background image

Dr. Basim Al-Ka'abi 

Blood Physiology 

First Lecture 

 

 

 

 

 

 

Lecture Name: The Blood and its Cellular Elements 

Lecturer Name: Dr. Basim A. Al-Ka'abi 

Department: Medical Physiology 

Stage: First Stage Medical Students 

 

Lecture Objectives: 

By the end of this lecture the students should be able to know the following: 

  Definition and meaning of blood as an organ. 

  The cellular elements (red and white cells) of the blood. 

  The subdivisions of these cellular elements with their various functions. 

 

References: 

Barrett, K et al. (2018). Ganong's Review of Medical Physiology. Twenty-

sixth edition. USA. 

Guyton,  A  and  Hall,  J  (2015).  Text  Book  of  Medical  Physiology. 

Thirteenth edition. Philadelphia, USA. 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

Dr. Basim Al-Ka'abi 

Blood Physiology 

First Lecture 

 

Blood physiology 

The blood 

-Blood  is  a  specialized connective  tissue consisting of  cellular elements 

suspended in a pale yellow fluid called the plasma. 

-The cells make up approximately 45% of the total blood volume. 

-The blood is one of the largest organs of the body, with a volume of about 

5 liters and a weight of about 5.5 kg in an average 70 kg man. 

-Blood circulates throughout the body, supporting the function of all other 

body tissues. 

-Normal  peripheral  blood  is  composed  of  three  types  of  cell,  red  blood 

cells, white blood cells and platelets. 

 

The cellular elements 

A- Red blood cells (erythrocytes). 

B- White blood cells (leucocytes). 

C- Platelets (thrombocytes). 

 

(A) Red blood cells (RBCs) 

-Mature RBCs, or erythrocytes, are the most numerous of the blood cells; 

about 5*10

12

 red cells are normally present in each liter of blood. 

-Red cells are biconcave discs of approximately 7.5 microns in diameter 

and 2 microns thick, but their extreme flexibility allows them to squeeze 

through capillaries of less than 5 microns in diameter. 

-They  survive  in  the  circulation  for  about  120  days  before  being 

sequestered  in  the  spleen  and  consumed  by  the  phagocytic  cells  of  the 

reticulo-endothelial system. 

-Less  than  1%  of  RBCs  are  the  newly  formed  reticulocytes, which  take 

about 1-2 days to develop into mature red cells. 


background image

Dr. Basim Al-Ka'abi 

Blood Physiology 

First Lecture 

 

-The  red  cell  membrane  is  freely  permeable  to  water  and  anions  that 

transverse  the  membrane  in  less  than  1  second,  and  is  relatively 

impermeable to cations. 

-The major function of red cells is to transport hemoglobin, which in turn 

carries oxygen from the lungs to the tissues; and transport CO

2

 from tissues 

back to the lungs. In addition, hemoglobin is an excellent acid-base buffer. 

-Red blood cells contain a large quantity of carbonic anhydrase enzyme, 

which catalyzes the reaction between CO

2

 and water. 

-The rapidity of this reaction makes it possible for the water in the blood 

to  react  with  large  quantities  of  CO

2

  and  thereby  transport  it  from  the 

tissues to the lungs in the form of the bicarbonate ion (HCO

3

-

). 

-The percentage of the total blood volume comprised of red blood cells is 

called the hematocrit, and this is normally about 40% in women and about 

45% in men. 

 

(B) White blood cells (leucocytes)  

-The leucocytes are the mobile units of the body’s protective system. 

-They are formed partially in the bone marrow (granulocytes, monocytes 

and few lymphocytes) and partially in the lymph tissue (lymphocytes and 

plasma cells); but after formation, they are transported in the blood to the 

different parts of the body where they are to be used. 

-The number of white blood cells in the blood is normally only 1/600 the 

number of red blood cells. 

 

Leucocytes are of two main types 

(1) Granular leucocytes. 

(2) Agranular leucocyte. 

 

 


background image

Dr. Basim Al-Ka'abi 

Blood Physiology 

First Lecture 

 

(1) Granular leucocytes 

-Are the most numerous. Always  contain specific granules,  and they are 

characterized  by  the  presence  of  many  lobed  nuclei  to  which  they  are 

known as polymorph nuclear leucocytes. 

 

There are three types of granular leucocytes: 

(a) Neutrophils 

-They  are  the  most  numerous  of  the  leukocytes  in  human  blood,  which 

constitute about 50-70% of the total white blood cells. 

-The neutrophil nucleus is highly polymorphous which usually consist of 

from 3-5 irregular ovoid lobes connected by a thin chromatin strand. 

-Their cytoplasm contains numerous fine granules, which are special types 

of lysosomes that contains principally hydrolytic enzymes.  

-Neutrophils constitute the first line of defense against invading organism 

so the main function of them is bacterial killing by phagocytosis. 

-They  are  highly mobile, highly phagocytic,  and are  attracted out of  the 

blood into tissue areas where tissue destruction is occurring by a process 

called  chemotaxis,  which  means  attraction  by  the  destruction  products 

from the damaged tissues.  

 

(b) Eosinophils 

-They normally constitute about 1-4 % of the total white blood cells.  

-Their nucleus is usually bilobed.  

-This  name  is  derived  from  the  staining  characteristic  of  their  large 

cytoplasmic granules which stain strongly with the acidic dye eosin. 

-They phagocytose antibody-antigen complex. 

-Eosinophils  are  produced  in  large  numbers  in  persons  with  parasitic 

infestation.  


background image

Dr. Basim Al-Ka'abi 

Blood Physiology 

First Lecture 

 

-The parasites are usually too large to be phagocytized, but the eosinophils 

attach themselves to the surface and release lethal substances that can kill 

many of the parasites. 

-Large  numbers  of  eosinophils  also  appear  in  the  blood  in  allergic 

conditions  and  may  help  detoxify  toxins  that  are  released  by  allergic 

reactions. 

 

(c) Basophils 

-These cells are difficult to find in human blood, since they constitute only 

about 0.5-1 % of the total number of leucocytes. 

-The nucleus often is irregular in outline and partially constricted into two 

lobes (like an S shape). 

-The cytoplasmic granules are round and variable in size, which stain with 

basic dyes. 

-The basophils are very similar to mast cells located immediately outside 

many of the capillaries in the body. 

-Basophils and mast cells are important for allergic reaction.  

-Since the IgE type of antibody that causes allergic reaction binds to mast 

cells and basophils causing them to release various inflammatory products 

that in turn cause many of the manifestations of allergic reactions. 

-Also, basophils and mast cells liberate heparin into the blood, a substance 

that  can  prevent  blood  coagulation;  as  well  as  histamine  and  small 

quantities of bradykinin  

-Eosinophils can reduce the inflammation, thus preventing spread of local 

inflammatory process, so the number of eosinophils is greatly increased in 

allergic conditions and parasitic infestation. 

-Basophils differ from neutrophils in that they are not phagocytic. 

 

 


background image

Dr. Basim Al-Ka'abi 

Blood Physiology 

First Lecture 

 

(2) Agranular leucocytes 

-These cells have cytoplasm that appears homogenous and nuclei that are 

almost spherical in shape. 

 

There are two types of agranular leucocytes: 

(a) Lymphocytes 

-Lymphocytes  are  the  second most  common  white  cell in  the  peripheral 

blood, with a range of 20-40 % of circulating white blood cells. 

-The  majority  of  the  lymphocytes  are  small  in  size  (smaller  than 

monocytes), spherical cells, with small amount of cytoplasm surrounding 

dense, round nucleus.  

-Most of lymphocytes are formed in lymph nodes, thymus and spleen. 

-Lymphocytes are divided into two major populations, which play distinct 

roles in specific immunity. 

-One of these populations, the T-lymphocytes, is responsible for forming 

the activated lymphocytes that provide the cell-mediated immunity. 

-The  other  type,  the  B-lymphocytes,  is  responsible  for  forming  the 

antibodies that provide humoral immunity. 

-In the blood, 70-80% of small lymphocytes are T cells and 15-20% are B 

cells. 

 

(b) Monocytes 

-Monocytes are phagocytic leucocytes that play a major role in defending 

the body against pathogenic organism and foreign cells. 

-The monocytes are larger than neutrophils, and have abundant cytoplasm 

in relation to the nucleus. 

-The nuclei of monocytes are of kidney-shaped. 

-Monocytes enter the circulation from the bone marrow but after about 24 

hours, they enter the tissues to become tissue macrophages. 


background image

Dr. Basim Al-Ka'abi 

Blood Physiology 

First Lecture 

 

-The  tissue  macrophage  system  has  generally  been  called  the  reticulo-

endothelial system. 

-The macrophages migrate in response to chemotactic stimuli and engulf 

and kill bacteria by phagocytosis. 

 

Reference values of WBCs (in cubic milliliters)  

Total WBCs 4000-11000 

Neutrophils 2100-7200 (55-65%) 

Lymphocytes 1500-4000 (20-40%) 

Monocytes 200-800 (4 -10%) 

Eosinophils 0-450 (1-3%) 

Basophils 0-200 (0-1%) 

 

Life span of the WBCs 

-The life of the granulocytes after being released from the bone marrow is 

normally 4-8 hours circulating in the blood and another 4-5 days in tissues 

where they are needed.  

-In times of serious tissue infection, this total life span is often shortened 

to only a few hours because the granulocytes proceed more rapidly to the 

infected area, perform their functions, and, in the process, are themselves 

destroyed. 

-The monocytes also have a short transit time, 10-20 hours in the blood, 

before travelling through the capillary membranes into the tissues.  

-Once  in  the  tissues,  they  swell  too  much  larger  sizes  to  become  tissue 

macrophages, and, in this form, can live for months unless destroyed by 

phagocytic functions.  

-Lymphocytes  enter  the  circulatory  system  continually,  along  with 

drainage of lymph from the lymph nodes and other lymphoid tissue. 


background image

Dr. Basim Al-Ka'abi 

Blood Physiology 

First Lecture 

 

 -After  a  few  hours,  they  pass  out  of  the  blood  back  into  the  tissues  by 

diapedesis. 

-Then  they  re-enter  the  lymph  and  return  to  the  blood  repeatedly;  thus, 

there is continual circulation of lymphocytes through the body.                  

-Lymphocytes have life spans of weeks or months depending on the body's 

need for these cells. 




رفعت المحاضرة من قبل: علي الشبري
المشاهدات: لقد قام 3 أعضاء و 103 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