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紅血球

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紅血球
掃描式電子顯微鏡下的人類紅血球（直徑約為6-8微米）
基本資訊
功能氧氣運輸
標識字符
縮寫RBC
MeSHD004912
THH2.00.04.1.01001
FMAFMA:62845
《顯微解剖學術語（英語：Anatomical terms of microanatomy）》
血液的光學顯微鏡照片，大量顯現紅血球。中央有1個的細胞是白血球，紅血球之間看上去像小碎片一樣的東西是血小板
血液中常見的血球。從左到右依次為：紅血球、血小板和白血球。

紅血球（red blood cell，RBC）又稱紅細胞（erythrocyte）或血紅細胞，是脊椎動物中一種含血紅素且呈雙凹圓盤狀的血球。成熟的紅血球無細胞核，也無胞器，胞質內充滿血紅素，具有形態可變性。

紅血球是血液中數量最多的一種血球，主要功能是運輸和交換氧及二氧化碳，尤其是血液內運送氧氣最主要的媒介。紅血球在脊椎動物體內通過血液將氧氣從肺或鰓運送到身體各個組織。

裂紅細胞（schistocyte）是紅血球因機械或物理因素破壞，導致形狀不規則，健康人血塗片中裂紅細胞<2%；若有微血管病性溶血性貧血、血栓性血小板減少性紫癜、溶血尿毒症症候群等，則其比例會增加。

歷史

1658年，荷蘭生物學家揚·斯瓦默丹應用早期的顯微鏡首先發現了紅血球，並對其形態進行了描述[1][2]。

生物學功能

紅血球的主要功能分子是血紅素，佔紅血球的90%。血紅素是一種含有血基質的蛋白質分子，它可以在肺部或鰓部與氧氣分子結合，然後在身體的組織中將結合的氧氣分子釋放。氧氣分子可以很容易地以擴散方式通過紅血球的細胞膜。血紅素也可以運送有機體使用氧氣後產生的二氧化碳（不到氧氣總量的2%，更多的二氧化碳由血漿來運輸）。另一種相關的蛋白質分子肌紅素，可以在肌肉細胞中存儲氧氣。此外，血紅素與一氧化碳的結合活性要遠高於氧氣，因此當空氣中存在一定量的一氧化碳時，血紅素失去攜氧能力，導致一氧化碳中毒，嚴重時可致死。

紅血球的顏色是來自於血紅素中所含的血基質。血漿本身是無色的，而紅血球則可以根據血基質狀態的不同而呈現不同的顏色：結合氧氣分子時，處於氧化態的血基質分子顯鮮紅色；而當氧氣分子被釋放後，處於去氧化態的血基質顯暗紅色，而且會使血管壁看起來帶有藍色（這時的血管俗稱「青筋」）。脈動式氧合測量器（Pulse oximetry（英語：Pulse oximetry））正是利用了這一顏色變化的原理，採用比色法實現對動脈中血氧飽和度的測定。

紅血球這種攜氧細胞（即將攜氧蛋白質包含在細胞中而不是直接包含於體液中）的出現，是脊椎動物進化過程中的重要一步，它使得血液在低黏度情況下仍具有高攜氧性。

在哺乳動物中，成熟的紅血球是無細胞核的（常常誤認為駱駝和羊駝的成熟紅血球是有細胞核的，但實際上，駱駝紅血球並沒有細胞核，只是形狀不同[3]），這意味著它們不含有儲存於細胞核中的DNA。相比較而言，包括鳥類在內的其他幾乎所有的脊椎動物的紅血球都是有核的（除了兩棲動物有尾目中的蠑螈[4]）。哺乳動物的紅血球也沒有粒線體，它們通過糖解產生能量。而且紅血球表面也沒有胰島素受體，因此其糖攝入不能被胰島素所調控。由於缺少細胞核和胞器，因此紅血球不能生產結構蛋白、修復蛋白或酶，使得其只有有限的壽命。

哺乳動物的紅血球為扁平狀，且兩面中心都向內凹陷。這種形狀可以最大限度的從周圍攝取氧氣。同時它還具有柔韌性，這使得它可以通過毛細血管，並釋放氧分子。哺乳動物的紅血球基本為圓形，只有在駱駝中為橢圓形。

在大血管中，有時紅血球可以以扁平的側面互相堆積在一起，形成錢串狀。當特定血清蛋白含量提高時（如發炎反應時），這一堆積情況發生的機率會增大。

脾臟是紅血球的儲存器官。在一些哺乳動物，如馬和狗中，脾臟積存了大量的紅血球，在必要時可以釋放到血液中，以提供更大的攜氧量。但在人類中，其作用有限。

人類的紅血球

人類紅血球形態簡圖。a.從頂面上觀察；b.從側面觀察，多個紅血球堆積在一起，形成錢串狀；c.在水中吸水脹大；d.在鹽溶液中失水萎縮。

人類的紅血球同其他哺乳動物相似，也是扁平的卵狀，中間凹陷。紅血球的直徑通常是6～8µm，比大多其他類型的人類細胞要小。成人體內大約有2～3×1013個紅血球（女性大約為4～5百萬/微升血液，男性為5～6百萬/微升血液；生活在高海拔地區的人由於低氧壓力，會有更高的紅血球含量）。相比於其他血球（白血球含量為4000～11000／微升，血小板為15萬～40萬／微升），紅血球在血液中更為常見。一個紅血球中含有約2.7億個血紅素，每個血紅素中含有4個血基質分子；因此血液中的紅血球中共存儲了約3.5克鐵，比其他組織中的鐵含量多5倍。

紅血球生成

紅血球生成，即 Erythropoiesis ，需要以下養分作為原料：

  1. 鐵：維持血紅素數值的主要物質。
  2. 維生素B12及內在因子：維生素B12在紅血球的成熟與製造扮演重要的角色。
  3. 葉酸
  4. 銅
  5. 紅血球生成素
  6. 睪固酮

生命周期

產生紅血球的過程叫做紅血球生成。紅血球是由大骨中的紅骨髓中的造血幹細胞持續製造，產率為每秒兩百萬個（在胚胎中，肝臟是主要的紅血球生產地）。促紅血球生成素（一種荷爾蒙，主要由腎臟產生，在肝臟中亦可生成小量）可以促進紅血球生成；其經常在體育比賽中被用作興奮劑。在離開骨髓前後，初生的紅血球被稱為網狀紅血球，約占循環紅血球數量的1％。紅血球由幹細胞到網狀紅血球，再到成熟的紅血球，需要約7天；此後，還能夠存活約120天。衰老的紅血球被脾臟、肝臟等處的巨噬細胞吞噬並破壞，殘餘物質被釋放到血液中。組成血紅素的血基質則最終被分解為膽紅素。

表面蛋白質

紅血球表面的蛋白質主要有兩類：

人類的不同血型正是來自於紅血球表面所含的不同的血型醣蛋白。

血液分離與回輸

人類紅血球可以通過離心從血漿中分離出來。在獻血過程中，紅血球被很快回輸到獻血者體內，而血漿則被收集。

一些運動員通過血液回輸技術（或稱「血液興奮劑」）來提高比賽成績。這一技術是首先從自身體內抽取約一升血液，然後將紅血球分離出來，並冷凍保存（紅血球在－79 °C下可以保存三個星期），在比賽之前再重新輸回體內。這種作弊很難被檢測，但這一方法不僅會導致血液黏度過高，而且對於使用者的循環系統會有極大的損害。

疾病與診斷

鐮刀型紅血球疾病對紅血球的影響：紅血球外形變為鐮刀型，嚴重影響其內部構造，導致其生物學功能喪失

與紅血球相關的血液疾病包括：

紅血球相關的血檢包括紅血球計數（單位體積的血液中紅血球數量）和紅血球比積（血液中紅血球所占的體積百分比）。在輸血或進行器官移植前，需要進行血型檢測。

參見

參考文獻

  1. ^ "Swammerdam, Jan (1637–1680)", McGraw Hill AccessScience, 2007. Accessed 27 December 2007.
  2. ^ Red Gold - Blood History Timeline （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）, PBS 2002. Accessed 27 December 2007.
  3. ^ 骆驼独特的红细胞-骆驼网-内蒙古骆驼研究院. www.china-camel.com. [2021-04-20]. （原始內容存檔於2021-04-20）. 
  4. ^ W. D. Cohen. The cytomorphic system of anucleate non-mammalian erythrocytes.[永久失效連結] Protoplasma, vol 113 no 1, February 1982

外部連結

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