畜禽生理学血液

第三章 血液生理,本章要求：了解血液的组成、理化特性掌握血细胞和血浆的生理机能理解血液凝固、纤溶和血型的含义。,概述,一、体液与内环境体液 （body fluid）,细胞内液（占体重40%）细胞质 细胞外液（占体重20%） 其中1/4-血浆 3/4-组织液、淋巴液、脑脊液、尿液等,当一个人的体重是70公斤时,二、血液的主要生理功能,1. 运输功能 2. 缓冲功能 3. 参与生理性止血 4. 机体的防御功能 5. 维持体温的相对恒定,第一节、血液的组成及性质,一、血液的组成,（一）生物学组成 血细胞(blood cell)： 红细胞（red blood cell, erythrocyte） 白细胞（white blood cell, leucocyte） 血小板（platelet）,血浆(plasma)：血液流出后，加入抗凝剂，其中的液体部分。,血清（serum）：血液流出后，发生血液凝固后的液体部分。,血清与血浆的区别？如何制备动物的血清和血浆？,血清与血浆的区别：血清中不含纤维蛋白原；凝血因子的种类和量减少；血清含有凝血过程中由血管内皮细胞和血小板释放的物质。制备方法：采取新鲜血液，加入不含抗凝剂的试管中，待其凝固形成血块，血块收缩析出的淡黄色液体为血清。采取新鲜血液，加入含抗凝剂的血管中，经离心，上层的黄色液体为血浆。,红细胞比容（hematocrit value, HCV）=血球压积（packed cell volume，PCV）:血细胞在全血中所占的容积百分比。,（二）化学组成,全血：水（80%），固体物（无机物、有机物）,固体物,不含氮有机物：葡萄糖、乳酸、酮体等,非蛋白含氮物：氨基酸、尿酸、尿素等,白蛋白 (albumin)球蛋白 (globulin)纤维蛋白原 （ fibrinogen）,可再分为,其中的都是免疫性抗体（antibody）,可分为IgM, IgG, IgA, IgD, IgE五种。,血浆蛋白经电泳后可分为三种,抗体（antibody, Ab） ：均为糖蛋白，与抗原非共价结合。: 定义：机体免疫细胞被抗原激活后，由分化成熟的终末B细胞-浆细胞，合成、分泌的一类能与相应抗原特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。,作用：1、直接中和病毒、细菌、毒素,2、介导细胞免疫应答，促进巨噬细胞吞噬作用，T细胞和NK细胞的杀伤作用,3、激活补体系统，以发挥溶菌作用。,抗体的基本结构 (一)重链（heavy chain，H） 2条 轻链（light chain，L） 2条 (二)可变区（variable region, V区） 恒定区（constant region, C区） (三)超变区（ hyper-variable region, HVR),又称 互补决定区(complementary determining region, CDR） 骨架区（framework region, FR） (四)铰链区（hinge region）,=二硫键，Fab(fragment antigen-binding), Fc(fragment crystallized),V+C,V+C,V,C,V,CL,CH1,CH2,CH3,IgG,IgD,IgA重链CH1-CH2间Fab的V与C之间存在另一个,轻链的C链有两种，重链的C链有五种，构成五种IgG, IgA, IgD, IgE, IgM.,抗体的功能区（domain） 轻链:VL，CL 重链:VH，CH1，CH2，CH3(IgG、IgA 和IgD) 多一个CH4（IgM和IgE）,抗体的水解片段 木瓜蛋白酶（Papain） IgG Fab段(fragment of antigen- binding,抗原结合片段) Fc段（fragment crystalizable,可结晶片段） 胃蛋白酶（Pepsin） IgG F( ab)2 pFc ,1.连接链（joining chain，J链) 2.分泌片（secretory piece, SP）,各类免疫球蛋白的特性和功能,二、血液理化特性,1.血液的比重 （1.050-1.060）,2.血液的黏滞性 主要决定于血细胞数 血液：45 血浆：1.62.4,3.血浆渗透压 0.85%NaCl渗透压取决于溶液中溶质颗粒的多少，而与溶质的种类和颗粒大小无关。血浆渗透压（37时7.6atm;771.0kpa;5770mmHg=人体血浆（290 mOsmol kg-1）分为晶体渗透压（占99.5%，767.5kpa,葡萄糖、尿素、电解质等）和胶体渗透压（占0.5%,2.74.0kpa,2030mmHg，蛋白，禽类低，鸽11mmHg，鸡8mmHg。高于组织液若干倍）。,血管中水份的去留主要取决于血浆胶体渗透压，而不是血浆晶体渗透压。,4.酸碱度 7.2 7.5,碳酸氢盐缓冲对：NaHCO3/H2CO3（碱贮，alkali reserve） 磷酸氢盐缓冲对: Na2HPO4/NaH2PO4 蛋白质缓冲对: Na.Pro/H.Pro; O2.Hb/H.Hb,肺排出CO2、肾不断排出中和过多酸或碱生成的盐。,第二节 血细胞及其功能,一、红细胞生理（一）红细胞的形态和数量 1、形态：双凹圆盘形，无核，但驼科和鹿科动物的成熟红细胞为卵圆形。平均直径：兔7.1，马5.4，牛5.6，猪6.2，人8m，鸡7.512(10.77.1)，鸭12.86.6。,是进化特征：自身代谢弱、耗能低，表面积/体积之比较球形大，气体扩散面积大；扩散距离短；利于红细胞的变形，挤过口径比它小的毛细血管、血窦空隙。,脾窦（splenic sinusoid）：宽约1214m形状不规则，相互吻合成网，位于脾索之间。窦壁由长杆状内皮细胞纵向排列而成，细胞间隙25m， （人红细胞直径8m），内皮外基膜不完整，网状纤维环绕血窦。形成栅栏状多缝隙结构，有利于血细胞的穿透。窦壁附近有较多的巨噬细胞。,2、数量：人400-500万/mm3机体的红细胞数目、Hb含量之一或二者均低于正常值时，可判定为贫血。主要原因：营养不良（缺Fe、Cu、V）、受伤失血或寄生虫侵袭（肠道蠕虫或虱）及理化因素。辐射、X-线、苯对骨骼造血有毒害作用。妊娠或泌乳时也可能低于正常。,（二）、红细胞的生理特性 1. 选择通透性：对于离子具有选择通透性,2、渗透脆性 ：红细胞在低渗溶液中会发生溶血现象，说明红细胞具有渗透脆性等渗溶液（临床、生理实验，5%葡萄糖）（0.42%,0.35%人）等张溶液不能自由通过细胞膜/尿素（1.9%是等渗溶液却不是等张溶液，可使红细胞发生溶血）。,3、悬浮稳定性：红细胞在血液中悬浮、不易下沉的特性。 生病时血沉（红细胞在第一小时时下沉的距离, erythrocyte sedimentation rate, ESR）加快,二、白细胞生理1、分类：分成五种 中性粒细胞 嗜酸性粒细胞 嗜碱性粒细胞,单核细胞 淋巴细胞,2、白细胞的生理功能,名 称 百分比 主要功能,中性粒细胞 5070% 吞噬与消化 嗜酸性粒细胞 24% 参与过敏反应 嗜碱性粒细胞 0.51% 参与变态反应 淋巴细胞 2040% T细胞 - 细胞免疫 B细胞 - 体液免疫 单核细胞 48% 吞噬、免疫,三、血小板生理,（一）血小板的形态、数量循环血液中的血小板是无色、无核的透明小体，比红细胞小。血小板的数量（人150350109/L）可随机体情况而发生变化，如剧烈运动和妊娠期显著增加（妊娠诊断），大量失血和组织损伤时则显著减少。,血涂片扫描电镜图，黄色为血小板，绿色淋巴细胞，玫瑰色为单核细胞.,（二）血小板的生理功能,加速血液凝固（blood coagulation, 血液从液体变成固体的过程）过程 促进止血 保持血管壁的完整性：沉着、填补、融合。血小板太少时（1503501019/L，50以下时），上述功能难以完成，易出血。微小创伤或仅血压增高也使皮肤和粘膜下出现出血瘀点，甚至大块紫癜。,（三）生理止血 1. 小血管收缩 2. 形成松软的止血栓 3. 形成坚硬的止血栓,四、血细胞的生成与破坏,(一) 造血过程的调节,三类血细胞均起源于造血干细胞。在个体发育过程中，造血器官的变化：胚胎发育早期（卵黄囊） 胚第二个月始（肝、脾） 胚第五个月后（骨 髓） 出生（骨髓外造血，代偿作用）,儿童4岁后，骨髓腔的增长速度超过造血组织增加的速度，脂肪逐步填充多余的骨髓腔。到18岁左右，虽然只有脊椎骨、肋骨、胸骨、颅骨和长骨近端骨骼处才有造血骨髓，但造血组织的总量已很充裕。成年如出现骨髓外造血，则是造血功能紊乱的表现。,(二) 红细胞生成的调节,1.红细胞生成所需的主要原料：蛋白质和铁 与红细胞成熟和发育相关的重要因子：叶酸和VB12）作为DNA合成时的辅酶。,VB12含钴。VB12的吸收须有内因子和R结合蛋白的参与。R(rapid)蛋白是一种电泳速度很快的血浆蛋白，内因子由胃的壁细胞分泌，糖蛋白，分子量5060 Kd。在酸性胃液中VB12与R蛋白结合，到了小肠上段，VB12与内因子结合，至回肠段被吸收入门脉系统。患萎缩性胃炎时同时伴随恶性贫血叶酸缺乏与VB12缺乏时都引起相似的巨幼红细胞性贫血，即大细胞性贫血（骨髓原血细胞分裂增殖障碍，发育停滞），VB12缺乏时，还伴有神经系统和消化系统症状。,2.红细胞生成的调节,促红细胞生成素（erythropoietin, EPO）奥运会禁用的兴奋剂。 其它激素（雄激素、甲状腺激素和生长激素）,（一）定义：,第三节、血液凝固(blood coagulation),血液凝固: 血液由溶胶状态转变为凝胶状态的过程，它包含着由一系列凝血因子参与的、复杂的蛋白质的酶解反应，其最后阶段表现为血浆中的可溶性的纤维蛋白原转变为不溶性的丝状纤维蛋白。,（二）凝血因子血浆与组织中直接参与血液凝固的物质，称为凝血因子。,根据其发现的先后顺序，由国际凝血因子命名委员会以罗马数字编号命名，共有12种，即凝血因子-III。,除钙离子与磷脂以外，其余已知的凝血因子都是蛋白质，绝大多数是蛋白酶，它们在血液中都是以无活性的酶原形式存在，必须通过其它酶的水解作用才具有酶的活性。,XIIa,第一步 凝血酶原激活物的形成 凝血酶原激活物：Xa、V、Ca2+,（三）、血液凝固的步骤,Blood Vessel Injury,IX,IXa,XI,XIa,X,Xa,XII,XIIa,a,Fibrinogen,Fibrin monomer,XIII,Fibrin polymer,PK,K,VIII PF3 Ca2+,V PF3 Ca2+,1. 内源性凝血途径 参与凝血的凝血因子全部来自血液的凝血途径。,2. 外源性凝血途径 指凝血的组织因子（组织凝血激酶，因子）是来自组织，而不是来自血液的凝血途径，故又称为凝血组织因子途径。,（四）、抗凝和促凝措施,1. 机械因素,2. 温度因素,3. 化学因素（柠檬酸钠、草酸盐）,4. 生物学因素（肾上腺素、维生素K、 肝素 、双香豆素等）,第四节、纤维蛋白的溶解,（一）纤溶（fibrinolysin system） 指在纤溶系统的作用下凝胶状态的纤维蛋白降解为可溶性的纤维蛋白分解产物的过程。,（二）纤溶的基本过程,纤溶酶原,纤溶酶,纤维蛋白 纤维蛋白原,纤维蛋白 降解产物,抑制物,(一),(+),（三）纤溶的生理意义,1. 使生理止血过程中所产生的血凝块能随时溶解，从而防止血栓形成，保证血流畅通；,2. 参与组织修复、血管再生等多种功能。,失血小于等于10%：数分钟动脉血压回升，1小时水、无机盐、恢复，2天血浆蛋白恢复，1个月HbRBC等。,失血达到20%有显著影响。失血25%30%，则血压下降，脑、心供血不足，死亡。,对于大失血病人需要输血。,不同血型的混合时，其中的红细胞会聚集成簇，称为红细胞凝集。有时还伴有溶血。,第五节 血型（blood groups）,后果：在输血时如果发生在血管中，此凝集的红细胞可以堵塞毛细血管，溶血将损害肾小管，同时常伴有过敏反应，其结果可危及生命。,Land Steuner获得1930年的诺贝尔奖。1868年生于维也纳。他发现了MN，P，Rh等许多血型，被称为“血型之父”。,多数是母亲O型、胎儿A型或B型;少数为母亲A型、胎儿B型或AB型，或母亲B型、胎儿A型或AB型时发病。因为A或B型母亲的天然抗A或抗B抗体主要为不能通过胎盘的IgM抗体，而存在于O型母亲中的同种抗体以IgG为主，因此ABO溶血病主要见于O型母亲、A或B型胎儿。ABO溶血病可发生在第一胎，这是因为食物、革兰阴性细菌、肠道寄生虫、疫苗等也具有A或B血型物质，持续的免疫刺激可使机体产生IgG抗A或抗B抗体，怀孕后这类抗体通过胎盘进入胎儿体内可引起溶血。由于A和B抗原也存在于红细胞外的许多组织中，通过胎盘的抗A或抗B抗体仅少量与红细胞结合，其余都被其它组织和血浆中的可溶性A和B血型物质的中和和吸收，因此虽然母婴ABO血型不合很常见，但发病者仅占少数。,（一）红细胞的凝集反应 免疫学反应： 红细胞凝集的机制是抗原-抗体反应（表现为沉淀）。（凝集原糖蛋白；凝集素球蛋白。,（二）血型和血型系统 1.血型： 狭义的血型指红细胞表面的特异抗原类型，即红细胞血型。,广义的血型：还包括但白细胞、血小板和一般组织细胞上的抗原类型，以及蛋白质多态性和同工酶型等。,血型的发现史,1665年，英国科学家查理罗尔首次为小狗输血并获得成功。开始了输血的历史。1668年，一位妇女恳求法国医生丹尼斯把羔羊的血输入她性格暴戾的丈夫的体内（古代的人们曾将血液视作是“灵魂的主宰”、“性格的象征”）。丹尼斯医生出于无奈，被迫答应了他们的请求，开始进行人类历史上第一次为人体输血的工作。但是很不幸，这名男子突然心跳加快，痛苦万分，最后在一阵歇斯底里的狂躁后死去了。丹尼斯因此被人指控为“过失杀人”而入狱。 1818年，英国的生理学家兼妇产科学家詹姆士博龙戴尔医生在挽救一位难产的孕妇时，为她输血获得成功。随后的实验证明并非每个受血者都能获救。,1900年，奥地利医生Land Steuner用22位同事的正常血液交叉混合，有的红细胞和血浆之间发生了反应，有的不发生凝集现象。于是他将22人的血液实验结果编写在一个表格中，发现表格中的血型可以分成3种：A、B、O。 1902年， Steuner的两名学生把实验范围扩大到155人，发现除了A、B、O三种血型外还存在着一种较为稀少的第四种类型，称为AN型。1927年经国际会议公认，采用Steuner原定的字母命名，即确定血型有A、B、O、AB四种类型，至此ABO血型系统正式确立。 Steuner也因贡献的意义重大，在1930年获得诺贝尔医学及生理学奖。,血型物质：为镶嵌在生物膜上的糖蛋白、糖脂。血型系统：血型遗传基因控制，根据控制血型抗原特异性的基因组合方式或根据它们在遗传上的相互关系，可以把血型分成若干系统，称为血型系统。,血型是先天遗传的，由来自父母的一对等位基因控制。如人ABO系统是由A、B、O三种基因中的任意两个组成的基因型表现出的表型。,2. ABO、Rh血型系统, ABO血型系统（遗传特征、鉴定） Rh血型系统,血型 红细胞表面抗原 血清中抗体A型 A抗原 抗B抗体B型 B抗原 抗A抗体O型 无A、B抗原 抗A、B抗体AB型 A、B抗原 无抗A、抗B抗体,人的ABO血型系统, Rh血型系统,Rh因子：恒河猴的红细胞反复注入豚鼠体内产生的抗体，可使恒河猴和大部分人的红细胞发生凝集，恒河猴和大部分人类的红细胞表面的这类抗原叫Rh因子。,1940年， Steuner与维纳发现有85的白种人血液发生凝集为RH阳性，另外15的人为阴性。这样发现了RH血型系统。大部分人为Rh阳性，汉人占99%，白种人占85%，极少数人为Rh阴性，维族