成熟紅細胞的代謝特點特徵

紅細胞也稱紅血球,在常規化驗英文常縮寫成RBC,是血液中數量最多的一種血細胞,同時也是脊椎動物體內通過血液運送氧氣的最主要的媒介,下面是本站小編給大家整理的成熟紅細胞的代謝特點簡介,希望能幫到大家!

成熟紅細胞的代謝特點特徵
  成熟紅細胞的代謝特點

成熟紅細胞不僅無細胞核,而且也無線粒體、核蛋白體等細胞器,不能進行核酸和蛋白質的生物合成,也不能進行有氧氧化,不能利用脂肪酸。血糖是其唯一的能源。紅細胞攝取葡萄糖屬於易化擴散,不依賴胰島素。成熟紅細胞保留的代謝通路主要是葡萄糖的酵解和磷酸戊糖通路以及2.3一二磷酸甘油酸支路(2,3-biphosphoglycerate,2.3桞PG)醫學|教育網蒐集整理。通過這些代謝提供能量和還原力(NADH,NADPH)以及一些重要的代謝物(2,3桞PG),對維持成熟紅細胞在循環中約120的生命過程及正常生理功能均有重要作用。

  成熟紅細胞的功能

運輸

紅細胞含有血紅素(hemoglobin),其具有緩衝的作用。血紅素十分活躍,它既能和氧結合在一起,也能和二氧化碳結合。因此,其主要工作爲運輸氧和二氧化碳。紅細胞的功能是運輸氧,二氧化碳,電解質,葡萄糖以及氨基酸這些人體新陳代謝所必須的物質。此外還在酸鹼平衡中起一定的緩衝作用。這兩項功能都是通過紅細胞中的血紅蛋白來實現的。如果紅細胞破裂,血紅蛋白釋放出來,溶解於血漿中,即喪失上述功能。

紅細胞通過血紅蛋白運送氧氣,紅細胞的90%由血紅蛋白組成。血紅蛋白是一種紅細胞相關的化合物肌紅蛋白,在肌肉細胞中存儲氧氣。血紅蛋白(Hb)由珠蛋白和亞鐵血紅素結合而成。血液呈現紅色就是因爲其中含有亞鐵血紅素的緣故。它可以在肺部或腮部臨時與氧氣分子結合,該分子中的Fe2+在氧分壓高時,與氧結合形成氧合血紅蛋白(HbO2);在氧分壓低時,又與氧解離,身體的組織中釋放出氧氣,成爲還原血紅蛋白,由此實現運輸氧的功能。血紅蛋白也可以運送由機體產生的二氧化碳(不到氧氣總量的2%,更多的二氧化碳由血漿解決)。血紅蛋白中Fe2+如氧化成Fe3+,稱高鐵血紅蛋白,則喪失攜帶氧氣的能力。血紅蛋白與一氧化碳的親和力比氧的大210倍,在空氣中一氧化碳濃度增高時,血紅蛋白與一氧化碳結合,因而喪失運輸氧的能力,可危及生命,稱爲一氧化碳中毒(即煤氣中毒)。

每個紅細胞含有兩億到二十億個血紅素分子,佔了紅細胞重量的三分之一。每個血紅素分子由四個次體構成,每個次體包含一個血基質(heme)以及一個和血基質連接的多肽。血紅素內的多肽稱爲球蛋白(globin),而每個血基質當中有一個鐵原子,此處可以和一個氧分子結合。因此,一個血紅素可以和四個氧分子結合。女性血紅素的平均濃度爲14g/L,男性的血紅素平均濃度爲16g/L。在體內,不是隻有血紅素含有鐵原子,像細胞色素是另外一種含鐵原子的.分子。

肺中的氧氣張力高,血紅素在微血管中與氧結合,形成充氧血紅素,充氧血紅素在氧氣張力較低的組織微血管中釋出氧氣。而二氧化碳是以碳酸、重碳酸離子以及鉀和鈉的重碳酸鹽的形式進行運輸。血紅素和氧結合時,血液就變得鮮紅,變成動脈血,和二氧化碳結合時,血液就變得暗紅,變成靜脈血。

血紅素既能和它們很快地結合,而且還能夠和它們分開。當紅細胞流經肺裏的時候,它就跟氧結合在一起並把氧運送到人體全身的各個角落裏,讓肌肉、骨骼、神經等細胞得到氧氣,能夠正常地工作。紅細胞把氧氣送出後就很快地和氧氣分離,立刻帶走了這些細胞排出的二氧化碳,運回肺部呼出體外。

另外,並非所有的血紅素的構造都相同,例如胎兒的血紅素比成年人的血紅素有着更強的氧親和力,在任何氧分壓下,都有着比母親血紅素爲高的百分比,因而能從母親的血液中獲取氧,胎兒出生後二十個星期,血紅素就變爲成年人的形式了。

紅細胞就是這樣忠誠地把氧氣運輸給人身體組織的各部位,再從各部位運送出代謝產物二氧化碳,所以紅細胞是我們人體內不可缺少的“運輸隊”。

成熟的紅細胞沒有細胞核, 富含血紅蛋白。血紅蛋白是一種含鐵的蛋白質,呈紅色。它在氧含量高的地方容易與氧結合,在氧含量低的地方又容易與氧分離。血紅蛋白的這一特性,使紅細胞具有運輸氧氣的功能。

紅細胞除可運送氧氣外,還可運送部分來自組織細胞中的二氧化碳。

免疫

增強吞噬作用

納爾遜(Nelson)用肺炎球菌和梅毒螺旋體等進行體外實驗,發現被相應抗體致敏的肺炎球菌或梅毒螺旋體,只有在含補體、紅細胞及白細胞的混合物中,80%~95%能迅速被吞噬而從液相中消失;若缺少紅細胞,則在較長時間內僅有少數被吞噬。1956年Nelson又將抗體調理過的肺炎球菌注入猴體內,獲得的結果與體外實驗相同,100%的肺炎球菌粘附於紅細胞。粘附的複合物較懸浮於血漿中游離的複合物更易被吞噬。某些病毒在體內也能粘附於紅細胞,從而被吞噬消滅。免疫粘附可以增強吞噬作用4~5倍。紅細胞還能阻止癌細胞在循環中播散,因在外周血中癌細胞遇到紅細胞比遇到白細胞的機會多500~1000倍。當癌細胞表面結合有抗體與補體時,則可通過紅細胞表面的C3b受體,使癌細胞粘附於紅細胞,故容易被吞噬細胞捕捉與吞噬,從而防止癌細胞的轉移與擴散。

另外,紅細胞還有吞噬細胞樣的功能,在其細胞膜表面具有過氧化物酶,該酶是典型的溶酶體酶,它可起着巨噬細胞樣的殺傷作用。

免疫粘附作用

免疫粘附是指抗原-抗體複合物與補體C3b結合後,可粘附於靈長目或非靈長目的紅細胞與血小板上,這一現象統稱爲“血細胞免疫粘附作用”。紅細胞之所以具有免疫粘附作用,是因其表面具有C3b受體。該受體爲糖蛋白,分子量爲205 000。紅細胞上的C3b受體佔血循環中C3b受體總數的95%以上。因此,血循環中的抗原-抗體複合物遇到紅細胞比遇到白細胞的機會多500~1 000倍。所以,紅細胞清除免疫複合物的特性是白細胞和淋巴細胞所不及的。

梅多福(Medof)等的體外實驗結果也支持上述推測。他們將抗原-抗體-補體複合物與人血細胞懸液混合並孵育,然後測定各類細胞結合免疫複合物的數量,結果發現紅細胞結合了82.8%~84.8%的複合物,而中性粒細胞和單核細胞分別只結合了8.3%~15.2%和1.6%~5.8%的複合物。

防禦感染

紅細胞與細菌、病毒等微生物免疫粘附後,不僅可以通過過氧化物酶對它們產生直接的殺傷作用,而且還可以促進吞噬細胞對它們的吞噬作用。因此,紅細胞的免疫功能可以看作是機體抗感染免疫的因素之一。

其他功能

目前已知紅細胞具有以下免疫功能:

1、識別攜帶抗原;

2、清除循環中免疫複合物;

3、增強T細胞依賴反應;

4、效應細胞樣作用;

5、促進吞噬作用。而這些免疫功能的生理學基礎即爲紅細胞免疫粘附作用。

  成熟紅細胞的分類

在所有的脊椎動物及若干無脊椎動物,其血紅素(無脊椎動物也有時是蚯蚓紅血朊)包含在特定的細胞中來進行其機能活動,這種血球稱爲紅細胞。其它的血細胞,如白血球,則是免疫細胞。

紅細胞中含有血紅蛋白,因而使血液呈紅色。血紅蛋白中有鐵元素,所以貧血的人宜多吃鐵含量豐富的食物和蛋白質,來補血。血紅蛋白能和空氣中的氧結合,因此紅細胞能通過血紅蛋白將吸入肺泡中的氧運送給組織,而組織中新陳代謝產生的一部分二氧化碳也通過紅細胞運到肺部通過肺泡同體外的氧氣進行氣體交換,將二氧化碳排出體外。血紅蛋白更易和一氧化碳相合,且血紅蛋白一旦與一氧化碳結合後就不易分離。當空氣中一氧化碳含量增高時且持續時間較長時,可引起一氧化碳中毒。

紅細胞的數量和血紅蛋白的含量減少到一定程度時,稱爲貧血。紅細胞大量被破壞可引起溶血性黃疸。

紅細胞描述:哺乳動物的紅細胞呈兩面中央凹的圓餅狀,中央較薄。周緣較厚,故在血塗片標本上中央染色較淺、周圍較深。新鮮單個紅細胞爲黃綠色,大量紅細胞使血液呈深紅色。成熟的紅細胞(哺乳動物)沒有細胞核和但有少量線粒體,富含血紅蛋白。依靠葡萄糖合成能量,平均直徑爲7微米。

無脊椎動物

在無脊椎動物中具有紅細胞,只限於海生動物,如螠蟲、光裸星蟲、綠紐蟲、海豆芽、掃帚蟲、魁蛤、海棒槌等。涉及到各門約有100種,但也有的和白血球並沒有明顯區別,不過和脊椎動物的紅細胞則有明顯的差異。

脊椎動物

脊椎動物中哺乳類的紅細胞,是中心部凹陷的圓板狀,在造血組織中是有細胞核的,但在循環血中的紅細胞,除駱駝和羊駝之外,可看到細胞核退化,向細胞外放出、消失。鳥類以下的動物的紅細胞多數呈橢圓形,中心具核,中心部向兩面突出。

脊椎動物紅細胞的大小,可因動物種類不同而異,哺乳類的直徑爲4—8微米(人的爲6—9微米),厚度以1.5—2.5微米者爲多見。鳥類的長徑爲12—15微米,短徑爲7—9微米,在爬行類的長徑爲17—20微米,短徑爲10—14微米,兩棲類的更大,長徑爲23—60微米,短徑以13—35微米者較多。魚類的紅細胞的大小有明顯變異。

紅細胞數由於種的不同而異,但具有大形紅細胞的,一般在單位體積中血球減少。處於冬眠期的動物,比活動期顯著減少。

人類

人類的紅細胞是雙面凹的圓餅狀。邊緣較厚,而中間較薄,就好像是一個甜甜圈一樣,只是當中沒有一個洞而已。這種形狀可以最大限度的從周圍攝取氧氣。同時它還具有柔韌性,這使得它可以通過毛細血管,並釋放氧分子,直徑通常是6μm~8μm。

由於這種特別的形狀而且體積比較小,所以表面積對體積的比值較大,使氧氣以及二氧化碳能夠快速地滲透細胞內外。紅細胞的細胞膜含有特別的多糖類以及蛋白質,但是這種結構因人而異,這些結構是構成血型的基本要素。

成人體內大約有2~3×10的13次方個紅細胞(女性大約爲4~5百萬/微升血液,男性爲5~6百萬/微升血液)。女性比男性少的原因,是因爲生理出血造成的現象。另外睾丸酮也具有刺激紅細胞生成激素製造紅細胞的功能。

在人的紅細胞內所含的血紅蛋白佔血球總量的30%以上,是血液中最通常的一種血細胞,在乾重9%時,佔94%,隨着氧分壓的變化與氧結合或遊離,但它的解離曲線和純血紅素的溶液不同,在氧分壓低的組織,紅細胞具有放出多量氧的能力。另外,在紅細胞內,存在有碳酸脫氫酶,在將二氧化碳轉化爲碳酸氫根離子的可逆反應中起觸媒作用。因此紅細胞運送血液二氧化碳的能力很強。