血液化学教学提纲

血液化学★

血液的功能沟通内外环境及机体各部分维持机体内环境的恒定物质运输免疫凝血、抗凝血血液中某些代谢物浓度的变化，反映体内代谢或功能状况2血浆蛋白血浆蛋白的分类与性质血浆蛋白的功能血细胞代谢红细胞的代谢特点白细胞代谢内容提纲3血液的组成血液有形成分：红细胞、白细胞血小板液态血浆(plasma)全血(blood)不加抗凝剂

加入抗凝剂血清(serum)：▲血液凝固后析出淡黄色透明液体。▲血清与血浆的区别在于血清中没有纤维蛋白原4比重：1.050~1.060，pH：7.40±0.05渗透压(37℃)：770kPa(310mOsm/L)

血液的理化参数5

血液有形成分男性女性新生儿RBC(4.0～5.5)×1012/L(3.5～5.0)×1012/L(6.0～7.0)×1012/LWBC(4.0～10.0)×109/L(15.0～20.0)×109/LHb120～160g/L110～150g/L170～200g/L血小板100～300×109/L6

血浆的组成水血浆含水93%--95%气体O2、CO2、N2可溶性固体有机物蛋白质非蛋白氮糖脂类维生素无机物无机离子7

非蛋白氮(non-proteinnitrogen,NPN):

尿素、肌酸、肌酐、尿酸、胆红素和氨中的氮的总称。正常人血中NPN为14.28~24.99mmol/L，其中血尿素氮(bloodureanitrogen,BUN)约占50%临床意义：（1）蛋白质、核酸分解代谢的终产物，经血液运输至肾脏尿排，反映肾功能。（2）氮质血症8体液细胞内液（2/3）细胞外液（1/3）细胞间液血管内液水和电解质的动态平衡是维持机体内环境稳定的重要因素。电解质阳离子：Na＋

阴离子：HPO42-阳离子：K＋

阴离子：Cl-和HCO3-

细胞外电解质细胞内电解质

血液无机成分是机体稳态的重要标志9体液中电解质紊乱是多种疾病的最常见的表现体液改变可引起脱水或水肿；电解质改变可引起低Na＋、低K＋血症或高Na＋、高K＋血症和酸、碱中毒。10

非血浆固有酶有临床诊断价值肝脏病变可引起血清中转氨酶活性升高急性胰腺炎时胰淀粉酶升高例如：血浆酶血浆功能酶：如凝血酶类血浆非功能酶细胞酶：如转氨酶类外分泌酶：如胰淀粉酶11肝功能障碍血浆清蛋白合成减少营养不良血浆蛋白减少肾功能障碍血浆清蛋白丢失增多水肿急性炎症或某些组织损伤时急性时相蛋白（acutephaseprotein，APP）会增加。溶血时，血液中血红蛋白增加。肝功能障碍凝血酶原合成减少出血倾向

很多疾病可改变血浆蛋白质含量12第一节

血浆蛋白PlasmaProtein13一、血浆蛋白的分类与性质血浆蛋白质(plasmaproteins)是血浆固体成分中含量很多、组成极为复杂、功能广泛的一类化合物。目前已经研究的血浆蛋白不下500种，其中已分离出接近纯品者有200种。14（一）血浆蛋白的分类人血浆内蛋白质总浓度大约为70~75g/L，通常按来源、分离方法和生理功能将血浆蛋白质分类：

151.按分离方法：电泳（electrophoresis）——最常用方法。醋酸纤维素薄膜电泳(Electrophoresisoncelluloseacetatemembrane)聚丙烯酰胺凝胶电泳(Polyacrylamidegelelectrophoresis，PAGE)超速离心——根据蛋白质的密度将其分离。16醋酸纤维素薄膜电泳——简单快速

以pH8.6的巴比妥溶液作缓冲液，可将血清蛋白质按快慢速度分成五条区带：清蛋白a1球蛋白a2球蛋白b球蛋白g球蛋白点样线17清蛋白(Albumin)：人体血浆中最主要的蛋白质，在肝脏合成，浓度为38~48g/L，约占血浆总蛋白的50％以上。(2)球蛋白(Globulin)：浓度为15~30g/L(3)A/G：1.5-2.5。18

举例：血浆脂蛋白的分离超速离心192.按生理功能：

种类

血浆蛋白（1）载体蛋白（2）免疫防御系统蛋白（3）凝血和纤溶蛋白（4）酶（5）蛋白酶抑制剂（6）激素（7）参与炎症应答的蛋白清蛋白、脂蛋白、运铁蛋白、铜蓝蛋白等IgG,IgM,IgA,IgD,IgE和补体C1-9等凝血因子Ⅶ、Ⅷ、凝血酶原、纤溶酶原等卵磷脂：胆固醇酰基转移酶等1抗胰蛋白酶、2巨球蛋白等促红细胞生成素、胰岛素等C-反应蛋白、2酸性糖蛋白等（8）其他未知功能蛋白20（二）血浆蛋白质的性质合成器官：主要是肝脏-球蛋白（抗体）由浆细胞合成合成场所：粗面内质网膜结合的核蛋白体，为分泌型蛋白质几乎都是糖蛋白（清蛋白除外）具有多态性具有特征性的循环半衰期21二、血浆蛋白的功能维持血浆胶体渗透压：主要靠血浆清蛋白，血浆胶体渗透压的

75％～80%由它维持。调节血浆pH值，维持酸碱平衡蛋白质是两性电解质，血浆蛋白盐与相应蛋白质形成缓冲对，参与维持血浆正常的pH。

22特殊的结合运输功能运铁蛋白是铁的转运载体皮质类固醇结合球蛋白运输皮质激素血浆铜蓝蛋白可结合铜清蛋白具有结合各种配体分子的能力免疫防御功能血浆中免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）协助抗体的蛋白酶—补体23催化作用：（1）血浆功能酶（2）外分泌酶（3）细胞酶凝血、抗凝血与纤溶作用凝血因子、纤维蛋白原纤溶酶原营养作用24当急性炎症或组织损伤时，某些血浆蛋白水平增高。这些血浆蛋白被称为急性时相蛋白质(acutephaseproteins，APP)包括：α1-抗胰蛋白酶(a1-antitrypsin,AAT)

a1-酸性糖蛋白(a1-acidglycoprotein,AAG)铜蓝蛋白(ceruloplasmin,CER)C4、C3纤维蛋白原C-反应蛋白等。急性时相蛋白25α1-抗胰蛋白酶

(α1-antitrypsin,AAT)肝细胞及巨噬细胞合成，394个氨基酸残基具有丝氨酸蛋白酶抑制作用，抑制胰蛋白酶、纤溶酶、凝血酶等多种酶的活性低血浆AAT可见于：胎儿呼吸窘迫综合征AAT缺陷常伴有新生儿肝炎，婴幼儿和成人的肝硬化、肝癌和早年（20-30岁）出现的肺气肿等26α1-酸性糖蛋白

（α1-acidglycoprotein，AAG)AAG是主要的急性时相反应蛋白AAG的测定目前主要作为急性时相反应的指标在风湿病、恶性肿瘤及心肌梗死患者常增高，在营养不良、严重肝损害等情况下降低27甲胎蛋白（α-fetoprotein,α-FP或AFP）

大约80%的肝癌患者血清中AFP升高α2巨球蛋白（2-Macroglobulin）血浆中分子量最大的蛋白质，在低白蛋白血症时代偿性增高。也具有抑制蛋白酶的作用，还能将细胞因子转运到靶细胞。28铜蓝蛋白(ceruloplosmin,CER)：

感染、创伤和肿瘤时增加。能协助肝豆状核变性(wilson病)的诊断，即患者血浆CER含量明显下降，而伴有血浆可透析的铜含量增加。可用铜螯合剂-青霉胺治疗β2-微球蛋白（β2-microglobulin,BMG）

在肾功能衰竭、炎症及肿瘤时，血浆中浓度可升高。主要的临床应用在于监测肾小管功能29C-反应蛋白（C-reactiveprotein,CRP）

第一个被确认的急性时相反应蛋白

作为急性时相反应的一个极灵敏的指标，血浆中CRP浓度在急性心肌梗死、创伤、感染、炎症、外科手术、肿癌浸润时迅速显著地增高，可达正常水平的2000倍30血浆清蛋白(albumin,Alb)

肝实质细胞合成，半衰期15-19天含585个氨基酸残基的单链多肽主要功能：1.维持血浆胶体渗透压。

2.与各种配体(ligands)结合，起运输功能。如运输FFA、胆红素、性激素、磺胺药、青霉素G等药物。31第三节

血细胞代谢MetabolismofBloodCells32红细胞的代谢特点糖代谢脂代谢血红蛋白的合成与调节白细胞代谢33一、红细胞的代谢特点

红细胞是血液中最主要的细胞，它是由骨髓中造血干细胞定向分化而成的红系细胞。在成熟过程中，红细胞发生了一系列形态和代谢的改变。骨髓造血干细胞原始红细胞早幼红细胞晚幼红细胞网织红细胞成熟红细胞正成红细胞34红细胞成熟过程中的代谢变化代谢能力有核红细胞网织红细胞成熟红细胞分裂增殖能力DNA合成RNA合成RNA存在蛋白质合成血红素合成脂类合成三羧缩酸循环氧化磷酸化糖酵解磷酸戊糖途径＋＋*＋＋＋＋＋＋＋

＋＋－－－＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－＋＋注：“+”,“-”分别表示该途径有或无*晚幼红细胞为“-”成熟红细胞代谢的特点是丧失了合成核酸和蛋白质的能力，并不能进行有氧氧化，红细胞的正常功能主要依赖糖酵解和磷酸戊糖旁路。葡萄糖是红细胞唯一能源物质。

35（一）糖代谢ATPNADHNADPH乳酸2，3-BPG产物成熟红细胞糖代谢途径糖酵解：提供90％～95％能量2，3-BPG旁路磷酸戊糖途径36葡萄糖1，3-BPG3-磷酸甘油酸乳酸磷酸甘油酸激酶2，3-BPG2，3-BPG磷酸酶二磷酸甘油酸变位酶2，3-BPG旁路372，3-BPG的功能自身是一个电负性很高的分子，可与血红蛋白结合，使血红蛋白的T构象更趋稳定，降低血红蛋白与O2的亲和力，可增加O2的释放。

382，3-BPG旁路的意义2，3-BPG能降低血红蛋白对氧的亲和力2，3-BPG支路是耗能过程，使ATP不至于堆积，维持糖酵解进行39

糖酵解产生的ATP的功能（1）维持细胞膜上的离子泵(钠-钾泵、钙泵)（2）脂质交换，维持细胞膜可塑性（3）少量ATP用于谷胱甘肽、NAD+的生物合成（4）葡萄糖的活化，启动糖酵解过程

40NADPH是细胞内重要的还原物质，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。2.磷酸戊糖途径

红细胞内磷酸戊糖途径代谢的主要功能是产生NADPH+H+。416-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸NADP+NADPH+H+2GSHGSSGH2O22H2O6-磷酸葡萄糖脱氢酶谷胱甘肽还原酶谷胱甘肽过氧化物酶NADPH能维持红细胞内还原型谷胱甘肽的含量。促使高铁血红蛋白（MHb)还原为有载氧功能的血红蛋白42（二）脂代谢成熟红细胞的脂类几乎都存在于细胞膜上。成熟红细胞不能从头合成脂酸，所以通过主动参入和被动交换不断地与血浆进行交换，维持其正常的脂类组成、结构和功能。43（三）血红蛋白的合成与调节※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珠蛋白（globin）血红素（heme）441.血红素的生物合成原料：甘氨酸、琥珀酰CoA和Fe2+部位：起始和终末过程均在线粒体，中间阶段在胞液中合成过程：(1)-氨基--酮戊酸(ALA)的生成

(2)胆色素原的生成(3)尿卟啉原与粪卟啉原的生成

(4)血红素的生成45（1）ALA的生成COOHCH2CH2C~SCoAOCH2NH2COOHALA合酶(磷酸吡哆醛)HSCoA+CO2COOHCH2CH2CH2NH2C＝O线粒体内46（2）胆色素原(prophobilinogen,PBG)的生成COOHCH2CH2CH2CNH2COOHCH2CH2H—C—HCH—N—HOOALA脱水酶2H2OCOOHCH2CH2COOHCH2CH2CCCHCH2NH2NH胞液中47（3）尿卟啉原和粪卟啉原的生成

——胞液中1.4分子PBG在胆色素原脱氨酶作用下，脱氨缩合生成线状四吡咯2.在尿卟啉原Ⅲ同合酶催化下，线状四吡咯环化生成尿卟啉原Ⅲ。3.尿卟啉原Ⅲ在尿卟啉原Ⅲ脱羧酶的催化下，生成粪卟啉原Ⅲ。48环化脱羧尿卟啉原Ⅲ同合酶49（4）血红素的生成——线粒体内Fe2+

亚铁螯合酶(血红素合成酶)

粪卟啉原III原卟啉原IX原卟啉Ⅸ血红素CO2O2O25051★

血红素合成的特点合成的主要部位是骨髓与肝，成熟红细胞不含线粒体，故不能合成血红素合成的原料是琥珀酰辅酶A、甘氨酸、Fe2+等小分子物质合成的起始与最终过程均在线粒体中进行，中间阶段在胞液进行522.血红素合成的调节（1）ALA合酶——限速酶血红素别构抑制该酶并反馈抑制其合成。维生素B6缺乏将影响血红素的合成高铁血红素(hematin)，强烈抑制ALA合酶，并阻遏其合成。某些固醇类激素、致癌剂、药物能诱导ALA合酶的生成53（2）ALA脱水酶和亚铁螯合酶对铅和重金属的抑制非常敏感。（3）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Hb的合成，促使原始红细胞的繁殖和分化。54

EPO是红细胞生成的主要调节剂，由166个aa残基构成，分子量为34kD，是一种糖蛋白成人血清EPO主要由肾脏合成，胎儿和新生儿主要由肝脏合成促红细胞生成素（EPO）55EPO最早用于治疗慢性肾衰贫血，几乎所有慢性肾衰贫血患者经数月EPO治疗均取得较好疗效EPO治疗过程中应密切观察体内铁水平，使转铁蛋白的饱和度在20%以上EPO的临床应用56★卟啉症（porphyria）是血红素合成过程中酶的缺陷引起卟啉或其前体在体内蓄积而导致的一组疾病。类型遗传方式酶缺陷光敏性皮炎排泄途径代谢异常部位迟发性皮肤型卟啉病常显UPG-D＋尿肝细胞肝性红细胞生成型卟啉病常隐UPG-D＋尿红细胞及肝细胞先天性红细胞生成型卟啉病常隐UPG-S+尿红细胞红细胞生成型原卟啉病常显亚铁螯合酶+粪红细胞及肝细胞57卟啉症患者的卟啉聚积在皮肤、骨骼和牙齿中。如果这种疾病（如先天性红细胞生成性血卟啉症）不治疗，在黑暗中无害的卟啉，可被阳光转化成腐蚀性毒素，导致人体变形，患者的耳朵和鼻子烂掉了，嘴唇和牙龈受到腐蚀，露出了红色的牙根，皮肤到处是瘢痕，皮肤苍白，最终变成人们想象中的僵尸（因为贫血）那样恐怖的畸形。58吸血鬼59惧怕阳光:卟啉是一种光敏色素，它会聚集在人的皮肤、骨骼和牙齿上。一旦接触阳光，就会转化为危险的毒素，吞噬人的肌肉和组织。面容苍白:卟啉会影响造血功能，破坏血红素的生成，绝大多数卟啉症患者都伴有严重的贫血。不死之身:由于毒素的作用，卟啉症患者的耳朵和鼻子都会被其腐蚀，而皮肤上也会布满疤痕，使他们看上去格外苍老。嗜饮鲜血:对于大多数卟啉症患者，输血和血红素能够有效缓解症状，并且到现在依然是主流的治疗方法。

传说与真实的吸血鬼60卟啉症分类病因学：先天性卟啉症是由于某种血红素合成酶系的遗传性缺陷所致；后天性卟啉症主要是指铅中毒或某些药物中毒引起的铁卟啉合成障碍。61珠蛋白的合成珠蛋白α链和β链分别由两簇基因编码

类α珠蛋白基因簇(α-likeglobingenecluster)：位于16号染色体，包括ζ、α1、α2和基因类β珠蛋白基因簇(β-likeglobingenecluster)：位于11号染色体，包括ε、γ、δ和β基因62类α珠蛋白基因结构示意图63类β珠蛋白基因结构示意图64珠蛋白肽链的发育演变65

成人Hb：Hb

A2297～98%

Hb

A2

222～3%胎儿Hb：HbF22

（α2Gγ2α2Aγ2）胚胎Hb：HbGowerⅠ22

(妊娠12周内)HbGowerⅡ22

HbPortland22

（ζ2Gγ2ζ2Aγ2）血红蛋白的类型66地中海贫血最初发现在地中海地区居住的人群发病率特别高而得名，实际上世界各地都有发生，非洲和东南亚也比较常见。珠蛋白基因缺失/突变导致某种珠蛋白链合成障碍造成α链和β链合成数量不平衡，引起的溶血性贫血称为地中海贫血。

67α地中海贫血每条16号染色体上有两个αGene

——缺失程度不同，α链合成部分或完全受到抑制，导致不同类型的地贫。

若一条染色体上缺失一个α基因（／α－）为α+地贫，α链合成减少。若一条染色体上两个α基因均缺失（／－－）为α0地贫，α链不能合成。a1a2a1a268临床类型类型症状正常人静止型+地贫杂合子无症状轻型（标准型）0地贫杂合子轻度贫血+地贫纯合子血红蛋白H病0地贫和+地贫双重杂合子溶血性贫血HbBart’s胎儿水肿综合征0地贫纯合子胎儿水肿a-地中海贫血临床分类69β地中海贫血

β珠蛋白Gene突变或缺失→β珠蛋白链合成速率下降→溶血性贫血

β0地贫：β链完全不能合成

β+地贫：β链可部分合成70β-地中海贫血临床分类临床类型基因型基因产物临床表现重型地贫+/+、0/00/0、+/0链几乎不能合成链合成相对增加HbF和HbA2增高地中海贫血面容溶血性贫血（需输血）轻型地贫+/A、0/A0/A能合成适量的链贫血不明显或轻度贫血中间型地贫