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血液

2021-07-16 12:27:29

血液(英语:blood)是在动物的循环系统、心脏和血管腔内循环流动的一种组织,可以将氧气送到各器官,并将细胞的代谢废弃物带离细胞。血液组织是结缔组织的一种,由血浆和血细胞组成。血浆内含血浆蛋白(白蛋白、球蛋白、纤维蛋白原)、脂蛋白等各种营养成分以及无机盐、氧、激素、酶、抗体和细胞代谢产物等。血细胞有红细胞、白细胞和血小板。哺乳类的血液具有凝血机制,血管破裂时,血小板会结集,堵塞血管破口,此时血浆中原本可水溶的血纤维蛋白等凝固成为血块,剩余的透明液体就叫做血清。

生物体的生理变化和病理变化往往引起血液成分的改变,所以血液成分的检测有重要的临床意义。

以人类的血液为例,成人的血液约占体重的十三分之一,比重为1.050~1.060,pH值为7.3~7.4,渗透压为313毫摩每升。ABO血型是人类的主要血型之分类,可分为A型B型AB型O型,另外还有Rh血型系统MNS血型系统P血型系统等血型系统。

另外,人类还有淋巴循环系统,跟血液和组织液有关系的。昆虫等的循环系统液体称为血淋巴,作用不是免疫而是类似血液运输营养和废物。

功能

资料专题:血液功能

人的血液

以人为例,成人大约有5升血液。以体积计,血细胞约占血液的45%。每升血液有:

  • 5 × 10个红血细胞(约占血液体积的45%):在哺乳类,成熟的红血细胞没有细胞核及细胞器。在红血细胞上的糖蛋白决定了血型是哪一类。人体所有红血细胞的表面积总和大约是人体外皮肤面积的2000倍。
  • 3 × 10个血小板(约占血液体积少于1%):凝血。纤维蛋白结成网状聚集红血细胞形成血栓,血栓阻止更多血液流失,并帮助阻止细菌进入体内。
  • 9 × 10个白细胞(约占血液体积的1.0%):它们是免疫系统的一部分,负责破坏及移除年老或异常的细胞及细胞残骸,及攻击病原体及外来物体。

生理学

制造及降解

血细胞在骨髓产生。蛋白质构成部分,包括凝血因子,主要由肝脏产生,而激素内分泌腺产生,至于水状成分则由丘脑下部调节肾脏去维持,肠道也有份间接参与。

血细胞在脾脏及肝的库佛氏细胞降解,肝也有移除一些蛋白质、脂肪及氨基酸。肾脏把身体的废物带进尿液。正常的红血细胞在血浆中约有120天寿命。

输送氧气

一个在正常气压环境中呼吸的健康人类,他的动脉血液中的氧约有98.5%与血红素结合,只有1.5%是溶于其它血液成分中。血红素也是哺乳类及许多其它物种的主要氧输送者。

除了肺动脉、脐动脉及两者的对应静脉外,带氧血液从心脏经过动脉、小动脉及毛细血管到达身体各处,然后脱氧血液经小静脉及静脉流回心脏。

在正常情形下,人在休息时,离开肺部的血液中的血红素约有98—99%被氧饱和。一个健康成人在休息时,回到肺部的“脱氧”血液仍然约有75%氧饱和。持续运动增加氧的消耗,减少静脉血液的氧饱和,在一个受过训练的运动员身上可降至少于15%,即使呼吸率及血流增加,动脉血液的氧饱和在这些情形下可降至95%或更低。

由于母体供应胎盘的血液的氧分压只有成人肺部的20%,胎儿制造了一种具有更强氧亲和力的血红素(血红素F),确保可以从血液中尽可能地取得足够的氧。

除了氧外,一些物质也可与血红素结合,有时可造成身体的永久性损害。如一氧化碳与血红素结合成不可还原的碳氧血红素,降低血液的载氧量,严重时可引致身体缺氧,造成器官的永久性损害甚至死亡。

昆虫

除双翅目(只有一对翅膀的昆虫,如苍蝇、蚊子)、摇蚊幼虫等少数昆虫因含有血红素而血液呈红色外,大多数昆虫的血液为无色、黄色、绿色、蓝色或淡琥珀色,是因为它们血液中所含的色素物质使得其血液呈现出特定的颜色。昆虫的血液其实只是一个运送营养物质和代谢废物的内部介质,所以又称血淋巴。由血浆和血细胞组成。因呼吸作用在气管中进行。故昆虫的血液无呼吸色素。

血液的颜色

血液的颜色(血色素)主要是因为血液中负责输送氧气的蛋白质所造成,不同种类的动物,其血液中的蛋白质也有所不同。

血红蛋白

血红蛋白是脊椎动物血液为红色的主要原因。每一个血红蛋白中有四个血红素,他们和不同分子的作用会影响其颜色。在脊椎动物及其他有血红蛋白的生物中,动脉和微血管中血红蛋白和氧结合,呈现鲜红色。静脉中的血氧气含量较少,呈暗红色,一般捐血或是血液様本的颜色也呈暗红色,这是因为含氧的血红蛋白和脱氧的血红蛋白其吸收光谱不同所造成。

一氧化碳中毒的血液因形成碳氧血红蛋白而呈鲜红色。中毒时人体无法吸收氧气,因此静脉的血液仍为和氧结合的状态,颜色也比较红。有些情形会影响血红蛋白中的血红素,使血红蛋白脱氧,皮肤呈现蓝色,此时称为发绀。若血红素氧化成为高铁血红蛋白,颜色会呈棕色,无法输送氧气。硫血红蛋白血症英语sulfhemoglobinemia是一种少见的情形,部分动脉血红蛋白被氧化,呈现偏蓝的暗红色。

靠近皮肤的静脉颜色会呈现蓝色,原因可能是因为皮肤的光散射特性以及视觉皮层对影像的处理,而不是静脉血液的颜色。

有鳞目的石龙子因为体内的代谢产物胆绿素,因此血液是绿色。

血蓝蛋白

大部分软体动物(包括头足纲及腹足纲),以及像鲎之类的节肢动物,血液是蓝色的,其中含有含铜的血蓝蛋白,浓度为每升50克。在缺氧时血蓝蛋白是无色的,在含氧时则为深蓝色。软体动物一般生活在寒冷且低氧的环境中,血蓝蛋白呈灰白至浅黄色,当血蓝蛋白接触到空气中的氧气时会变成深蓝色,这是因为血蓝蛋白在空气中被氧化的结果。血蓝蛋白在细胞外液中输送氧气,和哺乳类红血细胞中的血红蛋白的原理不同

血绿蛋白

大部分环节动物门及一些海中的多毛纲利用血绿蛋白来输送氧气。血绿蛋白在稀溶液中呈绿色。

蚯蚓血红蛋白

蚯蚓血红蛋白是海中的星虫动物门、鳃曳动物门及腕足动物门及蚯蚓血液中输送氧气的成分。当和氧气结合时呈紫红色至粉红色。

血钒蛋白

像海鞘及尾索动物亚门的血液中含有一种称为钒绑定蛋白英语vanabins的蛋白,是生物体内少数含有钒的蛋白质。这些生物体内的钒浓度比周围的海水高二百倍。目前还不清楚血钒蛋白英语Hemovanadin的作用,但是一般不认为其与氧气输送有关。

病症

一般医学病况

  • 血液容积病况
    • 伤口流血
    • 生物体脱水
  • 血液循环病况
    • 动脉粥样硬化
    • 血栓形成

血液学病况

  • 贫血
    • 地中海贫血
    • 镰刀型红血细胞疾病
  • 细胞增殖性疾病
  • 凝血障碍
    • 血友病
  • 感染性疾病
    • 败血症
  • 其他
    • 紫质症
    • 正铁血红蛋白血症

一氧化碳中毒

除了氧气外,其他物质也会和血红蛋白结合,有时会造成身体不可逆的伤害。例如一氧化碳,若呼吸中吸入一氧化碳,进到血液中,一氧化碳会和血红蛋白结合成为碳氧血红蛋白,可以运送氧气的血红蛋白减少,血液可以运送的氧气量也会下降,这会不知不觉造成窒息,而在通风不良的密闭室内燃烧物体,也会产生一氧化碳。

参见

参考资料

Prahl. Optical Absorption of Hemoglobin. [2012-12-30].

Kienle, Alwin; Lothar Lilge; I. Alex Vitkin; Michael S. Patterson; Brian C. Wilson; Raimund Hibst; Rudolf Steiner. Why do veins appear blue? A new look at an old question(PDF). Applied Optics. 1996-03-01, 35(7): 1151–60 [2014-09-10]. PMID21085227. doi:10.1364/AO.35.001151. (原始内容(PDF)存档于2012-02-10).

Austin CC, Perkins SL. Parasites in a biodiversity hotspot: a survey of hematozoa and a molecular phylogenetic analysis of Plasmodium in New Guinea skinks. J. Parasitol. 2006, 92(4): 770–7. PMID16995395. doi:10.1645/GE-693R.1.

Shuster, Carl N. Chapter 11: A blue blood: the circulatory system.(编)Shuster, Carl N, Jr; Barlow, Robert B; Brockmann, H. Jane. The American Horseshoe Crab. Harvard University Press. 2004: 276–7. ISBN0-674-01159-7.

外部链接

资料专题:血液外部链接