疑难问题：关注过哺乳动物红细胞的结构、功能和演变过程，今天看到内质网平台上在讨论哺乳动物成熟红细胞的厌氧呼吸代谢产物是什么的讨论，查找了一些资料，现摘录总结如下。

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有细胞膜外，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。也不能进行有氧氧化，不能利用脂肪酸。血糖是其唯一的能源。红细胞摄取葡萄糖属于易化扩散，不依赖胰岛素。成熟红细胞保留的代谢通路主要是葡萄糖的酵解和磷酸戊糖通路以及2，3－二磷酸甘油酸支路。

成熟红细胞的代谢特点可从三个方面说明：能量代谢、2，3－二磷酸甘油酸支路、氧化还原系统。

1．糖酵解

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，需通过易化扩散方式被吸收到红细胞内。葡萄糖进入红细胞后变成6-磷酸葡萄糖，其中约有90％～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O2，自身不消耗O2，其内电解质以钾最多、钠含量较少，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。

2．2，3－二磷酸甘油酸（2，3－BPG）支路

红细胞中，2，3－二磷酸甘油酸（2，3－DPG）的重要作用是调节血红蛋白的带O2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。

在糖无氧酵解通路中，1，3－二磷酸甘油酸（1，3－BPG）有15～50%在二磷酸甘油酸变位酶催化下生成2，3－BPG，后者再经2，3－BPG磷酸酶催化生成3－磷酸甘油酸。经此2，3－BPG的侧支循环称2，3－BPG支路。

2，3-BPG支路图

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-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O2的亲合力，促使O2和血红蛋白解离。尤其当血液通过组织时，红细胞中2，3-DPG的存在就能显著增加O2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O2量。

当红细胞内2，3-BPG浓度升高时有利于HbO2放氧，而2，3-BPG浓度下降则有利于Hb与氧结合。BPG变位酶及2，3-BPG磷酸酶受pH值调节。在肺泡毛细血管血液pH高，BPG变位酶受抑制而2，3-BPG磷酸酶活性强。使红细胞内2，3-BPG的浓度降低，有利于Hb与O2结合。

反之，在外周组织毛细血管中，血液pH下降，2，3-BPG的浓度升高，则利于HbO2放氧，借此调节氧的运输和利用，具有重要生理意义。但2，3-BPG的生成是以减少一个ATP的生成为代价的。

３．氧化还原系统—磷酸戊糖通路

红细胞中存在着一系列还原系统，以保持红细胞的正常功能。

红细胞内利用葡萄糖的5～10%通过磷酸戊糖通路代谢，为红细胞提供另一种还原力（NADPH），NADPH在红细胞氧化还原系统中发挥重要作用，具有保护膜蛋白、血红蛋白及酶蛋白的巯基不被氧化，还原高铁血红蛋白等多种功能。

（1）谷胱甘肽代谢

红细胞内谷胱甘肽含量很高，而且几乎全是还原型GSH。GSH的主要生理功能是对抗氧化剂对巯基的氧化。细胞内可自发生成少量超氧阴离子，同时感染时的白细胞吞噬作用亦可产生超氧阴离子，可被超氧化物歧化酶（SOD），催化生成过氧化氢。

而GSH在谷胱甘肽过氧化酶作用下将H2O2还原为H2O，GSH自身被氧化为氧化型谷胱甘肽（GSSG）。后者在谷胱甘肽还原酶催化下，由NADPH＋H＋供氢重新还原为GSH。

谷胱甘肽的氧化与还原

催化NADPH生成的关键酶为葡萄糖-6-磷酸脱氢酶。此酶缺陷的病人一般情况下无症状，但有外界因素如进食某种蚕豆影响，即引起溶血。因吃蚕豆可诱导发病，故这种病又称蚕豆病。

（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MHb产生，而由于红细胞内有一系列酶促及非酶促的MHb还原系统，故正常红细胞中MHb只占1-2%。

催化MHb还原的主要是NADH-脱氢酶，辅酶为NADH＋H＋。NADPH脱氢酶，也参与MHb还原，但作用较小。除此之外，抗坏血酸和GSH可直接还原MHb，而氧化型抗坏血酸和GSSG的还原作用最终需NADPH＋H＋供氢。

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。

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。