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《工作细胞大解析》之“血小板”
可爱萝莉形象的血小板无疑是动画中最有人气的角色。

血小板的动画角色(图片来自于https://hataraku-saibou.com/character/)
在正常人体内,每毫升血液中有10~40万血小板(但是少年你先清醒一下,并不是40万个可爱萝莉在你血管里游荡)。血小板的主要功能是止血。不过早年人们以为它只是没什么用处的碎片,直到20世纪初才认识到它的止血功能。
外形与颜色
动画中之所以把血小板设计成萝莉形象,可能是因为血小板是最小的血细胞,直径通常为2~3微米,仅有红细胞的1/4。

各种血细胞的尺寸对比
(图片来自于http://www.beckmancoulter.co.jp/hematology/oneself/part02/self2_03.html)
血小板在正常情况下是椭圆状,但具有极强的变形能力,一旦与玻璃等非血管内膜接触,就会迅速扩展,伸出多个伪足,还会相互融合。
血小板是无色的细胞。动画里的水蓝色服装大约是出于人物形象设计的需要。而我们平时皮肤破损结疤的时候之所以会是红色或黑色,是因为血小板绑架了红细胞一起填补破损伤口,并不是血小板自身的颜色。

血小板“绑架”红细胞填补伤口(图片来自动漫星空)
动画中也有这一幕,各种血细胞都被血小板织成的胶原纤维之网裹在一起,共同完成了为血管填补伤口的任务。

血小板为血管填补伤口(图片来自动漫星空)
结构
血小板的功能看起来很单纯,只是止血而已,但仔细想想就会发现,“凝血”这个词背后隐藏着一系列复杂的作用。
✔ 首先,不该凝血的时候不能凝血,否则血液忽然在血管里凝固起来,或者忽然某处血管被堵塞住,就会造成生命危险;
✔ 而一旦血管出现破损,要及时检测到,更要及时做出反应,否则等血液流光之后才补上伤口,显然没什么意义。
为了实现这么多功能,血小板自然也要具备相应的结构。所以别看动画里把血小板设定成小萝莉的形象,和红细胞只有一个血红蛋白袋子相比,血小板的结构要复杂得多。

电镜及化学染色中可以识别出的人血小板组分
(图片来自Bentfeld-Barker ME, Bainton DF. Identification of primary lysosomes in human megakaryocytes and platelets. Blood 1982;59:472-481)
止血过程
止血是一个复杂的过程。血液中有一种vWF因子,全称为“血管性血友病因子”,缺少这种物质会导致类似血友病的症状,出血后很难止血。正常情况下,vWF并不会黏附在血小板的细胞膜上,但它很容易与胶原结合。当血管破损的时候,vWF接触到血管内皮下胶原,与之结合在一起。而一旦结合了胶原,vWF的性质就发生了翻天覆地的变化:它能黏附血小板了!于是一群萌萌的血小板便被vWF黏在了胶原纤维上……

请无视中间那个碍事的白血球……
(图片来自于https://hataraku-saibou.com/character/)
黏附的血小板受到刺激,会释放出自身体内储存的各种物质。这些物质能够促进血管收缩以减缓血液流动速度,也能吸引其他血小板汇集,还能促进凝血过程。
需要强调的是,止血和凝血是两个不同的概念。止血是以血小板为中心的过程,是血管受损时的自我保护机制;而凝血则是血液由液体状态变成凝胶状态的过程,它的核心是纤维蛋白,实质就是血浆中溶解的纤维蛋白原变成不溶性的纤维蛋白并交织成网状,把血细胞和其他成分包裹在内、形成血凝块的过程。通常来说,凝血过程可以看做是止血过程的一部分。

止血过程(图片来自于《身体のしくみとはたらき》https://www.kango-roo.com/sn/k/view/1845)

凝血/溶血过程(图片来自于《身体のしくみとはたらき》https://www.kango-roo.com/sn/k/view/1845)
凝血过程的启动有两个途径:内源性途径和外源性途径。
➜ 当血液接触到异物,比如玻璃、纱布、胶原等时,血液内的凝血因子就会激活,促使纤维蛋白原转变成纤维蛋白。血小板分泌的物质也是启动凝血的重要因素之一。由于这一途径中启动凝血的因素来源于血液内部,所以称之为内源性凝血途径。血友病的根源就在于患者的血液中缺乏某种凝血因子,难以及时启动凝血过程。
➜ 另外,在血管外的组织细胞中,广泛存在着一种名为组织因子的物质,唯独直接接触血液的血细胞和血管内皮细胞中没有这种物质。组织因子也具有类似凝血因子的功能,可以启动凝血过程。也就是说,如果血管破裂,血液流到血管外面,就会接触到组织因子,于是便会启动凝血过程。由于组织因子来自于血液之外,因而也称为外源性凝血途径。
正反馈与负反馈
止血是一个正反馈的过程。所谓正反馈,就是说这个过程不启动则以,一旦启动就刹不住车,不达目的不放弃~
相反地,如果某个过程运行起来之后,总会受到机体的各种限制,防止它太快太猛太剧烈,这种过程便叫做负反馈。
在生物体中,大部分都是负反馈过程。因为机体内部需要保持精妙的平衡,而这只有通过负反馈机制才能实现。不过,正反馈过程也不罕见,前面说的血红蛋白与氧气分子结合就算是正反馈过程,止血则是另一个典型的正反馈过程。
一旦出现伤口,血小板便会聚集粘附在伤口处,分泌各种物质,进一步促进血小板的聚集,并诱导和加速凝血过程。显然,处理伤口的时候不能采用负反馈机制,否则血都淌光了,伤口还维持着愈合-不愈合的平衡态,那就太尴尬了。

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参考文献
1.Inc., A. (2018). TVアニメ『はたらく細胞』公式サイト. [online] TVアニメ『はたらく細胞』公式サイト. Available at: https://hataraku-saibou.com/ [Accessed 2 Aug. 2018].
2.朱大年.生理学 第7版[M].*卫生出版社,2008.
3.増田敦子.身体のしくみとはたらき[M].サイオ出版.2015
作者系科幻小说作者
封面图片截自《工作细胞》
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