动物体内血红蛋白的合成和分解过程。红细胞中的血红蛋白是由珠蛋白与血红素缔合而成的结合蛋白质。它是血液中运输氧的载体，并参与二氧化碳的运输。血红蛋白主要在骨髓有核红细胞中合成，其中珠蛋白的合成过程与一般蛋白质相同，而血红素则由甘氨酸、琥珀酰辅酶A及Fe^2＋合成。衰老的红细胞在肝、脾等网状内皮系统中被破坏，所含血红蛋白迅速分解为珠蛋白和血红素。珠蛋白参加体内蛋白质代谢；血红素则经胆绿素生成胆红素。胆红素经血液运输，在肝和肠道中发生变化，最后以胆素形式随粪、尿排出体外。当胆红素代谢过程中的某个环节发生障碍时，会使胆红素在血中蓄积而引起黄疸。

图1 血红素的生物合成

合成血红素的原料是甘氨酸、琥珀酰辅酶A（三羧酸循环的中产物之一）和Fe^2＋。合成过程可分为三个阶段。①在线粒体内，甘氨酸和琥珀酰辅酶A在δ-氨基-γ-酮戊酸合成酶催化下，生成δ-氨基-γ-酮戊酸（ALA）。②ALA穿过线粒体膜进入胞液，在胞液中两分子ALA经ALA脱水酶催化缩合成一分子卟胆原，然后四分子卟胆原在卟胆原脱氨酶作用下，脱氨缩合生成线状四吡咯，再经尿卟啉原Ⅲ同合成酶催化，环化生成尿卟啉原Ⅲ，后者脱羧变为粪卟啉原Ⅲ，并重返线粒体。③在线粒体中，粪卟啉原Ⅲ经氧化和脱羧生成原卟啉原Ⅸ，再经氧化生成原卟啉Ⅸ，后者和Fe^2＋在铁螯合酶催化下生成血红素。血红素生成后从线粒体转入胞液，与珠蛋白结合成为血红蛋白（图1）。A L A合成酶是限速酶，当血红素生成过多时，其过量部分可被氧化成高铁血红素，它不但能反馈阻遏ALA合成酶的合成，而且又能直接反馈抑制此酶的活性，从而减少血红素的生成。铁对血红素的合成有促进作用，血红素又对珠蛋白的合成有促进作用。当体内缺铁或铁代谢障碍时，血红蛋白的合成减少，导致缺铁性贫血，常见于哺乳期的仔猪。

衰老的红细胞在网状内皮系统内破坏，释放出的血红蛋白迅速除去珠蛋白而分离出血红素。血红素经氧化断裂，释出铁和一氧化碳生成胆绿素，后者再还原成胆红素。胆红素难溶于水，进入血液后与血浆清蛋白结合成复合物而运输，此种胆红素在兽医临床上又称间接胆红素。间接胆红素有毒性，但因与清蛋白结合不易透过细胞膜，在正常情况下不会对组织细胞发生毒害作用。当随血液运到肝脏时，胆红素与清蛋白分离而进入细胞内，然后与尿苷二磷酸葡萄糖醛酸（UDPGA）反应生成葡萄糖醛酸胆红素（又称直接胆红素）。直接胆红素没有毒性，在水中的溶解度较大，它随胆汁排入肠道。在肠道细菌的作用下，先脱去葡萄糖醛酸基，再逐步还原成无色的粪胆素原和尿胆素原，统称为胆素原，大部分胆素原随粪便排出体外，经空气氧化，变成具有黄褐色的尿胆素和粪胆素，统称为胆素，是粪便中的主要色素，也是血红素分解代谢最终排出体外的产物。在肠道产生的胆素原有少量可被吸收入血，经门脉进入肝脏。其中大部分再随胆汁排入肠道，形成“肠肝循环”。小部分可随血液运至肾脏随尿液排出（图2）。在正常情况下，体内血红蛋白分解产生的胆红素都能及时排出，故血液中胆红素的浓度极低。但在疾病情况下，或是由于胆红素生成过多，或是由于肝细胞摄取、结合或排泄胆红素的功能发生障碍，都可使血中胆红素浓度过高，出现高胆红素血症。胆红素进入组织，将组织染成黄色，称为黄疸。（翟全志）

血红蛋白代谢

图2 胆红素的形成、转变及排出