【本章要點】
<strong>1、紅細胞的來源與發生
<strong>2、紅細胞的形態結構與功能
<strong>3、高中生物學中的紅細胞知識點
<strong>紅細胞也稱紅血球，在常規化驗中英文常縮寫成RBC，是血液中數量最多的一種血細胞。紅細胞把氧氣運輸給人身體組織的各部位，也運輸一部分二氧化碳。運輸二氧化碳時呈暗紫色，運輸氧氣時呈鮮紅色，紅細胞是我們人體內不可缺少的運輸隊。
一、紅細胞的來源與發生
（一）紅細胞的發生過程
正常成人每微升血液中紅細胞數的平均值，男性約400萬～500萬個，女性約350萬～450萬個。紅細胞的平均壽命為120天，每天都有衰老紅細胞被破壞，然後被巨噬細胞吞噬，每天也有源源不斷的紅細胞由紅骨髓的造血幹細胞分化產生，保持紅細胞生成和破壞處於動態平衡。維持紅細胞總數的相對穩定。
在人體不同的發育時期，生成紅細胞的組織器官是不完全相同的。胚胎期，紅細胞先後在卵黃囊、肝、脾和骨髓生成；出生之後至青春期，生成紅細胞的器官則為全身紅骨髓；成年後，紅骨髓主要侷限於扁骨如胸骨、椎骨、肋骨、髖骨和顱骨等。
紅骨髓中紅細胞系統的增生髮育過程是：造血幹細胞→原始紅細胞→早幼紅細胞→中幼紅細胞→晚幼紅細胞→網織紅細胞→成熟紅細胞。從原始紅細胞增殖到晚幼紅細胞階段共分裂3－4次，約需72小時，紅細胞數由一個變為8一16個，細胞核由大變小而濃縮，胞漿中含血紅蛋白逐漸增多。晚幼紅細胞以後細胞即不再分裂，發育過程中核被排出而成為網織紅細胞。網織紅細胞的胞質內含有殘留的核糖體。核糖體的存在，表明網織紅細胞仍有一些合成血紅蛋白的功能。網織紅細胞進一步成熟，核糖體消失,血紅蛋白的含量即不再增加，形成完全成熟的紅細胞。從晚幼紅細胞發育到成熟紅細胞約需48小時，成熟紅細胞的壽命約為120天。在正常情況下骨髓中有核紅細胞並不釋放至血循環，只有網織紅細胞和成熟紅細胞才釋入血中。
<strong>【要點提示】
<strong>1、紅細胞的平均壽命為120天，衰老紅細胞最後被巨噬細胞吞噬。
<strong>2、紅細胞的發生過程：造血幹細胞→原始紅細胞→早幼紅細胞→中幼紅細胞→晚幼紅細胞→網織紅細胞→成熟紅細胞
<strong>3、從網織紅細胞開始不再具有分裂能力
<strong>4、網織紅細胞仍有一些合成血紅蛋白的功能
<strong>5、只有網織紅細胞和成熟紅細胞才釋入血中
（二）紅細胞的發生條件
在紅細胞的生成過程中需要有足夠的蛋白質、鐵、葉酸和維生素B12的供應。蛋白質和鐵是生成血紅蛋白的重要基本原料，而葉酸和維生素B12是紅細胞成熟的必需物質。如果我們體內缺乏這些物質就會影響紅細胞的合成，導致機體發生貧血。
①蛋白質：紅細胞中的血紅蛋白，由珠蛋白結合血紅素而成。合成珠蛋白時所需的氨基酸都來源於食物蛋白質。
②鐵：血紅蛋白的組成成分血紅素的合成需要二價鐵（Fe2+）。正常人體血液中的二價鐵，只有小部分來自食物，而大部分約有95％則來自血紅蛋白分解後二價鐵的再利用。醫學上，來自食物的二價鐵，叫做"外源性鐵"；來自體內血紅蛋白分解後的二價鐵，叫做"內源性鐵"。
③維生素B12和葉酸：細胞核中的核蛋白是由脫氧核糖核酸(DNA)等組成的。在合成脫氧核糖核酸時，需要維生素B12和葉酸作為輔酶參與才能完成，醫學上稱它們為"紅細胞成熟因子"。因此，維生素B12和葉酸缺乏會導致脫氧核糖核酸形成發生障礙，從而影響細胞（包括紅細胞）的生成。
紅細胞的生成除了這些所必須的物質，還受到了一些激素的調節。促紅細胞生成素是機體紅細胞生成的主要調節物，而雄激素可以提高血漿中促紅細胞生成素的濃度，間接促進紅細胞的生成，與雄激素不同的是，雌激素可降低紅系組細胞對促紅細胞生成素的反應而抑制紅細胞的生成。
<strong>【要點提示】
<strong>1、紅細胞的生成需要多種物質原料
<strong>2、雄激素可以提高血漿中促紅細胞生成素的濃度，間接促進紅細胞的生成，雌激素可降低紅系組細胞對促紅細胞生成素的反應而抑制紅細胞的生成。
<strong>3、促紅細胞生成素（EPO）主要由腎臟產生，主要作用於骨髓中紅系定向祖細胞，促進紅細胞的分化形成。
<strong>4、促紅細胞生成素（EPO）：是一種分子量為39000的糖蛋白，主要由腎臟產生，少量由肝和巨噬細胞產生。人體缺氧時，就會刺激腎臟產生促紅細胞生成素，促紅細胞生成素便命令骨髓製造一批新的紅細胞。通過這樣的機制，攜氧量就會增加。研究發現，促紅細胞生成素主要作用於骨髓中紅系定向祖細胞膜上面的受體，促使其加速增殖分化為原紅母細胞，其次也能加速幼紅細胞的分裂增殖與血紅蛋白的合成。
二、紅細胞的形態結構與功能
人與哺乳動物的成熟紅細胞直徑約7～8.5μm，呈雙凹(或單凹)圓盤狀，中央較薄（1.0μm），周緣較厚（2.0μm）。這些形態特點，使紅細胞的代謝率較低，又有較大的表面積，有利於與周圍血漿充分進行氣體交換，雙凹圓盤形細胞比球形細胞有較大的表面積與體積之比（相對錶面積）。此比值越大，越易於變形，故紅細胞能捲曲變形，以此適應通過直徑小於它的毛細血管並能通過脾和骨髓的血竇壁及其膜孔隙，通過後再恢復原狀，這種變化叫做可塑性變形。
成熟紅細胞無細胞核，也無細胞器,胞質內充滿血紅蛋白。血紅蛋白是一含二價鐵的蛋白質，由珠蛋白和亞鐵血紅素結合而成。
血紅蛋白具有結合與運輸O2和CO2的功能。與O2結合的血紅蛋白稱為氧合血紅蛋白，色鮮紅。動脈血所含的血紅蛋白大部分為氧合血紅蛋白，所以呈鮮紅顏色；與CO2結合的血紅蛋白稱為碳酸血紅蛋白。
O2及CO2同血紅蛋白的結合都不牢固，很易分離。 當血液流經肺時，肺內的O2分壓高，CO2分壓低，血紅蛋白即放出CO2而與O2結合；當血液流經其它器官的組織時，由於該處的CO2分壓高而O2分壓低，於是紅細胞即放出O2並結合CO2。由於血紅蛋白具有這種性質，所以紅細胞能供給全身組織和細胞所需的O2，帶走所產生的部分CO2。
【注】：氧在血液中的物理溶解量很少，約佔氧運輸量的1.5%。化學結合是氧在血液中運輸的主要形式，約佔氧運輸量的98.5%。氧主要是和紅細胞內的血紅蛋白形成氧合血紅蛋白進行運輸。
二氧化碳在血漿中的溶解度比氧大，佔二氧化碳運輸量的6%。化學結合也是二氧化碳在血液中運輸的主要形式，約佔二氧化碳運輸量的94%。其結合方式有兩種：一種是形成碳酸氫鹽（NaHCO3、KHCO3），約佔二氧化碳運輸量的87%；另一種是形成氨基甲酸血紅蛋白，約佔7%。
<strong>【要點提示】
<strong>1、雙凹(或單凹)圓盤狀的形態特點有利於與紅細胞與周圍血漿充分進行氣體交換，也有利於變形通過直徑小於它的毛細血管。
<strong>2、成熟紅細胞無細胞核，也無細胞器,胞質內充滿血紅蛋白。
<strong>3、O2及CO2同血紅蛋白的結合都不牢固，很易分離。
三、高中生物學中的紅細胞知識點
（一）紅細胞的結構
①哺乳動物成熟紅細胞既無細胞核，也無細胞器，因此成為製備細胞膜的理想材料。
②由於成熟紅細胞呈雙凹(或單凹)圓盤狀，中央較薄，周緣較厚。因此可以用來觀察動物細胞的吸水和失水現象。
（二）紅細胞的跨膜運輸
紅細胞的細胞膜對物質的通透具有選擇性，不能通過蛋白質等大分子物質；氧和二氧化碳等脂溶性氣體以自由擴散方式可自由通過，葡萄糖和氨基酸等親水性物質依靠協助擴散通過，負離子如Cl-、HCO3-等較易通過，尿素也可自由透入，而Na+ 、K+等正離子很難通過，需依賴鈉泵來主動轉運。
（三）紅細胞的呼吸方式
由於紅細胞缺乏線粒體，ATP由無氧酵解（無氧呼吸）產生；一旦缺乏ATP供能，則導致細胞膜結構改變，細胞的形態也隨之由圓盤狀變為棘球狀。這種形態改變一般是可逆的。可隨著ATP的供能狀態的改善而恢復。
葡萄糖的酵解必須依靠一系列酶的作用。這些酶由骨髓中的有核紅細胞產生。當發育成為完全成熟的紅細胞後，就失去了線粒體和微粒體，從而也就失去合成新的酶的能力。可見，在紅細胞的代謝過程中，原有的酶逐漸被消耗而減少，其代謝活力也逐漸降低。
（四）紅細胞與血型
①必修3，血型與免疫
血型指紅細胞膜上特異性抗原類型，例如ABO血型是根據紅細胞膜上是否存在抗原A與抗原B而將血液分成4種血型。紅細胞上僅有抗原A為A型，只有抗原B為B型，若同時存在A和B抗原則為AB型，這兩種抗原俱無的為O型。不同血型的人血清中含有不同的抗體，但不含有對抗自身紅細胞抗原的抗體。
與臨床關係最密切，人們所熟知的是紅細胞ABO血型系統及Rh血型系統。
②必修2，血型的遺傳分析
1924年德國學者 F.伯恩斯坦證明ABO血型分別為IA、IB和i三個復等位基因所控制，構成六種基因型和四種表型，開創了血型遺傳的研究。
（五）紅細胞與貧血
貧血是指人體外周血紅細胞容量減少，低於正常範圍下限的一種常見的臨床症狀。由於紅細胞容量測定較複雜，臨床上常以血紅蛋白（Hb）濃度來代替。
貧血的幾種類型：
①鐮刀型細胞貧血症：常染色體顯性遺傳性的疾病，是由於異常的血紅蛋白所致的血液病，因紅細胞呈鐮刀狀而得名。鐮狀細胞貧血，他一般出生後半歲開始發病，表現為慢性溶血性貧血，
②再生障礙性貧血：是一組由多種病因所致的骨髓造血功能衰竭性綜合徵，以骨髓造血細胞增生減低和外周血全血細胞減少為特徵。
③溶血性貧血：紅細胞遭到破壞，壽命縮短的過程。當溶血超過骨髓的代償能力，也就是說造血的速度沒有溶血的速度快，引起的即為溶血性貧血。
④缺鐵性貧血：缺鐵性貧血是體內鐵的儲存不能滿足正常血紅蛋白合成的需要而發生的貧血，是由於鐵攝入量不足、吸收量減少、需要量增加、鐵利用障礙或丟失過多所致。缺鐵性貧血是臨床上最常見的貧血，尤其多見於生育年齡的女性和嬰幼兒。
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