第十六章-血液的生物化學(xué).doc

精品文檔第十六章 血液的生物化學(xué)正常成人體的血液約占體重的8%，比重1.0501.060，pH為7.400.05,滲透壓在37約770Kpa（310mOsm/L）。血液由液態(tài)的血漿（plasma）與混懸于其中的紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板組成。血漿約占全血容積的5560%，血液凝固后析出的淡黃色透明液體稱血清（serum），血清中不含纖維蛋白原。血液的固體成份可分為無(wú)機(jī)物和有機(jī)物；無(wú)機(jī)物以電解質(zhì)為主，如Na+、K+、Ca2+、Mg2+及C1-、HC03-和HPO42-，它們?cè)诰S持血漿晶體滲透壓，酸堿平衡及神經(jīng)肌肉的正常興奮性方面起重要作用。有機(jī)物包括蛋白質(zhì)、非蛋白質(zhì)含氮化合物、糖及脂類等，非蛋白含氮化合物包括尿素、膽酸、肝酐、尿酸、膽紅素和氨等，這類物質(zhì)中的氮總量稱非蛋白質(zhì)氮（non-蛋白質(zhì)otein nitrogen，NPN），中血尿素氮約占NPN的1/2。血漿中蛋白質(zhì)是血漿的主要固體成份，濃度約6080%/L ，種類繁多，其中即有單純蛋白質(zhì)如清蛋白質(zhì)，又有結(jié)合蛋白，如糖蛋白、脂蛋白。通常按來(lái)源、分離方法和生理功能將血漿蛋白質(zhì)分類。分離蛋白質(zhì)的方法包括電泳（electrophoresis）和超速離心（ultracertrifuge），電泳是最常用方法；用醋酸纖維素薄膜在pH8.6巴比妥沖液電泳可將血清蛋白質(zhì)分成五條區(qū)帶：清蛋白（albumin）、1球蛋白（globulin）、2球蛋白、球蛋白和球蛋白。其中清蛋白是人體血漿中最主要的蛋白質(zhì)，占血漿總蛋白的50%。肝臟每天合成12g清蛋白，以前清蛋白形式合成。正常清蛋白與球蛋白的濃度比值為(A/G) 1.52.51。按生理功能可將血漿蛋白分為載體蛋白、免疫防御系統(tǒng)蛋白、凝血和纖溶蛋白、蛋白酶抑制劑、激素和參與炎癥應(yīng)答的蛋白。血漿蛋白質(zhì)的性質(zhì)如下：1、絕大多數(shù)血漿蛋白質(zhì)在肝合成，如清蛋白纖維蛋白原，少量蛋白質(zhì)由其他組織細(xì)胞合成。2、血漿蛋白質(zhì)的合成場(chǎng)所一般位于膜結(jié)合的多核蛋白體上。進(jìn)入血漿前，在肝細(xì)胞內(nèi)經(jīng)歷從粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基復(fù)合體，再抵達(dá)質(zhì)膜分泌入血的途徑。3、除清蛋白外，幾乎所有血漿蛋白均為糖蛋白。它們含有N或0-連接的糖鏈，發(fā)揮重要作用。4、許多血漿蛋白呈現(xiàn)多態(tài)性（poly morphism），如ABO血型及運(yùn)鐵蛋白、免疫球蛋白等均具有多態(tài)性。5、循環(huán)過(guò)程中，每種血漿蛋白均有自己特異的半衰期。在急性炎癥或一些類型的組織損傷時(shí)，某些血漿蛋白水平會(huì)增量，稱為急性時(shí)相蛋白質(zhì)（acute phase, protein APP），包括C反應(yīng)蛋白（CRP），1抗胰蛋白酶等，提示CRP在人體炎癥反應(yīng)中起一定作用。此外，急性時(shí)相期，血中清蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白等濃度降低。血漿蛋白的功能如下：1、 維持膠體滲透壓。正常人血漿膠體滲透壓大小，取決于血漿蛋白質(zhì)的摩爾濃度，其中清蛋白能最有效地維持血漿膠體滲透壓，當(dāng)血漿蛋白濃度（尤其清蛋白）過(guò)低時(shí)，血漿膠體滲透壓下降，導(dǎo)致組織水腫。2、維持血漿正常的pH。血漿蛋白鹽與相應(yīng)蛋白蛋形成緩沖對(duì)，參與維持正常血漿PH。3、運(yùn)輸作用：血漿蛋白質(zhì)分子表面分布著眾多的親脂性結(jié)合位點(diǎn)，脂溶性物質(zhì)可與其結(jié)合而被運(yùn)輸。血漿蛋白還能與易被細(xì)胞攝取和易隨尿液排出的一些小分子物質(zhì)結(jié)合，防止它們從腎臟丟失，4、免疫作用。血漿中的免疫球蛋白IgG 、IgA 、IgM 、IgD和IgE又稱抗體，在體液免疫中起至關(guān)重要的作用。血漿中還有一組協(xié)助抗體完成免疫功能的蛋白酶 一補(bǔ)體。5、催化作用。血漿酶根據(jù)的來(lái)源和功能分三類：（1）血漿功能酶。主要在血漿發(fā)揮催化功能。這類酶絕大多數(shù)由肝臟合成后分泌入血，如凝血及纖溶系統(tǒng)的多種蛋白水解酶等。（2）外分泌酶：包括胃蛋白酶、胰蛋白酶等；在生理?xiàng)l件下少量逸入血漿，它們的催化活性與血漿正常生理功能無(wú)直接關(guān)系，但當(dāng)臟器受損時(shí)，血漿中相應(yīng)的酶含量增加、活性增高，具有臨床診斷價(jià)值。（3）細(xì)胞酶：存在于細(xì)胞和組織內(nèi)參與物質(zhì)代謝的酶。正常時(shí)，血漿中含量甚微，隨著細(xì)胞的不斷更新，這些酶可釋放入血，大部分無(wú)器官特異性，小部分具有器官特異性，可用于臨床酶學(xué)檢驗(yàn)。6、營(yíng)養(yǎng)作用。血漿蛋白分解為氨基酸參入氨基酸池，用于組織蛋白質(zhì)的合成或轉(zhuǎn)變成其它含氮化合物，此外，還可分解供能。7、凝血、抗凝血和纖溶作用。血漿中的眾多凝血因子，抗凝血及纖溶物質(zhì)在血液中相互作用、相互制約，保持循環(huán)通暢。當(dāng)血管損傷、血液流出血管時(shí)，血液內(nèi)發(fā)生一系列酶促級(jí)聯(lián)反應(yīng)，使血液由液體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟z狀態(tài)，稱為血液凝固（blood coagulatin），是止血的重要環(huán)節(jié)。第三節(jié) 血細(xì)胞代謝1、紅細(xì)胞代謝紅細(xì)胞是血液中的最主要的細(xì)胞，成熟的紅細(xì)胞除質(zhì)膜、胞漿外，無(wú)其它細(xì)胞器，不能進(jìn)行蛋白質(zhì)和脂類的合成。葡萄糖是成熟紅細(xì)胞的主要能量物質(zhì)。糖酵解是紅細(xì)胞獲得能量的唯一途徑。紅細(xì)胞的糖酵解途徑還存在2.3二磷酸甘油酸（2.3BPG）旁路，產(chǎn)生的2.3BPG降低Hb與O2的親合力，是調(diào)節(jié)血紅蛋白（Hb）運(yùn)氧功能的重要因素；也能氧化供能。紅細(xì)胞內(nèi)的磷酸戊糖途徑與其它細(xì)胞相同，主要功能是產(chǎn)生NAPPH+H+。NADH和NADPH是紅細(xì)胞內(nèi)重要的還原當(dāng)量，磷酸戊糖途徑是紅細(xì)胞產(chǎn)生NADPH的唯一途徑，紅細(xì)胞中的NADPH維持細(xì)胞內(nèi)還原型谷胱甘肽（GSH）的含量。使紅細(xì)胞免遭外源性和內(nèi)源性氧化劑的損害。成熟紅細(xì)胞的脂類都存在于細(xì)胞膜，紅細(xì)胞通過(guò)主動(dòng)滲入和被動(dòng)交換不斷與血漿進(jìn)行脂質(zhì)交換，維持正常膜上指類組成結(jié)構(gòu)功能。紅細(xì)胞內(nèi)糖代謝的意義在于產(chǎn)生的ATP用于維持紅細(xì)胞上鈉泵（Na+-K+-ATPase）的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。維持紅細(xì)胞膜上鈣泵（Ca2+ATPase）的正常運(yùn)行，將紅細(xì)胞中的Ca2+泵入血漿中維持紅細(xì)胞內(nèi)低Ca2+狀態(tài)。維持紅細(xì)胞膜上脂質(zhì)與血漿脂蛋白中脂質(zhì)進(jìn)行交換所需ATP。少量的ATP用于谷胱甘肽NAD+的生物合成。ATP用于葡萄糖的活化，啟動(dòng)糖酵解過(guò)程。血紅蛋白是紅細(xì)胞中最主要成份，是血液運(yùn)輸O2的重要物質(zhì)，由珠蛋白和血紅素（heme）組成。血紅素不但是Hb的輔基，也是肌紅蛋白、細(xì)胞色素、過(guò)氧化物酶等的輔基，具有重要的生理功能。合成血紅素的基本原料是甘氨酸，琥珀酰CoA和Fe2+。合成的起始和終末在線粒體內(nèi)，中間階段在胞液內(nèi)進(jìn)行，合成過(guò)程可分為四步：（1）氨基r酮戊酸（ALA）的生成；線粒體內(nèi)由琥珀酰CoA與甘氨酸縮合生成ALA，此反應(yīng)由ALA合酶催化，輔酶是磷酸吡哆醛，此酶是血紅素合成的限速酶（2）膽色素原的生成；ALA生成后由線粒體進(jìn)入胞液，在ALA脫水酶催化下，2分子ALA脫水縮合成1分子膽色素原（PBG）。ALA脫水酶對(duì)鉛等重金屬抑制作用敏感。（3）尿卟啉原與糞葉啉原的生成；胞液中，4分子PBG經(jīng)一系列酶催化，生成尿卟啉原，最終在尿卟啉原脫羧酶作用下生成糞卟啉原。（4）血紅素生成，胞液中生成的糞卟啉原再進(jìn)入線粒體，由亞鐵螯合酶（血紅素合成酶）催化生成原卟啉，。原卟啉與Fe2+結(jié)合，生成血紅素。鉛等重金屬對(duì)亞鐵螯合酶有抑制作用。血紅素生成后從線粒體轉(zhuǎn)運(yùn)到胞液，在骨髓的有核紅細(xì)胞及網(wǎng)織紅細(xì)胞中與珠蛋白結(jié)合成為血紅蛋白。血紅素的合成特點(diǎn)可歸結(jié)如下：1、 紅細(xì)胞外（紅細(xì)胞不含線粒體），體內(nèi)大多數(shù)組織均能合成血紅素，但主要合成部位是骨髓與肝。2、 血紅素合成中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)變主要是吡咯環(huán)側(cè)鏈的脫羧和脫氫反應(yīng)。合成的起始和最終過(guò)程在線粒體，中間步驟在胞液中進(jìn)行，這對(duì)產(chǎn)物血紅素的反饋調(diào)節(jié)具有重要意義。血紅素合成受多因素調(diào)節(jié)，其中最主要調(diào)節(jié)步驟是ALA生成，ALA合成酶是血紅素合成體系的限速酶，受血紅素反饋抑制作用。磷酸吡哆醛是該酶的輔酶，因此，維生素B6缺乏將減少血紅素生成，某些類固醇激素誘導(dǎo)ALA合成酶的生成，許多肝內(nèi)進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化的物質(zhì)：如致癌劑、藥物、殺蟲(chóng)劑等可導(dǎo)致肝臟ALA合成酶顯著增加。腎臟合成的促紅細(xì)胞生成素（EPO）可促進(jìn)ALA合成酶的生成，此外，ALA脫水酶和亞鐵螯合酶對(duì)鉛等重金屬抑制非常敏感，故鉛中毒時(shí)血紅素合成受抑制。卟啉癥是鐵卟啉合成代謝異常導(dǎo)致卟啉或其中間代謝物排出增多，分為先天性和后天性兩類，先天性卟啉癥是由某種血紅素合成酶系的遺傳缺陷所致，后天性卟啉癥主要由于鉛中毒或某些藥物中毒引起的鐵卟啉合成障礙。2、白細(xì)胞代謝人體白細(xì)胞由粒細(xì)胞、淋巴和單核吞噬細(xì)胞三大系統(tǒng)組成，粒線胞內(nèi)含線粒體很少，故糖酵解是主要的糖代謝途徑，為吞噬作用提供能量，具有吞噬功能的白細(xì)胞磷酸戊糖途徑很活躍，產(chǎn)生大量的NADPH。中性粒細(xì)胞不能從頭合成脂肪酸，單核吞噬細(xì)胞可將花生四烯酸轉(zhuǎn)變成血栓素和前列腺素，粒細(xì)胞及單核吞噬細(xì)胞可將花生四烯酸轉(zhuǎn)變?yōu)榘兹兹┦撬侔l(fā)型過(guò)敏反應(yīng)中產(chǎn)生的慢反應(yīng)物質(zhì)。粒細(xì)胞中含較高的組胺，釋放后參與變態(tài)反應(yīng)，