红细胞的新陈代谢

红细胞的新陈代谢

生成红细胞的重要物质：

要生成红细胞，需要一些重要的物质，其中包括了氨基酸、脂肪、碳水化合物、以及铁和生长因子：叶酸(folic acid)与维生素B12(VitaminB12)。

铁(iron)：

铁是使氧气连结在血红素上的重要元素。其来源于含铁食物中(如肉类、蛋黄、肝脏、豆类、谷物、贝类等)，不过当我们排出尿液、汗水、粪便，或是有表皮细胞的脱落时，都会造成少量铁份的丧失，性成熟的女性更会因为月经而使铁份流失。为了要保持铁的平衡，必需食用含铁的食物，例如肉类、肝脏、甲鱼、蛋黄、豆类、坚果以及带壳的五谷类。如果铁原子不足，就会出现铁缺乏(iron deficiency)的现象，血红素的制造量会不足。降低氧气运输的效率。导致红细胞形状会变小，颜色较白，数目也会减少，脸色会呈现苍白，舌头会肿大、疼痛、手指甲易碎、出现隆起线条，都显示缺铁的征兆。若铁原子太多，则会引起严重的中毒。

人体中有不少的铁被保存在肝脏中一种叫做铁蛋白(ferritin)的蛋白质中(人体中的铁约有50%位于血红素中，25%位于含血基质的蛋白质，另外的25%则存于肝脏中的血蛋白内)。

当衰老的血红素于脾脏和肝脏中分解后，它们的铁离子会被释放到血浆中并与铁传递蛋白(transferrin)结合，大部分的铁便是由此蛋白质被送回骨髓，以作为合成新红细胞的原料。

铁在人体中的代谢平衡主要由小肠上皮控制，它们会积极地从食物中吸收铁质。在摄入的食物中，只有一小部份的铁质被吸收，不过更重要的是，身体铁平衡会影响铁质的吸收，有时候吸收较多，有时候吸收较少。小肠上皮的铁含量多少就决定了铁原子吸收量：身体铁原子越多，小肠上皮铁原子含量就越高，于是吸收铁原子的能力就越差。

肝脏会制造一种可以和铁结合的蛋白，叫做铁合蛋白(ferritin)，这种蛋白质具有缓冲的作用，可以使缺铁的情况没有那么严重。身体内50%的铁原子位在血红素内，25%在铁合蛋白(例如细胞色素)，25%在肝脏的铁合蛋白内。此外，铁原子的再利用也是相当有效率：当老旧的红细胞在脾脏以及肝脏内破坏之后，它们的铁原子就会释入血浆中，并和携铁蛋白(transferrin)结合。携铁蛋白具有传送铁原子的能力。几乎所有经由携铁蛋白传送的铁原子都会送到骨髓内，当做制造红细胞的原料。有一小部的铁原子是来自细胞死亡后，细胞色素的铁原子释放出来，携铁蛋白也会携带这些铁原子，送到骨髓内。

叶酸及维生素B12：

叶酸属于一种维生素，其在有叶植物、酵母菌、肝脏中的含量颇多，是构成胸腺嘧啶(thymine)的重要物质，对于DNA的合成相当重要，并进而影响了细胞的分裂，故当其含量不足时，便会影响细胞的正常分裂(尤其是像血红素前质物等快速繁殖的细胞)。其中以增生迅速的细胞受到的影响最大(红细胞前身细胞也是一种分裂迅速的细胞)。因此，如果叶酸缺乏的时候，红细胞的制造量就会减少。

维他命B12为含钴的维生素，所以又叫做cobalamin，虽然是合成红细胞的重要元素，但所需要的量相当少(一天只需百万分之一克)，对于叶酸的活动相当重要，叶酸必须靠维生素B12才能发挥其功能。维生素B12必须透过由胃分泌的造血内因子(intrinsic factor)，才可被人体吸收，内因子是一种由胃部分泌出来的蛋白质，如果缺乏这种蛋白质，就会引起维生素B12缺乏。而且维生素B12只存在于动物性食物中，因此素食者会缺乏这种维生素。另外，由于其亦是髓鞘(myelin)合成的重要物质，所以当其缺乏时，往往会造成神经方面疾病及红细胞不足的综合病症。

红细胞的生成：

人体每小时要制造5亿新红细胞。红细胞主要在人体的骨髓(bone marrow)内生成(特别是红骨髓)。它靠红细胞生成素(erythroprotein)与铁离子产生。红细胞生成素是一种荷尔蒙，一般称为EPO，红细胞的生成就是由它负责控制。它产生于肾脏的毛细血管上皮中(肝脏也有此功能，只是其分泌量相对少很多)，然后再进入血液中，其会作用在骨髓上，促使红细胞前质物的生成及分化，以增加红细胞的数量。在正常情况下，红细胞生成激素的数量并不需要太多就可以刺激骨髓制造红细胞。当不断监测血液的肾脏含氧量下降而以化学方式发出警告时，就会制造出较多量的红细胞生成激素，使骨髓制造红细胞的数量增加。红

细胞生成素便命令骨髓制造一批新的红细胞。通过这样的机制，携氧量就会增加。

年轻未成熟的红细胞——网纤红质体(reticulocyte)中尚有一些线粒体，经由它们的分泌，网纤红质体中会形成了一种网状构造;如果利用特殊的染色，可以把这些网状结构染出来，所以这些细胞就叫做网状球(reticuocyte)。经过一连串的分化后，这些骨髓细胞就会开始制造血红素，使红细胞具备了血红素，但它们的细胞核及线粒体等结构却也会消失，分化成熟后，红细胞便离开骨髓并进入循环系统，以执行其功能。在正常情况下，只有成熟的红细胞(已经完全失去核糖体)才会离开骨髓，进入血液循环内。但是如果红细胞不正常地大量制造，在血液中就能找到很多网状球。

红细胞生成素的分泌量于平常并不会太多，可是一旦输送至肾脏的氧含量降低时(其情形有: 1.心脏的输血量不足 2.肺脏发生疾病 3.贫血 4.处于较高海拔时)，其分泌量便会大增，使氧气运输量在红细胞增多后恢复正常。

当肾脏衰竭时，EPO无法正常合成，在血液透析过程中造成贫血，需要EPO来增加红细胞的产生，在给予EPO的同时必须注意体内铁离子的含量，如果体内铁不足，注射EPO而不给予铁离子是无法使红细胞产生增加。

红细胞的更新：

红细胞不断进行新生和破坏，根据同位素的实验证明其寿命为100—120天，比要白血球长。所以红十字会都会建议成年男子每隔三个月献血一次，女子每隔四个月献血一次。

由于红细胞没有细胞核以及细胞器，无法自行制造自己的结构，也无法使自己的结构维持长久。身体内每天红细胞破坏量约1%，需加以补充。照这样计算，人体每天要制造一百万个细胞。由于胎儿期造血而产生的红细胞中，血红素为胎儿血色素HgbF，适合于子宫内低氧状态下的气体交换，至成人期造血期，血色素便转变为成人型血色素HgbA。

老化的红细胞，主要在脾脏及肝脏的网状内皮系统中破坏分解，血色素(heme)变为胆红素(bilirubin)，血球蛋白和铁。血浆的颜色就是由胆色素所构成的，因此血色素变为胆红素的这一过程使血浆变为淡黄色，被释出的铁离子大部分都会被保留起来，可利用于血色素的再合成，胆红素与白蛋白结合，运往肝脏，经处理后，以胆汁的形式排出。同时血球蛋白可成为氨基酸，利用于蛋白质的再合成。人体每天有四五万个红细胞在脾脏及肝脏被破坏。

初生婴儿由于新陈代谢率很快，红细胞寿命则约有80天(两个月)，不过也由于其新陈代谢快，所以更快制造新的红细胞来补充死去的红细胞。

有些长期病患者如慢性肾衰竭的患者，其血液中红细胞寿命可能会稍较正常的120天低一些，原因可能很多，一般而言主要因素应是这类病人体内堆积较多的代谢后毒性物质不易排除，而这些物质会伤害红细胞，减短红细胞的寿命。另外，某些肾衰竭患者的肾血管内皮组织可能有破损，红细胞通过时，容易受到破坏，也可能是原因之一。