血液,这生而具有的神奇液体!刚出生时,你有一品脱(1品脱约为473毫升)多一点的血液;成年时,你的血液可达到四、五夸脱(1夸脱为2品脱,约为946毫升)。无论何时,如果你突然失去了超过三分之一的血液,你必须马上输血,否则就准备去见上帝吧!
一切都在血液中
人类文化长期以来就认识到血液对生命是必不可少的,并且认为血液有巨大的魔力及寓意。据说,用血液做的药方和饮品可以治疗失明、头痛、痛风、甲状腺肿大、寄生虫和灰白头发。在《圣经》中,有400多次提到血液;威廉·莎士比亚(William Shakespeare)在他的作品中接近700次提到血液。……“一切都在血液中”你的气质、你的命运等等。你或是一位出身贵族的美索不达米亚(Mesopotamia;亦称“两河流域”,指底格里斯与幼发拉底两河的中下游地区——译者注)的公主,亦或是一名精力充沛的美国男子。
然而,对于研究血液的科学家来说,即便是最过分的与血液有关的传说,跟真正由血液创造的进化的、生物化学的和工程的奇迹相比,都显得苍白无力。
我们称为血液的这种流体组织,通过输送新鲜的氧气和其他养分到我们身体的所有细胞(约100万亿个细胞)中,并排出二氧化碳、氨等其他的代谢物,不仅把我们“打扫”得干干净净;也为我们防御外部世界的免疫系统提供了一个“安身之所”。
康奈尔大学医学院教授、即将卸任的美国血液学学会会长安德鲁·沙菲尔(Andrew Schafer)说,血液是我们作为多细胞动物存在的基础,是一种联系身体任一器官的特殊组织。正是通过血液,我们身体的不同部分可以互相“交流”,各个器官可以各司其责。如果没有这样一个循环系统,就不会出现我们身体内的各种生命体征,也无法确保各种生命现象有序地忠诚于共同的目标——我们。
“血液是一个庞大的通讯网络,”沙菲尔博士说——如果你将它比作最初的移动电话系统,那么这个系统可以服务100万亿个用户。
血液也可以被认为是一个“私人的海洋”,重现了我们人类作为微小的、单细胞生物过着“漂流”生活的那段岁月的情景。“从海水中摄取养分,然后将代谢物排入海水中,”沙菲尔说。不仅血液的主要成分是水,而且血浆(血液中水的部分)中盐和其他离子的浓度与海水中的非常相似。
一种珍贵的体液
当然,我们不可能依靠风和天气来促进我们身体里的这个“海洋”进行健康的搅动或充气,因此,我们发展出一套自主的呼吸和泵送机制——肺和心脏。我们体内8品脱的血液通过心脏有规律的收缩-舒张二重奏进行循环,每小时大约循环60次,摄取刚刚从蜂窝状结构的肺部吸入的氧气,进入由较厚肌肉组成的心脏,然后心脏将富含氧的血液泵出。
血液学研究人员满怀感情与敬畏地指出,携带氧气是红细胞的任务。“红细胞有巨大的能量,”斯坦福大学医学院的斯坦利·施瑞尔(Stanley Schrier)说。为了给血红蛋白腾出空间,红细胞放弃了很多东西。血红蛋白能够“抓住”氧气,并赋予血液鲜艳的红石榴汁光泽。在所有的体细胞中,只有红细胞在成熟时“抛弃”了其细胞核和DNA,给氧气提供了更多的空间。
红细胞的贡献如此之大,而受到的关注却如此之少,以至于红细胞在静寂状态时看似一个个“面包卷”,直径大约8微米或0.0003英寸。然而,要到达遍布全身的每一个需要氧气的“用户”,红细胞必须从宽度不到其直径一半的毛细血管中挤过去。为了做到这一点,红细胞会变得细长,挤进毛细血管,并沿着毛细管壁排成一行“匍匐而行”。沙菲尔说,这类似坦克的履带在路上行进着。
然而,血液也是一个天才,它能够平衡两种互相对立的状态而有节奏地在运行。为了能够不停地在人体里总长约6万英里的动脉、静脉和毛细血管之间穿梭,血液必须是液体的,它是我们可信赖的“海洋”。
即使我们的身体不断地在替换血液的成分,将老化的、受损的血细胞送至脾脏和肝脏(沙菲尔将脾脏和肝脏称为“血细胞的墓地”),补充进骨髓制造新鲜的血细胞,但我们仍不能承受由于食肉动物一次严重的撕咬带来的大量失血(这个新旧更替的循环是渐进的)。跟海水、乳汁相比,血液有一显著不同之处:血液易于凝结,一旦离开身体,它就停止流动,变成固体。
免疫勇士血小板
在决定是流动还是凝结这一问题上,血液要视它周围的环境而定。俄克拉荷马大学健康科学中心的血液学家詹姆斯·乔治(James N.George)说,当血液流经身体里的大部分管状系统时,相对偏重一些的红细胞被吸引到血流旋涡的中心,而其他两种稍轻的有“免疫勇士”之称的白细胞和血小板则被推到旋涡的边缘。血小板是一种被称为身体“创可贴”(band-aid)的极微小细胞。这两种细胞的“边缘化”绝非偶然,“它们是在监视细胞,”乔治博士说,“好像它们一直在到处巡视,看看哪里有麻烦了。”
白细胞在寻找入侵细菌的迹象,而血小板则在“扫描”是否存在漏洞。只要血小板发现未破损的内皮组织的表面像特氟隆(Teflon,杜邦公司对其所生产的碳氢树脂的总称,中国读者认识它始于不粘锅,其极为光滑的特性使其不易与食物粘在一起——译者注)一样光滑,血小板就一直前进;而内皮组织(endothelium)就是排满了血管的组织。
在光滑的血管壁上,即便是最微小的切口或缝隙,其下方也会暴露出一些纤维丝;而流经此处的血小板即刻会发现这一不完整之处,旋即“坚守”在破损的纤维丝上,同时改变自身的形状,从圆形到不规则的八足形,依次吸引其他的血小板,最终凝结成块形成一个小簇(clump)。“如果切口很小,那就行了。”乔治说。而如果切口较大,那么下一个“封堵”阶段就开始了。来自血小板的信号会唤醒血液中的凝固因子(clotting factor),凝固因子是一类自由浮动的蛋白质,它们能交联在一起形成更大、更好的“创可贴”。
“血小板和凝固因子,”沙菲尔说,“它是天堂制造的一个绝妙结合。”
在某种程度上,我们的免疫细胞也会出错并攻击自身的组织,因此,一个“过分热心”的凝固反应也可能会带来可怕的后果。如果凝固反应恰巧阻断了通向心脏或大脑这样极重要器官的血流,那么你就可能命丧黄泉了。