血液的故事

扎西哥哥

我的第一篇专栏文章，请大家捧场_(:зゝ∠)_
关于血液的秘密，有很多你可能并不知道——血液有什么成分？血液中含有多少中细胞？它们都各自有什么功能？如果你感兴趣的话，下面就让我为你讲述血液的故事。

血液的成分

成年人的身体内大约含有4到5升的血液。血液含水量大约为80%，主要成分包括血浆和血细胞。在临床上，我们使用真空采血管（图1）来采集血液，然后离心，将血浆和血细胞分离开（图2）。血细胞体积大概占血液体积的40%到50%，剩下的淡黄色粘稠透明液体就是血浆了。想知道为什么采血管长得如此五彩斑斓？简单来说就是里面有不同的抗凝或促凝剂，应对不同的临床需求。



图1. 真空采血管和采血针



图2. 分离后的血浆和血细胞
血浆的成分中90%为水分，10%为各种溶解于血浆中的蛋白质和其他化学物质。比如，血浆的淡黄色就来自于胆红素等有色物质，当一个人胆红素含量过高的时候，血浆颜色也会变成金黄色，此时就是由于肝病造成的病理性黄疸了，需要立刻需求医生帮助哦。
血浆中比较重要的物质包括，各种抗体、补体、凝血因子、各种离子和包括氨基酸、葡萄糖、维生素和白蛋白在内的营养物质，还有临床关注的肿瘤标志物等等。因为比较复杂，这里不展开了。除了血浆之外，血细胞更是不可或缺的血液成分。基本上分为三大类——红细胞、白细胞和血小板（图3）。



图3，血浆和血细胞组成部分
血细胞

红细胞

红细胞，在血细胞中占99%以上的就是它了。顾名思义就是红色的细胞啦。我们的鲜血，就是因为红细胞的存在颜色才如此鲜艳。那么为什么它是红色的呢？因为红细胞里面含有大量的血红蛋白，血红蛋白具有四条肽链α1、α2、ß1和ß2，它们组成具备一定的三维空间结构的构型，里面含有四个含铁卟啉分子（图4），铁分子就是血红蛋白呈红色原因，如果我们的血液里含有的不是铁而是铜，那么血液就会是蓝色的。
血红蛋白可以携带氧气，人们把它结合和分离氧分子的特性总结成了血红蛋白的氧合解离曲线，在环境氧气含量高的时候，血红蛋白和氧气的结合比较紧密，像个守财奴一样携带更多的氧气，当环境氧气含量下降的时候，它们突然变得大方起来，放出大量的氧分子给人体的组织，这样，就可以保证在氧气含量不足的情况下，组织依然可以得到氧气的供给（图5）。一氧化碳中毒的原因就是一氧化碳分子影响了血红蛋白的氧合解离曲线，使得红细胞霸占着氧气，不分给组织，最后因为组织缺氧产生一系列严重后果。



图4，血红蛋白的分子结构



图5，血红蛋白（Hb）的氧合解离曲线
红细胞是一种独特的细胞，不光在于它的血红蛋白，而且在于它是一种高度特化的细胞，没有细胞核，在显微镜下红细胞成双凹圆盘状，看起来和一个柿饼差不多。这种结构保证了它可以折叠自己以便通过一些极为细小的血管，为组织提供氧气（图6）。



图6. 红细胞
在某些遗传病的影响下，细胞膜和血红蛋白出现变异，导致红细胞呈现不同的形状，比如球形红细胞、水滴状红细胞和镰状红细胞（图7）等，



图7. 镰刀状红细胞和正常红细胞
白细胞

白细胞功能
白细胞在血细胞中只占1‰，然而却是我们生命活动中不可或缺的一分子。之所以叫白细胞，是为了和红细胞作为对应，这种细胞不含有血红蛋白，所以并不呈现红色。
白细胞的最主要功能，还是作为我们身体的卫士，吞吃并且杀死入侵身体的各种细菌和病毒。因此白细胞的表面大都具有很多小爪子，学名叫伪足，方便它们抓住病原体，一般情况下这种结构需要靠电子显微镜才能看的清楚（图9）。而且和红细胞一样，白细胞也具备变形的能力，在组织被细菌感染后，可以从血管中游离出来，进入组织细胞的间隙，捕捉并杀死造成感染的细菌。
白细胞内还含有很多功能各异的颗粒，它们也是白细胞分类命名的主要依据之一。吞噬病原体后，这些颗粒可以释放出多种水解酶和过氧化物，能消化并杀死其所摄取的病原体或其他异物。一般一个白细胞处理5～25个细菌后，本身也就死亡。死亡的白细胞集团和细菌分解产物构成脓液。



图8. 白细胞电子显微镜伪彩色图片
白细胞分类
基于形态和功能的不同，大致上人们将血液中的白细胞大致分成五类——中性粒细胞、嗜酸粒细胞、嗜碱粒细胞、淋巴细胞和单核吞噬细胞，广义上来讲还包括骨髓内产生血小板的巨核细胞。每一种细胞在发育的不同阶段还有不同的名字，其中淋巴细胞还可以进一步细化分为T淋巴细胞、B淋巴细胞和NK细胞等等。这些复杂的划分方式，有的是基于细胞的形态，有的是基于细胞的发育阶段，还有的则是基于细胞的功能。这里就不一一展开，只介绍最基本的染色分类法。
白细胞种类很多，为了更好的认识它们，人们发明了一种瑞氏吉姆萨染色方法来找出这些平时看起来没有什么区别的细胞各自隐藏的特点。由于细胞胞浆成分和细胞核成分的着色性质不同，染出的细胞也是色彩斑斓，各有特色。
正常人血液白细胞中，数量最多的是中性粒细胞（图9），中性粒细胞顾名思义就是胞浆内含有很多pH值为7左右的中性颗粒，在瑞氏吉姆萨染色中呈淡粉红色。成熟中性粒细胞细胞核成分叶状，就是说每个细胞有3到5个由细丝相连的细胞核。它们担当着杀死来犯细菌的重任，如果人们被细菌感染了，那么白细胞中的中性粒细胞比例就会上升，这就提示大夫应该使用抗生素了。



图9. 显微镜下的瑞氏吉姆萨染色细胞涂片
在健康人血液中第二多的白细胞就是淋巴细胞，和中性粒细胞相比，他们个头比较小，细胞核的比例更大，他们肩负着产生针对保护性抗体和直接杀伤病原体和患病组织的双重任务，一旦感染过某种病原体，淋巴细胞中的就会有少量细胞就形成记忆性淋巴细胞，平时并不显山露水，当该种病原体再次来犯，它们就会从休眠中醒来，分裂增殖成一支大军，消灭入侵的敌人。这也是为什么有的疾病一生只得一次。淋巴细胞的比例上升往往意味着机体感染了病毒。
数量上第三多的就是单核吞噬细胞了，这种细胞的作用和中性粒细胞相似，也是通过吞噬和释放杀伤性物质来抵抗病原体的入侵。不过它们身材更大，吞噬能力也更强。随着吞噬的物体的增加，体积可以膨胀到原来的数倍到数十倍。
除了上述三种数量比较大的白细胞之外，还有嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞这两种难得一见的少数派。为什么这两种细胞要叫这么奇怪的名字呢？那是因为它们含有的颗粒pH不同于中性粒细胞的颗粒，是碱性和酸性的，容易和相应的酸性和碱性的染料结合，故此名为嗜酸性和嗜碱性，嗜就是喜爱的意思。嗜酸性粒细胞升高的话，提示你可能有过敏或者感染了寄生虫。嗜碱性粒细胞数量更少，功能至今不是十分清楚，某些应激情况下嗜碱性粒细胞数量会减少。
血小板
血小板是帮助我们血液凝固的主要细胞成分，是骨髓中的多倍体巨核细胞（图10）脱落的碎片样物质，无细胞核，表面有完整的细胞膜。血小板体积小，直经为2～4微米，呈双凸圆盘状，易受机械、化学刺激，此时便伸出突起，呈不规则形（图11）。电镜下血小板的膜表面有糖蛋白，能吸附血浆蛋白和凝血因子。在凝血过程被激活的时候，血小板伪足互相交联，和纤维蛋白一起，把血细胞聚集成血块，随着血小板内部的肌动蛋白形成的微丝微管系统收缩，血栓团块变得更坚实，此时，血小板内部的活性物质还会进一步释放，靠激活周围血小板，促进血管收缩，促纤维蛋白形成等多种方式加强止血效果。经过这一系列复杂的生物过程，血管的破损处已经被牢牢堵塞住，流血就停止了。



图10. 多倍体巨核细胞示意图



图11. 红细胞、大血小板和白细胞
血液中各种成分都不可或缺，它们各有作用，各司其职，互相协调保证我们的身体健康。这里只是简单为大家科普一下最基本的基础知识，希望读者可以从中得到帮助。

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谢谢_(:зゝ∠)_

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不错啊，挺科普的，值得一读！