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第二讲. 血红蛋白测定. 健康科学学院实验中心. 血红蛋白的生理特性. 血红蛋白 (Hb) 是高等生物体内负责运载 氧 的一种 蛋白质 ，存在于红细胞内，红细胞的机能主要由血红蛋白完成。血红蛋白除作为血液缓冲物质而发挥作用外，其主要功能在于携带氧气 (O2) 和二氧化碳 (CO2) 。. 血红蛋白的生理特性. 人体内的血红蛋白由四个 亚基 构成，分别为两个 α 亚基和两个 β 亚基 每个亚基由一条 肽链 和一个血红素分子构成 肽链在生理条件下会盘绕折叠成球形，把血红素分子抱在里面，这条肽链盘绕成的球形结构又被称为珠蛋白。. 血红蛋白的生理特性.
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第二讲 血红蛋白测定 健康科学学院实验中心
血红蛋白的生理特性 血红蛋白(Hb)是高等生物体内负责运载氧的一种蛋白质，存在于红细胞内，红细胞的机能主要由血红蛋白完成。血红蛋白除作为血液缓冲物质而发挥作用外，其主要功能在于携带氧气(O2)和二氧化碳(CO2)。
血红蛋白的生理特性 • 人体内的血红蛋白由四个亚基构成，分别为两个α亚基和两个β亚基 • 每个亚基由一条肽链和一个血红素分子构成 • 肽链在生理条件下会盘绕折叠成球形，把血红素分子抱在里面，这条肽链盘绕成的球形结构又被称为珠蛋白。
血红蛋白的生理特性 • 一个氧分子与血红蛋白四个亚基中的一个结合，与氧结合之后的珠蛋白结构发生变化，造成整个血红蛋白结构的变化，这种变化使得第二个氧分子比于第一个氧分子更易与另一亚基结合，以此类推直到构成血红蛋白的四个亚基分别与四个氧分子结合。而在组织内释放氧的过程也是这样，一个氧分子的离去会刺激另一个的离去，直到完全释放所有的氧分子，这种有趣的现象称为协同效应。
血红蛋白的生理特性 • 当环境中的氧气含量很高或者很低的时候，血红蛋白的氧结合曲线非常平缓，氧气浓度巨大的波动也很难使血红蛋白与氧气的结合率发生显著变化，因此健康人即使呼吸纯氧，血液运载氧的能力也不会有显著的提高，从这个角度讲，对健康人而言吸氧的所产生心理暗示要远远大于其生理作用。
血红蛋白的生理特性 • 除了运载氧，血红蛋白还可以与二氧化碳、一氧化碳、氰离子结合，结合的方式也与氧完全一样，所不同的只是结合的牢固程度，一氧化碳、氰离子一旦和血红蛋白结合就很难离开，这就是煤气中毒和氰化物中毒的原理，遇到这种情况可以使用其他与这些物质结合能力更强的物质来解毒，比如一氧化碳中毒可以用静脉注射亚甲基蓝的方法来救治。
正常参考值及异常结果分析 正常参考值（在我国平原地带） 成年男性：120～160g/L 成年女性：110～150g/L 新 生 儿：170～200g/L 儿 童：110～160g/L。
正常参考值及异常结果分析 异常结果分析 1.红细胞和血红蛋白增多： • （1）相对性增多：由于某些原因使血浆中水分丢失，血液浓缩，使红细胞和血红蛋白含量相对增多。如连续剧烈呕吐、大面积烧伤、严重腹泻、大量出汗等；另见于慢性肾上腺皮质功能减退、尿崩症、甲状腺功能亢进等。 • （2）绝对性增多：由各种原因引起血液中红细胞和血红蛋白绝对值增多，多与机体循环及组织缺氧、血中促红细胞生成素水平升高、骨髓加速释放红细胞有关。
正常参考值及异常结果分析 （2）绝对性增多 ①生理性增多：见于高原居民、胎儿和新生儿、剧烈劳动、恐惧、冷水浴等。 ②病理性增多：由于促红细胞生成素代偿性增多所致，见于严重的先天性及后天性心肺疾病和血管畸形，如法洛四联症、紫绀型先天性心脏病、阻塞性肺气肿、肺源性心脏病、肺动-静脉瘘以及携氧能力低的异常血红蛋白病等。在另一些情况下，病人并无组织缺氧，促红细胞生成素的增多并非机体需要，红细胞和血红蛋白增多亦无代偿意义，见于某些肿瘤或肾脏疾病，如肾癌、肝细胞癌、肾胚胎瘤以及肾盂积水、多囊肾等。
正常参考值及异常结果分析 2.红细胞和血红蛋白减少 • 一般成年男性血红蛋白＜120g/L, • 成年女性血红蛋白＜110g/L则为贫血。 • 根据血红蛋白减低的程度贫血可分为四级。 轻度：血红蛋白<90g/L、 中度：血红蛋白90～60g/L、 重度：血红蛋白60～30g/L、 极度：血红蛋白＜30g/L。 红细胞和血红蛋白减少分为生理性和病理性两种。
正常参考值及异常结果分析 2.红细胞和血红蛋白减少 （1）生理性减少： 3个月的婴儿至15岁以前的儿童，因生长发育迅速而致造血原料相对不足，红细胞和血红蛋白可较正常人低10％～20％。妊娠中、后期由于孕妇血容量增加使血液稀释，老年人由于骨髓造血功能逐渐减低，均可导致红细胞和血红蛋白含量减少。
正常参考值及异常结果分析 2.红细胞和血红蛋白减少 （2）病理性减少： ①红细胞生成减少所致的贫血 骨髓造血功能衰竭引起的贫血：如再生障碍性贫血、骨髓纤维化等伴发的贫血； 因造血物质缺乏或利用障碍引起的贫血：如缺铁性贫血、铁粒幼细胞性贫血、叶酸及维生素B12缺乏所致的巨幼细胞性贫血。
正常参考值及异常结果分析 2.红细胞和血红蛋白减少 （2）病理性减少： ②因红细胞膜、酶遗传性的缺陷或外来因素造成红细胞破坏过多导致的贫血， 如遗传性球形红细胞增多症、地中海性贫血、阵发性睡眠性血红蛋白尿、异常血红蛋白病、兔疫性溶血性贫血、心脏体外循环的大手术及一些化学、生物因素等引起的溶血性贫血。
正常参考值及异常结果分析 2.红细胞和血红蛋白减少 （2）病理性减少： ③失血所致的贫血：急性失血或消化道溃疡、钧虫病等慢性失血所致的贫血。
血红蛋白在机能评定中的应用（以中长跑项目为例）血红蛋白在机能评定中的应用（以中长跑项目为例） 中长跑运动是田径运动的传统项目之一，它是一种长距离的周期性耐力项目，耐力素质特别是有氧耐力对于中长跑运动尤为重要。血红蛋白可以反映运动员的携氧能力，血红蛋白低会造成运动能力受到限制，运动后恢复减慢。研究表明，大部分中长跑运动员的血红蛋白水平低于耐力运动员理想水平（男子运动员不低于150g/L，女子运动员不低于130g/L）。
血红蛋白在运动训练中的应用（以中长跑项目为例）血红蛋白在运动训练中的应用（以中长跑项目为例） 在对血红蛋白的长期监控中，发现运动员的血红蛋白变化范围很大，个体差异明显。已有研究证实，血红蛋白是一个遗传度很高的生理指标，后天营养、运动训练等影响因素都是作用在个体遗传因素限制的范围内，无论是高血红蛋白者还是低血红蛋白者，在运动训练期，其血红蛋白的波动幅度随运动负荷的变化程度大体是一致的，均保持在一定的范围内波动。因此在对血红蛋白监控过程中，为了给训练提供更为客观的评定和指导，应对每个运动员的血红蛋白的变化进行个体化评判。 采用血红蛋白偏离其个体基础值或均值的百分数来判断其身体机能状况较用统一的血红蛋白评定标准更为客观。
血红蛋白在运动训练中的应用（以中长跑项目为例）血红蛋白在运动训练中的应用（以中长跑项目为例） 具体评定方法为：运动员在大运动负荷阶段，其血红蛋白往往呈下降趋势，但下降幅度一般在自身均值10％以内，而且运动能力不会出现明显下降，在赛前或调整恢复期血红蛋白往往恢复到自身基础值，或者达到一种高于基础值的血红蛋白水平，较自身均值水平增加10％左右，表明运动员的机能状况良好；但如果在运动训练期血红蛋白持续下降，超过了原基础值10%～15％，表明运动负荷较大，机体对运动负荷尚未适应；当血红蛋白持续下降超过15％，表明负荷过大，表明运动员机能状况不佳，应注意降低运动负荷，调整运动量，并适当采取相应的营养恢复手段。
中长跑运动员运动性低血红蛋白和运动性贫血的发生机制 1.中长跑运动需铁量、排铁量剧增，而铁的供给或吸收量不足，导致机体缺铁。 运动员训练中铁的丢失量较常人增多，尿液、胃肠道也有一定的丢失，女运动员月经期丢失的铁量也较常人增多；运动员失铁量是常人的两倍，而对铁的吸收水平仅为常人的1/2，据国外文献报道，患铁缺乏症的运动员吸收铁的能力低于非运动员缺铁者。许多中长跑运动员存在饮食不合理、膳食不平衡，脂肪摄入过多、多种维生素和铁摄入不足，易造成运动员铁吸收、利用不足；此外运动员的需铁量高于常人，并且随着运动时间、强度和环境等因素而变化，运动员肌肉湿重每增加10％，则多需要铁170毫克；循环血量每增加9％，多需要铁200毫克，在此基础上，再加上每日多丢失的铁，若不给予足够的铁补充，可导致运动性缺铁甚至发生缺铁性贫血。
中长跑运动员运动性低血红蛋白和运动性贫血的发生机制 2.运动引起血液中红细胞破坏增加，引起溶血 • 高强度的运动训练可对红细胞膜造成机械性、渗透性和氧化性损伤，使红细胞变形能力下降，引起溶血。主要机制包括：大强度的运动使血糖下降时，机体能量供应不足，可影响红细胞膜上钠离子、钾离子和三磷酸腺苷酶的活性，将会引起细胞渗透压的改变，从而影响细胞内正常的水分布，引起细胞内粘度或形态异常，导致变形能力下降；大强度的训练可使血液氧化应激水平升高，并造成红细胞的氧化应激损伤，加快红细胞的老化。因此，中长跑运动训练可对红细胞膜结构和变形能力等方面造成一定的不良影响，最终导致红细胞破坏的增加。
中长跑运动员运动性低血红蛋白和运动性贫血的发生机制 3.运动引起高血容量反应，使血红蛋白浓度相对下降 • 中长跑运动员血红蛋白下降还可以由于长期的耐力运动训练引起的血浆容量增加而造成的。耐力训练可以增加红细胞数目，但血浆容量增加得更多，这样可以降低耐力训练时血液的粘稠度，增加红细胞的更新。由于年轻红细胞较衰老的红细胞变形能力和对氧的运动能力增强，故可以在一定程度上提高运动能力。因此，对于中长跑项目，在训练期血红蛋白浓度相对下降，并非完全不利于运动能力的提高。研究表明，运动员在大运动负荷阶段，其血红蛋白往往呈下降趋势，但下降幅度一般在自身均值10％以内，而且运动能力不会出现明显下降。 此外，大量研究结果还表明：运动员在运动训练期发生运动性血红蛋白下降和运动性贫血是多因素综合作用的结果，它还与运动员营养状况（能量供应、蛋白质、铁、维生素、叶酸等）、运动强度和运动量等密切相关。
中长跑运动员运动性低血红蛋白和运动性贫血的营养恢复 中长跑运动员血红蛋白水平，最主要取决于铁的摄入与丢失水平、红细胞膜的稳定性，因此，对于运动性血红蛋白下降和运动性贫血的营养恢复主要从优质铁源的补充和增强细胞膜的稳定性来进行防治。同时为保证中长跑运动员完成大负荷的运动训练，应该在膳食营养补充的基础上，科学地补充运动营养食品。研究表明，科学合理的营养恢复可以有效地改善运动员运动性血红蛋白下降或运动性贫血。
中长跑运动员运动性低血红蛋白和运动性贫血的营养恢复 由于中长跑运动员血红蛋白的更新速度加快，铁代谢率增加，以及运动造成铁丢失的增加和铁需求量的增加，为保证运动员足够的铁摄入量，膳食中应特别保证富含铁类的食物，尤其要多摄入生物利用率高的含铁食物如牛肉、肝脏、动物血以及绿叶菜、黑木耳、海带、紫菜、豆类等，同时，动物蛋白与含铁质的食物同时进食，可促进铁的吸收，多吃一些富含维生素C的食物如橙子、西红柿等也有助于食物中铁质的吸收。另外，还要保证蛋白质、维生素的摄入。中长跑运动员每公斤体重每日摄入2克蛋白质（动物蛋白质占25％以上）可以防治由于蛋白质供应不足引起的贫血。B族维生素是目前膳食中最容易出现摄入不足的一组维生素，它的摄入不足会影响血红蛋白的合成，所以还应注意增加含B族维生素丰富的主食供应。
中长跑运动员运动性低血红蛋白和运动性贫血的营养恢复 对于高竞技水平的运动员来说，合理的膳食营养是大强度、大运动量训练的最基本保证。然而仅有这些是不够的。为保证中长跑运动员运动性血红蛋白下降或运动性贫血的改善，在合理膳食的基础上，必要的运动营养保健食品也是必不可少的。我们要赶超国际竞技运动水平，除必须真正做到科学训练外，还应辅以营养学的强化手段(杜绝运动员使用违禁药物)。目前我国运动营养强化剂的研制工作大大落后于发达国家。现在有不少的国外产品涌入我国的运动营养品市场，这些产品大多数成分不清、功能不明、价格昂贵。有的冠以诱人的名字以迎合某些人仍然念念不忘兴奋剂的心理。我们在坚决反对使用兴奋剂的同时，也要防止运动员走向堆积式地滥用营养补剂的另一个极端(目前有的运动员一天用20几种补剂)。要针对运动性低血红蛋白产生的原因，对血红蛋白指标进行及时监控，通过营养补充从不同的角度去解决低血红蛋白或运动性贫血问题。
血红蛋白的测定 测定血红蛋白的方法很多，常见的有光反射法和溶血比色法。 本讲以XF—1B型血红蛋白仪和德国EKF-Hemo Control 血红蛋白仪为例分别介绍这两种测定方法。
血红蛋白的测定 XF—1B型血红蛋白仪测定 • XF—1B型血红蛋白仪是应用光电比色的原理测定血红蛋白值的，是溶血比色法中的一种，比色法包括直接比色，光电比色法和沙利氏比色法（间接比色法）等，其原理如下： • 血红蛋白的颜色常与氧的结合量多少有关。当用一定的氧化剂将其氧化时，可使其转变为稳定、棕色的高铁血红蛋白，而且颜色与血红蛋白（或高铁血红蛋白）的浓度成正比。将反应后的样本与标准色进行对比，求出血红蛋白的浓度，即每升血液中含血红蛋白克数（g/L）。也可用经校准的高精度分光光度计进行直接定量测定。
血红蛋白的测定 XF—1B型血红蛋白仪测定 • 本实验中采用的是氰化高铁溶血比色法。采用高铁氰化钾作为氧化剂，将全血样品20ul注入5ml氰化高铁血红蛋白稀释液内（亦称文—齐氏液），溶化红细胞释出血红蛋白。血红蛋白被其中的高铁氰化钾氧化为高铁血红蛋白，后者再与氰离子结合形成稳定的氰化高铁血红蛋白（hemoglobin cyanide,HiCN）。HiCN在波长540 nm和液层厚度1cm的条件下具有一定毫摩尔消光系数。用HiCN标准液进行比色法测定，根据标本的吸光度即可求出血红蛋白浓度。
血红蛋白的测定 试验方法与步骤 1.仪器的标定 ①板面后的电源开关置于断。 ②打开电源开关，选择键处于测试挡。 ③按一下进样键，将蒸溜水吸入，预热30 min ④预热后将蒸馏水吸入，仔细调“调零旋钮”使显示屏上数字显示为零。 ⑤校正：吸入标准液后，缓缓旋转校正旋钮使显示屏上数字显示为已知的标准液的数值，定标结束。以后调零和校正旋钮均不能动。
血红蛋白的测定 2.在小试管中事先加入HiCN转化液(文齐氏液)5 ml 3.取血：用采血针扎破无名指致腹，吸取流出的第二滴血，用拇指和食指轻轻捏扁微量取血管一端的乳胶头，将采血管的另一端水平接触血滴（若是抗凝血，须注意摇匀后再吸取），轻轻缓慢地松开拇指，利用虹吸现象使血液进入微量采血管至20 μl（第2个刻度）。用棉球擦去微量采血管尖端外周的血液。 4.血红蛋白转化为氰化高铁血红蛋白：将微量采血管插入小试管HiCN转化液中，置血液于管底，再吸上清液2～3次，洗尽取血管内的残存的血液。用玻棒轻轻搅动管内血液，使之与HiCN转化液混匀。试管须静止5 min。 5.将混合后的血液吸入血红蛋白仪，显示屏上的数字即为测定值，需稳定后方可读数(g·L-1)。
血红蛋白的测定 • 注意事项： 1.取血前要做好充分的消毒。 2.血液要准确吸取20 μl，若有气泡或血液被吸入采血管的乳胶头中都应将吸管洗涤干净，重新吸血。洗涤方法是：先用清水将血迹洗去，然后再依次吸取蒸馏水、95%酒精、乙醚洗涤采血管1～2次，使采血管内干净、干燥。作为学生练习，微量采血管可反复使用。 3.使用血红蛋白仪测定时，吸样管应插入试管底部，避免吸入气泡，否则会影响测试结果。仪器连续使用时，每隔4小时要观察一次零点，即吸入文齐试剂，用“调零旋钮”使仪器恢复到零点。仪器用完后，关机前要用清洗液清洗。否则会影响零点的调整。
血红蛋白的测定 • 德国EKF-Hemo Control 血红蛋白仪 • 应用光反射法的原理测定血红蛋白值的。实验过程中无需反应液，是用一种一次性的干式试纸条进行测试的，这种方法和仪器是现在体育训练队常用的设备之一。特制的一次性试纸条是整个血红蛋白检测系统的核心部分。通过毛细现象它可以自动定量地采集血液从而使被固定在试纸条上的试剂溶解、充分反应。操作过程步骤也很简单：使试纸条的尖端触碰到血液，令试纸条反应槽内充满血样（通过毛细现象，自动吸入），然后将反应槽，已经充满血样的试纸条放置于仪器的检测台内并关闭，测试结果将在15-60秒的时间内显示在屏幕上。
第二讲 • 实验题目 血红蛋白含量测定 • 实验目的 掌握用直接测定法和比色法测定人体的血红蛋白的含量。
第二讲 • 实验药品 HiCN标准液（100 g·L-1，标准商品）、蒸镏水、95%酒精、75%酒精。 • 实验仪器 血红蛋白仪器（或分光光度计）、小试管、采血针，微量采血管，干棉球。
第二讲 实验方法（血红蛋白仪） • XF-1B血红蛋白仪板面结构如下图：
第二讲 仪器的标定 • 板面后的电源开关置于断。 • 打开电源开关，选择键处于测试挡。 • 按一下进样键，将蒸溜水吸入，预热30 min • 预热后将蒸馏水吸入，仔细调“调零旋钮”使显示屏上数字显示为零 • 校正：吸入标准液后，缓缓旋转校正旋钮使显示屏上数字显示为已知的标准液的数值，定标结束。以后调零和校正旋钮均不能动。
第二讲 实验步骤 • 在小试管中事先加入HiCN转化液(文齐氏液)5 ml。 • 取血：用采血针扎破无名指致腹，吸取流出的第二滴血，用拇指和食指轻轻捏扁微量取血管一端的乳胶头，将采血管的另一端水平接触血滴（若是抗凝血，须注意摇匀后再吸取），轻轻缓慢地松开拇指，利用虹吸现象使血液进入微量采血管至20 μl（第2个刻度）。用棉球擦去微量采血管尖端外周的血液。 • 血红蛋白转化为氰化高铁血红蛋白：将微量采血管插入小试管HiCN转化液中，置血液于管底，再吸上清液2～3次，洗尽取血管内的残存的血液。用玻棒轻轻搅动管内血液，使之与HiCN转化液混匀。试管须静止5 min。 • 将混合后的血液吸入血红蛋白仪，显示屏上的数字即为测定值，需稳定后方可读数(g·L-1)。
第二讲 注意事项 • 取血前要做好充分的消毒。 • 血液要准确吸取20 μl，若有气泡或血液被吸入采血管的乳胶头中都应重新吸血。洗涤方法是：先用清水将血迹洗去，然后再依次吸取蒸馏水、95%酒精、乙醚洗涤采血管1～2次，使采血管内干净、干燥。作为学生练习，微量采血管可反复使用。 • 使用血红蛋白仪测定时，吸样管应插入试管底部，避免吸入气泡，否则会影响测试结果。仪器连续使用时，每隔4小时要观察一次零点，即吸入文齐试剂，用“调零旋钮”使仪器恢复到零点。仪器用完后，关机前要用清洗液清洗。否则会影响零点的调整。
第二讲 实验结果 • 报告血红蛋白浓度。
第二讲 讨论与分析 • 血红蛋白含量与年龄、性别的关系？ • 影响血红蛋白含量的主要因素？
第二讲 • 特制的一次性试纸条是整个血红蛋白检测系统的核心部分。通过毛细现象它可以自动定量地采集血液从而使被固定在试纸条上的试剂溶解、充分反应。
第二讲 实验步骤 • 使试纸条的尖端触碰到血液令试纸条反应槽内充满血样（通过毛细现象，自动吸入）
第二讲 实验步骤 • 将反应槽已经充满血样的试纸条放置于仪器的检测台内并关闭
第二讲 实验步骤 • 测试结果将在15-60秒的时间内显示在屏幕上
