运送氧气的分子
据估计,每个红细胞约含2.7亿个血红蛋白分子。这种蛋白质由两种链(成人为2条α链和2条β链)组成,每条链上有一个含铁原子的“血红素”,因此最多可携带4个氧分子。19世纪中叶它被结晶分离后,1904年克里斯蒂安·玻尔等人发现,在二氧化碳多、偏酸性的地方血红蛋白更容易释放氧——即“玻尔效应”,因此正在工作的肌肉能获得更多氧。由于结合一个氧后下一个氧更容易结合,氧结合曲线呈S形,1965年莫诺、怀曼和尚热的变构模型解释了这种协同性。1936年,莱纳斯·鲍林通过磁性研究了氧与铁的结合。
结构与分子病
1959—1960年,马克斯·佩鲁茨用X射线晶体学解析出血红蛋白的三维结构,并于1962年获得诺贝尔化学奖。1949年,鲍林团队发现镰状细胞病患者的血红蛋白电学性质不同,提出“分子病”的概念;1957年,弗农·英格拉姆查明病因是β链上仅一个氨基酸的改变——这是早期证明基因DNA的微小变化即可致病的例子。1954年,安东尼·阿利森报告携带一份镰状细胞性状的人对疟疾抵抗力更强,用自然选择解释了该基因在疟疾流行区常见的原因。在中国南方较常见的地中海贫血同样是血红蛋白合成异常的遗传病。2023年,CRISPR基因编辑疗法首次获批用于镰状细胞病。
数值与健康
血红蛋白值是判断贫血的核心指标。按世界卫生组织标准,成年男性低于13 g/dL、非孕成年女性低于12 g/dL即为贫血,但实验室、年龄和海拔不同,标准会略有差异。最常见的原因是缺铁,可出现乏力、头晕和气短;数值过高也可能提示脱水、吸烟或某些疾病。一氧化碳与血红蛋白的结合力比氧强200倍以上,会阻碍氧的运输,若出现头痛头晕且怀疑煤气等来源,应立即通风并撤离。血糖长期偏高时葡萄糖会附着在血红蛋白上,测得的糖化血红蛋白(HbA1c)反映过去约2—3个月的平均血糖。检查结果的解读和铁剂的服用请务必咨询医生。本文为一般信息,不能替代诊断或治疗。
本文为一般健康信息,不能代替诊断或治疗。如症状持续,请咨询医生。
常见问题
- 吃什么能提高血红蛋白?
- 如果是缺铁引起,红肉、动物肝脏、豆类和深绿色蔬菜等富铁食物,加上促进吸收的维生素C会有帮助。但贫血原因多样,应先检查明确病因。
- 血液为什么是红色的?
- 这是血红素吸收光的方式所致:结合氧时呈鲜红色,释放氧后呈暗红色。静脉看起来发蓝是光穿过皮肤后的效果。
来源核查日期:2026-10-26
参考文献
- Bohr, C., Hasselbalch, K., & Krogh, A. (1904). Ueber einen in biologischer Beziehung wichtigen Einfluss, den die Kohlensäurespannung des Blutes auf dessen Sauerstoffbindung übt. Skandinavisches Archiv für Physiologie, 16(2), 402–412.
- Pauling, L., & Coryell, C. D. (1936). The magnetic properties and structure of hemoglobin, oxyhemoglobin and carbonmonoxyhemoglobin. PNAS, 22(4), 210–216.
- Pauling, L., Itano, H. A., Singer, S. J., & Wells, I. C. (1949). Sickle cell anemia, a molecular disease. Science, 110(2865), 543–548.
- Ingram, V. M. (1957). Gene mutations in human haemoglobin: the chemical difference between normal and sickle cell haemoglobin. Nature, 180, 326–328.
- Perutz, M. F., Rossmann, M. G., Cullis, A. F., Muirhead, H., Will, G., & North, A. C. T. (1960). Structure of haemoglobin: a three-dimensional Fourier synthesis at 5.5-Å resolution. Nature, 185, 416–422.
- Monod, J., Wyman, J., & Changeux, J.-P. (1965). On the nature of allosteric transitions: a plausible model. Journal of Molecular Biology, 12(1), 88–118.
- Allison, A. C. (1954). Protection afforded by sickle-cell trait against subtertian malarial infection. British Medical Journal, 1(4857), 290–294.
- World Health Organization. (2011). Haemoglobin concentrations for the diagnosis of anaemia and assessment of severity (WHO/NMH/NHD/MNM/11.1). Geneva: WHO.
- Frangoul, H., et al. (2021). CRISPR-Cas9 gene editing for sickle cell disease and β-thalassemia. New England Journal of Medicine, 384(3), 252–260.
