血液生化医学生物化学课件上海交通大学医学院

1,第十七章血液生化,1、定义具有黏滞性的循环于心血管系统中的流动组织。与淋巴液、组织间液一起组成细胞外液，是体液的重要部分。,2,2、总量占体重的8%一次失血20%总量一次失血30%总量,对身体影响不大严重影响身体健康危及生命,3,3、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浓度的变化，反映体内代谢或功能状况,4,第一节血液的组成及其化学成分,一、血液的组成1.血液血浆红细胞、白细胞、血小板等,2.常用血液样品：,全血血浆血清（blood)（plasma)（serum),5,全血=血浆+有形成分(加抗凝剂)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,6,二、血液的化学成分,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,7,三、血液非蛋白含氮化合物1、概念血液除蛋白质以外的含氮物质，称血液非蛋白含氮化合物2、NPN的概念非蛋白含氮化合物所含的氮量称之为非蛋白氮（non-proteinnitrogen,NPN）,8,3、种类尿素（urea）、尿酸（uricacid）、肌酸（creatine）、肌酐（creatinine）、氨基酸、氨、多肽、胆红素（bilirubin）4、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,9,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,10,肌酸的生成：部分来自食物部分由肝合成甘氨酸精氨酸SAM图17-1,11,第二节血浆蛋白质,一、含量与分类1.含量：60-80g/L(Totalprotein,TP)2.分类：（1）按分离方法A.盐析法清蛋白（albumin）球蛋白(globulin)纤维蛋白原(fibrinogen),12,B.电泳法清蛋白、1、2、球蛋白、纤维蛋白原正常人血浆中清蛋白的浓度：35-55g/L正常人血浆中球蛋白的浓度：20-30g/LA/G比1.5-2.5/1（2）按不同来源,1,+,2,Alb,13,血浆功能性蛋白质的共同特点：a.合成器官：主要是肝脏b.合成部位：粗面内质网结合的核糖体，有信号肽c.几乎都是糖蛋白d.有多态性e.抗体、补体、凝血酶原、转运蛋白,14,细胞破坏时释放入血浆的蛋白质:血红蛋白淀粉酶转氨酶(ALT、AST）,15,急性时相蛋白（APP）：组织损伤、急性炎症时，某些血浆蛋白质的含量会升高。C-反应蛋白,16,二.血浆蛋白质的主要功能（一）维持血浆胶体渗透压和pH1.维持血浆胶体渗透压清蛋白血浆胶体渗透压清蛋白水肿2.pH:7.357.45弱酸-弱酸盐(Na-Pr/HPr)(pI:46),17,清蛋白1.清蛋白合成的器官肝脏2.清蛋白含量下降大原因及其后果来源减少去路增加,18,低白蛋白血症的原因,来源减少去路增加,合成原料不足营养不良合成能力降低严重肝病丢失过多肾病、大面积烧伤分解过多甲亢、发热,19,（二）运输功能血浆蛋白质是一亲水胶体，可结合运输多种物质1.运输难溶于血浆的化合物TBG，CBG，Apo等2.运输药物,具有对此解毒与促排泄作用（以清蛋白为主）3.调节组织细胞摄取血中运输物质，如T3，T4,20,4.运输至作用部位，防止丢失(1)血浆结合珠蛋白（haptoglobin,HP）(2)运铁蛋白:运输Fe3+(3)铜蓝蛋白的作用(含铜）（亚铁氧化酶）Fe2+Fe3+e，有利于铁的运输,21,（三）免疫功能主要由免疫球蛋白承担免疫球蛋白（immunoglobulin,Ig）补体（complement）（四）凝血，抗凝血功能（五）营养作用,22,三、血浆酶类,血浆功能性酶血浆非功能性酶,血液凝固/纤溶相关酶LPLLCAT细胞酶:ALT/AST/LPL外分泌酶:淀粉酶/ALP,23,第三节血液凝固的化学,血液凝固（bloodcoagulation）止血纤维蛋白原纤维蛋白（溶胶）（凝胶）血管内凝血,凝血因子（+）,抗凝血因素纤溶系统（-）,（+）,（-）,24,一、凝血因子(一)特点：1.14种2.蛋白质-无机离子钙3.肝中合成,存在于血浆中的糖蛋白-存在于组织中的脂蛋白4.以酶原形式存在-纤维蛋白原、HMWK-辅助因子,25,表18-1,26,(二)凝血因子分类：1.依赖VitK的凝血因子（1）种类:（2）结构特点:N末端含有多个羧基Glu残基（-carboxyglutamate,Gla）,27,Gla的生成：-Glu酰羧化酶辅酶-VitK(硫辛酸)图18-2,图18-2,28,双香豆素、华法林钠-竞争性抑制剂抗凝作用（3）作用:Gla中2个羧基-Ca2+-因子/PT磷脂表面加速凝血反应（4）VitK缺乏导致出血VitK-凝血维生素,29,2.具Ser蛋白水解酶活性的凝血因子（1）种类：、PK（2）结构特点活性中心:顺序与一些蛋白水解酶的相应区域相似，关键活性基团为Ser图18-3（3）作用水解Arg残基羧基端所形成的肽键,30,3.辅因子(1)种类：、Ca+、HMWK(2)特点：A.因子(组织因子，tissuefactor,TF）（1）唯一由组织细胞合成（2）组织损伤，感染等释放，作为的辅因子启动外源性凝血,31,B.因子/（抗血友病因子）（1）因子/是/的辅因子（2）因子与v因子（因子相关抗原）形成复合物（3）因子vWF的作用：稳定因子参与PT粘附、凝集功能,32,C.HMWK（1）a和PK的辅因子（2）参与内源性凝血过程的启动D.Ca凝血因子-Ca-磷脂表面加速凝血因子激活,33,4.纤维蛋白原-凝血的中心蛋白纤维蛋白原纤维蛋白多聚体,凝血,34,二、血液凝固过程内源性凝血途径（intrinsiccoagulationpathway）外源性凝血途径（extrinsiccoagulationpathway）凝血的共同途径（commonpathway）内外源性凝血途径既有各自特点又相互联系,35,（一）内源性凝血（1）接触活化（contactactivation）,H,正反馈,36,（2）因子的激活*特点：1.反应主要在液相进行2.激活速度慢3.限速反应*血浆凝血因子缺乏血友病B,37,38,（3）因子的活化因子:提高激活速度缺乏-血友病A因子:体内激活a-Ca2+-复合物(内)-Ca2+-a复合物(外)体外激活蝰蛇毒液+Ca2+a-Ca2+-复合物-凝血酶原激活物激活因子（凝血系统激活过程中的关键酶）,39,（二）外源性凝血途径（1）组织因子的释放TF-一种跨膜蛋白N端有受体-与因子结合C端有磷脂结构-提供凝血的催化场所（2）-Ca2+-a复合物激活因子Xa加速的活化,40,（三）凝血的共同途径-a生成后的凝血途径1、凝血酶的生成a.凝血酶原复合物的形成在PT磷脂表面（血管内皮细胞、中性粒细胞，淋巴细胞也可提供磷脂表面）b.a的作用纤维蛋白原纤维蛋白单体激活:2个辅因子-、因子、I的活化,41,2.纤维蛋白的形成与交联(1)纤维蛋白原(A、B、)2(2)纤维蛋白单体(3)纤维蛋白多聚体(可溶)因子I(4)纤维蛋白多聚体(不溶，稳定),凝血酶,次级键,42,纤维蛋白原,纤维蛋白单体,图18-5,43,氢键,溶解,部分溶于水,松软,不稳定,纤维蛋白多聚体(不溶，稳定),血小板,Ia/Ca+,44,因子I：结构：二对不同的多肽链组成的四聚体作用：纤维蛋白单体间形成桥键,多聚体中一单体1,多聚体中一单体2,图18-6,45,三、磷脂在血凝过程中的作用提供磷脂的物质：因子血管内皮细胞PT中性粒细胞淋巴细胞磷脂的作用：带负电荷的磷脂-Ca2+-凝血因子凝血因子局部浓度升高，凝血加速,46,四、血中的抗凝物1.凝血因子无活性2.血管内膜光滑3.血流迅速4.肝脏清除5.血中存在抗凝物,47,血中存在抗凝物抗凝血酶（antithrombin,AT-）合成：肝合成的2球蛋白功能：与a、a、a、a、a、PK等形成1：1的共价复合物，使之灭活机制：AT-中的Arg残基与上述因子中的Ser残基结合后，封闭活性中心而失活特点：活性最强的抗凝物,48,肝素（heparin）与肝素辅因子合成：肥大细胞和嗜碱性细胞生成分泌，酸性糖蛋白（图18-7）功能：是AT-的变构激活剂特点：血中含量低，抗凝作用小，肝素辅因子可提高其的抗凝作用,49,机制：,肝素硫酸根带负电荷+AT-中Lys残基的正电荷AT-构象改变，加强对凝血因子的抑制作用抑制血小板的黏聚影响血小板磷脂的释放抗凝,50,（）蛋白C（PC）和蛋白S（PS）合成：肝合成的依赖VitK的含Gla的糖蛋白功能：PC灭活辅因子、，抑制凝血酶原复合物的生成，促进纤溶，PS为PC的加速剂特点：PC的活性受凝血酶的调节,51,（4）组织因子途径抑制物（TFPI）合成：PT、血管内皮细胞、单核细胞、肝细胞等功能：1、抑制-Ca2+-a复合物活性（使不能活化）2、直接抑制a的活性（使活化的活性下降）,52,临床常用抗凝剂肝素-AT-柠檬酸盐草酸盐-Ca2+EDTANa2,53,五.纤维蛋白溶解:纤维蛋白溶解系统-纤溶系统具有重要的生理病理意义:维持人体生理功能必需的1.亢进时:容易出血2.下降时:血栓形成,54,图18-8,55,纤维蛋白溶解的过程：1.纤溶酶的生成：纤溶酶原：血浆中存在的形式，由肝脏合成。纤溶酶原的激活途径：(1)内激活：Pka催化(2)药物激活：链激酶、尿激酶、重组t-PA(3)外激活：t-PAu-PA,56,纤溶酶：特点：Ser蛋白水解酶作用：1、纤维蛋白降解2、水解、3、水解补体系统,57,2.纤维蛋白溶解纤维蛋白降解产物（fibrindegradationproducts,FDP）（1）概念：（2）作用：FDP-抗凝作用（片段X、Y阻止纤维蛋白聚合与交联片段D、E是凝血酶的竞争性抑制剂）,图18-9,58,纤溶抑制物1、纤溶酶原激活物的抑制物（plasminogenactivationinhibitor,PAI）与t-PA或u-PA结合，抑制其对纤溶酶原的激活*临床所用止血药的作用机制2、纤溶酶的抑制剂2抗纤溶酶(2-antiplasmin,2-AP)*与纤溶酶形成复合物*2-AP纤维蛋白I,59,某些疾病时凝血或纤溶的异常凝血与纤溶纤溶激活与纤溶抑制凝血与抗凝血,60,病因1.肝功能受损、Vitk缺乏、编码凝血因子的基因缺陷2.心血管内膜受损3.子宫、肺、甲状腺等手术4.DIC(弥漫性血管内凝血)感染、产科意外、肿瘤、外科手术/创伤等,临床表现凝血障碍血管内血栓形成出血多、渗血（与纤溶亢进有关）全身性出血的严重危及生命的综合症。微循环微血栓凝血因子大量消耗继发激活纤溶系统,第四节红细胞代谢和铁代谢,62,骨髓造血干细胞祖细胞原始红细胞(CFU-S)促红细胞生成素早幼红细胞中幼红细胞晚幼红细胞网织红细胞成熟红细胞,骨髓,血液,红细胞的生成,63,RBC的最主要成分:血红蛋白（hemoglobin,Hb）Hb=珠蛋白(globin)+4分子血红素（heme）(含铁的卜啉化合物),四个吡咯环+Fe2+,图18-10,64,一、RBC代谢（一）血红素的生物合成（1）原料：Fe2+，Gly，琥珀酰辅酶A（2）辅助因子：磷酸吡哆醛，Mg2+（3）场所：线粒体，细胞浆（有核，网织RBC）,65,（4）过程：四个阶段-氨基-酮基戊酸的生成（线粒体）（-aminolevulinicacid,ALA）关键酶ALA合成酶胆色素原的生成（细胞浆）尿卜林原及粪卜林原的生成（细胞浆）血红素的生成（线粒体）血红素进入细胞浆+珠蛋白Hb,66,胆,67,图18-11,68,（5）调节关键酶是ALA合成酶,血红素促红细胞生成素（erythropoitein，EPO）雄激素,直接负反馈抑制ALA合成酶和阻抑蛋白结合，活化阻抑蛋白抑制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,69,卜啉症铁卜啉合成代谢异常而导致卜啉及其代谢物排出增多,先天性卜啉症后天性卜啉症,遗传缺陷某血红素合成酶系缺陷铅中毒/药物引起铁卜啉合成障碍铅中毒的标志:血红素合成的抑制,70,（二）叶酸，VitB12对RBC成熟的影响巨幼细胞性贫血B12是N5-甲基FH4同型半胱氨酸转甲基酶的辅酶,71,（三）成熟RBC的代谢特点1.能量代谢与2，3，DPG支路(1)能量代谢:糖酵解磷酸戊糖途径(2)2，3，DPG支路:2，3DPG支路的生理意义：*减少能量产生，有利于糖酵解进行。*降低Hb与O2的亲和力，有利于O2的运输。(别构剂）,72,图18-13,73,红细胞中的氧还系统NAD+/NADH:糖醛酸循环，糖酵解NA