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血液和血细胞发生

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一、血液

血液（blood）是在心血管内循环流动的液态组织，约占体重的7%，成人约5L。血液由血浆（plasma）和血细胞（blood cell）组成。在采取的血液中加入适量抗凝剂（如肝素或枸橼酸钠），经自然沉降或离心沉淀后，血液可分出三层；上层为淡黄色的血浆，下层为细胞，中间薄层膜状为白细胞和血小板（图5-1）。血浆是无形成分，相当于结缔组织的细胞间质，约占血液容积的55%。其中90%是水，其余为血浆蛋白（白蛋白、球蛋白、纤维蛋白原）、脂蛋白、脂滴、无机盐、酶、激素、维生素和各种代谢产物；其余为血液的有形成分，包括细胞、白细胞和血小板。上述试管不加任何抗凝剂，溶解状态的纤维蛋白原转变为不溶解状态的纤维蛋白、网罗血细胞形成血凝块、析出淡黄色清明的液体，称血清（serum）。血液保持一定的比重（1.050~1060）、PH（7.3~7.4）、渗透压，（313mosm）黏滞性和化学成分，以维持各种组织和细胞生理活动所需的适宜条件。

血细胞约占血液容积的45%，包括红细胞、白细胞和血小板。在正常生理情况下，血细胞和血小板有一定的形态结构，关有相对稳定的数量。血细胞形态结构的光镜观察，通常采用Wright或Giemsa染色的血涂的测定称为血象。患病时，血象常有显著变化，故检查血象对了解机体状况和诊断疾病十分重要。

（一）红细胞

红细胞（erythrocyle redblood cell）呈双凹圆盘状，直径7.5~8.5um，中央较薄（1.0um），周缘较厚（2.0um），故光镜下观察血涂片标本发现中央染色较浅、周缘较深。在扫描电镜下，可清楚地显示红细胞这种形态特点（图5-3）。红细胞的这种形态使它具有较大的表面积（约140um²），从而能最大限度地适应其功能——携带O₂和CO₂。

成熟的红细胞内无细胞核，也无细胞器，胞质内充满了血红蛋白（hemoglobin，Hb）。血红蛋白是一种含铁的蛋白质，约占红细胞重量的33%。正常成年人每升血液中血红蛋含量，男性约120~150g，女性约105~135g。它具有结合与运输O₂      和CO₂的功能，所以足够的血红蛋白含量能保证全身组织和细胞所需O₂供给，并带走组织和细胞所产生的大部分CO₂，以保证机体正常的代谢平衡。

红细胞的寿命一般为120天，红细胞有一定的弹性和可塑性，通过毛细血管时可改变形状，这是因为红细胞膜固定有一个能变形的圆盘状网架结构上，称红细胞膜骨架（erythrocyte membrane skeleton）。衰老的红细胞则变脆，不能变形，在通过 脾脏和肝脏时被巨噬细胞吞噬清除。与此同时，每天都有新生的未完全成熟的红细胞从骨髓进入血液，这些红细胞内还残留部分核糖体，用蝗焦油蓝染色呈细网状，称为网组织红细胞（reticulocyte）未完全成熟的红细胞在血液中大约经过一天后完成熟，核糖体完全消失。在成人，网织红细胞占红细胞总数的0.5%~1.5%。在骨髓造血功能发生障碍的病人，网织红细胞计算降低。而如果盆血患者的网织红细胞计数增加，说明治疗有效。

红细胞膜除具有一般细胞膜的共性外，还存有一类镶嵌蛋白质，它决定着人类的血型系统如：ABO血型抗原、Rh抗原等。这在临床输血时有重要意义，如血型不合可造成血红胞破裂，血红蛋白逸出即溶血（hemolysis）。溶血后残留的红细胞膜囊称血影（erythocyte ghost）。

（二）白细胞

白细胞（leukocyte,white blood cell）为有核的球形细胞，体积比红细胞大，能做变形运动，具有防御和免疫功能。成人白细胞的正常值为（4~10）×10⁹/L。男女无明显差别，可受各种生理因素的影响，如劳动，运动、饮食及妇女月经期，均略有增多。在疾病状态下，白细胞总数及各种白细胞的百分比值皆可发生改变。光镜下，根据白细胞胞质有无特殊颗粒，可将其分为有粒白细胞和无粒白细胞两类。有粒白细胞、嗜碱粒细胞。无粒白细胞有单核细胞和淋巴细胞两种（图5-2）。各种白细胞的比例是临床医生常用的血液指标之一（表5-1）

表5-1  血细胞分类和正常值

1、中性粒细胞（neutrophilic granulocvte.meutro-phil）是白细胞中数量最多的一种。细胞呈球形，直径10~12um。光镜下核深染，形态多样，有的呈腊肠状，称杆状核；有的呈分分叶状，叶间有细丝相连，称分叶核。分顺核一般分为2~5叶，正常人以2~3叶者居多。在某些疾病情况下，如急性炎症感染，杆状叶的细胞增多，称为核右移。一般说核分叶越多，表明细胞越近衰老。

中性粒细胞的胞质较丰富，胞质染成粉红色，含有许多细小颗粒，其中浅紫色的是嗜天青颗粒（azurophilic granule），浅红色的为特殊颗粒（specific granule）。嗜天青颗粒约占总数的20%，体积较大，呈圆形或卵圆形，直径0.6~0.7um（图5-4），电子密度高（图5-5），是一种溶酶体，含酸性磷酸酶、过氧化物酶和很多种水解酶等，能消化分解吞噬的细菌和异物等。特殊颗粒约占颗粒总精的80%，体积小，直径0.3~0.4um，数量多，呈哑铃或椭圆形，含有碱性。

中性粒细胞具有很强的趋化作用和吞噬功能，当机体受细菌等病原微生物侵犯时，中性粒细胞受细菌产物与感染组织释放的某些化学物质的趋化作用，穿出血管，聚集在细菌侵犯部位，吞噬细菌，形成吞噬体。吞噬体与特殊颗粒和溶酶体融合，细菌即被颗粒内的各种水解酶、氧化枰、溶菌酶等杀死，并消化分解。因此，机体受某些细菌感染时，白细胞总数增加，中性粒细胞的比例也显著提高。中性粒细胞在吞噬细菌后，自身也死亡成为脓细胞。中性粒细胞从骨髓进入血液，约停留6~8小时，在组织中可存活2~3天。

2、嗜酸粒细胞（eosinophilic granulocyte,eosino-phil）呈球形，直径10~15um。光镜下，核为分叶状，以2叶核居多，胞质内充满粗大、均匀、呈橘红色并略带折光性的嗜酸性颗粒（直径0.5~10um）（图5-6）。电镜下，颗粒多呈圆形或椭圆形，有膜包被，内含颗粒状基质和方形或长方形晶体（图5-7）。颗粒含有酸性磷酸酶、芳基硫酸酯酶、过氧化物酶和组胺酶等，因此也是溶酶体。

嗜酸粒细胞也能做变形运动，并具有趋化性，可吞噬异物或抗原一抗体复合物，灭活组胺或抑制其释放，从而减弱过敏反应；还可借助抗体与某些寄生虫结合，释放颗粒内物质，杀死虫体或虫卵。因此在过敏性疾病和寄生虫病的时候嗜酸粒细胞有所增多。嗜酸粒细胞在血液中一般停留6~8小时，在组织中可存活8~12天。

3、嗜碱粒细胞（basoophilic granulocyte,basophil）数量最少，细胞呈球形，直径10~12um。光镜下，核呈分叶状、S形或不规则形，着色较浅。胞质内含有大小不等、分布不均、蓝染的哮碱颗粒，覆盖在核上并将其遮盖（图5-8）。电镜下，嗜碱性颗粒内含有细小微粒，呈均匀状或螺纹状分布（图5-9，图5-10）。颗粒内含有肝素、组胺和白三烯等，这些物质可使平滑肌收缩，小血管通透性增高，因此，颗粒内容物释放，可导致过敏反应。轻者表现为荨麻疹，重者可出现过敏性休克。嗜碱粒细胞在组织中可存活12~15天。嗜碱粒细胞与肥大细胞来源于骨髓中的同种造血祖细胞，部分祖细胞在骨髓在骨髓中分化为嗜碱粒细胞后进入血液，部分祖细胞在幼稚阶段进入血液，然后进入结缔组织，分化为肥大细胞。

4、单核细胞（monocyte）是白细胞中体积最大的细胞，直径14~20um，呈圆形或椭圆形。光镜下，核呈卵圆形，肾形、马蹄形或不规则形等；核常偏位，染色质着色较浅。胞质丰富，呈弱嗜碱性含有许多细小的嗜天青颗粒（图5-11）。颗粒内含有过氧化物酶、酸性磷酸酶、非持异性酯酶和溶菌酶，这些酶不仅与单核细胞的功能有关，而且可作为与淋巴细胞的鉴别点。电镜下，细胞表面有皱褶和微绒毛，胞质内有许多吞噬泡、线粒体、粗面骨质网和颗粒（图5-12）。单核细胞具有活跃的变霰运动、明显的趋化性和一定和吞噬功能。单核细胞是巨噬细胞的前身，单核细胞在血液中停留12~48小时，然后时入结缔组织或其他组织，分化为巨噬细胞等具有吞噬功能的细胞。

5、淋巴细胞（lymphocyte）呈圆形或椭圆形，大小不等。直径6~8um的小淋巴细胞最多，9~12um的为中淋巴细胞，13~20um的为大淋巴细胞。光镜下，核圆形占细胞的大部，一侧有小凹陷，染色质致密呈块状，胞质很少，染成蔚蓝色，含少量嗜天青颗粒。中淋巴细胞和大淋巴细胞的核椭圆形，染色质较疏松，着色浅，胞质较多，可见少量嗜天青颗粒（图3-15）。电镜下，胞质内主要是大量的游离核糖体，其他细胞器均不发达（图5-14）

淋巴细胞可根据它们的发生部位、表面特征、寿命长短和免疫功能的不同，分为T细胞、B细胞和自然杀伤（NK）细胞等类型。周围血中的T细胞数较多，约占淋巴细胞总数的75%，它参与细胞免疫，如排斥异体移植物、抗肿瘤等，并具有免疫调节功能；B细胞则占10%~15%，受抗原刺激后增殖分化为浆细胞、产生抗体，参与体液免疫。

（三）血小板

血小板（blood platelet）是骨髓中巨核细胞脱落下来的胞质小块，故无细胞核，表面有完整的细胞膜。血小板体积甚小，直径2~4um，呈双凸扁盘状。正常数值为（）100-400）×10⁹/L。血小板受到机械或化学刺激时，则伸出突起，呈不规则形。光镜下观察血涂片发现血小板成簇成群分布，单个知小板常呈多角形，中央部分有着蓝色紫色的颗粒，称颗粒区（granulomere）：周边部呈均质浅蓝色，称透明区（hyalomere）（图5-15）。电镜下，血小板的膜表面有糖衣、细胞内无核，有较多的细胞器，如小管系，线粒体、微丝和微管、血小板颗粒和糖原颗粒等（图5-16）。其中血小板颗粒包括特殊颗粒、致密颗粒等，它们与膜上的凝血因子一道参与血液凝固的多个环李而启动凝血过程。

二、淋巴

淋巴（lymph）是在淋巴管内流动的液体，由组织液渗入毛细淋巴菌等异物被清除，并增加了淋巴细胞和抗体等成分，有时还有单核细胞和粒细胞，最终汇入静脉，淋巴的组成成分和细胞数量是因淋巴回流部位而异。如肢体的淋巴清亮透明，小肠的淋巴因含吸收的大量脂滴而呈乳白色、称乳糜（chyle），肝的淋巴内含有大量血浆蛋白。淋巴是组织液回流的辅助渠道，在维持全身各部组织液动态平衡和滤过防御作用中起重要作用。

三、骨髓和血细胞发生

人的血细胞最初是在胚胎时期卵黄囊壁的血岛生成，随着卵黄囊血管的出芽成网并成胚体的血管连通，血岛的造血干细胞便迁移到胚体内，先后播散到肝脏和骨髓等器官内，造备干细胞壁增殖分化成各种血细胞，从胚胎后期至出生后，骨髓成为主要的造血器官。

（一）骨髓的结构

骨髓是人体最大的造血器官，占体重的4%~6%，分为红骨髓（red bone marrow）和黄骨髓（yellow bone marrow）。胎儿及婴儿时期的骨髓都是红骨髓，从5岁开始，长骨骨干内的骨髓出现脂肪组织，并随年龄增长而逐渐增多，最后成为黄髓，这时，红骨髓则主要分布在扁骨，不规则骨和长骨骺端的骨松质中造血功能活跃。黄髓髓内仅有少量幼稚血细胞，当机体需要时，这些有分化潜能的造血细胞可转变为红骨髓进行造血。在组织结构上，红骨髓主要由造血组织和血窦组成。

1、造血组织   由网状组织构成的支架和堆积在上面的各发育阶段的造血细胞所组成。网状组织包括网状细胞和网状纤维；网孔中除各种造血细胞外，还有少量造血干细胞、巨噬细胞、脂肪细胞和间充质细胞等（图5-17），它们形成骨髓中的基质细胞，与骨髓内的神经成分、微血管、基质等成分一起构成血细胞生长的造血诱导微环境（hemopoietic inductive microenvironment）。调节造血细胞的增殖和分化。在骨髓内，幼稚红细胞常位于血窦附近并嵌附在巨噬细胞表面，构成幼红细胞岛（erythroblastic islet）（图5-18），成熟后穿过内皮成为周围血中的网织红细胞；幼稚粒细胞则多远离血窦，至晚幼粒细胞才接近并穿入血窦。巨核细胞常常紧靠血窦内皮间隙，将指状胞质突起伸入窦腔，脱落形成血小板。这种分布状况表面造血组织的不同部位具有不同的微环境造血诱导作用。

2、血窦（sinosoid）骨髓内扩大的毛细血管，腔大而迂曲，形状不规则。窦壁衬贴有孔内皮，内皮基膜不完整，呈断续状，基膜外有扁平多突的周细胞覆盖。（图5-19）。当造血功能活跃，覆盖面减小，利于血细胞穿过。血窦壁内外的单核细胞和巨噬细胞，有吞噬清除血流中异物、细菌及衰老细胞的功能。

（二）造血干细胞和造血细胞

在骨髓内，造血干细胞（hematopoietic stem cell）又称多能干细胞（multipotial stem cell），经微环境的调节增殖分化成造血祖细胞（hematopoietic prog-enitor），失去了多能分化能力，但能向一个或多个细胞系定向分化，故称定向干细胞（committed stem cell）。

1、造血干细胞   源于受精3周时的人胚卵黄囊血岛，随血岛四周出芽血管的建立并与胚体循环连通，经血流迁入胚肝，开始造血。出生后，造血干细胞则主要存在于红骨髓，其次实验和体骨实验都证实了造血干细胞的存在，其基本特征是：有很强的增殖潜能；有多向分化能力；有自我复制能力。造血干细胞的形态结构，至今尚无定论，说法不一。

2、造血祖细胞   由造血干细胞分化而来，形成的分化方向确定的干细胞，也称定向干细胞（committed stem cell），能分化成不同的，形态可辨认的幼稚细胞系（图5-20）。目前已确认造血祖细胞有：①红细胞系造血祖细胞。②中性粒细胞一巨噬细胞系造血祖细胞。③巨核细胞系造血祖细胞。

（三）血细胞发生过程的形态演变

血细胞的发生从幼稚到成熟大致可分为三个时期：原始阶段、幼稚阶段（又分早、中、晚三期）和成熟阶段。每个阶段都有自己的形态结构特点，是血液病诊断的重要依据。一般规律大致如下：①胞体由大变小，而巨核细胞的发生则由小变大。②胞核由大变小，红细胞核最后消失，粒细胞核由圆形逐渐变杨杆状乃至分叶状，巨核细胞的核由小变大呈分叶状；染色质逐渐变粗密，核仁渐消失。③胞质由少增多，嗜碱性逐渐变弱，但单核细胞和淋巴细胞仍保持浅嗜碱性；胞质内的特殊结构如血红蛋白、特殊颗粒、嗜天青颗粒等均由无到 有，并逐渐增多。④细胞分裂能力逐渐减弱到消失，保淋巴细胞仍有很强的潜在分裂能力。

1、红细胞发生   历经原红细胞（proerythroblast），早幼红细胞（early erythroblast）、中幼稚细胞（interme-doate erythroblast）、晚幼红细胞（late erythroblast），后者脱去胞核成为网织红细胞，最终成为成熟红细胞。红细胞的成熟大约需3~4天。各阶段红细胞的一般形态特点见表5-2和图5-21。

表5-2   红细胞发育阶段特点

2、粒细胞发生   历经原粒细胞（myeloblast）、早幼粒细胞（promyelocyte）、中幼粒细胞（myelocyte），晚幼粒细胞（metamyelocyte）进而分化为成熟的杆状核和分叶核粒细胞，成熟过程约需4~6天。各阶段粒细胞的一般形态特点见表5-3

表5-3  粒细胞发育各阶段特点

3、单核细胞发生，经过原单核细胞（monoblast）和幼单核细胞（promonocyte）变为单核细胞（图5-22）。在骨髓内，幼单核细胞增殖力很强，当机体需要时（如出现炎症或免疫功能活跃），能加速分裂增殖，以提供大量的单核细胞。

4、血小板发生   经原巨核细胞（megakaryoblast）、幼巨核细胞（promegakaryocyte）发育为巨核细胞，其胞质块脱落形成为血小板（图5-23）。在幼巨核细胞时，胞体变大，核常呈肾形，胞质内出现血小板颗粒，核经数次分裂形成巨核，胞体不分裂而变大。巨核细胞呈不规则形，直径40~70um，核呈分叶门面。胞质内有许多滑面内质网形成的网状小管，状胞质分隔成若干小区，每个小区即是一个未来的血小板，内含颗粒。有时可见到巨核细胞伸出胞质突沿血窦壁伸入窦腔内，其末端膨大脱落即形成血小板（图5-19）。每个巨核细胞可生成约2000个血小板。

5、淋巴细胞发生  一部分淋巴性造血干细胞经血流进适应症胸腺皮质，分化为T细胞，一部分在骨髓内发育为B细胞和NK细胞。淋巴细胞的发育主要表面为细胞膜蛋白和功能状态的变化，形态结构的演变不很明显，故不易从形态上划分淋巴细胞的发生和分化阶段。

【常见血液病理与组织学基础】

1、消化道大出血   正常人体内的血量占体重的7%~8%，由于某种原因造成身体失血，当失血量在10%时，机体可以及时代偿，不出现任何症状，失血量在20%时，身体可表面出疲乏，心悸、记忆衰退，动则出汗、怕冷等。失血量达到30%，患者表面烦躁不安、面色苍白，四肢冰冷，昏迷，血压下降，心率增加等，并立即休克。上消化道出血是指十二指肠以上的消化管道出血，发病急，有明显的诱因，通常是胃和十二指肠的溃疡侵破较大的血管所至，表现为呕血或解柏油大便，全身呈休克状态，在临床上必须高度重视，全力抢救，防止病情恶化危及生命。

2、营养性缺铁性贫血    贫血是血液内成分低下，突出表现为红细胞数目成少（RBC）低于40×10⁹/L 或血红蛋白量减低（Hb于100g/L）。引起的原因很多，可以是原材料的缺乏（如营养不良，缺铁）、长期慢性失血（月经过多、痔疮等）、血液的再生障碍等等。贫血的原因一旦找到，需要尽快消除病因，如及时足量补充体内缺乏的物质（蛋白、铁等等），治疗慢性病（痔疮手术等），我们无论在任何条件下，首先要保证营养供给，防止营养性贫血的发生，维护大众的身体健康。

3、过敏性哮喘   过敏反应是指再次接触相同抗原后，机体发生的一种生理功能紊乱和组织损伤为主的病理过程，又称变态反应。当过敏原反复进入机体时，便与体内的肥大细胞和血液中的嗜碱粒细胞膜上的IgE结合，肥大细胞和嗜碱粒细胞被激活，它们就释放含有白三烯、组胺、5-羟色胺的颗粒，这些物质使血管内皮细胞间隙扩张、平滑肌收缩，从而使机体过敏。轻者表面皮肤过敏、过敏性哮喘、过敏性哮喘是机体过敏后、气管、支气管平滑肌痉挛性收缩而管腔变小；黏膜腺体分泌增加和血管通透性增加而水肿，致使黏膜水肿而气道狭窄，引起呼吸困难，满肺哮鸣音等。

4、急性感染性疾病   致病微生物入侵人体，突破皮肤或黏膜防线后进入人体（如各种感染）体内的防御系统会立即启动，予以抵抗，这时骨髓内的粒细胞系统、单核细胞系统、淋巴细胞系统紧急动员、通过分裂增殖，产生大量的成熟或非成熟的白细胞释放入周围血液，我们在血液检查时发现白细胞总数增加，分类记数也增加，形态学检查显示有大量的年幼白细胞。反之，白细胞总数增加、某一种白细胞分类记数增加，提示体内有感染存在。

5、白血病   人体的某些疾病可以从血液检查中发现，但是，血液本身的疾病，有时却难在血液常规检查中发现，需要找血细胞发生的源头——骨髓。白血病是造干细胞的克隆性恶性疾病，在骨髓和其他造血组织中白血病细胞大量增生聚集，出现骨骼疼痛等；正常的造血受到抑制而表现出广泛出血、贫血、反复感染等症状。有时白血病的周围血象可以不发生较大的变化，难以通过血常规检查而做出正确判断，而骨髓穿刺检查，显示白血病的原始细胞明显增多，而较成熟的中间阶段细胞缺如，正常的红细胞和巨核细胞减少等表面。而白血病原始细胞形态改变特点可以早期明确诊断，对及时治疗，提高存活率有重要意义。