血液檢驗 7.2017-2014級紅細胞基礎-孫德華 學習資料

第三篇紅細胞檢驗

南方醫(yī)科大學檢驗系孫德華主要內(nèi)容紅細胞檢驗的基礎理論紅細胞檢驗的基本方法南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華

紅細胞檢驗的基礎理論紅細胞的基礎理論紅細胞膜血紅蛋白紅細胞代謝紅細胞衰老與死亡南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華正常紅細胞雙凹圓盤形，大小較一致，直徑6-9μm，平均7.5μm南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華第一節(jié)紅細胞膜紅細胞膜的組成與結構紅細胞膜的功能影響紅細胞膜穩(wěn)定的因素南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華一、紅細胞膜的組成與結構組成影細胞(ghost)適當PH的低滲溶液中膜的組成蛋白質(占49.3%)：脂蛋白、糖蛋白脂質（占42%）：磷脂（60%）、膽固醇和中性脂肪（33%）、糖脂糖類(占8%)：糖脂蛋白、糖蛋白膜的特點脂質含量高蛋白質與脂質的比約1:1比值變化常與膜的功能變化密切相關南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華1.膜糖類種類中性糖（葡萄糖、半乳糖、甘露糖）氨基糖類：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巖藻糖乙酰氨基神經(jīng)氨酸——又稱唾液酸或涎酸存在方式：糖脂蛋白、糖蛋白———細胞天線(受體反應、抗原性、信息傳遞)2006南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華2.膜脂質磷脂（60%）甘油磷脂組成甘油骨架兩個脂肪酸磷酸化的醇種類絲氨酸磷脂（PS）14%乙醇胺磷脂（PE）27%膽堿磷脂（PC）28%肌醇磷脂（PI）2-3%鞘磷脂(SM)27%不含甘油，代之為鞘氨醇所有磷脂都是兩性物質極性基團非極性基團膽固醇和中性脂肪（33%）游離膽固醇較多膽固醇酯較少膽固醇與磷脂有一定比例膽固醇/磷脂（C/P）約為0.8~1作用:膽固醇在膜中起調節(jié)脂質物理狀態(tài)的作用糖脂由糖及脂質組成分類糖鞘氨脂---紅細胞膜上的屬此類糖甘油脂功能:紅細胞膜抗原性細胞表面粘附細胞與細胞間的相互作用南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華3.膜蛋白大多數(shù)與脂質與糖結合形成脂蛋白與糖蛋白作用:既有維持紅細胞結構作用,又有一定功能SDS-聚丙烯酰胺電泳,按分子量可分為7-8條帶條帶數(shù)與電泳移動速率相關南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華膜蛋白的組成骨架蛋白收縮蛋白(spectrin)1、2錨蛋白(ankyrin,2.1蛋白)4.1蛋白4.2蛋白肌動蛋白(actin,區(qū)帶5)原肌球蛋白加合素4.9蛋白跨膜蛋白帶3蛋白—陰離子通道(變構作用、雙向運轉)血型糖蛋白(Gp)南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華膜的結構脂質雙分子層為膜的支架膜蛋白鑲嵌在脂質雙分子層中又相互連結形成膜的骨架流動鑲嵌動力學說2006南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華膜結構有兩個最基本特性紅細胞膜的流動性脂質和蛋白質的流動性膜的不對稱性(asymmetry)膜脂質分布的不對稱性：外層富含膽堿磷脂PC和鞘磷脂SM內(nèi)層以絲氨酸磷脂PS和乙醇氨磷脂PE為主膜蛋白分布的不對稱性糖蛋白、糖鏈都位于膜的外側，保證了方向性功能蛋白激酶C結合于膜的內(nèi)側紅細胞膜的不對稱性是維持其正常形態(tài)和功能的基礎之一。南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華二、紅細胞膜的功能為紅細胞的生命活動提供相對穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境維持細胞內(nèi)外成份的穩(wěn)定和離子交換維持正常形態(tài)及變形性（脾竇、未成熟細胞、粘度）選擇性的物質運輸O2、離子、水（AQP1）、葡萄糖（GLUT）提供細胞識別位點，并完成細胞內(nèi)外信息的跨膜傳遞抗原性：血型抗原、衰老免疫功能清除免疫復合物的作用（C3b受體）對淋巴細胞的調控作用紅細胞對吞噬細胞的作用對補體活性的調節(jié)膜上的受體激素受體、遞質類受體、病毒受體、其他（TfR及EPO受體）南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華三、影響紅細胞膜穩(wěn)定的因素紅細胞膜蛋白有遺傳性缺陷：變形性、穩(wěn)定性下降紅細胞酶缺陷：酶缺陷或Hb異常免疫因素（C3b、吞噬細胞）能量代謝異常：ATP生成不足生物因素：蛇毒、蜂毒、蝎毒、細菌毒素南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華第二節(jié)血紅蛋白hemoglobin,Hb血紅蛋白的組成兩對珠蛋白肽鏈和4個亞鐵血紅素構成的4個亞基血紅素(heme)是鐵原子和原卟啉的復合物珠蛋白:6種,αβγδεζ生理性血紅蛋白的種類影響血紅蛋白結構和功能的因素南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華生理性血紅蛋白的種類

正常成人血紅蛋白有3種HbA:α2β2占96-98%HbA2:α2δ2占1-3.1%HbF:α2γ2占2%以下又稱為胎兒血紅蛋白,胎兒>80%,出生后迅速下降,2歲時接近成人水平此外尚有3種胎兒血紅蛋白

3周-12周HbGower1(ζ2ε2)HbGower2(α2ε2)HbPortland(ζ2γ2)南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華Hb的亞基結構具有以下重要特征由單一多肽鏈組成，大約含有140-150個氨基酸序列，分子量16000。亞基的三維結構十分緊密，大小約4.5nm×3.5nm×2.5nm。75%左右的多肽鏈的二級結構為α螺旋。亞基的內(nèi)部空間極小，幾乎完全被非極性氨基酸殘基所充滿。人們發(fā)現(xiàn)，雖然Hb內(nèi)部的氨基酸殘基可以改變，但往往是非極性氨基酸之間的取代，以確保Hb核心的非極性特征。南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華血紅素和Hb的三種構象形式構象形式鐵的氧化態(tài)第5個配位鍵第6個配位鍵脫氧Hb+2HisFS空缺氧合Hb+2HisFSO2高鐵Hb+3HisFSH2O2006南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華Hb的特性第1個氧分子結合于脫氧Hb的1個亞基，可以促進第2個氧分子結合于同1個Hb，以此類推，直到4個亞基都結合氧。這種亞基協(xié)同式的結合方式，是別構蛋白所特有的。Hb對氧的親合力依賴于pH。此外，CO2的濃度也影響Hb與氧的結合。H+和CO2都能促使氧合Hb釋放所結合的氧；同樣氧可以促使Hb釋放所結合的H+和CO2。Hb對H+和CO2的結合也是亞基協(xié)同式的。在紅細胞內(nèi)，Hb和氧的結合受DPG（2，3-二磷酸甘油酸）的負調節(jié)，導致Hb對氧的親合力減低。南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華H+和CO2對Hb功能的影響酸度增加促進氧合Hb釋放氧，在生理條件下，pH降低將使Hb的氧離曲線右移。圖：血紅蛋白的氧解離曲線南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華在恒定pH條件下，CO2濃度的增加也促進Hb對氧的離和力減低。在代謝迅速的組織中，CO2和酸性物質產(chǎn)生較多，高水平的H+和CO2的存在將促使毛細血管中的氧合Hb釋放氧。1904年Bohr首次發(fā)現(xiàn)了一個重要的規(guī)律：代謝旺盛的組織需要更多的氧。10年后人們又發(fā)現(xiàn)，在肺泡毛細血管中，高濃度的氧促進Hb釋放H+和CO2

，如同在活性組織中高濃度的H+和CO2促使Hb釋放氧一樣。這一規(guī)律被稱為Bohr效應。南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華DPG的水平對Hb功能的影響

Hb在紅細胞中對氧的親合力，低于水溶液中的游離Hb。DPG即2，3二磷酸甘油酸。DPG的存在使Hb對氧的親和力大大降低，這一特性對于氧合Hb在組織的毛細血管中釋放氧來說是必不可少的，此時DPG結合于脫氧Hb，而不是氧合Hb。胎兒的HbF對氧的親和力高于成人HbA，原因是HbF和DPG的結合不如HbA的結合強，從而造成HbF對氧的親合力較高。南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華Hb對CO的親合作用CO分子很容易和Hb結合，從而抑制體內(nèi)氧的輸送。游離血紅素在水溶液中對CO的親和力是O2的25000倍。然而Hb對CO的親和力僅比O2200倍。顯然Hb的蛋白部分大大削弱了血紅素對氧的親和力，這在生理上有重大意義。在細胞內(nèi)，血紅素降解可以產(chǎn)生內(nèi)源性CO，這些CO將抑制大約1%的Hb的氧結合位點，不會危及生存。否則內(nèi)源性CO足以產(chǎn)生劇毒。南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華Hb減弱CO的親和力的結構基礎南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華二、影響血紅蛋白結構和功能的因素功能主要是運輸O2和CO2南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華影響因素珠蛋白基因缺失或缺陷α基因缺失導致HbH（β４）、HbBarts（γ4）兩種異常Hb生成，有高親氧力、極不穩(wěn)定、易發(fā)生沉淀形成包涵體，導致溶血基因缺陷導致珠蛋白肽鏈的一級結構的氨基酸被替換或丟失影響血紅蛋白結構和功能的穩(wěn)定性對氧親和力過高，導致紅細胞增多癥結構的異常導致Fe2+易被氧化成Fe3+，形成MHb，失去運氧能力，常不穩(wěn)定、易形成變性珠蛋白小體（Heinz小體），導致溶血珠蛋白的異常還可使紅細胞形態(tài)異常，如靶形紅細胞、鐮形紅細胞酶缺陷高鐵血紅蛋白還原酶缺陷導致ＭＨｂ形成化學藥物中毒常見的有氧化性藥物、硫化物、ＣＯ等，導致ＭＨｂ、ＳＨｂ、ＨｂＣＯ形成南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華第三節(jié)紅細胞代謝紅細胞糖代謝紅細胞鐵代謝紅細胞核苷酸代謝南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華一、紅細胞糖代謝的作用紅細胞糖代謝的作用維持血紅蛋白分子中的鐵處于Fe2+形態(tài)維持紅細胞內(nèi)高鉀、低鈉、低鈣狀態(tài)，維持紅細胞的雙凹形態(tài)。維持細胞內(nèi)酶、血紅蛋白中的巰基團處于激活和還原狀態(tài)。調節(jié)血紅蛋白對氧的親和力南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華紅細胞糖代謝葡萄糖無氧酵解磷酸戊糖途徑與谷胱甘肽途徑其他南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華葡萄糖無氧酵解無氧糖酵解是紅細胞生存所需能量的主要來源1分子葡萄糖經(jīng)無氧酵解可生成兩分子的ATP，用以維持紅細胞的正常形態(tài)、代謝、功能和變形性。正常生理情況下90-95％的葡萄糖經(jīng)此途徑代謝。南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華2,3-二磷酸甘油酸(2,3-DPG)代謝支路調節(jié)紅細胞2,3-DPG含量,進而調節(jié)Hb對氧的親和力所有貧血病人,2,3-DPG含量均增高,而且增高程度與Hb呈負相關.2,3-DPG含量的代償性增高導致Hb與氧的親和力降低,有利于氧向組織釋放.南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華磷酸戊糖途徑與谷胱甘肽途徑戊糖旁路途徑給紅細胞提供還原能力，即產(chǎn)生與還原型的輔酶Ⅱ（NADPH）和谷胱甘肽（GSH）。防止紅細胞內(nèi)產(chǎn)生的過氧化氫等氧化劑對紅細胞的損害。正常生理情況下5-10％的葡萄糖經(jīng)此途徑代謝，但當受氧化性刺激時其活性大大加強。谷胱甘肽途徑南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華其它網(wǎng)織紅細胞的糖代謝三羧酸循環(huán)代謝線粒體葡萄糖無氧酵解磷酸戊糖途徑代謝紅細胞的其它能源代謝腺苷、肌苷、果糖、甘露糖、半乳糖、二羥丙糖、乳酸等南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華二、紅細胞鐵代謝人體內(nèi)鐵的分布鐵的來源和吸收吸收：主要在十二指腸和空腸上段的粘膜鐵的轉運及利用鐵的貯存與排泄鐵代謝的異常南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華(一)鐵的分布總鐵：3－5g（男性50mg/kg，女性40mg/kg）分布:可立即動用不可立即動用南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華血紅蛋白鐵：血紅蛋白在肺內(nèi)與氧結合，將氧運送到體內(nèi)各組織中。肌紅蛋白鐵：見于所有骨骼肌和心肌。肌紅蛋白可作為這些肌肉中的氧貯存所，以保護細胞對氧的損傷。南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華轉運鐵最少，最活躍。轉鐵蛋白在24小時內(nèi)至少轉運約8-10次。由肝細胞及單核-巨噬細胞合成的β1球蛋白，基因位于3號染色體上，與轉鐵蛋白受體基因相連接。每個轉鐵蛋白可結合2個鐵原子（Fe3+）。正常情況下，僅1/3轉鐵蛋白的鐵結合位點被占據(jù)。血漿中所有轉鐵蛋白結合點構成血漿總鐵結合力（TIBC）。轉鐵蛋白的功能是將鐵輸送到全身各組織，將暫不用的鐵送到貯存部位。南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華各種酶及輔因子鐵包括細胞色素c、細胞色素c氧化酶、過氧化氫酶、過氧化物酶、色氨酸吡咯酶、脂氧化酶等血紅素蛋白類；以及鐵-黃素蛋白類，包括細胞色素c還原酶、NADH脫氫酶、黃嘌呤氧化酶、琥珀酸脫氫酶和?；o酶A脫氫酶等。6-8mg，含量極少，但對每一個細胞代謝至關重要。是維持生命的重要物質。易變池鐵80-90mg指鐵離子離開血漿進入組織或細胞間，結合于細胞膜或細胞間蛋白的短暫期間的鐵容量。南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華貯存鐵鐵蛋白貯存體內(nèi)多余的鐵，當身體需要時，仍可動用為功能鐵。含鐵血黃素為變性聚合的鐵蛋白，為水溶性。主要在單核巨噬細胞中存在。病理情況下可大量堆積在體內(nèi)所有組織內(nèi)。在顯微鏡下的非染色組織切片或骨髓涂片中呈金黃色折光的顆?；驁F塊狀。亦可用瑞氏或普魯氏藍染色。其含鐵量占其重量的25-30%南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華(二)鐵的來源和吸收來源外源性鐵每天攝入10-20mg,但僅有10%可被吸收。內(nèi)源性鐵21mg,是外源性鐵的15-20倍，主要來源量：22mg/日吸收部位：十二指腸、空腸上段南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華影響鐵吸收因素體內(nèi)貯存量減低時,吸收增加胃腸道的胃酸有利于吸收食物成份藥物影響(還原劑利于吸收,氧化劑影響吸收)南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華轉運與利用腸粘膜血液銅藍蛋白Fe3++轉鐵蛋白血清鐵（運鐵蛋白復合體）單核－巨噬細胞系統(tǒng)骨髓幼紅細胞鐵受體＋胞飲作用細胞內(nèi)Fe3+轉鐵蛋白＋原卟啉血紅素＋珠蛋白血紅蛋白Fe2+南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華(三)鐵的貯存和排泄鐵的貯存以鐵蛋白和含鐵血黃素的形式貯存于骨髓、肝、脾等多種細胞和血漿中。血清鐵蛋白測定結果是判斷體內(nèi)鐵貯存量的最敏感的指標之一貯存鐵耗盡繼續(xù)缺鐵才會出現(xiàn)貧血如有細胞外鐵的存在可排除缺鐵排泄粘膜、上皮、尿、汗等。1mg南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華(四)缺鐵的原因鐵攝入不足：偏食、含量不足、吸收不良鐵丟失過多：胃腸道出血、鉤蟲病、月經(jīng)過多等需要量增加：妊娠南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華(五)鐵代謝紊亂引起的疾病鐵缺乏引起的缺鐵性貧血鐵利用障礙導致的鐵粒幼細胞貧血慢性疾病性貧血鐵過多而致的血色病和含鐵血黃素沉著癥南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華三、紅細胞核苷酸代謝葉酸和維生素B12在DNA合成中的作用葉酸的代謝維生素B12的代謝南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華（一）葉酸和維生素B12在DNA合成中的作用

南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華當維生素B12與葉酸缺乏時，影響DNA合成DNA合成障礙，合成速度慢，細胞增殖的S期延長可致細胞核發(fā)育障礙。造血組織受影響最大，在更新較快的細胞，如胃腸道上皮中也存在著類似的改變，故在臨床上常表現(xiàn)為巨幼細胞貧血伴胃腸道癥狀。南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華葉酸的代謝

組成來源人體不合成葉酸，依靠食物供給。在葉酸不耐熱，可被過度烹煮而破壞。南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華正常人每天需求200μg，孕婦和哺乳者為300-400μg人體內(nèi)葉酸貯存量約為5-20mg，可供人體4個月之用，如補充不足，容易導致缺乏。嬰幼兒葉酸攝入不足時會導致脂肪瀉、口炎性腹瀉。維生素C缺乏可加重葉酸缺乏鎮(zhèn)靜劑如苯巴比妥、撲癇酮等可抑制葉酸代謝，抗癌藥如甲氨蝶呤可抑制葉酸還原為TFH，都可引發(fā)巨幼細胞貧血。南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華排泄葉酸及其代謝產(chǎn)物腎臟排泄（主要）糞便中有少量排泄膽汁中葉酸濃度為血的2-10倍，但大部分可由空腸重吸收

南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華維生素B12的代謝又稱氰鈷胺或鈷氨素，結構復雜的淡紅色水溶性B族維生素來源食物，肝、腎、肉類、蛋類、牛奶及海洋生物中含量最豐富。成人每天所需2-5μg，體內(nèi)貯量4-5mg，可供3-5年使用，故一般情況下是不會缺乏的，除非為素食者（10-15年，因膽汁中維生素B1290%被吸收）。南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華

維生素B12的吸收和轉運胃內(nèi)經(jīng)胃酸與胃蛋白酶分解出來，在十二指腸與內(nèi)因子結合，在腸上皮細胞中被吸收。吸收影響因素胃腸疾病導致的胃酸、胃蛋白酶分泌減少；全胃切除和惡性貧血患者的內(nèi)因子完全缺乏時對維生素B12影響最大，因為膽汁中的維生素Ｂ12亦不能再吸收；胰腺分泌胰蛋白酶可幫助維生素Ｂ12的吸收。作用參與體內(nèi)多種生化反應：DNA合成、影響神經(jīng)鞘磷脂的合成、參與體內(nèi)氰化物代謝，使某些含氰化合物的食物、煙草的氰化物變?yōu)闊o毒物質。排泄：經(jīng)尿、糞便排出0-25μg

，唾液、淚液及乳汁中也有少量排出。南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華第四節(jié)紅細胞的衰老和死亡壽命120天其清除由脾、肝及骨髓中的單核-巨噬細胞系統(tǒng)完成。南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華（一）發(fā)病機制

1.紅細胞破壞的機制（1）紅細胞膜的異常：

紅細胞膜的異常有膜支架異常、膜對陽離子的通透性改變、膜吸附有凝集抗體、不完全抗體或補體以及紅細胞膜化學成分改變，導致紅細胞易在單核-巨噬細胞系統(tǒng)破壞。（2）血紅蛋白的異常：

血紅蛋白的異常是因血紅蛋白分子結構異常使分子間易發(fā)生聚集，致紅細胞硬度增加；或者因紅細胞內(nèi)在的酶缺陷，導致氧化作用破壞血紅蛋白，產(chǎn)生海因小體，致使紅細胞無法變形通過脾竇而被脾臟破壞。（3）機械性因素：

機械性因素如病理性辦膜、彌漫性血管內(nèi)凝血導致的紅細胞機械性損傷而溶血。南方醫(yī)科大學血液學教研室孫德華2.紅細胞的衰老清除

衰老的紅細胞主要被單核-巨噬細胞系統(tǒng)所吞噬裂解，釋放出血紅蛋白，分解為鐵、珠蛋白和卟啉，卟啉則為體內(nèi)未結合膽紅素的主要來源。膽汁中的結合膽紅素被還原為糞膽原，大部分隨糞排出，小部分進入腸肝循環(huán)。

當紅細胞大量破壞時，臨床上出現(xiàn)黃疸，血清游離膽紅素增高、大便糞膽原增多、尿