(奇妙的創造)血的結構與功能

香港 陳永康
『論到一切活物的生命,就在血中』(利十七14)。

人是一個奇特的生物機器,他生存所需要的必需品完全來自大自然。這副機器需要水、食物、陽光、氧氣來維持它的運作。在低等動物中,氧氣可直接經過擴散滲入每一個細胞,但大多數動物都有循環系統幫助輸送氧氣到每一個細胞。而紅血球是這系統的主角,人所發明的東西,沒有一個可以媲美動物的運輸系統。人類要生存,除了要有食物和飲用水供應之外,我們還要透過不停的呼吸,吸入足夠的氧氣,來維持生命。血液中的血紅蛋白能吸附氧氣,使它隨血管運送到身體內的不同組織,進行各種生理的反應,並製造足夠的能量,維持我們的生命氣息,保證我們有適當的活動能力。

血紅蛋白不獨結構奇妙,而且運作的機能都叫人讚歎不已!血紅的蛋白分子是由兩對α和β的肽鏈接合組成;α,β肽鏈分別由141和146個氨基酸分子,按特定的排列序而組成,整個蛋白分子形成球狀,如下圖所示。只要肽鏈排序有稍微的偏差,就會引致不同的疾病,如有一種名為「鐮刀型紅血球」的遺傳疾病,原因是在β肽鏈的第六個位置的氨基酸發生錯誤,其錯誤率雖只有1/287,卻直接使血紅蛋白分子由原來有利於流動的球型變為鐮刀的形狀,可以想像這三尖八角像鐮刀形狀的血球,極容易在血管中形成淤塞,為病人帶來諸多的痛症;而且含鐮刀型紅血球的細胞,在人體中的壽命週期只有10-20天 (正常的紅血球為90-120 天),亦為病者帶來貧血的症狀。

無論α或β的肽鏈,在其獨特的三級結構中,能包含一個紅血素的小分子,小分子由噗林的雜環,配以中央鉗藏了一個亞鐵的離子 (圖中的Fe2+),在富氧的肺泡中,鐵離子能與氧分子結合,亞鐵離子的六元配位可以完全滿足,這絡合物顏色因而呈血紅色。其實紅血素與氧氣的結合親和能力不算強,只有在氧氣濃度高的條件下 (即在肺泡中),才可結合成為穩定的絡合物,但當血紅蛋白分子內的第一個紅血素與一氧分子結合以後,能產生協同效應,其它三個紅血素就變得更容易與氧氣結合。當帶有四個氧分子的紅血蛋白,隨血液流動至人體的其它組織,不在富氧的環境下,氧氣的分子可以自由釋放出來,以供應生命活動的需要。同時血紅蛋白除了運載氧氣外,它還可以與二氧化碳結合,並將它排出體外。

我們的軀體受造奇妙,可見證創造主的智能。我們也要感謝主耶穌,祂願意為我們流血並捨棄生命,用祂的寶血洗淨我們眾人的罪。

弗一7:「我們藉這愛子的血,得蒙救贖,過犯得以赦免,乃是照他豐富的恩典。」約壹一7:「他兒子耶穌的血,也洗淨我們一切的罪。」

(作者任教於香港浸會大學化學系)

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