background image

L4

th

 (29

th

 October-2

nd

 November 2017) 

Blood (Hematology) 

Medical  terms  related  to  blood  often  begin  with  hemo-  or  hemato  from  the  Greek 
word (haima) for "blood".  In terms  of  anatomy  and  histology, blood  is  considered a 
specialized form of connective tissue, given its origin in the bones and the presence of 
potential  molecular  fibers  in  the  form  of  fibrinogen.  It  originates  from  the 
hematopoetic  stem  cells  which  in  turn  originates  from  the  mesodermal  layer  of  the 
embryo. 

Blood accounts for 7% of the human body weight. In human, the average adult has a 
blood volume of roughly 5 liters (1.3 gal), which is composed of plasma and several 
kinds  of  cells.  These  blood  cells  (which  are  also  called  corpuscles  or  "formed 
elements
")  consist  of  erythrocytes  (red  blood  cells,  RBCs),  leukocytes  (white  blood 
cells),  
and  thrombocytes  (platelets).  By  volume,  the  red  blood  cells  constitute  about 
45%  of  whole  blood,  the  plasma  about  54.3%,  and  cells  about  0.7%.  Blood  amount 
does vary among other animals. 

It  is  a  bodily  fluid  in  animals  and  human  that  delivers  necessary  substances  i.e. 
nutrients and oxygen to the cells and transports metabolic waste products away from 
those  same  cells.  When it  reaches  the  lungs,  gas  exchange  occurs  as  carbon  dioxide 
(CO

2

) is diffused out of the blood into the alveoli and oxygen (O

2

) is diffused into the 

blood.  This  oxygenated  blood  is  pumped  to  the  left  hand  side  of  the  heart  in  the 
pulmonary vein  and enters the left  atrium. From here it passes through the  bicuspid 
valve,
 through the ventricle and taken all around the body by the dorsal aorta. Blood 
contains antibodies, nutrients, oxygen and lots more to help the body work. 

 white

 

(Fig.1): Anatomy of heart demonstrated the four cardiac chambers. 

In  all  vertebrates, it is  composed of  blood cells  suspended in  blood plasma. Plasma, 
which constitutes 55% of blood fluid, is mostly water (92% by volume), and contains 


background image

dissipated  proteins,  glucose,  mineral  ions,  hormones,  carbon  dioxide  (plasma  being 
the  main  medium  for  excretory  product  transportation),  as  well  as  blood  cells 
themselves.  Albumin  is  the  main  protein  in  plasma,  and  it  functions  to  regulate  the 
colloidal osmotic pressure of blood. The blood cells are mainly red blood cells (RBCs 
or  erythrocytes)  and  white  blood  cells,  including  leukocytes  and  platelets.  The  most 
abundant  cells  in  vertebrate  blood  are  red  blood  cells  (corpuscles).  These  contain 
hemoglobin,  an  iron-containing  protein,  which  facilitates  transportation  of  O

2

  by 

reversibly binding to this respiratory gas and greatly increasing its solubility in blood. 
In contrast, CO

2

 is almost entirely transported extra-cellularly dissolved in plasma as 

bicarbonate  ion.  Blood  is  circulated  around  the  body  through  blood  vessels  by  the 
pumping action of the heart. Arterial blood carries O

2

 from inhaled air to the tissues of 

the body, and venous blood carries CO

2

, a waste product of metabolism produced by 

cells, from the tissues to the lungs to be exhaled. 

 

(Figure-2): Scanning electron microscope (SEM) displays an RBC, a blood platelet and a 

lymphocyte. 

The erythrocytes  (RBCs)  lack  a  cell  nucleus  in  mature  organisms.  In  contrast, 
nucleated  red  blood  cell  (NRBC),  also  known  by several  other  names,  is  a 
mammalian  RBC  that  contains  a  cell  nucleus.  The  NRBCs  occur  in  normal 
development  as progenitor  cells in  the erythropoietic lineage  and  in  pathological 
states

Normally,  nucleated  RBCs  are  found  only  in  the circulation of fetuses and newborn 
infants

.

 After  infancy,  RBCs  normally  only  contain  a  nucleus  during  the  very  early 

stages  of  the  cell's  life,  and  the  nucleus  is  ejected  as  a  normal  part  of cellular 
differentiation 
before  the  cell  is  released  into  the  bloodstream.  Thus,  if  NRBCs  are 
seen on an adult's peripheral blood smear, it suggests that there is a very high demand 
for  the bone  marrow to  produce  RBCs,  and  immature  RBCs  are  being  released  into 
circulation.  Possible pathologic causes  include anemia, 

 

myelofibrosis,

 

thalassemia

 

(

any  of  a  group  of  hereditary  hemolytic  diseases  caused  by  faulty  hemoglobin 

synthesis,  widespread  in  Mediterranean,  African,  and  Asian  countries

)

,

 

 miliary 

tuberculosis

  (a  blood 

disease  accompanied  by  a  rash  with  lesions  resembling  millet 

seed), cancers involving  bone  marrow  (myelomas,

 

 leukemias,

 

 lymphomas),  and 

in  chronic hypoxemia

  (

an  abnormally  low  concentration  of  oxygen  in  the  blood). 


background image

The  patients  with  the  worst  lung  function  experienced  more  severe  nocturnal 
hypoxemia with exacerbations). 

Vertebrate blood is bright red when its hemoglobin is oxygenated. Jawed vertebrates 
have  an  adaptive  immune  system,  based  largely  on  white  blood  cells.  White  blood 
cells  help  to  resist  infections  and  parasites.  Platelets  are  important  in  the  clotting  of 
blood.  Arthropods,  using  hemolymph,  have  hemocytes  as  part  of  their  immune 
system.
 

Functions: 

Blood performs many important functions within the body including: 

1. 

Supply of O

2

 to tissues (bound to hemoglobin, which is carried in red cells) 

2. 

Supply of nutrients such as glucose, amino acids, and fatty acids (dissolved in 
the blood or bound to plasma proteins e.g., blood lipids)

3. 

Removal of waste such as CO

2

urea, and lactic acid. 

4. 

Immunological functions, including circulation of white blood cells, and 
detection of foreign material by antibodies 

5. 

Coagulation, the response to a broken blood vessel, the conversion of blood 
from a liquid to a semi-solid gel to stop bleeding. 

6. 

Messenger functions, including the transport of hormones and the signaling of 
tissue damage 

7. 

Regulation of body pH. 

8. 

Regulation of core body temperature

.

 

9. 

Hydraulic functions. 

Whole  blood  (plasma  and  cells)  exhibits  non-Newtonian

 

fluid  dynamics;  its  flow 

properties  are  adapted  to  flow  effectively  through  tiny  capillary  blood  vessels  with 
less resistance than plasma by itself. In addition, if all human hemoglobin were free in 
the  plasma  rather  than  being  contained  in  RBCs,  the  circulatory  fluid  would  be  too 
viscous for the cardiovascular system to function effectively. 

Blood cells: 

One microliter (1.0 mL) of human blood contains: 

 

4.7-6.1  million  (male),  4.2-5.4  million  (female)  erythrocytes:  They  contain 
the  blood's  hemoglobin  and  distribute  O

2

.  Mature  RBC  lack  a  nucleus  and 

organelles in mammals. The proportion of blood occupied by RBC is referred 
to as the hematocritand is normally about 45%. The combined surface area 
of all  RBC  of the human body  would be roughly  2,000 times as  great  as  the 
body's exterior surface. 

 

4,000-11,000 leukocytes (WBC)s are part of the body's immune system; they 
destroy  and  remove  old  or  aberrant  cells  (abnormal  cells)  and  cellular  debris 
(leftover  of  dead  cells),  as  well  as  attack  infectious  agents  (pathogens)  and 
foreign substances. The cancer of leukocytes is called leukemia. 

 

200,000-500,000  thrombocytes  (platelets):  Take  part  in  blood  clotting 
(coagulation).  Fibrin  from  the  coagulation  cascade  creates  a  mesh  over  the 
platelet plug. 


background image

 

 

(Fig. 3): Hemoglobin, a globular protein; green = hem groups; red & blue = protein 

subunits 

 
Narrow range of p
H values 

Blood  pH  is  regulated  to  stay  within  the  narrow  range  of  7.35  to  7.45,  making  it 
slightly basic. Blood that has a pH below 7.35 is too acidic, whereas blood pH above 
7.45  is  too  basic.  Blood  pH,  partial  pressure  of  oxygen  (pO

2

),  partial  pressure  of 

carbon  dioxide  (pCO

2

),  and  HCO

3

  are  carefully  regulated  by  a  number  of 

homeostatic  mechanisms,  which  exert  their  influence  principally  through  the 
respiratory  system  and  the  urinary  system  in  order  to  control  the  acid-base  balance 
and respiration. An  arterial blood  gas test will measure these. Plasma also  circulates 
hormones transmitting their messages to various tissues. The list of normal reference 
ranges 
for various blood electrolytes is extensive. 

 
Plasma: 

Makes  about  55% of blood which is  a  fluid of the blood's liquid  medium,  which by 
itself  is  straw-yellow  in  color.  It  is  essentially  an  aqueous  solution  containing  92% 
water, 8% blood plasma proteins, and trace amounts of other materials. Plasma is the 
liquid  component  of  blood,  in  which  the  RBC,  WBC  and  platelets  are  suspended. 
Plasma  circulates  dissolved  nutrients,  such  as  glucose,  amino  acids,  and  fatty  acids 
(dissolved in the blood or bound to plasma proteins), and removes waste products, i.e. 
CO

2

urea,  and  lactic  acid.  Other  proteins  in  plasma  include  antibodies 

(immunoglobulins),  which  actively  defend  the  body  against  viruses,  bacteria,  fungi, 
and  cancer  cells,  and  clotting  factors,  which  control  bleeding.  Other  important 
components include: 

 

Serum albumin 

 

Blood-clotting factors (to facilitate coagulation) 

 

Immunoglobulins (antibodies) 

 

lipoprotein particles 

 

Various other proteins 

 

Various electrolytes (mainly sodium and chloride)

The term serum refers to plasma from which the clotting proteins have been removed. 
Most of the proteins remaining are albumin and immunoglobulins. 


background image

Red Blood Cells (RBC): 

Red blood cells (erythrocytes) make about 40% of the blood's volume. RBC contain 
hemoglobin,  a  protein  that  gives  blood  its  red  color  and  enables  it  to  carry  oxygen 
from the lungs and deliver it to all body tissues. O

2

 is used by cells to produce energy 

that the body needs, leaving carbon dioxide as a waste product. RBC carry CO

2

 away 

from the tissues and back to the lungs. When the number of RBC is too low (anemia), 
blood  carries  less  oxygen,  fatigue  and  weakness  develop.  When  the  number  of  red 
blood cells is too high (polycythemia), blood can become too thick, which may cause 
the blood to clot more easily and increase the risk of heart attacks and strokes. 

Polycythemia: is an abnormally increased concentration of hemoglobin in the blood, through 
either  reduction  of  plasma  volume  or  increase  in  red  cell  numbers.  It  may  be  a  primary 
disease  of  unknown  cause,  or  a  secondary  condition  linked  to  respiratory  or  circulatory 
disorder or cancer).

 

 
White Blood Cells (WBC): 

White blood cells (Leukocytes) are fewer in number than RBC, with a ratio of about 
1:600-700  RBC.  WBCs  are  responsible  primarily  for  defending  the  body  against 
infection. There are 5 main types of white blood cells.  

Neutrophils: T

he most numerous type, help protect the body against infections by 

killing and ingesting bacteria and fungi and by ingesting foreign debris.  

Lymphocytes:

  Consist  of  three  main  types:  T-cells  (T  lymphocytes)  and  natural 

killer cells, which both help protect against viral infections and can detect and destroy 
some cancer cells, and B-cells (B lymphocytes), which develop into cells that produce 
antibodies. 

Monocytes: I

ngest dead or damaged cells and help defend against many infectious 

organisms. 

Eosinophils:

  kill  parasites,  destroy  cancer  cells,  and  are  involved  in  allergic 

responses.  

Basophils:

(participate  in  allergic  responses):  Some  WBC  flow  smoothly  through 

the bloodstream,  but  many adhere to  blood  vessel walls  or even penetrate the vessel 
walls to enter other tissues. When  WBC reaches  the site of an infection they release 
substances  that  attract  more  WBC.  The  WBC  function  like  an  army,  dispersed 
throughout the body but ready at a moment's notice to gather and fight off an invading 
organism  and  they  accomplish  this  by  engulfing  and  digesting  organisms  and  by 
producing  antibodies  that  attach  to  organisms  so  that  they  can  be  more  easily 
destroyed.The  high  number  of  cells  can  be  an  indication  of  a  disease  such  as  an 
infection or leukemia 

Platelets:

 Platelets (thrombocytes) are cell-like particles that are smaller than red or 

white blood cells and are fewer in number than red blood cells, with a ratio of about 
1:20  RBC.  Platelets  help  in  the  clotting  process  by  gathering  at  a  bleeding  site  and 


background image

clumping together to  form a plug that helps seal  the blood vessel. At the same time, 
they release substances that help promote further clotting.  

 

Leukocytosis can be subcategorized by the type of white blood cell that is increased in 
number. 

Leukocytosis 

in 

which 

neutrophils

 are 

elevated 

is 

neutrophilia

leukocytosis  in  which 

lymphocyte

 count  is  elevated  is 

lymphocytosis

;  leukocytosis 

in  which 

monocyte

 count  is  elevated  is 

monocytosis

;  and  leukocytosis  in  which 

eosinophil

 count  is  elevated  is 

eosinophilia

.  An  extreme  form  of  leukocytosis,  in 

which  the  WBC  count  exceeds  100,000/µL,  is 

leukostasis

.  In  this  form  there  are  so 

many WBCs that clumps of them block 

blood flow

This leads to 

ischemic

 problems 

including 

transient ischemic attack

 and 

stroke

. 

Leukocytosis  is  very  common in  acutely ill  patients.  It  occurs  in  response to  a wide 
variety of conditions, including viral, bacterial, fungal, or parasitic infection, cancer, 
hemorrhage, and exposure to certain medications or chemicals including steroids. For 
lung  diseases  i.e.  pneumonia  and  tuberculosis,  WBC  count  is  very  important  for  the 
diagnosis of the disease, as leukocytosis is usually present. 

The mechanism that causes leukocytosis can be of several forms: an increased release 
of leukocytes from 

bone marrow

 storage pools, decreased margination of leukocytes 

onto  vessel  walls,  decreased 

extravasation

 of  leukocytes  from  the  vessels  into 

tissues,  or  an  increase  in  number  of  precursor  cells  in  the  marrow.  Certain 
medications,  including 

corticosteroids

, 

lithium

 and 

beta  agonists

,  may  cause 

leukocytosis. 

complete  blood  count (CBC),  also  known  as  full  blood  count (FBC),  or full 
blood  exam
(FBE),  is  a blood  panel requested  by  general  practitioner  (doctor) or 
other medical  professional that  gives information  about  the  cells in  a  patient's blood, 
such as the cell count for each cell type and the concentrations of various proteins and 
minerals. A scientist or lab technician performs the requested testing and provides the 
requesting medical professional with the results of the CBC. 

Blood  counts  of  various  types  have  been  used  for  clinical  purposes  since  the  19th 
century. Automated equipment to carry out complete blood counts was developed in 
the 1950s and 1960s.  


background image

The cells that circulate in  the bloodstream are  generally divided into three types:  (1). 
WBC (leukocytes); (2). RBC (erythrocytes) and (3). PLT or platelets (thrombocytes). 
Abnormally high or low counts may indicate the presence of many forms of disease, 
and  hence  blood  counts  are  among  the  most  commonly  performed blood  tests in 
medicine, as they can provide an overview of a patient's general health status. A CBC 
is routinely performed during annual physical examinations in some jurisdictions (

the 

official power (Judges) to make legal decisions and judgments

 during certain crimes). 

Interpretation: 

Many disease states are heralded by changes in the blood count: leukocytosis can be a 
sign  of  infection; 

thrombocytopenia

 can  result  from  drug  toxicity; 

pancytopenia

 is 

generally referred to as the result of decreased production from the bone marrow, and 
is a common complication of cancer chemotherapy. Certain disease states are defined 
by  an  absolute  increase  or  decrease  in  the  number  of  a  particular  type  of  cell  in  the 
bloodstream. For example: 

Type of cell 

Increase 

Decrease 

RBC 

Erythrocytosis or polycythemia  Anemia or erythroblastopenia 

WBC 

Leukocytosis

 

Leukopenia

 

 Lymphocytes 

Lymphocytosis

 

Lymphocytopenia

 

Granulocytes 

Granulocytosis

 

 Granulocytopenia or agranulocyto
sis 

Neutrophils

 

Neutrophilia

 

Neutropenia

 

Eosinophils

 

Eosinophilia

 

Eosinopenia

 

Basophils

 

Basophilia

 

Basopenia

 

Platelets

 

Thrombocytosis

 

Thrombocytopenia

 

All cell lines 

– 

pancytopenia

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Bella David
المشاهدات: لقد قام 11 عضواً و 118 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل