第一节 血液的组成与特性
一、血液的基本组成和血量
(一)血液的基本组成
新鲜的血液中占容积50%~60%的为淡黄色的血浆,其余主要为红色的红细胞,以及少量灰白色的白细胞和血小板(图3-1)。血细胞占全血容积的百分比称血细胞比容(hematocrit)。正常人血细胞比容男性为40%~50%,女性为37%~48%。血细胞比容反映了全血中血细胞数量的相对值。血细胞比容增大见于脱水,血细胞比容减小见于贫血。
图3-1 血液的成分
血液的组成可概括如图3-2。
图3-2 血液的组成
(二)血量(blood volume)
是指全身血液的总量。血液绝大部分在心血管系统中快速循环流动,称为循环血量;小部分滞留在肝、肺、腹腔静脉及皮下静脉丛内,流动很慢,称为储存血量。在运动或大出血等情况下,储存血量可被动员,补充循环血量。正常成人的血液总量相当于体重的7%~8%(成年女性较相同身高的男性稍低),即每千克体重有70~80ml血液。因此,体重为60kg的人,血量为4.2~4.8L。在正常情况下,由于神经、体液的调节,体内的血量保持相对恒定。血量的相对恒定是维持血压和各组织、器官正常血液供应的必要条件。
二、血浆的化学成分
血浆是含多种溶质的水溶液。其构成中,水占91%~92%,溶质占8%~9%。溶质中主要是血浆蛋白质,此外还有非蛋白有机物、多种电解质和一些气体。血浆和全血一样,从血管流出,如不加抗凝处理就会自行凝固。在全血或血浆发生凝固后,静置数小时,可见血凝块回缩,有清澈淡黄色不凝固的液体析出,这种液体称为血清。血清和血浆的主要区别是血清中没有纤维蛋白原,但增加了少量在凝血过程中由血小板释放出来的物质和激活了的凝血因子。
(一)血浆中的晶体物质
水是血浆的主要成分。其中溶解有多种电解质、小分子有机化合物和一些气体,成为血浆的基本组成成分。血浆中的无机成分约占血浆重量的1%。由于这些溶质和水都很容易透过毛细血管的管壁并与组织液中的物质进行交换,所以血浆中电解质的含量与组织液中基本相同。血浆中含量最丰富的晶体物质是Na+和Cl-。细胞外液中的离子在维持细胞膜兴奋性、细胞外液渗透压和缓冲细胞外液pH值的变化方面有重要作用。临床检测循环血浆中各种电解质的浓度,可大致反映组织液中这些物质的浓度。
(二)血浆蛋白
血浆蛋白是血浆中多种蛋白的总称。可将血浆蛋白分为白蛋白、球蛋白和纤维蛋白原三类;用电泳法可进一步将球蛋白区分为α1、α2、β和γ球蛋白等,正常成人血浆中蛋白的含量为65~85g/L,其中白蛋白为40~48g/L,球蛋白为15~30g/L,白蛋白与球蛋白浓度比值(A/G)为1.5~2.5。除γ球蛋白来自于浆细胞外,白蛋白和大多数球蛋白主要由肝脏产生。肝病时常引起血浆白蛋白与球蛋白的比值下降。血浆蛋白是血液的重要成分,具有形成血浆胶体渗透压、运输物质、缓冲血液pH值的变化、参与血液凝固、抗凝、纤溶、防御等多种生理功能。血浆蛋白被细胞吞饮后,在细胞内分解为氨基酸,可再用于组织蛋白的合成,具有营养作用。
三、血液的理化特性
(一)比重
正常人全血的比重为1.050~1.060。血液中红细胞数量越多,全血的比重就越大。血浆的比重为1.025~1.030,其高低主要取决于血浆中血浆蛋白的含量。红细胞的比重为1.090~1.092,与红细胞内血红蛋白的含量呈正相关。利用不同血细胞及血浆比重的差异,可采用离心的方法将血液中的不同成分进行分离制备,分别获取红细胞、白细胞、血小板及血浆等不同成分。也可利用红细胞和血浆比重的差异进行红细胞沉降率的测定。
(二)颜色
血液的颜色主要取决于血液中红细胞内血红蛋白的颜色。动脉血中红细胞含氧合血红蛋白较多,呈鲜红色;静脉血中红细胞内含还原血红蛋白较多,呈暗红色。空腹血清透明,进餐后,尤其摄入较多脂类食物后,血浆因悬浮着脂蛋白微滴而变得混浊。因此,临床做某些血液化学成分检测时,要求空腹采血,以避免对检测结果产生影响。
(三)血液的黏度
液体的黏度(viscosity)来源于液体内部分子或颗粒间的摩擦,即内摩擦。血液的黏度比水高,如果以水的黏度为1,则当温度为37℃时全血的相对黏度为4~5,血浆的相对黏度为1.6~2.4,均高于水。当温度不变时,全血的黏度主要取决于血细胞比容的高低,血浆的黏度主要取决于血浆蛋白的含量。血液的黏度是形成血流阻力和影响微循环正常灌注的重要因素之一。当某些疾病使微循环处的血流速度显著减慢时,红细胞可发生叠连和聚集,血液黏度升高,使血流阻力明显增大,微循环的灌流量将显著降低。
(四)血浆渗透压
溶液渗透压的高低取决于溶液中溶质颗粒(分子或离子)数目的多少,而与溶质的种类和颗粒的大小无关。血浆渗透压约为300mmol/L,相当于770kPa或5790mmHg。血浆渗透压可分为晶体渗透压和胶体渗透压两部分。血浆的渗透压主要来自于溶解在其中的晶体物质。由晶体物质所形成的渗透压称为晶体渗透压(crystal osmotic pressure)。血浆渗透压的80%来自于血浆中的Na+和Cl-。由蛋白质所形成的渗透压称为胶体渗透压(colloid osmotic pressure)。血浆中虽含有大量蛋白质,但因蛋白质的分子量大,单位重量蛋白所含分子数量少,所形成的渗透压小,一般为3.3kPa(25mmHg)。在血浆蛋白中,白蛋白的分子量较小,其分子数量远多于球蛋白,故血浆胶体渗透压的75%~80%来自于白蛋白。若血浆中白蛋白的数量减少,即使球蛋白增加而保持血浆蛋白总量不变,血浆胶体渗透压也将明显降低。
水及晶体物质可自由通过毛细血管壁,因此,血浆与组织液中晶体物质的浓度和所形成的晶体渗透压基本相等。细胞外液中的晶体物质大部分不易通过细胞膜,而且细胞外液的晶体渗透压保持相对稳定,这对于维持细胞内、外水的平衡和细胞的正常体积极为重要。当细胞外液晶体渗透压降低时,水将进入细胞,可引起细胞肿胀,甚至破裂;当细胞外液晶体渗透压增高时,可引起细胞内的水移出细胞而导致细胞皱缩。血浆蛋白不易通过毛细血管壁,所以虽然血浆胶体渗透压较低,但在调节血管内、外水的平衡和维持正常的血浆容量中起重要的作用。
(五)血浆pH值
正常人血浆的pH值为7.35~7.45。血浆pH值的相对恒定有赖于血液内的缓冲系统以及神经、体液对肺、肾功能的调节。血浆内的缓冲系统包括NaHCO3/H2CO3、蛋白质钠盐/蛋白质和Na2HPO4/NaH2PO4三个主要缓冲对,其中以NaHCO3/H2CO3缓冲对最为重要。此外,红细胞内还有血红蛋白钾盐/血红蛋白、氧合血红蛋白钾盐/氧合血红蛋白、K2HPO4/KH2PO4、KHCO3/H2CO3等。血液中的缓冲物质可有效地减轻进入血液的酸性或碱性物质对血浆pH值的影响,特别是在神经、体液调节下通过肺和肾的活动能排出体内过多的酸或碱,因此血浆pH值的正常波动范围极小。在一些情况下,如果血浆pH值低于7.35为酸中毒;如高于7.45为碱中毒。血浆pH值如低于6.9或高于7.8,都将危及生命。
缓冲系统缓冲能力的高低主要取决于缓冲物质的绝对量,也取决于缓冲物质的性质和弱酸及其盐的比例。NaHCO3/H2CO3是血浆中最主要的缓冲对,两者的比例为20∶1。