紅細胞(redcell,erythrocyte)
血液中最多的一種血細胞,紅細胞總數,我國正常成人,男約450~550萬個/毫米3 ,女約380~460萬個/毫米3 。人和哺乳動物的成熟紅細胞無細胞核,含血紅蛋白。直徑約8微米(μm),呈雙凹圓碟形,中央部分較薄,邊緣部分較厚,平均厚度約2微米,表面積約120微米2 。此細胞形狀的表面積與體積之比值增大(與球形相比),有利于氣體擴散出入紅細胞,也有利于可塑性變形,當紅細胞擠過口徑比它小的毛細血管和血竇孔隙時,發生卷曲變形,通過后又恢復原狀。紅細胞保持雙凹圓碟形需要消耗能量。紅細胞的主要機能是運輸氧和二氧化碳,并參與緩沖血漿中發生的酸堿變化,這些機能主要由血紅蛋白完成。紅細胞在體內的壽命約100~120日,更新極快,一個人每公斤體重每天生成和破壞的紅細胞各約2.5×109 個,在機體調節下保持動態平衡。血紅蛋白(hemoglobinHb)是紅細胞的主要組成分(約占35%),由一個珠蛋白(約96%)和4個亞鐵血紅素(約4%)結合而成。每個亞鐵血紅素又由4個吡咯基組成一個環,中心為一亞鐵離子(Fe )。血紅蛋白分子量64458道爾頓。我國成年人血紅蛋白含量,男12~15克%,女11~14克%。
血紅蛋白主要機能一是結合和運輸氧和二氧化碳。血紅素中的Fe 1 能和氧可逆結合,鐵離子仍為2價,稱氧化作用,氧分壓高與氧結合,成為氧合血紅蛋白(HbO2 ),氧分壓低與氧解離成為脫氧血紅蛋白(Hb),從而完成氧運輸。其氨基可結合二氧化碳成為氨基甲酸血紅蛋白,它在總的二氧化碳運輸中占20%。
血紅蛋白的鐵離子也能與一氧化碳結合,結合的位置是在與氧結合的同一鍵上。而血紅蛋白與一氧化碳的親和力比氧強210倍。肺泡氣的一氧化碳分壓僅0.5mmHg(毫米汞柱,1毫米汞柱=1.33千帕)時,血紅蛋白結合的一氧化碳量與結合的氧量相等,若肺泡氣一氧化碳分壓達0.7mmHg(約0.1%濃度),就會危及生命。
血紅蛋白的另一主要機能是組成紅細胞內的緩沖系統。在緩沖揮發酸方面起重要作用。在體循環毛細血管中,組織中大量的二氧化碳進入血液,它主要在紅細胞內形成H2 CO3 ;同時一部分二氧化碳與血紅蛋白結合生成氨基甲酸血紅蛋白(Hb·NH·COOH)。H2 CO3 與Hb·NH·COOH迅速解離出H :
此時,由于組織氧分壓低,KHbO2釋放氧而成脫氧血紅蛋白(KHb),堿性增強,可接受所生成的H 成為HHb,而緩沖pH值的變化,并促進H2 CO3 和Hb·NH·COOH的生成過程:
在肺泡毛細血管中,由于肺泡氣二氧化碳分壓低,氧分壓高,血漿二氧化碳逸出至肺泡中,二氧化碳的排出導致上述反應向相反方向進行,血液pH趨于升高;同時,肺泡氧進入血液,脫氧血紅蛋白與氧結合為氧合血紅蛋白,放出H ,起緩沖作用,也加速H2 CO3 和Hb·NH·COOH生成的逆向反應過程。密封于紅細胞內的血紅蛋白才具有生理功能,一旦紅細胞破壞,血紅蛋白逸出,即喪失其生理功能。