第三节 血 液
血液是一种在心血管系统内循环流动的流体组织，其基本功能是运输物质。血液内含有多种缓冲物质，使其在维持机体内环境稳态中起重要作用。血液中含有的血细胞成分；使其还具有防御和保护功能；参与机体的生理性止血，抵御细菌、病毒等微生物引起的感染和各种免疫反应。血液总量或组织、器官的血流量不足时，可造成组织损伤，严重者可危及生命。
一、血液的组成和理化特性
(一)血液的组成
血液是由血浆和血细胞组成的，血浆占全血容积的55%~60%血浆中含有多种电解质、小分子有机化合物和一些气体。血浆中含有多种蛋白，统称为血浆蛋白。血浆蛋白的主要功能包括以下六个方面：形成血浆胶体渗透压；与甲状腺激素、肾上腺皮质激素等可逆性结合，维持这些激素在血浆中的半衰期；作为载体，运输脂质、离子、维生素、代谢产物及药物等低分子物质；参与血液凝固、抗凝和纤溶等生理过程；抵御病原微生物的入侵；营养功能。
血细胞包括红细胞、白细胞和血小板三类。其中红细胞数量最多，占血细胞总数的99%男性红细胞数量平均为5.0×1012/L,女性为4.2×1012/L。白细胞数量为(4.0~10.0)×109/L。血小板为(100~300)×109/L。血细胞在血液中所占的容积百分比称为血细胞比容。血细胞比容的大小可反映血液中血细胞数量的相对值，当贫血患者红细胞减少时，血细胞比容减小；而严重脱水的患者，血细胞比容可增大。
(二)血液的理化特性
1.比重和黏度 血液的比重为1.050～1.060,主要取决于红细胞的数量；血浆的比重为1.025～1.030,主要取决于血浆蛋白的含量。液体的黏滞性也称黏度，取决于液体中分子或颗粒间的摩擦力。以水的黏度为1,血液的相对黏度则为4~5,主要取决于红细胞的数量和它在血浆中的分布状态。血流速度减慢，因红细胞发生叠连和聚集，使血液黏度增大。血浆的黏度为1.6~2.4, 主要取决于血浆蛋白的含量。血液的黏度是形成血流阻力的重要因素之一。
2.血浆渗透压 血浆中溶质吸引水分子的力量称为血浆渗透压，包括晶体渗透压和胶体渗透压。血浆中小分子物质，如无机盐、葡萄糖、尿素等，形成晶体渗透压。其中NaCl是形成血浆晶体渗透压的主要物质。血浆中大分子物质，如血浆蛋白，形成胶体渗透压，其中血浆白蛋白是形成血浆胶体渗透压的主要物质，血浆胶体渗透压的75%~80%自白蛋白。正常人血浆渗透压约为300mmol/L,其中血浆胶体渗透压较小，血浆的渗透压主要来自溶解于其中的晶体物质，所以可以把晶体渗透压视为血浆渗透压。临床上把渗透压与血浆渗透压相等的溶液称为等渗溶液。由于晶体物质易通过血管壁，难以通过细胞膜，故血浆晶体渗透压对维持细胞内外的水平衡和血细胞的正常形态很重要。若血浆晶体渗透压升高，红细胞内的水分外移，可使红细胞发生皱缩；相反，血浆晶体渗透压降低，进入红细胞内的水分增多，可使其膨胀，甚至发生破裂溶血。由于胶体物质不易通过毛细血管壁，组织液中的蛋白含量低于血浆，血浆胶体渗透压高于组织液，有利于吸引组织液中的水分进入血管。所以，血浆胶体渗透压具有调节血管内外水平衡、维持血容量的作用。当血浆蛋白减少时，血浆胶体渗透压降低，使组织液回流减少而水分在组织间隙滞留，导致水肿。
3.血浆 pH 正常人血浆pH为7.35~7.45,当血浆pH>7.45时为碱中毒，pH<7.35时为酸中毒。血浆pH之所以能够维持相对恒定，有赖于血浆内的缓冲物质以及肺和肾的正常功能。当一般酸性或碱性物质进入血液时，由于这些缓冲物质的作用，可将其对血浆pH的影响减至最小，再加上肺和肾功能的调节，使血浆酸碱度能够保持相对恒定。血浆中最重要的缓冲对是NaHCO3/H2CO3,其比值为20,其次还有蛋白质钠盐/蛋白质和Na2HPO4/NaH2PO4两对缓冲对。
二、血细胞
(一)红细胞
1.红细胞的形态、数量与功能 正常成熟红细胞(Red Blood Cell,RBC)无细胞核，呈双凹圆盘状，直径为7～8μm,红细胞内含有大量血红蛋白。红细胞是血液中数量最多的细胞，成年男性正常值为(4.5~5.5)×1012/L;成年女性为(3.8～4.6)×1012/L。成年男性血红蛋白的正常值为120～160g/L;女性：110～150g/L。
红细胞的主要功能是：①运输O2和CO2;②缓冲血浆的pH。这两项功能都是红细胞内的血红蛋白完成的。
2.红细胞的主要生理特性 ①可塑变形性：正常红细胞在外力作用下具有变形的能力，这种特性称为可塑变形性。红细胞在全身血管中循环运行时，须经过变形才能通过口径比它小的毛细血管和血窦孔隙，因而红细胞的可塑变形性是红细胞生存所需的最重要特性。红细胞这一特性与红细胞的双凹圆盘状的几何形状、红细胞内的黏度和红细胞膜的弹性有关，其中以红细胞的双凹圆盘状的几何形状最为重要。②悬浮稳定性：指正常情况下，红细胞悬浮于血浆中下沉缓慢，即红细胞能相对稳定地悬浮于血浆中的特性。血沉是红细胞沉降率的简称，以第一小时末红细胞下沉的距离来表示。成年男性血沉的正常值为0~15mm/h,女性为0~20mm/h。血沉是否加快主要取决于血浆成分的变化。血浆中球蛋白、纤维蛋白原及胆固醇增多时红细胞叠连，红细胞与血浆的摩擦力也减少，血沉加快。血浆中白蛋白、卵磷脂增多时，使红细胞叠连减少，血沉减慢。③渗透脆性：是指红细胞在低渗溶液中发生膨胀破裂的特性，称为红细胞渗透脆性。正常情况下，红细胞内的渗透压与血浆渗透压大致相等，均相当于0.9%NaCl溶液的渗透压。当把红细胞悬浮于一系列浓度递减的低渗NaCl溶液中，水在渗透压的作用下渗入细胞，红细胞由双凹圆盘状逐渐胀大为球形，当NaCl溶度降至0.42%~0.46%，部分红细胞开始破裂溶血，当NaCI溶度降至0.28%~0.32%时，红细胞全部发生溶血。生理情况下，衰老红细胞对低渗盐溶液的抵抗力低，即脆性高，刚成熟的红细胞则脆性低。遗传性球形红细胞增多症患者红细胞脆性大，临床上红细胞渗透脆性试验也成为该病的重要诊断依据。
(二)白细胞
1.白细胞的分类和数量 正常人的白细胞(White Wlood Cell,WBC)总数为(4.0～10.0)×109/L。白细胞的种类有5种：中性粒细胞占50%~70%嗜酸性粒细胞占0.5%~5%嗜碱性粒细胞占0~1%,单核细胞占3%~8%淋巴细胞占20%~40%。
正常人血液中白细胞数量与年龄和机体所处的功能状态有关，新生儿期白细胞数较高，一般在15×109/L左右；白细胞数量有昼夜波动，下午白细胞数量高于早晨；进食、疼痛、情绪激动和剧烈运动等可使白细胞数显著增高；女性妊娠末期白细胞数波动于(12～17)×109/L,分娩时可达34×109/L。
2.白细胞的生理特性及功能 各类白细胞均参与机体的防御功能。白细胞具有变形、游走、趋化、吞噬和分泌特性，是白细胞执行防御功能的基础。白细胞可以通过吞噬作用清除入侵的细菌和病毒，也可以通过形成抗体和致敏淋巴细胞来破坏或灭活入侵的病原体。
(1)中性粒细胞：细胞核成分叶状，多数分2~5个叶，各叶之间由细丝相连。胞质中充满细小、均匀的淡紫色颗粒，颗粒中含有多种水解酶。中性粒细胞是血液中主要的吞噬细胞，感染发生时，中性粒细胞首先到达炎症部位，开始吞噬时，本身又能释放出能吸引中性粒细胞的物质，使更多的中性粒细胞趋向炎症区域。当中性粒细胞吞噬3~20个细菌后，其本身即解体，释放的各种溶酶体酶又可溶解周围组织形成脓液。骨髓中储备有约2.5×1012/L个成熟的中性粒细胞，是外周血液中性粒细胞总数的15~20倍。炎症发生时，炎症产物可使骨髓中储存的中性粒细胞大量释放而使外周血液的中性粒细胞数目显著增多，利于感染的控制。中性粒细胞还可吞噬和清除衰老的红细胞和抗原-抗体复合物等。
(2)单核细胞：是血细胞中最大的细胞，细胞核呈肾形或蹄铁形，染色较浅。细胞质较多，染成淡灰蓝色。血液中的单核细胞是未成熟的细胞，在血液中停留10～20h后迁移至组织中，发育成巨噬细胞。单核细胞与器官组织内的巨噬细胞共同构成单核吞噬细胞系统。激活的单核吞噬细胞系统对肿瘤和病毒感染细胞具有强大的杀伤能力，还可加工处理和递呈抗原，参与免疫反应。单核细胞还可在组织中发育成树突状细胞。树突状细胞具有较强的抗原递呈能力，参与特异免疫应答。
(3)嗜酸性粒细胞：细胞核也呈分叶状，多数分两叶。细胞质内含有粗大的橘红色颗粒。嗜酸性粒细胞的作用：①抑制嗜碱性粒细胞和肥大细胞合成与释放其活性物质，吞噬其释出的颗粒，分泌组胺酶破坏组胺，进而限制过敏反应；②参与对蠕虫的免疫反应。
(4)嗜碱性粒细胞：细胞核呈”S”形或不规则形。细胞质内含有大小不均的紫蓝色颗粒，颗粒中含有肝素、组胺和慢反应物质。嗜碱性粒细胞的生理功能是参与超敏反应。
(5)淋巴细胞：细胞大小不一，细胞核较大，呈圆形或椭圆形，染成深蓝色。细胞质少，呈天蓝色。血液中的淋巴细胞，按其发生和功能的不同，分为T淋巴细胞、B淋巴细胞和自然杀伤细胞(Natural Killer,NK)三大类。T淋巴细胞主要与细胞免疫有关，B淋巴细胞主要与体液免疫有关，NK是机体固有免疫的重要执行者，能够直接杀伤被病毒感染的自身细胞或肿瘤细胞。
(三)血小板
血小板(Platelet,PLT)由骨髓巨核细胞胞质脱落的碎片形成，无核。血小板在血中存活10天左右。血小板的正常值为(100～300)×109/L。正常人血小板计数可有6%~10%波动范围，通常午后比清晨高，冬季较春季高，剧烈运动后和妊娠中、晚期升高。
血小板具有黏附、聚集、释放、吸附、收缩等多种生理特性，通过这些生理特性实现其维持血管内皮完整性、止血、凝血等功能。
三、生理性止血
正常情况下，小血管受损后引起的出血在几分钟内就会自行停止，这种现象称为生理性止血，这是机体重要的保护机制之一。当血管受损时，一方面要求迅速形成止血栓以避免血液的流失，另一方面要使止血反应限制在损伤局部，保持全身血管内血液的流体状态。因而生理性止血是多种因子和机制相互作用、维持精确平衡的结果。生理性止血功能减退时，可有出血倾向；反之，过度激活时，可导致病理性血栓形成。
(一)生理性止血的基本过程
生理性止血过程主要包括血管收缩、血小板血栓形成和血液凝固三个过程。
1.血管收缩 受损血管局部和附近的小血管收缩是生理性止血的第一步。血管收缩与以下因素有关：损伤性刺激反射性使血管收缩、血管壁的损伤引起局部血管肌源性收缩、黏附于损伤处的血小板释放5-HT、TXA2等缩血管物质。
2.血小板血栓形成 血管损伤后，内皮下胶原暴露，1~2s内即有少量的血小板黏附于内皮胶原上。黏附的血小板可募集更多血小板，局部受损红细胞释放的ADP和局部凝血过程中生成的凝血酶也可使附近的血小板黏附、聚集，形成血小板止血栓堵塞伤口，实现初步止血，这一过程称为一期止血。一期止血主要依赖于血管收缩及血小板止血栓的形成。
3.血液凝固 血管受损可启动凝血系统，在局部迅速发生血液凝固，使血浆中可溶性的纤维蛋白原转变成不溶性的纤维蛋白，并交织成网，形成稳定的止血栓，称二期止血。
以上三个过程相继发生并相互促进，保证生理性止血能及时快速进行。
(二)血液凝固
血液由流动的液体状态变成不能流动的凝胶状态的过程叫血液凝固。它所需时间称为凝血时间，正常人为5～10min。这个转变要经历一系列的酶促反应，其实质是血浆中的可溶性纤维蛋白原转变成不溶性的纤维蛋白细丝，这些细丝交织成网，把血细胞网络在内形成血凝块。血液凝固的生理意义是防止血管损伤后造成大量出血(图7-3)。
1.凝血因子 是血浆与组织中直接参与凝血的各种物质的总称。共有14种，包括用罗马数字编号的FI~FXⅢ和高分子量激肽原、前激肽释放酶。这些凝血因子中，除FⅣ是Ca2+外，其余都属于蛋白质。
2.凝血过程 血液凝固是由凝血因子按一定顺序相继激活而生成的凝血酶最终使纤维蛋白原变为纤维蛋白的过程。包括三个基本步骤：
①凝血酶原酶复合物的形成；
②凝血酶的激活；
③纤维蛋白的生成。
根据凝血酶原酶复合物形成的途径不同(即因子Ⅹ激活方式的不同),将凝血过程分为两条途径。
- 内源性凝血：是由因子Ⅻ启动的，参与凝血过程的凝血因子全部来自血浆；
②外源性凝血：是由因子Ⅲ即组织因子启动，在组织损伤、血管破裂的情况下，由组织释放的因子Ⅲ参与对因子Ⅹ的激活。
目前认为，外源性凝血途径在体内生理性凝血反应的启动中起关键作用，组织因子是生理性凝血反应过程的启动物。
(三)血液凝固的负性调控
正常情况下，血管内流动的血液不易发生凝固，是因为血管内膜光滑、完整，不能激活因子Ⅻ和血小板，即使有血管损伤，凝血也只限于受伤的部位。这表明体内的生理性凝血过程在时间和空间上受严格控制。
1.血管内皮的抗凝作用 正常的血管内皮作为一个屏障，可防止凝血因子、血小板与内皮下成分接触，避免凝血系统的激活和血小板的活化。血管内皮细胞膜上存在硫酸乙酰肝素蛋白多糖、凝血酶调节蛋白，并合成分泌组织因子途径抑制物、抗凝血酶等生理性抗凝物质。血管内皮细胞还可以释放前列环素和一氧化氮抑制血小板聚集。因而血管内皮本身具有抗凝血和抗血小板功能。
2.生理性抗凝物质 体内的生理性抗凝物质可分为丝氨酸蛋白酶抑制物、蛋白质C系统和组织因子途径抑制物三类。丝氨酸蛋白酶抑制物主要有抗凝血酶、肝素辅因子Ⅱ等。其中抗凝血酶是最重要的抑制物，它由肝和血管内皮细胞产生，能与内源性途径产生的蛋白酶如凝血酶和凝血因子FIXa、FXa、FXIa、FⅫa等结合抑制其活性，负责灭活60%~70%凝血酶。在缺乏肝素的情况下，抗凝血酶的直接抗凝作用慢而弱，它与肝素结合后，抗凝作用可增强2000倍。肝素辅因子Ⅱ可灭活30%凝血酶。
蛋白质C系统主要包括蛋白质C、凝血酶调节蛋白、蛋白质S和蛋白质C的抑制物。蛋白质C系统可灭活FⅧa和FⅤa,后两者分别是FⅩ和凝血酶原激活的限速因子。
组织因子途径抑制物(Tissue Ffactor Pathway Inhibitor,TFPI)是一种糖蛋白，主要由血管内
皮细胞产生，是外源性凝血途径的特异性抑制物。目前认为，TFPI是体内主要的生理性抗凝物质。
3.肝素 是一种酸性黏多糖，主要由肥大细胞和嗜碱性细胞产生。生理情况下，血浆中几乎不含肝素。肝素主要通过增强抗凝血酶的活性而发挥间接抗凝作用。
(四)纤维蛋白溶解
正常情况下，组织损伤后所形成的止血栓在完成使命后将逐步溶解，进而保证血管的通畅，这一过程主要依赖纤维蛋白溶解，即纤维蛋白被分解液化的过程，简称纤溶。纤溶系统主要包括纤维蛋白溶解酶原(简称纤溶酶原)、纤溶酶、纤溶酶原激活物与纤溶抑制物。纤溶亢进，可因血栓的提前溶解而有重新出血的倾向，纤溶活动低下，则不利于血管的再通，加重血栓栓塞。纤维蛋白溶解系统激活与抑制见图7-4。
四、血型和输血原则
(一)血型
血型指红细胞膜上特异性抗原的类型，这种抗原是由种系基因控制的多态性抗原，称为血型抗原。若将血型不相容的两个人的血液滴加在玻片上并使之混合，红细胞会凝集成簇，这一现象称为红细胞凝集，其本质是抗原-抗体反应。在补体作用下，凝集的红细胞破裂，发生溶血。因而在临床上输入血型不相容的血液时，血管内红细胞发生凝集和溶血，可危及生命。
目前血型系统主要有ABO血型系统和Rh血型系统。ABO血型系统的抗原称凝集原，存在于红细胞膜表面，有A凝集原和B凝集原两种。ABO血型系统的抗体称凝集素，存在于血浆中，有抗凝集素A和抗凝集素B两种。在同一个体的血液中，相对抗的凝集原和凝集素不会同时存在(表7-1)。
(二)输血
血型鉴定是安全输血的前提。输血所遵循的根本原则是避免在输血过程中出现红细胞凝集反应。因此，输血时，血型相同的人之间输血是安全的。特殊情况下，0型血可以少量缓慢输给其他血型的患者，A型或B型血的人也可以输给AB型血的患者。
交叉配血是指将供血者的红细胞与受血者的血清相混合(主侧)。将受血者的红细胞与供血者的血清相混合(次侧)。
配血结果是主侧和次侧配血均无凝集反应时，输血最为理想。主侧凝集，不能输血。次侧凝集，可缓慢少量输血。
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