畜禽生理學(xué)血液

1、第三章 血液生理,本章要求：了解血液的組成、理化特性掌握血細胞和血漿的生理機能理解血液凝固、纖溶和血型的含義。,概述,一、體液與內(nèi)環(huán)境體液 （body fluid）,細胞內(nèi)液（占體重40%）細胞質(zhì) 細胞外液（占體重20%） 其中1/4-血漿 3/4-組織液、淋巴液、腦脊液、尿液等,當一個人的體重是70公斤時,二、血液的主要生理功能,1. 運輸功能 2. 緩沖功

2、能 3. 參與生理性止血 4. 機體的防御功能 5. 維持體溫的相對恒定,第一節(jié)、血液的組成及性質(zhì),一、血液的組成,（一）生物學(xué)組成 血細胞(blood cell)： 紅細胞（red blood cell, erythrocyte） 白細胞（white blood cell, leucocyte） 血小板（platelet）,血漿(plasma)：血液流出后，加入抗凝劑，其中的液體部分。,血清（serum

3、）：血液流出后，發(fā)生血液凝固后的液體部分。,血清與血漿的區(qū)別？如何制備動物的血清和血漿？,血清與血漿的區(qū)別：血清中不含纖維蛋白原；凝血因子的種類和量減少；血清含有凝血過程中由血管內(nèi)皮細胞和血小板釋放的物質(zhì)。制備方法：采取新鮮血液，加入不含抗凝劑的試管中，待其凝固形成血塊，血塊收縮析出的淡黃色液體為血清。采取新鮮血液，加入含抗凝劑的血管中，經(jīng)離心，上層的黃色液體為血漿。,紅細胞比容（hematocrit value, HCV）=血球

4、壓積（packed cell volume，PCV）:血細胞在全血中所占的容積百分比。,（二）化學(xué)組成,全血：水（80%），固體物（無機物、有機物）,固體物,不含氮有機物：葡萄糖、乳酸、酮體等,非蛋白含氮物：氨基酸、尿酸、尿素等,,白蛋白 (al·bumin)球蛋白 (·globulin)纖維蛋白原 （ fi·brinogen）,,可再分為αβγ,其中的γ都是免疫性抗體（antibody）,可分為

5、IgM, IgG, IgA, IgD, IgE五種。,血漿蛋白經(jīng)電泳后可分為三種,抗體（antibody, Ab） ：均為糖蛋白，與抗原非共價結(jié)合。: 定義：機體免疫細胞被抗原激活后，由分化成熟的終末B細胞---漿細胞，合成、分泌的一類能與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合的具有免疫功能的球蛋白。,作用：1、直接中和病毒、細菌、毒素,2、介導(dǎo)細胞免疫應(yīng)答，促進巨噬細胞吞噬作用，T細胞和NK細胞的殺傷作用,3、激活補體系統(tǒng)，以發(fā)揮溶菌作用。,抗體的基

6、本結(jié)構(gòu) (一)重鏈（heavy chain，H） 2條 輕鏈（light chain，L） 2條 (二)可變區(qū)（variable region, V區(qū)） 恒定區(qū)（constant region, C區(qū)） (三)超變區(qū)（ hyper-variable region, HVR),又稱 互補決定區(qū)(complementary determining

7、 region, CDR） 骨架區(qū)（framework region, FR） (四)鉸鏈區(qū)（hinge region）,=二硫鍵，F(xiàn)ab(fragment antigen-binding), Fc(fragment crystallized),,,,V+C,V+C,V,C,V,CL,CH1,CH2,CH3,IgG,IgD,IgA重鏈CH1-CH2間Fab的V與C之間存在另

8、一個,輕鏈的C鏈有兩種κ，λ，重鏈的C鏈有五種μγαδε，構(gòu)成五種IgG, IgA, IgD, IgE, IgM.,抗體的功能區(qū)（domain） 輕鏈:VL，CL 重鏈:VH，CH1，CH2，CH3(IgG、IgA 和IgD) 多一個CH4（IgM和IgE）,抗體的水解片段 木瓜蛋白酶（Papain） ? IgG Fab段(fragment of antigen- binding,抗原結(jié)合片段)

9、 Fc段（fragment crystalizable,可結(jié)晶片段） 胃蛋白酶（Pepsin）? IgG F( ab′)2 pFc ′,1.連接鏈（joining chain，J鏈) 2.分泌片（secretory piece, SP）,各類免疫球蛋白的特性和功能,,二、血液理化特性,1.血液的比重 （1.050-1.060）,2.血液的黏滯性 主要決定于血細胞數(shù) 血液：4~5

10、 血漿：1.6~2.4,3.血漿滲透壓 0.85%NaCl滲透壓取決于溶液中溶質(zhì)顆粒的多少，而與溶質(zhì)的種類和顆粒大小無關(guān)。血漿滲透壓（37℃時7.6atm;771.0kpa;5770mmHg=人體血漿（290 mOsmol kg-1））分為晶體滲透壓（占99.5%，767.5kpa,葡萄糖、尿素、電解質(zhì)等）和膠體滲透壓（占0.5%,2.7~4.0kpa,20~30mmHg，蛋白，禽類低，鴿11mmHg，雞8mmHg。高于組織液

11、若干倍）。,血管中水份的去留主要取決于血漿膠體滲透壓，而不是血漿晶體滲透壓。,4.酸堿度 7.2 ~ 7.5,碳酸氫鹽緩沖對：NaHCO3/H2CO3（堿貯，alkali reserve） 磷酸氫鹽緩沖對: Na2HPO4/NaH2PO4 蛋白質(zhì)緩沖對: Na.Pro/H.Pro; O2.Hb/H.Hb,肺排出CO2、腎不斷排出中和過多酸或堿生成的鹽。,第二節(jié) 血細胞及其功能,一、紅細胞生理（一）紅細胞的形態(tài)和數(shù)量

12、 1、形態(tài)：雙凹圓盤形，無核，但駝科和鹿科動物的成熟紅細胞為卵圓形。平均直徑：兔7.1，馬5.4，牛5.6，豬6.2，人8μm，雞7.5~12(10.7×7.1)，鴨12.8×6.6。,是進化特征：自身代謝弱、耗能低，表面積/體積之比較球形大，氣體擴散面積大；擴散距離短；利于紅細胞的變形，擠過口徑比它小的毛細血管、血竇空隙。,脾竇（splenic sinusoid）：寬約12～14μm形狀不規(guī)則，相互吻合成網(wǎng)，位

13、于脾索之間。竇壁由長桿狀內(nèi)皮細胞縱向排列而成，細胞間隙2～5μm， （人紅細胞直徑8μm），內(nèi)皮外基膜不完整，網(wǎng)狀纖維環(huán)繞血竇。形成柵欄狀多縫隙結(jié)構(gòu)，有利于血細胞的穿透。竇壁附近有較多的巨噬細胞。,2、數(shù)量：人400-500萬/mm3機體的紅細胞數(shù)目、Hb含量之一或二者均低于正常值時，可判定為貧血。主要原因：營養(yǎng)不良（缺Fe、Cu、V）、受傷失血或寄生蟲侵襲（腸道蠕蟲或虱）及理化因素。輻射、X-線、苯對骨骼造血有毒害作用。妊娠或泌乳

14、時也可能低于正常。,（二）、紅細胞的生理特性 1. 選擇通透性：對于離子具有選擇通透性,2、滲透脆性 ：紅細胞在低滲溶液中會發(fā)生溶血現(xiàn)象，說明紅細胞具有滲透脆性等滲溶液（臨床、生理實驗，5%葡萄糖）（0.42%,0.35%人）等張溶液——不能自由通過細胞膜/尿素（1.9%是等滲溶液卻不是等張溶液，可使紅細胞發(fā)生溶血）。,3、懸浮穩(wěn)定性：紅細胞在血液中懸浮、不易下沉的特性。 生病時血沉（紅細胞在第一小時時下沉的距離, erythr

15、ocyte sedimentation rate, ESR）加快,二、白細胞生理1、分類：分成五種 中性粒細胞 嗜酸性粒細胞 嗜堿性粒細胞,單核細胞 淋巴細胞,,,2、白細胞的生理功能,名 稱 百分比 主要功能,中性粒細胞 50~70% 吞噬與消化 嗜酸性粒細胞

16、 2~4% 參與過敏反應(yīng) 嗜堿性粒細胞 0.5~1% 參與變態(tài)反應(yīng) 淋巴細胞 20~40% T細胞 - 細胞免疫 B細胞 -

17、體液免疫 單核細胞 4~8% 吞噬、免疫,,,,,,三、血小板生理,（一）血小板的形態(tài)、數(shù)量循環(huán)血液中的血小板是無色、無核的透明小體，比紅細胞小。血小板的數(shù)量（人150~350×109/L）可隨機體情況而發(fā)生變化，如劇烈運動和妊娠期顯著增加（妊娠診斷），大量失血和組織損傷時則顯著減少。,,,,血涂片掃描電鏡圖，黃色為血小板，綠色淋巴細胞，玫瑰色

18、為單核細胞.,（二）血小板的生理功能,加速血液凝固（blood coagulation, 血液從液體變成固體的過程）過程 促進止血 保持血管壁的完整性：沉著、填補、融合。血小板太少時（150~350×1019/L，50以下時），上述功能難以完成，易出血。微小創(chuàng)傷或僅血壓增高也使皮膚和粘膜下出現(xiàn)出血瘀點，甚至大塊紫癜。,（三）生理止血 1. 小血管收縮 2. 形成松軟的

19、止血栓 3. 形成堅硬的止血栓,四、血細胞的生成與破壞,(一) 造血過程的調(diào)節(jié),三類血細胞均起源于造血干細胞。在個體發(fā)育過程中，造血器官的變化：胚胎發(fā)育早期（卵黃囊） →胚第二個月始（肝、脾） → 胚第五個月后（骨 髓） → 出生（骨髓外造血，代償作用）,兒童4歲后，骨髓腔的增長速度超過造血組織增加的速度，脂肪逐步填充多余的骨髓腔。到18歲左右，雖然只有脊椎骨、肋骨、胸骨、顱骨和長骨近端骨骼處才有造血骨髓，但造

20、血組織的總量已很充裕。成年如出現(xiàn)骨髓外造血，則是造血功能紊亂的表現(xiàn)。,,,(二) 紅細胞生成的調(diào)節(jié),1.紅細胞生成所需的主要原料：蛋白質(zhì)和鐵 與紅細胞成熟和發(fā)育相關(guān)的重要因子：葉酸和VB12）作為DNA合成時的輔酶。,VB12含鈷。VB12的吸收須有內(nèi)因子和R結(jié)合蛋白的參與。R(rapid)蛋白是一種電泳速度很快的血漿蛋白，內(nèi)因子由胃的壁細胞分泌，糖蛋白，分子量50~60 Kd。在酸性胃液中VB12與R蛋白結(jié)合，到了小腸上段，

21、VB12與內(nèi)因子結(jié)合，至回腸段被吸收入門脈系統(tǒng)?；嘉s性胃炎時同時伴隨惡性貧血葉酸缺乏與VB12缺乏時都引起相似的巨幼紅細胞性貧血，即大細胞性貧血（骨髓原血細胞分裂增殖障礙，發(fā)育停滯），VB12缺乏時，還伴有神經(jīng)系統(tǒng)和消化系統(tǒng)癥狀。,2.紅細胞生成的調(diào)節(jié),促紅細胞生成素（erythro`poietin, EPO）奧運會禁用的興奮劑。 其它激素（雄激素、甲狀腺激素和生長激素）,（一）定義：,第三節(jié)、血液凝固(blood coagu`l

22、ation),血液凝固: 血液由溶膠狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟z狀態(tài)的過程，它包含著由一系列凝血因子參與的、復(fù)雜的蛋白質(zhì)的酶解反應(yīng)，其最后階段表現(xiàn)為血漿中的可溶性的纖維蛋白原轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苄缘慕z狀纖維蛋白。,,,,（二）凝血因子血漿與組織中直接參與血液凝固的物質(zhì)，稱為凝血因子。,根據(jù)其發(fā)現(xiàn)的先后順序，由國際凝血因子命名委員會以羅馬數(shù)字編號命名，共有12種，即凝血因子Ⅰ-ⅩIII。,除鈣離子與磷脂以外，其余已知的凝血因子都是蛋白質(zhì)，絕大多數(shù)是蛋白酶，它們

23、在血液中都是以無活性的酶原形式存在，必須通過其它酶的水解作用才具有酶的活性。,,XIIa,,,,第一步 凝血酶原激活物的形成 凝血酶原激活物：Xa、V、Ca2+,（三）、血液凝固的步驟,Blood Vessel Injury,IX,IXa,,XI,XIa,,,X,Xa,,,XII,XIIa,,,Ⅱ,Ⅱa,Fibrinogen,Fibrin monomer,XIII,,,,,,,,Fibrin p

24、olymer,,,PK,K,VIII PF3 Ca2+,,V PF3 Ca2+,,1. 內(nèi)源性凝血途徑 參與凝血的凝血因子全部來自血液的凝血途徑。,,2. 外源性凝血途徑 指凝血的組織因子（組織凝血激酶，Ⅲ因子）是來自組織，而不是來自血液的凝血途徑，故又稱為凝血組織因子途徑。,（四）、抗凝和促凝措施,1. 機械因素,2. 溫度因素,3. 化學(xué)因素（檸檬酸鈉、草酸鹽）,4. 生物學(xué)因素（腎上腺素、維生素K、

25、肝素 、雙香豆素等）,,,第四節(jié)、纖維蛋白的溶解,（一）纖溶（fibri`nolysin system） 指在纖溶系統(tǒng)的作用下凝膠狀態(tài)的纖維蛋白降解為可溶性的纖維蛋白分解產(chǎn)物的過程。,（二）纖溶的基本過程,纖溶酶原,,,,,纖溶酶,纖維蛋白 纖維蛋白原,纖維蛋白 降解產(chǎn)物,抑制物,(一),(+),（三）纖溶的生理意義,1. 使生理止血過程中所產(chǎn)生的血凝塊能隨時溶解，從而防止血栓形成，保證血流暢通；,2. 參與組織修復(fù)、

26、血管再生等多種功能。,失血小于等于10%：數(shù)分鐘動脈血壓回升，1小時水、無機鹽、恢復(fù)，2天血漿蛋白恢復(fù)，1個月Hb→RBC等。,失血達到20%有顯著影響。失血25%~30%，則血壓下降，腦、心供血不足，死亡。,對于大失血病人需要輸血。,不同血型的混合時，其中的紅細胞會聚集成簇，稱為紅細胞凝集。有時還伴有溶血。,第五節(jié) 血型（blood groups）,后果：在輸血時如果發(fā)生在血管中，此凝集的紅細胞可以堵塞毛細血管，溶血將損害

27、腎小管，同時常伴有過敏反應(yīng)，其結(jié)果可危及生命。,Land Steuner獲得1930年的諾貝爾獎。1868年生于維也納。他發(fā)現(xiàn)了MN，P，Rh等許多血型，被稱為“血型之父”。,多數(shù)是母親O型、胎兒A型或B型;少數(shù)為母親A型、胎兒B型或AB型，或母親B型、胎兒A型或AB型時發(fā)病。因為A或B型母親的天然抗A或抗B抗體主要為不能通過胎盤的IgM抗體，而存在于O型母親中的同種抗體以IgG為主，因此ABO溶血病主要見于O型母親、A或B型胎兒。A

28、BO溶血病可發(fā)生在第一胎，這是因為食物、革蘭陰性細菌、腸道寄生蟲、疫苗等也具有A或B血型物質(zhì)，持續(xù)的免疫刺激可使機體產(chǎn)生IgG抗A或抗B抗體，懷孕后這類抗體通過胎盤進入胎兒體內(nèi)可引起溶血。由于A和B抗原也存在于紅細胞外的許多組織中，通過胎盤的抗A或抗B抗體僅少量與紅細胞結(jié)合，其余都被其它組織和血漿中的可溶性A和B血型物質(zhì)的中和和吸收，因此雖然母嬰ABO血型不合很常見，但發(fā)病者僅占少數(shù)。,（一）紅細胞的凝集反應(yīng) 免疫學(xué)反應(yīng)：

29、紅細胞凝集的機制是抗原-抗體反應(yīng)（表現(xiàn)為沉淀）。（凝集原——糖蛋白；凝集素——γ球蛋白。,（二）血型和血型系統(tǒng) 1.血型： 狹義的血型指紅細胞表面的特異抗原類型，即紅細胞血型。,廣義的血型：還包括但白細胞、血小板和一般組織細胞上的抗原類型，以及蛋白質(zhì)多態(tài)性和同工酶型等。,血型的發(fā)現(xiàn)史,1665年，英國科學(xué)家查理·羅爾首次為小狗輸血并獲得成功。開始了輸血的

30、歷史。1668年，一位婦女懇求法國醫(yī)生丹尼斯把羔羊的血輸入她性格暴戾的丈夫的體內(nèi)（古代的人們曾將血液視作是“靈魂的主宰”、“性格的象征”）。丹尼斯醫(yī)生出于無奈，被迫答應(yīng)了他們的請求，開始進行人類歷史上第一次為人體輸血的工作。但是很不幸，這名男子突然心跳加快，痛苦萬分，最后在一陣歇斯底里的狂躁后死去了。丹尼斯因此被人指控為“過失殺人”而入獄。 1818年，英國的生理學(xué)家兼婦產(chǎn)科學(xué)家詹姆士·博龍戴爾醫(yī)生在挽救一位難產(chǎn)的孕婦

31、時，為她輸血獲得成功。隨后的實驗證明并非每個受血者都能獲救。,1900年，奧地利醫(yī)生Land Steuner用22位同事的正常血液交叉混合，有的紅細胞和血漿之間發(fā)生了反應(yīng)，有的不發(fā)生凝集現(xiàn)象。于是他將22人的血液實驗結(jié)果編寫在一個表格中，發(fā)現(xiàn)表格中的血型可以分成3種：A、B、O。 1902年， Steuner的兩名學(xué)生把實驗范圍擴大到155人，發(fā)現(xiàn)除了A、B、O三種血型外還存在著一種較為稀少的第四種類型，稱為AN型。1927年經(jīng)

32、國際會議公認，采用Steuner原定的字母命名，即確定血型有A、B、O、AB四種類型，至此ABO血型系統(tǒng)正式確立。 Steuner也因貢獻的意義重大，在1930年獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)及生理學(xué)獎。,血型物質(zhì)：為鑲嵌在生物膜上的糖蛋白、糖脂。血型系統(tǒng)：血型遺傳基因控制，根據(jù)控制血型抗原特異性的基因組合方式或根據(jù)它們在遺傳上的相互關(guān)系，可以把血型分成若干系統(tǒng)，稱為血型系統(tǒng)。,血型是先天遺傳的，由來自父母的一對等位基因控制。如人ABO系統(tǒng)是由A、B

33、、O三種基因中的任意兩個組成的基因型表現(xiàn)出的表型。,2. ABO、Rh血型系統(tǒng),⑴ ABO血型系統(tǒng)（遺傳特征、鑒定） ⑵ Rh血型系統(tǒng),血型 紅細胞表面抗原 血清中抗體A型 A抗原 抗B抗體B型 B抗原 抗A抗體O型 無A、B抗原

34、 抗A、B抗體AB型 A、B抗原 無抗A、抗B抗體,人的ABO血型系統(tǒng),⑵ Rh血型系統(tǒng),Rh因子：恒河猴的紅細胞反復(fù)注入豚鼠體內(nèi)產(chǎn)生的抗體，可使恒河猴和大部分人的紅細胞發(fā)生凝集，恒河猴和大部分人類的紅細胞表面的這類抗原叫Rh因子。,1940年， Steuner與維納發(fā)現(xiàn)有85％的白種人血液發(fā)生凝集為RH陽性，另外15％的人為陰性。這樣發(fā)現(xiàn)了RH血型系統(tǒng)。大部分人

35、為Rh陽性，漢人占99%，白種人占85%，極少數(shù)人為Rh陰性，維族人較高，苗族約為12.3%，布衣族為8.7%。給Rh-者輸入二次Rh+血液會使Rh-者死亡，所以只能輸入Rh-血液。,⑶家畜的血型系統(tǒng),與人類相比，家畜血型系統(tǒng)的特點：A、動物血清中存在的天然抗體，不象人類的那么規(guī)則，且其效價都很低。如牛中僅發(fā)現(xiàn)抗J，綿羊有抗R，豬有抗A等,B、有些動物具有抵抗天然抗體的機構(gòu)，能中和輸入的抗體，使受血動物的紅細胞不會發(fā)生凝集反應(yīng)，,所

36、以家畜第一次輸血，一般不會引起嚴重后果，但第二次輸入同一血型時，可引起凝集反應(yīng)。,家畜血型理論的應(yīng)用,幼畜溶血癥、親子判定，個體鑒定，選種等,胎兒的血型與母親不同時，胎兒會使母體產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，由于胎盤的屏障作用，抗體不會進入幼畜的血液系統(tǒng)，卻可以出現(xiàn)在初乳中，幼畜出生后的1-2天內(nèi)，可吸收初乳中的抗體，引起幼畜的紅細胞發(fā)生凝集反應(yīng)，使幼畜致死，因此初生幼畜應(yīng)做初乳和幼畜紅細胞的凝集反應(yīng)。防止---喂其它母畜的乳汁或人工哺乳。,（三）輸

37、血的交叉配對實驗,在正常情況下，ABO血型系統(tǒng)中，只有相同血型的人才能進行輸血。臨床上在輸血前，即便是已知為同型血液輸血，除了嚴格查對外，還必須常規(guī)地進行交叉配血試驗。,供血者的紅細胞混懸液和受血者的血清相混合稱主側(cè)；受血者的紅細胞混懸液和供血者的血清相混合則稱次側(cè)。分別觀察結(jié)果，以兩側(cè)均無凝集反應(yīng)者為最理想，稱為配血相合，可以輸血；如果主側(cè)有凝集反應(yīng)，不管次側(cè)結(jié)果如何均為配血不合，絕對不能輸血。,如果主側(cè)不發(fā)生凝集反應(yīng)而次側(cè)發(fā)生