血液系统的组成和理化特性
血液系统由造血器官和血液组成。造血器官主要有骨髓、胸腺、脾脏、淋巴结等。血液由血浆和血细胞构成。血液在心血管系统中的循环流动,为机体内、外环境之间进行物质交换提供了重要场所,并在运输物质和维持内环境稳态中起重要作用。大量失血、血液的成分或性质发生改变或血液循环障碍均可引起体内器官的血流量不足,造成严重的组织损伤,甚至危及生命。
人体内所含的液体称为体液,在成人约占体重的60%,由细胞内液和细胞外液组成。细胞内液约占体重的40%,分布于细胞内,是细胞内各种生物化学反应的场所;细胞外液占体重的20%,分布于细胞外,是细胞直接生活的液体环境。细胞外液中,15%存在于组织间隙中,称为组织液,4%存在于血管内,即为血浆,1%为淋巴液和脑脊液。
由细胞外液构成的细胞直接生活的液体环境称为内环境,血浆是其中最活跃的部分。内环境的理化性质(化学成分、含氧量、pH值、温度、渗透压等)在一定范围内保持相对稳定的状态称为稳态。内环境稳态是细胞生存的必要条件。
(一)血液的组成与理化特性
1.血液的组成 血液由55%的血浆和45%的血细胞组成,人体内血液的总量称为血量,它是血浆量和血细胞量的总和,占体重的7%~8%或相当于每千克体重70~80 mL。如一位60 kg体重的成人,其体内的血液量为4.2~4.8 L。
血浆的成分中91%~92%为水分,仅8%~9%为固体物质,其中含有血浆蛋白和低分子物质,血浆蛋白有白蛋白、球蛋白和纤维蛋白原三种成分,其中白蛋白含量最高;低分子物质主要是多种电解质如Na+、K+、Cl-、Ca2+和小分子有机物等。血细胞包括红细胞、白细胞和血小板(图8-1)。
图8-1 血液的组成
2.血液的理化特性
(1)血液的比重:血液的比重为1.050~1.060,取决于血细胞的数量,血液中红细胞的数量越多,全血的比重就越大。血浆比重为1.025~1.030,主要取决于血浆蛋白的含量,血浆中血浆蛋白的含量越多,血浆比重越大。
(2)血液的酸碱度(pH值):正常值为7.35~7.45,pH值<7.35提示酸中毒,pH值>7.45提示碱中毒,pH值<6.9或pH值>7.8提示生命有危险。血液的酸碱度维持在相对稳定的状态,主要取决于血浆中的缓冲物质NaHCO3/H2CO3(比值为20:1)、Na2HPO4/NaH2 PO4和血浆蛋白钠/血浆蛋白等缓冲系统,以NaHCO3/H2CO3缓冲系统为主;另外,肺和肾不断排出体内过多的酸或碱,亦可使血浆pH值保持相对稳定,并可使血液中缓冲系统各物质的比例恢复正常。
(3)血液的黏滞性:血液的正常流动呈层流状态,血液各层之间存在的一定的运动阻力即为血液的黏滞性。通常是在体外测定血液或血浆与水相比的相对黏滞性,血液的相对黏滞性为4~5,血浆为1.6~2.4。全血的黏滞性主要取决于红细胞的数量,血浆的黏滞性主要取决于血浆蛋白的含量。水、酒精等物理学上所谓的“理想液体”的黏滞性是不随流速改变的,而血液在血流速度很快时类似理想液体(如在动脉内),其黏滞性不随流速而变化;但当血流速度小于一定限度时,其黏滞性则与流速成反比。人体内因某种疾病使微环境血流速度显著减慢时,红细胞可叠连或聚集成其他形式的团粒,使血液的黏滞性增大,对血流造成很大的阻力,影响循环的正常进行。这时可以通过输入血浆白蛋白或低分子右旋糖酐以增加血流冲刷力量,使红细胞分散。(https://www.daowen.com)
(4)血浆渗透压:用半透膜隔开不同浓度的溶液时,半透膜只能让水分子通过,而溶质分子不能通过,高浓度溶液中含有数量较多的溶质颗粒,从而具有较强的吸引和保留水分子的能力,一段时间后,会出现水分子从低浓度一侧向高浓度一侧扩散的现象,这种现象称为渗透现象。血液具有的吸引水分子透过半透膜的力量称为血浆渗透压,与溶质颗粒数的多少成正比,与溶质的种类和颗粒的大小无关,血浆渗透压约为313 mOsm/L。血浆中的晶体物质(主要是电解质)形成的渗透压,称为晶体渗透压。由于血浆与组织液中晶体物质的浓度几乎相等,所以它们的晶体渗透压也基本相等,保持了细胞外液晶体渗透压的相对恒定,这对于维持细胞内外的水平衡和细胞的正常体积极为重要。血浆中蛋白质形成的渗透压,称为胶体渗透压。蛋白质分子量大,产生的渗透压甚小,不超过1.5 mOsm/L,主要来自白蛋白,对于保持血管内外的水平衡和血浆容量有重要作用。由于组织液中蛋白质很少,所以血浆的胶体渗透压高于组织液。如白蛋白明显减少,即使球蛋白增加而保持血浆蛋白总含量基本不变,血浆胶体渗透压也将明显降低。晶体渗透压与胶体渗透压的比较见表8-1。
表8-1 晶体渗透压与胶体渗透压的比较
知识链接8-1
(二)血液的功能
血液在人体生命活动中主要具有四个方面的功能。
1.运输物质 运输物质是血液的基本功能,自肺吸入的氧气以及由消化道吸收的营养物质,都需要依靠血液运输才能到达全身各组织。同时组织代谢产生的二氧化碳与其他废物也有赖于血液运输到肺、肾等处进行排泄,从而保证身体正常新陈代谢的进行。
2.参与体液调节 机体功能的调节,固然主要有赖于中枢神经系统的活动,但内分泌的激素和一般组织的代谢产物,也不断通过血液的传递而对机体的活动产生重要作用。激素可直接分泌进入血液,依靠血液输送到相应的靶器官,实现对各组织器官功能活动的调节。
3.保持内环境稳态 血液内所含水量和各种矿物质的量都是相对恒定的。血液不断循环且与各部分体液广泛沟通,同时血液中存在的一些缓冲物质对保持体内水和电解质的平衡、酸碱度平衡以及体温的恒定等都起决定性的作用。
4.防御和保护功能 血液中的白细胞和各种抗体、补体具有强大的免疫功能,白细胞能吞噬、消灭侵入机体内的病原体。血小板与血浆中的凝血因子,在血管破碎时,有止血和凝血作用,这是血液的防御和保护功能。