人的血液为什么是红色的,是因为血液中含有哪种物质所致?

Question

人的血液为什么是红色的,是因为血液中含有哪种物质所致?

Answer 1

血液为什么是红色
我们知道,血液在人体中昼夜不息地流动着,正是由于血液的流动,人才能够活着,因此在文学作品或其他艺术品中,红色有时就成为血液的代表物而用以象征生命或生命力.在小说的世界里,要想描述出一个惊心动魄的场面,就用人的鲜血来渲染.在电影和戏剧中更是如此,如果没有鲜红的血,戏剧的情节就不会那么动人心魄、扣人心弦.现在,世界各国通用的危险信号都是和血一样的红色,这和血的颜色是红色这一事实有着密切的关系.
但是,血为什么会是红色的呢?
要回答这个问题,只有深入到人体的血液细胞中去才会找到答案.
到底是什么成分构成了血的红色呢?
如果我们把从人体中采出的血液加入抗凝剂后,再应用离心分离器,可以很容易地将血液分离成红色的固体成分和黄褐色的液体成分（称为血浆）.显然,红色成分是存在于固体成分之中的.
当我们把这种固体成分放在显微镜下来观蔡时,可以发现它是由三种不同的细胞混合在一起的.它们分别被称为红细胞、白细胞和血小板.在1立方毫米的血液中,它们存在的浓度分别为450～500万个、6000～8000个和30～50万个.我们还可以根据这些血细胞成分比重之间的差异,采用精密离心分离法做进一步的分离,这时就可以看出红色成分是存在于红细胞中的.这就是我们所说的血红细胞.
如果在沉降下来的红细胞中加入蒸馏水,则由于被红细胞膜隔开的细胞内外渗透压等,而使水分渗入细胞血球内部.随着细胞内部压力增大,最后导致膜的破裂,这时细胞内的物质就溶出到外液中（称溶血现象）.再把这种液体用离心分离器分离处理,就得到红色透明的上清液（称溶血液）和极少量的沉淀物.沉淀物是红细胞膜的残骸,由于把它用食盐水洗涤时颜色变浅,因此所提到的红色成分的问题,最后归结为溶血液中溶解的是什么物质的问题.
将溶血液再用半透膜进行透析时,红色成分并不渗向外液.由此可知红色成分是一种高分子物质.使用盐析法.色谱法等分离方法分离溶血液中的离分子物质时,得到的主要是红色的蛋白质,另外还得到微量与红细胞代谢有关的酶等.红色的蛋白质称为血红蛋白（以下用Hb表示）,它就是我们所要寻找的血液中的红色成分.
在细胞中,Hb存在的浓度高达35％,而就血液整体而言,它约占15％的浓度.众所周知,Hb在体内除担负着输送氧气的作用而外,对于二氧化碳气的输送也扮演着重要角色.
氧合血红蛋白为红色,脱氧血红蛋白为紫红色.动脉血和静脉血的颜色,就是这种颜色的反映.由这种Hb的颜色所染成的红色血液,在所有脊椎动物体内不断地循环着.
Hb是由叫做珠蛋白的蛋白质和叫做血红素的低分子铁络化合物所形成的复合物,氧与中心铁原子相结合,这种血红素是血液颜色的来源.通过血红素分子中的卟啉环上的一电子和铁离子的d电子体系对于电磁波的吸收,使它在可见光区域出现几个特征吸收谱带,尤其在415～430纳米的位置上,存在着分子吸光度为1．3X105摩尔－17厘米－1左右的强吸收带,称为索雷特带.
老化了的红细胞由肺脏等加以破坏,Hb也被分解.作为血红素分解产物的尿胆素原和尿胆素,则成为粪便的成分被排泻到体外.粪便的黄褐色就是来源于这些物质.如果只问血为什么是红色而不问粪便为什么是黄色,那就未免有些不公平了.
但是,人的血液也并不总限于是红色的,几千人中常会找到一个具有异常血红蛋白的人.这种异常血红蛋白是在发生突然变异后,使得珠蛋白分子中的某一氨基酸被其它种类的氨基酸所替代.M型异常血红蛋白中虽然也存在有血红素和铁的结合,但是在这种结合的附近,如果出现了某个被替代了的氨基酸,那么,这种血红蛋白不仅不能和氧结合,而且颜色也会发生改变,使这种Hb成为咖啡色,含有这种血红蛋白的血液就成为暗红色.含这种血液的人,无论是唇、面颊、耳垂、指甲和口腔等均呈紫色,所以叫做黑血症.
最后,我们再来举一个血液不一定是红色的例子.软体动物和节肢动物的血液是蓝的（也有例外）,就是因为这类动物的血淋巴中溶解有叫做血蓝蛋白的蓝色钢蛋白质,它也起着氧的运输作用.有的读者可能还记得,在我们童年的时候,把蚂蚌或蜻蜒解剖,怎么也找不到有红色的血液流出来的那样一种惊奇的心情吧.