血液检验 7.2017-2014级红细胞基础-孙德华 学习资料

第三篇红细胞检验

南方医科大学检验系孙德华主要内容红细胞检验的基础理论红细胞检验的基本方法南方医科大学血液学教研室孙德华

红细胞检验的基础理论红细胞的基础理论红细胞膜血红蛋白红细胞代谢红细胞衰老与死亡南方医科大学血液学教研室孙德华正常红细胞双凹圆盘形，大小较一致，直径6-9μm，平均7.5μm南方医科大学血液学教研室孙德华第一节红细胞膜红细胞膜的组成与结构红细胞膜的功能影响红细胞膜稳定的因素南方医科大学血液学教研室孙德华一、红细胞膜的组成与结构组成影细胞(ghost)适当PH的低渗溶液中膜的组成蛋白质(占49.3%)：脂蛋白、糖蛋白脂质（占42%）：磷脂（60%）、胆固醇和中性脂肪（33%）、糖脂糖类(占8%)：糖脂蛋白、糖蛋白膜的特点脂质含量高蛋白质与脂质的比约1:1比值变化常与膜的功能变化密切相关南方医科大学血液学教研室孙德华1.膜糖类种类中性糖（葡萄糖、半乳糖、甘露糖）氨基糖类：包括氨基半乳糖氨基葡萄糖乙酰氨基葡萄糖乙酰氨基半乳糖岩藻糖乙酰氨基神经氨酸——又称唾液酸或涎酸存在方式：糖脂蛋白、糖蛋白———细胞天线(受体反应、抗原性、信息传递)2006南方医科大学血液学教研室孙德华2.膜脂质磷脂（60%）甘油磷脂组成甘油骨架两个脂肪酸磷酸化的醇种类丝氨酸磷脂（PS）14%乙醇胺磷脂（PE）27%胆碱磷脂（PC）28%肌醇磷脂（PI）2-3%鞘磷脂(SM)27%不含甘油，代之为鞘氨醇所有磷脂都是两性物质极性基团非极性基团胆固醇和中性脂肪（33%）游离胆固醇较多胆固醇酯较少胆固醇与磷脂有一定比例胆固醇/磷脂（C/P）约为0.8~1作用:胆固醇在膜中起调节脂质物理状态的作用糖脂由糖及脂质组成分类糖鞘氨脂---红细胞膜上的属此类糖甘油脂功能:红细胞膜抗原性细胞表面粘附细胞与细胞间的相互作用南方医科大学血液学教研室孙德华3.膜蛋白大多数与脂质与糖结合形成脂蛋白与糖蛋白作用:既有维持红细胞结构作用,又有一定功能SDS-聚丙烯酰胺电泳,按分子量可分为7-8条带条带数与电泳移动速率相关南方医科大学血液学教研室孙德华膜蛋白的组成骨架蛋白收缩蛋白(spectrin)1、2锚蛋白(ankyrin,2.1蛋白)4.1蛋白4.2蛋白肌动蛋白(actin,区带5)原肌球蛋白加合素4.9蛋白跨膜蛋白带3蛋白—阴离子通道(变构作用、双向运转)血型糖蛋白(Gp)南方医科大学血液学教研室孙德华南方医科大学血液学教研室孙德华南方医科大学血液学教研室孙德华膜的结构脂质双分子层为膜的支架膜蛋白镶嵌在脂质双分子层中又相互连结形成膜的骨架流动镶嵌动力学说2006南方医科大学血液学教研室孙德华膜结构有两个最基本特性红细胞膜的流动性脂质和蛋白质的流动性膜的不对称性(asymmetry)膜脂质分布的不对称性：外层富含胆碱磷脂PC和鞘磷脂SM内层以丝氨酸磷脂PS和乙醇氨磷脂PE为主膜蛋白分布的不对称性糖蛋白、糖链都位于膜的外侧，保证了方向性功能蛋白激酶C结合于膜的内侧红细胞膜的不对称性是维持其正常形态和功能的基础之一。南方医科大学血液学教研室孙德华二、红细胞膜的功能为红细胞的生命活动提供相对稳定的内环境维持细胞内外成份的稳定和离子交换维持正常形态及变形性（脾窦、未成熟细胞、粘度）选择性的物质运输O2、离子、水（AQP1）、葡萄糖（GLUT）提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息的跨膜传递抗原性：血型抗原、衰老免疫功能清除免疫复合物的作用（C3b受体）对淋巴细胞的调控作用红细胞对吞噬细胞的作用对补体活性的调节膜上的受体激素受体、递质类受体、病毒受体、其他（TfR及EPO受体）南方医科大学血液学教研室孙德华三、影响红细胞膜稳定的因素红细胞膜蛋白有遗传性缺陷：变形性、稳定性下降红细胞酶缺陷：酶缺陷或Hb异常免疫因素（C3b、吞噬细胞）能量代谢异常：ATP生成不足生物因素：蛇毒、蜂毒、蝎毒、细菌毒素南方医科大学血液学教研室孙德华第二节血红蛋白hemoglobin,Hb血红蛋白的组成两对珠蛋白肽链和4个亚铁血红素构成的4个亚基血红素(heme)是铁原子和原卟啉的复合物珠蛋白:6种,αβγδεζ生理性血红蛋白的种类影响血红蛋白结构和功能的因素南方医科大学血液学教研室孙德华生理性血红蛋白的种类

正常成人血红蛋白有3种HbA:α2β2占96-98%HbA2:α2δ2占1-3.1%HbF:α2γ2占2%以下又称为胎儿血红蛋白,胎儿>80%,出生后迅速下降,2岁时接近成人水平此外尚有3种胎儿血红蛋白

3周-12周HbGower1(ζ2ε2)HbGower2(α2ε2)HbPortland(ζ2γ2)南方医科大学血液学教研室孙德华南方医科大学血液学教研室孙德华南方医科大学血液学教研室孙德华南方医科大学血液学教研室孙德华Hb的亚基结构具有以下重要特征由单一多肽链组成，大约含有140-150个氨基酸序列，分子量16000。亚基的三维结构十分紧密，大小约4.5nm×3.5nm×2.5nm。75%左右的多肽链的二级结构为α螺旋。亚基的内部空间极小，几乎完全被非极性氨基酸残基所充满。人们发现，虽然Hb内部的氨基酸残基可以改变，但往往是非极性氨基酸之间的取代，以确保Hb核心的非极性特征。南方医科大学血液学教研室孙德华南方医科大学血液学教研室孙德华血红素和Hb的三种构象形式构象形式铁的氧化态第5个配位键第6个配位键脱氧Hb+2HisFS空缺氧合Hb+2HisFSO2高铁Hb+3HisFSH2O2006南方医科大学血液学教研室孙德华Hb的特性第1个氧分子结合于脱氧Hb的1个亚基，可以促进第2个氧分子结合于同1个Hb，以此类推，直到4个亚基都结合氧。这种亚基协同式的结合方式，是别构蛋白所特有的。Hb对氧的亲合力依赖于pH。此外，CO2的浓度也影响Hb与氧的结合。H+和CO2都能促使氧合Hb释放所结合的氧；同样氧可以促使Hb释放所结合的H+和CO2。Hb对H+和CO2的结合也是亚基协同式的。在红细胞内，Hb和氧的结合受DPG（2，3-二磷酸甘油酸）的负调节，导致Hb对氧的亲合力减低。南方医科大学血液学教研室孙德华H+和CO2对Hb功能的影响酸度增加促进氧合Hb释放氧，在生理条件下，pH降低将使Hb的氧离曲线右移。图：血红蛋白的氧解离曲线南方医科大学血液学教研室孙德华在恒定pH条件下，CO2浓度的增加也促进Hb对氧的离和力减低。在代谢迅速的组织中，CO2和酸性物质产生较多，高水平的H+和CO2的存在将促使毛细血管中的氧合Hb释放氧。1904年Bohr首次发现了一个重要的规律：代谢旺盛的组织需要更多的氧。10年后人们又发现，在肺泡毛细血管中，高浓度的氧促进Hb释放H+和CO2

，如同在活性组织中高浓度的H+和CO2促使Hb释放氧一样。这一规律被称为Bohr效应。南方医科大学血液学教研室孙德华DPG的水平对Hb功能的影响

Hb在红细胞中对氧的亲合力，低于水溶液中的游离Hb。DPG即2，3二磷酸甘油酸。DPG的存在使Hb对氧的亲和力大大降低，这一特性对于氧合Hb在组织的毛细血管中释放氧来说是必不可少的，此时DPG结合于脱氧Hb，而不是氧合Hb。胎儿的HbF对氧的亲和力高于成人HbA，原因是HbF和DPG的结合不如HbA的结合强，从而造成HbF对氧的亲合力较高。南方医科大学血液学教研室孙德华Hb对CO的亲合作用CO分子很容易和Hb结合，从而抑制体内氧的输送。游离血红素在水溶液中对CO的亲和力是O2的25000倍。然而Hb对CO的亲和力仅比O2200倍。显然Hb的蛋白部分大大削弱了血红素对氧的亲和力，这在生理上有重大意义。在细胞内，血红素降解可以产生内源性CO，这些CO将抑制大约1%的Hb的氧结合位点，不会危及生存。否则内源性CO足以产生剧毒。南方医科大学血液学教研室孙德华Hb减弱CO的亲和力的结构基础南方医科大学血液学教研室孙德华二、影响血红蛋白结构和功能的因素功能主要是运输O2和CO2南方医科大学血液学教研室孙德华影响因素珠蛋白基因缺失或缺陷α基因缺失导致HbH（β４）、HbBarts（γ4）两种异常Hb生成，有高亲氧力、极不稳定、易发生沉淀形成包涵体，导致溶血基因缺陷导致珠蛋白肽链的一级结构的氨基酸被替换或丢失影响血红蛋白结构和功能的稳定性对氧亲和力过高，导致红细胞增多症结构的异常导致Fe2+易被氧化成Fe3+，形成MHb，失去运氧能力，常不稳定、易形成变性珠蛋白小体（Heinz小体），导致溶血珠蛋白的异常还可使红细胞形态异常，如靶形红细胞、镰形红细胞酶缺陷高铁血红蛋白还原酶缺陷导致ＭＨｂ形成化学药物中毒常见的有氧化性药物、硫化物、ＣＯ等，导致ＭＨｂ、ＳＨｂ、ＨｂＣＯ形成南方医科大学血液学教研室孙德华第三节红细胞代谢红细胞糖代谢红细胞铁代谢红细胞核苷酸代谢南方医科大学血液学教研室孙德华一、红细胞糖代谢的作用红细胞糖代谢的作用维持血红蛋白分子中的铁处于Fe2+形态维持红细胞内高钾、低钠、低钙状态，维持红细胞的双凹形态。维持细胞内酶、血红蛋白中的巯基团处于激活和还原状态。调节血红蛋白对氧的亲和力南方医科大学血液学教研室孙德华红细胞糖代谢葡萄糖无氧酵解磷酸戊糖途径与谷胱甘肽途径其他南方医科大学血液学教研室孙德华葡萄糖无氧酵解无氧糖酵解是红细胞生存所需能量的主要来源1分子葡萄糖经无氧酵解可生成两分子的ATP，用以维持红细胞的正常形态、代谢、功能和变形性。正常生理情况下90-95％的葡萄糖经此途径代谢。南方医科大学血液学教研室孙德华南方医科大学血液学教研室孙德华南方医科大学血液学教研室孙德华2,3-二磷酸甘油酸(2,3-DPG)代谢支路调节红细胞2,3-DPG含量,进而调节Hb对氧的亲和力所有贫血病人,2,3-DPG含量均增高,而且增高程度与Hb呈负相关.2,3-DPG含量的代偿性增高导致Hb与氧的亲和力降低,有利于氧向组织释放.南方医科大学血液学教研室孙德华磷酸戊糖途径与谷胱甘肽途径戊糖旁路途径给红细胞提供还原能力，即产生与还原型的辅酶Ⅱ（NADPH）和谷胱甘肽（GSH）。防止红细胞内产生的过氧化氢等氧化剂对红细胞的损害。正常生理情况下5-10％的葡萄糖经此途径代谢，但当受氧化性刺激时其活性大大加强。谷胱甘肽途径南方医科大学血液学教研室孙德华南方医科大学血液学教研室孙德华其它网织红细胞的糖代谢三羧酸循环代谢线粒体葡萄糖无氧酵解磷酸戊糖途径代谢红细胞的其它能源代谢腺苷、肌苷、果糖、甘露糖、半乳糖、二羟丙糖、乳酸等南方医科大学血液学教研室孙德华二、红细胞铁代谢人体内铁的分布铁的来源和吸收吸收：主要在十二指肠和空肠上段的粘膜铁的转运及利用铁的贮存与排泄铁代谢的异常南方医科大学血液学教研室孙德华(一)铁的分布总铁：3－5g（男性50mg/kg，女性40mg/kg）分布:可立即动用不可立即动用南方医科大学血液学教研室孙德华血红蛋白铁：血红蛋白在肺内与氧结合，将氧运送到体内各组织中。肌红蛋白铁：见于所有骨骼肌和心肌。肌红蛋白可作为这些肌肉中的氧贮存所，以保护细胞对氧的损伤。南方医科大学血液学教研室孙德华转运铁最少，最活跃。转铁蛋白在24小时内至少转运约8-10次。由肝细胞及单核-巨噬细胞合成的β1球蛋白，基因位于3号染色体上，与转铁蛋白受体基因相连接。每个转铁蛋白可结合2个铁原子（Fe3+）。正常情况下，仅1/3转铁蛋白的铁结合位点被占据。血浆中所有转铁蛋白结合点构成血浆总铁结合力（TIBC）。转铁蛋白的功能是将铁输送到全身各组织，将暂不用的铁送到贮存部位。南方医科大学血液学教研室孙德华各种酶及辅因子铁包括细胞色素c、细胞色素c氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、色氨酸吡咯酶、脂氧化酶等血红素蛋白类；以及铁-黄素蛋白类，包括细胞色素c还原酶、NADH脱氢酶、黄嘌呤氧化酶、琥珀酸脱氢酶和酰基辅酶A脱氢酶等。6-8mg，含量极少，但对每一个细胞代谢至关重要。是维持生命的重要物质。易变池铁80-90mg指铁离子离开血浆进入组织或细胞间，结合于细胞膜或细胞间蛋白的短暂期间的铁容量。南方医科大学血液学教研室孙德华贮存铁铁蛋白贮存体内多余的铁，当身体需要时，仍可动用为功能铁。含铁血黄素为变性聚合的铁蛋白，为水溶性。主要在单核巨噬细胞中存在。病理情况下可大量堆积在体内所有组织内。在显微镜下的非染色组织切片或骨髓涂片中呈金黄色折光的颗粒或团块状。亦可用瑞氏或普鲁氏蓝染色。其含铁量占其重量的25-30%南方医科大学血液学教研室孙德华(二)铁的来源和吸收来源外源性铁每天摄入10-20mg,但仅有10%可被吸收。内源性铁21mg,是外源性铁的15-20倍，主要来源量：22mg/日吸收部位：十二指肠、空肠上段南方医科大学血液学教研室孙德华影响铁吸收因素体内贮存量减低时,吸收增加胃肠道的胃酸有利于吸收食物成份药物影响(还原剂利于吸收,氧化剂影响吸收)南方医科大学血液学教研室孙德华转运与利用肠粘膜血液铜蓝蛋白Fe3++转铁蛋白血清铁（运铁蛋白复合体）单核－巨噬细胞系统骨髓幼红细胞铁受体＋胞饮作用细胞内Fe3+转铁蛋白＋原卟啉血红素＋珠蛋白血红蛋白Fe2+南方医科大学血液学教研室孙德华(三)铁的贮存和排泄铁的贮存以铁蛋白和含铁血黄素的形式贮存于骨髓、肝、脾等多种细胞和血浆中。血清铁蛋白测定结果是判断体内铁贮存量的最敏感的指标之一贮存铁耗尽继续缺铁才会出现贫血如有细胞外铁的存在可排除缺铁排泄粘膜、上皮、尿、汗等。1mg南方医科大学血液学教研室孙德华(四)缺铁的原因铁摄入不足：偏食、含量不足、吸收不良铁丢失过多：胃肠道出血、钩虫病、月经过多等需要量增加：妊娠南方医科大学血液学教研室孙德华(五)铁代谢紊乱引起的疾病铁缺乏引起的缺铁性贫血铁利用障碍导致的铁粒幼细胞贫血慢性疾病性贫血铁过多而致的血色病和含铁血黄素沉着症南方医科大学血液学教研室孙德华三、红细胞核苷酸代谢叶酸和维生素B12在DNA合成中的作用叶酸的代谢维生素B12的代谢南方医科大学血液学教研室孙德华（一）叶酸和维生素B12在DNA合成中的作用

南方医科大学血液学教研室孙德华当维生素B12与叶酸缺乏时，影响DNA合成DNA合成障碍，合成速度慢，细胞增殖的S期延长可致细胞核发育障碍。造血组织受影响最大，在更新较快的细胞，如胃肠道上皮中也存在着类似的改变，故在临床上常表现为巨幼细胞贫血伴胃肠道症状。南方医科大学血液学教研室孙德华叶酸的代谢

组成来源人体不合成叶酸，依靠食物供给。在叶酸不耐热，可被过度烹煮而破坏。南方医科大学血液学教研室孙德华正常人每天需求200μg，孕妇和哺乳者为300-400μg人体内叶酸贮存量约为5-20mg，可供人体4个月之用，如补充不足，容易导致缺乏。婴幼儿叶酸摄入不足时会导致脂肪泻、口炎性腹泻。维生素C缺乏可加重叶酸缺乏镇静剂如苯巴比妥、扑痫酮等可抑制叶酸代谢，抗癌药如甲氨蝶呤可抑制叶酸还原为TFH，都可引发巨幼细胞贫血。南方医科大学血液学教研室孙德华排泄叶酸及其代谢产物肾脏排泄（主要）粪便中有少量排泄胆汁中叶酸浓度为血的2-10倍，但大部分可由空肠重吸收

南方医科大学血液学教研室孙德华维生素B12的代谢又称氰钴胺或钴氨素，结构复杂的淡红色水溶性B族维生素来源食物，肝、肾、肉类、蛋类、牛奶及海洋生物中含量最丰富。成人每天所需2-5μg，体内贮量4-5mg，可供3-5年使用，故一般情况下是不会缺乏的，除非为素食者（10-15年，因胆汁中维生素B1290%被吸收）。南方医科大学血液学教研室孙德华

维生素B12的吸收和转运胃内经胃酸与胃蛋白酶分解出来，在十二指肠与内因子结合，在肠上皮细胞中被吸收。吸收影响因素胃肠疾病导致的胃酸、胃蛋白酶分泌减少；全胃切除和恶性贫血患者的内因子完全缺乏时对维生素B12影响最大，因为胆汁中的维生素Ｂ12亦不能再吸收；胰腺分泌胰蛋白酶可帮助维生素Ｂ12的吸收。作用参与体内多种生化反应：DNA合成、影响神经鞘磷脂的合成、参与体内氰化物代谢，使某些含氰化合物的食物、烟草的氰化物变为无毒物质。排泄：经尿、粪便排出0-25μg

，唾液、泪液及乳汁中也有少量排出。南方医科大学血液学教研室孙德华第四节红细胞的衰老和死亡寿命120天其清除由脾、肝及骨髓中的单核-巨噬细胞系统完成。南方医科大学血液学教研室孙德华（一）发病机制

1.红细胞破坏的机制（1）红细胞膜的异常：

红细胞膜的异常有膜支架异常、膜对阳离子的通透性改变、膜吸附有凝集抗体、不完全抗体或补体以及红细胞膜化学成分改变，导致红细胞易在单核-巨噬细胞系统破坏。（2）血红蛋白的异常：

血红蛋白的异常是因血红蛋白分子结构异常使分子间易发生聚集，致红细胞硬度增加；或者因红细胞内在的酶缺陷，导致氧化作用破坏血红蛋白，产生海因小体，致使红细胞无法变形通过脾窦而被脾脏破坏。（3）机械性因素：

机械性因素如病理性辦膜、弥漫性血管内凝血导致的红细胞机械性损伤而溶血。南方医科大学血液学教研室孙德华2.红细胞的衰老清除

衰老的红细胞主要被单核-巨噬细胞系统所吞噬裂解，释放出血红蛋白，分解为铁、珠蛋白和卟啉，卟啉则为体内未结合胆红素的主要来源。胆汁中的结合胆红素被还原为粪胆原，大部分随粪排出，小部分进入肠肝循环。

当红细胞大量破坏时，临床上出现黄疸，血清游离胆红素增高、大便粪胆原增多、尿