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1、第5章 血液和淋巴,Blood and Lymph,一、血液,血液(blood ) 由血浆（plasma ）与血细胞（blood cell）组成。在血液中加入抗凝剂（肝素或柠檬酸钠）离心沉淀后，血液可分三层：上层为淡黄色的血浆，下层深红色的是红细胞，中间薄层灰白色的是白细胞与血小板（图5-1）。在没有抗凝剂的情况下，血液凝固成血块，其上层析出的淡黄色透明液体，称血清（serum）。血细胞约占血液容积的45，包括红细胞、白细胞、血小板。在正常生理情况下，血细胞有稳定的形态结构、数量和比例。,血细胞分类及正常值,红细胞（RBC）3.510125.51012L 男性: 4.2 10125.5 101
2、2/ L，血红蛋白(Hb): 120150g/L 女性: 3.5 10125.0 1012/ L，血红蛋白(Hb): 105125g/L,白细胞(WBC)10910109/L,血小板（Pt）100 109 300 109 /L,粒细胞,无粒细胞,中性粒细胞5070 嗜酸性粒细胞0.53 嗜碱性粒细胞0l,淋巴细胞20%30 单核细胞3%8%,血细胞,（一）红细胞,红细胞（erythrocyte，red blood cell）直径7.58.5m，呈双凹圆盘状，中央较薄，约1m，周边较厚，约1.9m （图5-2） 。成熟红细胞无细胞核，也无细胞器，细胞内充满了血红蛋白（图 5-3）。 红细胞内的主
3、要成分是血红蛋白（hemoglobin,Hb），它易与酸性染料结合，染成桔红色。当血液流经肺脏时，由于肺泡内O2分压高，CO2分压低，血红蛋白即释放CO2与O2结合，形成氧合血红蛋白；相反，当血液流经其他器官组织时，由于这些器官组织内CO2分压高，O2分压低，血红蛋白释放所带的O2并结合CO2，形成氨基甲酸血红蛋白。血红蛋白的这一特点是红细胞在体内完成气体运输和交换功能的化学基础。,红细胞的数量变化,红细胞的数量及血红蛋白的含量随生理功能而改变。如婴儿高于成人，运动时多于安静状态，高原地区居民高于平原地区居民。红细胞形态和数量以及血红蛋白的质与量的改变超出正常范围，则表现为病理现象。一般认为红
4、细胞数少于3.01012L，血红蛋白低于 100gL，则为贫血（anemia）。红细胞数高于7.01012L，血红蛋白超过 180gL，则为红细胞增多。,网织红细胞,血流中还可见少量尚未完全成熟的红细胞，用煌焦油蓝染色可见胞质内有染成蓝色的细网或颗粒，称为网织红细胞（reticulocyte）。这些细网和颗粒是红细胞在成熟的过程中，残留在胞质内的部分核糖体，说明该细胞仍有合成血红蛋白的功能。网织红细胞进入外周血13天后，核糖体等细胞器消失，成为成熟红细胞。成年人外周血中网织红细胞占红细胞总数的0.51，新生儿可达36。在骨髓造血功能发生障碍的病人，经治疗后网织红细胞计数增加，表示骨髓造血功能增
5、强。,（二）白细胞,白细胞（Leukocyte ，white blood cell）为无色有核的球形细胞,能作变形运动，参与机体的防御和免疫功能。血液中白细胞数量无显著性别差异，但婴幼儿稍多于成人，并可受运动、饮食及妇女经期等生理因素的影响。在某些疾病状态下，白细胞总数及各种白细胞的百分率皆可发生改变。,白细胞分类,光镜下观察血涂片标本，根据白细胞胞质内有无特殊颗粒可将其分为有粒白细胞（granulocyte）和无粒白细胞（agranulocyte）两大类。粒细胞又依其特殊颗粒的染色特点，分为嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞与嗜碱性粒细胞。无粒细胞又分为单核细胞与淋巴细胞（图5-3）。,1. 中性粒
6、细胞,中性粒细胞（neutrophilic granulocyte，neutrophil）又称小吞噬细胞，是白细胞中数量最多的一种。细胞呈球形，直径1012m，核呈杆状或分叶状，分叶核呈不规则卵圆形，染色深，叶之间有细丝相连，可分为25叶。正常人以23叶为多。胞质内充满大量细小的、分布均匀的、染成淡紫色和淡红色的颗粒。其中体积较大，淡紫色的颗粒为嗜天青颗粒，较细小，淡红色的为特殊颗粒。嗜天青颗粒约占颗粒总数的20，电镜下为圆形或椭圆形的膜包颗粒，电子密度高，是一种溶酶体，含髓过氧化物酶和酸性磷酸酶等，能消化分解吞噬的异物。特殊颗粒占颗粒总数的80，电镜下颗粒较小，呈哑铃状或椭圆形，中等电子密度
7、，内含乳铁蛋白、吞噬素、溶菌酶等，能杀死细菌，溶解细菌表面的糖蛋白（图5-4）。,中性粒细胞功能,正常情况下，中性粒细胞可与血管内皮黏附，作变形运动，进而穿越毛细血管壁进入周围组织。当局部组织受到细菌等侵害时，中性粒细胞在趋化因子等作用下，向病变局部大量集中，并进行活跃的吞噬和分泌活动。因此机体受到某些细菌感染发生炎症时，除白细胞总数增加外中性粒细胞的比例显著提高。,2. 嗜酸性粒细胞,嗜酸性粒细胞（eosinophilic granulocyte，eosinophil） 呈球形，较中性粒细胞稍大，直径1015m，核亦与中性粒细胞相似，为杆状或分叶状,但以2叶核居多。胞质内充满粗大的、分布均匀
8、的、染成桔红色、略带折光性的嗜酸性颗粒。 电镜下为圆形和椭圆形的膜包颗粒，内可见细颗粒状基质和方形或长方形的致密结晶体（图5-5）。颗粒含酸性磷酸酶、芳基硫酸酯酶、过氧化物酶和组胺酶等，故亦为溶酶体。,嗜酸性粒细胞功能,嗜酸性粒细胞也能作变形运动穿越血管壁进入组织，并在趋化因子的作用下 ，进行活跃的分泌和吞噬活动。细胞颗粒内的组胺酶可分解组胺，芳香硫酸酯酶可分解白三烯，从而抑制机体过敏反应；胞体借助抗体与某些寄生虫表面接触，促进颗粒内物质释放，直接杀死虫体或虫卵；其吞噬功能主要表现为吞噬抗原抗体复合物，从而减轻该复合物沉积引起的病理损害。因此，在过敏性或变态反应性疾病以及寄生虫感染时，嗜酸性粒
9、细胞数量增多。,3嗜碱性粒细胞,嗜碱性粒细胞（ basophilic granulocyte， basophil） 是白细胞中数量最少的。细胞呈球形，直径1012m。胞核分叶或呈s形，着色浅淡，轮廓常不清楚。胞质内含大小不等、分布稀疏不均、深浅不同的蓝紫色嗜碱性颗粒，颗粒常覆盖在核上。电镜下，膜被颗粒中充满细小微粒，呈均匀状分布，有些颗粒内可见板层状或细丝状结构（图5-6）。颗粒内含肝素、组胺等，可被快速释放；而白三烯则存在于细胞质内，缓慢释放。,4单核细胞,单核细胞（monocyte）是白细胞中体积最大的细胞，直径1420m，呈圆球形。胞核呈肾形、马蹄形或卵圆形，核染色质呈细网状，着色较浅，
10、核仁明显。胞质丰富、呈灰蓝色，胞质内有较多细小的嗜天青颗粒。电镜下，细胞表面有皱褶和短的微绒毛，胞质内含许多膜包颗粒和吞噬泡。颗粒具溶酶体样结构特点，内含过氧化物酶、酸性磷酸酶、非特异性酯酶和溶菌酶等（图5-7）。,单核吞噬细胞系统,单核细胞可做活跃的变形运动和具有明显的趋化性。骨髓生成的单核细胞进入血液循环，短期停留后穿越血管壁进入全身结缔组织和肝、肺、肾、淋巴器官等分化成不同种类的巨噬细胞，在淋巴器官分化为树突状细胞，在神经系统内分化为小胶质细胞，在骨组织中分化为破骨细胞，血液与骨髓中的单核细胞和器官组织内的巨噬细胞，这些细胞共同构成了单核吞噬细胞系统（mononuclear phagoc
11、ytic system, MIS）。血液循环中的单核细胞功能不活跃，穿越血管进入组织进一步分化后，才能充分发挥其生物功能。如吞噬入侵机体的病原微生物、异物，消除体内衰老病变细胞，参与调节免疫应答，分泌多种细胞因子参与机体造血调控等。,5淋巴细胞,淋巴细胞（lymphocyte ） 呈球形,其大小不一，直径68m的为小淋巴细胞，912m的为中淋巴细胞，1320m的是大淋巴细胞。外周血以小淋巴细胞数量最多。细胞核圆形，一侧常有一小凹陷，染色质致密呈粗块状，染色深。胞质很少仅在核周形成一窄缘，染成蔚蓝色，含少量较粗大的嗜天青颗粒。大、中淋巴细胞细胞核椭圆形，染色质较疏松，着色较浅，胞质较多，可见少量
12、嗜天青颗粒）。电镜下淋巴细胞胞质内主要含丰富的游离核糖体，少量线粒体、溶酶体、粗面内质网和高尔基复合体（图5-8）。,淋巴细胞分类,淋巴细胞是体内功能与分类最为复杂的细胞群。根据发生过程、形态结构与功能等的不同，可分为胸腺依赖淋巴细胞，占淋巴细胞总数的75，参与细胞免疫，并具有调节免疫应答的作用。骨髓依赖淋巴细胞，约占血液淋巴细胞的1015，受抗原刺激后增殖分化为浆细胞，产生抗体参与体液免疫。自然杀伤细胞,约占血液淋巴细胞的10，在杀伤肿瘤细胞中起重要作用。,（三）血小板,血小板（blood platelet）又称血栓细胞，是骨髓巨核细胞胞质部分脱落的细胞质小片，直径24m。血小板呈双凸扁盘形
13、，当受到机械或化学刺激时，可伸出小突起，呈不规则形。无核，表面有完整的细胞膜。光镜下单个和集聚成群存在，胞质呈浅紫蓝色，中央有密集的紫色颗粒称颗粒区（ granulomere）。周边呈弱嗜碱性称透明区（hyalomere）（图5-3）。,血小板超微结构,电镜下，血小板膜表面有较厚的糖衣。血小板内有两套小管系统；开放小管系，与细胞表面通连，有与表面膜一样的糖衣，血浆能进入小管，使血小板与血浆的接触面积增大，有利于摄取物质和释放颗粒内容物；致密小管系，是封闭小管，分布于血小板周边，管腔电子密度中等，相当于滑面内质网，有收集Ca2+和合成前列腺素等功能。血小板颗粒有两种：特殊颗粒又称颗粒，中等电子密
14、度，内含有血小板因子IV、血小板生长因子、凝血酶敏感蛋白等；致密颗粒，又称颗粒，是一种膜包颗粒，其内容物形成电子密度高的核芯，内含5-羟色胺、ADP、ATP、Ca2+、 肾上腺素等（图5-9）。上述颗粒内容物都是参与止血和凝血的主要物质。血小板的主要功能是参与止血和凝血过程。,二、造血器官和血细胞的发生,循环中的各种血细胞，每天都有一定的衰老和死亡，同时又有相同数量的生成和补充，从而保持其数量和质量的动态平衡。造血器官是生成多种血细胞的场所，人胚胎时期的卵黄囊、肝脏、脾、胸腺和骨髓均能造血；出生后，红骨髓是终身主要的造血器官。,（一）骨髓的结构,骨髓位于骨髓腔中，分为红骨髓和黄骨髓。红骨髓为造
15、血组织，黄骨髓主要为脂肪组织。胎儿和婴幼儿时期的骨髓均为红骨髓（red bone marrow），成人红骨髓主要分布在扁骨，不规则骨与长骨骺端的松质骨中。红骨髓主要由造血组织和血窦构成（图5-10）。,1. 造血组织,造血组织主要由网状组织、基质细胞和造血细胞组成。组成网状组织的网状细胞与网状纤维构成造血组织的网架，网眼内充满不同发育阶段的各种血细胞（包括造血干祖细胞、形态上可识别的原始、幼稚和成熟等不同阶段的血细胞）和巨噬细胞、成纤维细胞，脂肪细胞、间充质细胞等骨髓基质细胞。,2. 血窦,血窦是动脉毛细血管进入骨髓后分支而成的不规则窦状腔隙。窦壁衬贴有孔内皮，内皮之间间隙较大，基膜不完整。血
16、窦内皮细胞是造血诱导微环境的重要组成成分，它能通过分泌黏附分子将造血干细胞黏附或固定，也可分泌多种调控因子参与血细胞发生的调节。血窦壁周围和窦腔内的巨噬细胞有吞噬清除血液中异物、细菌和衰老死亡血细胞的作用。,3. 造血诱导微环境,造血诱导微环境（hematopoietic inductive microenvironment, HIM） 是造血细胞赖以生存、 增殖与分化的场所，包括骨髓的神经成分、微血管系统、纤维、细胞外基质与骨髓基质细胞。骨髓基质细胞是造血微环境的核心成分，由多种细胞组成，主要包括成纤维细胞、巨噬细胞、内皮细胞、网状细胞、脂肪细胞以及成骨细胞和破骨细胞等。在造血器官中不同区域
17、的造血微环境不尽一致，每一特定区域适应某种造血细胞增殖，并诱导其向特定方向分化。如幼稚红细胞常位于血窦附近，形成以巨噬细胞为中心的幼红细胞岛（图5-10）。不同发育阶段的红细胞嵌在巨噬细胞周围。,4. 骨髓-血屏障,造血组织内不断成熟的血细胞通过血窦壁进入血液循环，血窦壁成为造血组织和血液循环之间的特殊屏障结构，称为骨髓-血屏障（bone marrow-blood barrier, MBB） ，由血窦壁的内皮细胞及其外周的外膜细胞、周细胞和巨噬细胞组成(图5-11) 。内皮细胞呈扁平状，外膜细胞是一种有分支的成纤维细胞，覆盖在内皮细胞的周围。 血细胞穿越内皮细胞的方式是直接穿越胞质进入血窦。扫
18、描电镜和连续切片透射电镜观察，骨髓血窦内皮无固定的孔，当血细胞通过内皮时，细胞首先压迫内皮细胞外表面，并与内表面相贴，融合，形成临时孔道。当细胞通过内皮后，孔道立即关闭。大多数血细胞，包括粒细胞均可以此方式通过MBB，而有核红细胞，由于胞核质硬，难以通过小孔，在穿壁时胞核留在造血组织内被巨噬细胞吞噬，其余胞质即网织红细胞进入循环。,（二）造血干细胞,造血干细胞（hematopoietic stem cell,HSC）是生成各种血细胞的原始细胞，在一定的造血微环境和因子的调节下，先增殖为各类血细胞的祖细胞，再进一步定向增殖分化成为各类成熟血细胞。出生后造血干细胞主要存在于红骨髓中，约占骨髓有核细
19、胞的0.5。 造血干细胞的发现，最初是通过小鼠脾集落和体外细胞集落形成实验证实的（图5-12）。造血干细胞具有多向分化潜能，能分化成各系造血祖细胞，并由此分化为各系血细胞。造血干细胞的细胞分裂是不对称性有丝分裂，其产生的两个子细胞，一个为分化的造血祖细胞，另一个则保持干细胞的全部特征不变。这样可使造血干细胞在不断分化产生祖细胞的同时又能进行自我复制，保持自身的数量相对稳定。,（三）造血祖细胞,造血祖细胞（hematopoietic progenitor cell, HPC） 是由造血干细胞增殖分化而来的分化方向确定的干细胞，故又称定向干细胞。造血祖细胞表面已出现某些调节因子受体，如EPO、GM
20、-CSF受体等，能接受相应因子的调控而定向分化。 造血祖细胞失去了自我复制的能力。其数量的维持依赖于造血干细胞的增殖分化。但祖细胞仍保持很强的增殖能力，各系造血过程中细胞的大量扩增主要依靠造血祖细胞的增殖。根据分化方向的不同，造血祖细胞可分为：髓系多向造血祖细胞、红系造血祖细胞、粒细胞单核细胞系造血祖细胞、巨核细胞系祖细胞和淋巴系祖细胞。,（四）血细胞发生过程中的形态演变,造血祖细胞经定向增殖分化，形成各系的成熟或终末血细胞。血细胞的这一发生过程可分为原始阶段、幼稚阶段（又可分早、中、晚三期）和成熟阶段。在各系血细胞的发生过程中其形态演变有着以下共同的变化规律（图5-13）：随着血细胞的发生胞
21、体由大逐渐变小，但巨核细胞胞体是由小逐渐变大；胞核由大逐渐变小。红细胞核最终消失，粒细胞核由圆形逐渐变成杆状，最终形成分叶核。核内染色质由细疏逐渐变成粗密，核的着色由浅变深，核仁由明显渐至消失；但巨核细胞核是由小变大呈分叶状。胞质由少变多，嗜碱性逐渐变弱，胞质内特化的功能物质从无到有，并逐渐增加，如红细胞中的血红蛋白，粒细胞中的特殊颗粒等；但单核细胞与淋巴细胞仍保持嗜碱性。细胞分裂能力从有到无，但成熟的淋巴细胞仍有很强的潜在分裂能力。,四、淋巴,淋巴（lymph）是流动在淋巴管内的液体，由组织液渗入毛细淋巴管内而形成。在流经淋巴结后，其中的细菌等异物被清除，淋巴管内的淋巴细胞和抗体，有时还可见
22、单核细胞加入到淋巴液中。机体不同部位淋巴管内的淋巴成分也不同，在不同生理情况下，其成分也会有所变化，如肢体的淋巴亮而透明，含蛋白质约0.5；小肠淋巴管中的淋巴因含许多脂肪小滴而呈乳白色，称乳靡(chyle)，当进食脂肪性食物较多时乳糜中含脂滴也增多；源于肝脏的淋巴中蛋白质约6%。淋巴是组织液回流的辅助渠道，在维持全身各部分的组织液动态平衡中起重要作用。,Thank you,镰状红细胞及正常红细胞,图5-1 血浆和血细胞比积,图5-2 红细胞扫描电镜照片,图5-3 血细胞,1.2.3. 单核细胞 4.5.6. 淋巴细胞 7.8.9.10.11.中性粒细胞 12.13.14. 嗜酸性粒细胞 15.
23、16. 嗜碱性粒细胞 17. 红细胞 18. 血小板,图5-4 中性粒细胞超微结构,图5-5 嗜酸性粒细胞超微结构,图5-6嗜碱性粒细胞超微结构,图5-7 单核细胞超微结构,图5-8 淋巴细胞超微结构,图5-9 血小板超微结构,图5-10 骨髓组织结构,图5-11 骨髓血屏障示意图,图5-12 脾集落形成实验,图5-13 造血干细胞的演化,图5-10 骨髓组织结构,图5-3 血细胞,1.2.3. 单核细胞 4.5.6. 淋巴细胞 7.8.9.10.11.中性粒细胞 12.13.14. 嗜酸性粒细胞 15.16. 嗜碱性粒细胞 17. 红细胞 18. 血小板,图5-3 血细胞,1.2.3. 单核细胞 4.5.6. 淋巴细胞 7.8.9.10.11.中性粒细胞 12.13.14. 嗜酸性粒细胞 15.16. 嗜碱性粒细胞 17. 红细胞 18. 血小板,