为什么人体的血液是红颜色的？

为什么人体的血液是红颜色的？

，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.

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各类动物的血液由于组成成分及其生理状态的差异而在颜色上也有所不同，如绝大多数脊椎动物的血液是红色的，无脊椎动物的血液则有的呈蓝色，有的呈紫红色、绿色等。 那么，动物血液的颜色到底是由什么决定的呢？有人认为血液的颜色取决于所含某种离子的颜色，如认为脊椎动物和蚯蚓等的血液呈红色是由于铁离子的存在；蓝色血液是由于铜离子的存在等[事实上fe2+在水溶液中为浅绿色，fe3+一般为黄色；cu2+只有在cu(h2o)2+4状态呈蓝色，其余均为无色]。笔者认为，诸如这些说法都是不正确的，因为这些离子一方面并不显示该种动物血液的颜色，否则像脊椎动物的动脉血为鲜红色而静脉血为暗红色的这种颜色的变化就无法解释了，因为动脉血和静脉血中铁离子并没有发生化合价的变化。另一方面，这些离子在血液中并不是孤立存在的，如fe2+存在于血红蛋白的辅基--血红素中，原卟啉与fe2+形成四配位体螯合的络合物，其外围被血红素分子的珠蛋白链的氨基酸残基包围着以提供飞机型低介电的环境保护fe2+不被氧化为fe3+。同样，有些动物血液中的cu2+也是和蛋白质结合在一起的，所以动物血液的颜色不一定就呈现某种离子的颜色。 动物血液呈现什么颜色，要看血液中生色物质所吸收的光是哪些可见光，如果吸收的某种或某些可见光，则显示出的颜色就是这些颜色的互补色，或者说对哪种光不吸收或吸收的较少则显示出该种颜色，正如叶绿素对绿色光几乎不吸收而使其呈现绿色一样。血红蛋白的血红素分子有11个双键，共轭双键所吸收的可见光使得血红蛋白呈红色。然而，血红蛋白在氧合状态和脱氧状态下由于构象的变化使得它们的吸收光谱也有所不同。所以，氧合血红蛋白最终呈现的颜色是红色，脱氧血红蛋白的颜色是紫蓝色。因此，脊椎动物血液中氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白所占的比例就决定了动脉血和静脉血的颜色。在一些无脊椎动物中，多数动物的血液不含血红蛋白，如软体动物（头足动物和石鳖属等）以及节肢动物（虾、蟹及肢口纲的鲎）所含的是血蓝蛋白。血蓝蛋白分子由cu2+和1个约200个以上氨基酸的肽链结合而成，和血红蛋白一样，该呼吸色素的颜色也与其状态有关，在氧和状态下为蓝色，在非氧和状态下则为无色或白色。有些多毛虫（如帚毛虫科、绿血虫科）的血液中含有血绿蛋白，钙蛋白也含有铁离子，化学性质与血红蛋白相似，氧合时呈红色，而非氧和状态下却呈绿色；另外，像星虫、多毛虫纲的长沙蚕属及腕足动物中的血液中也有一种含 铁的蛋白叫血褐蛋白，该蛋白不含卟啉结构，氧和状态下显紫红色，而非氧和状态下为褐色。 值得一提的是昆虫的血液，昆虫的血液其实一个运送营养物质和代谢废物的内部介质，所以又称血淋巴，由血浆和血细胞组成，因呼吸作用在气管中进行，故昆虫的血液无呼吸色素。昆虫的血液也常有各种颜色，常见的有黄色、橙红色、蓝绿色和绿色等，它们血液中所含的色素物质使得其血液呈现出特定的颜色，如大天蚕蛾中有α-胡萝卜素、核黄素和黄素-核苷酸；家蚕中的黄酮、荧光素和叶酸；菜粉蝶的幼虫血液的绿色是因为黄色蛋白（其辅基为β-胡萝卜素和叶黄素）和一种蓝色蛋白（其辅基为胆绿素）共同存在的结果。在散居型飞蝗绿色血液中也有类似的成分，但是，一种绿色蝽的绿色血液是由于一种β-胡萝卜素-蛋白复合体和一种近似花青素存在的结果。昆虫血液中的这些色素一般认为是从食物中获得的。另外，昆虫血液的颜色有的还与性别有关，如菜粉蝶的幼虫、蛹和成虫的血液，雌的为绿色，雄的则为黄色或无色。

人类很早就知道血是红色的，也知道血对人的重要，如果血流尽了，人就会死去。对于人类生命来说血液是如此之重要，所以，在人类的语言中，关于血液的词汇也十分丰富，如血气方刚、热血沸腾、呕心沥血等等。那么，血液为什么是红色的呢？这是因为在血管中奔流的红细胞是血液最主要的构成，它占全部血液量的50％左右。所以，当这些红细胞悬浮在血浆中就使得血液成为红色的了。 红细胞的主要成分是一种名叫血红蛋内的物质，血红蛋白是一种含铁的结合蛋白质，由球蛋白和血红素组成，其中关键部分是能够携带氧分子的含铁血红素。由于每个红细胞有四个含铁血红素分子，所以—个红细胞可以携带四个氧分子。红细胞的颜色因含氧量不同而稍有变化。在我们人体的血液中，所含氧气量的多寡，是决定血液颜色的关键因素之一。动脉血因含氧量高，所以颜色鲜红；静脉血含氧量少，所以颜色暗红。当我们不小心划破皮肤时。从伤口处就会流出红色的液体，这就是我们人体的血液。 一般我们用血眼看见的血液是红色的，然而，如果用显微镜看，血的颜色似乎变了，不再是鲜红的，而呈淡黄色。为什么？这要从血液的成分谈起。血液由细胞部分和非细胞部分组成．细胞部分有红细胞、白细胞、血小板；非细胞部分为血浆。血浆的主要成分是水、氨基酸、糖类、脂类、维生素、无机盐等。在显微镜下，血液中的血细胞不像肉眼看见的那么密集，淡黄色的血浆因而成为我们视界的底色。 血液是人体中最重要的成分之一。占成年人体重的8％左右，相当于每千克体重中有70～80毫升的血液，也就是说一个体重60千克的成年人，体内约有4500毫升的血液。 大多数动物的血液是红色的，然而，也有少数动物的血液不是红色的。例如，有一种生活在深海底处，名叫鲎的动物，它的血液就是蓝色的。这是因为它们红细胞内主要成分是一种血蓝蛋白而不是血红蛋白，这种血蓝蛋白含铜，呈蓝绿色，因此也叫铜蓝蛋白。这样的血液当然是蓝色的了。在非洲西北部山区还有一种过着原始生活的绿色人种。探险人员报告，这种绿色人总数不到三千，几千绝种了。他们过着穴居生活，据说这些绿种人不仅像树叶一样绿，连他们的血液也是绿色的。