二、红细胞生理
在正常情况下，成人骨髓是红细胞生成的唯一器官，骨髓中造红细胞的骨髓只占1/20。
（一）红细胞的增殖、分化
红细胞系统的发育和增殖可分为两期。第一期是定向分化期，即定向干细胞发育增殖为原红细胞；第二期是原红细胞经过数次增殖而成熟的过程。通常将这一过程分为4个阶段。①早幼红细胞的生成：早幼红细胞又称嗜碱性幼红细胞，是较原红细胞稍成熟的幼稚红细胞，含多量核糖核酸，局部已含血红蛋白。②中幼红细胞的生成：中幼红细胞又称嗜多染性幼红细胞，是尚保持分裂能力的最成熟的红系造血细胞，其嗜多染性来自弥漫性存在的血红蛋白。③晚幼红细胞的生成：晚幼细胞又称嗜酸性幼红细胞，具有一个很小的、不能再分裂的、终将脱出的核，其胞浆主要成分为血红蛋白。④网织红细胞的生成：网织红细胞又称嗜多染性红细胞，是最年幼的成熟红细胞，细胞核已脱出，但尚含有核糖核酸和细胞器残余。在红细胞的整个增殖、分化过程中，红细胞体积逐渐变小，核体积亦随之变小、固缩，并最终溶解破碎或脱出红细胞而消失。完全成熟的细胞，是无核的细胞。
（二）红细胞的主要化学成分
红细胞膜的化学成分有蛋白质、脂质和糖类。膜蛋白具有很多重要的功能，与物质转运机能、受体机能、酶、特异性抗原等有关。
血红蛋白是红细胞的主要成分。血红蛋白是以血红素为辅基的结合蛋白，由血红素和珠蛋白结合而成。珠蛋白由4条多肽链组成，每条多肽链与1个含铁的血红素相连，分子量为66800。4条多肽链分别称为α、β、γ、δ。根据其彼此的配对不同，可将血红蛋白分为Hb-A（α2β2）、Hb-A2（α2δ2）和Hb-F（α2γ2）。Hb-A 是正常成人血红蛋白的主要成分，约占95%；Hb-A2约占2.5%；Hb-F 约占1%。Hb-F 是胎儿期血红蛋白的主要成分，可高达80%～90%。出生6～12个月后，Hb-F 浓度明显减少，不超过2%。
血红蛋白的合成主要经历δ-氨基、γ-酮戊酸、卟胆原及血色素的生成这4个阶段。
铁是合成血红蛋白的重要原料。人体正常含铁量男性高于女性，总量3～4g，其中血红蛋白含铁60%～70%，贮存铁占25%，肌红蛋白、细胞色素等酶中含铁4%～6%。铁在十二指肠和小肠上部主要以Fe2+的形式吸收。铁的吸收受很多因素影响。pH 酸性有利于铁的溶解吸收，维生素C、半胱氨酸、谷胱甘肽等能将Fe3+还原为Fe2+而为肠道吸收，柠檬酸、苹果酸、胆汁酸可与铁结合成可溶性络合物而被吸收，蛋白水解产物有利于铁的吸收，动物性食物的铁易于吸收，含血红素的食物在肠黏膜内由氧合酶催化而释放铁，更易于吸收。而pH 碱性则阻碍铁的吸收，磷酸、鞣酸、植酸可与铁形成不溶性铁盐而阻碍吸收。机体每日需要20～25mg铁用于红细胞生成，其中5%由食物补充，而95%则来自人体铁的再利用。铁蛋白是铁的主要贮存形式，机体缺铁时，吸收的铁大量经血运输，体内铁多余时，铁蛋白贮存量增加，以阻止铁的进一步吸收。
除血红蛋白外，红细胞内还有一些酶蛋白及少量的葡萄糖、氨基酸、单核苷酸以及它们的代谢产物和以钾盐为主的各种电解质。
（三）红细胞的主要生理特性及功能
1.红细胞膜的通透性
正常红细胞膜对物质的通透具有选择性。高分子物质如蛋白质不能通透：O2与CO2以单纯扩散的方式从高浓度处向低浓度处转运；葡萄糖、氨基酸等亲水物质依靠膜上的载体蛋白扩散；一些电解质如Na+与K+依靠钠泵从低浓度处向高浓度处作主动转运，以保证红细胞内高K+低Na+。
2.红细胞的可变形性
正常红细胞为圆盘形细胞。红细胞能从双凹盘形变为菌帽形或其他形状，变形后在一定条件下又可恢复双凹盘形，红细胞这一特性称可变形性。流动着的红细胞在通过直径在7.5μm 以下的毛细血管时，或穿过骨髓和脾脏的血套和脾索间基底膜上的微小孔（3μm）时，需经过相当大的变形才能完成。红细胞的可变形性是红细胞机能异常的指标之一。
3.红细胞的渗透脆性
正常情况下，红细胞的渗透压与血浆相等，变动范围为280～310mmol/L，平均300mmol/L，相当于0.9%NaCl溶液的渗透压。若将红细胞悬浮于较低渗透压的NaCl溶液内，红细胞则发生膨胀，甚至破裂，Hb从红细胞内逸出而出现溶血现象。红细胞对低渗溶液具有一定的抵抗力，称为红细胞的渗透脆性。红细胞对低渗溶液抵抗力大，表示脆性小；反之，抵抗力小，则表示脆性大，易破裂。初生的红细胞，脆性小，不易破裂；衰老的红细胞，脆性大，易破裂。
4.红细胞的悬浮稳定性
红细胞能相当稳定地悬浮于血浆中，这一特性称为红细胞的悬浮稳定性，用血沉率（ESR）来表示。血沉快则悬浮稳定性小，反之，则悬浮性大。红细胞悬浮稳定性的大小，与红细胞是否易于重叠有关。
5.红细胞的气体运输功能
主要是运输O2和CO2。血中的氧有两种存在形式：一种形式是物理溶解，其溶解度较小，动脉血中以物理溶解的形式存在的O2只占1.6%；另一种形式是化学结合，O2与Hb结合成氧合血红蛋白（HbO2），动脉血中化学结合的O2占98.4%。Hb是血液运输O2的载体。
红细胞除气体运输功能外，还有缓冲作用及辅助性免疫功能。
（四）红细胞的破坏
红细胞在血液中的生存寿命约110天，然后在脾和骨髓的巨噬细胞中被破坏，但切除脾脏时其寿命并不延长。红细胞在巨噬细胞中被溶解，铁和蛋白成分重新用于生物合成，而色素中的卟啉成分则转变为胆红素进入肝脏，最终成为粪胆素排出。
（五）红细胞生成的调节
红细胞的生成受神经和体液调节。体液调节具有内分泌腺（如垂体、肾上腺、甲状腺、性腺）和促红细胞生成素的调节作用。红系定向干细胞的增殖，受一种糖蛋白激素即促红细胞生成素（ESF）的特异性调节。促红细胞生成素由肾脏生成。肾脏是红细胞生成调节链中最重要的感受器，该调节链与循环及代谢调节机制一起保证组织的氧气供应。动脉血氧分压减低或者血红蛋白减低时，促红细胞生成素分泌增加，由此使红系定向干细胞增殖，红细胞的产生增加。促红细胞生成素ESF不但能诱导红系定向干细胞增殖，还能诱导其分化和血红蛋白合成。