動物解剖學和生理學/心血管系統/血液
完成本節後，你應該知道
- 血液的主要功能
- 術語紅細胞壓積或血細胞比容 (PCV) 的含義
- 血液中包含什麼
- 什麼是血漿，血漿中包含什麼
- 紅細胞 (RBC) 的外觀和功能
- 白細胞的外觀和功能，特別是粒細胞、淋巴細胞和
- 單核細胞
- 血小板和纖維蛋白原在血液凝固中的作用
- 氧氣和二氧化碳如何在血液中運輸
- 一些抗凝劑的名稱及其在體內和獸醫診所中的作用
血液是一種獨特的含有細胞的液體，由心臟透過稱為迴圈系統的管道系統泵送到動物體內。它將氧氣和營養物質輸送到身體的細胞中，並帶走二氧化碳等廢物。血液對保持體內環境穩定，即維持穩態也很重要。它有助於保持酸度或pH值穩定，並有助於維持體內恆定的溫度。血液在防禦疾病（在免疫中發揮重要作用）方面也起著重要作用。
瞭解血液中包含什麼的一種簡單方法是從動物體內取少量血液，將其放入含有防止血液凝固的物質（抗凝劑）的試管中。如果將試管放置幾小時，你會發現它會沉澱成兩層。頂層由淺黃色液體組成，即血漿，底層由紅細胞 (RBC) 組成。如果你仔細觀察，你還可以看到這兩層之間有一層薄薄的米黃色層。它由白細胞 (WBC) 組成（見圖 8.1）。
上述過程通常透過將血液樣本放入離心機中幾分鐘來更快地完成。這臺機器就像一個超速脫水機，每分鐘旋轉約 10,000 次，將較重的顆粒（紅細胞）壓到底部的試管中。得到的樣本稱為血細胞比容 (P.C.V.) 或紅細胞壓積。它是衡量血液中紅細胞濃度的非常有用的指標。對於大多數動物來說，血細胞比容在 30-45% 的範圍內。如果低於此範圍，則意味著紅細胞濃度低，動物患有貧血。如果讀數高於此範圍，則可能意味著動物脫水。生活在高海拔地區的動物也有較高的 P.C.V.，以補償那裡較低的氧氣濃度。
圖 8.1 - 血液的血細胞比容
血漿由水 (91%) 組成，其中溶解了許多物質。這些溶解的物質包括
- 鹽類（或電解質）
- 蛋白質
- 營養物質
- 廢物
- 溶解氣體（主要是二氧化碳）
- 以及其他化學物質，如激素
血漿中的鹽類以離子或電解質的形式存在，包括鈉、鉀、鈣、氯、磷酸鹽和碳酸氫鹽。血漿將這些離子運輸到需要的地方，例如骨骼所需的鈣，它們還有助於保持血液的滲透壓和酸鹼平衡 (pH) 在所需的範圍內。
血漿中的蛋白質是具有重要功能的大分子。一些蛋白質有助於滲透壓（見第 3 章）和血液的粘度（厚度），因此有助於保持血液的體積和壓力穩定。另一些蛋白質則作為抗體，攻擊細菌和病毒，而另一些則在血液凝固中發揮重要作用。從腸道吸收並運輸到血漿中的細胞的營養物質包括氨基酸、葡萄糖、脂肪酸和維生素。廢物包括蛋白質分解產生的尿素。
紅細胞也稱為 RBC 或紅細胞。它們使血液呈紅色。當你透過顯微鏡觀察血塗片時，正如你將在其中一個實踐課程中看到的那樣，你會發現紅細胞是血液中最常見的細胞。（實際上每毫升血液中約有 500 萬個紅細胞）。如果你專注於單個紅細胞，你會發現它們的形狀像圓盤或甜甜圈，中間有一個薄的部分，周圍是更厚的邊緣。這種形狀有很多優點，其中之一是使細胞能夠摺疊並穿過最窄的血液毛細血管（見圖 8.2）。
圖 8.2 - 紅細胞或紅細胞
哺乳動物成熟的紅細胞既沒有細胞核，也沒有其他細胞器，可以看作是血紅蛋白的囊。血紅蛋白是一種含鐵的紅色蛋白質，它與氧氣結合，使血液能夠將氧氣輸送到身體細胞。紅細胞在骨髓中不斷產生，壽命約為 120 天。然後它們在肝臟和脾臟中被破壞，它們組成的分子被回收用於製造新的紅細胞。如果紅細胞破壞的速度超過紅細胞的“產生”速度，就會導致貧血。
請注意，如果你碰巧用顯微鏡觀察鳥類、爬行動物、青蛙或魚類的血液，你會發現這些脊椎動物的紅細胞都有一箇中央細胞核。
白細胞或白細胞遠不如紅細胞多。實際上，每 1000 個紅細胞中只含有一個白細胞。它們並非白色，實際上是無色的，因為它們不含血紅蛋白，但與紅細胞不同，它們有細胞核。如果你製作血塗片並在顯微鏡下觀察，你很難看到白細胞。要使它們可見，你需要用特殊的染料或染色劑對其染色。可以使用多種染色劑，但大多數染色劑會將細胞核染成深紫色或粉紅色。染色劑也可能顯示一些白細胞細胞質中存在的顆粒。白細胞根據細胞核的形狀以及細胞質中是否存在顆粒分為兩大類。
- 1.粒細胞或多形核白細胞（“多形核”或“多形核”）在細胞質中含有顆粒，並且有一個紫色的裂片狀細胞核（見圖 8.3）。最常見的（中性粒細胞）可以從毛細血管中擠出，並參與吞噬和破壞外來入侵者，如細菌（見圖 8.4）。一些（嗜酸性粒細胞）對抗過敏，並在寄生蟲感染期間數量增加。其他（嗜鹼性粒細胞）產生肝素，防止血液凝固。
圖 8.3 - 粒細胞
圖 8.4 - 中性粒細胞從毛細血管中逸出
- 2. 無粒細胞或單核白細胞具有大的無裂片核，細胞質中沒有顆粒。無粒細胞有兩種型別。數量最多的是淋巴細胞，它們參與免疫反應。第二種型別是單核細胞，它是最大的血細胞，參與透過吞噬作用吞噬細菌等（見圖 8.5）。
圖 8.5 - 無粒白細胞
除了紅細胞和白細胞外，血液中還含有被稱為血小板的小而形狀不規則的細胞碎片。它們參與血液凝固（見後）。
紅細胞中血紅蛋白的作用是將氧氣從肺部運輸到組織。事實上，它使血液攜帶的氧氣量比沒有血紅蛋白時多約 25 倍。
當氧氣濃度高時，例如在肺部的血液毛細血管中，血紅蛋白與氧氣結合形成一種叫做氧合血紅蛋白的化合物。這種化合物呈鮮紅色，使含氧血從受損動脈中噴出時呈現其特有的鮮紅色。當血液到達氧氣濃度低的組織時，氧氣會從血紅蛋白中分離出來並擴散到組織中。大多數靜脈中的血紅蛋白已經釋放了它的氧氣，血液被稱為脫氧血。它是紫紅色的。
一氧化碳是一種無色、無味的，在汽車尾氣和香菸煙霧中發現的氣體。它與血紅蛋白的結合方式與氧氣相同，但不會釋放。這意味著血紅蛋白分子無法將氧氣運輸到組織，導致動物或人類窒息。一氧化碳中毒通常是致命的，但可以透過給患者吸入純氧來治療，純氧會逐漸取代一氧化碳。這可以從數值上理解為一個機率問題：一氧化碳與血紅蛋白中的鐵原子結合的強度是氧氣的 200 倍，但這種結合具有動態狀態，其中 CO 分子暫時從鐵原子處移開，然後它取決於氧原子接近鐵原子以接管靜電鍵的機會。如果周圍有足夠的氧氣分子，一氧化碳分子會被擠出，並從鐵原子處進一步移開，足以克服一氧化碳對鐵部分的 200 倍吸引力。
二氧化碳是細胞產生的廢氣。它擴散到血液毛細血管，並透過血液運輸到肺部。大部分以碳酸氫根離子的形式存在於血漿中，一小部分直接溶解在血漿中，還有一部分與血紅蛋白結合。
血液將水以及可溶性食物物質（糖、氨基酸、脂肪酸和維生素）和溶解在血漿中的激素運輸到細胞和器官。這些物質透過組織液（見本章後面）運送到周圍的細胞。血液還會從細胞中吸收二氧化碳和尿素等廢物，並在將肝臟和肌肉產生的熱量分佈到全身方面發揮重要作用。
導致血液凝固的機制在你或你的動物受傷時很容易觀察到。然而，輕微的傷害會經常發生在承受磨損的部位，例如腸道、肺部和皮膚。如果沒有凝血機制，動物會很快因輕微傷害和內部出血而死。這正是發生在患有血友病等凝血障礙的動物和人，以及被瓦法林等殺鼠藥毒害的動物身上的情況。
血小板在血液凝固中起著重要作用。當血管受損時，釋放的物質會導致血小板分解。這會引發一系列複雜的反應，導致蛋白質纖維蛋白原轉化為纖維蛋白。纖維蛋白在傷口上形成一個緻密的纖維網路，防止血液進一步流出。鈣和維生素 K對凝血過程至關重要，任何缺乏這些物質都可能導致凝血問題。
當血液凝固時，它會分離成含有大部分細胞和血小板的凝塊，留下一種淡黃色的液體。這種液體稱為血清。它看起來就像血漿，在成分上也相似，但有一個重大區別。它不含纖維蛋白原，即形成凝塊的蛋白質。
抗凝劑是干擾凝血過程的物質。當收集血液用於輸血或檢測時，通常需要防止血液凝固，為此可以使用多種不同的抗凝劑。含有不同抗凝劑的試管用不同的顏色進行編碼，以便於識別。
- 肝素（顏色程式碼 - 綠色）是一種由白細胞產生的天然抗凝劑，但在實驗室中，它也經常與需要檢測重金屬（如鉛）的樣本一起使用。
- EDTA（顏色程式碼 - 淡紫色）用於常規血細胞計數。
- 氟化草酸鹽（顏色程式碼 - 灰色）用於生化檢測葡萄糖。
- 檸檬酸鹽（顏色程式碼 - 淺藍色）用於儲存大量血液，例如用於輸血。
溶血是紅細胞的質膜分解，釋放血紅蛋白。我們已經在討論滲透時遇到過這個過程，因為溶血通常發生在紅細胞被置於低滲溶液中時，水透過半透性的質膜流入，導致細胞膨脹並最終破裂。因此，在從動物身上採集血液時，務必確保注射器或試管中沒有水。過度搖晃試管或用力吸取血液也可能導致質膜破裂，引起溶血。
如果你最近獻過血，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，這是一種最稀有的血型。血型是紅細胞表面不同分子（稱為抗原）的結果。它們會引起抗體的形成，攻擊病毒和細菌。在輸血時，瞭解一個人的血型很重要，因為如果給病人輸注了另一個不相容的血型的血液，紅細胞會粘在一起，堵塞血管，可能導致死亡。
許多動物也存在血型。貓有三種血型，在給異國品種的貓輸血時必須非常小心，確保血型相容。狗的情況略有不同。它們有多種血型，但在狗接受第一次輸血時通常沒有問題。然而，第一次輸血會使免疫系統敏感，因此在第二次及以後的輸血中可能會出現問題。
當動物接觸到各種毒藥和毒素時，在活體動物中也會發生溶血。例如，當動物食用有毒植物、被蛇咬傷或感染了破壞紅細胞的細菌（溶血性細菌）時，就會發生這種情況。
血液約佔動物體重的6%到10%，具體比例會隨著物種和生命階段而有所不同。動物無法承受超過3%的總血量損失，因為這種情況會導致**休克**。
- 血液的主要功能包括運輸氧氣、食物、廢物等，維持體內平衡，以及防禦疾病。
- 血液由液體血漿組成，其中懸浮著紅血球和白血球。血細胞通常佔血液體積的30%到45%。
- 血漿由水組成，其中包含溶解的物質，如蛋白質、營養物質和二氧化碳。
- 紅血球中含有**血紅蛋白**，用來運輸**氧氣**。
- **白血球**防禦外來入侵。主要有兩種型別：
- **顆粒白血球**包括**中性粒細胞、嗜鹼性粒細胞**和**嗜酸性粒細胞**。中性粒細胞數量最多，負責消滅細菌。嗜酸性粒細胞與過敏反應和寄生蟲感染有關。
- **非顆粒白血球**包括**淋巴細胞**，它們產生抗體來攻擊細菌和病毒，以及**單核細胞**，它們吞噬並消滅細菌和病毒。
- **血小板**參與血液凝固。
血液工作表中的練習將幫助你學習如何識別不同型別的血細胞及其功能。
1. 血液的液體部分被稱為
2. 血液中主要存在兩種型別的細胞。它們是
- a)
- b)
3. 血液中最多的細胞是
4. 紅血球的主要功能是
5. 當你透過顯微鏡觀察時，如何區分白血球和紅血球？（至少給出2個區別）
6. 血液如何幫助抵抗細菌和病毒的入侵？
7. 如果沒有血小板，血液會發生什麼？
展示血液成分，包括紅血球、白血球、血小板和血漿。甚至展示瞭如何製作血塗片並在上面識別白血球，以及如何製作和閱讀紅細胞比容。有些部分略微超前。
- 維基百科提供了關於紅血球和白血球的良好資訊。