在所有的脊椎动物及若干无脊椎动物，其血红素（无脊椎动物也有时是蚯蚓红血朊）包含在特定的血球中来进行其机能活动，这种血球称为红血球。在无脊椎动物中具有红血球，只限于海产动物，如螠虫、光裸星虫、绿纽虫、海豆芽、扫帚虫、魁蛤、海棒槌等。涉及到各门约有100种，但也有的和白血球并没有明显区别，不过和脊椎动物的红血球则有明显的差异。脊椎动物中哺乳类的红血球，是中心部凹陷的圆板状，在造血组织中是有核的，但在循环血中的红血球，除骆驼和羊驼之外，可看到核退化，向细胞外放出、消失。鸟类以下的动物的红血球多数呈椭圆形，中心具核，中心部向两面突出。红血球的大小，可因动物种类不同而异，哺乳类的直径为4—8微米（人的为6—9微米），厚度以1.5—2.5微米者为多见。鸟类的长径为12—15微米，短径为7—9微米，在爬虫类的长径为17—20微米，短径为10—14微米，两栖类的更大，长径为23—60微米，短径以13—35微米者较多。鱼类的红血球的大小有明显变异。红血球数由于种的不同而异，但具有大形红血球的，一般在单位体积中血球减少。
人的红血球1立方毫米血液中，男子500万，女子450万。处于冬眠期的动物，比活动期显著减少。在人的红血球内所含的血红蛋白占血球总量的30％以上，在干重（9％）时，占94％，随着氧分压的变化与氧结合或游离，但它的解离曲线和纯血红素的溶液不同，在氧分压低的组织，红血球具有放出多量氧的能力。另外，在红血球内，存在有碳酸脱氢酶，在将二氧化碳转化为碳酸氢离子的可逆反应中起触媒作用。因此红血球运送血液二氧化碳的能力很强。红血球不断进行新生和破坏，根据同位素的实验证明其寿命为100—120天。由于胎儿期造血而产生的红血球中，血红素为胎儿血色素HgbF，适合于子宫内低氧状态下的气体交换，至成人期造血期，血色素便转变为成人型血色素HgbA。老化的红血球，主要在脾脏的网状内皮系统中破坏，血色素变为胆红素，血球蛋白和铁。铁可利用于血色素的再合成，胆红素与白蛋白结合，运往肝脏，经处理后，以胆汁的形式排出。同时血球蛋白可成为氨基酸，利用于蛋白质的再合成。人的正常红血球（normocyto）的大小，直径为6—9微米，在此以上的为大红血球（macroc-yte），以下的为小红血球（microcyte）。在恶性贫血等所见到的是高血色素性的，在15微米以上的为巨红血球（mega1ocyte）。另外红血球呈球形的称为球形红血球（spherocyte），呈椭圆形的称为椭圆红血球（elliptocyte），显畸形的叫畸形红血球（poiki-locyte）。在畸形红血球里有有棘红血球（burr ce-ll，acanthocyte）、星状红血球（star cell，astro-cyte）等。红血球的断片为分裂红血球（schistocy-te）。地中海贫血所多见的于红血球中央呈浓染的称为靶红血球（target cell，leptocyte），中央部淡染的称为平皿形红血球（anulocyte）。也有起源于HgbS的镰状红血球（sickle cell，drepanocyte）。另外在红血球内，有可呈柏林蓝反应的铁颗粒的称为铁红血球（siderocyte），也有发出卟啉原荧光的荧光红血球（fluorocyte）。呈现半月状的淡染脱色红血球（achroma cyte），脱色网状红血球（achromo-reticulocyte）是人为地从红血球溶出血色素的细胞。
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