课件：第十六章血液生化.ppt

第十六章 血 液 生 化,血液的基本成分与功能 血浆蛋白质 血红蛋白的合成与红细胞代谢,血液,血浆 （55 60） 有形成分（40 50） 红细胞、白细胞、血小板等,血清：血液在体外凝固后析出的淡黄色透明液体,血清：血浆去除纤维蛋白原,血浆：若将血液加入适量的抗凝剂后离心，可使血细胞下沉，浅黄色的上清液即为血浆,第一节 血液的基本成分与功能,血液组成,2、血细胞：红细胞、白细胞、血小板,1、血浆,一、血液成分,全血 血浆 血清 （blood)（plasma) （serum),血浆=全血-有形成分(加抗凝剂,离心,取上清) 血清=全血-有形成分-纤维蛋白原,二、化学组成,水 气体 可溶性固体,全血含水81%-86% 血浆含水93%-95% O2、CO2、N2 蛋白质 非蛋白氮 糖 维生素 脂类 无机离子,三、血浆中非蛋白质含氮化合物,非蛋白氮（non-protein nitrogen, NPN）：血液非蛋白质含氮化合物中的含氮量。,尿素氮(BUN)：NPN中含量最多的物质，约占1/31/2，正常时含量为3.214.28mmol/L (5.0 19.7 mg/dl) 。异常升高至33.4mmol/L（200mg/dl）以上是生命垂危的象征。,非蛋白含氮化合物：血液中除蛋白质以外的含氮物质，包括尿素、肌酸、肌酐、尿酸、胆红素、氨等它们多数为蛋白质和核酸的分解代谢终产物。,尿素 尿酸 肌酸* 肌酐*,反映肾功能 蛋白质体内代谢状况 嘌啉代谢终产物 痛风症 肝功能障碍 肌萎缩 肌酸代谢终产物 全部由肾脏排泄 反映肾功能,血液的主要生理功能,运输 O2、CO2、营养物质、代谢物 平衡 内环境稳定 水、电解质平衡 酸碱平衡 体温恒定 免疫 白细胞、抗体、补体 凝血与抗凝血 凝血因子、抗凝血因子,第二节 血浆蛋白质,含量：6080 g/L 合成：多在肝脏合成 性质：绝大多数为糖蛋白 分离：常用盐析法和电泳法分离,一、血浆蛋白质的分类,（一）盐析法 分离原理：根据各种血浆蛋白质在不同浓度的盐溶液中溶解度不同而分离。 常用盐溶液：硫酸铵、硫酸钠、氯化钠,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,清蛋白（albumin，A）：3848g/L 球蛋白（globulin，G）：1530g/L A/G：正常值1.52.5,原理：根据蛋白质分子大小不同和表面电荷的 差别，在电场中泳动速度不同而分离,临床常以醋酸纤维素膜为介质，以pH8.6的巴 比妥溶液为缓冲液，电泳分离血浆蛋白质,（二）电泳法,清蛋白, 1, 2,A,B,清蛋白, 1, 2,图161 血清蛋白电泳图谱 A：染色后的图谱 B：光密度扫描后的电泳峰,典型异常血清蛋白电泳图谱,二、 清蛋白,2、理化性质：M68.5kD； pI = 4.7,3、合成部位：肝， 12 g/天,1、含量：3.8 4.8 g/dL,4、结构：,5、功能：,(1) 物质运输：游离脂酸、甲状腺素、皮质醇、血红素、胆红素、钙离子、铜离子、磺胺、青霉素、阿司匹林等 (2) 维持胶体渗透压 (3) 营养功能 (4) 维持pH,三、其他血浆蛋白质 （一）免疫球蛋白和补体 免疫球蛋白识别特异抗原，形成抗原抗体复合物激活补体系统。 （二）结合珠蛋白 血浆中重要的糖蛋白。可与细胞外的血红蛋白通过非共价键结合。 血红蛋白尿性肾病,（三）金属结合蛋白类 1、运铁蛋白和铁蛋白 运铁蛋白：一种糖蛋白，肝细胞合成，运输铁 铁蛋白：铁的贮存形式。 2、铜蓝蛋白 （四）脂蛋白类,（五）血浆酶类 1. 血浆功能酶 凝血酶系、纤溶酶系、脂蛋白脂肪酶 2. 外分泌酶 来源于外分泌腺，与血浆功能无关 3. 细胞酶 正常时血浆含量甚微 意义：活性升高，反映有关脏器细胞破损 或细胞膜通透性增高,第三节 红细胞代谢,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,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,促红细胞生成素,早、中幼红细胞： 细胞核、线粒体 合成核酸、蛋白质、有氧氧化供能 分裂、增殖,晚幼红细胞：不能合成DNA，不能分裂,网织红细胞：无细胞核、DNA，不能合成核酸 可合成蛋白质，可有氧氧化供能,成熟红细胞：只有细胞膜、细胞浆，无细胞器,一. 成熟红细胞的代谢特点 不能合成核酸、蛋白质，不能进行有氧氧化 保留糖酵解、磷酸戊糖途径、谷胱甘肽代谢系统,（一）糖酵解 成熟红细胞糖代谢的主要途径，是红细胞 获得能量的唯一途径,9095% 葡萄糖进行糖酵解,红细胞糖酵解的特点： 生成大量2，3-二磷酸甘油酸（2，3-DPG）,2，3DPG支路： 红细胞糖酵解途径中，由1，3-DPG经2，3-DPG 转变为3-磷酸甘油酸的侧支途径。 正常情况下， 1，3-DPG以糖酵解途径为主， 2，3-DPG支路占1550%,2，3DPG支路,葡萄糖,1，3二磷酸甘油酸,3磷酸甘油酸,乳酸,2，3二磷酸甘油酸,二磷酸甘油酸变位酶,2，3二磷酸甘油酸磷酸酶,3磷酸甘油酸激酶,1. 调节血红蛋白的运氧功能，降低血红蛋白对氧的 亲和力 2. 红细胞内能量的贮存形式 红细胞不能贮存葡萄糖，但2，3-DPG含量高， 氧化时可生成ATP,2，3-DPG的生理作用,（二）磷酸戊糖途径和氧化还原系统 5%10%葡萄糖沿磷酸戊糖途径分解 生理意义：为红细胞提供NADPH，用于维持谷胱 甘肽还原系统和高铁血红蛋白的还原,1. 谷胱甘肽还原系统 GSH的功能： 保护红细胞膜蛋白、血红蛋白及酶的巯基等 免受氧化剂的毒害，从而维持细胞的正常功能,6磷酸 葡萄糖,6磷酸 葡萄糖酸,NADP,NADPHH+,2GSH,GSSG,H2O2,2H2O,6-磷酸葡萄糖脱氢酶,谷胱甘肽还原酶,谷胱甘肽过氧化物酶,磷酸戊糖途径,磷酸戊糖途径与谷胱甘肽的氧化还原,6-磷酸葡萄糖脱氢酶 缺乏的患者，因磷酸戊糖 途径不能正常进行，导致NADPH生成障碍，GSH 含量偏低，红细胞易被破坏而发生溶血。,2. 高铁血红蛋白（MHb）的还原,正常血红蛋白铁为Fe 2+， MHb不能携氧， 由红细胞氧化还原系统还原。,NADH- MHb还原酶 NADPH- MHb还原酶 GSH 抗坏血酸,二. 血红素的生物合成,（一）合成部位： 线粒体、胞液,（二）原料： 琥珀酰CoA、甘氨酸、 Fe 2+,COOH CH2 CH2 CSCoA O,NH2 CH2 COOH,CO2辅酶A,ALA合酶,琥珀酰辅酶A,甘氨酸,COOH CH2 CH2 C O CH2NH2,ALA,ALA合酶：血红素生物合成的限速酶 辅酶为磷酸吡哆醛,2. 卟胆原的生成（胞液）,COOH CH2 CH2 C O CH2NH2,ALA,2,ALA脱水酶,2H2O,COOH CH2 C C CH2 NH2,COOH CH2 CH2 C CH,N,H,卟胆原,3. 尿卟啉原III及粪卟啉原III的生成（胞液）,卟胆原,尿卟啉原III,粪卟啉原III,粪卟啉原III,原卟啉IX,血红素,亚铁螯合酶,Fe 2,4. 血红素的生成（线粒体）,琥珀酰CoA 甘氨酸,ALA合酶,ALA,ALA,卟胆原,ALA脱水酶,尿卟啉原III,粪卟啉原III,粪卟啉原III,原卟啉IX,亚铁螯合酶,Fe 2,血红素,Hb,氨基酸,珠蛋白,线粒体,胞液,1、ALA合酶 血红素合成的限速酶 结构调节： 受血红素反馈抑制 高铁血红素强烈抑制 维生素B6缺乏可减少血红素的合成 数量调节： 诱导剂：雄激素及雌二醇等固醇类激素；某些药物、杀虫剂等； 阻遏剂：血红素,合成的调节,3、促红细胞生成素(erythropoietin, EPO),2、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),主要在肾脏产生，与膜受体结合。 可诱导ALA合酶合成，加速有核红细胞的成熟及血红素和血红蛋白的合成，促使原始红细胞的繁殖和分化。 1）机体缺O2时，促红细胞生成素分泌血红素和血红蛋白的合成。 2）慢性肾炎、肾功能不良患者常见的贫血现象与促红细胞生成素合成量的减少有关。,血红素 促红细胞生成素 （erythropoitein，EPO） 雄激素,直接负反馈抑制ALA合成酶 和阻遏蛋白结合，活化阻遏蛋白抑制ALA合成酶 红细胞生成的主要调节剂 肾脏生成 受机体对氧的需要及氧供应情况影响 在骨髓作用（JAK-STAT） 诱导ALA合成酶的合成,第四节 血红蛋白, 红细胞蛋白总量的 90% 珠蛋白、血红素 4个亚基 正常成人：HbA: 2个链，2个链 胎儿：HbF(22),一. 组成与结构,地中海贫血：Hb H(4) 地中海贫血：HbA2 (22) 或 HbF(22) 镰刀形红细胞贫血：链谷氨酸 缬氨酸,血红蛋白病： 由肽链合成障碍及肽链中氨基酸序列的异常 造成的异常血红蛋白，统称血红蛋白病。,二. 功能,（一）运输O2,Hb+O2,HbO2,肺,组织,血红蛋白与氧结合具协同效应： 当第一个亚基与氧结合后，可依次促进其它 亚基与氧的结合；当氧分压低时， HbO2的第一个 亚基释放氧后，可依次促进其它亚基释放氧。 （别构效应）,血红蛋白与CO有高亲和力，比氧大210倍,煤气中毒,本章小结,血液的主要成分和基本功能 清蛋白合成及其主要功能。 血红素生物合成的调节