关于成熟红细胞代谢的几个特点
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关于成熟红细胞代谢的几个特点
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红细胞产生于红骨髓.由造血干细胞依次
分化为原始红细胞,幼红细胞,网织红细胞,最
后形成为成熟红细胞,进入血循环.在红细胞的
生成过程中.红细胞的形态和代谢依其成熟的
程度而不同,最后形成的成熟红细胞除细胞膜
外缺乏细胞核及全部细胞器,不能进行核酸和
蛋白质的生物合成.成熟红细胞的代谢特点可
从三十方面说明:能量代谢,2,3-二磷酸甘油酸
支路,氧化还原系统.
(--)能量代谢
成熟红细胞的主要能源是血浆葡萄糖.红
细胞内不含糖原,所以必须不断地自血浆中摄
取葡萄糖葡萄糖为亲水性物质,不能透过疏水
的脂质双层,需通过协助扩散方式被吸收到红
细胞内.葡萄糖进入红细胞后变成6一磷酸葡萄
糖.其中约有9O,95经糖酵解途径被利
用,约5,10通过磷酸戊糖旁路.
成熟红细胞没有线粒体,糖酵解是其获得
能量的基本过程.1摩尔葡萄糖通过酵解可获
得2摩尔的ATP.红细胞携带Oz,自身不消耗
O,其内电解质以钾最多,钠含量较步,与血浆
的钾钠含量相反.所以,红细胞产生的ATP主
要用于维持红细胞膜”钠泵”的正常功能,以保
证红细胞的离子平衡.如果红细胞糖酵解过程
中的某些酶活性下降或任何一个发生缺陷,都
可引起糖酵解紊乱,ATP产量减少,从而使红
细胞膜内外离子平衡失调.Na进入红细胞内
多于K+排出,红细胞膨大成球形甚至破裂.
ATP还被用于维持红细胞膜的正常结构和功
能.实验证明,缺乏ATP的红细胞膜的可塑性
下降,硬度增加,易被脾脏破坏.少量ATP还用
于合成脱氢辅酶.
(二)2,3一二磷酸甘油酸支路
红细胞中,2,3一二磷酸甘油酸(2,3-DPG)
一
16一生物
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的重要作用是调节血红蛋白的带o功能.
成熟红细胞糖酵解与其他细胞不同之处是
2,3-DPG的生成.糖酵解中间产物中以2,3一
DPG的含量最多(动静脉血中:2.3-DPG的含
量是3一磷酸甘油酸的177倍和239倍).这是因
为红细胞中存在二磷酸甘油酸(DPG)变位酶和
2,3-DPG磷酸酶.这两种酶催化的反应是不可
逆的.2,3-DPG生产支路如图.
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】6磷酸果糖
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l3碑酸甘酸擞酶.3=释睦袖睦
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磷酿甘醣’———————i素’一.,L-’
在正常情况下,2,3-二磷酸甘油酸对DPG
变位酶的负反馈作用大于对3一磷酸甘油酸激
酶的抑制作用,所以红细胞中葡萄糖实际上仍
是主要经糖酵解生成乳酸.由于2,3-DPG磷酸
酶活性较低.致使2,3-DPG生成大于分解,使
红细胞中2,3-DPG的含量较高.
红细胞中的2,3-DPG与血红蛋白结合,使
血红蛋白的空间构象稳定,降低血红蛋白对oz
的亲合力,促使oz和血红蛋白解离.尤其当血
液通过组织时,红细胞中2,3-DPG的存在就能
显着增加oz的释放以供组织需要.另外,有肺
部换气障碍的严重阻寒性气肿的病人和正常人
在短时间内由海平面上升至高海拔处或高空
时,可通过红细胞中2,3-DPG浓度的改变来调
节组织获oz量.
(三)氧化还原系统
红细胞中存在着一系列还原系统,以保持
学通报1993年第28卷第3期
红细胞的正常功能.
1.谷胱甘肽代谢人的红细胞中含谷肮甘
肚量甚多(70rag/100ml红细胞),几乎全部是还
原型(GSH咎腿甘肽可以在红细胞内合成.其
合成过程为:谷氧酸与半胱氨酸在ATP和r谷
氨酰半胱氨酸合成酶的参与下缩合成二肽r谷
氨酰半胱氨酸,后者与甘氨酸在ATP和谷肮甘
肽合成酶的参与下缩合成谷胱甘肽.
谷肮甘肽的生理作用主要是防止氧化剂
(如HO)对巯基的破坏作用,保护细胞膜中含
巯基(一SH)的蛋白质和酶不被氧化,维持其生
物活性.当细胞内生成少量的H0时,GSH在
谷胱甘肽过氧化酶的作用下将其还原成水.而
自身氧化为氧化型谷胱甘肽(GSSG).后者又在
谷胱甘肽还原酶的作用下,从NADPH接受氢
而重新被还原为GSH.反应中的NADPH来源
于葡萄糖的磷酸戊糖途径.
0.
2.高铁血红蛋白的还原由于各种氧化作
用,红细胞内经常有少量的高铁血红蛋白
(MHb)产生.但因正常红细胞内有NADH高铁
血红蛋白还原酶系统,所以正常红细胞内MHh
只占Hb总量的1左右.红细胞内催化MHb
还原的酶,主要是NADH脱氢酶.
正常红细胞中糖酵解产生的NADH,主要
用于还原丙酮为乳酸.NADH主要来自于红细
胞中的糖醛酸循环途径,该途径如图.
糖一6.磷酸葡萄糖;======】磷酸葡萄
I
糖
一…
2
+
NAD]~AN,n0
u
O’l
卜+P
P
L—+;磷酸糖酸糖迩径
红细胞通过上述几种代谢途径而保持了自
身结构的完整性和功能.
(上接第26百)资源的利用和保护;懂得讲究
卫生,除害防病,增进健康,体育锻炼,保护环境
等卫生保健知识,养成良好的卫生习惯.
四,根据义务教育的需要,适当增加新的教
学内容
与现行生物教学大纲相比,义务教育生物
大纲适当增加了新的教学内容.主要是从两个
方面考虑的.
一
方面,从”三个面向”的要求出发,适当增
加反映现代生物科学水平的,基础的,学生能够
接受的生物学知识,以便学生将来能够更好地
适应社会主义现代化建设和现代化生活.在植
物部分,主要增加了植物生理和科学新成就的
知识.例如,影响开花的因素,植物生长物质在
植物生活中的作用及其应用.这些知识不仅可
以使学生进一步知道植物的生理特点和现象,
而且可以应用于农业生产实际.
在动物部分,主要增加了关于动物行为学
的知识.动物行为学是动物科学的一个新的分
支科学.近几十年来迅速地发展,这方面的知识
对于利用有益动物,防除有害动物以及研究人
类的心理学等,都有重要的理论指导和实践意
1993年第28卷第3期生物
义.大纲中增加的动物行为知识有:研究动物行
为的意义,动物行为的类型,动物行为的特点,
先天性定型行为和后天性习得行为.
另一方面,为了给广大初中毕业生今后进
一
步学习生物科学知识,参加植物栽培,动物饲
养,遗传育种等生产劳动,理解控制人口,优生
优育等道理打下一些知识基础,增加了初步的
遗传,进化和生态的知识.这是建国以来首次正
式在初中阶段讲授这方面的知识.
新增的遗传知识,包括遗传现象,遗传物
质,人类遗传病和禁止近亲结婚等内容.关于进
化知识,比现行生物大纲增加了生命的起源,人
工选择,达尔文自然选择学说等内容关于生态
知识,既包括环境中的生物固素和非生物固素,
生态系统的组成,食物链和食物网,生态平衡的
概念和生态平衡的重要意义等生态学基础知
识-又包括建立良性循环农业生态系统,保护动
植物资源和建立自然保护区,植树造林,自觉遵
守我国保护自然环境的有关政策,控制人口的
意义等联系国情实际的知识.此外,在最后的结
语部分.增加了生物科学发展方向和远景的知
识.(待续)
学通报一17