特点

• 结构特点：成熟红细胞除质膜和胞质外，无细胞核和线粒体等细胞器，其代谢比一般细胞单纯。
• 代谢特点：葡萄糖是成熟红细胞的主要能量物质，血液循环中的红细胞每天大约从血浆摄取 30g 葡萄糖，其中 90%-95% 经糖酵解通路和 2，3-磷酸甘油酸（2，3-BPG）支路进行代谢，5%-10% 通过磷酸戊糖途径进行代谢。

糖酵解是红细胞获得能量的唯一途径

1 mol 葡萄糖经酵解生成 2 mol 乳酸的过程中，产生 2 mol ATP 和 2 mol NADH+H+，通过这一途径可使红细胞内 ATP 的浓度维持在 1.85x10³mol/L 水平。

1. 维持红细胞膜上钠泵（Na⁺，K⁺-ATP 酶）的运转
   • Na⁺ 和 K⁺ 一般不易通过细胞膜，钠泵通过消耗 ATP 将 Na⁺ 泵出、K⁺ 泵入红细胞，以维持红细胞的离子平衡，以及细胞容积和双凹盘状形态。
2. 维持红细胞膜上钙泵（Ca²⁺-ATP 酶）的运行
   • 将红细胞内的 Ca²⁺ 泵入血浆，以维持红细胞内的低钙状态
   • 缺乏 ATP 时，钙泵不能正常运行，钙将聚集并沉积于红细胞膜，使膜失去柔韧性而趋于僵硬，红细胞流经狭窄的脾窦时易被破坏。
3. 维持红细胞膜上脂质与血浆脂蛋白中的脂质进行交换
   • 缺乏 ATP 时，脂质更新受阻，红细胞的可塑性降低，易于破坏
4. 少量 ATP 用于谷胱甘肽、NAD⁺/NADP⁺ 的生物合成
   • 谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸结合而成的三肽化合物，是机体中重要的抗氧化物质
   • 肝细胞是合成谷胱甘肽的主要部位，此过程需要 ATP 参与
   • 烟酰胺在体内与 ATP 反应生成辅酶 NAD⁺ 和 NADP⁺，这两种辅酶在生物氧化还原反应中起电子载体或递氢体作用。
5. ATP 用于葡萄糖的活化，启动糖酵解过程：葡萄糖分解的第一步反应就是发生磷酸化而活化，此过程需由 ATP 供能。

红细胞的糖酵解存在 2,3-二磷酸甘油酸旁路

• 特点：
  • 主线大于支路：2,3-BPG 旁路占糖酵解的 15%-50%
  • 合成大于分解：由于 2,3-BPG 磷酸酶的活性较低，2,3-BPG 的生成大于分解，造成红细胞内 2,3-BPG 升高
• 功能：红细胞内 2,3-BPG 虽然也能供能，但主要功能是调节血红蛋白的运氧功能——人体能通过改变红细胞内 2,3-BPG 的浓度来调节对组织的供氧。
  • 当血流经过 PO₂ 较高的肺部时，2,3-BPG 的影响不大，而当血流流过 PO₂ 较低的组织时，红细胞中 2,3-BPG 的存在则显著增加 O₂ 释放，以供组织需要
  • 在 PO₂ 相同条件下，随 2,3-BPG 浓度增大，HbO₂ 释放的 O₂ 增多

磷酸戊糖途径提供 NADPH 维持红细胞的完整性

• 产生
  • 红细胞内磷酸戊糖途径的代谢过程与其他细胞相同，主要功能是产生 NADPH+H+
  • 磷酸戊糖途径是红细胞产生 NADPH 的唯一途径
• 作用
  • NADH 和 NADPH 是红细胞内重要的还原当量，它们能够对抗氧化剂，保护细胞膜蛋白质、血红蛋白和酶蛋白的巯基等不被氧化，从而维持红细胞的正常功能
  • 红细胞中的 NADPH 能维持细胞内还原型谷胱甘肽（GSH）的含量，使红细胞免遭外源性和内源性氧化剂的损害
• 缺乏：葡糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症（俗称蚕豆病）病人，因红细胞中磷酸戊糖途径关键酶缺乏而导致 NADPH 量不足，无法维持谷胱甘肽的还原状态，因此在接触强氧化因子时，红细胞细胞膜破裂导致溶血
• 高铁血红蛋白还原系统
  • 由于氧化作用，红细胞内经常产生少量高铁血红蛋白（MHb），MHb 铁为三价，不能带氧
  • 但红细胞内有 NADH-高铁血红蛋白还原酶（最重要）和 NADPH-高铁血红蛋白还原酶催化 MHb 还原成 Hb
  • GSH 和抗坏血酸也能直接还原 MHb
  • 由于有 MHb 还原系统的存在，使红细胞内 MHb 只占 Hb 总量的 1%-2%

红细胞不能合成脂肪酸

• 成熟红细胞由于没有线粒体，因此无法从头合成脂肪酸（缺乏乙酰 CoA）
• 红细胞通过主动参入和被动交换不断地与血浆进行脂质交换,维持其正常的脂质组成、结构和功能

高铁血红素促进珠蛋白的合成

见血红素的合成#合成调节。