《生物学》课程教学资源（教材讲义）第十部分 动物体的结构与功能 第52章 循环

第52章循环要点概述52.1动物的循环系统可分为开放式和封闭式开放循环系统和封闭循环系统：所有的脊椎动物的循环系统都是封闭的，而非脊椎动物的则是开放的。52.2血液由纵横交错的血管网传送血浆（bloodplasma）：血浆中包含看大量的溶质，如：离子、新陈代谢物、蛋白质、激素等。血细胞(bloodce11s)：血细胞包括红细胞、白细胞及血小板，它们分别担负着输氧、保卫和止血的功能。血管的特征：血液从动脉流出心脏，从静脉流回：在毛细血管中，血液与周围组织交换物质。淋巴系统（lymphaticsystem)：淋巴系统主要负责使流出循环系统的体液重新回到血液中来。52.3脊椎动物(vertebrate)的心脏经历过循序渐进的进化鱼的心脏：鱼的心脏由一列四个室组成，血液从最前面的一个室中流向鳃，然后出鳃经过体循环流入身体各部。两栖类和爬行类的循环：陆地脊椎动物有两种循环：体循环和肺循环。心脏的血液从肺流向心脏再由心脏泵至全身各处。哺乳类和鸟类的循环：哺乳类和鸟类的心脏中有完整的隔膜，将心脏左右分开。52.4心动周期(cardiaccycle)带动心血管系统心肌循环：左、右心脏总是同时休息、接受血液，然后同时将血液搏到动脉中的。电刺激（electricalexcitation）和心脏收缩：冲动(impulse)起始于心脏的某一区域而后传导至心脏各处。血流和血压：血流和血压取决于动脉的孔径及心脏泵出的血液量。动物体内所有的细胞都需要从食物分子中获得能量以维持生存。就像城市中的居民，由农村提供给他们所需食物，体内的细胞也需要“卡车”来运送食物

第 52 章 循 环 要点概述 52.1 动物的循环系统可分为开放式和封闭式 52.1 动物的循环系统可分为开放式和封闭式 开放循环系统和封闭循环系统：所有的脊椎动物的循环系统都是封闭的 ： ，而非脊椎动物 的则是开放的。 52.2 血液由纵横交错的血管网传送 52.2 血液由纵横交错的血管网传送 血浆(blood plasma): 血浆中包含着大量的溶质 (blood plasma): ，如：离子、新陈代谢物、蛋白质、激 素等。 血细胞(blood cells)： (blood cells)：血细胞包括红细胞、白细胞及血小板，它们分别担负着输氧、 保卫和止血的功能。 血管的特征：血液从动脉流出心脏 ： ，从静脉流回；在毛细血管中，血液与周围组织交换 物质。 淋巴系统(lymphatic system) (lymphatic system) ymphatic system)：淋巴系统主要负责使流出循环系统的体液重新回到血 液中来。 52.3 脊椎动物 52.3 脊椎动物(vertebrate)的心脏经历过 (vertebrate)的心脏经历过循序渐进的进化 鱼的心脏：鱼的心脏由一列四个室组成 ： ，血液从最前面的一个室中流向鳃，然后出鳃经 过体循环流入身体各部。 两栖类和爬行类的循环：陆地脊椎动物有两种循环 ： ：体循环和肺循环。心脏的血液从肺 流向心脏再由心脏泵至全身各处。 哺乳类和鸟类的循环：哺乳类和鸟类的心脏中有完整的隔膜 ： ，将心脏左右分开。 52.4 心动周期(cardiac cycle)带动心血管系统 (cardiac cycle)带动心血管系统 心肌循环：左、右心脏总是同时休息 ： 、接受血液，然后同时将血液搏到动脉中的。 电刺激(electrical excitation)和心脏收缩 (electrical excitation)和心脏收缩：冲动(impulse)起始于心脏的某一区域， 而后传导至心脏各处。 血流和血压：血流和血压取决于动脉的孔径及心脏 ： 泵出的血液量。 动物体内所有的细胞都需要从食物分子中获得能量以维持生存。就像城市中 的居民，由农村提供给他们所需食物，体内的细胞也需要“卡车”来运送食物

需要“高速公路”来供“卡车”行使，还需要提供一种“烹煮”食物的方法。在动物中，循环系统提供了血液和血管（卡车和高速公路），这是我们本章所要讨论的问题（图52.1）。消化系统和呼吸系统，一一提供新陈代谢必需品：葡萄糖（食物）和氧气（烹调食物的燃料），前者我们在上章已经讨论过了，后者将在下一章讨论。52.1动物的循环系统可分为开放式和封闭式图52.1红细胞：这是用电子扫描显微镜观察到的血管断面图，开放或封闭循环系统图中血管内充满着红血细胞，它对于单细胞原生生物来说，它们可以以扩们在血管中穿梭，将氧气从一个地方运送到另一个地方。）散的形式从外部液体环境中直接得到氧气和养分，刺胞动物（如水）和扁形动物（如涡虫）的体壁只有两层。每层细胞体壁都直接与一种环境接触，一一外环境或消化循环腔(gastrovascular，见图52.2a)，水的消化循环腔从体腔一直延续到触手，而涡虫的则高度分支，延伸到各个细胞处，向它们提供了氧气与养分。体型较大一些的动物，它们的组织都超过了几层细胞的厚度，因此细胞不是远离外部环境，就是远离消化腔，这样便很难利用扩散作用直接吸收氧气和养分。于是，这些动物便发展了循环系统，利用体液把外部环境及消化腔中的氧气和养分传送到各个细胞处。共有两种循环系统：开放式和封闭式。在开放式循环系统(opencirculatorysysterm)中，如软体动物和节肢动物（图52.2b），循环液（如血液）与细胞外液（体液或淋巴）是没有区别的，这种液体被称为血淋巴（hemolvmph）。在昆虫中心脏就是一个肌肉管，它将血淋巴泵至身体的网状管道及各腔中，然后该液体回到中心腔内。在封闭式的系统(closedcirculatorysysterm)中，循环液或是血液总是在血管中，它们由心脏泵出，而后还是回到心脏内。环节动物（见45章）及所有的脊椎动物都是封闭循环的。在环节动物中，如虾蚓，脊背血管有节奏地收缩着，起

需要“高速公路”来供“卡车”行使，还需要 提供一种“烹煮”食物的方法。在动物中，循 环系统提供了血液和血管（卡车和高速公路）， 这是我们本章所要讨论的问题（图 52.1）。消 化系统和呼吸系统，——提供新陈代谢必需 品：葡萄糖（食物）和氧气（烹调食物的燃料）， 前者我们在上章已经讨论过了，后者将在下一 章讨论。 52.1 动物的循环系统可分为开放式和 52.1 动物的循环系统可分为开放式和 封闭式 开放或封闭循环系统 对于单细胞原生生物来说，它们可以以扩 散的形式从外部液体环境中直接得到氧气和 养分，刺胞动物（如水螅）和扁形动物（如涡虫）的体壁只有两层。每层细胞体 壁都直接与一种环境接触，——外环境或消化循环腔(gastrovascular，见图 52.2a)， 水螅的消化循环腔从体腔一直延续到触手，而涡虫的则高度分支，延伸到各个细 胞处，向它们提供了氧气与养分。体型较大一些的动物，它们的组织都超过了几 层细胞的厚度，因此细胞不是远离外部环境，就是远离消化腔，这样便很难利用 扩散作用直接吸收氧气和养分。于是，这些动物便发展了循环系统，利用体液把 外部环境及消化腔中的氧气和养分传送到各个细胞处。 共有两种循环系统：开放式和封闭式。在开放式循环系统 开放式循环系统(open circulatory systerm)中，如软体动物和节肢动物（图 52.2b），循环液（如血液）与细胞外液 （体液或淋巴）是没有区别的，这种液体被称为血淋巴（hemolymph）。在昆虫 中心脏就是一个肌肉管，它将血淋巴泵至身体的网状管道及各腔中，然后该液体 回到中心腔内。 在封闭式的系统(closed circulatory systerm)中，循环液或是血液总是在血管 中，它们由心脏泵出，而后还是回到心脏内。环节动物（见 45 章）及所有的脊 椎动物都是封闭循环的。在环节动物中，如蚯蚓，脊背血管有节奏地收缩着，起 图 52.1 红细胞：这是用电子扫 ： 描显微镜观察到的血管断面图， 图中血管内充满着红血细胞，它 们在血管中穿梭，将氧气从一个 地方运送到另一个地方。）

着泵的作用。血液流经五根连接动脉（同样起着泵的作GastrovascularDorsalbloodvesseTubularcavityhearty用），到达腹部血管，最后经过腹部血管重新回到脊背血LateralPharynxMouthhearts ventral blood管中，从各根动脉中分支出vesselPlanaria:Insect:Earthworm去的小血管遍布各组织，给gastrovascularopencirculationclosed circulationcavity虾蚓提供了氧气和养分，也(b)(c)(a)运送了代谢废物（图52.2c）。图52.2动物的循环系统：（a）涡虫的消化循环腔可充当消化和循环系统，养分直接从消化腔扩散到组织细胞中；(b）昆虫的开放循环系统中，血淋巴由管状脊椎动物循环系统的功能心脏泵入腔内，然后回到血管中重新进入循环；（c)虾蚓的封闭循环系统，血液从心脏泵出后仍在血管中脊椎动物的循环系统比传递，然后回到心脏，所有的脊椎动物都有相同的封非脊椎动物的更加复杂、精闭循环系统)。Figure52.2巧。它将氧气与养分经由心planaria/涡虫gastrovascularcavity/消化循环腔血管系统带至各组织中。血pharnx/咽mouth/嘴insec/昆虫tubularheart/管状心脏opencirculation/开放循环系统earthworm/蚯蚓管形成一个网管状组织，使lateralhearts/侧面心脏dorsalbloodvessel/脊背血管得血液可流经身体中每个细ventralbloodvesse/腹部血管closedcirculation/封闭将循环系统胞，然后回到心脏。动脉将血液带离心脏，而静脉则将血液输回心脏。血液经毛细血管从动脉流至静脉，毛细血管是最细也是最多的血管。在血浆通过毛细血管时，血压便得一部分液体流出血管，这些流出的液体品做组织液(interstitialfluid)，它们有的直接流回毛细血管中，而另一些则进入淋巴管内（位于血管周围的结缔组织中），进入淋巴管的液体，现在就叫做淋巴(lymph)，它们将在某个特定部位进入静脉。淋巴系统是循环系统的一部分，将在接下来的章节中讨论。脊椎动物的循环系统共有三大功能：运输、调节和保护。1.运输所有的细胞新陈代谢所需的重要物质皆由循环系统运送，这些物质能划分为以下几类：a.呼吸红细胞为组织细胞运送氧气。在肺或鳃的毛细血管中，氧气结合到红细胞的血红蛋白中，通过血红蛋白氧气被运输至细胞，用来进行有氧呼吸。细

着泵的作用。血液流经五根 连接动脉（同样起着泵的作 用），到达腹部血管，最后经 过腹部血管重新回到脊背血 管中，从各根动脉中分支出 去的小血管遍布各组织，给 蚯蚓提供了氧气和养分，也 运送了代谢废物（图 52.2c）。 脊椎动物循环系统的功能 脊椎动物的循环系统比 非脊椎动物的更加复杂、精 巧。它将氧气与养分经由心 血管系统带至各组织中。血 管形成一个网管状组织，使 得血液可流经身体中每个细 胞，然后回到心脏。动脉将 血液带离心脏，而静脉则将血液输回心脏。血液经毛细血管从动脉流至静脉，毛 细血管是最细也是最多的血管。 在血浆通过毛细血管时，血压使得一部分液体流出血管，这些流出的液体叫 做组织液(interstitial fluid)，它们有的直接流回毛细血管中，而另一些则进入淋 巴管内（位于血管周围的结缔组织中），进入淋巴管的液体，现在就叫做淋巴 (lymph)，它们将在某个特定部位进入静脉。淋巴系统是循环系统的一部分，将 在接下来的章节中讨论。 脊椎动物的循环系统共有三大功能：运输、调节和保护。 1. 运输 所有的细胞新陈代谢所需的重要物质皆由循环系统运送，这些物质 能划分为以下几类： a. 呼吸 红细胞为组织细胞运送氧气。在肺或鳃的毛细血管中，氧气结合到 红细胞的血红蛋白中，通过血红蛋白氧气被运输至细胞，用来进行有氧呼吸。细 （a） （b） （c） 图 52.2 动物的循环系统：(a) 涡虫的消化循环腔可 充当消化和循环系统，养分直接从消化腔扩散到组织 细胞中；(b) 昆虫的开放循环系统中，血淋巴由管状 心脏泵入腔内，然后回到血管中重新进入循环；(c) 蚯蚓的封闭循环系统，血液从心脏泵出后仍在血管中 传递，然后回到心脏，所有的脊椎动物都有相同的封 闭循环系统)。 Figure52.2 planaria/ 涡 虫 gastrovascular cavity/ 消 化 循 环 腔 pharnx/咽 mouth/嘴 insec/昆虫 tubular heart/管状心 脏 open circulation/开放循环系统 earthworm/蚯蚓 lateral hearts/侧面心脏 dorsal blood vessel/脊背血管 ventral blood vesse/腹部血管 closed circulation/封闭 循环系统

胞呼吸的副产物CO2，由血液带到肺或者鳃内排出体外。b.营养消化系统负责将食物分解成分子，这样养分便可通过小肠壁吸收进入血管中，加入到循环系统中，然后血液便携带着这些已吸收的养分通过肝脏到达全身的各处细胞。c.排泄代谢产物、多余的水分以及离子，还有血液中一些其它分子，在经过肾脏毛细血管时被过滤掉，以尿的形式排出。2.调节心血管系统运输调节性激素，并参加体温调节。a.激素传递：血液能将内分泌腺分泌的激素带走，这样内分泌腺便能对离它很远的器官进行调节。b.体温调节：对于温血Epidermis动物来说，它的体温总是保Heatloss10持恒定而不受其环境影响epidermis的，这种功能与表皮下分布orafter的血管是不无关系的。当外VasoconstrictionVasodilation部环境很冷时，靠外的血管(a)(b)图52.3散热调节：体表热量的散失可通过流过体表便会缩小，把更多的温血转的血液来调节。（a）体表血管的收缩可限制血流量及移到内层的血管中去；当外散热；（b）相反这些血管的扩张可以增加血流量和散热。部环境变热时，靠外的血管Figure52.3会扩张，让更多的温血通过，vasoconstriction/血管收缩epidermis/表皮airorwater/空气或水vasodilation/血管舒张heatloss达到更好的散热效果（图acrossepidermis/表皮散热52.3)。还有一些脊椎动物能在寒冷的环境下保持热量，它们用了一种名叫反向流动热交换的方法（countercurrentheatexchange，第53章），在这个过程中，温血由身体内部的血管传输，紧靠着外部传送较凉血液的血管（图52.4），这样流出的血可使流回的血变暖，较凉的血回到体内时也就不再凉了。3.保护循环系统可以治愈伤口，阻止微生物及毒物进入体内。a.凝固：凝固机制使得血管破裂时，血液不至于过多地流失。这种凝固机制包括了血浆和血细胞，一一血小板（在下面章节中讨论），的作用。b.免疫预防：血液中含有白血细胞，它们能够提供免疫，来对付许多致病

胞呼吸的副产物 CO2，由血液带到肺或者鳃内排出体外。 b. 营养 消化系统负责将食物分解成分子，这样养分便可通过小肠壁吸收进 入血管中，加入到循环系统中，然后血液便携带着这些已吸收的养分通过肝脏到 达全身的各处细胞。 c. 排泄 代谢产物、多余的水分以及离子，还有血液中一些其它分子，在经 过肾脏毛细血管时被过滤掉，以尿的形式排出。 2. 调节 心血管系统运输调节性激素，并参加体温调节。 a. 激素传递：血液能将内分泌腺分泌的激素带走，这样内分泌腺便能对离 它很远的器官进行调节。 b. 体温调节：对于温血 动物来说，它的体温总是保 持恒定而不受其环境影响 的，这种功能与表皮下分布 的血管是不无关系的。当外 部环境很冷时，靠外的血管 便会缩小，把更多的温血转 移到内层的血管中去；当外 部环境变热时，靠外的血管 会扩张，让更多的温血通过， 达到更好的散热效果（图 52.3）。 还有一些脊椎动物能在寒冷的环境下保持热量，它们用了一种名叫反向流动 热交换的方法(countercurrent heat exchange，第 53 章)，在这个过程中，温血由 身体内部的血管传输，紧靠着外部传送较凉血液的血管（图 52.4），这样流出的 血可使流回的血变暖，较凉的血回到体内时也就不再凉了。 3. 保护 循环系统可以治愈伤口，阻止微生物及毒物进入体内。 a. 凝固：凝固机制使得血管破裂时，血液不至于过多地流失。这种凝固机 制包括了血浆和血细胞，——血小板（在下面章节中讨论），的作用。 b. 免疫预防：血液中含有白血细胞，它们能够提供免疫，来对付许多致病 （a） （b） 图 52.3 散热调节：体表热量的散失可通过流过体表 ： 的血液来调节。(a) 体表血管的收缩可限制血流量及 散热；(b) 相反这些血管的扩张可以增加血流量和散 热。 Figure52.3 vasoconstriction/ 血 管 收 缩 epidermis/ 表 皮 air or water/空气 或水 vasodilation/血管舒张 heat loss across epidermis/表皮散热

物质，一些白血细胞是吞食性的，而另一些则能产生抗体，还有的则以另外一些机制来保护身体。CorebodytemperatureWalblardOVeins循环系统可以是开放式的也-Artery5°0可以是封闭式的，所有的脊椎动物ArteryTemperatureNeinsofenvironmentColdbloodCoplary都是封闭式循环系统，特点是血液循环由动脉离开心脏，由静脉回到图52.4反向流动热交换：许多海洋动物，如这只虎鲸(killerwhale)，利用反向流动热交换心脏。循环系统有许多功能，包括：方法来减少在冷水中的热损失。动脉中由体内运输、调节以及保护。泵出的温血将热量散发给流回体内的体表冷的静脉血，这样使得身体内部能在冷水中保持恒定的温度，减少动脉血中的热量损失。52.2体内血液传输经由网状Figure52.4temperatureofenvironment/环境温度core血管系统bodytemperature/体内温度warmblood/温血coldblood/冷血capillarybed/毛细血管层血浆artery/动脉veins/静脉血液有流动的血浆及在其中流动的血细胞组成（图52.5），血小板虽然也出现在图52.5中但并非完整的细胞而是骨髓中细胞的一部分。血浆是血细胞和血小板存在的基质。体液（细胞外液）来源于血浆。血浆包括如下成分：1.代谢物、废物和激素：细胞新陈代谢所需的物质全都溶解在血浆中，包括：葡萄糖、氨基酸及维生素。血浆中还有调节细胞活性的激素，以及废物，如：氯化物、二氧化碳（代谢产生）。二氧化碳在血液中以重碳酸的形式传递，因为气体形式的二氧化碳会降低血液的PH值。2.离子：就像生命之源大海那样，血浆也是一个稀释了的盐溶液。血浆中的主要离子有：钠离子、氯离子和重碳酸根离子，当然，也有微量的其他离子：钙离子、镁离子、铜离子、钾离子及锌离子。总的来说血浆的成分是比较接近于海水的，只不过总的离子浓度要低于现代海洋的海水。3.蛋白质：肝生成了大部分的血浆蛋白，包括白蛋白(albium)，血浆蛋白的主要成分；alpha和beta球蛋白(globulins)，脂和固醇类激素的载体；还有纤

物质，一些白血细胞是吞食性的， 而另一些则能产生抗体，还有的则 以另外一些机制来保护身体。 循环系统可以是开放式的也 可以是封闭式的，所有的脊椎动物 ，所有的脊椎动物 都是封闭式循环系统，特点是血液 循环由动脉离开心脏，由静脉回到 心脏。循环系统有许多功能 。循环系统有许多功能，包括： 运输、调节以及保护。 52.2 体内血 52.2 体内血液传输经由网状 血管系统 血浆 血液有流动的血浆及在其中流 动的血细胞组成（图 52.5），血小板虽然也出现在图 52.5 中但并非完整的细胞， 而是骨髓中细胞的一部分。血浆是血细胞和血小板存在的基质。体液（细胞外液） 来源于血浆。 血浆包括如下成分： 1. 代谢物、废物和激素：细胞新陈代谢所需的物质全都溶解在血浆中 ： ，包 括：葡萄糖、氨基酸及维生素。血浆中还有调节细胞活性的激素，以及废物，如： 氯化物、二氧化碳（代谢产生）。二氧化碳在血液中以重碳酸的形式传递，因为 气体形式的二氧化碳会降低血液的 PH 值。 2. 离子：就像生命之源大海那样 ： ，血浆也是一个稀释了的盐溶液。血浆中 的主要离子有：钠离子、氯离子和重碳酸根离子，当然，也有微量的其他离子： 钙离子、镁离子、铜离子、钾离子及锌离子。总的来说血浆的成分是比较接近于 海水的，只不过总的离子浓度要低于现代海洋的海水。 3. 蛋白质：肝生成了大部分的血浆蛋白 ： ，包括白蛋白(albium)，血浆蛋白 的主要成分；alpha 和 beta 球蛋白(globulins)，脂和固醇类激素的载体；还有纤 图 52.4 反向流动热交换：许多海洋动物 ： ，如 这只虎鲸(killer whale)，利用反向流动热交换 方法来减少在冷水中的热损失。动脉中由体内 泵出的温血将热量散发给流回体内的体表冷 的静脉血，这样使得身体内部能在冷水中保持 恒定的温度，减少动脉血中的热量损失。 Figure52.4 temperature of environment/ 环 境 温 度 core body temperature/体内温度 warm blood/温血 cold blood/冷血 capillary bed/毛细血管层 artery/动脉 veins/静脉

维蛋白原，血凝结过程中的重要物Life spanBlood cellFunctioninblood质，血管破裂之后血小板会释放出OzandcO2120days许多凝结因子到血液中，纤维蛋白transportErythrocyte原便被转化为纤维蛋白，而纤维蛋Immune7hoursdefenses白又是一种不溶的线状物，它们相Neutrophil互聚集便形成了凝块。去掉了纤维DefenseUnknownagainstparasites蛋白原的血浆被称为血清(serum)。EosinophilUnknownInflammatoryresponse血浆，血液中的液体部分含有Basophil许多不同类型的蛋白质、离子、代Immunesurveillance(precursorof3days谢物质、废物以及激素。这种液体tissuemacrophage)Monocyte及它的衍生物为大多数体细胞提AntibodyproductionUnknown(precursorsY-供了一个外环境。plasmacells)lymphocyte血细胞CellularUnknownimmuneresponselymphocyte血细胞中红细胞有携氧功能，多白细胞有免疫抵抗功能，血小板有7-8daysBlood clottingPlatelets凝血功能（图52.5）图52.5血细胞的种类：红细胞是红色的血细胞；血小板来自于骨髓细胞；剩下的都是白细胞中的不同类型。红细胞与氧气运输Figure 52.5Blood cell/血细胞life Span inblood/寿命每立方毫米血液含500万红细function/功能erythrocyte/红细胞120days/120胞，红细胞在整个血液中占的份额天O2andCO2transport/O2及CO2运送neutrophil/嗜中性粒细胞7hours/小时叫血细胞比容（hematocrit），人类immunedefenses/免疫防疫eosinophil/嗜酸性典型数字是45%。一个圆盘，中间细胞unknow/未知defenseagainst parasites/防凹陷，红细胞像有洞的油馅饼，但御寄生虫basophil/嗜碱性细胞inflammatoryresponse/过敏反应monocyte/单核细胞3洞并没有穿透，正如我们看到的脊days/3天immunesurveillance(precursor oftissuemacrophage)/免疫监督（吞噬细胞前体）椎动物的红细胞，有血红蛋白，是Blymphocyte/B淋巴细胞antibody结合和运输氧气的色素，在脊椎动production(precursorofplasmacells)/抗体产生（浆细胞前体）Tlymphocyte/T淋巴细胞物中血红蛋白只存在于红细胞中。cellularimmuneresponse/细胞免疫platelets/血红细胞由非特化的细胞发展而小板7-8days/7-8天bloodclotting/凝血

维蛋白原，血凝结过程中的重要物 质，血管破裂之后血小板会释放出 许多凝结因子到血液中，纤维蛋白 原便被转化为纤维蛋白，而纤维蛋 白又是一种不溶的线状物，它们相 互聚集便形成了凝块。去掉了纤维 蛋白原的血浆被称为血清(serum)。 血浆，血液中的液体部分含有 ，血液中的液体部分含有 许多不同类型的蛋白质、离子、代 谢物质、废物以及激素 、废物以及激素。这种液体 及它的衍生物为大多数体细胞提 供了一个外环境。 血细胞 血细胞中红细胞有携氧功能， 白细胞有免疫抵抗功能，血小板有 凝血功能（图 52.5） 红细胞与氧气运输 每立方毫米血液含 500 万红细 胞，红细胞在整个血液中占的份额 叫血细胞比容（hematocrit），人类 典型数字是 45%。一个圆盘，中间 凹陷，红细胞像有洞的油馅饼，但 洞并没有穿透，正如我们看到的脊 椎动物的红细胞，有血红蛋白，是 结合和运输氧气的色素，在脊椎动 物中血红蛋白只存在于红细胞中。 红细胞由非特化的细胞发展而 图 52.5 血细胞的种类：红细胞是红色的血细 ： 胞；血小板来自于骨髓细胞；剩下的都是白细 胞中的不同类型。 Figure 52.5 Blood cell/血细胞 life span in blood/寿命 function/功能 erythrocyte/红细胞 120 days/120 天 O2 and CO2 transport/O2 及 CO2 运 送 neutrophil/ 嗜 中 性 粒 细 胞 7 hours/7 小 时 immune defenses/免疫防疫 eosinophil/嗜酸性 细胞 unknow/未知 defense against parasites/防 御寄生虫 basophil/嗜碱性细胞 inflammatory response/ 过 敏 反 应 monocyte/ 单 核 细 胞 3 days/3 天 immune surveillance(precursor of tissue macrophage)/ 免疫监督（吞噬细胞前体） B lymphocyte/B 淋 巴 细 胞 antibody production(precursor of plasma cells) /抗体产生 （浆细胞前体） T lymphocyte/T 淋巴细胞 cellular immune response/细胞免疫 platelets/血 小板 7-8 days/7-8 天 blood clotting/凝血

来，叫“干细胞”。当血CollagenfibersVesselisdamaged,浆含氧量下降时，肾将Redbloodcellexposingsurroundingooctissueto blood-PlateletBloodvessel血浆蛋白转化为激素，PlateletplugPlateletsadhereand促红血球生成素becomestickyQ00formingaplug.业(erythropoisesis)，促红血Cascadeofenzymaticreactionsistriggeredbyplatelets,plasma球生成素刺激骨髓中红factors,anddamagedtissue囍细胞的生成，这个过程-ThrombinProthrombinFibrinogenFibrin称红细胞再生。哺乳动Fibrin threadsThreadsof fibrin物中，成熟的红细胞失traperythrocytesand form a clot.去了细胞核，这与所有图52.6血液凝固：纤维蛋白由血浆中的一种可溶性蛋白一一纤维蛋白原而生成。这个反应由凝血酶催化，而凝血酶其它脊椎动物的成熟红来自于无活的凝血素，凝血酶的激活是血管被损时，血块细胞不同，其他的都有凝结多步酶促反应中的最后一步。Figure52.6核。当哺乳动物红细胞collagenfibers/胶原纤维redblood cell/红血细胞platelet/老化，它们就由脾牌脏、血小板bloodvessel/血管plateletplug/血小板栓prothrombin/凝血素thrombin/凝血酶fibrinogen/纤维蛋白骨髓和肝的吞噬作用离原fibrin/纤维蛋白fibrinthreads/纤维蛋白丝开血流。骨髓中立即产Vessel is damaged, exposing surrounding tissue to blood/il管被破坏，使周围组织暴露于血液中plateletsandbecome生新的红细胞来维持平sticky,formingaplug/血小板粘附，变得坚固，形成一个塞衡。子cascade of enzymatic reactions istriggered byplatelets,plasmafactors,anddamagedtissue/血小板、血浆因子和被损组织触发多级酶促反应白细胞保护机体threadsoffibrintraperythrocytesandformaclot/纤维蛋白丝结合红细胞形成凝块人类血液中，白细胞少于1%，它和红细胞的比例是：1：1000一2：1000，白细胞比红细胞大，有核，而且白细胞不像红细胞，必须在血液中，它可以从毛细血管迁移出来而进入体液。白细胞有几种，它们都在保护机体抗御侵入细菌和异物中起了特定的作用（57章会予以介绍）。颗粒白细胞，包括：嗜中性粒细胞、嗜酸细胞、嗜碱性细胞，它们是按照其细胞质中颗粒的染料性质而命名的；非颗粒白细胞，包括：单核细胞和淋巴细胞，嗜中性细胞是白细胞中数目最多的，接下来是淋巴细胞、单核细胞、嗜酸细胞和嗜碱性细胞

来，叫“干细胞”。当血 浆含氧量下降时，肾将 血浆蛋白转化为激素， 促 红 血 球 生 成 素 (erythropoisesis)，促红血 球生成素刺激骨髓中红 细胞的生成，这个过程 称红细胞再生。哺乳动 物中，成熟的红细胞失 去了细胞核，这与所有 其它脊椎动物的成熟红 细胞不同，其他的都有 核。当哺乳动物红细胞 老化，它们就由脾脏、 骨髓和肝的吞噬作用离 开血流。骨髓中立即产 生新的红细胞来维持平 衡。 白细胞保护机体 人类血液中，白细 胞少于 1%，它和红细胞的比例是：1：1000－2：1000，白细胞比红细胞大，有 核，而且白细胞不像红细胞，必须在血液中，它可以从毛细血管迁移出来而进入 体液。白细胞有几种，它们都在保护机体抗御侵入细菌和异物中起了特定的作用 （57 章会予以介绍）。颗粒白细胞，包括：嗜中性粒细胞、嗜酸细胞、嗜碱性细 胞，它们是按照其细胞质中颗粒的染料性质而命名的；非颗粒白细胞，包括：单 核细胞和淋巴细胞，嗜中性细胞是白细胞中数目最多的，接下来是淋巴细胞、单 核细胞、嗜酸细胞和嗜碱性细胞。 图 52.6 血液凝固：纤维蛋白由血浆中的一种可溶性蛋白 ： — —纤维蛋白原而生成。这个反应由凝血酶催化，而凝血酶 来自于无活的凝血素，凝血酶的激活是血管被损时，血块 凝结多步酶促反应中的最后一步。 Figure 52.6 collagen fibers/胶原纤维 red blood cell/红血细胞 platelet/ 血 小 板 blood vessel/ 血 管 platelet plug/ 血 小 板 栓 prothrombin/凝血素 thrombin/凝血酶 fibrinogen/纤维蛋白 原 fibrin/ 纤 维 蛋 白 fibrinthreads/ 纤 维 蛋 白 丝 Vessel is damaged, exposing surrounding tissue to blood/血管 被破坏，使周围组织暴露于血液中 platelets and become sticky, forming a plug/血小板粘附，变得坚固，形成一个塞 子 cascade of enzymatic reactions is triggered by platelets, plasma factors, and damaged tissue/血小板、血浆因子和被损 组 织 触 发 多 级 酶 促 反 应 threads of fibrin trap erythrocytes and form a clot/纤维蛋白丝 结合红细胞形成凝块

血小板有助于血液凝固巨核细胞(megakaryocytes)是出现于骨髓中的大细胞，小块的细胞质从它上面脱落便形成了血小板，血小板在血液凝固方面起着巨大的作用，当血管被扎破时，管壁的平滑肌收缩，压缩了血管，血小板然后聚集在伤口处，相互胶连，固定在其他组织上，形成“栓子”，“栓子”由于线状纤维蛋白的加盟变得更加牢固（图52.6)，这个“栓子”还能吸附一些红细胞，这样便在伤口处形成了一个凝块，堵住了伤口。红细胞中含有血红蛋白，能够运送氧气；不同的白细胞有各自特别的功能，能够阻止寄生物的侵蚀：血小板参加血液凝固。血管的特性血液由动脉离开心室，不断的分支，形成了一棵中空的“树”，深入每个器官中。最细的，显微镜下才可见的动脉分支叫小动脉（arterioles）：血液从小动脉进入毛细血管（capillaries），一个极细的窄而薄的管道，然后血液进入小静脉（venules）中，进入更大的静脉（veins），直到回到心脏。iosuectveSmoothmuscle动脉，小动脉，静脉，及EndotheliumElasticlayer-Endothelial小静脉，都有相同的基本结构EndothelialcellscellsConnectivetissue（图52.7）。最内层是上表皮层Smoothmuscle叫内皮层细胞，覆盖内皮层细ElasticlayerEndothelium胞的是一薄层弹性纤维，平滑肌层，和结缔组织层。这些壁图52.7血管的结构：（a）动脉和（c）静脉有相同都很厚，不允许血液和血管外的组织层。（b）毛细血管仅由一层内皮层细胞组成。（未依比例）组织的任何物质交换。但毛细Figure 52.7血管壁只由内皮层构成，分子connectivetissue/结缔组织smoothmuscle/平滑肌elasticlayer/弹性层endothelialcells/内皮层细和离子可以扩散渗透通过毛细胞endothelium/内皮层endothelialcells/内皮层细血管壁上的孔。因此，血液与胞connectivetissue/结缔组织 smoothmuscle/平滑肌elasticlaver/弹性层endothelium/内皮层体细胞的气体和新陈代谢物质交换是在血液进入毛细血管后进行的

血小板有助于血液凝固 巨核细胞(megakaryocytes)是出现于骨髓中的大细胞，小块的细胞质从它上面 脱落便形成了血小板，血小板在血液凝固方面起着巨大的作用，当血管被扎破时， 管壁的平滑肌收缩，压缩了血管，血小板然后聚集在伤口处，相互胶连，固定在 其他组织上，形成“栓子”，“栓子”由于线状纤维蛋白的加盟变得更加牢固(图 52.6)，这个“栓子”还能吸附一些红细胞，这样便在伤口处形成了一个凝块，堵 住了伤口。 红细胞中含有血红蛋白，能够运送氧气 ，能够运送氧气；不同的白细胞有各自特别的功能 ；不同的白细胞有各自特别的功能， 能够阻止寄生物的侵蚀；血小板参加血液凝 ；血小板参加血液凝固。 血管的特性 血液由动脉离开心室，不断的分支，形成了一棵中空的“树”，深入每个器 官中。最细的，显微镜下才可见的动脉分支叫小动脉（arterioles）；血液从小动 ） 脉进入毛细血管（capillaries），一个极细的窄而薄的管道 ） ，然后血液进入小静脉 （venules）中，进入更大的 ） 静 脉（veins），直到回到心脏 ） 。 动脉，小动脉，静脉，及 小静脉，都有相同的基本结构 （图 52.7）。最内层是上表皮层 叫内皮层细胞，覆盖内皮层细 胞的是一薄层弹性纤维，平滑 肌层，和结缔组织层。这些壁 都很厚，不允许血液和血管外 组织的任何物质交换。但毛细 血管壁只由内皮层构成，分子 和离子可以扩散渗透通过毛细 血管壁上的孔。因此，血液与 体细胞的气体和新陈代谢物质 交换是在血液进入毛细血管后进行的。 图 52.7 血管的结构：（a）动脉和（c）静脉有相同 的组织层。（b）毛细血管仅由一层内皮层细胞组 成。（未依比例） Figure 52.7 connective tissue/结缔组织 smooth muscle/平滑 肌 elastic layer/弹性层 endothelial cells/内皮层细 胞 endothelium/内皮层 endothelial cells/内皮层细 胞 connective tissue/结缔组织 smooth muscle/平滑 肌 elastic layer/弹性层 endothelium/内皮层

动脉和小动脉动脉具有由心脏向外传输血液的功能。大动脉壁上有额外的弹性纤维，以便每次接受心脏泵出的血液后，反弹使血液向前流动。小动脉弹性小些，但它们不成比例的厚平滑肌层使他们能够抵抗破裂。广大的动脉树网络对血流由摩擦阻力。血管越窄，摩擦力越大，事实上，血管若窄了一半，摩擦力会增加16倍！这是因为对血流的摩擦力与血管半径呈反比例，因此，在动脉树中，动脉和小动脉越小，对血流的阻碍越大。动脉平滑肌层的收缩引起血管收缩（vasoconstriction），极大增加了摩擦阻力，降低了血液流动。平滑肌层舒张引起血管舒张（vasodilation），减小了阻力，使血液流向器官（图52.3）。另外，流过一些器官的血流在进入毛细血管处附近小动脉区受平滑肌环的调节。这些毛细血管前扩约肌（precapillarysphincters）（图52.8）可以完全关闭毛细血管网。例如，皮肤毛细血管的关闭增加了血管收缩程度，限制了冷天热量的损失。Precapilugh-tiowictersoper/channelE?ArterioleCapillariesVenule(a)血液流经毛细血管网(b）毛细血管网中血液量受限图52.8毛细血管连接动脉和静脉：（a）当血流进入毛细血管时，血液与组织间大多数的物质交换发生了。进入毛细血管的通道由一系列叫毛细血管前扩约肌的肌肉在管口控制。（b）当扩约肌收缩，毛细血管被关闭，身体里特定器官中毛细血管中的血量受到限制，从而控制了组织物质交换的速度。Figure 52.8arteriole/小动脉 precapillary sphincters open/ through-flow channel capillaries/ venule/precapillarysphinctersclosed/毛细血管物质交换每次心脏收缩，必须产生足够的血压将血液抵抗动脉树的阻力而进入毛细

动脉和小动脉 动脉具有由心脏向外传输血液的功能。大动脉壁上有额外的弹性纤维，以 便每次接受心脏泵出的血液后，反弹使血液向前流动。小动脉弹性小些，但它们 不成比例的厚平滑肌层使他们能够抵抗破裂。 广大的动脉树网络对血流由摩擦阻力。血管越窄，摩擦力越大，事实上， 血管若窄了一半，摩擦力会增加 16 倍！这是因为对血流的摩擦力与血管半径呈 反比例，因此，在动脉树中，动脉和小动脉越小，对血流的阻碍越大。动脉平滑 肌层的收缩引起血管收缩（vasoconstriction），极大增加了摩擦阻力 ） ，降低了血 液流动。平滑肌层舒张引起血管舒张（vasodilation），减小了阻力 ） ，使血液流向 器官（图 52.3）。 另外，流过一些器官的血流在进入毛细血管处附近小动脉区受平滑肌环的 调节。这些毛细血管前扩约肌（precapillary sphincters）（图 52.8）可以完全关 闭毛细血管网。例如，皮肤毛细血管的关闭增加了血管收缩程度，限制了冷天热 量的损失。 毛细血管物质交换 每次心脏收缩，必须产生足够的血压将血液抵抗动脉树的阻力而进入毛细 (a) 血液流经毛细血管网 (b) 毛细血管网中血液量受限 图 52.8 毛细血管连接动脉和静脉:（a）当血流进入毛细血管时，血液与组织间大多数 的物质交换发生了。进入毛细血管的通道由一系列叫毛细血管前扩约肌的肌肉在管口 控制。（b）当扩约肌收缩，毛细血管被关闭，身体里特定器官中毛细血管中的血量受 到限制，从而控制了组织物质交换的速度。 Figure 52.8 arteriole/小动脉 precapillary sphincters open/ through-flow channel capillaries/ venule/ precapillary sphincters closed/

血管。毛细血管数量和分支都是无数多的，从而使身体每个细胞都占有100微米的毛细血管。平均来说，毛细血管大约1毫米长，直径8微米，只比红细胞（直径5-7微米）大一点。除非关闭，红细胞可以在毛细血管中没有困难的前进虽然手细管很窄，但由于数量多，他们在循环系统中具有最大的总横截面积。由此，血流经过毛细血管时，其流速降低，大大增大了与周围组织进行物质交换的时间。当血液流到毛细管末端时，他已经释放了一些氧气和养分，接受了二氧化碳和其他排泄物。血液在流经巨大的毛细血管网时血压大部分消失，所以血液在进入静脉时血压已经非常低了。Blood flows toward heartOpenvalve小静脉和静脉血液从小静脉中流向更大的静Vein脉，直至它们到达心脏为止，小静脉和静脉与动脉有同样的管壁组成，只Contracting不过它们有更薄的平滑肌。静脉血管skeletalmuscles中的血压只及动脉中的1/10，因此Valveclosed它们只需要一层更薄的肌肉；心血管系统中的大多数血液都储存于静脉图52.9静脉中的血液的单向流动：静脉瓣膜保证了静脉中的血液朝着心脏的方向前进。中，而如果需要的话，静脉还可以胀Figure52.9大，以盛下更多的血液，如果你站立bloodflowstowardheart/血液流向心脏openvalve/开放的瓣膜vein/静脉contracting久了，你就会看到你脚上膨胀了的静skeletalmuscles/收缩的骨骼肌valveclosed/脉。封闭的瓣膜既然静脉中的血压这么低，那脚上和腿上的血液又是怎么回到心脏中的呢？单靠静脉血压是不够的，还要借助于其他方法。最重要的就是：静脉周围的骨骼肌的收缩挤压了静脉，这样就可以使血液流动了。在静脉瓣膜（venousvalves）的帮助下静脉中血流朝着一个方向进行（图52.9），当某人的静脉膨胀的太大时，静脉瓣膜就会失去工作机能，这是血液便会聚集起来，这种情况被称为静脉曲张。血液有心脏泵至动脉系统中，在流到更细的动脉中去，然后经过无数的最细的毛细血管，在那里与组织进行交换，最后由静脉回到心脏

血管。毛细血管数量和分支都是无数多的，从而使身体每个细胞都占有 100 微米 的毛细血管。平均来说，毛细血管大约 1 毫米长，直径 8 微米，只比红细胞（直 径 5-7 微米）大一点。除非关闭，红细胞可以在毛细血管中没有困难的前进。 虽然毛细管很窄，但由于数量多，他们在循环系统中具有最大的总横截面 积。由此，血流经过毛细血管时，其流速降低，大大增大了与周围组织进行物质 交换的时间。当血液流到毛细管末端时，他已经释放了一些氧气和养分，接受了 二氧化碳和其他排泄物。血液在流经巨大的毛细血管网时血压大部分消失，所以 血液在进入静脉时血压已经非常低了。 小静脉和静脉 血液从小静脉中流向更大的静 脉，直至它们到达心脏为止，小静脉 和静脉与动脉有同样的管壁组成，只 不过它们有更薄的平滑肌。静脉血管 中的血压只及动脉中的 1/10，因此 它们只需要一层更薄的肌肉；心血管 系统中的大多数血液都储存于静脉 中，而如果需要的话，静脉还可以胀 大，以盛下更多的血液，如果你站立 久了，你就会看到你脚上膨胀了的静 脉。 既然静脉中的血压这么低，那脚上和腿上的血液又是怎么回到心脏中的呢？ 单靠静脉血压是不够的，还要借助于其他方法。最重要的就是：静脉周围的骨骼 肌的收缩挤压了静脉，这样就可以使血液流动了。在静脉瓣膜（venous valves） 的帮助下静脉中血流朝着一个方向进行（图 52.9），当某人的静脉膨胀的太大时， 静脉瓣膜就会失去工作机能，这是血液便会聚集起来，这种情况被称为静脉曲张。 血液有心脏泵至动脉系统中，在流到更细的动脉中去 ，在流到更细的动脉中去，然后经过无数的最 ，然后经过无数的最 细的毛细血管，在那里与组织进行交换 ，在那里与组织进行交换，最后由静脉回到心脏 ，最后由静脉回到心脏。 图 52.9 静脉中的血液的单向流动：静脉瓣膜 保证了静脉中的血液朝着心脏的方向前进。 Figure 52.9 blood flows toward heart/血液流向心脏 open valve/ 开 放 的 瓣 膜 vein/ 静 脉 contracting skeletal muscles/收缩的骨骼肌 valve closed/ 封闭的瓣膜