紅細胞是血液中最主要的細胞，執(zhí)行運氧功能。在骨髓中由造血干細胞定向分化成為紅系細胞。紅系細胞在發(fā)育的過程中，經(jīng)歷了原始紅細胞、早幼紅細胞、中幼紅細胞、晚幼紅細胞、網(wǎng)織紅細胞等階段，最后才發(fā)育成為成熟紅細胞。成熟紅細胞除質(zhì)膜和胞漿外，無其他細胞器結(jié)構(gòu)，因此不能進行核酸和蛋白質(zhì)的生物合成。葡萄糖是成熟紅細胞的主要能量物質(zhì)，以糖酵解為主要供能途徑，所產(chǎn)生的能量用以維持紅細胞膜和血紅蛋白的正常功能。

（一）成熟紅細胞的糖代謝

成熟紅細胞每天從血漿中攝取30g葡萄糖，其中90%～95%通過糖酵解途徑和2，3－二磷酸甘油酸旁路進行代謝，5%～10%通過磷酸戊糖途徑代謝。

1．糖酵解和2，3－二磷酸甘油酸旁路　糖酵解是成熟紅細胞獲得能量的惟一途徑，每mol葡萄糖經(jīng)糖酵解可凈產(chǎn)生2mol ATP和2mol NADH＋H＋。

紅細胞中的糖酵解途徑存在側(cè)支循環(huán)，即2，3－二磷酸甘油酸（2，3－diphosphoglyceric acid，2，3－DPG）旁路（圖13－2）。這一支路的分支點是：糖酵解途徑中的1，3－DPG在二磷酸甘油酸變位酶的催化下，轉(zhuǎn)變生成2，3－DPG，后者又在2，3－DPG磷酸酶催化下水解生成3－磷酸甘油酸，以后繼續(xù)沿糖酵解途徑分解代謝。紅細胞中的2，3－DPG含量較高，它的主要作用是調(diào)節(jié)血紅蛋白的運氧功能，降低血紅蛋白對氧的親和力，促進血紅蛋白釋放氧。

圖13－2　2，3－DPG旁路

2．磷酸戊糖途徑　紅細胞中的葡萄糖，除大部分通過糖酵解途徑代謝外，少部分通過磷酸戊糖途徑代謝，此途徑可產(chǎn)生大量的NADPH＋H＋，主要在氧化還原系統(tǒng)中起作用。

3．紅細胞內(nèi)糖代謝的生理意義

（1）ATP的功能：主要用于維持紅細胞膜上鈉泵的正常運轉(zhuǎn)；ATP還用于維持紅細胞膜上鈣泵的運行；此外少量的ATP還用于谷胱甘肽、NAD＋等的生物合成；維持紅細胞膜上和血漿中的脂質(zhì)進行交換；ATP也用于葡萄糖的活化，啟動糖酵解過程。

（2）2，3－DPG的功能：2，3－DPG旁路中生成的2，3－DPG由于電負性很高，與血紅蛋白帶正電基團的β亞基結(jié)合，使血紅蛋白的緊密型構(gòu)象更趨穩(wěn)定，從而降低血紅蛋白對氧的親和力，促進Hb釋放出O2，有利于PO2低的組織細胞對氧的攝取。2，3－DPG還可以減少糖酵解中能量的產(chǎn)生，使ATP、1，3－DPG不致堆積，ADP、Pi不會太少，有利于糖酵解不斷進行。

（3）NADH和NADPH的功能：紅細胞中的NADH和NADPH在氧化還原系統(tǒng)中起重要作用。它們能保護紅細胞膜蛋白、血紅蛋白和酶蛋白的巰基不被氧化，從而維持紅細胞的正常功能。磷酸戊糖途經(jīng)生成的NADPH可維持紅細胞內(nèi)還原型谷胱甘肽（GSH）的含量，GSH通過過氧化物酶還原體內(nèi)生成的過氧化氫，以消除過氧化氫對血紅蛋白、酶和膜蛋白上巰基的氧化作用，使它們免受氧化劑的損傷（圖13－3）。

圖13－3　谷胱甘肽的氧化與還原及其有關(guān)代謝

（二）成熟紅細胞的脂代謝

成熟紅細胞由于缺乏完整的亞細胞結(jié)構(gòu)，所以不能從頭合成脂肪酸，不能進行脂代謝，通過從血漿轉(zhuǎn)運脂質(zhì)維持其脂類組成、結(jié)構(gòu)和功能。