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不一样的红细胞

面气灵 2019-4-22 10:34 AM 1410人围观 杂谈

细胞名称:红细胞

红细胞(erythrocytes,RBC),乃血液中数量最多一类血细胞。


大多数哺乳动物(包括人类)正常成熟的红细胞皆为双凹圆碟形,中央薄、周缘厚,平均直径约为7-8μm,含大量血红蛋白,因其含血红素,故血液呈红色,盖因此也。红细胞发育成熟后进入血液循环,无细胞核与细胞器,寿有120天。衰老与死亡皆在肝、脾等处。



01

主要特征及表面标记


在哺乳动物中,成熟红细胞是无核的,这也是成熟红细胞的最主要特征。红细胞表面的蛋白质主要有两类:Band 3和血型糖蛋白(Glycophorin,如血型糖蛋白B/C/D)。人类不同血型正是其表面血型糖蛋白不同。试想一下,由血型衍生出来的各种媲美星座学说一样的神秘的血型学说,红细胞功不可没!



02

生物学功能


众所周知,红细胞运输O2和CO2。其特殊形态有利于气体进出,其运输功能由血红蛋白完成。血红蛋白由珠蛋白和血红素构成,血红素中含有二价Fe2+,可以在肺部与O2结合,然后在体内组织中将结合的O2释放。O2可以很容易扩散通过红细胞的细胞膜。红细胞也可以运送CO2,但量不多,更多的CO2由血浆运输。这是由血红蛋白末端的氨基与CO2可逆性结合来实现的。



红细胞:运载O2的航空母舰


       

说起红细胞,这是细胞家族中的一个另类,它一没细胞核,二没线粒体,然而它却携带了2.8亿之巨的血红蛋白,不可小觑。若把血红蛋白比作携带着O2炸弹的飞机,那么红细胞更像是一艘航空母舰。红细胞是由骨髓中的造血干细胞分化而来的。既然都是由干细胞分化而来,也就说明在红细胞成熟之前,它与其它细胞一样是拥有细胞核与线粒体的,只是在它成熟后细胞核和线粒体才消失了。换言之,当它肩负起携带血红蛋白飞机的航空母舰使命时,它已经不再是一个严格意义上的细胞了。因为,它已无法自我复制。成熟的红细胞毋需再进行分裂。它只要专心致志履行好它的母舰使命就可以了。这时候,称红细胞为运载O2的航空母舰更合适。


红细胞自骨髓内的造血干细胞分化而来。在其分化的过程中,需要蛋白质、铁、叶酸和 B12 这几种营养素。其中蛋白质和铁是合成舰载机——血红蛋白的原材料,而叶酸和 B12 是合成DNA的关键辅酶。人体细胞分裂关键在 DNA 的复制,而DNA 复制需要叶酸与B12 的参与。在复制过程中,经 B12 的催化作用,叶酸转化成四氢叶酸,然后参与 DNA 的合成。


叶酸是参与 DNA 合成的,而 B12 是协助叶酸转化的,它们俩只要缺乏任何一种,DNA 的合成都会受到影响,导致细胞分裂出问题。在干细胞分化红细胞的过程中,如果缺乏了叶酸或者 B12 的某一种,就会出现由于红细胞不足而产生的贫血。因此它们之间互为充要条件。




红细胞:航空母舰的建造与销毁


对于成年人而言,骨髓是生成红细胞的唯一场所。造血干细胞首先分化成红系定向祖细胞,再发育成原红细胞、早幼红细胞、中幼红细胞、晚幼红细胞和网织红细胞,最后发育成为成熟的红细胞。我们可以忽略掉中间的具体环节和具体名称,只观察其发育过程。在网织红细胞向成熟红细胞转变的最后一步,红细胞放弃了线粒体和 DNA,完成华丽丽的转身。



当造血干细胞定向生成红细胞时,它接受到的身体指令是通过促红细胞生成素(EPO)传达的。EPO 作用于干细胞膜上的EPO受体,使其向红细胞定向发育。目前已知肾是产生EPO的主要器官。除了肾之外,肝也合成一部分 EPO,但大约只占 EPO 总量的5~10%。正是由于肾是制造 EPO 的最主要器官,而 EPO 促成骨髓干细胞定向生成红细胞。


EPO 的调节机制属于负反馈性质,贫血时 EPO 分泌增加,促进红细胞生成。红细胞增多时,EPO相应减少。这种负反馈的根源可以落实在 O2上,就是说 EPO的合成最终与 O负相关,氧气缺乏时 EPO 的合成会迅速增加,O增加后EPO合成减少。


红细胞呈双凹圆碟形,这种形状使其表面积与体积之比大于普通细胞,有利于O的交换。红细胞只需维持对刺激做出应答能量,而糖酵解模式产生的能量已足矣,无需采用线粒体有氧呼吸模式生成更多的能量来铺张浪费。当红细胞把自身的能量需求降到最低的时候,就彻底恢复了细胞最古老的供能机制——糖酵解模式。瓜田李下,彻底避嫌。


红细胞具有可塑性,在外力作用下变形,外力消失时重新恢复到双凹圆碟形。这样就保证了它可以通过比自己直径小的毛细血管。


从造血干细胞定向生成红细胞后,它就专注于血红蛋白的载体工作,而丧失了细胞的复制能力。120天后,衰老的红细胞变形能力下降,已经无法通过脾脏里边的毛细血管,于是被巨噬细胞吞噬,将血红蛋白消化后释放出铁、氨基酸和胆红素,其中铁和氨基酸可以再次利用,而胆红素经肝脏加工成为胆汁。可谓:落红不是无情物,化作春泥更护花。





来源: 检验医学
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