血液

血液（英語：blood）是在動物的循環系統、心臟和血管腔內循環流動的一種組織，可以將氧氣送到各器官，並將細胞的代謝廢棄物帶離細胞。血液組織是結締組織的一種，由血漿和血球組成。血漿內含血漿蛋白（白蛋白、球蛋白、纖維蛋白原）、脂蛋白等各種營養成分以及無機鹽、氧、激素、酶、抗體和細胞代謝產物等。血細胞有紅血球、白血球和血小板。哺乳類的血液具有凝血機制，血管破裂時，血小板會結集，堵塞血管破口，此時血漿中原本可水溶的血纖維蛋白等凝固成為血塊，剩餘的透明液體就叫做血清。

生物體的生理變化和病理變化往往引起血液成分的改變，所以血液成分的檢測有重要的臨床意義。

以人類的血液為例，成人的血液約占體重的十三分之一，比重為1.050～1.060，pH值為7.35～7.45，滲透壓為313毫摩每升。ABO血型是人類的主要血型之分類，可分為A型、B型、AB型及O型，另外還有Rh血型系統，MNS血型系統，P血型系統等血型系統。

另外，人類等哺乳類動物還有淋巴循環系統，跟血液和組織液有關係。昆蟲等的循環系統液體稱為血淋巴，作用不是免疫而是類似血液運輸營養和廢物。

## 功能

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- 運輸：血液通過毛細血管壁與組織間液進行物換，又與外環境進行物質交換。例如，通過肺的毛細血管與大氣交換氣體，通過腸道吸收各種營養物質，通過腎臟、汗腺排出各種代謝物。物質溶解於水中，在血液中運輸。但不少脂溶性物質，運輸通過：氧與血紅蛋白結合在紅細胞內運輸，更多脂溶性物質成為水溶性化合物進行運輸；二氧化碳在血漿中溶解度不大，但大量進入紅細胞，經碳酸酐酶催化形成水溶性的碳酸根離子後，透出在血漿中運輸。膽固醇、甘油三酯等，與某些血漿蛋白質結合，形成脂蛋白運輸。非水溶性的類固醇激素、甲狀腺素等，與某些血漿蛋白質結合成水溶性物質在血漿中運輸。血液流經腎臟，分子量小的物質從腎小球濾出。血液運輸小分子物質，防止從尿中流失：金屬離子中的等和小分子激素與大分子血漿蛋白質結合，形成不能通過腎小球的複合物；葡萄糖與一般無機離子從腎小球濾出後，經腎小管重吸收。
- 維持內環境：在保持內環境理化性質相對恆定中，血液起重要作用：各種干擾內環境的代謝物等，依靠肺、腎處理，代謝產生大量熱，通過皮膚散發，但在全身組織細胞與肺、腎、皮膚之間各種物質與熱量的運輸必須依靠血液。血液緩衝一些酸性代謝產物引起的變化。血漿中的水比熱較大，可吸收大量熱而溫度升高不多，可防止運輸過程中內環境發生較大波動。組織間液微小的變化，可刺激血管壁上的化學感受器（如頸動脈體）和中樞神經系統的感受細胞，為維持內環境穩定提供必要的反饋資訊。
- 免疫：白細胞、補體、免疫球蛋白參與免疫。此外，激肽釋放酶―激肽系統與補體同時激活，促進吞噬。補體是血漿中廣泛參與免疫的一組蛋白質因子，大都是蛋白水解酶的酶原，通過一系列水解逐步激活。在白細胞中，吞噬細胞吞噬異物，參與炎症反應，在異物入侵的組織，出現一些特殊化學物質，向四周擴散，濃度逐漸降低，吞噬細胞滲出血管，朝向這些物質，遊走到入侵異物的周圍，「識別」和吞噬異物，特異性免疫球蛋白IgG等包裹入侵異物，顯著增強識別、吞噬。在吞噬細胞中，中性粒細胞抵禦急性化膿性細菌入侵，將入侵細胞局限，消滅，參與清除免疫複合物、壞死組織，單核―巨噬細胞對付細胞內致病物，如病毒、瘧原蟲、真菌、結核分支桿菌等。巨噬、淋巴細胞的相互激活後，吞噬致病微生物，也能識別、殺傷腫瘤細胞，吞噬衰老、損傷細胞、細胞碎片。免疫細胞為特異性免疫。淋巴細胞包括T細胞、B細胞兩大免疫細胞。
- 止血：小血管損傷後血液流出，數分鐘後出血將自行停止。血小板減少導致出血不止。血漿中一些蛋白質因子完成的血液凝固過程，也十分重要，凝血功能有缺陷時常會出血不止。小血管受傷後立即收縮，若破損不大即可封閉；血管內膜損傷暴露出來的內膜下組織，可同時激活血小板、血漿中的凝血因子，激活的血小板粘附於破損處血管內膜下組織聚集成團，成為一個鬆軟的血栓，堵塞傷口。同時此局部血漿中的纖維蛋白原轉變成不溶性的纖維蛋白分子多聚體，血栓被纖維蛋白絲網羅在內，逐步形成強韌的止血栓，制止出血。此外，在止血栓子上還會出現纖維蛋白溶解活性，使構成血栓的纖維蛋白又逐漸溶解，可使被破損修復後的局部血管再行暢通。

## 人的血液

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以人為例，成人大約有5公升血液。以體積計，血細胞約佔血液的45%。每公升血液有：

- 5 × 1012個紅血球（約佔血液體積的45%）：在哺乳類，成熟的紅血球沒有細胞核及細胞器。在紅血球上的糖蛋白決定了血型是哪一類。人體所有紅血球的表面積總和大約是人體外皮膚面積的2000倍。
- 3 × 1011個血小板（約佔血液體積少於1%）：凝血。纖維蛋白結成網狀聚集紅血球形成血栓，血栓阻止更多血液流失，並幫助阻止細菌進入體內。
- 9 × 109個白血球（約佔血液體積的1.0%）：它們是免疫系統的一部份，負責破壞及移除年老或異常的細胞及細胞殘骸，及攻擊病原體及外來物體。

## 生理學

### 製造及降解

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人類胚胎早期卵黃囊、肝、脾、胸腺和骨髓均有造血功能。從胚胎第4個月開始至終身，紅骨髓成為紅細胞生成的主要部位。粒細胞、單核細胞與巨核細胞、血小板和淋巴系細胞也主要在紅骨髓生成（見造血循環圖），在應激狀態下，脾臟可適量造血。蛋白質構成部份，包括凝血因子，主要由肝臟產生，而激素由內分泌腺產生，至於水狀成份則由丘腦下部調節腎臟去維持，腸道也有份間接參與。

血細胞在脾臟及肝的庫佛氏細胞降解，肝也有移除一些蛋白質、脂肪及胺基酸。腎臟把身體的廢物帶進尿液。正常的紅血球在血漿中約有120天壽命。

### 輸送氧氣

一個在正常氣壓環境中呼吸的健康人類，他的動脈血液中的氧約有98.5%與血紅素結合，只有1.5%是溶於其它血液成份中。血紅素也是哺乳類及許多其它物種的主要氧輸送者。

除了肺動脈、臍動脈及兩者的對應靜脈外，帶氧血液從心臟經過動脈、小動脈及毛細血管到達身體各處，然後脫氧血液經小靜脈及靜脈流回心臟。

在正常情形下，人在休息時，離開肺部的血液中的血紅素約有98—99%被氧飽和。一個健康成人在休息時，回到肺部的「脫氧」血液仍然約有75%氧飽和。持續運動增加氧的消耗，減少靜脈血液的氧飽和，在一個受過訓練的運動員身上可降至少於15%，即使呼吸率及血流增加，動脈血液的氧飽和在這些情形下可降至95%或更低。

由於母體供應胎盤的血液的氧分壓只有成人肺部的20%，胎兒製造了一種具有更強氧親和力的血紅素（血紅素F），確保可以從血液中盡可能地取得足夠的氧。

除了氧外，一些物質也可與血紅素結合，有時可造成身體的永久性損害。如一氧化碳與血紅素結合成不可還原的碳氧血紅素，降低血液的載氧量，嚴重時可引致身體缺氧，造成器官的永久性損害甚至死亡。

#### 昆蟲

除雙翅目（只有一對翅膀的昆蟲，如蒼蠅、蚊子）、搖蚊幼蟲等少數昆蟲因含有血紅素而血液呈紅色外，大多數昆蟲的血液為無色、黃色、綠色、藍色或淡琥珀色，是因為它們血液中所含的色素物質使得其血液呈現出特定的顏色。昆蟲的血液其實只是一個運送營養物質和代謝廢物的內部介質，所以又稱血淋巴。由血漿和血細胞組成。因呼吸作用在氣管中進行。故昆蟲的血液無呼吸色素。

## 顏色

血液的顏色（血色素）主要是因為血液中負責輸送氧氣的蛋白質所造成，不同種類的動物，其血液中的蛋白質也有所不同。

### 血紅蛋白

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血紅蛋白是脊椎動物血液為紅色的主要原因。每一個血紅蛋白中有四個血紅素，他們和不同分子的作用會影響其顏色。在脊椎動物及其他有血紅蛋白的生物中，動脈和微血管中血紅蛋白和氧結合，呈現鮮紅色。靜脈中的血氧氣含量較少，呈暗紅色，一般捐血或是血液様本的顏色也呈暗紅色，這是因為含氧的血紅蛋白和脫氧的血紅蛋白其吸收光譜不同所造成。

一氧化碳中毒的血液因形成碳氧血紅蛋白而呈鮮紅色。氰中毒時人體無法吸收氧氣，因此靜脈的血液仍為和氧結合的狀態，顏色也比較紅。有些情形會影響血紅蛋白中的血紅素，使血紅蛋白脫氧，皮膚呈現藍色，此時稱為發紺。若血紅素氧化成為高鐵血紅蛋白，顏色會呈棕色，無法輸送氧氣。硫血紅蛋白血癥是一種少見的情形，部份動脈血紅蛋白被氧化，呈現偏藍的暗紅色。

靠近皮膚的靜脈顏色會呈現藍色，原因可能是因為皮膚的光散射特性以及視覺皮層對影像的處理，而不是靜脈血液的顏色。

有鱗目的石龍子因為體內的代謝產物膽綠素，因此血液是綠色。

### 血藍蛋白

大部份軟體動物（包括頭足綱及腹足綱），以及像鱟之類的節肢動物，血液是藍色的，其中含有含銅的血藍蛋白，濃度為每公升50克。在缺氧時血藍蛋白是無色的，在含氧時則為深藍色。軟體動物一般生活在寒冷且低氧的環境中，血藍蛋白呈灰白至淺黃色，當血藍蛋白接觸到空氣中的氧氣時會變成深藍色，這是因為血藍蛋白在空氣中被氧化的結果。血藍蛋白在細胞外液中輸送氧氣，和哺乳類紅血球中的血紅蛋白的原理不同

### 血綠蛋白

大部份環節動物門及一些海中的多毛綱利用血綠蛋白來輸送氧氣。血綠蛋白在稀溶液中呈綠色。

### 蚯蚓血紅蛋白

蚯蚓血紅蛋白是海中的星蟲動物門、鰓曳動物門及腕足動物門及蚯蚓血液中輸送氧氣的成份。當和氧氣結合時呈紫紅色至粉紅色。

### 血釩蛋白

像海鞘及尾索動物亞門的血液中含有一種稱為釩綁定蛋白的蛋白，是生物體內少數含有釩的蛋白質。這些生物體內的釩濃度比周圍的海水高二百倍。目前還不清楚血釩蛋白的作用，但是一般不認為其與氧氣輸送有關。

## 病症

### 一般醫學病況

- 血液容積病況
- 傷口流血
- 生物體脫水
- 血液循環病況
- 動脈粥樣硬化
- 血栓形成

### 血液學病況

- 貧血
- 地中海貧血
- 鐮刀型紅血球疾病
- 細胞增殖性疾病
- 白血病
- 骨髓增生異常綜合征
- 凝血障礙
- 血友病
- 感染性疾病
- 敗血症
- 其他
- 紫質症
- 正鐵血紅蛋白血症

### 一氧化碳中毒

除了氧氣外，其他物質也會和血紅蛋白結合，有時會造成身體不可逆的傷害。例如一氧化碳，若呼吸中吸入一氧化碳，進到血液中，一氧化碳會和血紅蛋白結合成為碳氧血紅蛋白，可以運送氧氣的血紅蛋白減少，血液可以運送的氧氣量也會下降，這會不知不覺造成窒息，而在通風不良的密閉室內燃燒物體，也會產生一氧化碳。

## 外部連結

- Blood Groups and Red Cell Antigens. Free online book at NCBI Bookshelf ID: NBK2261
- 血液、紅血球、白血球和血小板（英文）

## 基本資料

- 日語原文：血液（blood）
- 拉丁文：haema