一、红细胞

更新于 2026年11月02日 版权声明
一、红细胞

(一)红细胞的形态、数量和功能

正常的成熟红细胞无核,平均直径为7~8μm,周边最厚处的厚度为2.5μm,中央最薄处约为1μm。当正面观时,红细胞呈双凹圆碟形,侧面观呈哑铃状,红细胞保持正常双凹圆碟形需消耗能量。红细胞的这种形态结构使表面积增大,有利于气体交换,同时使红细胞能完好地挤过直径比它小的毛细血管和血窦孔隙。

红细胞是血液中数量最多的血细胞。一般用1L血液中红细胞的个数来表示红细胞×1012/L,女性为的数量。我国成年男性红细胞的数量为(4.0~5.5)(3.5~5.0)×1012/L。红细胞内的蛋白质主要是血红蛋白(hemoglobin,Hb)。我国成年男性血红蛋白浓度为120~160g/L,成年女性为110~150g/L。正常人的红细胞数量和血红蛋白浓度不仅有性别差异,还可因年龄、生活环境和机体功能状态不同而有差异。例如,儿童低于成年人(但新生儿高于成年人);高原居民高于平原居民;妊娠后期因血浆量增多而致红细胞数量和血红蛋白浓度相对减少。若血液中红细胞数量、血红蛋白浓度低于正常,则称为贫血(anemia)。

红细胞的主要功能是运输O2和CO2。血液中98.5%的氧是与血红蛋白结合成氧合血红蛋白的形式存在的。红细胞运输氧的功能是靠红细胞内的血红蛋白来实现的,一旦红细胞破裂,血红蛋白逸出到血浆中,即丧失其运输氧的功能。

(二)红细胞的生理特性

1.可塑变形性正常红细胞在外力作用下具有变形的能力,红细胞的这种特性称为可塑变形性(plasticdeformation)。红细胞双凹圆碟形的形态使其具有很强的变形能力,当红细胞在通过直径比它小得多的毛细血管和血窦孔隙时,红细胞将发生变形,外力撤销后,变形的红细胞又可恢复其正常的双凹圆碟形。球形红细胞和衰老、受损的红细胞变形能力常降低。

2.悬浮稳定性将盛有抗凝剂的比容管垂直静置,尽管红细胞的相对密度大于血浆,但正常时红细胞下沉缓慢。红细胞能相对稳定地悬浮于血浆中不易下沉的特性称为悬浮稳定性(suspensionstability)。通常以红细胞在第一小时末下沉的距离来表示红细胞的沉降速度,称为红细胞沉降率(erythrocytesedimentationrate,ESR)。正常成年男性红细胞沉降率为0~15mm/h,成年女性为0~20mm/h。沉降率越快,表示红细胞的悬浮稳定性越小。

红细胞能相对稳定地悬浮于血浆中,是由于红细胞与血浆之间的摩擦力阻碍了红细胞的下沉。双凹圆碟形的红细胞具有较大的表面积与体积之比,所产生的摩擦力较大,故红细胞下沉缓慢。在发生某些疾病(如活动性肺结核、风湿热等)时,红细胞彼此能较快地以凹面相贴,称为红细胞叠连(rouleauxformation)。发生叠连后,红细胞团块的总表面积与总体积之比减小,摩擦力相对减小,红细胞沉降率加快。决定红细胞叠连快慢的因素不在于红细胞本身,而在于血浆成分的变化。若将正常人的红细胞置于红细胞沉降率快者的血浆中,红细胞也会较快发生叠连而使沉降率加快;而将红细胞沉降率快者的红细胞置于正常人的血浆中,则沉降率正常。通常血浆中纤维蛋白原、球蛋白和胆固醇的含量增高时,可促进红细胞叠连和加快沉降率;血浆中白蛋白、卵磷脂的含量增多时,则可抑制叠连发生,使沉降率减慢。

3.渗透脆性红细胞在低渗盐溶液中发生膨胀破裂的特性称为红细胞的渗透脆性(osmoticfragility),简称脆性。红细胞在0.9%NaCl溶液中可保持其正常形态和大小。若将红细胞悬浮于一系列浓度递减的低渗NaCl溶液中,水顺渗透压差渗透入红细胞,使红细胞逐渐膨胀;当NaCl浓度降至0.42%时,部分红细胞开始破裂而发生溶血;当NaCl浓度降至0.35%时,全部红细胞发生溶血。这一现象表明红细胞对低渗盐溶液具有一定的抵抗力。生理情况下,衰老红细胞对低渗盐溶液的抵抗力低,即脆性高;而初成熟的红细胞的抵抗力高,即脆性低。有些疾病可影响红细胞的脆性,如遗传性球形红细胞增多症患者的红细胞脆性变大。

(三)红细胞的生成和破坏(https://www.daowen.com)

1.红细胞的生成部位及过程红骨髓是成人红细胞生成的唯一场所。红骨髓内的造血干细胞首先分化成为红系定向祖细胞,再经过原始红细胞、早幼红细胞、中幼红细胞、晚幼红细胞和网织红细胞阶段,成为成熟的红细胞。从原始红细胞到中幼红细胞阶段,经历3~5次有丝分裂,每次有丝分裂约持续1d。一个原始红细胞可产生8~32个晚幼红细胞。晚幼红细胞不再分裂,细胞内血红蛋白的含量已达到正常水平,细胞核逐渐消失,成为网织红细胞。网织红细胞在骨髓中停留2d左右。因此,由原始红细胞发育成网织红细胞并释放入血,历时6~7d。

2.红细胞生成所需的原料在红细胞生成的过程中,需要有足够的蛋白质、铁的供应。蛋白质和铁是合成血红蛋白的重要原料。此外,红细胞生成还需要氨基酸、维生素B2、维生素C、维生素E等。由于红细胞可优先利用体内的氨基酸来合成血红蛋白,故单纯因缺乏蛋白质而发生贫血者较为罕见。

铁是合成血红蛋白的必需原料。正常成人体内共有铁3~4g,其中约67%存在于血红蛋白中。成人每日需要20~30mg的铁用于红细胞生成,但每日仅需从食物中吸收1mg以补充排泄的铁,其余95%来自于体内铁的再利用。衰老的红细胞被巨噬细胞吞噬后,血红蛋白分解所释放的铁可再用于血红蛋白的合成。当铁的摄入不足、吸收障碍或长期慢性失血以致机体缺铁时,可使血红蛋白合成减少,引起小细胞低色素性贫血,即缺铁性贫血。

3.红细胞成熟因子叶酸和维生素B12是合成DNA所需的重要辅酶,是红细胞成熟所必需的物质。叶酸在体内须转化成四氢叶酸才能参与DNA的合成。叶酸的转化需要维生素B12的参与。维生素B12缺乏时,叶酸的利用率下降,可引起叶酸的相对不足。因此,缺乏叶酸或维生素B12时,DNA的合成减少,幼红细胞分裂增殖减慢,红细胞体积增大,导致巨幼细胞贫血。正常情况下,食物中叶酸和维生素B12的含量能满足红细胞生成的需要,但维生素B12的吸收需要内因子的参与。内因子由胃黏膜的壁细胞产生,它与维生素B12结合,形成内因子-B12复合物,能保护维生素B12免受消化酶的破坏,并通过回肠黏膜上特异受体的介导,促进维生素B12在回肠远端的吸收。

当胃大部分切除或胃的壁细胞损伤时,机体缺乏内因子,或体内产生抗内因子抗体,或回肠被切除,均可因维生素B12吸收障碍而导致巨幼细胞贫血。但在正常情况下,体内储存有1000~3000μg维生素B12,而红细胞生成每日仅需1~3μg,故当维生素B12吸收发生障碍时,常在4年后才出现贫血。正常人体内叶酸的储存量为5~20mg,每日叶酸的需要量约为200μg,当叶酸摄入不足或吸收障碍时,4个月后才可发生巨幼细胞贫血。

4.红细胞生成的调节红细胞的生成主要受促红细胞生成素和雄激素的调节。

(1)促红细胞生成素:促红细胞生成素(erythropoietin,EPO)是一种主要由肾合成的糖蛋白,它的主要作用是促进晚期红系祖细胞增殖、分化及促进骨髓释放网织红细胞。组织缺氧是刺激EPO合成和分泌增多的主要原因。当组织缺氧或耗氧量增加时,EPO的分泌增加,使红细胞生成增多,提高血液的运氧能力,以满足组织对氧的需要。严重肾疾病时,肾合成EPO减少,患者易发生肾性贫血。

(2)雄激素:主要通过促进肾合成EPO,使骨髓造血功能增强。此外,雄激素还可直接刺激红骨髓造血,使红细胞数量增多。这些作用可能是成年男性红细胞数量多于女性的重要原因之一。

5.红细胞的破坏正常人红细胞的平均寿命为120d。衰老红细胞的变形能力减退、脆性增高,难以通过微小的孔隙,或在血流湍急处因机械冲撞而破损。衰老破损的红细胞被肝、脾处的巨噬细胞所吞噬。脾是破坏红细胞的主要场所。若脾功能亢进,可使红细胞破坏增加,引起脾性贫血。

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