张溶液.所谓“张力”实际是指溶液中不能透过细胞膜的颗粒所造成的渗透压。例如NaCI不能自由透过细胞膜,所以0.85%NaCI既是等渗溶液,也是等张溶液;但如尿素,因为它是能自由通过细胞膜的,1.9%尿素溶液虽然与血浆等渗,但红细胞置入其中后立即溶血。所以不是等张溶液。
  (四)血浆的pH值
  正常人的血浆的pH值约为7.35-7.45。血浆pH值主要决定于血浆中主要的缓冲对,即NaHCO3/H2CO3的比值。通常NaHCO3/H2CO3比值为20。血浆中NaHCO3/H2CO3外,尚有其他缓冲对。在血浆中有蛋白质钠盐/蛋白质、Na2HPO4/NaH2PO4,在红细胞内尚有血红蛋白钾盐/血红蛋白、氧合血红蛋白钾盐/氧合血红蛋白、Na2HPO4/NaH2PO4、KH2PO4、KHCO3/H2CO3等缓冲对,都是很有效的缓冲对系统。一般酸性或碱性物质进入血液时,由于有这些缓冲系统的作用,对血浆pH值的影响已减至很小,特别是在肺和肾不断的排出体内过多的酸或碱的情况下,通常血浆pH值的波动范围极小。
  
  血细胞及其功能
  血细胞包括红细胞、白细胞和血小板三类细胞,它们均起源于造血干细胞。在个体发育过程中,造血器官有一个变迁的程序。在胚胎发育的早期,是在卵黄囊造血,从胚胎第二个月开始,由肝、脾造血;胚胎发育到第五个月以后,肝、脾的造血活动逐渐减少,骨髓开始造血并逐渐增强;到婴儿出生时,几乎完全依靠骨髓造血,但在造血需要增加时,肝、脾可再参与造血以补充骨髓功能的不足。因此,此时的骨髓外造血具有代偿作用。儿童到4岁以后,骨髓腔的增长速度已超过了造血组织增长的速度,脂肪细胞逐步填充多余的骨髓腔。到18岁左右,只有脊椎骨、肋骨、胸骨、颅骨和长骨近端骨骺处才有造血骨髓,但造血组织的总量已很充裕。成年人如果出现骨髓外造血,已无代偿的意义,而是造血功能紊乱的表现。
  造血过程,也就是各类血细胞的发育、成熟的过程,是一个连续而又区分为阶段的过程。首先是造血干细胞(hemopietic stem cells)阶段,处于这一阶段的造血细胞为干细胞,它们既能通过自我复制(self renewal)以保持本身数量的稳定,又能分化形成各系定向祖细胞(committed progenitors);第二个阶段是定向祖细胞阶段,处于这个阶段的造血细胞,进一步分化方向已经限定,它们可以区分为:红系祖细胞,即红系集落形成细胞(CFU-E),粒-单核系祖细胞(CFU-GM) ,巨核系祖细胞( CFU-MK)和 TB淋巴系祖细胞(CFU-TB);第三个阶段是形态可辩认的前体细胞(precursors)阶段,此时的造血细胞已经发育成为形态上可以辨认的各系幼稚细胞,这些细胞进一步分别成熟为具有特殊细胞功能的各类终末血细胞,然后释放进入血液循环。造血细胞在经历上述发育成熟过程中,细胞自我复制的能力逐渐降低,而分化、增殖的能力逐渐增强,细胞数量逐步增大(图3-1)
  
  图3-1造血细胞发育模式图
  一、红细胞生理
  1.红细胞的数量、形态和功能 红细胞(erythuocyte)是血液中数量最多的一种血细胞,正常男性每微升血液中平均约500万个(5.0×1012/L),女性较少,平均约420万个(4.2×1012/L).红细胞含有血红蛋白,因而使血液呈红色.红细胞在血液的气体运输中有极重要的作用.在血液中由红细胞运输的氧约为溶解于血浆的70倍;在红细胞参与下,血浆运输二氧化碳的能力约为直接溶解于血浆的18倍(详见第五章第三节).正常红细胞呈双凹圆碟形,平均直径约8μm,周边稍厚.这种细胞开头的表面积与体积之比,较球形时为大,因而气体可通过的面积也较大;由细胞中心到大部分表面的距离较短,因此气体进出红细胞的扩散距离也较短.这种形状也有利于红细胞的可塑性变形.红细胞在全身血管中循环运行,常要挤过口径比它小的毛细血管和血窦间隙,这时红细胞将发生卷曲变形,在通过后又恢复原状,这种变形称为塑性变形.表面积与体积的比值愈大,变形能力愈大 ,故双凹圆碟形红细胞的变形能力远大于异常情况下可能出现的球形红细胞.红细胞保持双凹圆碟形需要消耗能量。
  红细胞膜是以脂质双分子层为骨架的半透膜。氧和二氧化碳等脂溶性气体可以自由通过,尿素也可以自由透入。在电解质中,负离子(如CI-、HCO3-)一般较易通过红细胞膜,而正离子却很难通过。红细胞内Na+ 浓度远低于细胞外,而细胞内K+浓度远高于细胞外,这种细胞内外的Na+、K+浓度差主要是依靠细胞膜上Na+ 泵的活动来维持的。低温贮存较久的血液,血浆内K+浓度升高,就是由于低温下代谢几乎停止,Na+ 泵不能活动的缘故。
  红细胞结合和携带氧的过程并不消耗能量,血红蛋白中的Fe2+也不被氧化,若Fe2+被氧化成Fe3+成为高铁血红蛋白,即失去携氧能力。红细胞消耗葡萄糖,主要是通过糖酵解和磷酸戊糖旁路,所产生的能量(以结合于ATP的形式)主要是用于供应细胞膜上Na+泵的活动,用于保持低铁血红蛋白不致被氧化,也用于保持红细胞膜的完整性和细胞的双凹圆碟形。
  2.红细胞比容 红细胞在血液中所占的容积百分比,称为红细胞比容(hematocritvalue),可以用分血计(hematocrit)来测定。通常是将一定量的血液与抗凝剂混匀,置于用直径2.5mm的平底玻璃管制成的分血计中,以每分钟3000转的速度离心半小时,使血细胞下沉压紧,即可测出红细胞比容。正常成年人的红细胞比容,男性为40%-50%,女性为37%-48%。但这是从手臂等处浅静脉抽血测定的数值,并且这时在压紧的红细胞之间有很少量血浆;同时,全身各类血管中,血液的红细胞比容值也不尽相同。
  3.正常红细胞生成所必需的原料和其它因素 在幼红细胞的发育成熟过程中,细胞核的存在对于细胞分裂和合成血红蛋白有着重要的作用。在这些阶段,合成细胞核的主要构成物质—DNA必须有维生素B12和叶酸作为辅酶。
  维生素B12是含钴的有机化合物,多存在于动物性食品中。机体对维生素B12的吸收必须要有内因子(intrinsic factor)和R结合蛋白(Rprotein)参与。内因子是由胃腺的壁细胞所分泌的一种糖蛋白,分子量在50000-60000之间,而R(rapid)蛋白是一种电泳速度很快的血浆蛋白。在酸性的胃液中,维生素B12主要与R蛋白结合,到了小肠上段处胰蛋白酶将这种结合断裂,维生素B12转而与内因子结合。内因子有两个活性部位,一个部位可与维生素B12结合,另一个部位则可与回肠上皮细胞膜上的特异受体结合。在正常情况下,内因子-B12复合物在小肠上段可保护维生素B12不受小肠内蛋白水解酶的破坏。当复合物运行至回肠段,便与回肠粘膜受体结合而被吸收进入门脉系统血流,一部分贮存在肝,一部分又与运输维生素B12的转钴蛋白Ⅱ(transcobalamineⅡ)结合,沿血液输送到造血组织,参与红细胞生成过程。当胃的大部分被切除或胃腺细胞受损伤,机体缺乏内因子,或体内产生抗内因子的抗体时,即可发生维生素B12吸收障碍,影响幼红细胞的分裂和血红蛋白合成,出现巨幼红细胞性贫血,即大细胞性贫血。
  叶酸是以蝶酰单谷氨酸的形式吸收的。吸收之后,在双氢叶酸还原酶的催化下,形成四氢叶酸。存在于血浆中的叶酸几乎全是四氢叶酸的单谷氨酸盐。但进入组织细胞后,又通过酶促作用,再转变为多谷氨酸盐,才具有活性。叶酸缺乏时也引起与维生素B12缺乏时相似的巨幼红细胞性贫血。只是在维生素B12缺乏时,还可伴有神经系统和消化道症状。
  合成血红蛋白还必须有铁作为原料,每亳升红细胞需要1mg铁,每天需要20-25mg铁用于红细胞生成,但人每天只需从食物中吸收1mg(约5%)以补充排泄的铁,其余95%均来自人体铁的再利用。机体贮存的铁主要来自于破坏了的红细胞。衰老的红细胞被巨噬细胞吞噬后,血红蛋白被消化而释出血红素中的Fe2+。这样释出的铁即与铁蛋白(ferritin)结合,此时的铁为Fe3+,聚集成铁黄素颗粒而沉淀于巨噬细胞内。血浆中有一种运铁蛋白(transferrin),可以来往运行于巨噬细胞与幼红细胞之间,以运送铁。贮存于铁蛋白中的Fe3+,先还原成Fe2+再脱离铁蛋白,而后与运铁蛋白结合。每分子运铁蛋白可以运送两个Fe2+,运送到幼红细胞后,又可反复作第二次运输。此外,还可以通过巨噬细胞与红母细胞直接接触,以提供合成血红蛋白所需的铁。由于慢性出血等原因,体内贮存的铁减少,或造血功能增强而供铁不够,均可引起小细胞性贫血,这主要是合成血红蛋白不足。此外,红细胞生成还需要氨基酸和蛋白质、维生素B6、B2、C、E,微量元素铜、锰、钴和锌等。
  4.红细胞生成的调节 每个成年人体内约有25×1012个红细胞,每24小时便有0.8%的红细胞进行更新,也就是说每分钟约有160×106个红细胞生成;当机体有需要时,如失血或某些疾病使红细胞寿命缩短时,红细胞的生成率还能在正常基础上增加数倍。目前已经证明有两种调节因子分别调制着两个不同发育阶段红系祖细胞的生长。一种是早期的红系祖细胞,称为爆式红系集落形成单位(burst forming unit-erythroid,BFU-E),这是因为它们在体外培养中能形成很大的细胞集落,组成集落的细胞散布成物体爆炸的形状,这种早期祖细胞的生长和在体外形成集落都依赖于一种称为爆式促进因子(burst promoting activitor,BPA)的刺激作用。BPA是一类分子量为25000-40000的糖蛋白,以早期红系祖细胞BFU-E为作用的靶细胞,可能是促进更多的BFU-E从细胞周期中的静息状态(G0期)进入DNA合成期(S期),因而使早期祖细胞加强增殖活动。另一种是晚期的红系祖细胞,称为红系集落形成单位(colony forming unit-erythroid,CFU-E),它们在体外培养中只能形成较小的集落。晚期红系祖细胞对BPA不敏感,但主要接受促红细胞生成素(erythropoietin,EPO)的调节。促红细胞生成素是一种热稳定(80℃)的糖蛋白,分子量为34000。当组织中氧分压降低时,血浆中的促红细胞生成素的浓度增加,它促进红系祖细胞向前体细胞分化,又加速这些细胞的增殖,结果使骨髓中能合成血红蛋白的幼红细胞数增加,网织红细胞加速从骨髓释放。早在本世纪50年代,动物实验已显示了促红细胞生成素活性的存在,以后又确定促红细胞生成素主要由肾组织产生。切除双肾后,血浆中促红细胞生成素的浓度急剧降低。用分子生物学手段进一步证明,从肾组织细胞中已提取出编码促红细胞生成素的Mrna 和Cdna,还确定促红细胞生成素和mRNA和cDNA,还确定促红细胞生成素基因定位在7号染色体上。近年来有迹象提示人类的某些血液病,如再生障碍性贫血是红系祖细胞促红细胞生成素受体有缺陷所致(图3-2)。
  
   图3-2 EPOA调节红细胞生成的反馈调节环
  促红细胞生成素主要由肾组织产生,但肾外,如肝脏,也有小量生成。晚期肾病患者,肾脏产生EPO已基本停止,但体内仍有小量EPO促使骨髓继续产生红细胞。
  其他一些激素,包括雄激素、甲状腺激素和生长激素,都可增强促红细胞生成素的作用;雌激素则有抑制红细胞生成的作用。这可能是男性的红细胞数和血红蛋白量高于女性的原因。
  二、白细胞生理
  白细胞(leukocyte)是一类有核的血细胞。正常成年人白细胞总数是4000-10000/μ1,每日不同的时间和机体不同的功能状态下,白细胞在血液中的数目是有较大范围变化的。当每微升超过10000个白细胞时,称为白细胞增多,而每微升少于4000个白细胞时,称为白细胞减少。机体有炎症时常出现白细胞增多。
  白细胞不是一个均一的细胞群,根据其形态、功能和来源部位可以分为三大类:粒细胞、单核细胞和淋巴细胞(表3-3)。白细胞与红细胞和血小板一样都起源于骨髓中的造血干细胞,在细胞发育过程中又都是经历定向祖细胞、前体细胞,而后成为具有各种细胞功能的成熟白细胞。
  表3-3 血液中各类白细胞计数(细胞/цL)

均数

%

范围

粒细胞

中性粒细胞

4150

(59)

1712~7588

嗜酸性粒细胞

165

(2)

0~397

嗜碱性粒细胞

44

(<1)

0~112

单核细胞

456

(7)

66~846

淋巴细胞

2185

(31)

1029~3341

白细胞

7000

2800~11200


  引自Schmidt,R.F.&Thews,G,1989
  白细胞的分化和增殖受到一组造血76生长因子(hematopoietic growth factor,HGF)的调节。这些因子从淋巴细胞、单核细胞和成纤维细胞生成并分泌,是一类糖蛋白。由于有些造血生长因子在体外可刺激造血细胞生成集落,故又称为集落刺激因子(clony stimulating factor, CSF)。目前从结构到功能已经充分阐明的集落刺激因子有M-CSF、G-CSF、GM-CSF、Multi-CSF、Meg-CSFT 和EPO等6种,除了EPO是调节红细胞生成因子之外,其余因子均参与调节白细胞的生成。这些因子中有的作用是广谱的,如Multi-CSF和GM-CSF(G是粒细胞缩写,M是单核细胞的缩写)的作用可以影响多系造血祖细胞的生成和发育,而其它一些因子(如G-CSF、M-CSF、GM-CSF)作用较为局限,只作用于某一系的造血祖细胞。所有这些因子除了作用于祖细胞,还能影响成熟白细胞的功能。此外,还有一类抑制性因子,如粒细胞抑素、乳铁蛋白和转化生成因子-β等,它们或是直接抑制白细胞的增殖、生长、或是限制上述的一些生长因子的释放或作用。
  淋巴细胞的生成过程与其它白细胞有一些不同。在干细胞分化的早期,淋巴干细胞首先从多能干细胞分化出来。这些淋巴干细胞随血流进入初级(或中枢)淋巴器官,即骨髓和胸腺,在这里它们发育成定向淋巴细胞(commmittde lymphocyte)。在骨髓中发育的称为B细胞;在胸腺中发育的称为T细胞。随后,B和T细胞均随血流转移到二级(或外周)淋巴器官,即淋巴结和脾,在那里它们与某种抗原接触后即分化和增殖成为真正具有免疫功能的细胞,如浆细胞和T效应细胞(T effector cell)。淋巴细胞在生长成熟过程中接受一组称为白细胞介素(interleukins, ILs)的细胞因子的调节,T细胞在胸腺中还接受胸腺激素的作用(图3-3)。
  
  图3-3 T细胞的成熟和分化
  所有的白细胞都能作变形运动,凭藉这种运动白细胞得以穿过血管壁,这一过程称作血细胞渗出(diapedisis)。白细胞具有趋向某些化学物质游走的特性,称为趋化性。体内具有趋化作用的物质包括:细菌毒素、细菌或人体细胞的降解产物,以及抗原-性体复合物等。白细胞按照这些物质的浓度梯度游走到这些物质的周围,把异物包围起来并吞入胞浆内,这称为吞噬作用。每类白细胞都具有某些酶类,如蛋白酶、多肽酶、淀粉酶、脂酶和脱氧核糖核酸酶等。在白细胞总数中,有一半以上存在于血管外的细胞间隙内,有30%以上贮存在骨髓内,其余的才是在血管中流动的 。这些白细胞凭藉血液的运输,从它们生成的器官,即骨髓和淋巴组织,到达发挥作用的部位。
  (一)粒细胞
  约有60%的白细胞的胞质内具有颗粒,因而把它们称为粒细胞。又根据胞质中颗粒的染色性质不同将粒细胞区分为:中性、嗜酸性和嗜碱性粒细胞,这三类细胞的比例见表3-3。粒细胞在血流中停留时间很短暂,一般从数小时至2天。
  1.中性粒细胞 绝大部分的粒细胞属中性粒细胞。每微升血液中约有4500个中性粒细胞。由于这些细胞的细胞核的形态特殊,又称为多形核白细胞。中性粒细胞在血管内停留的时间平均只有6-8小时,它们很快穿过血管壁进入组织发挥作用,而且进入组织后不再返回血液中来。在血管中的中性粒细胞,约有一半随血流循环,通常作白细胞计数只反映了这部分中性粒细胞的情况;另一半则附着在小血管壁上。同时,在骨髓中尚贮备了约2.5 ×1012个成熟中性粒细胞,在机体需要时可立即动员大量这部分粒细胞进入循环血流。
  中性粒细胞在血液的非特异性细胞免疫系统中起着十分重要的作用,它处于机体抵御微生物病原体,特别是在化脓性细菌入侵的第一线,当炎症发生时,它们被趋化性物质吸引到炎症部位。由于它们是藉糖酵解获得能量,因此在肿胀并血流不畅的缺氧情况下仍能够生存,它们在这里形成细胞毒存在破坏细菌和附近组织的细胞膜。由于中性粒细胞内含有大量溶酶体酶,因此能将吞噬入细胞内的细菌和组织碎片分解,这样,入侵的细菌被包围在一个局部,并消灭,防止病原微生物在体内扩散。当中性粒细胞本身解体时,释出各溶酶体酶类能溶解周围组织而形成脓肿。
  中性粒细胞的细胞膜能释放出一种不饱和脂肪酸——花生四烯酸,在酶的作用下,由它再进一步生成一组旁分泌激素物质,如血栓素和前列腺素等,这类物质对调节血管口径和通透性有明显的作用,还能引起炎症反应和疼痛,并影响血液凝固(参看本章第三节及图3-8)。
  2.嗜碱性粒细胞 在白细胞中嗜碱性细胞占0.5%-1%,即50个细胞/μ1。平均循环时间是12小时。这类粒细胞的胞质中存在较大和碱性染色很深的颗粒。颗粒内含有肝素和组织胺。近年来发现嗜碱性粒细胞参与体内的脂肪低谢。当食物中的脂肪被肠吸收后,周围血液中的嗜碱性粒细胞数随即增加。嗜碱性粒细胞释放出肝素(heparin),激活在血浆中的脂肪分解。这是由于肝素作为脂酶的辅基增强了脂酶的作用。结果加快了由脂肪分解为游离脂肪酸的过程。
  嗜碱性粒细胞释放的组胺与某些异物(如花粉)引起过敏反应的症状有关(请参考免疫学教材)。
  此外,嗜碱性粒细胞被激活时还释放一种称为嗜酸性粒细胞趋化因子A(eosinophile chemotactic factor A)的小肽,这种因子能把嗜酸性粒细胞吸引过来,聚集于局部以限制嗜碱性粒细胞在过敏反应中的作用。
  3.嗜酸性粒细胞 血液中嗜酸性粒细胞占白细胞总数的2%-4%,即100-350个细胞/μ1。血液中嗜酸性粒细胞的数目有明显的昼夜周期性波动,清晨细胞数减少,午夜时细胞数增多。这种细胞数的周期性变化是与肾上腺皮质释放糖皮质激素量的昼夜波动有关的。当血液中皮质激素浓度增高时,嗜酸性粒细胞数减少;而当皮质激素浓度降低时,细胞数增加。嗜酸性粒细胞的胞质内含有较大的、椭圆形的嗜酸性颗粒。这类白细胞也具有吞噬功能。嗜酸性粒细胞在体内的作用是:①限制嗜碱性粒细胞在速发性过敏反应中的作用。当嗜碱性粒细胞被激活时,释放出趋化因子,使嗜酸性粒细胞聚集到同一局部,并从三个方面限制嗜碱性粒细胞的活性:一是嗜酸性粒细胞可产生前列腺素E使嗜碱性粒细胞合成释放生物活性物质的过程受到抑制;二是嗜酸性粒细胞可吞噬嗜碱性粒细胞所排出的颗粒,使其中含有生物活性物质不能发挥作用;三是嗜酸性粒细胞能释放组胺酶等酶类,破坏嗜碱性粒细胞所释放的组胺等活性物质。②参与对蠕虫的免疫反应。在对蠕虫的免疫反应中,嗜酸性粒细胞有重要的作用。这类粒细胞的细胞膜上分布有免疫球蛋白Fc片断和补体C3的受体。在已经对这种蠕虫具有免疫性的动物体内,产生了特异性的免疫球蛋白IgE。蠕虫经过特异性IgE和C3的调理作用后,嗜酸性粒细胞可借助于细胞表现的Fc受体和C3受体粘着于蠕虫上,并且利用细胞溶酶体内所含的过多氧化物酶等酶类损伤蠕虫体。在有寄生虫感染、过敏反应等情况时,常伴有嗜酸性粒细胞增多。
  (二)单核细胞
  第二类白细胞称为单核细胞,胞体较大,直径约为15-30酶μm,胞质内没有颗粒,它们约占血液中白细胞数的4%-8%。单核细胞来源于骨髓中的造血干细胞,并在骨髓中发育。当它们从骨髓进入血流时仍然是尚未成熟的细胞。与其他血细胞比较,单核细胞内含有更多的非特异性脂酶,并且具有更强的吞噬作用。单核细胞在血液中停留2-3天后迁移到周围组织中,细胞体积继续增大,直径可达50-80μm,细胞内所含的溶酶体颗粒和线粒体的数目也增多,成为成熟的细胞。固定在组织中的单核细胞称为组织巨噬细胞,它们经常大量存在于淋巴结、肺泡壁、骨髓、肝和脾等器官。激活了的单核细胞和组织巨噬细胞能生成并释放多种细胞毒、干扰素和白细胞介素,参与机体防卫机制,还产生一些能促进内皮细胞和平滑肌细胞生长的因子。在炎症周围单核细胞能进行细胞分裂,并包围异物。
  (三)淋巴细胞
  淋巴细胞是免疫细胞中的一大类,它们在免疫应答过程中起着核心作用。根据细胞成长发育的过程和功能的不同,淋巴细胞分成T细胞和B细胞两类。在功能上T细胞主要与细胞免疫有关,B细胞则主要与体液免疫有关。
  1.T细胞 在血液的淋巴细胞中,约占70%-80%,在血液和淋巴组织之间反复循环,还可以停留在外周淋巴器官如淋巴结中。淋巴细胞的寿命较长,一般为数月,有的长达一年以上。T细胞被特异性的抗原物质激活后,进行增殖和分化,形成在功能上各异的两类细胞,即T免疫效应细胞T记忆细胞(T memory cell)。
  根据T效应细胞的细胞表面特征的不同可区分为T4和T8两个亚群,而这些亚群还可根据不同的功能再分为不同类型。属于T4亚群的有:淋巴因子T细胞(T lymphokine cell,TL)、诱导性T细胞(T inductor cells,T1)和辅助性T细胞(T helper cells, TH)。淋巴因子T细胞能通过释放淋巴因子激活巨噬细胞和造血干细胞;T诱导性细胞能释放白细胞介素-2(interlukin-2),促进其他T细胞的成熟分化,而辅助性T细胞能产生一种B细胞生长因子(B cell growth factor),促使B细胞分化为浆细胞,影响抗体的产生。
  T8亚型细胞,根据其功能可以再分为能抑制B细胞和T细胞活性的抑制性T细胞(T suppressor cells,Ts),和对带有特异抗原的靶细胞具有杀伤作用的细胞毒性T细胞(T cytotoxic cells, Tc)。由此可见,T细胞除了具有细胞免疫作用外,它们还具有调节其他免疫细胞特别是B细胞的功能。
  长寿命的记忆T细胞在血液中不断循环,当他们再次遇到曾经接触过的抗原时,即使相隔几年之久仍能加以“识别”。在第二次与抗原体接触时能激发一种继发反应,这种反应比原发反应更强烈的引起细胞增殖,在短时间内形成大量的效应T细胞。T细胞各亚群的关系见图3-3。
  2.B细胞 在血液中B细胞约占淋巴细胞总数的15%。固定在B细胞膜表面的免疫球蛋白(主要是单体IgM和IgD)是抗原的特异性受体。当它们初次与某一个抗原接触而被致敏时,一部分B细胞即分化成熟为浆细胞,浆细胞即开始生成对该抗原特异的免疫球蛋白并将它们释放到周围的组织液中,这就是免疫抗体。只有当某些调节性因子,如由辅助性T细胞所释放的淋巴因子和巨噬细胞释放的白细胞介素-1存在时,B细胞才能被抗原激活。浆细胞不再在血液中循环,在它们生存的2-3天时间里一直停留在组织中。
  有小部分受抗原刺激的B细胞发展成为记忆性B细胞,寿命很长,且保持特异性,由它们增殖生成的后代细胞也保持着这种特异性。当它们再次接触具有同样特异性的抗原时,便能迅速被激活,成为特异B淋巴母细胞。由记忆性B细胞增殖生成的后代细胞愈多,被特异性抗原、激活的B细胞数也愈多。可见B细胞系统的“记忆”能力是取决于具有抗原特异性的记忆细胞数目的多少。
  在血液中,除了T细胞和B细胞之外还有一类淋巴细胞,根据它们的细胞表面标志既不归属于B细胞,也不归属于T细胞。这类细胞称为裸细胞(null cell),约占血液中淋巴细胞总数的5%-10%。目前受注意的裸细胞有杀伤细胞(killer cell,K细胞)和自然杀伤细胞(matiral killer cell,NK细胞),K细胞上具有免疫球蛋白IgG的Fc片段受体,当表面覆盖有IgG(抗体)的靶细胞与K细胞接触时,IgG分子的Fc片段可与K细胞表面的Fc受体结合,激发K细胞的杀伤作用。由此可见,K细胞的杀伤作用是抗原依赖性的,但抗原是非特异的。至于NK细胞,虽然也是杀伤细胞,但其杀伤作用不依赖于抗原和抗体的存在。NK细胞广泛分布在血液和外周淋巴器官,对杀伤肿瘤细胞有重要作用。干扰素能活化NK细胞,而白细胞介素-2能刺激NK细胞的增殖和产生干扰素,因而增强NK细胞的杀伤作用。
  三、血小板生理
  血小板(platelets, thrombocyte)是从骨髓成熟的巨核细胞胞浆解脱落下来的小块胞质。巨核细胞虽然在骨髓的造血细胞中为数最少,仅占骨髓有核细胞总数的0.05%,但其产生的血小板却对机体的止血功能极为重要。每个巨核细胞均可产生1000-6000个血小板。
  正常成年人的血小板数量是150000-350000个/μ/(150-350×109/L)。血小板有维护血管壁完整性的功能。当血小板数减少到50000个/μl(50×109/L)以下时,微小创伤或仅血压增高也使皮肤和粘膜下出现血瘀点,甚至出现大块紫癜。可能由于血小板能随时沉着于血管壁以填充内皮细胞脱落留下的空隙;而且,用同位素标记血小板示踪和电子显微镜观察,发现血小板可以融合入血管内皮细胞,因而可能对保持内皮细胞完整或对内皮细胞修复有重要作用。当血小板太少时,这些功能就难以完成而产生出血倾向。
  循环血液中的血小板一般处于“静止”状态。但当血管受损伤时,通过表面接触和某些凝血因子的作用,血小板转入激活状态。激活了的血小板能释放一系列对止血过程必需的物质,关于血小板在止血过程中的作用可参看本章第三节。
  生成血小板的巨核细胞也是从骨髓中的造血干细胞分化发展来的。造血干细胞首先分化生成巨核系祖细胞,也称巨核系集落形成单位(colony forming unit-megakaryocyte,CFU-Meg)。祖细胞阶段的细胞核内的染色体一般是2-3倍体。当祖细胞是2倍体或4倍体时,细胞具有增殖能力,因此这是巨核细胞系增加细胞数量的阶段。当巨核系祖细胞进一步分化为8-32倍体的巨核细胞时,胞质开始分化,内膜系统逐渐完备。最后有一种膜性物质把巨核细胞的胞质分隔成许多小区。当每个小区被完全隔开时即成为血小板,一个个血小板通过静脉窦窦壁内皮间的空隙从巨核细胞脱落,进入血流。
  巨核细胞增殖、分化的调节机制类似于红细胞系生成的调节,至少受两种调节因子分别对两个分化阶段进行调节。这两种调节因子是:巨核系集落刺激因子(Meg-CSF)和促血小板生成素(thrombopoietin,TPO)。
  巨核系集落刺激因子是主要作用于祖细胞阶段的调节因子,它的作用是调节巨核系祖细胞的增殖。骨髓中巨核细胞总数减少时促使该调节因子的生成增加,Meg-CSF是一种低分子糖蛋白,分子量约为46000,它与促血小板生成素具有完全不同的免疫学性质。
  促血小板生成素也是一种糖蛋白,当血流中血小板减少时,促血小板生成素在血液中的浓度即增加。该调节因子的作用包括:①增强祖细胞的DNA合成和增加细胞多倍体的倍数;② 刺激巨核细胞合成蛋白质;③增加巨核细胞的总数,结果增加了血小板的生成。根据去肾大鼠出现血小板减少时血液中促血小板生成素的浓度不增加的事实,推测肾是产生促血小板生成素的部位。
  四、血细胞的破坏
  血细胞常因衰老而被破坏,但也可因意外和各种病理原因而被破坏。破坏的方式各种血细胞不尽相同,这与各种细胞功能不同有关。
  (一)红细胞的破坏
  红细胞的平均寿命约为120天。在这期间,平均每个红细胞血管内循环流动约27km,在“旅途”中常常需要挤过去比它小的毛细血管及孔隙,因而不得不变形。当红细胞逐渐衰老时,细胞变形能力减退而脆性增加,在血流湍急处可因机械冲击而破损,在通过微小孔隙时也发生困难,因而特别容易停滞在脾和骨髓中被巨噬细胞所吞噬。事实上,任何组织都能使红细胞解体,这可从皮下出血的青紫块都会逐渐消失的事实证明。
  红细胞在血管内破损而发生溶血,所释出的血红蛋白立即与一种血浆a2-球蛋白—触珠蛋白结合;但溶血严重达到每100m1血浆有100mg血红蛋白时,血浆中的触珠蛋白已不够用,未能与触珠蛋白结合的血红蛋白将经肾从尿中排出。与触珠蛋白结合的血红蛋白虽不致被排出,但将被肝摄取,脱铁血红素转变为胆色素,铁则以铁黄素的形式沉着于肝细胞内。在脾内被吞蚀的衰老红细胞,经消化后,铁可再利用,而脱铁血红素也转变为胆色素,运送到肝处理 。
  (二)血小板的破坏
  血小板进入血液后,只在开始两天具有生理功能,但平均寿命可有7-14天。
  在生理止血活动中,血小板聚集后本身将解体并释出全部活性物质;它也可能融入血管内皮细胞。这样看来,血小板除衰老破坏外,还可能在发挥其生理功能时被消耗。但是用51Cr或32P标记血小板观察其破坏的情况,发现血小板的破坏也随血小板的“日龄”而增多,即主要是衰老尔后被破坏。曾经对一些接受了抗凝处理的人进行观察,发现这时血凝过程虽被阻止,但血小板的寿命也不延长。这些事实,倾向于说明了平时的血管内凝血并不强(也可能这种凝血程度很小),不致影响全部血小板的平均寿命。衰老的血小板是在脾、肝和肺组织中被吞噬的。
  白细胞的寿命较难准确判断。因为,粒细胞和单核细胞主要是在组织中发挥作用的;淋巴细胞则往返循环于血液-组织液-淋巴之间,而且尚可增殖分化。一般来说,中性粒细胞在循环血液中停留8小时左右即进入组织,一般三、四天后将衰老死亡;若有细菌入侵,粒细胞在吞噬活动中可释出溶酶体酶过多而发生“自我溶解”,与破坏的细菌和组织片共同构成脓。
  
  生理止血、血液凝固与纤维蛋白溶解
  小血管损伤后血液将从血管流出,但在正常人,数分钟后出血将自行停止,称为生理止血。用一个小撞针或注射针刺破耳垂或指尖使血液流出,然后测定出血延续的时间,这一段时间称为出血时间(bleeding time)。出血时间的长短可以反映生理止血功能的状态。正常出血时间为1-3分钟。血小板减少,出血时间即相应延长,这说明血小板在生理止血过程中有重要作用;但是血浆中一些蛋白质因子所完成的血液凝固过程也十分重要。凝血有缺陷时常可出血不止。
  生理止血过程包括三部分功能活动。首先是小血管于受伤后立即收缩,若破损不大即可使血管封闭;主要是由损伤刺激引起的局部缩血管反应,但持续时间很短。其次,更重要的是血管内膜损伤,内膜下组织暴露,可以激活血小板和血浆中的凝血系统;由于血管收缩使血流暂停或减缓,有利于激活的血小板粘附于内膜下组织并聚集成团,成为一个松软的止血栓以填塞伤口。接着,在局部又迅速出现血凝块,即血浆中可溶的纤维蛋白源转变成不溶的纤维蛋白分子多聚体,并形成了由血纤维与血小板一道构成的牢固的止血栓,有效地制止了出血。与此同时,血浆中也出现了生理的抗凝血活动与纤维蛋白溶解活性,以防止血凝块不断增大和凝血过程漫延到这一局部以外。显然,生理止血主要由血小板和某些血浆成分共同完成。
  一、血凝、抗凝与纤维蛋白溶解
  血液离开血管数分钟后,血液就由流动的溶胶状态变成不能流动的胶冻状凝块,这一过程称为血液凝固(blood coagulation)或血凝。在凝血过程中,血浆中的纤维蛋白源转变为不溶的血纤维。血纤维交织成网,将很多血细胞网罗在内,形成血凝块。血液凝固后1-2小时,血凝块又发生回缩,并释出淡黄色的液体,称为血清。血清与血浆的区别,在于前者缺乏纤维蛋白原和少量 参与血凝的其他血浆蛋白质,但又增添了少量血凝时由血小板释放出来的物质。
  血浆内具备了发生凝血的各种物质,所以将血液抽出放置于玻璃管内即可凝血。血浆内又有防止血液凝固的物质,称为抗凝物质(anticoagulant)。血液在血管内能保持流动,除其他原因外,抗凝物质起了重要的作用。血管内又存在一些物质可使血纤维再分解,这些物质构成纤维蛋白溶解系统(简称纤溶系统)(fibrinloytic system)。
  在生理止血中,血凝、抗凝与纤维蛋白溶解相互配合,既有效地防止了失血,又保持了血管内血流畅通。
  (一)血液凝固
  凝血因子血浆与组织中直接参与凝血的物质,统称为凝血因子(blood clotting factors),其中已按国际命名法用罗马数字编了号的有12种(表3-4)。此外,还有前激肽释放酶、高分子激肽原以及来自血小板的磷脂等直接 参与凝血过程。除因子Ⅳ与磷脂外,其余已知的凝血因子都是蛋白质,而且因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ以及前激肽释放酶都是蛋白酶。这些蛋白酶都属于内切酶,即每一种酶只能水解某两种氨基酸所形成的肽键。因而不能将某一知肽链分解成很多氨基酸,而只能是对某一条肽链进行有限的水解。通常在血液中,因Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ都是无活性的酶原,必须通过有限水解在其肽链上一定部位切断或切下一个片段,以暴露或形成活性中心,这些因子才成为有活性的酶,这个过程称为激活。被激活的酶,称为这些因子的“活性型”,习惯上于该因子代号的右下角加一“a”字来表示。如凝血酶原被激活为凝血酶,即由因子Ⅱ变成因子Ⅱa。因子Ⅶ是以活性型存在于血液中的,但必须有因子Ⅲ(即组织凝血激酶)同时存在才能起作用,而在正常时因子Ⅲ只存在于血管外,所以通常因子Ⅶ在血流中也不起作用。
  表3-4 按国际命名法编号的凝血因子

  
编 号 同 义 名
因子Ⅰ 纤维蛋白原(fibrinogen)
因子Ⅱ 凝血酶原(prothrombin)
因子Ⅲ 组织凝血激素(tissue thromboplastin)
因子Ⅳ Ca2+
因子Ⅴ 前加速素(proaccelerin)
因子Ⅶ 前转变素(proconvertin)
因子Ⅷ 抗血友病因子(antihemophilic factor,AHF)
因子Ⅸ 血浆凝血激酶(plasma thromboplastin component,PTC)
因子Ⅹ Stuart-Prower因子
因子Ⅺ 血浆凝血激酶前质(plasma thromboplastin antecedent,PTA)
因子Ⅻ 接触因子(contact factor)
因子ⅩⅢ 纤维蛋白稳定因子(fibrin-stabilizing factor)

  凝血过程凝血过程基本上是一系列蛋白质有限水解的过程,凝血过程一旦开始,各个凝血因子便一个激活另一个,形成一个“瀑布”样的反应链直至血液凝固。凝血过程大体
  
  图3-4凝血过程的三个阶段简图
  上可分为三个阶段(图3-4):即因子χ激活成χa;因子Ⅱ(凝血酶原)激活成Ⅱa(凝血酶);因子Ⅰ(纤维蛋白原)转变成Ⅰa(纤维蛋白)。
  因子χ的激活可以通过两种途径。如果只是损伤血管内膜或抽出血液置于玻璃管内,完全依靠血浆内的凝血因子逐步使因子χ激活从而发生凝血的,称为径内源性激活途径(intrinsic route);如果是依靠血管外组织释放的因子Ⅲ来参与因子χ的激活的,称为外源性激活途径(extrinxic route),如创伤出血后发生凝血的情况。
  1.内源性途径 一般从因子Ⅻ的激活开始。血管内膜下组织,特别是胶原纤维,与因子Ⅻ接触,可使因子Ⅻ激活成Ⅻa。Ⅻa可激活前激肽释放酶使之成为激肽释放酶;后者反过来又能激活因子Ⅻ,这是一种正反馈,可使因子Ⅻa大量生成。Ⅻa又激活因子Ⅺ成为Ⅺa。由因子Ⅻ激活到Ⅺa形成为止的步骤,称为表面激活。表面激活过程还需有高分子激肽原*参与,但其作用机制尚不清楚。表面激活所形成的Ⅺa再激活因子Ⅸ生成Ⅸa,这一步需要有Ca2+(即因子Ⅳ)存在。Ⅸa再与因子Ⅷ和血小板3因子(PF3)及Ca2+组成因子Ⅷ复合物,即可激活因子Χ生成Χa。血小板3因子可能就是血小板膜上的磷脂,它的作用主要是提供一个磷脂的吸附表面。因子Ⅸa和因子χ分别通过Ca2+而同时连接于这个磷脂表面,这样,因子Ⅸa即可使因子χ发生有限水解而激活成为χa。但这一激活过程进行很缓慢,除非是有因子Ⅷ参与。因子Ⅷ本身不是蛋白酶,不能激活因子х,但能使Ⅸa激活因子χ的作用加快几百倍。所以因子Ⅷ虽是一种辅助因子,但是十分重要。遗传性缺乏因子Ⅷ将发生甲型血友病 (hemophilia A),这时凝血过程非常慢,甚至微小的创伤也出血不止。先天性缺乏因子Ⅸ时,内源性途径激活因子χ的反应受阻,血液也就不易凝固,这种凝血缺陷称为B型血友病(hemophilia B)。
  2.外源性途径 由因子Ⅶ与因子Ⅲ组成复合物,在有Ca2+存在的情况下,激活因子 χ生成χa。因子Ⅲ,原名组织凝血激酶,广泛存在于血管外组织中,但在脑、肺和胎盘组织中特别丰富。因子Ⅲ为磷脂蛋白质。Ca2+的作用就是将因子Ⅶ与因子χ都结合于因子Ⅲ所提供的磷脂上,以便因子Ⅶ催化因子χ的有限水解,形成χa。
  Χa又与因子Ⅴ、PE3和Ca2+形成凝血酶原酶复合物,激活凝血酶原(因子Ⅱ)生成凝血酶(Ⅱa)。在凝血酶原酶复合物中的PF3也是提供磷脂表面,因子Χa和凝血酶原(因子Ⅱ)通过Ca2+而同时连接于磷脂表面,χa催化凝血酶原进行有限水解,成为凝血酶(Ⅱa)。因子Ⅴ也是辅助因子,它本身不是蛋白酶,不能催化凝血酶原的有限水解,但可使χa的作用增快几十倍。
  因子χ与凝血酶原的激活,都是在PF3提供的磷脂表面上进行的,可以将这两个步骤总称为磷脂表面阶段。在这一阶段中,因子Ⅱ(凝血酶原)、因子Ⅶ、因子Ⅸ和因子χ,都必须通过Ca2+连接于磷脂表面。因此,在这些因子的分子上必须有能与Ca2+结合的部位。现已知,因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、х都是在肝中合成。这些因子在肝细胞的核糖体处合成肽链后,还需依靠维生素K的参与,使肽链上某些谷氨酸残基于γ位羧化成为γ-羧谷氨酸残基,构成这些因子的Ca2+结合部位。因此,缺陷维生素K,将出现出血倾向。
  凝血酶(thrombin)有多方面的作用。它可以加速因子Ⅶ复合物与凝血酶原酶复合物的形成并增加其作用,这也是正反馈;它又能激活因子ⅩⅢ生成ⅩⅢa;但它的主要作用是催化纤维蛋白原的分解,使每一分子纤维蛋白原从N-端脱下四段小肽,转变成为纤维蛋白单体(fibrin monomer),然后互相连接,特别是在ⅩⅢa作用下形成牢固的纤维蛋白多聚体(fibrin polymers),即不溶于水的血纤维。上述凝血过程可见图3-5表示。
  一般来说,通过外源性途径凝血较快,内源性途径较慢,但在实际情况中,单纯由一种途径引起凝血的情况不多。
  
  图3-5血液凝固过程示意图
  S;血管内皮下组织 PF3:血小板3因子 PK:前激肽释放酶 1:因子Ⅷ复合物
  K:激肽释放酶 2: 因子Ⅶ复合物 HK:高分子激肽原 3:凝血酶原酶复合物
  在凝血的某些阶段,内源性途径与外源性途径之间存在着功能的交叉,也就是说,这两条途径之间具有某些“变通”的途径。例如,外源性的因子Ⅶa和Ⅲ可以形成复合物直接激活因子Ⅸ,从而部分代替了因子Ⅺ和Ⅻa的功能。这一机制得以解释为什么在因子Ⅸ缺乏时的出血倾向,较因子Ⅺ和Ⅻ缺乏时更为严重。另一方面,内源性因子Ⅻ的裂解产物和因子Ⅸa也能激活外源性的因子Ⅶ。
  (二)抗凝系统的作用
  正常人1ml血浆含凝血酶原约300单位,在凝血时通常可以全部激活。10ml血浆在凝血时生成的凝血酶就足以使全身血液凝固。但在生理止血时,凝血只限于某一小段血管,而且1ml血浆中出现的凝血酶活性很少超出8-10单位,说明正常人血浆中有很强的抗凝血酶活性。
  现在已经查明,血浆中最重要的抗凝物质是抗凝血酶Ⅲ(antithrombinⅢ)和肝素,它们的作用约占血浆全部抗凝血酶活性的75%。抗凝血酶Ⅲ是血浆中一种丝氨酸蛋白酶抑制物(serine protease inhibitor)。因子 Ⅱa、Ⅶ、Ⅸa、χa、Ⅻa的活性中心均含有丝氨酸残基,都属于丝氨酸蛋白酶(serine protease)。抗凝血酶Ⅲ分子上的精氨酸残基,可以与这些酶活性中心的丝氨酸残基结合,这样就“封闭”了这些酶的活性中心而使之失活。在血液中,每一分子抗凝血酶Ⅲ,可以与一分子凝血酶结合形成复合物,从而使凝血酶失活。
  肝素是一种酸性粘多糖,主要由肥大细胞和嗜碱性粒细胞产生,存在于大多数组织中,在肝、肺、心和肌组织中更为丰富。
  肝素在体内和体外都具有抗凝作用,肝素抗凝的主要机制在于它能结合血浆中的一些抗凝蛋白,如抗凝血酶Ⅲ和肝素辅助因子Ⅱ(heparin cofactorⅡ)等,使这些抗凝蛋白的活性大为增强。当肝素与抗凝血酶Ⅱ的某一个ε-氨基赖氨酸残基结合,则抗凝血酶Ⅲ与凝血酶的亲和力可增强100倍,使两者结合得更快,更稳定,使凝血酶立即失活。当肝素与肝素辅助因子Ⅱ结合而激活后者时,被激活的肝素辅助因子Ⅱ特异性地与凝血酶结合成复合物,从而使凝血酶失活,在肝素的激活作用下,肝素辅助因子灭活凝血酶的速度可以加快约1000倍。
  肝素还可以作用血管内皮细胞,使之释放凝血抑制物和纤溶酶原激活物,从而增强对凝血的抑制和纤维蛋白的溶解。此外,肝素能激活血浆中的脂酶,加速血浆中乳糜微粒的清除,因而减轻脂蛋白对血管内皮的损伤,有助于防止与血脂有关的血栓形成。
  天然肝素是一种分子量不均一的混合物,分子量为3000-57000不等。这种不均一是生物合成过程有差异所致。不同分子量肝素的生物作用也不完全相同。一般将分子量在7000以下肝素称为低分子量肝素。低分子量肝素只与抗凝血酶Ⅱ结合,而分子量较大的肝素除了能与抗凝血酶Ⅲ结合外,还能与血小板结合,结果不仅抑制血小板表面凝血酶的形成,而且抑制血小板的聚集与释放。由于分子量较大的肝素抗凝作用的环节较多,作用较为复杂,易引起出血倾向,而低分子时肝素具有半衰期较长,抗凝效果好和引起出血倾向少等优点,因而更适于作为外源性抗凝剂。
  从化学本质看,凝血过程是一系列酶促反应链,其中主链是一系列丝氨酸蛋白酶的作用。组成抗凝系统的一类物质是血浆中存在的多种丝氨酸蛋白酶抑制物。上述抗凝血酶Ⅲ是其中最为重要的一种。属于丝氨酸蛋白酶抑制物的抗凝物质还有能抑制补体第1成分和因子Ⅻa、Ⅺa、的C1抑制物(C1 inhibitor),广谱的蛋白酶抑制物a2-巨球蛋白(a2-macroglobulin)等。抗凝系统中的另一类物质是辅因子抑制物,这类抑制物通过对凝血辅因子如因子Ⅴ和Ⅷ活性的抑制而实现抗凝作用。下述的蛋白质C和凝血酶调制素都是属于这类抗凝物质。
  蛋白质 C(protein C)是近年来引起注意的另一种具有抗凝作用的血浆蛋白,分子量为62000,它由肝合成,并有赖于维生素K的存在。蛋白质C以酶原形式存在于血浆中,蛋白质C在凝血酶的作用下发生有限的酶解过程,从分子上裂解下一个小肽后即具有活性。激活的蛋白质C与血管内皮表面存在的辅因子凝血酶调制素(thrombomodulin)结合成复合物,在Ca2+存在的条件下这种复合物使蛋白质C的激活过程大大加快。激活的蛋白质C具有多方面的抗凝血、抗血栓功能,主要的作用包括:①灭活凝血因子Ⅴ和Ⅷ。这种灭活也是一种酶解过程,即是把因子Ⅴ和Ⅷ的重链进行水解,使他们与磷脂的结合力降低。这种灭活反应需要有Ca2+的存在,反应的速度是很快的;②限制因子Χa与血小板结合。存在于血小板表面的因子Ⅴa是因子Χa的受体。当因子Χa与这种受体结合后,可使因子Χa的活性大为增强。由于激活的蛋白质C能使因子Ⅴa灭活,使因子Χa与血小板的结合受到阻碍,结果可使因子Χa激活凝血酶原的作用大为减弱;③增强纤维蛋白的溶解。激活的蛋白质C能刺激溶酶原激活物的释放,从而增强纤溶活性。激活的蛋白质C的这一作用只有在内皮细胞存在的情况下才能实现。维生素K缺乏或患肝病可使蛋白质C的合成减少;某些病理情况造成血管内皮广泛损伤时使凝血酶调制减少,这种减少转而使蛋白质C的激活受阻。不论是蛋白质C减少或活化受阻都增加了形成血栓的倾向。
  体外延缓或阻止血液凝固的因素:①降低温度,当反应系统的温度降低至10℃以下时,很多参与凝血过程的酶的活性下降,因些可延缓血液凝固,但不能完全阻止凝血的发生;②光滑的表面,也称不湿表面,可减少血小板的聚集和解体,减弱对凝血过程的触发,因而延缓了凝血酶的形成。例如,将血液盛放在内表面涂有硅胶或石蜡的容器内,即可延缓血凝,③去Ca2+,由于血液凝固的多个环节中都需要Ca2+的参加,因此如在体外向血液中加入某些能与钙结合形成不易解离但可溶解的络合物,从而减少了血浆中的Ca2+,防止了血液凝固。由于少量枸橼酸钠进入血液循环不致产生毒性,因此常用它作抗凝剂来处理输血用的血液。此外,实验室中可使用草酸铵、草酸钾和螯合剂乙二胺四乙酸(ECTA)作抗凝剂,它们能与Ca2+结合不易溶解的复合物。但它们对机体有害,因而不能进入体内。
  (三)纤维蛋白溶解
  在生理止血过程中,小血管内的血凝块常可成为血栓,填塞了这一段血管。出血停止、血管创伤愈合后,构成血栓的血纤维可逐渐溶解,先形成一些穿过血栓的通道,最后可以达到基本畅通。血纤维溶解的过程,称为纤维蛋白溶解(简称纤溶)。
  纤维蛋白溶解(纤溶)系统包括四种成分,即纤维蛋白溶解酶原(plasminogen)(纤溶酶原,血浆素原)、纤维蛋白溶解酶(plasmin)(纤溶酶,血浆素)、纤溶原激活物与纤溶抑制物。纤溶的基本过程可分两个阶段,即纤溶酶原的激活与纤维蛋白(或纤维蛋白原)的降解。
  图3-6纤维蛋白溶解系统
  1.纤溶酶原激活 纤溶酶原很可能是在骨髓、嗜酸性粒细胞与中合成的;在正常成年人每100ml血浆中约含10-20mg纤溶酶原,婴儿较少,妇女晚期妊娠时增多。
  纤溶酶原激活物分布广而种类多,主要有三类:第一类为血管激活物,在小血管内皮细胞中合成后释放于血中,以维持血浆内激活物浓度于基本水平。血管内出现血纤维凝块时,可使内皮细胞释放大量激活物。所释放的激活物大都吸附于血纤维凝块上,进入血流的很少。肌肉运动、静脉阻断、儿茶酚胺与组胺等也可使血管内皮细胞合成和释放的激活物增多。第二类为组织激活物,存在于很多组织中,主要是在组织修复、伤口愈合等情况下,在血管外促进纤溶。肾合成与分泌的尿激酶就属于这一类激活物,活性很强,有助于防止肾小管中纤维蛋白沉着。第三类为依赖于因子Ⅻ的激活物,例如前激肽释放酶被Ⅻa激活后,所生成的激肽释放酶即可激活纤溶酶原。这一类激活物可能使血凝与纤溶互相配合并保持平衡。
  血浆中的激活物的半衰期约13分钟,通常迅速被肝清除。
  纤溶酶原的激活也是有限水解的过程,在激活物的作用下,脱下一段肽链成为纤溶酶。
  2.纤维蛋白(与纤维蛋白原)的降解纤溶酶和凝血酶一样,也是蛋白酶,但是它对纤维蛋白原的作用与凝血酶不同。凝血酶只是使纤维蛋白原从其中两对肽链的N-端各脱下一个小肽,使纤维蛋白原转变成纤维蛋白。纤溶酶却是水解肽链上各单位的赖氨酸-精氨酸键,从而逐步将整个纤维蛋白或纤维蛋白原分割成很多可溶的小肽,总称为纤维蛋白降解产物。纤维蛋白降解产物一般不能再出现凝固,而且其中一部分有抗血凝的作用。
  纤溶酶是血浆中活性最强的蛋白酶 ,但特异性较小,可以水解凝血酶、因子Ⅴ、因子Ⅷ、激活因子Ⅻa;促使血小板聚集和释放5-羟色胺、ADP等;还能激活血浆中的补体系统;但它的主要作用是水解纤维蛋白原和纤维蛋白。血管内出现血栓时,纤溶主要局限于血栓,这可能是由于血浆中有大量抗纤溶物质(即抑制物)存在,而血栓中的纤维蛋白却可吸附或结合较多的激活物所致。正常情况下,血管内膜表面经常有低水平的纤溶活动,很可能血管内也经常有低水平的凝血过程,两者处于平衡状态。
  3.抑制物及其作用 血液中存在的纤溶抑制物主要是抗纤溶酶(antiplasmin) ,但其特异性不大,例如,a2-巨球蛋白能普遍抑制各种内切酶,包括纤溶酶、胰蛋白酶、凝血酶、激肽释放酶等。每一分子a2-巨球蛋白可结合一分子纤溶酶,然后迅速被吞噬细胞清除。血浆中a1-抗胰蛋白酶也对纤溶酶有抑制作用,但作用较慢,然而它分子量小,可渗出血管,控制血管外纤溶活动。看来这些抑制物的作用,是广泛控制在血凝与纤溶两个过程中起作用的一些酶类。这对于将血凝与纤溶局限于创伤部位,有重要意义。
  (四)表面激活与血液的其他防卫功能
  血管损伤后暴露出内膜下组织,通过表面激活使因子Ⅻ激活成因子Ⅻa,因子Ⅻa 又激活肽释放酶成为激肽释放酶,而激肽释放酶又可激活因子Ⅻ,从而形成一个正反馈环,可形成足够的Ⅻa 和激肽释放酶。这样,不但同时激活了血凝和纤溶系统,也激活了补体系统和激肽系统(图3-7)。补体激活的一些产物和激肽都是作用很强的趋化因子,能吸收吞噬细胞到受损伤的部位,产生非特异性免疫反应;这样使生理止血功能与免疫功能相配合,有效的保护机体,减少创伤带来的损害。
  
  图3-7表面激活也血液各种防卫功能关系示意图
  PK:前激肽释放酶 Pn:纤溶酶原 K:激肽释放酶 Pn:纤溶酶
  HK:高分子激肽原 CI:补体 Kn:激肽 Ⅻ与Ⅻa,因子Ⅻ及其激活型
  二、血小板的止血功能
  因血管创伤而失血时,血小板在生理止血过程中的功能活动大致可以分为两段,第一段主要是创伤发生后,血小板迅速粘附于创伤处,并聚集成团,形成较松软的止血栓子;第二段主要是促进血凝并形成坚实的止血栓子。
  (一)血小板粘附与聚集
  止血中较松软的血小板止血栓子的形成, 要经过血小板粘附与聚集两个过程。
  血管损伤后,流经此血管的血小板被血管内皮下组织表面激活,立即粘附于损伤处暴露的胶原纤维上。参与血小板粘附过程的主要因素包括:血小板膜糖蛋白I(GPI)、vonWillebrand因子(vW因子)和内皮下组织中的胶原。当血小板缺乏GPI或胶原纤维变性时,血小板粘附(thrombocyte adhesion)功能便受损。发生血小板粘附过程的可能机制是vW因子再与血小板膜上的特异受体结合。此外,血小板膜上的糖苷移换酶活性和胶原蛋白分子的构型与粘附也有着密切关系。
  粘附主要是一种表面现象,粘附一旦发生了,血小板的聚集过程(thrombocyte aggregation)也随即发生。聚集是指一些血小板相互粘连在一起的过程。聚集开始时,血小板由圆盘形变成球形,并伸出一些貌似小刺的伪足;同时血小板脱粒,即原来贮存于致密颗粒内的ADP、5-羟色胺等活性物质被释放。ADP释放和某些前列腺素的生成,对聚集的引起十分重要。
  1.ADP的作用 在体外实验中看到,ADP是使血小板聚集最重要的物质,特别是从血小板释放出来的这种内源性ADP尤其重要。在血小板悬液中加入小量ADP(浓度在0.9μmol/L以下),能迅速引起血小板聚集,但很快又解聚;若加入中等剂量的ADP(1.0μmol/L左右),则在第一聚集时相结束和解聚后不久,又出现第二个不可逆的聚集时相,这是由于血小板释放的内源性ADP所引起的;若是加入大量ADP,则迅速引起不可逆的聚集,即直接进入聚集的第二时相.以不同剂量的凝血酶加入血小板悬液,也可使血小板发生聚集;而且与ADP相似,随着加入剂量的逐渐增加,可看到从只有第一时相可逆性聚集,到出现两个时相的聚集,再到直接进入第二时相的聚集.因为,用腺苷阻断内源性ADP的释放或用腺苷三磷酸双磷酸酶(apyrase)以破坏ADP,均可抑制凝血酶引起的聚集,说明凝血酶的作用可能是由于凝血酶与血小板细胞膜上的凝血酶受体结合后,引起内源性ADP释放所引起的。加入胶原也可引进悬液中的血小板聚集,然而只有第二时相的不可逆聚集,一般认为这也是由于胶原引起内源性的ADP释放所致。
  一般能引起血小板聚集的物质均可使血小板内cAMP减少,而抑制血小板聚集的则使cAMP增多。因而目前认为,可能是cAMP减少引起血小板内Ca2+增加,促使内源性ADP释放。
  ADP引起血小板聚集,还必须有Ca2+ 和纤维蛋白原存在,而且要消耗能量。将血小板悬浮于缺乏葡萄糖的溶液中数小时,或用药物阻断或减弱血小板产生ATP的代谢过程,均将抑制血小板的聚集。ADP也不能使洗净了的血小板聚集,除非加入纤维蛋白原;但凝血酶和胶原可使洗净了的血小板聚集。因为在这种情况下,可使血小板a 颗粒内的纤维蛋白原释放。
  ADP是通过血小板膜上的ADP受体引起聚集的。目前认为,血小板膜上有表面ATP酶,这是防止血小板相互粘聚所必需的,而ADP可抑制表面ATP酶的活性;ADP还可使血小板暴露出磷脂表面,因而可以通过Ca2+“搭桥”而互相粘聚。
  2.血小板前列腺素类物质的作用 血小板质膜的磷脂中含有花生四烯酸,血小板细胞内有磷脂酸A2。在血小板被表面激活时,磷脂酶A2也被激活。在磷脂酶A2的催化作用下,花生四烯酸从质膜的磷脂中分离出来。花生四烯酸在血小板的环氧化酶作用下,产生前列腺素G2 和H2 (PGG2、PGH2)。PGG2和PGH2都是环内过氧化物,有很强的引起血小板聚集的作用。但是PGG2和PGH2都很不稳定,可以直接生成小量PGE2和PGF2。PGH2 可以在血栓素合成酶的催化作用下,形成大量血栓素A2(thromboxane A2,TXA2)。TXA2 使血小板内cAMP减少,因而有很强的聚集血小板的作用,也有很强的收缩血管的作用。TXA2也不稳定迅速转变成无活性的血栓素B2(TXB2)。咪唑(imidazole)可抑制血栓素合成酶,所以有防止血小板聚集的作用。此外,正常血管壁内皮细胞中有前列腺环素合成酶,可以催化血小板生成的PGH2 生成前列腺环素(prostacyclin,PGI2)。PGI2可使血小板内cAMP增多,因而有很强抑制血小板聚集的作用,也有很强的抑制血管收缩的作用。PGI2也很不稳定,迅速变成无活性的6-酮-PGF1a。关于由花生四烯酸衍变成TXA2与PGI2的过程可参看图3-8。
  
  图3-8血小板前列腺素与血栓素的合成
  在发现TXA2和PGI2之后,曾设想在正常情况下可能是血管壁的PGI2与血小板的TXA2之间保持了平衡,因而使血小板不致聚集。可以设想,血管损伤暴露内皮下组织时,一方面激活血小板和激活内源性凝血途径,损坏的血管组织释放凝血因子Ⅲ又激活外源性凝血途径,于是在此局部迅速形成凝血酶;另一方面血管损伤使局部血管壁PGI2减少。这样,由此血管通过的血小板即粘附于损伤处的胶原纤维上,随即血小板也发生变形、聚集,并激活磷脂酶A2,导致合成TXA2,TXA2可使血小板内cAMP减少而游离Ca2+增多,以致血小板脱粒释放内源性ADP,又使更多的血小板聚集,迅速形成松软的止血栓子。
  (二)血小板与凝血
  血小板对于血液凝固有重要的促进作用,如将血液置于管壁涂一薄层硅胶的玻璃管中,使血小板不易解体,虽然未加入任何抗凝剂,血液可保持液态达72小时以上;若加入血小板匀浆则立即发生凝血。这说明血小板破裂后的产物对于凝血过程有很强的促进作用。
  血小板表面的质膜结合有多种凝血因子,如纤维蛋白原、因子Ⅴ、因子Ⅺ、因子ⅩⅢ等。a-颗粒中也含有纤维蛋白原、因子因子ⅩⅢ和一些血小板因子(PE),其中PF2和PF3都是促进血凝的。PF4可中和肝素,PF6则抑制纤溶。当血小板经表面激活后,它能加速凝血因子Ⅻ和Ⅺ的表面激活过程。血小板所提供的磷脂表面(PF3),据估计可使凝血酶原的激活加快两万倍。因子Ⅹa和因子Ⅴ连接于此磷脂表面后,还可以免受抗凝血酶Ⅲ和肝素对它们的抑制作用。
  当血小板聚集形成止血栓时,凝血过程已在此局部进行,血小板已暴露大量磷脂表面,为因子Ⅹ和凝血酶原的激活提供了极为有利的条件。血小板聚集后,其α颗粒中的各种血小板因子释放出来,促进血纤维的形成和增多,并网罗其它血细胞形成凝块。因而血小板虽逐渐解体,止血栓子仍可增大。血凝块中留下的血小板有伪足伸入血纤维网中,这些血小板中的收缩蛋白收缩,使血凝块回缩,挤压出其中的血清而成为坚实的止血栓,牢牢地封住血管缺口。
  在表面激活血小板和血凝系统时,同时也激活了纤溶系统。血小板内所含的纤溶酶及其激活物将释放出来。血纤维和血小板释放的5-羟色胺等,也能使内皮细胞释放激活物。但是由于血小板解体,同时释放出PF6和另一些抑制蛋白酶的物质,所以在形成血栓时,不致受到纤溶活动的干扰。