第三章 血液
2011-06-08 18:14:09   来源：   作者：  评论：0 点击：

（二）白细胞的功能
在白细胞总数中，有一半以上是存在于血管外的细胞间隙内，有30%以上贮存在骨髓内，其余的才是在血管中流动的。除淋巴细胞外，所有的白细胞都能伸出伪足作变形运动(ameboid movement)，使其能够穿过血管壁，这一过程称为血细胞渗出(diapedesis)。白细胞具有趋向某些化学物质游走的特性，称为化学趋化性(chemotaxis)。机体内具有趋化作用的物质包括细胞的降解产物、抗原-抗体复合物、细菌或细菌毒素等；白细胞按照这些物质的浓度梯度游走到这些物质的周围，把异物包围并吞入细胞内的作用，称为吞噬作用(phagocytosis)。各种白细胞的具体功能如下：
1．中性粒细胞
中性粒细胞也称为多形核白细胞(polymorphonuclear leukocytes)，胞浆中含有两种颗粒：一种是嗜天青颗粒，内含酸性水解酶、髓质过氧化酶、溶菌酶等；另一种颗粒为特异性颗粒，含有碱性氨基肽酶和乳铁蛋白等。中性粒细胞的主要功能是吞噬和杀灭入侵的病原微生物及血液中衰老的红细胞，它处于机体抵御病原微生物入侵的第一线。当细菌侵入机体时，中性粒细胞能迅速游走通过血管壁到达炎症部位，伸出伪足吞噬细菌，然后利用其胞浆中的多种酶类分解细菌，防止病原微生物在体内扩散（图3-9）。当中性粒细胞吞噬了数十个细菌后本身即解体，释出的多种酶等能溶解周围组织而形成脓肿。
中性粒细胞在血管内停留的时间平均只有（6~8）小时，它们很快穿过血管壁进入组织发挥作用，而且进入组织后不再返回到血液中来。在血管中的中性粒细胞，约有一半随血流循环，称为循环池(circulating pool)，临床上的白细胞计数，只能反映这部分中性粒细胞的数量；另一半则附着在小血管壁上，称为边缘池(marginal pool)。除此之外，在骨髓中还贮备了约2.5×1012个成熟中性粒细胞，在机体需要时，这些贮备的中性粒细胞可以进入循环血流。中性粒细胞数减少到1×109/L时，可使机体抵抗力明显降低，很容易感染。
2．嗜碱性粒细胞
嗜碱性粒细胞的胞浆中存在较大的碱性染色深的颗粒，颗粒内含有肝素、组胺、嗜酸性粒细胞趋化因子A(eosinophil chemotactic factor A)和过敏性慢反应物质(slow reacting substance of anaphylaxis,SRS-A)等。嗜碱性粒细胞在速发型超敏反应（也称过敏反应）中发挥重要作用。嗜碱性粒细胞释放的组胺和过敏性慢反应物质，可使毛细血管壁通透性增加和平滑肌收缩，引起荨麻疹、支气管哮喘等速发型超敏反应的症状。当嗜碱性粒细胞被激活时，还可以释放嗜酸性粒细胞趋化因子A，吸引嗜酸性粒细胞聚集于局部，以限制嗜碱性粒细胞在速发型超敏反应中的作用。
3．嗜酸性粒细胞
嗜酸性粒细胞的胞质内含有较大的、椭圆形的嗜酸性颗粒，其中含有过氧化物酶和碱性蛋白质等，但无溶菌酶。因此它虽有微弱的吞噬能力，但基本上无杀菌作用。嗜酸性粒细胞在体内的主要作用是：① 限制嗜碱性粒细胞在速发型超敏反应中的作用。嗜酸性粒细胞受嗜酸性粒细胞趋化因子A的吸引，聚集到激活的嗜碱性粒细胞周围，通过三个方面作用限制嗜碱性粒细胞的活性：第一，嗜酸性粒细胞产生的前列腺素E，可抑制嗜碱性粒细胞合成和释放生物活性介质；第二，嗜酸性粒细胞可吞噬嗜碱性粒细胞所排出的颗粒，使其中含有的生物活性物质不能发挥作用；第三，嗜酸性粒细胞能释放组胺酶等酶类，破坏嗜碱性粒细胞所释放的组胺等生物活性物质。② 参与对蠕虫的免疫反应。嗜酸性粒细胞可借助于其膜表面的Fc受体和C3受体粘着于蠕虫上，释放颗粒内所含的碱性蛋白质和过氧化物酶等损伤蠕虫体。在寄生虫感染或速发型超敏反应等情况时，常伴有嗜酸性粒细胞增多。
4．单核细胞
单核细胞胞体较大，在血流中存在时间短暂，约2天~3天后就离开血管进入周围组织，转变为巨噬细胞(macrophage)，主要存在于淋巴结、肝和脾等器官。外周血中的单核细胞和组织器官中的巨噬细胞，统称为单核-吞噬细胞系统(mononuclear phagocyte system,MPS)。其功能包括：①吞噬和杀伤病原体或衰老损伤的组织细胞；②分泌细胞因子或其它炎性介质，包括TNFα、IL-1、IL-6、前列腺素E等；③加工处理提呈抗原，启动特异性免疫应答，因为巨噬细胞作为抗原提呈细胞，在摄取病原微生物等抗原性异物后，可将加工处理过的抗原及胞内的抗原肽以抗原肽-MHCⅡ/Ⅰ类分子复合物的形式表达于细胞表面，从而启动特异性免疫应答；④抗肿瘤作用，活化的巨噬细胞内的溶酶体数目和蛋白水解酶浓度均显著增高，分泌功能增强，能有效杀伤肿瘤细胞。
5．淋巴细胞
淋巴细胞为圆形或卵圆形，细胞核大，约占细胞的90%，胞浆中含有5个~15个嗜天青颗粒。淋巴细胞在机体特异性免疫应答中起重要作用。根据淋巴细胞分化成熟的场所、细胞表面标志和功能的不同，可将淋巴细胞分成T淋巴细胞(T lymphocyte)、B淋巴细胞(B lymphocyte)和自然杀伤细胞(natural killer cell)三种。T淋巴细胞在胸腺内分化成熟，主要参与细胞免疫；B淋巴细胞在骨髓内分化成熟，主要参与体液免疫；自然杀伤细胞简称为NK细胞，是不同于T和B淋巴细胞的一个特殊淋巴细胞系，可以直接杀伤肿瘤细胞、病毒或细菌感染的细胞等，发挥抗感染、抗肿瘤和免疫调节等功能。
（三）白细胞的生成
白细胞起源于骨髓的造血干细胞，在细胞发育过程中也经历了造血祖细胞、可识别的前体细胞和成熟细胞阶段。白细胞的分化和增殖受到一组造血生长因子的调节，其中的部分造血生长因子因在体外可刺激造血细胞生成集落，故又称为集落刺激因子(colony stimulating factor，CSF)，如粒-单系集落刺激因子(granulocyte-monocyte colony stimulating factor,GM-CSF)、粒系集落刺激因子(granulocyte colony stimulating factor,G-CSF)、单核系集落刺激因子(monocyte colony stimulating factor,M-CSF)、IL-3等。有些造血生长因子的作用广泛，如IL-3和GM-CSF的作用可以影响多系造血祖细胞的生成和发育；有些造血生长因子的作用单一，如G-CSF主要促进骨髓中粒细胞集落的生长，并延长成熟粒细胞的寿命。此外，还有一类抑制因子发挥负反馈调节作用，如乳铁蛋白和前列腺素E等，它们可以直接抑制白细胞的增殖、生长或者抑制一些生长因子的释放及作用。白细胞的寿命较难准确判断，因为粒细胞和单核细胞主要是在组织中发挥作用，淋巴细胞则往返于血液、组织液、淋巴之间，而且可增殖分化。
四、血小板
(Platelets)
（一）血小板的形态和数量
血小板是从骨髓成熟的巨核细胞(megakaryocytes)胞浆裂解脱落下来的具有生物活性的小块胞质，无细胞核，在循环血液中呈双凸圆盘状，直径约（2～3）μm，体积约8μm3。血小板膜上的蛋白质和糖蛋白，如TXA2受体、胶原受体、凝血酶受体、GPⅠb-Ⅸ复合物、GPⅡb-Ⅲa复合物、整合素、血小板内皮细胞粘附分子(platelet endothelial cell adhesion molecule, PECAM)等，在血小板激活中发挥重要作用；血小板膜内侧的溶胶-凝胶区，包括微管、微丝和膜下细丝，构成了血小板的骨架与收缩系统；血小板的许多细胞器内存在大量的生物活性物质，如致密颗粒内含有ADP、ATP、5-羟色胺(5-hydroxytryptamine，5-HT) 和Ca2+等，溶酶体内含有酸性蛋白水解酶和组织水解酶，α-颗粒内含有凝血因子(blood clotting factor)、血小板源性内皮细胞生长因子(platelet derived endothelial cell growth factor，PDECGF)、血小板因子(platelet factor，PF)、b-血栓球蛋白(β-thromboglobulin，b-TG)和纤维蛋白原等，这些生物活性物质都与血小板的功能有关（图3-10）。正常成年人的血小板数量是（100～300）×109/L；血小板少于50×109/L，称为血小板过少，此时，微小创伤或仅血压增高也能使皮肤和粘膜下出现瘀点，甚至出现大块紫癜或瘀斑，这类疾病称为血小板减少性紫癜(throm－bocytopenic purpura)；血小板高于1000×109/L，称为血小板过多，易形成血栓，导致心肌梗塞、脑血管栓塞等血栓栓塞性疾病。
（二）血小板的生理特性
血小板具有参与止血、促进凝血、维持血管内皮细胞的完整性和参与纤维蛋白溶解等功能，这些功能均由血小板自身的生理特性所决定。
1．粘附
血小板与非血小板表面的粘着，称为血小板粘附(thrombocyte adhesion)。参与血小板粘附的因素主要包括三种成分：第一，血小板膜糖蛋白，主要有GPⅠb-Ⅸ和GPⅡb-Ⅲa；第二，血管内皮下成分，主要是胶原纤维；第三，血浆成分，主要是von Willebrand因子(von Willebrand factor,vWF)和纤维蛋白原。粘附反应的可能机制是：当血管受损伤时，血管内皮细胞的完整性被破坏，暴露出内皮下的胶原纤维，vWF首先与胶原纤维结合，导致vWF构形改变，然后血小板膜上糖蛋白与变构的vWF结合，使血小板粘附于内皮下组织而被激活。当血流缓慢时，血小板也可以直接粘附于胶原纤维，不需vWF参与。在血小板膜糖蛋白与vWF或纤维蛋白原结合过程中需要Ca2+的参与。血小板膜糖蛋白缺乏，血浆vWF缺乏，或胶原纤维变性时，血小板粘附功能受损，可发生出血倾向。
2．聚集
血小板之间相互粘着的现象称为血小板聚集(thrombocyte aggregation)。血小板聚集分为两个时相：第一聚集时相发生迅速，出现的血小板聚集能迅速解聚，故也称可逆性血小板聚集(reversible thrombocyte aggregation)；第二聚集时相发生较缓慢，出现的血小板聚集不能被解聚，故也称不可逆性血小板聚集(irreversible thrombocyte aggregation)。引起血小板聚集的因素，总称为诱导剂,可分为生理性诱导剂和病理性诱导剂两类。生理性诱导剂包括ADP、凝血酶、肾上腺素、组胺、5-羟色胺、胶原、前列腺素类物质等；病理性诱导剂包括细菌、病毒、免疫复合物、药物等。
（1）ADP ADP是引起血小板聚集最重要的物质，外源性和内源性ADP都可以引起血小板聚集，并且血小板的聚集与ADP剂量有关。在血小板的悬液中加入低剂量(0.5μmol/L)的ADP所引起的血小板聚集只出现第一聚集时相，聚集后又能很快解聚；中等剂量(1μmol/L～2μmol/L)的ADP则在第一聚集时相结束，即聚集和解聚后不久，又出现不可逆的第二聚集时相，第二聚集时相的出现被认为是血小板释放内源性ADP所致；高浓度(5μmol/L)的ADP则能迅速引起血小板不可逆的聚集，即直接进入第二聚集时相。ADP引起的血小板聚集还必须有Ca2+和纤维蛋白原的存在，而且要消耗能量。将血小板悬浮于缺乏葡萄糖的溶液中数小时，或用药物阻断血小板产生ATP的代谢过程，或加入一定量的Ca2+螯合剂EDTA等，均可抑制血小板的聚集。
（2）血栓烷A2(thromboxane A2，TXA2，也称血栓素A2) 血小板被激活时，血小板膜磷脂在磷脂酶A2的作用下，生成花生四烯酸(arachidonic acid)，花生四烯酸在血小板的环加氧酶的作用下，产生前列腺素G2(prostaglandin G2,PGG2)，随后又转变为PGH2；PGG2和PGH2都是环过氧化物，有较强的引起血小板聚集的作用，但是很不稳定。PGH2在血小板内血栓烷合成酶的催化下形成大量的TXA2，TXA2使血小板内cAMP减少，游离Ca2+增多，导致血小板释放内源性ADP。另外，TXA2还使血管平滑肌收缩。因此，TXA2有很强的聚集血小板和缩血管的作用。在正常情况下，未损伤血管的内皮细胞合成和释放前列环素(prostacyclin 或 prostaglandin I2，PGI2)和一氧化氮(nitric oxide，NO)，二者都可以舒张血管和抑制血小板聚集，防止血小板聚集范围的扩大，。
尽管在体内引起血小板聚集的诱导剂较多，但导致血小板聚集的最终环节是共同的，即当血小板粘附于血管破损处或受到诱导剂作用等被激活后，在Ca2+的参与下，活化的血小板膜上GPⅡb-Ⅲa暴露出纤维蛋白原结合位点，其中GPⅡb为其α亚单位，GPⅢa为其β亚单位。由于纤维蛋白原是一个二聚体，故1分子纤维蛋白原可与2分子GPⅡb-Ⅲa结合，因此，血小板能通过各自表面的GPⅡb-Ⅲa与纤维蛋白原结合而相互聚集成团。血小板无力症患者的血小板计数可正常，但血小板膜上缺乏GPⅡb-Ⅲa，因而血小板不能发生聚集反应；用抗GPⅡb-Ⅲa单克隆抗体能抑制血小板聚集反应，并能抑制血小板与纤维蛋白原的结合反应。第一聚集时相的发生依赖于上述机制，但第二聚集时相的发生机制较为复杂，除GPⅡb-Ⅲa外，还有其它血小板成分参与。
3．释放
血小板受到刺激后，将贮存在致密体、α-颗粒或溶酶体内许多物质排出的特性，称血小板释放(secretion reactions of thrombocytes)。一般情况下，血小板释放发生在第一聚集时相以后，所释放的物质导致了血小板的第二聚集时相。释放是主动过程，需消耗能量，在血小板出现内部结构变形后才发生。血小板释放所排出的物质，使血小板具有多样和复杂的生理功能。例如，ADP、5-羟色胺等对血小板的聚集和释放起正反馈作用；儿茶酚胺、5-羟色胺等使小血管收缩；纤维蛋白原和凝血因子Ⅴ、Ⅷ等参与纤维蛋白形成；血小板因子4(PF4)能中和肝素等，这些都有利于止血过程。另外，血小板在纤维蛋白溶解中的作用，早期和晚期完全相反。在凝血块形成的早期，血小板因子6 (PF6)等有抗纤溶酶活性，可抑制纤维蛋白溶解，有利于止血；在凝血块形成的晚期，血小板释放的5-羟色胺及血小板自身的解体，都可刺激血管内皮细胞释放纤溶酶原激活物，激活纤溶酶以使纤维蛋白溶解，凝血块重新液化。
4．吸附
血小板能吸附血浆中的多种成分，如凝血因子I、V、Ⅺ、Ⅻ和5-羟色胺等。开放小管系统的存在，扩大了血小板吸附物质的表面积。血小板的吸附特性，使得有血小板聚集的损伤局部的凝血因子浓度增高，有利于凝血过程的进行。
5．收缩
血小板内的一些微管、微丝和膜下的细丝，它们的主要成分是收缩蛋白，包括收缩蛋白A和M两种。前者类似肌纤蛋白，后者类似肌凝蛋白，并且具有ATP酶活性，可分解ATP释放能量而使血小板收缩。血小板的许多活动，如伪足形成、粘附、释放和血块回缩等，都需要收缩蛋白参与。
6．修复
血小板对保持内皮细胞的完整或修复血管壁的微小损伤有重要作用。用同位素标记血小板示踪和电子显微镜观察，发现血小板可以融合入血管内皮细胞，表明血小板对血管内皮细胞的修复具有重要作用；血小板也能随时沉着于血管壁以填补内皮细胞脱落留下的空隙。
（三）血小板的生成
血小板的前体细胞--巨核细胞(megakaryocyte)，是从骨髓造血干细胞分化而来。造血干细胞首先分化成多能祖细胞，再分化成早期巨核系祖细胞，也称爆式巨核系集落形成单位(burst forming unit-megakaryocyte，BFU-MK)；进一步分化为晚期巨核系祖细胞，也称巨核系集落形成单位(colony forming unit-megakaryocyte,CFU-MK)；然后分化为形态上可以识别的巨核细胞。巨核细胞的成熟过程经历了原始巨核细胞、幼巨核细胞、颗粒型巨核细胞和产血小板巨核细胞等时期，主要包括了细胞核的多倍化、细胞质界膜系统的发育和细胞器的成熟等。一般人体细胞均为二倍体(2N)，而巨核细胞能进行核内有丝分裂但不伴随胞浆的分裂，使细胞的染色体数成倍增加而形成4N、8N、16N、32N及少量的64N细胞，其中以16N细胞居多，约占46.7%；在巨核细胞发育过程中，细胞膜折入胞质形成分界膜系统(demarcation membrane system，DMS)，随着细胞的成熟，最后分界膜系统发展成网状，使胞质被分隔成许多小区。骨髓窦壁外的成熟巨核细胞胞质伸向骨髓窦腔并脱落成为血小板而进入血流。巨核细胞仅占骨髓有核细胞的0.05％，但一个巨核细胞约产生(200～7700)个血小板。从原始巨核细胞到释放血小板入血约需8天～10天。进入血液的血小板一半以上在外周血中循环，其余的贮存于脾。
近年来，对巨核细胞和血小板生成调节的研究取得了重大进展。1993年Methin等证明原癌基因c-mpl表达的蛋白质Mpl仅存在于正常造血组织中的CD34+造血干/祖细胞、巨核细胞和血小板上，用c-mpl的反义核苷酸可以抑制培养的巨核细胞克隆的形成，但对红系、粒系克隆无抑制作用。1994年，Mpl的配体被成功纯化，称为促血小板生成素(thrombopoietin，TPO) ，Mpl就是TPO的受体。人TPO由353个氨基酸残基组成，能刺激造血干细胞向巨核系祖细胞分化，并特异地促进巨核系祖细胞增殖、分化和巨核细胞成熟及释放血小板。目前，重组的人TPO已用于放疗或化疗后血小板严重减少等疾病的治疗。另外，检测病人血浆中的TPO浓度，可用来鉴别血小板减少或增多的原因。
（四）血小板的破坏
血小板进入血液后，只在开始两天内具有生理功能，但平均寿命可有7天~14天。衰老的血小板主要是在肝、脾等器官内被破坏。血小板除衰老被破坏外，还可能在发挥其生理功能时被消耗，如血小板可能融入血管内皮细胞以及在生理性止血活动中解体等。
第三节 生理性止血
(Physiological hemostasis)
正常情况下，小血管破损后引起的出血在几分钟内就会自行停止，这种现象称生理性止血(physiological hemostasis)。在生理性止血过程中，首先是受损伤局部及附近的血管收缩，若破损不大，可使血管破口封闭。引起血管收缩的原因，除损伤刺激反射性使血管收缩外，还有损伤处的血管内皮细胞以及粘附于损伤处的血小板释放一些缩血管物质，如5-羟色胺、血栓烷A2、内皮素等使血管收缩；其次是血管内皮损伤暴露内皮下组织而激活血小板，使血小板粘附、聚集于血管破损处，形成一个松软的止血栓堵塞伤口实现初期止血(primary hemostasis)；与此同时，血浆中的凝血系统被激活，在局部迅速出现血液凝固，以纤维蛋白网加固血栓达到第二期止血(secondary hemostasis)。最后纤维组织增生，长入血凝块达到永久性止血(permanent hemostasis)。值得注意的是，通常在凝血系统激活的同时，也有抗凝系统与纤维蛋白溶解系统的激活，可限制凝血过程，防止血凝块不断增大，确保正常的血液循环（图3-11）。
临床上常用小针刺破皮肤(如耳垂或指尖)后使血液自然流出，然后测定出血延续时间，这段时间称为出血时间(bleeding time)。正常出血时间为l分钟～3分钟。出血时间的长短可以反映生理性止血的状态。血小板减少或血小板功能有缺陷等疾病时，会出现出血时间延长，甚至出血不止。