血液有形成分代谢

血液中的有形成分包括红细胞、白细胞及血小板，它们都是由骨髓中的多能干细胞分化演变而来。
红细胞代谢 红细胞是一种分化成熟的、呈双面凹陷的圆盘形细胞，成熟红细胞除细胞膜外缺乏全部细胞器。正常成人每立方毫米血液中男性有400～500万(4.0～5.0×1012/L)，女性350～450万 (3.5～4.5×1012/L)红细胞。
成熟红细胞含水约65～68%，其固体成分主要是蛋白质，包括血红蛋白、一些酶蛋白和细胞膜上的蛋白质，其中以血红蛋白含量最多，约占红细胞干重的97%。膜蛋白大多是糖蛋白，其中有的是血型物质。成熟红细胞因缺乏细胞器，其所含脂类几乎全部存在于细胞膜中。红细胞和其周围血浆之间的一个主要成分差别是以钾盐为主要的电解质。
红细胞的主要功能是介导和完成肺部和组织之间的气体交换，将氧气带入组织。使二氧化碳由肺部逸出，是人体呼吸功能的中间环节。红细胞中的血红蛋白是氧气和一部分二氧化碳的携带者，当红细胞破坏，血红蛋白逸出时，它们即受网状内皮细胞吞噬，不能执行气体交换作用。因此红细胞的代谢特点主要是维持细胞完整性和血红蛋白的还原状态，以保证其功能。
除了要求红细胞内血红蛋白的含量正常外，维持正常的红细胞膜的结构与功能对保持红细胞正常功能有重要意义。
糖代谢 红细胞需要能量维持其细胞成分和结构，尤其是保持细胞内外的K+、Na+平衡。
红细胞仅含微量糖原，有关糖原合成和分解的酶系的活性极低，故成熟红细胞的主要能量来源是血浆葡萄糖。
成熟红细胞内没有线粒体氧化途径，进入红细胞的葡萄糖约有90～95%经酵解途径被利用，通过磷酸戊糖通路的约5～10%。1mol葡萄糖通过酵解过程产生2molATP。
红细胞糖酵解途径中还有一个重要的支路即2,3-二磷酸甘油酸支路(见“糖代谢”条)。通过2,3-二磷酸甘油酸血红蛋白带氧功能受到调节，使更符合于生理要求。
氧化还原代谢 红细胞中氧张力大，可以通过不同机制使功能蛋白质如巯基酶和其它膜蛋白氧化而破坏。红细胞中的一系列还原系统具有对抗氧化剂作用。谷胱甘肽是一个重要的还原剂，人红细胞能自行合成谷胱甘肽，含量甚多，而且几乎全部是还原型(GSH)。
谷胱甘肽能通过谷胱甘肽过氧化物酶还原体内生成的过氧化氢，以消除后者对血红蛋白及其他功能蛋白的氧化作用。
上述反应中生成的GSSG可经红细胞中谷胱甘肽还原酶的催化，利用磷酸戊糖通路生成的NADPH重新还原成GSH。
由于在红细胞内发生各种氧化作用，所以红细胞内有少量高铁血红蛋白存在，但正常红细胞中其含量不到血红蛋白总量的1%。这主要是因为红细胞内有一系列酶促及非酶促的高铁血红蛋白还原系统。红细胞催化高铁血红蛋白还原的酶主要是NADH脱氢酶，NADPH脱氢酶的作用较小。正常红细胞提供NADH的主要途径参见“糖醛酸途径”条。
维生素C和谷胱甘肽可直接还原高铁血红蛋白。维生素C被氧化后生成脱氢维生素C可再被GSH还原。
人体内的红细胞经常进行更新，它们的平均寿命为120d左右。衰老的红细胞在肝、脾及骨髓的网状内皮细胞中破坏。
白细胞代谢 白细胞包括粒细胞(中性粒细胞、嗜酸粒细胞和嗜碱粒细胞)、单核细胞和淋巴细胞。正常成年人的白细胞数为每立方毫米血液4 000～10 000个(4～10×109/L)，中性粒细胞占白细胞总数的55～70%; 嗜酸粒细胞占白细胞总数的1～3%; 嗜碱粒细胞占白细胞总数的0.5～1%; 淋巴细胞占白细胞总数的20～30%; 单核细胞占白细胞总数的3～8%。各种白细胞都具完备的细胞器，故白细胞内的糖、脂类、核酸和蛋白质的代谢都很旺盛。但不同类型的白细胞的成熟发育、细胞形态、生理功能都有所不同，因此各具不同的代谢特点。各种粒细胞及单核细胞的主要功能是吞噬作用，淋巴细胞则与抗体生成和细胞免疫有关。
粒细胞代谢 当组织受到刺激（或炎症）时，粒细胞在趋化因子作用下游走聚集到刺激部位进行对细菌或异物的吞噬。和吞噬有关的代谢包括能量供应及对异物的消灭。
吞噬作用的能量主要来自糖酵解，粒细胞中糖酵解的酶系的活性特别强，不但在无氧条件下可以迅速进行糖酵解，甚至有氧条件下也不能抑制糖酵解的进行，由于糖酵解消耗了大量ADP和无机磷，进入线粒体减少，因而抑制了氧化磷酸化的进行。
异物吞入粒细胞后常见到氧的摄入增加，氧化旁路加强，这和NADH氧化酶和NADPH氧化酶活性加强有关，这两种酶分别促使糖酵解产生的NADH和磷酸戊糖通路产生的NADPH与氧分子作用生成超氧离子(O2)。超氧离子可自发地或在超氧化物歧化酶(SOD)的作用下生成H₂O₂。
粒细胞颗粒中含有极丰富的髓过氧化酶(MPO)，此酶在Cl-和H2O2存在下有强杀菌作用，这些产物及中间产物都能有效地杀死细菌。
颗粒中还含有丰富的溶酶体酶，如有多种水解酶以及一些与炎症有关的蛋白质或多肽因子，对于消化细菌蛋白质有重要作用。
由于吞噬作用使细胞膜有所损失，粒细胞外膜须要修复，故粒细胞的脂类代谢也较活跃。成熟白细胞能合成长链的饱和及不饱和脂肪酸，并进一步掺入甘油三酯、磷脂或胆固醇。
单核细胞代谢 单核细胞吞噬作用的代谢过程与粒细胞略同： 吞噬过程是由糖酵解供能，以后氧消耗及氧化旁路均增强，由而产生H2O2。H2O2及一些溶酶体酶如酸性磷酸酶、脂酶、溶菌酶等有助于细菌体的消化。
淋巴细胞的代谢 血液中的淋巴细胞在形态上 （有大有小）和功能上(可分为许多亚群如T、B、K等) 都是不均一的，但它们都是具核的真核细胞，保持着各种基本的代谢过程。用组织化学和生化学方法所获得的淋巴细胞酶谱，证明淋巴细胞通过糖的氧化和酵解过程获得能量并维持核糖核酸及蛋白质的更新。
淋巴细胞的功能是进行免疫应答： 即有特定的细胞识别能力。能辨认特异的抗原并对之作出反应。虽然这个反应最后的表现因细胞功能而各异，但它们共同的基本点是活化及进入细胞周期运动而分裂增殖。淋巴细胞的活化表现为各种代谢步骤加速，按其发生的次序来说首先是RNA(尤其是rRNA)合成加速，继而是蛋白质合成旺盛 (包括组成新染色体的组蛋白及DNA合成所需酶类)，然后DNA合成兴起，细胞增殖，扩大了对付抗原的能力。触发此一系列变化的始动步骤被认为发生在细胞膜上；另一突出的变化是在淋巴细胞与活化剂接触2分钟后，cGMP含量显著增高。
B淋巴细胞系的代谢特点是合成免疫球蛋白(主要是IgM、IgD及IgG)。T淋巴细胞系能合成多种蛋白质类的“淋巴因子”，后者对淋巴细胞的免疫功能起各样的调节作用。
血小板代谢 血小板具有细胞膜、多种颗粒(溶酶体、致密体等)、高尔基复合体和少量线粒体，但无细胞核。正常血液中血小板数为每立方毫米15～25万 (150～250×10⁹/L)。
血小板的主要功能是参与机体的止血机构。当血管损伤时，血小板在血管损伤处经过粘着、凝聚、收缩、释放等过程，参与堵塞出血口等复杂的止血作用。血小板中的能量代谢相当活跃，当血小板行使止血功能时，细胞内葡萄糖和氧的消耗均增加，贮存的糖原亦被动用，糖酵解和有氧氧化是其获得能量的主要途径。
血小板参与止血各过程都和其收缩蛋白有关，它所含的肌纤凝蛋白在人体细胞中仅次于肌肉，在血小板表面膜上尚有多种糖蛋白，它们与血管壁上暴露的胶原作用后引起凝聚及释放，有些糖蛋白则参与凝血酶作用诱发释放。
血小板各种颗粒中存有多种促进聚集和止血的物质。致密体中含浓度较高的5羟色胺、钙和ADP及ATP，这些物质不与周围胞液交换，仅在接受刺激时释放。有些颗粒还含有与凝聚有关的特有蛋白质。当释放开始后，这些颗粒逐渐消失。释放过程源发于细胞膜。
当血小板粘着于破损血管的胶原纤维时，胶原、凝血酶等可激活血小板膜上的磷脂酶，此酶作用于血小板膜磷脂，使之释放出花生四烯酸。花生四烯酸在血小板内的环加氧酶作用下，氧化成环内过氧化物即前列腺素G2 (PGG2)和前列腺素H2 (PGH2)。在其他组织细胞中，PGG2和PGH2在酶的催化下转变成PGA2、B2、C2、D2、E2、F2αI2，而在血小板中，PGG2和PGH2在活性甚高的血栓恶烷A₂合成酶的催化下转变成血栓恶烷A₂，血栓恶烷A2是促进释放的因子。但血栓恶烷A2生成后仅30秒便有一半转化成无活性的血栓恶烷B2（见图）。因此，血小板在合成前列腺素过程中具有与其他组织细胞不同的