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1、第六章第六章 红细胞检验红细胞检验的基础理论的基础理论第一节第一节 红细胞膜红细胞膜一、红细胞膜的组成与结构w红细胞的多种重要生理功能,都与其膜息息相关。人的红细胞膜是由蛋白质(占49.3%),脂质(占42%),糖类(占8%)和无机离子等组成。蛋白质与脂质的比值约为1：1。电镜下观察红细胞膜呈三层暗-亮-暗区带,外层含糖脂、糖蛋白和蛋白质,具亲水性;中间层含磷脂、胆固醇、蛋白质为疏水性;内层主要包含蛋白质,呈亲水性。即红细胞膜与其他细胞膜的结构相似,为脂质双层结构,蛋白质镶嵌在脂质双层内。w膜蛋白质大多数是与脂质或糖结合在一起的脂蛋白、糖蛋白。作SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)，
2、可见78条区带，Fairbank分别用1、2、3、4、5、6、7、8命名。其中一些含量少的蛋白质按其相对分子质量的大小排列,称2.1或4.1、4.2等。各区带蛋白质的相关数据见表6-1。w红细胞膜用非离子去污剂(如Triton100)处理,将外在质膜除去后,在电镜下看不到脂质双层结构,但在胞膜内表面可见一网状结构支撑着整个细胞,称之为膜骨架，主要由收缩蛋白、肌动蛋白、锚蛋白、原肌球蛋白、肌球蛋白、加合素、4.1蛋白、4.2蛋白、4.9蛋白相连接构成。这种网状结构通过锚蛋白(又称2.1蛋白)固定在细胞膜上。(图6-1)w膜骨架系统对维持红细胞的形状、稳定性和变形性起着重要作用。收缩蛋白是膜骨架最
3、主要的组成部分。由链和链首尾相反方向扭合形成二聚体(SPD),其二聚体再以首尾相连形成四聚体(SPT)。链和链分别含有22个和19个大约由106个氨基酸组成的重复片段,重复片段的螺旋1与螺旋2相连接,与螺旋3一起构成空间重复结构单位。链和链用限制性胰蛋白酶消化后,经SDS-PAGE分析,分别显示分解成5个和4个肽段,即I和I。红细胞膜收缩蛋白自身聚合位点及其结构区域异常,会影响STP的形成和收缩蛋白与其他骨架蛋白的结合,而引起膜结构和功能的异常。带3蛋白是红细胞膜中含量最多的一种跨膜糖蛋白,其跨膜区多肽链穿膜14次，能高速转运阴离子，维持细胞内离子的平衡,所以又称为阴离子通道。w红细胞膜上的糖
4、类很多,含量较多的是氨基糖类,包括氨基半乳糖(GalNH2)、氨基葡萄糖(GleNH2)、乙酰氨基葡萄糖(GleNAc)、和乙酰氨基半乳糖(GalNAc)。此外还有岩藻糖（Fuc）和乙酰神经氨酸(NANA),又称唾液酸或涎酸。膜上的糖都与蛋白质或脂类结合以糖蛋白或糖脂蛋白形式存在,糖蛋白的糖链大多数伸向膜外,有细胞天线之称,具有受体反应、抗原性、信息传递等多种功能。w红细胞膜脂质包括3种成分：磷脂(占60%)，胆固醇和中性脂肪(占33%)，其余为糖脂。磷脂与胆固醇能与血浆中脂类交换。磷脂分为两大类：甘油磷脂和鞘磷脂。甘油磷脂通常与丝氨酸、乙醇胺、胆碱及肌醇结合,分别称为丝氨酸磷脂(PS)、乙醇
5、氨磷脂(PE)、胆碱磷脂(PC)和肌醇磷脂(PI)。鞘磷脂(SM)不含甘油，代之为鞘氨醇。人红细胞膜总磷脂中，PC占28%，PE占27%，PS占14%，SM占27%，PI、磷脂酸和溶血胆碱磷脂占2%3%。这些磷脂都是两性物质，即一个分子内有极性和非极性两种基团。这种特性在膜脂质双层形成中起重要作用。红细胞膜含游离胆固醇较多，胆固醇酯较少。胆固醇含量与磷脂含量有一定的比例，胆固醇/磷脂(C/P)比值约为0.81.0。w红细胞膜结构根据流动镶嵌学说的基本论点，红细胞膜以脂质双层为膜的支架，膜蛋白镶嵌在脂质双层中又相互连结形成膜的骨架。膜结构有两个最基本的特征：红细胞膜的流动性和膜的不对称性。w红细
6、胞膜的不对称性是指其脂质双层中内外两侧脂类分布的不均一性及其理化性质的不同，以及膜蛋白在脂质双层内外两侧分布的不对称性。脂质双层的外层富含PC和SM，内层脂类以PS和PE为主。这种不对称性发生变化,会使红细胞形态发生改变,如镰状红细胞贫血患者的红细胞膜内层的20%的PS外翻。PS为凝血酶原的激活剂,而促进了血栓的发生。近年来发现PS外翻还与红细胞的老化、凋亡、细胞识别及细胞吞饮有关。w膜蛋白在脂质双层两侧的分布不对称是绝对的，如糖蛋白、糖链都位于膜的外侧。膜蛋白结构上两侧的不对称性保证了膜的方向性功能。红细胞膜的不对称性是维持其正常形态和功能的基础之一。膜的流动性是指膜内部分子的运动性，主要是
7、指脂质和蛋白质的运动。.膜的脂类在一定温度下，可以从流动的液晶态转为晶态，晶态也可转为液晶态。生理条件下膜一般处于液晶态，即膜脂总是处于流动状态。由于脂质双层的流动性，膜蛋白也在运动中，可在脂质双层中作侧向扩散和旋转运动。膜的这种流动性与红细胞形态和功能密切相关。膜骨架蛋白对维持红细胞膜的这两个基本特征有重要作用，任何损伤膜骨架蛋白的因素均可影响红细胞膜的这两个基本特征。二、红细胞膜的功能w1.维持红细胞的正常形态及变形性红细胞表面积大，呈双凹盘状，平均直径7.2um左右，流动于血管和多个组织器官中。其变形性有利于其自身通过微循环，如脾窦的毛细血管直径只有23um，正常红细胞通过时形态从盘状变
8、为细条状，而得以通过，使血流通畅。而老化的红细胞变形性差，则被扣捕清除。有核红细胞也因不能通过骨髓血窦的毛细血管而被阻挡。红细胞的这一特性有其重要的生理意义。w2.物质的运输红细胞内外物质的交换都是通过红细胞膜来完成的。红细胞膜的脂质双层保证了脂溶性强的02和C02靠单纯物理扩散形式迅速通过。其他的物质运输还有：w(1)离子的运输：红细胞内外无机离子、糖等浓度差别很大，许多物质的运输都有各自的机制。带3蛋白是阴离子通道，主要介导HC03-/Cl穿过红细胞膜，以1：1交换。红细胞膜上的Na+ATP酶和Ca2+-Mg2+ATP酶,起着主动运输的作用。红细胞内的K+是血浆中+含量的30倍，正是Na+
9、-K+ATP酶泵出Na+泵入K+的结果。Ca2+-Mg2+ATP酶也使Ca2+浓度维持恒定。除以上离子的主动运输外，还有Na+-Na+；Na+-K+（不需ATP）；Ca2+-K+等的离子交换，维持了红细胞内外渗透压的平衡。w(2)水的运输：膜脂是疏水的，水分子较难通过。红细胞膜上有水的通道，称AQP(Aquaproin)-CHIP，维持细胞内外水的平衡，保护红细胞不被破溶。w(3)葡萄糖的运转：红细胞膜上有葡萄糖运转体，称GLUT。这是一个家族，共有5种(GLUT1-5)。红细胞膜上存在GLUT1，含492个氨基酸，它的C端及N段都伸向胞浆面，跨膜部分穿膜12次，其运转方式是通过变构将葡萄糖运
10、到细胞内。w3.红细胞膜的抗原性红细胞膜上的血型抗原物质是由遗传基因决定的，为糖蛋白或糖脂。现已发现400多种抗原物质，分属于20多个血型系统。近年来发现衰老的红细胞膜上出现了称之为“老化抗原”(senescent ce11 antigen，SCA)的新抗原，与血浆中的自身抗体结合后，衰老的红细胞被吞噬细胞识别清除。“老化抗原”的性质还不十分清楚。4.红细胞的免疫功能红细胞不仅参与机体的免疫反应，还参与免疫调控，其免疫功能是其他免疫细胞所无法代替的。(1)清除免疫复合物的作用：红细胞膜上有补体C3b的受体(CR1)，能粘附血浆中的抗原-抗体-补体复合物(IC)，携带IC的红细胞通过肝脾时，吞噬
11、细胞表面的Fc受体和CR1受体分别与IC中抗体的Fc段和补体C3b结合，此时红细胞与IC解离，再度进入血循环，从而促进了吞噬细胞对IC的清除，防止了IC在组织沉积对组织细胞的损伤。虽然平均每个红细胞上CR1位点数(950个)少于白细胞，但红细胞的数量众多，血循环中95%的CR1位于红细胞膜上，红细胞清除IC的机会比白细胞大5001000倍。同时也防止了由于IC过多地粘附在吞噬细胞等免疫细胞上而引起的免疫抑制作用，间接提高了吞噬细胞、淋巴细胞等的免疫功能。w(2)对免疫细胞的调控作用：红细胞能将粘附的IC中的补体降解为C3d，后者可与膜上的CR2受体结合，诱导B细胞增殖分化，产生抗体；红细胞膜上
12、的LEA3(淋巴细胞功能抗原3)与T淋巴细胞CD2作用而激活T淋巴细胞的免疫功能；红细胞还能直接增强NK细胞的抗肿瘤作用；红细胞膜上CR1、CR3和吞噬细胞上的CRl、CR3、FCR和CD4共同作用可明显促进吞噬细胞的吞噬功能，而且红细胞上的超氧化物歧化酶(SOD)能及时清除吞噬细胞在吞噬过程中释放出的大量氧自由基，避免了其对吞噬细胞的损伤。w(3)对补体活性的调节：红细胞膜上有三种抑制补体活化的分子：衰变加速因子(decayacce1eratingfactor，DAF，CD55)可下调C3转化酶的活性，使C3不能转化为C3b，从而补体反应不能进行。阵发性睡眠性血红蛋白尿症患者因缺失DAF，C
13、3b增多而造成溶血；反应性溶血的膜抑制剂和补体8结合蛋白(C8bindingprotein)分别是抑制C5b-8复合物形成和与C8-结合，结果都抑制了C9的聚合，不能形成膜攻击复合物C5b6789，使红细胞膜免受损伤。这些物质都是含糖肌醇磷脂的膜蛋白，靠糖肌醇磷脂固定在膜上。w5.红细胞膜上的受体除了前面已涉及到的有关免疫功能的受体外，红细胞膜上还有：w(1)激素类受体：有胰岛素、高血糖素受体。w(2)递质类受体：有去甲肾上腺素、异丙基肾上腺素受体。w上述的这两类受体都是经核苷酸环化酶的作用，使ATP和GTP(三磷酸鸟苷)分别形成cAMP和cGMP(环磷酸鸟苷)，再作用于各种激酶调节细胞的代谢
14、作用。w(3)病毒受体：如流感病毒受体。w(4)其他：幼红细胞膜上有转铁蛋白受体(TfR)，带Fe3+的转铁蛋白先与TfR结合，通过胞饮作用进入细胞内参与Hb的合成。TfR随着幼红细胞的分化发育逐渐减少，从原始红细胞膜上有80万个至网织红细胞膜上10万个，完全成熟的红细胞膜上无；幼红细胞膜上有红细胞生成素(EPO)受体，可接受EPO，促使幼红细胞增殖分化。三、影响红细胞膜稳定的因素w影响红细胞膜稳定的因素很多，常见的有：w1.红细胞膜蛋白有遗传性缺陷包括收缩蛋白、锚蛋白、带3蛋白、4.1蛋白、4.2蛋白等的缺陷。当某组分蛋白缺乏或结构异常致连结缺陷等，均可导致膜的稳定性和变形性下降。膜蛋白的缺
15、陷还可致膜脂质双层不稳定，形成囊泡而丢失。w2.化学因素如氧化损伤，特别是当红细胞有酶的缺陷和Hb异常，抗氧化能力下降时。氧化损伤可使膜骨架蛋白，特别是收缩蛋白发生聚集交联，破坏了膜骨架的正常结构；膜脂质过氧化，脂肪酸链断裂，脂质过氧化物与膜蛋白发生交联；Hb氧化变性，形成变性珠蛋白小体(Heinzbody)沉积在膜上，均可破坏膜的结构、稳定性和变形性。w3.免疫因素红细胞结合了自身抗体和(或)补体C3b后，被吞噬细胞识别，整个细胞被吞噬或是部分膜被反复多次吞噬，造成膜蛋白及膜脂质过度丧失，红细胞变为球形。还可有补体被激活形成膜攻击复合物（C5b6789），导致膜穿孔。w4.酶代谢异常，ATP
16、生成不足能量代谢紊乱，钠-钙泵功能失调，膜钙积聚；膜收缩蛋白磷酸化作用减弱，影响钙与膜收缩蛋白-肌动蛋白的网络结构，均可使膜僵硬失去变形性。另外还导致K+、H20外流，使红细胞脱水变形。w5.生物因素生物毒素(某些蛇毒、蜂毒、蝎毒、细菌毒素等)，可直接破坏红细胞膜。如产气荚膜梭状芽胞杆菌产生的磷脂酶C能直接分解红细胞膜磷脂第二节血红蛋白w一、血红蛋白的组成w血红蛋白(hemoglobin，Hb)是成熟红细胞的主要蛋白质，占细胞干重的96%，占细胞容积的35%。约65%的血红蛋白合成于有核红细胞期，另有35%合成于网织红细胞阶段。正常血红蛋白是由两对珠蛋白肽链和4个亚铁血红素构成的4个亚基组成的
17、，其相对分子质量64458。其合成受铁的供应、原卟啉和珠蛋白合成的影响。w()血红素w血红素(heme)是铁原子和原卟啉的复合物，是Hb、Mb、多种酶(如过氧化物酶)和多种细胞色素的辅基，其合成场所在有核红细胞和肝细胞的线粒体内。血红素合成后，离开线粒体，在胞质内与珠蛋白肽链结合为血红蛋白。在血红素合成过程中，酶的缺陷引起卟啉或其前体在体内蓄积可导致卟啉病(prophyria)。铁的供应不足或铁利用障碍，均会影响血红素的合成，使红细胞内游离原卟啉增高，其检测结果可作为判断铁代谢状况的间接指标。w(二)珠蛋白w人类血红蛋白的珠蛋白肽链有6种，分别命名为：、链。链含141个氨基酸残基，非肽链(、肽
18、链)含146个氨基酸残基。珠蛋白肽链的分子结构及合成由基因决定，和珠蛋白基因相互邻近，组成“基因簇”，位于第16号染色体的短臂上，、珠蛋白基因相互邻近，组成“基因簇”，位于第11号染色体短臂上，其遗传方式为常染色体共显性遗传。珠蛋白肽链的合成从胚胎期开始是先有链和链的合成并迅速达到高峰，35个月时链开始合成，到妊娠末期链的合成上升，而链合成下降，链在胚胎期和成人后合成均是低水平的，而、链只在胚胎的312周内合成。珠蛋白按四级结构和血红素形成血红蛋白。w(三)生理性血红蛋白的种类w如前所述，正常人珠蛋白多肽链的合成从胚胎至成人呈规律性的变化。正常成人血红蛋白有3种，分别是由两条链和两条非链组成，
19、既HbA(22)，占血红蛋白总量的96%-98%；HbA2(22)，一直处于低水平，占总量的1.0%-3.1%；HbF(22)占总量的2%以下；HbF(又称胎儿血红蛋白)，是胎儿血红蛋白的主要成分，占其总量的80%以上，胎儿出生后，HbF即迅速下降，2岁时接近成人HbF水平。此外尚有3种胚胎血红蛋白：HbGower1，HbGower2，HbPortland。这3种血红蛋白在胚胎3周开始出现至12周完全消失，此后HbF开始占优势。珠蛋白生成障碍贫血的患者，胚胎期的链合成可延续至成人，用聚丙烯酰胺凝胶电泳可检出该链二、影响血红蛋白结构和功能的因素w血红蛋白的功能主要是运输O2和CO2。影响血红蛋白
20、结构和功能的因素有：w1.珠蛋白基因缺失或缺陷造成血红蛋白结构和功能异常，分为两大类：一类是由珠蛋白基因缺失或基因缺陷导致一种或一种以上的珠蛋白肽链不能合成或合成不足，如珠蛋白基因缺失，链不能合成或合成不足，结果形成的HbH(4)、HbBarts(4)两种异常血红蛋白，都对氧有极高的亲和力，失去向组织释放氧的功能，而且极不稳定，易发生沉淀形成包涵体，导致溶血；另一类是基因缺陷导致某一肽链的一级结构中的某一氨基酸被替换或丢失，影响了血红蛋白结构的稳定性和功能。如对氧的亲和力过高导致红细胞增多症；结构的异常导致血红素中的Fe2+易被氧化成Fe3+，形成高铁血红蛋白(MHb)，失去运输氧的功能，而且
21、常不稳定，易形成变性珠蛋白小体(Heinz小体)，导致溶血。珠蛋白的异常还可使红细胞形态异常，如靶形红细胞、镰状红细胞等。w2.酶缺陷高铁血红蛋白还原酶系统的缺陷导致高铁血红蛋白(MHb)形成。w3.化学药物中毒常见的有氧化性药物、硫化物、一氧化碳(CO)等，导致MHb、SHb、HbC0形成。第三节红细胞代谢w一、红细胞糖代谢w红细胞完全成熟后，不再有细胞器。为维持其正常生理功能，保证一定的能量代谢，仍保留了一整套完整的糖代谢的酶类。红细胞的主要能源是葡萄糖，其分解代谢为无氧酵解和磷酸戊塘两个途径。糖代谢产物的能量与中间代谢产物用来维持细胞本身的生命活动主要有以下几个方面的作用：维持红细胞内高
22、钾、低钠、低钙状态；维持血红蛋白分子中的铁处于2价铁形式；防止细胞内各种蛋白质分子(Hb、酶、膜蛋白等)中一SH基被氧化，维持红细胞的正常形态；调节血红蛋白对氧的亲和力。w()葡萄糖无氧酵解w1无氧糖酵解是红细胞获得能量的唯一途径。在糖酵解途径中，葡萄糖分解为丙酮酸或乳酸。每1mol葡萄糖分解可净获得2molATP。其代谢产物NADH是高铁血红蛋白还原酶的辅酶，在维持血红蛋白分子中的铁处于还原状态，保持血红蛋白的携氧能力等方面具有作用。通常情况下，红细胞内90%95%的葡萄糖代谢通过无氧酵解途径。w22，3-二磷酸甘油酸(2,3-DPG)代谢支路该代谢支路是葡萄糖无氧酵解过程中，在1,3-二磷
23、酸甘油酸(1,3-DPG)形成后，存在的另一条代谢途径，称为2,3-DPG支路。该支路调节决定了ADP磷酸化为ATP的量，更重要的是调节了红细胞内2,3-DPG的浓度，进而调节了血红蛋白对氧的亲和力。在所有的贫血性疾病患者的红细胞中，2,3-DPG的含量可明显增高，而且增高程度与血红蛋白浓度呈负相关。2,3-DPG含量代偿性增高导致血红蛋白与氧的亲和力降低，有利于氧向组织内释放。w3糖酵解途径的酶缺乏现发现有10种酶缺乏可引起溶血，包括己糖激酶(HK)、葡萄糖磷酸异构酶(GPI)、磷酸果糖激酶(PFK)、磷酸果糖醛缩酶(PFA或ALD)、磷酸丙糖异构酶（TPI)、甘油醛磷酸脱氢酶(GAPD)、
24、磷酸甘油酸激酶(PGK)、烯醇化酶(END或PPE)、丙酮酸激酶（PK)、二磷酸甘油酸变位酶(DPGM)。其中红细胞PK缺乏引起的溶血性贫血略微多见。另外PGK、TPI和PFK缺乏除了导致溶血性贫血外，若伴有多个组织的同时缺陷，则出现神经、精神和肌肉的症状，如智力、语言发育障碍和步行困难。w(二)磷酸戊糖途径与谷胱甘肽途径w1磷酸戊糖途径红细胞内约5%10%的葡萄糖进入磷酸戊糖途径(又称磷酸己糖通路)。该代谢途径所生成的还原性辅酶(NADPH)通过谷胱甘肽途径，在防止红细胞的多种蛋白质分子中SH基团被氧化和维持红细胞膜稳定中起重要作用。磷酸戊糖途径生成的磷酸核糖可参与嘌呤核苷的生物合成，又可合
25、成ATP，这对血液的体外保存有重要意义。w2谷胱甘肽途径NADPH是谷胱甘肽还原酶(GR)的辅酶，有使谷胱甘肽处于还原状态的能力。还原性谷胱甘肽(GSH)通过与含二硫化合物的蛋白质(P-S-S-R)的交换作用，使含有一SH基团的蛋白质保持在还原状态(P-SH)。另外，GSH在谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的催化下，可使体内产生的H202降解为H20，防止了H202对红细胞的损伤。谷胱甘肽的生物合成需要有谷胱甘肽合成酶(GSH-Syn)与谷胱甘肽合成酶(GSH-Syn)的催化。w3磷酸戊糖途径及谷胱甘肽途径酶缺陷最常见的为葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G-6-PD)的缺陷，另外还有葡萄糖-6-磷酸
26、脱氢酶(G-6-PD)、谷胱甘肽还原酶(GR)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、谷胱甘肽合成酶(GSH-Syn)-谷氨酰半胱氨酸合成酶（-GCS）、谷胱甘肽硫转移酶（GST）等酶的缺陷。w（三）其他：w1网织红细胞的糖代谢网织红细胞由于具有线粒体，含有较完整的线粒体酶系统，因此网织红细胞内的葡萄糖不仅通过无氧糖酵解途径和磷酸戊糖途径代谢，也可通过三羧酸循环代谢。其耗氧量是成熟红细胞的60倍，葡萄糖的消耗量是成熟红细胞的7.5倍以上。网织红细胞的这种能量代谢特点，使其能以很高的速率促进ADP磷酸化为ATP，并提供合成血红素的琥珀酸。w2.红细胞的其他能源代谢红细胞除将葡萄糖作为主要能源外，还
27、可利用其他物质作为能源，包括：腺苷、肌苷、果糖、甘露糖、半乳糖、二羟丙糖、乳酸等。在某些特定情况下具有重要意义，如血液储存等。二、红细胞铁代谢w铁(iron)是人体必需的微量元素，几乎存在于所有的细胞内。在人体内铁除主要参与血红蛋白、肌红蛋白的合成外，还参加体内的一些生物氧化过程，包括线粒体的电子传递、儿茶酚胺代谢及DNA的合成。另外，约有半数参加三羧酸循环的酶和辅酶均含有铁或需有铁的存在。当铁缺乏时，除导致缺铁性贫血外，同时影响细胞和组织的氧化还原功能，导致多方面的功能紊乱。w1.人体内铁的分布正常人体内铁的总量约为35g(男性约为50mg/kg、女性约为40mg/kg)。人体内铁的分布中，
28、血红蛋白铁占比例最大，转运铁仅占0.1%，但转运中的铁是最活跃的部分。组织铁中各种酶和辅酶含有的铁含量也很少，但对每一个细胞的代谢至关重要；易变池铁指铁离开血浆进入组织或细胞间，与细胞膜或细胞间的蛋白短暂结合的铁。贮存铁部分，包括铁蛋白和含铁血黄素，其功能是贮存体内多余的铁，当身体需要时，仍可动员为功能铁。w2.铁的来源与吸收体内代谢的铁有内、外两个来源w(1)外源性铁：主要来源于食物，以海带、木耳、香菇、肝、肉类、动物血及豆类中较丰富。成年人每天从食物中可获得1020mg铁，但只有10%的铁(即12mg)被吸收。铁的吸收部位主要在十二指肠和空肠上段的粘膜，是主动的细胞转运。食物中的铁经胃酸、
29、胃酶及氨基酸作用转变为Fe2+与铁螯合物结合，防止了因不溶解而沉淀。铁的吸收过程是肠道粘膜细胞内的转铁蛋白(Tf)分泌至肠腔内与铁结合后，再与肠粘膜微绒毛的受体结合而进入肠粘膜细胞内。在粘膜细胞内，Fe2+被铜蓝蛋白及其他亚铁氧化酶氧化为Fe3+后，与细胞内的转铁蛋白结合越过细胞膜进人毛细血管网。一部分铁与去铁铁蛋白结合形成铁蛋白，存于细胞内，35天后随肠粘膜细胞的更新脱落而排出体外。另外，当误服大量铁剂时，铁亦可被动扩散进入粘膜细胞内，使肠道对铁的吸收失去控制，而发生急性铁中毒。w影响铁吸收的因素有：体内铁的贮存量减少时，吸收量增加；胃肠道的分泌物中胃酸有利于食物中铁的游离和形成Fe2+的螯
30、合物而被吸收，分泌的粘蛋白及胆汁也有稳定和促进铁吸收的作用；食物的组成，食物中的肌红蛋白、血红蛋白经蛋白酶消化后，游离的血红素铁可直接进入肠粘膜细胞；蛋白质分解后的氨基酸、酰胺及胺类可与铁形成易于溶解的亚铁螯合物以利于吸收，而蔬菜及谷类食物中的铁多为高铁化合物，易与植物中的植酸、草酸、磷酸形成不溶解的铁复合物，无法被吸收；药物的影响，如维生素C、琥珀酸、乳酸、枸橼酸等可使Fe3+还原为Fe2+，以利于吸收，而氧化剂、磷酸盐、鞣酸、碳酸盐可影响铁的吸收。w(2)内源性铁：当红细胞衰亡后，被肝、脾及骨髓中的单核-吞噬细胞系统吞噬清除。正常人每24小时约有6.3g血红蛋白被氧化为高铁血红蛋白后血红素
31、与珠蛋白解离，释放出的铁约为21mg，是吸收的外源性铁的1520倍，其绝大多数与转铁蛋白结合被再利用。w为了保持体内铁的动态平衡，正常成年男性及无月经妇女每天需吸收0.51mg，婴儿约需0.51.5mg，有月经妇女约需12mg，孕妇约需25mg的铁。加上利用的内源性21mg，一般正常成人每天利用铁的量是22mg左右。w3.铁的转运及利用每个转铁蛋白可结合12个Fe3+,与转铁蛋白结合后的铁被运输至骨髓及各个组织中。结合了F3+的转铁蛋白在幼红细胞和网织红细胞表面与转铁蛋白受体(TfR)结合,通过胞饮作用进入细胞内后,转铁蛋白与再度被还原成Fe2+的铁离子分离,Fe2+在线粒体与原卟啉合成血红素
32、。多余的铁以铁蛋白的形式存于细胞内。铁的利用受血红素合成障碍和巨噬细胞对铁的释放异常的影响。w4.铁的贮存与排泄铁主要以铁蛋白和含铁血黄素的形式贮存在骨髓、肝、脾等多种细胞中和血浆内。铁蛋白是水溶性的氢氧化铁磷酸化合物与去铁铁蛋白结合而成,其分子近似球形,有一蛋白质外壳,其内部可容纳2000个铁原子,当铁最大饱和时,其相对分子质量约为800000。血清铁蛋白(serumferritin,SF)测定结果是判断体内铁贮存量最敏感的指标之一。含铁血黄素是变性式聚合的铁蛋白,为水溶性。骨髓中巨噬细胞内外的含铁血黄素和铁蛋白,由于其在幼红细胞外,称为细胞外铁(extracellulariron),和存在
33、于幼红细胞内的铁蛋白,即细胞内铁,均可经铁染色(普鲁士蓝反应)镜下进行观察,为骨髓可染铁,它的多少反应了机体贮存铁的多少。当机体缺铁时,贮存铁被消耗,可合成全身1/31/2的血红蛋白,以致可染铁减少或消失。当贮存铁耗尽后再继续缺铁才会出现贫血.骨髓可染铁消失是诊断缺铁的重要指标之一。如有细胞外铁的存在,可排除缺铁性贫血。骨髓可染铁的镜下观察还可发现铁过多或铁代谢障碍时的铁分布异常。w正常成人每天约排出1mg铁,主要随胃肠道脱落的上皮细胞、胆汁等排出,少量经泌尿生殖道皮肤及粘膜脱落的上皮细胞排泄。育龄妇女平均每天排出2mg铁,主要由月经排出较多的铁。当体内铁负荷过多时,每天可排出4m铁,而在缺铁
34、时,铁的排泄可减少50%。w5、铁代谢异常铁的摄入、利用和排泄靠自身进行动态调节与平衡,任何因素破坏其动态平衡，则发生铁代谢紊乱。常见由于各种原因导致的铁缺乏而致的缺铁性贫血、铁利用障碍导致铁的铁粒幼细胞贫血和慢性疾病性贫血。也可见铁过多(如食物中铁过多而致铁的摄人量过多、肠粘膜对铁吸收调节功能失常和多次输血等)而致的血色病和含铁血黄素沉着症等三红细胞核苷酸代谢w细胞分裂增殖的基本条件之是DNA的合成,影响DNA合 成 的 常 见 因 素 为 叶 酸(Folacin)和 维 生 素B12(vitanB12)缺乏。w1.叶酸和维生素B12,在DNA合成中的作用 叶酸经肠道吸收入肝,受叶酸还原酶、
35、二氢叶酸还原酶及NADPH的作用,转变为具有活性的四氢叶酸(TPH)。TPH是DNA合成过程中的辅酶-其最重要的作用是转运“一碳团”，参与嘌呤核苷酸的代谢,特别是胸腺嘧啶核苷酸的合成。当叶酸缺乏时,DNA合成受阻。而维生素B12的作用是使5-甲酰四氢叶酸去掉甲基转为可参与胸腺嘧啶核苷酸合成的四氢叶酸,故维生素B12缺乏时,可致四氢叶酸的再生发生障碍,结果和叶酸缺乏相似,影响了DNA的合成。叶酸和维生素B12,在dNA合成申的作用见图-6-2。wDNA合成障碍，合成速度减慢，细胞增殖的S期延长可致细胞核发育障碍。造血组织受影响最大，在更新较快的细胞，如胃肠道上皮细胞中也存在着类似的改变，故在临床
36、上常表现为巨幼细胞贫血并伴有胃肠道症状。w2、叶酸的代谢叶酸由喋啶、对氨基苯甲酸和谷氨酸组成，在绿叶蔬菜中的含量丰富，水果中的柠檬、香蕉、瓜类及动物脏器(尤其是肝)、酵母和香菇中亦含有大量叶酸。但叶酸不耐热，可被过度烹煮而破坏。w人体本身不能合成叶酸，必须靠食物供给。食物中的叶酸为多聚谷氨酸叶酸，溶解度低，须在小肠内被-谷氨酰胺羧基肽酶分解为单谷氨酸叶酸后方能在空肠近端被吸收。吸收后的叶酸，在肝中被还原为TFH再转变为多谷氨酸盐贮存在肝内。叶酸结合蛋白(FBP)对叶酸的吸收、转运和贮存具有重要意义，目前已知FBP分为可溶性叶酸结合蛋白(s-FBP)和膜叶酸结合蛋白两大类，s-FBP存在于血清、
37、乳汁、脑脊液、尿液和唾液中。目前对FBP的来源及生理功能还不十分清楚。w正常人每天需要叶酸200ug，孕妇和哺乳者为300400ug。人体内叶酸贮存量约520mg，可供人体50100天之用，故当停止摄入叶酸几个月后就可发生叶酸缺乏症。婴幼儿叶酸摄入不足时会导致脂肪泻、口炎性腹泻。维生素C有促进四氢叶酸合成的作用，当其缺乏时可加重叶酸缺乏。镇静剂如苯巴比妥、扑痫酮等可抑制叶酸代谢，抗癌药如甲氨蝶呤可抑制叶酸还原为TFH，都可引发巨幼细胞贫血。w叶酸除主要参与DNA合成外，还在组氨酸转变为谷氨酸的反应中需要TFH参加。当叶酸缺乏时，其中间产物亚甲基谷氨酸(FIGLU)增多，尿中排泄量增多，临床上常
38、用组氨酸负荷试验作为叶酸缺乏的诊断试验。w叶酸及其代谢产物主要由肾排泄。粪便中有少量排泄，胆汁中的叶酸浓度是血中的210倍，但大部分可由空肠再吸收。w3.维生素B12的代谢维生素B12又称氰钴胺(CNCbl)或钴胺素(cobalalmin,CB1)，分子中含有钴原子(Co3+)和多个酰胺基，为一种结构复杂的淡红色水溶性维生素。Co3+能与一CH3、CN、一0H和5-脱氧腺苷基团 结 合，生 成 4种 化 合 物：有 治 疗 用 维 生 素BI2(CNCb1)和 羟 钴 胺(OHCbl)，还 有 腺 苷 钴 胺(AdoCbl)和甲基钴胺(MeCbl)作为辅酶参与人体内的各种生化反应。血浆中钴胺的
39、主要形式是甲基钴胺。w人类维生素B12的主要来源是食物，肝、肾、肉类、蛋类、牛奶及海洋生物中含量丰富。成人每天约需要25ug，而体内贮量约为45mg，可供35年使用，故一般情况下是不会缺乏的。w维生素B12的吸收与转运食物中的维生素B12在胃内经盐酸和胃蛋白酶作用分离出来后，先与胃内来自唾液的R-蛋白结合。到十二指肠后，在胰蛋白酶的参与下，与胃底粘膜壁细胞分泌的内因子(intrinsic factor,IF)结合形成维生素B12内因子复合体。该复合体可抵抗肠道消化酶和肠道细菌、寄生虫对维生素B12的破坏和摄取。维生素B12内因子复合体在有Ca2+、Mg2+及pH5的条件下，与回肠末端肠粘膜绒毛
40、上的特殊受体结合，通过胞饮作用维生素B12进人肠上皮细胞。然后在线粒体等细胞器内与转钴蛋白(TC)结合进入门静脉，被运到组织中，其中一半贮存于肝细胞内。维生素B12的吸收和转运还有一个肝肠循环，即每天有钴胺随胆汁排入肠腔，而几乎90%的钴胺再与IF结合被重吸收利用。故即使是严格的素食者也需1015年后才会发生维生素Bl2缺乏。w影响维生素B12吸收和转运的因素有：胃肠疾病导致的胃酸、胃蛋白酶分泌减少；全胃切除和一些疾病如恶性贫血的内因子完全缺乏时影响最大，因为胆汁中的维生素B12亦不能再吸收；胰腺分泌胰蛋白酶缺乏等。w维生素B12参与体内多种生化反应，除参与DNA的合成外，与人体关系密切的还有
41、腺苷钴胺参与促使甲基丙二酰辅酶A转变为琥珀酰辅酶A的反应，当维生素BI2缺乏时，该反应受阻导致丙酰辅酶A大量堆积而形成非生理性的单链脂肪酸，影响神经鞘磷脂形成，造成神经的脱髓鞘改变，出现各种神经系统的症状，是维生素BI2缺乏所致的巨幼细胞贫血的突出特点。另外，氰钴胺还参与体内氰化物的代谢，使某些含氰化合物的食物、烟草的氰化物变为无毒物质。w维生素BI2每天经尿液、粪便排出，唾液、泪液及乳汁中也有少量排出。第四节红细胞的衰老和死亡w正常人红细胞平均寿命为120天，主要因衰老而凋亡。其清除主要由脾、肝及骨髓中的单核-吞噬细胞系统完成。红细胞的凋亡机制目前仍不十分清楚。一、红细胞的衰老w1.红细胞糖
42、代谢的改变现已知随着红细胞的老化，葡萄糖酵解途径中的三个具有关键性的限速酶：己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的活性均有降低，其他酶的活性也有下降，结果使糖酵解的速率迅速减低，ATP生成减少（在生存了60天的红细胞ATP的生成即开始减少），影响了红细胞的能量供应和生理功能，如钠泵、钙泵失常，导致红细胞肿胀，膜钙积聚。2,3-DPG浓度亦降低,使氧解离曲线左移，氧释放量减少；磷酸戊糖途径的酶活性也逐渐下降，NADPH的生成减少，导致GSH减少，使红细胞的抗氧化能力下降。w2.红细胞膜的改变由于红细胞的抗氧化能力下降，红细胞膜被氧化损伤和血红蛋白氧化变性，形成变性珠蛋白小体，沉积在红细胞膜的胞浆面
43、，使红细胞膜局部僵硬；红细胞膜脂质丢失，特别是膜磷脂减少，膜脂质流动性降低；膜蛋白异常，用SDS-PAGE凝胶电泳发现老化红细胞膜出现高分子聚合物,且与膜收缩蛋白有关，囊泡化(vesiculation)红细胞存活越 久,其 表 面 出 现 许 多 突 起，逐 渐 形 成 囊 泡(vesicles)而脱落，体外保存的红细胞也有此变化。以上改变均可使红细胞膜僵硬，表面积与体积之比降低,红细胞变形性下降。w膜表面的唾液酸减少，红细胞膜表面出现了老化抗原(SCA)，被血浆中的自身抗体识别而被吞噬细胞清除。w3.血红蛋白的改变随着红细胞的老化，血红蛋白的成分也发生了改变。特别是MHb浓度增高，易生成变性
44、珠蛋白小体。w因此，红细胞的老化是一个多种因素影响的复杂过程。结果是老化的红细胞体积缩小、密度增高，变形性下降，脆性增高，在通过脾窦毛细血管时，易被破坏。二、红细胞的死亡w1.红细胞的消亡正常情况下红细胞每天生理性破坏约占总量的0.8%1.0%，释放出的血红蛋白分解为铁、珠蛋白和卟啉。铁和珠蛋白被再利用，而卟啉进入胆色素代谢。红细胞衰亡的机制和形式目前仍不十分清楚，认为有以下途径：红细胞碎裂，各种原因导致的红细胞变形性下降，因不能通过微血管时被挤撞碎裂；渗透性溶解，因钠泵失常，导致红细胞肿胀溶解；补体诱导的红细胞溶解，老龄红细胞对抗体、补体所致的细胞溶解敏感性增高而破溶；被吞噬细胞吞噬，见于抗体被覆的红细胞和受损伤的红细胞。w2.无效造血红细胞系统在造血组织骨髓内分化成熟过程中，由于营养因素或先天性膜、酶、血红蛋白结构异常等因素，于有核细胞阶段或释放入周围血循环中立刻破裂而溶血，称为原位溶血或无效造血，常见于珠蛋白生成障碍性贫血和巨幼细胞贫血，也可见于骨髓被肿瘤细胞浸润时。w