生化课件第十六章血液生化

第十六章血液的生物化学HemalBiochemistry2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君1血液组成2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君2人体血液总量：占体重8%液体成分：血浆溶解的有机物蛋白质NPN糖类脂类溶解的无机物阴离子阳离子有形成分红细胞白细胞血小板血液的成分有形成分液体成分红细胞白细胞血小板血浆plasma加抗凝剂不加抗凝剂血清serum血凝块占全血容积的55-60%其中有纤维蛋白原血液凝固后析出的淡黄色透明液体为血清。血清中无纤维蛋白原2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君3血液中溶解的固体成分无机物无机物以电解质为主阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+阴离子：Cl-、HCO3-、HPO42+有机物蛋白质：血浆中主要的固体成分非蛋白含氮物（NPN）：尿素、肌酸、肌酐、尿酸、胆红素、氨等糖类、脂类维持晶体渗透压维持酸碱平衡维持神经肌肉的正常兴奋性非蛋白氮中尿素氮（bloodureanitrogen，BUN）约占1/22023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君4第一节血浆蛋白PlasmaProtein血浆蛋白是维持体内代谢的重要物质2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君5血浆蛋白总浓度：70～75g/L血浆蛋白的种类多，含量也不相同通常按来源、分离方法和生理功能将血浆蛋白质分类。分离蛋白质的常用方法包括电泳（electrophoresis）：血浆蛋白质超速离心（ultracentrifuge）：血浆脂蛋白一、血浆蛋白的分类与性质2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君6血浆蛋白指血浆含有的蛋白质，是血浆中的主要的固体成分（一）血浆蛋白的分类2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君7电泳(electrophoresis)是最常用的分离蛋白质的方法,常据此分类清蛋白（albumin）

1球蛋白（

1–globulin）

2球蛋白（

2–globulin）

球蛋白（

β

–globulin）

球蛋白（

γ–globulin）2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君8血清蛋白电泳图谱醋酸纤维素薄膜电泳（pH8.6的巴比妥缓冲溶液）染色后图谱电泳扫描图谱原点

a2a1清蛋白38-48g/L15-30g/LA/G=1.5-2.5血浆蛋白种类生成部位主要功能正常含量（克/毫升血浆）清蛋白肝脏维持血浆渗透压运输、营养3.8-4.8α1-球蛋白α2-球蛋白主要在肝脏运输1.5-3.0β-球蛋白大部分在肝脏运输γ-球蛋白肝外（浆细胞）免疫纤维蛋白原肝脏凝血0.2-0.42023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君9按醋纤膜电泳血浆蛋白分类表表16-1血浆蛋白的种类、生成部位、主要功能和含量种类血浆蛋白质载体蛋白清蛋白、脂蛋白、运铁蛋白、铜蓝蛋白免疫防御系统蛋白IgG,IgM,IgA,IgD,IgE和补体C1-9凝血和纤溶蛋白凝血因子Ⅶ、Ⅷ、凝血酶原、纤溶酶原酶卵磷脂：胆固醇酰基转移酶（LCAT）等蛋白酶抑制剂

1抗胰蛋白酶、

2巨球蛋白等激素促红细胞生成素、胰岛素等参与炎症应答蛋白C-反应蛋白、

2酸性糖蛋白等2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君10人类血浆蛋白质按生理功能分类（二）血浆蛋白的特点2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君11血浆蛋白的主要合成器官是肝脏多数血浆蛋白合成的场所在膜结合的多核蛋白体血浆蛋白除清蛋白外都是糖蛋白血浆蛋白多数呈多态性（polymorphism）血浆蛋白都有自己特异的半衰期急性时相蛋白质(acutephaseproteinAPP)：在急性炎症或某种类型组织损伤等情况下水平升高的某些血浆蛋白123456二、血浆蛋白的功能2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君12功能举例维持血浆胶体渗透压清蛋白为主（75%-80%）维持血浆正常pH血浆蛋白盐与相应蛋白形成缓冲对运输作用血浆脂蛋白运输脂类物质免疫作用抗体（Ig）及补体（蛋白酶）系统共同完成催化作用血浆功能酶、外分泌酶及细胞酶，有的具有催化作用，有的具有临床诊断价值营养作用血浆蛋白可被吞入细胞分解为氨基酸、供组织蛋白合成，蛋白分解供能凝血、抗凝血和纤溶作用凝血和纤溶是血液系统重要的两种作用，都是靠血浆蛋白因子来实现的2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君13（一）维持血浆胶体渗透压影响因素渗透压的大小取决于溶质颗粒数目的多少，与溶质的种类和颗粒的大小无关分类：晶体渗透压：无机盐、糖等晶体，770KPa主要来自NaCl（80%）胶体渗透压：血浆蛋白等胶体物质，3.3Kpa主要来自清蛋白（75-80%）渗透压指溶液具有的吸引水分子透过半透膜的力量维持相对稳定的因素：血浆中的缓冲物质主：NaHCO3/H2CO3缓冲系（比值20:1）次：NaHPO4/NaH2PO4其他：血浆蛋白钠/血浆蛋白……等。肺和肾的调节2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君14（二）维持血浆正常pH血浆pH正常值：PH为7.35-7.45（7.40±0.5）脂溶性物质易被细胞摄取和易随尿液排出的小分子物质细胞毒性物质脂类（脂肪酸、甘油三脂、胆固醇、磷脂等）维生素（视黄醇等）内源性及外源性毒物和药物（胆红素、磺胺等）激素（甲状腺素、皮质激素）离子（钙、铁、铜等）2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君15（三）运输作用血浆中存在众多的载体蛋白运输主要三类物质免疫球蛋白又称为抗体IgG、IgA、IgM、IgD、IgE补体协助抗体完成免疫功能的蛋白酶抗体与抗原结合后激活补体系统产生溶菌和溶细胞作用2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君16（四）免疫作用抗体与补体协同作用2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君17补体激活途径血浆功能性酶：多由肝脏合成后释放入血，在血浆发挥功能凝血系统和纤溶系统的多种蛋白酶生理性抗凝物质、假胆碱酯酶、卵磷脂：胆固醇酰基转移酶、脂蛋白脂肪酶、肾素外分泌酶：外分泌腺分泌的酶消化系统的蛋白酶、淀粉酶、酯酶脏器受损时血浆含量增加，有助于临床诊断细胞酶：存在于组织细胞内参与代谢的酶类正常情况血浆含量甚微，小部分有器官特异性，用于诊断。2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君18（五）催化作用血浆中存在三类酶，多数不在血浆发挥作用体内某些细胞，如单核-吞噬细胞系统吞饮血浆蛋白质进入细胞，再由细胞内酶类将蛋白质分解成氨基酸参入氨基酸代谢池参与蛋白质的合成转变成其它含氮化合物蛋白质还可以分解供应能量α-酮酸2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君19（六）营养作用分解后被细胞利用，参与蛋白质合成及氧化供能他们在血液中相互作用、相互制约，保持循环血流通畅凝血因子14种凝血因子参与血液凝固内、外源性凝血途径共同介导凝血过程纤维蛋白的生成抗凝血成分抗凝血酶-Ⅲ、蛋白C系统、组织因子途径抑制物（TFPI）纤溶系统纤溶酶原（酶）2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君20（七）凝血、抗凝血和纤溶血浆中存在众多的凝血因子、抗凝血及纤溶物质风湿病急性炎症反应和抗原刺激引起免疫系统增强，特征：免疫球蛋白升高：特别是IgA，可有IgG和IgM升高炎症期可有α1-AG、Hp、C3升高肝脏疾病急性炎症反应和抗原刺激引起免疫系统增强，特征免疫球蛋白升高：特别是IgA，可有IgG和IgM升高？炎症期可有α1-AG、Hp、C3升高？多发性骨髓瘤浆细胞恶性增生，总蛋白电泳图谱表现：原γ区带外出现特征性的M蛋白峰，白蛋白下降2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君21（八）血浆蛋白质异常与疾病？多种疾病导致血浆蛋白异常2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君22血浆蛋白质异常与疾病肽类激素(peptidehormone)由氨基酸通过肽键联接而成最小的促甲状腺激素释放激素(TRH)由三个氨基酸组成多数肽类激素可由十几个，几十个或乃至上百及几百个氨基酸组成。肽类激素的主要分泌器官是丘脑下部及脑垂体（生长素）在其它器官中也发现肽类激素（胰岛素）2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君23代谢调控作用多种肽类激素通过血浆运输发挥作用第三节血细胞代谢MetabolismofBloodCells2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君24红系细胞发育过程中造血干细胞（1000×）经原始、早幼、中幼、晚幼、网织红细胞、成熟等阶段2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君25一、红细胞的代谢特点红细胞是血液中最主要的细胞，在骨髓中由造血干细胞定向分化成红系细胞成熟过程中红细胞发生一系列形态和代谢的改变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+

晚幼红细为———RNA合成+——RNA存在++—蛋白质合成++—血红素合成++—脂类合成++—三羧酸循环++—氧化磷酸化++—糖酵解+++磷酸戊糖途径+++2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君26红细胞成熟过程中的代谢变化2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君27（一）糖代谢红细胞每天从血浆摄取30g葡萄糖90%-95%5%-10%2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君281、糖酵解和2,3-BPG旁路糖酵解是红细胞获取能量的唯一途径葡萄糖1,3-BPG3-磷酸甘油酸乳酸2,3-BPG二磷酸甘油酸变位酶2,3-BPG磷酸酶2,3-BPG旁路3-磷酸甘油酸激酶15-50%2,3-BPG磷酸酶的活性低，2,3-BPG生成多于分解而浓度较高抑制强抑制弱2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君292、红细胞内糖代谢的生理意义糖酵解产生ATP2,3-BPG旁路产生2,3-BPG磷酸戊糖旁路产生NADPH2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君30（1）ATP的功能维持红细胞膜上钠泵(Na+-K+-ATPase)的运转维持红细胞膜上钙泵(Ca2+-ATPase)的运转维持红细胞膜上脂质与血浆脂蛋白交换少量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①②③④⑤ATP的功能结合在Hb亚基的对称中心孔穴内2,3-BPG的负电基团与2个β亚基的正电基团形成盐键，稳定Hb的T构象，降低Hb与氧的亲和力。在氧分压相同情况下，随2,3-BPG浓度增大Hb释放氧气增多。（2）2,3-BPG的功能2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君31β1链β2链2,3-BPG也能供应能量，但主要供能是调节血红蛋白运氧功能对抗氧化剂，保护细胞膜蛋白、血红蛋白和酶蛋白的巯基等，维持红细胞的正常功能（3）NADH和NADPH的功能谷胱甘肽过氧化物酶谷胱甘肽还原酶6－磷酸葡萄糖脱氢酶G-6-PNADP+2GSHH2O2GSSH2H2ONADPH+H+6-磷酸葡萄糖酸2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君32成熟红细胞的脂类几乎都存在于细胞膜红细胞质膜的不断更新是通过主动参入和被动交换与血浆进行脂质交换2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君33（二）脂代谢成熟红细胞不能从头合成脂肪酸2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君34（三）血红蛋白的合成与调节血红蛋白合成血红素合成珠蛋白合成血红蛋白的组成=珠蛋白+血红素(heme)2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君351.血红素的生物合成基本原料琥珀酰辅酶A甘氨酸Fe2+合成部位线粒体细胞液线粒体合成过程ALA合成胆色素原合成原卟啉原与粪卟啉原合成血红素合成（1）线粒体阶段ALA合酶（磷酸吡哆醛）2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君36ALA(-氨基--酮戊酸)的生成关键步骤2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君37（2）胞液阶段2ALA胆色素原ALA脱水酶胆色素原的生成2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君38（3）续胞液阶段MPMPPMMPNHHNNHHNAPAPPAAPNHHNNHHN胆色素原×4胆色素原脱氨酶尿卟啉原Ⅲ同合酶线状四吡咯3NH33NH3CO2尿卟啉原Ⅲ脱羧酶A:-CH2COOHP:-CH2CH2COOHM:-CH3尿卟啉原Ⅲ粪卟啉原Ⅲ尿卟啉原与粪卟啉原的生成2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君39（4）线粒体阶段粪卟啉原Ⅲ粪卟啉原Ⅲ氧化脱羧酶原卟啉原Ⅸ2CO2、4H原卟啉原Ⅸ氧化酶6H原卟啉Ⅸ亚铁鏊和酶V:-CHCH3血红素Fe2+血红素的生成ALA合酶固醇类激素诱导合成血红素反馈抑制阻遏合成高铁血红素强烈抑制致癌剂杀虫剂药物诱导合成2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君402、血红素合成的调节血红素合成的关键酶是ALA合酶血红素可能属于别构抑制血红素过多氧化成高铁血红素强烈抑制ALA脱水酶血红素抑制不明显重金属敏感2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君41

ALA脱水酶与亚铁螯合酶亚铁螯合酶重金属敏感还原剂激活肾合成的促红细胞生成素(EPO)加速有核红细胞的成熟,促进血红素和Hb的合成。EPO是RBC生成的主要调节剂二者均敏感ALA脱水酶活性是ALA合酶的80倍，故血红素主要对后者起作用2023/11/26吉林大学白求恩医学院杨成君423.珠蛋白的合成珠蛋白的合成（翻译）受血红素调控PeIF-2无活性eIF-2有活性PeIF-2激酶ATPADPATPADPeIF-2激酶2CR2C24cAMP4cAMP-2R高铁血红素高铁血红素对起始因子2的