血液是一种流动的结缔组织,循环于心血管系统内。它将身体必需的营养物质和氧气 输送至各个器官、组织和细胞;同时将机体不需要的代谢产物运送到排泄器官,以排出体 外。血液还对人侵机体的病原微生物、寄生虫,以及其他有害物质发生反应,保护机体免遭 损害。血液是体液的一个重要组成部分,在维持机体内环境相对稳定方面起着重要的 作用。
一、体液与内环境
(-)体液
人体内贪有大量液体,包括水分和其中溶解的物质,在成人,约占体重的6QK,.总称体 液。体液的2/2在细胞内,称为细胞内液(40J^_L_其余1/1的体液称细胞外液存 在于血管内的血浆淋巴管内的淋巴液、细胞间隙和组织间隙的组织液ClS_to都属于 细胞外液.
体液各部分之间是彼此隔开的,但它们之间又相互联系。细胞膜将细胞内液与细胞外 液分开。细胞外液的4/
5在血管外构成组织液、淋巴液、脑脊液等;1/5在血管内成为血浆 的组成成分。后者由于能在血管中不断循环流动,是内环境中最活跃的部分,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。
(二) 内环境及其相对稳定(稳态)
1. 内环境及稳态的意义机体的绝大部分细胞并不直接与外界环境接触,而是生活在 细胞外液之中,通过与细胞外液不断进行物质交换,维持其正常的功能活动。这种构成细 胞直接生存环境的细胞外液称之为机体的内环境,以区别于整个机体赖以生存的外环境。
外环境变化很大,内环境则由于机体多种调节机制的作用而变化很小。内环境的物理 化学条件,如温度,渗透压、pH和离子等成分的浓度都必须保持在一定范围内,即相对稳 定,叫内环境稳态或稳定;稳态可使机体的组织器官少受乃至不受外界环境的干扰而保持 其正常生理功能。内环境各项理化因素的相对恒定,是维持生命的必要条件.
2. 内环境稳态与健康和疾病的关系在生命过程中,内环境的理化性质是不断地在改 变的;由于全身组织器官正常的功能活动和机体的各种调节机制,使内环境的化学成分和 理化特性始终保持在一定生理范围内,使内环境相对稳定,以免细胞受到伤害。
然而,体液中的各种化学成分过多或过少,超过机体的调节能力时,就会妨碍正常生命 活动。例如血糖太低时,大脑细胞兴奋性降低,会出现昏迷现象;血浆蛋白过低可引起组织 水肿;当血液pH值低于7.0时,中枢神经系统处于抑制状态,可导致死亡。由此可见,如果 内环境失稳态,疾病即将发生,甚或导致严重的后果。
(三) 血液在维持内环境相对稳定中的作用
血液在心血管系统中循环流动,而且沟通其他细胞外液。血液中水分、电解质类、营养 物质的含量、渗透压、温度以及血细胞的数量都相对恒定,这些因素是保持内环境相对稳定 的物质基础,同时也是保持组织兴奋性和全身器官正常功能活动的必要条件。
组织细胞将其在代谢过程中产生的热量、代谢产物,不断地排到周围的细胞外液中,但组织液的流动范围非常局限,必须靠血液及时运输,才能避免这些物质堆积,对细胞造成 损害。
二、血液的组成及血浆
(一) 血液的组成
正常血液为红色黏稠液体,其比重在1.050〜1.060。血液由液体成分血浆和有形成分 血细胞两部分组成,有形成分包括红细胞、白细胞和血小板。血浆中溶解有多种化学物 质。按容积计算,血浆约占55%(50%〜55%),血细胞(主要是红细胞,约占44%)约占 45%(45% 〜50%)。 '
从正常人体内抽出的血液,放入含有抗凝剂的试管中,静置或经离心后,管内血液分为 两层:上层淡黄色透明液体是血浆(55%),下层是血细胞U4%)。血细胞层中最上面一薄 层为白细胞和血小板,其下呈红色为红细胞,血细胞在血液中所占的容积百分比称血细胞 比容(或比积、压积)。健康成人男性的血细胞比容为40%〜50%,女性为37%〜48%。如 果把从血管内抽出的血液放入不加抗凝剂的试管中,几分钟后就会凝固成血凝块。血凝块 收缩,析出淡黄色澄明液体,称为血清。
(二) 血浆的化学成分及其生理功能
血浆是机体内环境的重要组成部分,是血细胞的细胞外液„其中水分占90%〜92%, 溶质仅约占10%,这些成分乃是血浆理化特性和生理功能的物质基础。测定血浆的化学成 分,可反映体内物质代谢状况。
1•血浆蛋白血浆蛋白是血浆中各种蛋白质的总称。其总量为
6. 5〜
8. 5g%。主要 有清(白)蛋白(4.0〜4. 8g%,约占总血浆蛋白50%)、球蛋白(2. 0〜3. 5g%)和凝血因子I (纤维蛋白原)(〇. 2〜0.
4g%)。清蛋白与球蛋白比值(A/G)为1.5〜2. 5。血浆蛋白主要功 能有以下方面:
(1) 形成血浆胶体渗透压:在这几种蛋白质中,清蛋白分子量最小,含量最多,对于维持 正常血浆胶体渗透压起主要作用。当肝脏合成清蛋白减少或它经由尿中大量排出体外,使 血浆清蛋白含量下降,胶体渗透压也下降,导致全身水肿。
(2) 免疫作用:球蛋白包括^(3和y等,其中7(丙种)球蛋白含有多种抗体,能与抗原 (如细菌、病毒或异种蛋白)相结合,从而杀灭致病因素^如果这种免疫球蛋白含量不足时, 机体抵抗疾病的能力下降。补体也是一种血浆中的蛋白质,它可与免疫球蛋白结合,共同 作用于病原体或异物,破坏其细胞膜的结构,从而具有溶菌或溶细胞的作用。
(3) 运_作用:血浆蛋白可与多种物质结合形成复合物,如一些激素,维生素、Ca
2+和 Fe
2+可与球蛋白结合,许多药物和脂肪酸则和清蛋白结合而在血液中运输。
此外,血液中还有许多酶类,如转氨酶等,都可通过血浆运输而送到各种组织细胞^
(4) 凝血作用:血浆中凝血因子I和凝血酶等因子是引起血液凝固的成分,
2.
非杳白氮血中蛋白质以外的含氮物质,总称非蛋白氮(NPN)。正常成人血液中 NPN含量为20〜35mg%,主要是尿素(1/3〜1/2);此外还有尿酸、肌酐、氨基酸、多肽、氨和 胆红素等。氨基酸和多肽以外的物质多为机体代谢的产物(废物),大部分经血液带到肾脏 排出体外。测定血中NPN含量有助于了解体内蛋白质代谢情况和肾的功能。
3. 不含氮有机物和无机益.血浆中所含的糖类主要是葡萄糖,简称血糖,其含量与糖
代谢密切有关。正常人血糖含量比较稳定,在80〜120mg%。
血浆中所含脂肪类物质,统称血脂。包括三酰甘油(甘油三酯)、脂肪酸、磷脂和胆固醇 及其酯。
血浆中的无机物,绝大部分以离子状态存在。阳离子中以Na+浓度最髙,还有K+、 Ca
2+和Mg
2+等,阴离子中以Cr最多,HCO「次之,还有HPCT和S〇r等.各种离子都有 其特殊的生理功能。如NaCl对维持血浆晶体渗透压和保持机体血容量起着重要作用,血 浆Ca
2+参与很多重要生理功能如维持神经肌肉的兴奋性,在肌肉兴奋收缩耦联过程和血液 凝固等起着重要作用。血浆中还有铁、锌、碘等微量元素,是构成某些酶类、维生素或激素 的必要原料,或与某些生理功能有关。
4.血脂
(1) 血脂的概念及成分:血浆中所含的脂类统称血脂。血脂包括三酰甘油、胆固醇及其 酯、磷脂以及非酯化脂肪酸(游离脂肪酸)等。磷脂中约70%为卵磷脂,其余的为神经磷脂 和脑磷脂。
血脂一是来源于食物;二是由肝、脂肪细胞及其他组织合成后释放人血。血脂的作用 有:脂肪(三酰甘油)和脂肪酸的生理作用是储存及氧化供能;磷脂、糖脂、胆固醇及其酯是 生物膜的重要组分;脂肪酸、胆固醇可以代谢转化为其他物质,如前列腺素、胆汁酸类固醇 激素等。血脂含量不如血糖恒定,受膳食、年龄、性别、职业以及代谢等因素的影响,波动范 围较大。正常成人空腹12〜14h血脂的组成及含量如表2-1。
面电荷、电泳行为及免疫性均不同。
按超速离心(密度)分离的方法,把血浆脂蛋白分为乳糜微粒(CM)、极低密度脂蛋白 (VLDL)、低密度脂蛋白(LDL)和髙密度脂蛋白(HDL)四种;按电泳法分类,可分为CM、前 |H旨蛋白(prep-LP)、p-脂蛋白((3-LP)和cr脂蛋白U-LP),后三种按顺序分别相当于离心分 离的 VLDL、LDL 和 HDL
S
组成各种脂蛋白的成分比例不同。CM:三酰甘油达80%〜95%,蛋白质约1%,磷脂 5%〜7%,游离胆固醇1%〜2%,胆固醇酯约3%;VLDL:三酰甘油50%〜70%,蛋白质约 10%,磷脂约15%,游离胆固醇5%〜
7%,胆固醇酯10%〜12%;LDL:三酰甘油约10%,蛋 白质约20%,游离胆固醇约8%,胆固醇酯>
4〇%,磷脂约20%;HDL:蛋白质约50%,游离 胆固醇5%,胆固醇酯15%〜17%,磷脂约25%。
① 脂蛋白的结构:血浆中各种脂蛋白的结构大致相似。疏水性较强的三酰甘油及胆固
醇酯均位于脂蛋白的“内核”,而具有极性及非极性基团的载脂蛋白、磷脂及游离胆固醇则 以单分子层借其非极性的疏水基团与内部的疏水链相联系,覆盖于脂蛋白表面,其亲水的 极性基团朝外,形成脂蛋白的“外壳”,呈球形。
.
载脂蛋白主要有A、B、C、D及E等5类。载脂蛋白不仅在结合和转运脂质及稳定脂蛋 白的结构上发挥重要作用,而且还调节脂蛋白代谢转化关键酶的活性,识别脂蛋白受体,在 脂蛋白代谢上发挥重要作用。
② 血浆脂蛋白的功能:CM是运输外源性三酰甘油及胆固醇酯的主要形式,VLDL是 转运内源性三酰甘油的主要形式。LDL的主要功能是将肝内合成的胆固醇转运到肝外组 织。HDL是将肝外组织的胆固醇转运到肝内进行代谢。
(1) 高脂血症与动脉粥样硬化:血脂高于正常人上限为髙脂血症。一般以成人血三酰 甘油超过2. 26mmol/L(200mg/dl),胆固醇超过6. 21mmol/U240mg/dl),儿童胆固醇超过
2. 14mmol/L(160mg/dl)为标准。高脂血症者容易发生动脉粥样
硬化。
① 动脉粥样硬化概念:中等及大动脉血管内膜和中层形成脂肪斑块。包括有脂质(主 要是胆固醇及其酯)和复合糖类的沉积,进一步损伤变为钙化的和坏死的碎屑;这些损伤通 常被纤维组织和平滑肌细胞覆盖,伸向血管腔内,导致管腔狭窄,阻碍血流。血管壁中层也 有病变。动脉内膜积聚的脂质呈黄色粥样。这种损伤如溃变,将致出血和血栓形成,可以 完全堵塞血管(栓塞)。
② 动脉粥样硬化与血脂的关系:LDL水平与动脉粥样硬化的危险性增加有关。LDL 可以进入动脉内膜下间隙,它被氧自由基氧化成为损伤因子促进斑块形成的细胞反应" LDL-胆固醇显著升髙(家族性)时,没有其他危险因素,也发生严重的动脉粥样硬化。
LDL-胆固醇水平与血总胆固醇浓度密切相关,总胆固醇水平与冠心病的危险性呈正相 关,反映LDL-胆固醇水平对冠心病危险的影响。降低LDL-胆固醇水平后危险性显著 减少。
三酰甘油水平与冠心病呈正相关;它可以影响其他脂蛋白的代谢。三酰甘油水平升高 导致小的致密的LDL颗粒,往往伴有HDL水平降低,诱导动脉粥样硬化。
HHL水平与冠心病呈负相关。HDL减少时胆固醇在动脉壁堆积;它可阻止LDL在管 壁内的氧化或自身聚积等。
饱和脂肪酸是膳食中使血清胆固醇升髙的主要脂肪酸。它可刺激肝细胞分泌脂蛋白;
使LDL中的胆固醇增加;干扰LDL从血中淸除[可能抑制了 U)L受体,包括活性(影响膜 的理化性质)和合成]。
N-6多不饱和脂肪酸(亚油酸)是降低胆固醉的主要脂肪酸。饱和脂肪酸肯定使胆固醇 升髙,胆固醇水平下降心血管疾病危险也会减少。不饱和脂肪酸都不会使胆固醇水平升
高。鱼油和海洋动物油降低胆固醇。
(三)血浆的理化特性•
血浆的化学成分决定了它的某些重要理化特性。以下讨论几项有重要生理意义的理 化特性。
1. 渗透压渗透压是一切溶液的物理化学特性。渗透压的大小取决于溶液中溶质颗 粒数目的多少。血浆中含有多种晶体和胶体物质,故具有相当大的渗透压。正常人的血浆 在标准状态下渗透压约为313m〇
Sm/L,相当于7个大气压或708. 9kPa (5 330mmHg)。
小分子的晶体物质(主要是NaCU其次为NaHCa和葡萄糖等)形成的渗透压称晶体渗 透压,约为705.6kP
a (5 305mmHg)。毛细血管壁允许晶体物质自由通透,因此血浆晶体渗 透压改变时,对血管内外水的分布没有影响。细胞膜不允许小分子的晶体物质自由通透, 对离子通透具有选择性;因此,当晶体渗透压变化时,就会影响细胞内外水的平衡。血浆晶 体渗透压对维持血细胞的正常形态和功能十分重要。如果血浆的晶体渗透压发生明显的 变化,就会影响血细胞尤其是红细胞的形态和功能。
血浆中大分子物资(主要是清蛋白,其次是球蛋白)形成的渗透压称为胶体渗透压,仅 约为3. 3kPa(25mmHg)。但是胶体物质一般不能透过毛细血管壁,所以直接影响血液与组 织液间的水分交换„对保持血浆和组织液间液量的恒定起着重要作用。当A浆胶体渗透 压显著下降时,液体从毛细血管内移向毛细血管外,导致组织间液量增加,称为水肿。外源 性补充清蛋白可以治疗水肿。
以人体血浆的正常渗透压为标准,与血浆渗透压相等的溶液称为等渗溶液,如0.9% NaCl或5%葡萄糖溶液等为人体或哺乳动物的等渗溶液。故通常将0• 9%NaCl称为生理 盐水。生理学中所指的低渗或髙渗溶液,都是与血浆渗透压或〇. 9%NaCl溶液对比而言 的。渗透压高于血浆渗透压的溶液称为髙渗溶液;相反为低渗溶液。
2. 酸碱度(pH)正常人血浆的pH值为丄在新陈代谢过程中,不断有多 种酸碱物质进人血液,但血液的pH却保持相对稳定,这是机体多方调节作用的结果。血浆 中各种缓冲物质构成的所谓缓冲对,起着重要的调节缓冲pH的作用。其中最主要的是
札似丄比值为20/JJ,还有Na
2 HP0
4/NaH
2 P0
4和蛋白质钠盐/蛋白质等缓
冲对。
血液pH的相对稳定,对机体生命活动十分重要。血浆pH超过一定范围,就会影响 各种酶的活性,从而引起组织细胞代谢紊乱、功能异常。机体的酸碱平衡失调,会危及 生命。
血液有一定的黏滞性。液体的黏滞性来源于分子内部和颗粒分子之间的摩擦力。通 常是以血浆或血液与纯水比较的相对黏滞性而言的。全血的黏滞性是水的4〜5倍,在
6〜2. 4之间,这主要取决于血细胞数量、血浆蛋白和脂类的浓度。血液黏滞性过高可使 外周循环阻力增加,血压升髙,还可影响血液流动的速度,从而影响器官的血液供应,也易 发生血栓形成。女性血黏度低.于男性,某些心血管疾病危险相对低于男性。