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血液的生物化学,血浆蛋白,第十六章,血液凝固,血细胞代谢,血液(blood)的组成 血浆(plasma) 占全血容积55-60% 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,纲 要,血浆蛋白,1,2,3,血液凝固,血细胞代谢,血浆蛋白质的分类与性质 血浆蛋白质的功能,凝血因子与抗凝血成分 两条凝血途径、血块的溶解,红细胞的代谢特点 白细胞的代谢,血浆蛋白是维持体内代谢的重要物质,血浆蛋白的分类与性质 血浆蛋白的生理功能,第一节,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,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,维持血浆胶体渗透压 维持血浆正常的pH 运输作用 免疫作用 催化作用 营养作用 凝血、抗凝血和纤溶作用,二、血浆蛋白的功能,（一）维持血浆胶体渗透压,清蛋白最有效维持胶体渗透压（7580%） 分子量小（69 kDa） 总含量大、摩尔浓度高 生理pH，负电性高，聚集水分子,清蛋白浓度,胶体渗透压,组织间隙水分,水肿,（二）维持血浆正常的pH,正常血液pH为7.40.05 血浆蛋白质：两性电解质，pH在4.07.3之间 与盐离子构成缓冲对,（三）运输作用,结合脂溶性物质，运输 结合小分子，防止从肾丢失 磺胺、胆红素、Ca2+、脂肪酸 维生素A（脂溶性）,视黄醇 （retinol）,血浆中运输,视黄醇结合蛋白 （RBP）,前清蛋白 （prealbumin）,防止视黄醇氧化 防止视黄醇-视黄醇结合蛋白复合物从肾丢失,（四）免疫作用,免疫球蛋白体液免疫 抗体：IgG, IgM, IgA, IgD, IgE 补体系统产生溶菌、溶细胞作用 C1-9 等,（五）催化作用血清酶,血浆功能酶催化功能 肝脏合成分泌入血 蛋白水解酶 酶原激活 假胆碱酯酶、卵磷脂：胆固醇酰基转移酶、脂蛋白脂肪酶 外分泌酶 胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰淀粉酶、胰脂肪酶、唾液淀粉酶 脏器受损诊断价值 细胞酶 细胞破碎释放入血临床酶学检验,（六）营养作用,3L血浆，200g蛋白质 提供氨基酸、分解供能,凝血因子、抗溶血物质、纤溶物质 血管破损、止血,（七）凝血、抗凝血和纤溶作用,血浆蛋白质异常与临床疾病,血浆蛋白质在维持人体正常代谢中有重要功能，血浆蛋白质异常可见于多种临床疾病：,风湿病 肝疾病 多发性骨髓瘤,多发性骨髓瘤血浆蛋白电泳图谱,血液凝固,凝血因子、抗凝血成分 两条凝血途径 血凝块的溶解,第二节,血液凝固（blood coagulation）,内外源因素引起血液内发生一系列酶促级联反应，使血液由液体状态转为凝胶状态。是 止血的重要组成部分。,止血过程 四个阶段,受损血管收缩，减少和减慢受损部位的血流,血管内皮细胞产生vWF（血管性假血友病因子）,vWF + 血小板糖蛋白Ib + 内皮下胶原,桥梁,血小板粘附于内皮下,凝血酶,激活,释放ADP,花生四烯酸代谢,血栓素,血小板聚集，与纤维蛋白原聚集成团,白色血栓,（皮下或局部）,纤维蛋白原转变成纤维蛋白,聚集,网状,血细胞,粘附,红色血栓,纤溶酶部分或完全水解血栓,凝血因子 抗凝血因子 纤溶系统,协同作用： 防治血液流失、保持血流畅通,一、凝血因子,凝血因子：参与血液凝固的因子,除因子和外，均为糖蛋白；大部分由肝合成 因子为脂蛋白组织因子（TF） 因子、激肽释放酶原和高分子激肽原等参 与接触活化 因子、和均对凝血酶敏感 因子、和 是依赖Vit K的凝血因子,二、两条凝血途径,凝血酶的作用：催化切除纤维肽A、B，使纤维蛋白原转变 成纤维蛋白（暴露粘合位点，去除电荷的 相斥作用）；激活因子。,凝血酶,（一）抗凝血成分： 抗凝血酶（AT- ）、蛋白C系统和组织因子途径抑制物,1、抗凝血酶：是血浆中最重要的生理性 抗凝物质。作用：持久地灭活凝血酶； 抑制凝血因子a、a、a、a 、 纤溶酶、胰蛋白酶和激肽释放酶，引起 抗凝。,三、抗凝血系统,2、蛋白C系统 包括蛋白C(PC)、蛋白S(PS) 和蛋白C抑制物。,PC：激活的PC通过蛋白水解作用使a和a灭 活；促进纤维蛋白溶解,PS：作为APC的辅因子加速APC对a的灭活，中 断血液凝固的级联反应,蛋白C抑制物：能与PC结合形成复合物而灭活APC,3、组织因子途径抑制物（TFPI）：单链糖蛋白 直接抑制活化的因子而抑制凝血。,（二）纤溶系统,血纤维蛋白溶酶原激活 纤维蛋白溶解,两个阶段,血细胞的代谢,红细胞的代谢特点 白细胞的代谢,第三节,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。,骨髓造血干细胞,定向分化,红系祖细胞,原始红细胞,早幼红,中幼红,晚幼红,网织红,成熟红细胞,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,1. 糖酵解和2, 3-二磷酸甘油酸(2, 3-BPG)旁路,2. 磷酸戊糖途径, 主要功能是产生NADPH+H+,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, 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是调节血红蛋白(Hb)运氧的重要因素 2, 3-BPG浓度升高，可降低Hb与氧的亲和力。, 2, 3-BPG的功能,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),血红蛋白的组成,血红蛋白的合成,血红素的合成 珠蛋白的合成 血红蛋白的合成,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,血红素的生物合成, 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）,eIF-2 （有活性）,高铁血红素对起始因子2的调节,R2C2 (PKA),糖代谢：以糖酵解为主，提供能量；磷酸戊糖途径产生的NADPH经氧化酶的电子体系使O2 还原产生超氧阴离子、H2O2、OH等自由基，起杀菌作用。 脂代谢：不