生物化学 第十六章血液的生物化学

第十六章血液的生物化学目的要求：1．掌握血浆非蛋白氮的概念及临床意义2.掌握血浆蛋白的分类、正常含量、A/G比值，熟悉血浆蛋白质的性质和血浆蛋白的功能。3．掌握凝血因子的特点及内源性凝血过程，熟悉外源性凝血过程。4．熟悉抗凝血成分及纤维蛋白的溶解过程5.掌握红细胞糖代谢的特点，了解红细胞脂类代谢的特点。6．掌握血红素合成的基本原料、合成场所、关键酶及调节，熟悉血红素的合成过程。7.了解白细胞的代谢。本章需要掌握的临床相关问题1、血浆非蛋白氮的的概念、主要来自哪些物质及临床意义2、血浆蛋白质的分类、血浆蛋白质含量及A/G比值、血浆蛋白质含量降低的原因及临床意义。3、凝血和抗凝血与出凝血疾病（发病、治疗）的关系。4、红细胞代谢与血液系统疾病的关系血液有形成分(cellularelements)：40-45%，红细胞(redbloodcell)

白细胞(whitebloodcell)

血小板(platelet)血浆(plasma)：55-60﹪，水分和固体成分Compositionofblood血浆（plasma)

离体的血液加入抗凝剂，静置后，浅黄色的上清液即为血浆

(全血-细胞成分）。 血清(serum)血液离体后不加抗凝剂,血液凝固后，析出的淡黄色透明液体称为血清。（全血-细胞成分-前纤维蛋白原）血清与血浆的主要区别是血清不含有纤维蛋白原。全血(Wholeblood)抗凝血(血细胞+血浆）血液的化学成分（Chemicalcomposition）化学成分水分：77～81％可溶性固体少量气体（O2、CO2等）有机物无机盐蛋白质非蛋白质含N物糖类脂类酶、激素、等非蛋白氮（Non-proteinnitrogen)：血液中蛋白质以外的其他含氮物质所含的氮称为非蛋白氮(NPN)。非蛋白含氮物主要包括尿素、肌酸、肌苷、胆红素和氨等正常值：20～40mg﹪，其中尿素氮（BUN)：8～20mg﹪，

BUN约占NPN总量的1/3～1/2。

临床上测定NPN和BUN的意义主要是了解肾脏的排泄功能。血中NPN升高（氮质血症）：

肾功能

蛋白质分解

蛋白质摄入第一节血浆蛋白plasmaprotein一、血浆蛋白的分类与性质

血浆蛋白总浓度：70～75g/L血浆蛋白是指血浆中含有的蛋白质，是血浆中主要的固体成分。血浆蛋白的种类很多，现已知的血浆蛋白达200多种，含量极不相同，有多种分类方法，最常用的分类方法为盐析法、电泳法和超速离心法。1.盐析法清蛋白（A）38-48g/L球蛋白（G）15-30g/LA/G比值:1.5

_2.5/1球蛋白（globulin）50%(NH4)2SO4

纤维蛋白原(fibrinogen)25%(NH4)2SO4

白蛋白(albumin）100%(NH4)2SO4电泳方法：根据支持介质不同，可分为醋酸纤维素薄膜电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳、淀粉凝胶电泳等。醋酸纤维素薄膜(CAM)电泳可将血清蛋白质分为五类CAM电泳2球蛋白清蛋白1球蛋白球蛋白球蛋白A

清蛋白

12清蛋白

12B清蛋白a1-球蛋白a2-球蛋白b-球蛋白g-球蛋白62%~71%3%~4%6%~10%7%~11%9%~18%2.依据生理功能分类

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酸性糖蛋白等血浆蛋白的共同特征：1、大多数血浆蛋白在肝脏合成：

肝脏是合成血浆蛋白的主要器官。因此，肝功能障碍时，某些血浆蛋白合成减少。如凝血因子、白蛋白的合成减少。2、血浆蛋白的合成场所一般位于内质网结合的核糖体（二）血浆蛋白质的性质3、绝大部分血浆蛋白是糖蛋白糖链的作用：（1）参与维持蛋白质的分子三级结构（2）增加蛋白质分子的溶解性，有利于运输（3）增加蛋白质分子的特异性和蛋白质水解酶的抗性4、各种血浆蛋白具有独特的半衰期，一般为5~20天例：白蛋白半衰期20天结合珠蛋白半衰期5天5、许多血浆蛋白具有多态性某种蛋白质在同种属的个体或人群中出现两种或多种不同形式的现象，符合孟德尔遗传定律的单基因遗传特征多态性：多态性蛋白质多态性：在蛋白质水平出现两种或两种以上的蛋白质核苷酸多态性：在DNA的核苷酸水增出现多态现象A位点1：-GCCATGATCG-A位点2：-GCCACGATCG-T/C多态性研究多态性的意义：遗传学——遗传病的研究人类学——人类的遗传论临床医学——疾病的易感性6、在出现急性炎症或继发于某种类型的组织损伤时，某些血浆蛋白的水平增高，这些蛋白被称为急性期蛋白（acutephaseprotein)，也称为应激反应蛋白。例：血浆纤维蛋白原在外伤或急性心肌梗塞时会明显增高。某些血浆蛋白在慢性反应时也会增高。二、血浆蛋白质的功能（一）维持血浆胶体渗透压清蛋白提供75~80%的血浆胶体渗压（二）运输作用

清蛋白：参与多种物质的运输。如胆红素、某些激素及药物的运输。新生儿胆红素血症用白蛋白治疗。（三）催化作用1、血浆功能酶：凝血因子2、外分泌酶3、细胞酶（四）免疫作用：免疫球蛋白、补体（五）凝血、抗凝血和纤溶作用（六）营养作用（七）维持pH值第二节血液凝固Bloodcoagulation

血液凝固是人体生理止血机构的重要组成部分，是许多凝血因子参与的级联（或连锁）化学反应。一、凝血因子(coagualtionfactor)（一）种类和命名：14种，见表15-2（二）化学本质1、除凝血因子IV（Ca++)外，其它凝血因子均为蛋白质。2、大部分凝血因子均为糖蛋白。3、部分凝血因子在血液中以酶原的形式存在。4、III因子为脂蛋白（三）凝血因子分类：1.依赖VitK的凝血因子2.具Ser蛋白水解酶活性的凝血因子

3.辅因子

4、纤维蛋白原1.依赖VitK的凝血因子

（1）

种类:ⅡⅦⅨⅩ

（2）

结构特点:

N末端含有多个γ羧基Glu残基

（γ-carboxyglutamate,Gla）

①Gla的生成：

γ-Glu酰羧化酶辅酶---VitK，硫辛酸

②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Ⅲ/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

2.具Ser蛋白水解酶活性的凝血因子

（1）种类：Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ

（2）结构特点

活性中心:ＡＡ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

（3）作用

水解Arg残基羧基端所形成的肽键3.辅因子

(1)种类：Ⅲ、Ca++、Ⅴ、Ⅷ、HMWK

(2)特点：

因子Ⅲ(组织因子，tissuefactor,TF）

1）唯一由组织细胞合成

2）组织损伤，感染等ＴＦ释放，

作为Ⅶ的辅因子启动外源性凝血

因子Ⅴ/Ⅷ（抗血友病因子）

（1）因子Ⅴ/Ⅷ是Ⅹ/Ⅺ的辅因子（2）因子Ⅷ与vＷＦ因子（因子Ⅷ相关抗原）形成复合物（3）因子vWF的作用：稳定因子Ⅷ

参与PT粘附、凝集功能

HMWK

（1）Ⅻa和PK的辅因子

（2）参与内源性凝血过程的启动

Ca２＋

凝血因子---Ca２＋---磷脂表面

加速凝血因子激活4、纤维蛋白原

纤维蛋白原纤维蛋白多聚体

（一）内源性凝血途径（Intrinsicpathway

）是指血液与带负电荷的物质表面接触，使XII因子激活而触发凝血过程。例：血管内皮损伤血液抽出体外与异物接触（如与玻璃、棉纱接触）二、两条凝血途径：1、接触活化阶段：X因子的激活2、凝血酶生成阶段3、纤维蛋白生成阶段1、接触活化阶段激肽释放酶前激肽释放酶（PK）ⅫⅫaHMWK（高分子量激肽酶）HMWKⅪⅪaHMWK血小板聚集XIIHMWKXIIa因子Ⅻ带负电表面激肽释放酶前激肽释放酶因子ⅫaHMWKXIIaXIXIa因子Ⅺ因子ⅪaⅫa因子X激活ⅨⅨaⅪaCa2+Ⅸa-Ⅷa复合物Ca2+磷脂ⅧaⅧⅡaⅩⅩaIXIXaVIIIaCa2+XIaXXa因子ⅨⅨa-Ⅷa复合物因子Ⅹ因子ⅩaⅧa、磷脂、Ca2+Ca2+磷脂ⅡaⅨa-Ⅷa复合物ⅩⅩaVaVⅩa-Ca2+-Va（凝血酶原激活物）PL(Ⅱ)纤维蛋白原(Fibrinogen)纤维蛋白交联纤维蛋白凝块ⅹⅢaⅹⅢⅡaCa2+Ca2+凝血酶

凝血酶原(prothrombin)(Ⅱa)(thrombin)(单体,fibrin)(多聚体)Ca2+磷脂ⅡaⅨa-Ⅷa复合物ⅩⅩaVaVⅩa-Ca2+-Va（凝血酶原激活物）PL(Ⅱ)凝血酶

凝血酶原(prothrombin)(Ⅱa)(thrombin)2、凝血酶生成阶段VaCa2+Xa凝血酶原的激活XaCa2+PL(Xa-Ca2+-Va)凝血酶原激活物VVaⅡaⅡⅡaPLⅡXaCa2+PL(Xa-Ca2+-Va)凝血酶原激活物VVaⅡaⅡⅡaPLXaVaCa2+Ⅱa纤维蛋白原(Fibrinogen)纤维蛋白交联纤维蛋白凝块ⅹⅢaⅹⅢⅡaCa2+Ca2+凝血酶(Ⅱa)(thrombin)(单体,fibrin)(多聚体)3、纤维蛋白生成阶段

血液凝固的最后一步反应是纤维蛋白原转变为纤维蛋白并交联成为纤维蛋白凝块。

纤维蛋白原是由6条多肽链（A、B、各两条）借二硫键连接而成的纤维状蛋白质。A—NH2H2N—AB—NH2H2N—B-NH2H2N-S-SS-SAHOOC-HOOC--COOHBHOOC--COOHB-COOHA血纤维蛋白原的结构—NH2H2N——NH2H2N—-NH2H2N-S-SS-S

HOOC-HOOC--COOHHOOC--COOH-COOH凝血酶A—NH2H2N—AB—NH2H2N—B-NH2H2N-S-SS-SAHOOC-HOOC--COOHBHOOC--COOHB-COOHAA肽B肽纤维蛋白单体的形成纤维蛋白聚合：

凝血酶切去纤维蛋白原的及链N-端的A肽、B肽，暴露了粘合位点及减少了纤维蛋白质之间的排斥，使纤维蛋白聚合

纤维蛋白交联：在XIIIa的催化下，聚合纤维蛋白的链之间及链之间交联，形成血凝块。纤维蛋白交联的机制链羧基端的谷氨酰胺与邻近的链上的赖氨酸残基上的e-氨基形成共价键

a链的谷氨酰胺与邻近的a链上的赖氨酸残基上的e-氨基形成共价键

纤维蛋白原（AaBbg)2纤维蛋白单体（abg)2纤维蛋白多聚体[(abg)2]n交联纤维蛋白多聚体2A、2B肽[(abg)2]n凝血酶聚合交联电镜下的交联纤维蛋白多聚体的网状结构血凝块的镜下图

（二）外源性凝血途径（Extrinsicpathway)而触发的凝血过程。凝血过程：ⅦⅦa-Ⅲ复合物Ⅲ组织损伤ⅩⅩaCa2+

不论是内源性凝血途径还是外源性凝血途径，一旦形成Ⅹa，就进入共同的通路。ⅢCa2+ⅦⅦa因子Ⅹ因子ⅩaⅦⅦa-Ⅲ复合物Ca2+Ⅲ组织损伤XXaCa2+ⅢⅦa因子Ⅹ因子ⅩaⅦⅦa-Ⅲ复合物Ca2+Ⅲ组织损伤共同通路两种凝血过程的比较内源性凝血外源性凝血诱发因素血液离体接触异物血管内皮损伤组织损伤第一个被激活的因子XIIVII激活X因子过程XIIXIIXXIII

VIIX血友病A(hemophiliaA)出血性疾病凝血因子VIII缺乏X染色体连锁遗传基因突变治疗：输入VIII因子基因治疗干细胞治疗机体内的抗凝血成分三种：抗凝血成分抗凝血酶-Ⅲ(AT-Ⅲ)蛋白C系统组织因子途径抑制物（TFPI）三、抗凝血成分1、抗凝血酶-Ⅲ(AT-Ⅲ)

抗凝血酶-Ⅲ(AT-Ⅲ)是血浆中最重要的生理性抗凝物质，占血浆抗凝血酶活性的70﹪，它是一种2球蛋白。由肝脏合成，主要的作用是持久地灭活凝血酶的活性，还能抑制凝血因子Ⅹa、Ⅸa、Ⅺa、Ⅻa、激肽释放酶的活性而达到抗凝作用。2、蛋白C糸统蛋白C糸统蛋白C（PC）:肝脏合成、依赖维生素K的糖蛋白具有灭活Va、VIIIa和促进纤溶作用蛋白S（PS）：肝脏合成的依赖维生素K的蛋白质是APC的辅因子,加速APC对

Va的灭活作用蛋白C抑制物：与PC结合形成复合物而灭活

APC。3、组织因子途径抑制物（TFPI）

组织因子途径抑制物（TFPI）是由血管内皮细胞合成的糖蛋白，能直接抑制Ⅹa。

四、血凝块的溶解（纤维蛋白的溶解）

纤溶酶原纤溶酶纤溶激活物（tPA、尿激酶）纤维蛋白和纤维蛋白原片段X片段A，B，C片段Y片段E纤溶酶片段D纤溶酶片段D目前，尿激酶、链激酶已应用于溶栓治疗五、凝血、抗凝血、纤溶与抗纤溶的相互关系：凝血系统抗凝血物(-)纤维蛋白原纤维蛋白(凝血)纤维蛋白降解产物纤溶系统(+)(-)纤溶激活物纤溶抑制物表示催化表示抑制第三节血细胞代谢

红细胞占血细胞的绝大部分，由骨髓造血干细胞定向演变、发育成熟而来，并伴随一系列形态和代谢的改变。

成熟红细缺乏全部细胞器，不能进行DNA、RNA，蛋白质的合成，不能进行糖的有氧氧化和脂肪酸的β-氧化，能量来源靠糖酵解。

红细胞的主要成分是血红蛋白（hemoglobin,Hb），由珠蛋白和血红素缔结而成，珠蛋白由四个亚基组成，每个亚基与一个血红素相连，亚基有四种：a、b、g、d。正常人Hb的组成：HbAHbA2HbF占95～98％占2～3％占1％以下亚基a2b2a2d2a2g2Hb

HbF在胎儿和新生儿占90%以上，出生后逐渐减少，两岁后达到成人水平。（一）糖代谢1.糖酵解和2,3-二磷酸甘油酸(2,3-BPG)旁路一、红细胞的代谢特点

红细胞每天从血浆摄取30g葡萄糖，其中90~95%经糖酵解和2，3-二磷酸甘油酸（2，3-BPG）旁路，其他经磷酸戊糖途径。

红细胞内糖代谢的生理意义是提供ATP。

ATP的作用：(1)维持钠钾泵；（2）维持钙泵；（3）为红细胞脂类交换提供能量；（4）用于谷胱甘肽的合成

糖酵解是红细胞获取能量的唯一途径,合成的ATP用来维持红细胞膜上泵的正常运转和其他代谢。

2，3-BPG的生成葡萄糖（30g/天）1，3-BPG2，3-BPG3-磷酸甘油酸乳酸二磷酸甘油酸变位酶2，3-BPG磷酸酶15~50%2，3-BPG的生理功用：降低血红蛋白与氧的亲和力，促进血红蛋白释放氧。血红素aa2.磷酸戊糖途径主要功能是产生NADPH+H+葡萄糖6-磷酸6-磷酸葡萄糖酸NADP+NADP++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谷胱甘肽的生理功用主要是保护细胞膜蛋白、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。

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）脂代谢血红蛋白是红细胞内的主要蛋白质，占95%，其作用是运输O2血红蛋白的组成：22，每条肽链含一分子血红素（三）血红蛋白的合成与调节血红素的结构1、血红素的生物合成合成原料：琥珀酰CoA，甘氨酸，Fe2+合成场所：起始和末端途径在线粒体内进行，中间步骤在胞浆中进行。（1）合成过程：①

-氨基--酮戊酸（ALA）的生成：由ALA合酶催化。

COOHCH2CH2CO～SCoACH2NH2COOH

+CO2HSCoAALA合酶(限速酶)COOHCH2CH2C=O反应部位：线粒体ALA合酶是血红素合成的关键酶