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搞懂血液对人体细胞的代谢

(2012-11-14 04:09:40)
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杂谈

分类: 营养

血液主要由红细胞(占50%)白细胞和血小板占(1%)及血浆(50%)组成   红细胞负责输送回收氧气和二氧化碳,各种营养物质则溶于血浆中进行输送。人体细胞大多固定不动,所以营养代谢全靠血液完成。

 

人体除了各种细胞外,还由各种细胞外液——其中最主要是血液,准确地说血浆——组成。因为肌肉细胞、脑细胞等等除血液中的细胞外,几乎所有细胞位置固定,他们无法自行主动去获取氧、葡萄糖等营养物质,也无法将代谢后的废物二氧化碳、水、尿酸等等主动排出体外,得靠最主要的细胞外液——血浆及混悬于血浆中的红细胞——来不断运送完成。其中红细胞就运送氧和二氧化碳,其他营养物质溶于血浆中运送。可见细胞和细胞外液是人体的共同组成部分,缺一不可。

血液占全身比重有一个正常比例。少了,就运送不了足够的氧、葡萄糖等物质到全身各处,并及时将各处代谢废物运出。比如说中暑,就是人体为降温,大量排汗导致水分大量蒸发,细胞外液急剧减少,血浆浓缩,血容量减少,无法将足够的氧和葡萄糖运送至脑组织,并将脑组织中的代谢废物带出,从而导致人体突然昏迷,若不及时发现抢救,命就没了。血液占全身比重若多了,人体就会分泌一类激素(心钠素),强烈排钠利尿,浓缩血浆,使血容量减少。这种情况很少,但也不是没有。比如出生时保持脐带情况下的胎盘输血,就导致新生儿血容量大幅增加,后者扩张心房,造成心钠素大量分泌,然后排钠利尿,迅速浓缩血浆,减少血液总量即血容量。

血浆有一个很重要的属性就是渗透压。我们知道细胞内液含有钾离子、各类代谢物质、底物,具有一定的渗透压力。若血浆如白开水一般,根据渗透压的原理,血浆就会都渗透到细胞内去,不仅细胞肿胀致死,血浆也消失殆尽;但若血浆渗透压太高,细胞内液又会渗出至血浆中,不仅细胞缩瘪,缺水而无法代谢,血浆也会多出正常比例。因此血浆的渗透压要与细胞内液相等,才能维持平衡。

 

 

每天进入人体内的水分,并非静止不动地存在于某一特定的部位,而是处于动态平衡状态。这种水在体内的移动,包括以下几个方面:

  1 消化道的自身循环

经口进入消化道的水分,由胃、肠粘膜吸收进入血液,同时各消化腺每天又分泌约8200ml的消化液进入消化道,在完成消化任务后,大部分在回肠和升结肠又被吸收入血液,只有100~150ml的水分随粪便排出体外。

血浆和组织间液之交流

水的这种交流在毛细血管部位进行,其动力为血浆胶体渗透压。毛细血管壁为半透膜,它将血浆与组织间液分开,电解质、水、葡萄糖、氨基酸、尿素和其他小分子有机物可以自由通过,相互交换,维持动态平衡。而蛋白质不能自由通过毛细血管壁,故组织间液蛋白质浓度低于血浆蛋白质浓度,因而组织间液的胶体渗透压低于血浆胶体渗透压,前者为2.00kPa。后者为3.33kPa。这是血浆与组织间液交流的动力,由于毛细血管分布广泛,而且组成了巨大的滤过面和吸收面(约有6300m2),故能迅速而频繁地进行着水的交流,其结果,保证了血浆与组织间液的容量与渗透压的恒定。

3 细胞内外水的交流

水在细胞内、外的转移,决定于细胞外液的晶体渗透压。细胞膜也是一种半透膜,在正常情况下,只允许水、葡萄糖、氨基酸、尿素、肌酐、CO2、O2、CIˉ和HCO3ˉ等通过,而蛋白质、K 、Na 、Ca2 、Mg2 等不易通过,所以细胞内、外液的化学成分和含量相差很大。当细胞外液晶体渗透压发生改变时,主要靠水的移动来维持平衡。在正常情况下,细胞内、外液的渗透压基本相等,当组织间液晶体渗透压增高时,水由细胞内移至细胞外在组织间液储存起来。当组织间液晶体渗透压降低时,水由组织间液进入细胞内。

在体液的三个区相中,组织间液的弹性最大。它既可大量地容纳和储存水,又可在需要的时候放出水分供细胞内和血浆使用。当饮水和食物中的水在消化道被吸收进入血液中之后,血容量增加,血浆渗透压降低,血浆中的水分可随尿排出,也可进入组织间液储存起来,此时组织间液的渗透压也随之降低,水又从组织间液进入细胞内。生物氧化水可暂存于细胞内。当组织间液较细胞内的渗透压高时,细胞内的水分进入组织间液储存起来,组织间液的渗透压也随之降低,水分又可进入血浆,然后经肾脏排出体外。由此可知,血浆是调节体内水的枢纽,组织间液是储存水、调节血容量的水库,细胞外液的渗透压,尤其是钠离子的浓度和钠离子的渗透压则是水在人体内流动的动力。

血浆渗透压
(1)概念:渗透压指的是溶质分子通过半透膜的一种吸水力量,其大小取决于溶质颗粒数目的多少,而与溶质的分子量、半径等特性无关。由于血浆中晶体溶质数目远远大于胶体数目,所以血浆渗透压主要由晶体渗透压构成。血浆胶体渗透压主要由蛋白质分子构成,其中,血浆白蛋白分子量较小,数目较多(白蛋白>球蛋白>纤维蛋白原),决定血浆胶体渗透压的大小。
(2)渗透压的作用
晶体渗透压——维持细胞内外水平衡
胶体渗透压——维持血管内外水平衡
原因:晶体物质不能自由通过细胞膜(见第二章),而可以自由通过有孔的毛细血管,因此,晶体渗透压仅决定细胞膜两侧水份的转移;蛋白质等大分子胶体物质不能通过毛细血管,决定血管内外两侧水的平衡。


  血浆渗透压约为313mOsm/kgH2O,相当于7个大气压708.9kPa(5330mmHg)。血浆的渗透压主要来自溶解于其中的晶体物质,特别是电解质,称为晶体渗透压。由于血浆与组织液中晶体物质的浓度几乎相等,所以它们的晶体渗透压也基本相等。血浆中虽含有多量蛋白质,但蛋白质分子量大,所产生的渗透压甚小,不超过1.5mOsm/kgH2O,约相当于3.3kPa(25mmHg),称为胶体渗透压.由于组织液中蛋白质很少,所以血浆的胶体渗透压高于组织液.在血浆蛋白中,白蛋白的分子量远小于球蛋白,故血浆胶体渗透压主要来自白蛋白。若白蛋白明显减少,即使球蛋白增加而保持血浆蛋白总含量基本不变,血浆胶体渗透压也将明显降低。

  血浆蛋白一般不能透过毛细血管壁,所以血浆胶体渗透压虽小,但对于血管内外的水平衡有重要作用。由于血浆和组织液的晶体物质中绝大部分不易透过细胞膜,所以细胞外液的晶体渗透压的相对稳定,对于保持细胞内外的水平衡极为重要。

  等渗溶液与等张溶液在临床或生理实验使用的各种溶液中,其渗透压与血浆渗透压相等的称为等渗溶液(如0.85%NaCI溶液),高于或低于血浆渗透压的则相应地称为高渗或低渗溶液。将正常红细胞悬浮于不同浓度的NaCI溶液中即可看到:在等渗溶液中的红细胞保持正常大小和双凹圆碟形;在渗透压递减的一系列溶液中,红细胞逐步胀大并双侧凸起,当体积增加30%时成为球形;体积增加45%~60%则细胞膜损伤而发生溶血,这时血红蛋白逸出细胞外,仅留下一个双凹圆碟形细胞膜空壳,称为影细胞(ghost cell)。正常人的红细胞一般在0.42%NaCI溶液中时开始出现溶血,在0.35%NaCI溶液中时完全溶血.在某些溶血性疾病中,病人的红细胞开始溶血及完全溶血的NaCI溶液浓度均比正常人高,即红细胞的渗透抵抗性减小了,渗透脆性增加了。不同物质的等渗溶液不一定都能使红细胞的体积和形态保持正常;能使悬浮于其中的红细胞保持正常体积和形状的盐溶液,称为等张溶液.所谓“张力”实际是指溶液中不能透过细胞膜的颗粒所造成的渗透压。例如NaCI不能自由透过细胞膜,所以0.85%NaCI既是等渗溶液,也是等张溶液;但如尿素,因为它是能自由通过细胞膜的,1.9%尿素溶液虽然与血浆等渗,但红细胞置入其中后立即溶血。所以不是等张溶液。


根据近年来的研究资料认为,渗透压感受器位于下丘脑视上校及其周围区。它对血浆渗透压改变(只要改变1%~2%)特别敏感。血浆渗透压升高(如大量出汗或腹泻),对渗透压感受器刺激增强,引起神经垂体ADH的释放增加,从而增强了肾脏远曲小管和集合管对水的重吸收,排尿量减少,保留了水分,恢复体液的渗透压;相反,当体液渗透压降低时,减少对渗透压感受器的刺激,ADH释放减少,使远曲小管和集合管重吸收水分减少,排尿量增多,从而排出多余的水分。

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