动物解剖学和生理学/心血管系统/血液
完成本节后，你应该知道
- 血液的主要功能
- 术语红细胞压积或血细胞比容 (PCV) 的含义
- 血液中包含什么
- 什么是血浆，血浆中包含什么
- 红细胞 (RBC) 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
- 氧气和二氧化碳如何在血液中运输
- 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有细胞的液体，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的细胞中，并带走二氧化碳等废物。血液对保持体内环境稳定，即维持稳态也很重要。它有助于保持酸度或pH值稳定，并有助于维持体内恒定的温度。血液在防御疾病（在免疫中发挥重要作用）方面也起着重要作用。
了解血液中包含什么的一种简单方法是从动物体内取少量血液，将其放入含有防止血液凝固的物质（抗凝剂）的试管中。如果将试管放置几小时，你会发现它会沉淀成两层。顶层由浅黄色液体组成，即血浆，底层由红细胞 (RBC) 组成。如果你仔细观察，你还可以看到这两层之间有一层薄薄的米黄色层。它由白细胞 (WBC) 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。这台机器就像一个超速脱水机，每分钟旋转约 10,000 次，将较重的颗粒（红细胞）压到底部的试管中。得到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的非常有用的指标。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，动物患有贫血。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 P.C.V.，以补偿那里较低的氧气浓度。
图 8.1 - 血液的血细胞比容
血浆由水 (91%) 组成，其中溶解了许多物质。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。血浆将这些离子运输到需要的地方，例如骨骼所需的钙，它们还有助于保持血液的渗透压和酸碱平衡 (pH) 在所需的范围内。
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的体积和压力稳定。另一些蛋白质则作为抗体，攻击细菌和病毒，而另一些则在血液凝固中发挥重要作用。从肠道吸收并运输到血浆中的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 RBC 或红细胞。它们使血液呈红色。当你通过显微镜观察血涂片时，正如你将在其中一个实践课程中看到的那样，你会发现红细胞是血液中最常见的细胞。（实际上每毫升血液中约有 500 万个红细胞）。如果你专注于单个红细胞，你会发现它们的形状像圆盘或甜甜圈，中间有一个薄的部分，周围是更厚的边缘。这种形状有很多优点，其中之一是使细胞能够折叠并穿过最窄的血液毛细血管（见图 8.2）。
图 8.2 - 红细胞或红细胞
哺乳动物成熟的红细胞既没有细胞核，也没有其他细胞器，可以看作是血红蛋白的囊。血红蛋白是一种含铁的红色蛋白质，它与氧气结合，使血液能够将氧气输送到身体细胞。红细胞在骨髓中不断产生，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红细胞。如果红细胞破坏的速度超过红细胞的“产生”速度，就会导致贫血。
请注意，如果你碰巧用显微镜观察鸟类、爬行动物、青蛙或鱼类的血液，你会发现这些脊椎动物的红细胞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 个红细胞中只含有一个白细胞。它们并非白色，实际上是无色的，因为它们不含血红蛋白，但与红细胞不同，它们有细胞核。如果你制作血涂片并在显微镜下观察，你很难看到白细胞。要使它们可见，你需要用特殊的染料或染色剂对其染色。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。染色剂也可能显示一些白细胞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存在颗粒分为两大类。
- 1.粒细胞或多形核白细胞（“多形核”或“多形核”）在细胞质中含有颗粒，并且有一个紫色的裂片状细胞核（见图 8.3）。最常见的（中性粒细胞）可以从毛细血管中挤出，并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，并在寄生虫感染期间数量增加。其他（嗜碱性粒细胞）产生肝素，防止血液凝固。
图 8.3 - 粒细胞
图 8.4 - 中性粒细胞从毛细血管中逸出
- 2. 无粒细胞或单核白细胞具有大的无裂片核，细胞质中没有颗粒。无粒细胞有两种类型。数量最多的是淋巴细胞，它们参与免疫反应。第二种类型是单核细胞，它是最大的血细胞，参与通过吞噬作用吞噬细菌等（见图 8.5）。
图 8.5 - 无粒白细胞
除了红细胞和白细胞外，血液中还含有被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）。
红细胞中血红蛋白的作用是将氧气从肺部运输到组织。事实上，它使血液携带的氧气量比没有血红蛋白时多约 25 倍。
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，使含氧血从受损动脉中喷出时呈现其特有的鲜红色。当血液到达氧气浓度低的组织时，氧气会从血红蛋白中分离出来并扩散到组织中。大多数静脉中的血红蛋白已经释放了它的氧气，血液被称为脱氧血。它是紫红色的。
一氧化碳是一种无色、无味的，在汽车尾气和香烟烟雾中发现的气体。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运输到组织，导致动物或人类窒息。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，纯氧会逐渐取代一氧化碳。这可以从数值上理解为一个概率问题：一氧化碳与血红蛋白中的铁原子结合的强度是氧气的 200 倍，但这种结合具有动态状态，其中 CO 分子暂时从铁原子处移开，然后它取决于氧原子接近铁原子以接管静电键的机会。如果周围有足够的氧气分子，一氧化碳分子会被挤出，并从铁原子处进一步移开，足以克服一氧化碳对铁部分的 200 倍吸引力。
二氧化碳是细胞产生的废气。它扩散到血液毛细血管，并通过血液运输到肺部。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。
血液将水以及可溶性食物物质（糖、氨基酸、脂肪酸和维生素）和溶解在血浆中的激素运输到细胞和器官。这些物质通过组织液（见本章后面）运送到周围的细胞。血液还会从细胞中吸收二氧化碳和尿素等废物，并在将肝脏和肌肉产生的热量分布到全身方面发挥重要作用。
导致血液凝固的机制在你或你的动物受伤时很容易观察到。然而，轻微的伤害会经常发生在承受磨损的部位，例如肠道、肺部和皮肤。如果没有凝血机制，动物会很快因轻微伤害和内部出血而死。这正是发生在患有血友病等凝血障碍的动物和人，以及被瓦法林等杀鼠药毒害的动物身上的情况。
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。这会引发一系列复杂的反应，导致蛋白质纤维蛋白原转化为纤维蛋白。纤维蛋白在伤口上形成一个致密的纤维网络，防止血液进一步流出。钙和维生素 K对凝血过程至关重要，任何缺乏这些物质都可能导致凝血问题。
当血液凝固时，它会分离成含有大部分细胞和血小板的凝块，留下一种淡黄色的液体。这种液体称为血清。它看起来就像血浆，在成分上也相似，但有一个重大区别。它不含纤维蛋白原，即形成凝块的蛋白质。
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，为此可以使用多种不同的抗凝剂。含有不同抗凝剂的试管用不同的颜色进行编码，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，但在实验室中，它也经常与需要检测重金属（如铅）的样本一起使用。
- EDTA（颜色代码 - 淡紫色）用于常规血细胞计数。
- 氟化草酸盐（颜色代码 - 灰色）用于生化检测葡萄糖。
- 柠檬酸盐（颜色代码 - 浅蓝色）用于储存大量血液，例如用于输血。
溶血是红细胞的质膜分解，释放血红蛋白。我们已经在讨论渗透时遇到过这个过程，因为溶血通常发生在红细胞被置于低渗溶液中时，水通过半透性的质膜流入，导致细胞膨胀并最终破裂。因此，在从动物身上采集血液时，务必确保注射器或试管中没有水。过度摇晃试管或用力吸取血液也可能导致质膜破裂，引起溶血。
如果你最近献过血，你可能知道自己的血型。它可能是 O 型血、A 型血、B 型血，甚至 AB 型血，这是一种最稀有的血型。血型是红细胞表面不同分子（称为抗原）的结果。它们会引起抗体的形成，攻击病毒和细菌。在输血时，了解一个人的血型很重要，因为如果给病人输注了另一个不相容的血型的血液，红细胞会粘在一起，堵塞血管，可能导致死亡。
许多动物也存在血型。猫有三种血型，在给异国品种的猫输血时必须非常小心，确保血型相容。狗的情况略有不同。它们有多种血型，但在狗接受第一次输血时通常没有问题。然而，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药和毒素时，在活体动物中也会发生溶血。例如，当动物食用有毒植物、被蛇咬伤或感染了破坏红细胞的细菌（溶血性细菌）时，就会发生这种情况。
血液约占动物体重的6%到10%，具体比例会随着物种和生命阶段而有所不同。动物无法承受超过3%的总血量损失，因为这种情况会导致**休克**。
- 血液的主要功能包括运输氧气、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，其中悬浮着红血球和白血球。血细胞通常占血液体积的30%到45%。
- 血浆由水组成，其中包含溶解的物质，如蛋白质、营养物质和二氧化碳。
- 红血球中含有**血红蛋白**，用来运输**氧气**。
- **白血球**防御外来入侵。主要有两种类型：
- **颗粒白血球**包括**中性粒细胞、嗜碱性粒细胞**和**嗜酸性粒细胞**。中性粒细胞数量最多，负责消灭细菌。嗜酸性粒细胞与过敏反应和寄生虫感染有关。
- **非颗粒白血球**包括**淋巴细胞**，它们产生抗体来攻击细菌和病毒，以及**单核细胞**，它们吞噬并消灭细菌和病毒。
- **血小板**参与血液凝固。
血液工作表中的练习将帮助你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. 血液中主要存在两种类型的细胞。它们是
- a)
- b)
3. 血液中最多的细胞是
4. 红血球的主要功能是
5. 当你通过显微镜观察时，如何区分白血球和红血球？（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？
展示血液成分，包括红血球、白血球、血小板和血浆。甚至展示了如何制作血涂片并在上面识别白血球，以及如何制作和阅读红细胞比容。有些部分略微超前。
- 维基百科提供了关于红血球和白血球的良好信息。