课件：第章血液生化.ppt

第 十 六 章,血液的生物化学,Hemal Biochemistry,血液(blood)的组成 血浆(plasma) 红细胞，白细胞，血小板 血清(serum) -血液凝固后析出的淡黄色透明液体 血液的固体成分 无机物：以电解质为主 有机物：蛋白质、非蛋白质类含氮化合物、糖类和脂类等,血 液 概 况,血浆：55% - 60% 红细胞 白细胞 血小板,全血,血浆plasma:采血时不加抗凝剂,离心得到的上 清液称为血浆. 比重：1.05 1.06 pH: 7.40 0.05,血清serum：血液不加抗凝剂,血液凝固后析出的 液体不含纤维蛋白原,二，基本成分 1，全血：水： 81 86% 气： O2 , CO2 固： 蛋白质，非蛋白氮, 糖，脂 2，非蛋白氮 non-protein nitrogen, NPN 血液中除蛋白质外其它物质所含的氮。主要包 括尿素、尿酸、肌肝、氨基酸、氨、多肽和血红素。 1418 mmol/L (25 - 35 mg/dL) 1) 由肾排出 2）尿素氮：一半 3）临床：肾功， 肠道出血，高热,第 一 节 血 浆 蛋 白,Plasma Protein,一、血浆蛋白的分类与性质,血浆蛋白总浓度：7075g/L,血浆蛋白是指血浆含有的蛋白质，是血浆中的主要的固体成分。,血浆蛋白的种类很多，含量也极不相同，有多种分类方法，现介绍几种最常用的分类方法。,1. 依据电泳(electrophoresis)结果分类,（一）血浆蛋白的分类,2球 蛋 白,清蛋白 (albumin),1球蛋白(globulin),球蛋白,球蛋白,B,血 清 蛋 白 电 泳 图 谱,2，盐析法 清蛋白：饱和硫酸铵 球蛋白：半饱和硫酸铵 纤维蛋白原： 半饱和硫酸铵 + 半饱和NaCl 清 : 球 = 1.5 2 : 1 肝病比值降低或倒置。,清蛋白 1，含量：3.8 4.8 g/dL, 占血浆总蛋白的60%以上 分子量小：6.85万 pI = 4.7 2, 合成：肝， 12 g/天 3，功能： 1）结合运输：胆色素，脂肪酸 2）维持胶体渗透压： 营养不良，肝功，肾炎 3）营养功能，缓冲作用,球蛋白 1， , 球蛋白：运输功能 2， 球蛋白：抗体 3，胶体渗透压 4，血浆酶,人类血浆蛋白质的分类,2. 依据生理功能分类,1. 绝大多数血浆蛋白在肝合成。 2. 血浆蛋白的合成场所一般位于膜结合的多核蛋白体上。 3. 除清蛋白外，几乎所有的血浆蛋白均为糖蛋白。 4. 许多血浆蛋白呈现多态性(polymorphism)。 5. 在循环过程中，每种血浆蛋白均有自己特异的半衰期。 6. 在急性炎症或某种类型组织损伤等情况下，某些血浆蛋白的水平会增高，它们被称为急性时相蛋白质(acute phase protein APP)。,（二）血浆蛋白的性质质,（一） 维持血浆胶体渗透压： 血浆蛋白的浓度，特别是清蛋白，分子小（69KDa)，含量多pI4.64,带负电，吸引水等小分子物质。占总胶体渗透压的75%-80%,二、血浆蛋白的功能,（二）维持血浆正常的pH 血液pH7.35-7.45,血浆蛋白质pI在4.0-7.3之间。带负蛋白质与钠、钾构成盐作为碱，蛋白质与H作为酸，构成缓冲系统，缓冲体内酸碱 。 Na(K)-蛋白质 H-蛋白质 （三） 运输作用 运输脂类、维生素、金属离子、药 物、有毒物质等。,（四）免疫作用 免疫球蛋白质（抗体）识别特异性抗原并与其结合，形成抗原-抗体复合物能激活补体系统（补体是协助抗体完成免疫功能的蛋白质），产生溶菌或溶细胞现象。 抗体与特异的抗原结合成抗原-抗体复合物 激活 补体 溶菌 溶细胞,（五）营养作用 水解 血浆蛋白质 氨基酸 合成组织蛋白质 （六） 凝血、抗凝血和纤溶作用 凝血因子、抗凝血因子、纤溶物质在血液中相互作用、相互制约、保持血液循环流动，当血管破裂，血液流出血管时，血液凝固，防止失血。,（七）催化作用：血浆酶 1、血浆功能酶在血浆内发挥催化功能的酶，大多由肝脏合成并分泌，如：凝血因子、LCAT、LPL等 。,卵磷脂：胆固醇酰基转移酶 （lecithin：cholesterol acyltransferase，LCAT）,卵磷脂 + 胆固醇 溶血性卵磷脂 + 胆固醇酯,2、外分泌酶外分泌腺合成并分泌，正常仅少量逸 入血浆，唾液淀粉酶、胰淀粉酶等 3、细胞酶存在于细胞和组织内参与物质代谢的酶 类，正常时血浆中含量甚少，如GPT、GOT等，部分 表现器官特异性。,第 三 节 血 细 胞 代 谢,Metabolism of Blood Cells,一、红细胞的代谢特点,红细胞是血液中最主要的细胞，它是在骨髓中由造血干细胞定向分化而成的红系细胞。 在成熟过程中，红细胞发生一系列形态和代谢的改变。,红细胞成熟过程中的代谢变化,注： “+”，“-”分别表示该途径有或无 *晚幼红细胞为“-”,（一）糖代谢 概况：,血 糖 （30g/天）,糖酵解（生成ATP） 2，3-二磷酸甘油酸（2,3- biphospho-glycerate，2,3-BPG）旁路 磷酸戊糖途径（5%-10%） 生成5-磷酸核糖、NADPH+H+,（90%-95%）,不进行有氧氧化,2019/8/23,23,可编辑,葡萄糖,1, 3-BPG,3-磷酸甘油酸,2, 3-BPG,2, 3-BPG 磷酸酶,二磷酸甘油酸变位酶,3-磷酸甘 油酸激酶,乳酸,2,3-BPG 旁 路,3. 红细胞内糖代谢的生理意义, 糖酵解生成ATP的功能,维持红细胞膜上钠泵(Na+-K+-ATPase)的正常运转。 为了维持细胞内外Na+、K +离子的浓度梯度， Na+、 是细胞外的主要阳离子，而K +是细胞内的主要阳离子。 Na+、K +离子一般不能透过细胞膜，钠泵通过消耗ATP逆浓度差，将Na+由细胞内低浓度泵到细胞外高浓度处，同样将K +泵到细胞外。,维持红细胞膜上钙泵(Ca2+-ATPase)的正常运转 将红细胞中的Ca2+泵出血浆，维持细胞内低Ca2+，假如ATP缺乏，钙泵不能正常运行， Ca2+沉积于红细胞膜上，细胞膜由柔韧性变成僵硬型，通过毛细血管或脾窦时容易破裂。 少量ATP用于谷胱甘肽、NAD+ 的生物合成 ATP用于葡萄糖的活化，启动糖酵解过程,2, 3-BPG是调节血红蛋白(Hb)运氧的重要因素，可降低Hb与氧的亲和力。, 2, 3-BPG的功能,肺（pO2增高） Hb+O2 HbO2 组织细胞（pO2降低） 红细胞中的2，3-二磷酸甘油酸与Hb结合，使血红蛋白T结构稳定。当血液流经pO2低的组织细胞时，增加HbO2释放O2供组织细胞利用。,对抗氧化剂，保护细胞膜蛋白、血红蛋白和酶蛋白的巯基等不被氧化，从而维 持红细胞的正常功能。, NADH和NADPH的功能,成熟红细胞不能从头合成脂肪酸，通过主动参入和被动交换不断的与血浆进行脂质交换，维持其正常的脂类组成、结构和功能。,（二）脂 代 谢,（三）血红蛋白的合成与调节,珠蛋白，血红素(heme),* 血红素的合成 * 珠蛋白的合成 * 血红蛋白的合成,血红蛋白的组成,血红蛋白的合成,血红蛋白,血红蛋白的合成 (hemoglobin) Hb,血红素辅基：4个,珠蛋白,2条链： 141个氨基酸残基,2条链： 146个氨基酸残基,1. 血红素的生物合成,合成的组织和亚细胞定位,参与血红蛋白组成的血红素主要在骨髓的幼红细胞和网织红细胞中合成。,合成原料,甘氨酸、琥珀酰CoA、Fe2+, 合成过程, -氨基-酮戊酸(- aminolevulinic acid ,ALA)的生成：由ALA合酶(ALA synthase)催化，是血红素合成的关键酶,+,反应部位：线粒体,胆色素原的生成 ALA生成后从线粒体进入胞液,反应部位：胞液, 尿卟啉原与粪卟啉原的生成,4x 胆色素原,线状四吡咯,尿卟啉原,粪卟啉原,反应部位：胞液, 血红素的生成 胞液中的粪卟啉原再进入线粒体,反应部位：线粒体,粪卟啉原,原卟啉原,原卟啉,血红素, 合成的主要部位是骨髓和肝脏，但成熟红细胞不能合成； 合成的原料简单：琥珀酰CoA、甘氨酸Fe2+等小分子物质； 合成过程的起始与最终过程在线粒体，中间过程在胞液。,血红素合成的特点, ALA合酶 是血红素合成的限速酶 受血红素反馈抑制 高铁血红素强烈抑制 某些固醇类激素可诱导其生成, 合成的调节, 促红细胞生成素(erythropoietin, EPO) 与膜受体结合，加速有核红细胞的成熟以及血红素和的合成促使原始红细胞的繁殖和分化。, ALA脱水酶与亚铁螯合酶 可被血红素 、重金属等抑制，亚铁螯合酶还需要还原剂(如谷胱甘肽)。,血红素合成后与珠蛋白结合成血红蛋白。 珠蛋白的合成同一般蛋白质的合成，其合成受血红素调控。,2. 血红蛋白的合成,高铁血红素,cAMP +,2C+cAMP-2R,eIF-2激酶 （无活性