血液生物化学

第十八章 血液生物化学,第一节 血浆蛋白质第二节 红细胞代谢,血液(blood)的组成 血液约占体重的8%，含水量77% 81%，pH7.35 7.45。血清(serum)：血液凝固后析出的淡黄色透明液体,血液的化学成分,第一节 血浆蛋白质,一、血浆蛋白的分类与性质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。血浆蛋白总浓度：7075g/L，已知血浆蛋白有200多种。1、血浆蛋白的分类依据电泳结果分类,依据生理功能分类,2、血浆蛋白的性质绝大多数血浆蛋白在肝内合成。血浆蛋白的合成场所一般位于膜结合的多核蛋白体上。 经粗面内质网、高尔基复合体、质膜到血液，其间进行加工，由前蛋白变为成熟蛋白。除清蛋白外，几乎所有的血浆蛋白均为糖蛋白。许多血浆蛋白呈现多态性(polymorphism)。 只有基因型改变，而无可察觉的表型改变。在循环过程中，每种血浆蛋白均有自己特异的半衰期。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(acute phase protein APP)。如手术、创伤、感染和肿瘤等，可导致某些血浆蛋白的水平增高（如白介素、肿瘤坏死因子、干扰素、血小板活化因子等）。,二、血浆蛋白的功能维持血浆胶体渗透压 血浆胶体渗透压由血浆蛋白质产生，清蛋白分子量小，含量高，有效渗透颗粒多，约占血浆蛋白总量的60%以上，血浆胶体渗透压的7580%是由清蛋白维持。维持血浆正常的pH 血浆蛋白质的pI大部分在pH4.07.3，在生理pH条件下都是弱酸，其中一部分与Na+形成弱酸盐，血浆蛋白质与其对应蛋白盐可形成缓冲对，对维持血浆pH有重要作用。运输作用 脂溶性物质可与血浆蛋白质结合而运输，小分子物质也可与蛋白质结合、防止从肾丢失。如清蛋白能与铜、镍、钙离子结合，许多难溶物质也可与清蛋白结合而被运输，如长链脂肪酸、胆红素、阿司匹林、类固醇激素等。,免疫作用 血浆中的免疫球蛋白（Ig，又称抗体）包括IgG、IgA、IgM 、IgD和IgE等5种，能识别特异性抗原并与之结合，形成的抗原抗体复合物能激活补体系统产生溶菌和溶细胞现象，在体液免疫中起重要作用。催化作用营养作用 正常成人3L血浆中约有200g蛋白质，可参与体内蛋白质的代谢，用于合成体内蛋白质或非蛋白含氮物，也可分解成氨基酸供能。 清蛋白含量高，营养作用较大。临床上对低蛋白血症的患者，常补充清蛋白（白蛋白）。凝血、抗凝血和纤溶作用,第二节 红细胞代谢,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。在成熟过程中，红细胞发生一系列形态和代谢的改变。成熟红细胞除质膜和胞浆外，无任何细胞器，有它自己的代谢特点。红细胞的平均寿命是120天。原始红细胞 早幼红细胞 中幼红细胞 晚幼红细胞 网状红细胞 成熟红细胞,1、糖代谢糖酵解和2,3-二磷酸甘油酸(2,3-BPG)旁路葡萄糖是成熟红细胞的主要能量物质，糖酵解是其获得能量的唯一途径。2,3-BPG旁路磷酸戊糖途径, 主要功能是产生NADPH + H+,红细胞内糖代谢的生理意义ATP的功能 维持红细胞膜上钠泵(Na+-K+-ATPase)的正常运转； 维持红细胞膜上钙泵(Ca2+-ATPase)的正常运转； 维持红细胞膜上脂质与血浆脂蛋白中的脂质进行交换； 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的功能2,3-BPG负电性很高，易与Hb结合，结合部位在Hb分子4个亚基的对称分子孔穴内，降低Hb对氧的亲和力。,NADH和NADPH的功能 抗氧化，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。,2、脂类代谢 成熟红细胞不能从头合成脂肪酸，但膜脂的不断更新是红细胞生存的必要条件。红细胞通过主动参入和被动交换不断地与血浆进行脂质交换，维持其正常的脂类组成、结构和功能。3、血红蛋白的合成与调节血红蛋白（Hb）是四聚体的结合蛋白质，每个亚基含一分子血红素。,血红素的结构： 血红素是含铁的卟啉化合物。卟啉由四个吡咯环组成，而铁原子位于卟啉环的中央。含血红素的蛋白：血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、过氧化物酶等。,血红素的生物合成合成部位：线粒体和胞液（体内大多数组织均可合成，主要在骨髓的幼红细胞和网质红细胞）。合成原料：Gly、琥珀酰CoA、Fe2+。限速酶：ALA合酶（辅酶：磷酸吡哆醛）。合成过程：分为四个阶段1）-氨基-酮戊酸的生成：在线粒体内，琥珀酰辅酶A与甘氨酸缩合生成-氨基-酮戊酸（ALA）。,2）胆色素原的生成：ALA生成后从线粒体进入胞液，在ALA脱水酶(又称胆色素原合酶)的催化下，2分子ALA脱水缩合生成1分子胆色素原（PBG）。,3）尿卟啉原与粪卟啉原的生成：在胞液中，4分子胆色素原经尿卟啉原同合酶(又称胆色素原脱氨酶)催化下脱氨生成线状四吡咯，后者在尿卟啉原同合酶催化下，环化生成尿卟啉原(UPG)。UPG经UPG脱羧酶催化，最终生成粪卟啉原。,4）血红素的生成：粪卟啉原扩散进入线粒体，经粪卟啉原氧化脱羧酶和原卟啉原氧化酶催化生成原卟啉，后者在亚铁螯合酶催化下，与Fe2+螯合生成血红素。血红素生成后从线粒体转运到胞液，在骨髓的有核红细胞及网状红细胞中，与珠蛋白结合成为血红蛋白。,合成的调节ALA合酶：是血红素合成的限速酶，血红素生成过多时，可氧化生成高铁血红素强烈抑制ALA合酶。此外，铅可抑制ALA脱水酶和亚铁螯合酶，导致血红素合成的抑制。促红细胞生成素 (EPO)：缺氧可诱导EPO基因的表达产生EPO，促进血红素和Hb的合成。性激素：性激素是血红素合成的促进剂，能诱导ALA合酶，从而促进血红素的合成。杀虫剂、致癌物及药物：诱导肝ALA