字級:
小字級
中字級
大字級

認識現實中的「工作細胞」:紅血球

最近日本漫畫家清水茜的<工作細胞>動畫很紅,你可能知道紅血球(Red blood cells, 簡稱RBCs)是血液中數量最多的一種血球,會攜帶氧氣供給全身的器官,是人體不可或缺的重要細胞。可是除此之外,你真的瞭解人體內的紅血球嗎? 你知道「不同種動物的紅血球其實長得不太一樣」嗎?而且紅血球小時候的體型,甚至比長大後還要大喔!讓我們一起來認識在體內認真做快遞,運送養分和氧氣的紅血球吧!

紅血球初發現

微生物學之父 雷文霍克所繪製的「紅色小體」插圖;影像來源:Illustration of “red corpuscles” of blood by A van Leeuwenhoek(Letter 42 of Arcana Natura, 1695)微生物學之父 雷文霍克所繪製的「紅色小體」插圖;影像來源:Illustration of “red corpuscles” of blood by A van Leeuwenhoek(Letter 42 of Arcana Natura, 1695)

荷蘭博物學家簡·斯旺默丹(Jan Swammerdam)在1658年藉由顯微鏡初次觀察到紅血球。1695年旺默丹的友人,也就是微生物學之父—雷文霍克(Antoni van Leeuwenhoek)在觀察青蛙血液的過程中,描述並記錄下了當時所看到的紅色小體(如上圖)。然而這項成就到了往後150年都還沒有人打破,在這段時間內,人類對於血液中微觀世界的認識,除了紅色小體外,其他仍一無所知。

紅血球如何出生?

紅血球的生成過程,可以發現在過程中紅血球的體積由大變小紅血球的生成過程,可以發現在過程中紅血球的體積由大變小

當血液中的氧氣濃度減少時,腎臟會開始分泌「紅血球生成素」(Erythropoietin,簡稱EPO),受到紅血球生成素的刺激後,在骨髓中的造血幹細胞會經過一連串的分化過程,其中晚期幼紅細胞(normoblast)會來個大瘦身,把細胞核吐出來,最後變成網織球(Reticulocyte),從幹細胞到網織球的過程大概需要5天,而網織球會從骨隨釋放到血液中,約2天後這些紅血球就會變成成熟的紅血球,之後約能存活120天。在特殊情況中,肝、脾等器官也會製造紅血球,稱為「髓外造血」(extramedullary hemopoiesis),不過那又是另外一個故事了。

「紅血球形態」能告訴我們的事

當我們從動物體內取得血液後,可以把少量的血液作成抹片,或是藉由血液學分析儀來得知血球的狀態。在血液抹片中,我們會觀察紅血球的型態、大小、結構、數量,還有紅血球的顏色正不正常。像是下圖中受到焦蟲感染的紅血球,就可以看到紅血球裡面有異物。如果是在「再生性貧血」的案例中,我們則可以看到紅血球的大小變的不一致,出現大大小小的紅血球,有些甚至還會有核。這時候透過前面對紅血球生成的瞭解,我們可以臆測,還沒有成熟的紅血球提早離開骨髓,進入血液中了。如要尚未成熟的紅血球達成正常執行氧氣運輸的功能是困難的。可以想見這對身體健康的影響不容小覷!

影像來源:wikimedia影像來源:wikimedia

血液檢測,讓身體的秘密無所遁形

藉由上面的說明,我們了解到,透過「血液檢測」可以探知體內很多不為人知的秘密。就像偵探藉由蛛絲馬跡的線索,就能推理找到真相一樣,醫檢、研究人員透過血液檢測也可以獲得很多訊息。尤其許多疾病在發展的初期,身體不見得會有明顯的症狀。這時候透過定期的血液檢查,將獲得的各項數值,與正常值做比對,就可以幫助判斷在一定時間內身體的健康狀況。

為了瞭解實驗動物的血液健康狀況,國家實驗動物中心從2011年8月開始,在病理分析的服務項目中,就新增了「血液學檢測」項目,提供「全套血球計數」(Complete Blood Count, 簡稱CBC)的服務,輔助動物健康狀況的判讀。

紅血球都是「雙凹圓盤狀」嗎?

不同種類的動物紅血球;影像來源:國家實驗動物中心 陳勇惟獸醫師不同種類的動物紅血球;影像來源:國家實驗動物中心 陳勇惟獸醫師

另外,生物課本都告訴我們紅血球是「雙凹圓盤狀」,但這是真的嗎?其實大多數的哺乳動物,像是人、狗、小鼠、貓的紅血球確實是雙凹圓盤狀的;但是鳥類、兩棲類、爬蟲類的紅血球則以「有核的橢圓形」紅血球為主。到底細胞有核或沒核,差別在哪呢?有核紅血球是較原始的構造,所以在演化的過程中,除了比較進化的哺乳動物,其他的動物大多維持有核的構造。至於紅血球呈雙凹圓盤狀的好處是什麼呢?一般認為可以幫助紅血球的體積縮小,不但有助於在細胞間遊走,此外也可能增加承載氧氣的表面積,並節省能量的耗損喔!

今天的「工作細胞:紅血球」介紹就到此告一段落,希望能幫助大家更了解身體裡的好幫手—紅血球,那我們就下次空中再會吧!