血细胞的物质代谢

【血液是流动于人体心血管系统内的液体组织,主要发挥物质运输的作用,由血浆、血细胞和血小板等组成。其中红细胞和白细胞分别在血液的物质运输和对抗外来入侵中发挥重要作用,血小板是由骨髓造血组织中的巨核细胞产生的细胞碎片,对于机体的止血功能十分重要。本次主要介绍三种细胞的代谢特点。】

红细胞的代谢
红细胞是血液中最重要的细胞,是骨髓中由造血干细胞定向分化而来的细胞,在分化过程中经过原始红细胞、早幼红细胞、中幼红细胞、晚幼红细胞、网状红细胞等阶段后,最后成为成熟红细胞。在成熟构成中,红细胞会发生一系列代谢功能和形态上的改变。
哺乳动物的红细胞在完全成熟之前,仍具有合成DNA与RNA、蛋白质、脂质和进行三羧酸循环以及氧化磷酸化的代谢能力。但在其完全成熟以后,仅能保留糖酵解与磷酸戊糖途径的代谢能力。即哺乳动物的成熟红细胞除质膜与胞质外,无细胞核和线粒体等细胞器,所以其代谢较一般细胞更加单一。作为红细胞主要能量来源的物质依旧是葡萄糖,血液中的红细胞每天大约从血浆中摄取30g葡萄糖,其中大部分经糖酵解或2,3-二磷酸甘油(2,3-BPG)支路进行代谢,只有5%-10%通过磷酸戊糖途径代谢。
2,3-BPG支路是红细胞糖酵解过程中独特的代谢途径,此支路中,葡萄糖在糖酵解过程中产生的1,3-二磷酸甘油酸(1,3-BPG)不直接经磷酸甘油激酶催化为3-磷酸甘油酸,而是经二磷酸甘油酸变位酶催化为2,3-BPG再生成3-磷酸甘油酸。其主要功能是调节红细胞的运氧功能,人体能通过改变红细胞中2,3-BPG的含量来调节对组织的供氧。
红细胞内的磷酸戊糖途径与其他细胞相同,主要产生NADPH+H+,NADPH与NADH是红细胞中重要的还原当量,能够保护细胞膜蛋白质、血红蛋白和酶蛋白不被氧化,从而维持红细胞的正常功能。
由于红细胞没有线粒体,故无法从头合成脂肪酸,但膜脂的更新却是红细胞生存的必要条件。所以红细胞通过主动渗入和被动交换不断与血浆进行脂质交换,维持其正常的脂质组成。

白细胞的代谢
人体白细胞主要由粒细胞、淋巴细胞、单核巨噬细胞三大系统组成,其主要功能是对抗外来入侵。
由于粒细胞的线粒体很少,故其主要的获能方式依旧是糖酵解,而单核巨噬细胞虽能进行有氧氧化,但糖酵解仍占很大比重。但对于淋巴细胞来说,不同阶段的淋巴细胞具有不同的代谢特点。比如,免疫反应中T淋巴细胞在激活前主要通过葡萄糖有氧氧化来供能,而激活后则通过糖酵解来获取能量。
单核巨噬细胞与淋巴细胞还可合成多种活性蛋白质来实现各种功能,如单核巨噬细胞可合成多种酶、补体以及各种细胞因子。免疫反应中,由B淋巴细胞分化而来浆细胞也可产生多种抗体参与体液免疫。但成熟粒细胞由于缺乏内质网,所以蛋白质的合成量很少。

血小板的代谢
血小板由成熟的巨核细胞产生,首先成熟巨核细胞的表面形成许多凹陷,这些凹陷在细胞内部汇合,形成与母体分离的一部分细胞质,经骨髓造血组织中的血窦进入血液循环。
血小板的能量虽然也主要由糖酵解供给,但单独抑制糖酵解或线粒体电子的传递过程都不会影响血小板的活化过程,只有两者同时被抑制时,血小板的活化进程才受明显影响。可见在血小板的代谢中,糖酵解和有氧氧化是互相补充的过程。

作者:神州
审核:未名

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