动物解剖学与生理学/心血管系统/血液
在本节结束后，您应该了解
- 血液的主要功能
- 术语红细胞压积或血细胞比容 (PCV) 的含义
- 血液中有什么
- 什么是血浆，血浆中有什么
- 红细胞 (RBCs) 的外观和功能
- 白细胞的外观和功能，特别是粒细胞、淋巴细胞和
- 单核细胞
- 血小板和纤维蛋白原在血液凝固中的作用
- 氧气和二氧化碳是如何在血液中运输的
- 一些抗凝剂的名称及其在体内和兽医诊所中的作用
血液是一种独特的含细胞的液体，由心脏通过称为循环系统的管道系统泵送到动物体内。它将氧气和营养物质输送到身体细胞，并将废物（如二氧化碳）从细胞中带走。血液对于保持身体条件恒定也很重要，换句话说，对于维持稳态很重要。它有助于保持酸度或 pH 值稳定，并有助于保持身体恒定温度。血液在防御疾病方面也起着重要作用（在免疫力方面起着重要作用）。
了解血液中有什么的一种简单方法是从动物体内取出少量血液，将其放入含有防止血液凝固的物质（抗凝剂）的试管中。如果您将试管放置几个小时，您会发现它会沉淀成两层。顶层由浅黄色的液体组成，即血浆，底层由红细胞 (RBCs) 组成。如果您仔细观察，您还可以看到这两层之间有一层薄薄的米黄色层。这由白细胞 (WBCs) 组成（见图 8.1）。
上述过程通常通过将血液样本放入离心机中几分钟来更快地完成。该机器就像一个超级脱水机，以每分钟约 10,000 转的速度旋转，并将较重的颗粒（红细胞）压在试管底部。由此产生的样本称为血细胞比容 (P.C.V.) 或红细胞压积。它是衡量血液中红细胞浓度非常有用的指标。对于大多数动物来说，血细胞比容在 30-45% 的范围内。如果低于此范围，则意味着红细胞浓度低，动物贫血。如果读数高于此范围，则可能意味着动物脱水。生活在高海拔地区的动物也有较高的 PCV，以补偿那里的低氧浓度。
图 8.1 - 血液的血细胞比容
血浆由水 (91%) 组成，其中溶解着许多物质。这些溶解的物质包括
- 盐类（或电解质）
- 蛋白质
- 营养物质
- 废物
- 溶解的气体（主要是二氧化碳）
- 以及其他化学物质，如激素
血浆中的盐类以离子或电解质的形式存在，包括钠、钾、钙、氯、磷酸盐和碳酸氢盐。血浆将这些离子输送到需要的地方，例如骨骼所需的钙，它们还有助于将血液的渗透压和酸碱平衡 (pH) 维持在所需的水平内。
血浆中的蛋白质是具有重要功能的大分子。一些蛋白质有助于渗透压（见第 3 章）和血液的粘度（厚度），因此有助于保持血液量和压力稳定。其他蛋白质充当抗体，攻击细菌和病毒，而另一些蛋白质在血液凝固中很重要。从肠道吸收并输送到血浆中细胞的营养物质包括氨基酸、葡萄糖、脂肪酸和维生素。废物包括蛋白质分解产生的尿素。
红细胞也称为 RBCs 或红细胞。它们使血液呈红色。当您在显微镜下观察血涂片时，就像您将在其中一堂实验课上做的那样，您会看到 RBCs 是血液中最常见的细胞。（实际上每毫升约有 500 万个）。如果您专注于单个 RBC，您会看到它们呈圆盘状或甜甜圈状，中央部分很薄，周围是较粗的边缘。这种形状有很多优点，其中一个优点是使细胞能够折叠并通过最窄的毛细血管（见图 8.2）。
图 8.2 - 红细胞或红细胞
哺乳动物的成熟 RBCs 既没有细胞核，也没有其他细胞器，可以被认为是血红蛋白的囊。血红蛋白是一种含有铁的红色蛋白质，与氧气结合，使血液能够将其运输到身体细胞。RBCs 不断地在骨髓中产生，寿命约为 120 天。然后它们在肝脏和脾脏中被破坏，它们组成的分子被回收用于制造新的 RBCs。如果 RBCs 的破坏速度超过 RBCs 的“产生”速度，就会导致贫血。
请注意，如果您碰巧在显微镜下观察鸟类、爬行动物、青蛙或鱼类的血液，您会看到这些脊椎动物的 RBCs 都有一个中央细胞核。
白细胞或白细胞远不如红细胞多。实际上，每 1000 个红细胞中只有一个白细胞。它们实际上不是白色的，而是无色的，因为它们不含血红蛋白，尽管与 RBCs 不同，它们确实有细胞核。如果您制作血涂片并在显微镜下观察它，您很难看到白细胞。要使它们可见，您需要用特殊的染料或染色剂对其进行染色。可以使用多种染色剂，但大多数染色剂会将细胞核染成深紫色或粉红色。染色剂也可能显示出一些白细胞的细胞质中存在的颗粒。白细胞根据细胞核的形状以及细胞质中是否有颗粒分为两大类。
- 1.粒细胞或多形核白细胞（“多形核白细胞”或“polys”）在细胞质中含有颗粒，并具有紫色的叶状核（见图 8.3）。最常见的是（中性粒细胞）可以从毛细血管中挤出来，参与吞噬和破坏外来入侵者，如细菌（见图 8.4）。一些（嗜酸性粒细胞）对抗过敏，在寄生虫感染期间数量增加。其他（嗜碱性粒细胞）产生肝素，阻止血液凝固。
图 8.3 - 粒细胞
图 8.4 - 中性粒细胞从毛细血管中逸出
- 2. 无粒白细胞或单核白细胞具有大的非裂片状细胞核，细胞质中没有颗粒。无粒白细胞有两种类型。最常见的是淋巴细胞，它与免疫反应有关。第二种类型是单核细胞，它是最大的血细胞，通过吞噬作用吞噬细菌等（见图 8.5）。
图 8.5 - 无粒白细胞
血小板
[edit | edit source]除了红细胞和白细胞，血液中还含有称为血小板的小而形状不规则的细胞碎片。它们参与血液凝固（见后文）。
氧气的运输
[edit | edit source]红细胞中血红蛋白的作用是从肺部将氧气输送到组织。事实上，它使血液携带的氧气量是没有任何血红蛋白的情况下能携带的氧气量的25倍左右。
当氧气浓度高时，例如在肺部的血液毛细血管中，血红蛋白与氧气结合形成一种叫做氧合血红蛋白的化合物。这种化合物呈鲜红色，使从受损动脉中喷出的含氧血呈现出鲜红色的特征。当血液到达氧气浓度低的组织时，氧气从血红蛋白中分离并扩散到组织中。大多数静脉中的血红蛋白已经释放了氧气，这种血液被称为脱氧血。它呈紫红色。
一氧化碳中毒
[edit | edit source]一氧化碳是一种无色无味的无味气体，存在于汽车尾气和烟草烟雾中。它与血红蛋白的结合方式与氧气相同，但不会释放。这意味着血红蛋白分子无法将氧气输送到组织，动物或人会窒息。一氧化碳中毒通常是致命的，但可以通过给患者吸入纯氧来治疗，纯氧会慢慢取代一氧化碳。这可以在数值上被认为是一个概率问题：一氧化碳与血红蛋白中铁原子的结合强度是氧气的 200 倍，但这种结合具有动态状态，其中 CO 分子暂时从铁原子中移开，然后取决于氧原子是否足够靠近铁原子以接管静电键。如果周围有足够的氧气分子，一氧化碳分子就会被挤出去，并从铁原子中进一步移开，足以克服一氧化碳对铁部分的 200 倍吸引力。
二氧化碳的运输
[edit | edit source]二氧化碳是细胞产生的废气。它扩散到血液毛细血管中，并通过血液输送到肺部。大部分以碳酸氢根离子的形式存在于血浆中，一小部分直接溶解在血浆中，还有一部分与血红蛋白结合。
其他物质的运输
[edit | edit source]血液将水输送到细胞和器官，以及溶解在血浆中的可溶性食物物质（糖类、氨基酸、脂肪酸和维生素）以及激素。这些物质通过包围细胞的组织液（见本章后面的内容）传递给细胞。血液还从细胞中吸收废物，如二氧化碳和尿素，在将肝脏和肌肉产生的热量分布到全身方面也很重要。
血液凝固
[edit | edit source]当您或您的动物受伤时，很容易看到导致血液凝固的机制。然而，在肠道、肺部和皮肤等经历磨损的区域，轻微的损伤会一直发生。如果没有凝血机制，动物会因轻微损伤和内部出血而迅速死亡。这就是患有血友病等凝血障碍的动物和人以及被杀鼠剂（如华法林）毒害的动物所发生的情况。
血小板在血液凝固中起着重要作用。当血管受损时，释放的物质会导致血小板分解。这会刺激一系列复杂的反应，导致蛋白质纤维蛋白原转化为纤维蛋白。纤维蛋白在伤口表面形成一个致密的纤维网，阻止血液进一步流出。钙和维生素K对凝血过程至关重要，任何缺乏都会导致凝血问题。
血清和血浆
[edit | edit source]当血液凝固时，它会分离成包含大部分细胞和血小板的凝块，留下一种淡黄色的液体。这种液体被称为血清。它看起来像血浆，组成也很相似，但有一个很大的区别。它不含纤维蛋白原，即形成凝块的蛋白质。
抗凝剂
[edit | edit source]抗凝剂是干扰凝血过程的物质。当收集血液用于输血或检测时，通常需要防止血液凝固，为此可以使用多种抗凝剂。含有不同抗凝剂的试管用不同的颜色编码，以便于识别。
- 肝素（颜色代码 - 绿色）是一种由白细胞产生的天然抗凝剂，但也经常在实验室中用于检测铅等重金属的样本。
- EDTA（颜色代码 - 淡紫色）用于常规血细胞计数。
- 氟化物（颜色代码 - 灰色）用于生化检测葡萄糖。
- 柠檬酸盐（颜色代码 - 淡蓝色）用于储存大量血液，例如输血中使用的血液。
溶血
[edit | edit source]溶血是指红细胞质膜的破裂，释放出血红蛋白。我们在讨论渗透压时已经遇到过这个过程，因为溶血通常发生在红细胞置于低渗溶液中时，水通过半透性质膜流入，导致细胞膨胀并最终破裂。因此，在从动物体内采集血液时，务必确保注射器或试管中没有水。由于摇晃试管或抽血过快造成的过度运动也会导致质膜破裂，造成溶血。
血型
[edit | edit source]如果您最近捐过血，您可能知道自己的血型。您的血型可能是 O 型、A 型或 B 型，甚至是最稀有的 AB 型。血型是红细胞表面不同抗原分子造成的。这些抗原会引起抗体的产生，攻击病毒和细菌。输血时了解患者的血型至关重要，因为如果给患者输注不匹配血型的血液，红细胞会粘在一起，阻塞血管，可能导致死亡。
许多动物也有血型。猫有三种血型，在给异国品种输血时，必须非常谨慎地确保血型相容。犬的情况略有不同。它们有几种血型，但第一次输血通常不会有问题。但是，第一次输血会使免疫系统敏感，因此在第二次及以后的输血中可能会出现问题。
当动物接触到各种毒物和毒素时，可能会发生溶血。例如，当动物食用有毒植物、被蛇咬伤或感染破坏红细胞的细菌（溶血性细菌）时，就会发生这种情况。
血液占动物体重的 6% 到 10%，具体取决于物种和生命阶段。当出现称为休克的状况时，动物无法承受超过总血容量 3% 的损失。
- 血液的主要功能是运输氧气、食物、废物等，维持体内平衡，以及防御疾病。
- 血液由液体血浆组成，其中悬浮着红细胞和白细胞。血细胞通常占血液体积的 30% 到 45%。
- 血浆由含溶解物质的水组成，如蛋白质、营养物质和二氧化碳。
- 红细胞含有血红蛋白，用于运输氧气。
- 白细胞防御身体免受入侵。主要分为两种类型
- 颗粒性白细胞包括中性粒细胞、嗜碱性粒细胞和嗜酸性粒细胞。中性粒细胞破坏细菌，数量最多。嗜酸性粒细胞与过敏反应和寄生虫感染有关。
- 非颗粒性白细胞包括淋巴细胞，产生抗体来攻击细菌和病毒，以及单核细胞，吞噬和破坏细菌和病毒。
- 血小板参与血液凝固。
《血液工作表》中的练习将帮助您学习如何识别不同类型的血细胞及其功能。
1. 血液的液体部分被称为
2. 血液中主要有两种类型的细胞。它们是
- a)
- b)
3. 血液中最多的细胞是
4. 红细胞的主要功能是
5. 在显微镜下观察红细胞和白细胞时，您如何区分它们？（至少给出 2 个区别）
6. 血液如何帮助抵抗细菌和病毒的入侵？
7. 如果没有血小板，血液会发生什么？
显示血液成分，包括红细胞、白细胞、血小板和血浆。甚至展示了如何制作血涂片并在血涂片上识别白细胞，以及如何制作和阅读红细胞压积。有些部分稍微太高级了。
- 维基百科提供了关于红细胞和白细胞的良好信息。