第16章血液生化 2

1、目錄目錄 血液的生物化學血液的生物化學Hemal Biochemistry第第16章章目錄目錄v正常人體的血液總量約占體重的正常人體的血液總量約占體重的8%。v血液由液態(tài)的血漿與混懸在其中的紅細胞、白細血液由液態(tài)的血漿與混懸在其中的紅細胞、白細胞和血小板組成。胞和血小板組成。v正常人血液的含水量約為正常人血液的含水量約為77%81%，比重為，比重為1.0501.060，它主要取決于血液內(nèi)的血細胞數(shù)，它主要取決于血液內(nèi)的血細胞數(shù)和蛋白質的濃度。和蛋白質的濃度。 v血液的固體成分可分為無機物和有機物兩大類。血液的固體成分可分為無機物和有機物兩大類。 l無機物：以電解質為主；無機物：以電解質為主；l

2、有機物：蛋白質、非蛋白質類含氮化合物、有機物：蛋白質、非蛋白質類含氮化合物、糖類和脂類等。糖類和脂類等。目錄目錄第一節(jié)第一節(jié)血漿蛋白是維持體內(nèi)代謝血漿蛋白是維持體內(nèi)代謝的重要物質的重要物質Plasma Proteins are Important for Maintaining the Metabolism in vivo目錄目錄一、血漿蛋白的分類與性質一、血漿蛋白的分類與性質v血漿蛋白是指血漿含有的蛋白質，是血漿中血漿蛋白是指血漿含有的蛋白質，是血漿中的主要的固體成分。血漿蛋白總濃度：的主要的固體成分。血漿蛋白總濃度：7075g/L。v通常按來源、分離方法和生理功能將血漿蛋通常按來源、分離方

3、法和生理功能將血漿蛋白質分類。白質分類。v分 離 蛋 白 質 的 常 用 方 法 包 括 電 泳分 離 蛋 白 質 的 常 用 方 法 包 括 電 泳(electrophoresis)和超速離心和超速離心(ultra centrifuge)。 （一）血漿蛋白的分類（一）血漿蛋白的分類目錄目錄n通過電泳將血漿蛋白質分為：通過電泳將血漿蛋白質分為： 2球蛋白球蛋白清蛋白清蛋白 (albumin) 1球蛋白球蛋白(globulin) 球蛋白球蛋白 球蛋白球蛋白目錄目錄 A 清蛋白清蛋白 1 2 清蛋白清蛋白 1 2 Bn血清蛋白電泳圖譜：血清蛋白電泳圖譜：種種 類類血血 漿漿 蛋蛋 白白1.載體蛋白

4、載體蛋白2.免疫防御系統(tǒng)蛋免疫防御系統(tǒng)蛋3.凝血和纖溶蛋白凝血和纖溶蛋白4.酶酶5.蛋白酶抑制劑蛋白酶抑制劑6.激素激素7.參與炎癥應答的蛋白參與炎癥應答的蛋白清蛋白、脂蛋白、運鐵蛋白、銅藍蛋白等清蛋白、脂蛋白、運鐵蛋白、銅藍蛋白等IgG ,IgM ,IgA ,IgD ,IgE 和補體和補體C1-9 等等凝血因子凝血因子、凝血酶原、纖溶酶原等、凝血酶原、纖溶酶原等卵磷脂：膽固醇?；D移酶等卵磷脂：膽固醇?；D移酶等 1抗胰蛋白酶、抗胰蛋白酶、 2巨球蛋白等巨球蛋白等促紅細胞生成素、胰島素等促紅細胞生成素、胰島素等C-反應蛋白、反應蛋白、 2酸性糖蛋白等酸性糖蛋白等n依據(jù)生理功能將血漿蛋白質分類

5、：依據(jù)生理功能將血漿蛋白質分類：目錄目錄 1. 絕大多數(shù)血漿蛋白在肝合成。絕大多數(shù)血漿蛋白在肝合成。 2. 血漿蛋白的合成場所一般位于膜結合的多核蛋血漿蛋白的合成場所一般位于膜結合的多核蛋白體上。白體上。 3. 除清蛋白外，幾乎所有的血漿蛋白均為糖蛋白。除清蛋白外，幾乎所有的血漿蛋白均為糖蛋白。 4. 許多血漿蛋白呈現(xiàn)多態(tài)性許多血漿蛋白呈現(xiàn)多態(tài)性(polymorphism)。 5. 在循環(huán)過程中，每種血漿蛋白均有自己特異的在循環(huán)過程中，每種血漿蛋白均有自己特異的半衰期。半衰期。 6. 在急性炎癥或某種類型組織損傷等情況下，某在急性炎癥或某種類型組織損傷等情況下，某些血漿蛋白的水平會增高，它們被

6、稱為急性時些血漿蛋白的水平會增高，它們被稱為急性時相蛋白質相蛋白質(acute phase protein，APP)。（二）血漿蛋白的性質（二）血漿蛋白的性質目錄目錄二、血漿蛋白的功能二、血漿蛋白的功能（一）維持血漿膠體滲透壓（一）維持血漿膠體滲透壓v正常人血漿膠體滲透壓的大小，取決于血漿蛋正常人血漿膠體滲透壓的大小，取決于血漿蛋白質的摩爾濃度。白質的摩爾濃度。v由于清蛋白的分子量?。ㄓ捎谇宓鞍椎姆肿恿啃。?9kDa），在血漿內(nèi)），在血漿內(nèi)的總含量大、摩爾濃度高，加之在生理的總含量大、摩爾濃度高，加之在生理pH條件條件下，其電負性高，能使水分子聚集其分子表面，下，其電負性高，能使水分子聚集其分

7、子表面，故清蛋白能最有效地維持膠體滲透壓。故清蛋白能最有效地維持膠體滲透壓。v清蛋白所產(chǎn)生的膠體滲透壓大約占血漿膠體總清蛋白所產(chǎn)生的膠體滲透壓大約占血漿膠體總滲透壓的滲透壓的75%80%。目錄目錄（二）維持血漿正常的（二）維持血漿正常的pHv正常血漿的正常血漿的pH為為7.400.05。v蛋白質是兩性電解質，血漿蛋白質的等電點大部蛋白質是兩性電解質，血漿蛋白質的等電點大部分在分在pH 4.07.3之間，血漿蛋白鹽與相應蛋白形之間，血漿蛋白鹽與相應蛋白形成緩沖對，參與維持血漿正常的成緩沖對，參與維持血漿正常的pH。目錄目錄（三）運輸作用（三）運輸作用v血漿蛋白質分子的表面上分布有眾多的親脂性結血

8、漿蛋白質分子的表面上分布有眾多的親脂性結合位點，脂溶性物質可與其結合而被運輸。合位點，脂溶性物質可與其結合而被運輸。v血漿蛋白還能與易被細胞攝取和易隨尿液排除的血漿蛋白還能與易被細胞攝取和易隨尿液排除的一些小分子物質結合，防止它們從腎丟失。一些小分子物質結合，防止它們從腎丟失。v此外血漿中還有皮質激素傳遞蛋白、運鐵蛋白、此外血漿中還有皮質激素傳遞蛋白、運鐵蛋白、銅藍蛋白等。銅藍蛋白等。v這些載體蛋白除結合運輸血漿中某種物質外，還這些載體蛋白除結合運輸血漿中某種物質外，還具有調節(jié)被運輸物質代謝的作用。具有調節(jié)被運輸物質代謝的作用。目錄目錄（四）免疫作用（四）免疫作用v血漿中的免疫球蛋白，血漿中的

9、免疫球蛋白，IgG、IgA、IgM、IgD和和IgE，又稱為抗體，在體液免疫中起至關重要的，又稱為抗體，在體液免疫中起至關重要的作用。作用。v此外，血漿中還有一組協(xié)助抗體完成免疫功能的此外，血漿中還有一組協(xié)助抗體完成免疫功能的蛋白酶蛋白酶補體。補體。 目錄目錄（五）催化作用（五）催化作用v血漿中的酶稱作血清酶。血漿中的酶稱作血清酶。v根據(jù)血清酶的來源和功能，可分為以下三類：根據(jù)血清酶的來源和功能，可分為以下三類：1. 血漿功能酶血漿功能酶2. 外分泌酶外分泌酶3. 細胞酶細胞酶 目錄目錄（六）營養(yǎng)作用（六）營養(yǎng)作用v每個成人每個成人3L左右的血漿中約有左右的血漿中約有200g蛋白質。蛋白質。v

10、體內(nèi)的某些細胞，如單核吞噬細胞系統(tǒng)，吞飲體內(nèi)的某些細胞，如單核吞噬細胞系統(tǒng)，吞飲血漿蛋白質，然后由細胞內(nèi)的酶類將吞入細胞血漿蛋白質，然后由細胞內(nèi)的酶類將吞入細胞的蛋白質分解為氨基酸參入氨基酸池，用于組的蛋白質分解為氨基酸參入氨基酸池，用于組織蛋白質的合成，或轉變成其他含氮化合物?？椀鞍踪|的合成，或轉變成其他含氮化合物。v此外，蛋白質還能分解供能。此外，蛋白質還能分解供能。目錄目錄（七）凝血、抗凝血和纖溶作用（七）凝血、抗凝血和纖溶作用 v血漿中存在眾多的凝血因子、抗溶血及纖溶物血漿中存在眾多的凝血因子、抗溶血及纖溶物質，它們在血液中相互作用、相互制約，保持質，它們在血液中相互作用、相互制約，保

11、持循環(huán)血流通暢。循環(huán)血流通暢。v但當血管損傷、血液流出血管時，即發(fā)生血液但當血管損傷、血液流出血管時，即發(fā)生血液凝固，以防止血液的大量流失。凝固，以防止血液的大量流失。目錄目錄（八）血漿蛋白質異常與臨床疾?。ò耍┭獫{蛋白質異常與臨床疾病v血漿蛋白質在維持人體正常代謝中有重要功能，血漿蛋白質在維持人體正常代謝中有重要功能，血漿蛋白質異?？梢娪诙喾N臨床疾?。貉獫{蛋白質異?？梢娪诙喾N臨床疾?。猴L濕病風濕病肝疾病肝疾病多發(fā)性骨髓瘤多發(fā)性骨髓瘤多發(fā)性骨髓瘤血漿蛋白電泳圖譜多發(fā)性骨髓瘤血漿蛋白電泳圖譜目錄目錄第三節(jié)第三節(jié)血細胞物質代謝特點是維持血細胞物質代謝特點是維持血液生物功能的基礎血液生物功能的基礎M

12、etabolism of Blood Cells is the Base of Blood Biological Functions目錄目錄一、紅細胞的代謝特點一、紅細胞的代謝特點v紅細胞是血液中最主要的細胞，它是在骨髓紅細胞是血液中最主要的細胞，它是在骨髓中由造血干細胞定向分化而成的紅系細胞。中由造血干細胞定向分化而成的紅系細胞。v在成熟過程中，紅細胞發(fā)生一系列形態(tài)和代在成熟過程中，紅細胞發(fā)生一系列形態(tài)和代謝的改變。謝的改變。紅細胞成熟過程中的代謝變化紅細胞成熟過程中的代謝變化注：注：“+”+”，“-”-”分別表示該途徑有或無；分別表示該途徑有或無；* *晚幼紅細胞為晚幼紅細胞為“-”-”。

13、代謝能力代謝能力有核紅細胞有核紅細胞網(wǎng)織紅細胞網(wǎng)織紅細胞成熟紅細胞成熟紅細胞成熟紅細胞成熟紅細胞 DNA 合合 成成 RNA 合合 成成 蛋白質蛋白質 合合 成成 血紅素合成血紅素合成 脂類合成脂類合成 三羧縮酸循環(huán)三羧縮酸循環(huán) 氧化磷酸化氧化磷酸化 糖酵解糖酵解磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑目錄目錄（一）糖代謝（一）糖代謝v血循環(huán)中的紅細胞每天大約從血漿攝取血循環(huán)中的紅細胞每天大約從血漿攝取30g30g葡萄糖，其中葡萄糖，其中90%90%95%95%經(jīng)糖酵解通路和經(jīng)糖酵解通路和2,3-2,3-二磷酸甘油酸旁路進行代謝，二磷酸甘油酸旁路進行代謝，5%5%10%10%通過磷酸戊糖途徑進行代謝。通過磷酸

14、戊糖途徑進行代謝。 目錄目錄v紅細胞中存在催化糖酵解所需要的所有的酶和中紅細胞中存在催化糖酵解所需要的所有的酶和中間代謝物，糖酵解的基本反應和其他組織相同。間代謝物，糖酵解的基本反應和其他組織相同。v糖酵解是紅細胞獲得能量的唯一途徑，每摩爾葡糖酵解是紅細胞獲得能量的唯一途徑，每摩爾葡萄糖經(jīng)酵解生成萄糖經(jīng)酵解生成2mol乳酸的過程中，產(chǎn)生乳酸的過程中，產(chǎn)生2mol ATP和和2mol NADH+H+，通過這一途徑可使紅細，通過這一途徑可使紅細胞內(nèi)胞內(nèi)ATP的濃度維持在的濃度維持在1.85103mol/L水平。水平。 1. 糖酵解和糖酵解和2,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(2,3-BPG)旁路旁路

15、目錄目錄葡萄糖葡萄糖1, 3-BPG3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2, 3-BPG2, 3-BPG 磷酸酶磷酸酶二磷酸甘油酸變位酶二磷酸甘油酸變位酶3-磷酸甘磷酸甘 油酸激酶油酸激酶乳酸乳酸n2,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(2,3-BPG)旁路：旁路：目錄目錄v正常情況下，正常情況下，2,3-BPG對二磷酸甘油酸變位酶的對二磷酸甘油酸變位酶的負反饋作用大于對負反饋作用大于對3-磷酸甘油酸激酶的抑制作用，磷酸甘油酸激酶的抑制作用，所以所以2,3-二磷酸甘油酸支路僅占糖酵解的二磷酸甘油酸支路僅占糖酵解的15%50%，但是由于，但是由于2,3-BPG磷酸酶的活性較低，磷酸酶的活性較低，2,3-BPG的生

16、成大于分解，造成紅細胞內(nèi)的生成大于分解，造成紅細胞內(nèi)2,3-BPG升升高。高。v紅細胞內(nèi)紅細胞內(nèi)2,3-BPG雖然也能供能，但主要功能是雖然也能供能，但主要功能是調節(jié)血紅蛋白的運氧功能。調節(jié)血紅蛋白的運氧功能。 目錄目錄v紅細胞內(nèi)磷酸戊糖途徑的代謝過程與其他細胞紅細胞內(nèi)磷酸戊糖途徑的代謝過程與其他細胞相同，主要功能是產(chǎn)生相同，主要功能是產(chǎn)生NADPH+H+。 2. 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑目錄目錄3. 紅細胞內(nèi)糖代謝的生理意義紅細胞內(nèi)糖代謝的生理意義（1）ATP的功能的功能 v維持紅細胞膜上鈉泵（維持紅細胞膜上鈉泵（Na+-K+-ATPase）的正）的正常運轉；常運轉；v維持紅細胞膜上鈣泵維持

17、紅細胞膜上鈣泵(Ca2+-ATPase)的正常運的正常運轉；轉；v維持紅細胞膜上脂質與血漿脂蛋白中的脂質進維持紅細胞膜上脂質與血漿脂蛋白中的脂質進行交換；行交換；v少量少量ATP用于谷胱甘肽、用于谷胱甘肽、NAD+的生物合成；的生物合成；vATP用于葡萄糖的活化，啟動糖酵解過程。用于葡萄糖的活化，啟動糖酵解過程。目錄目錄v2, 3-BPG是調節(jié)血紅蛋白是調節(jié)血紅蛋白(Hb)運氧的重要因素，運氧的重要因素，可增加可增加Hb與氧的親和力。與氧的親和力。（）（）2, 3-BPG的功能的功能目錄目錄v對抗氧化劑，保護細胞膜蛋白、血紅蛋白和對抗氧化劑，保護細胞膜蛋白、血紅蛋白和酶蛋白的巰基等不被氧化，從

18、而維持紅細胞酶蛋白的巰基等不被氧化，從而維持紅細胞的正常功能。的正常功能。v紅細胞中的紅細胞中的NADPH能維持細胞內(nèi)還原型谷能維持細胞內(nèi)還原型谷胱甘肽胱甘肽(GSH)的含量，使紅細胞免遭外源性的含量，使紅細胞免遭外源性和內(nèi)源性氧化劑的損害。和內(nèi)源性氧化劑的損害。 （）（）NADH和和NADPH的功能的功能目錄目錄n谷胱甘肽的氧化與還原及其有關代謝谷胱甘肽的氧化與還原及其有關代謝:葡萄糖葡萄糖6-磷酸磷酸6-磷酸葡磷酸葡萄糖酸萄糖酸NADP+NADP+H+2GSHGSSGH2O22H2O6磷酸葡萄磷酸葡萄糖脫氫酶糖脫氫酶谷胱甘肽谷胱甘肽還原酶還原酶谷胱甘肽過谷胱甘肽過氧化物酶氧化物酶目錄目錄v

19、成熟紅細胞的脂類幾乎都存在于細胞膜。成熟紅細胞的脂類幾乎都存在于細胞膜。v成熟紅細胞已不能從頭合成脂肪酸，但膜脂的成熟紅細胞已不能從頭合成脂肪酸，但膜脂的不斷更新卻是紅細胞生存的必要條件。不斷更新卻是紅細胞生存的必要條件。v紅細胞通過主動參入和被動交換不斷地與血漿紅細胞通過主動參入和被動交換不斷地與血漿進行脂質交換，維持其正常的脂類組成、結構進行脂質交換，維持其正常的脂類組成、結構和功能。和功能。 （二）脂代謝（二）脂代謝目錄目錄（三）血紅蛋白的合成與調節(jié)（三）血紅蛋白的合成與調節(jié)珠蛋白，血紅素珠蛋白，血紅素(heme)v血紅素的合成血紅素的合成v珠蛋白的合成珠蛋白的合成v血紅蛋白的合成血紅蛋

20、白的合成n血紅蛋白的組成血紅蛋白的組成:n血紅蛋白的合成包括血紅蛋白的合成包括:目錄目錄1. 血紅素的生物合成血紅素的生物合成n合成的組織和亞細胞定位：合成的組織和亞細胞定位： 參與血紅蛋白組成的血紅素主要在骨髓的參與血紅蛋白組成的血紅素主要在骨髓的幼紅細胞和網(wǎng)織紅細胞中合成。幼紅細胞和網(wǎng)織紅細胞中合成。n合成原料：合成原料：甘氨酸、琥珀酰甘氨酸、琥珀酰CoA、Fe2+合成的起始和終末階段均在線粒體內(nèi)進行，合成的起始和終末階段均在線粒體內(nèi)進行，而中間階段在胞漿內(nèi)進行。而中間階段在胞漿內(nèi)進行。 n合成部位：合成部位：目錄目錄n血紅素合成過程：血紅素合成過程： -氨基氨基- -酮戊酸酮戊酸( -a

21、minolevulinic acid, ALA)的的合成：合成：+HSCoA + CO2ALA合酶合酶（磷酸吡哆醛）（磷酸吡哆醛）COOHH2CCH2CSCoAOCH2NH2COOHCOOHH2CCH2CCH2NH2O目錄目錄v反應部位在線粒體內(nèi)；反應部位在線粒體內(nèi)；v催化此反應的酶是催化此反應的酶是ALA合酶合酶(ALA synthase)，其輔酶是磷酸吡哆醛。此酶是血紅素合成的限其輔酶是磷酸吡哆醛。此酶是血紅素合成的限速酶，受血紅素的反饋調節(jié)。速酶，受血紅素的反饋調節(jié)。 vALA生成后從線粒體進入胞液。生成后從線粒體進入胞液。目錄目錄 膽色素原膽色素原(prophobilinogen，PB

22、G)的生成：的生成：ALA脫水酶脫水酶2H2Ov在在ALA脫水酶脫水酶(ALA dehydrase)催化下，二分子催化下，二分子 ALA 脫水縮合生成一分子脫水縮合生成一分子PBG。NHOHOOHONH2COOHCH2CH2CCNOHHHH目錄目錄 尿卟啉原與糞卟啉原的生成：尿卟啉原與糞卟啉原的生成：4x 膽色素原膽色素原線狀四吡咯線狀四吡咯尿卟啉原尿卟啉原糞卟啉原糞卟啉原尿卟啉原尿卟啉原同合酶同合酶尿卟啉原尿卟啉原同合酶同合酶尿卟啉原尿卟啉原脫羧酶脫羧酶v反應部位：胞液反應部位：胞液v反應生成的糞卟啉原反應生成的糞卟啉原再進入線粒體。再進入線粒體。目錄目錄 血紅素的生成：血紅素的生成：v反應

23、部位：線粒體反應部位：線粒體糞卟啉原糞卟啉原原卟啉原原卟啉原原卟啉原卟啉血紅素血紅素糞卟啉原糞卟啉原氧化脫羧酶氧化脫羧酶亞鐵螯合酶亞鐵螯合酶原卟啉原原卟啉原氧化酶氧化酶目錄目錄 合成的主要部位是骨髓和肝臟，但成熟紅合成的主要部位是骨髓和肝臟，但成熟紅細胞不能合成；細胞不能合成； 合成的原料簡單：琥珀酰合成的原料簡單：琥珀酰CoA、甘氨酸、甘氨酸Fe2+等小分子物質；等小分子物質； 合成過程的起始與最終過程在線粒體，中合成過程的起始與最終過程在線粒體，中間過程在胞液。間過程在胞液。n血紅素合成的特點血紅素合成的特點：目錄目錄v是血紅素合成的限速酶；是血紅素合成的限速酶；v受血紅素反饋抑制；受血紅素反饋抑制；v高鐵血紅素強烈抑制；高鐵血紅素強烈抑制；v某些固醇類激素可誘導其生成。某些固醇類激素可誘導其生成。n血紅素合成的調節(jié)：血紅素合成的調節(jié)： ALA合酶：合酶：目錄目錄v與膜受體結合，加速有核紅細胞的成熟以與膜受體結合，加速有核紅細胞的成熟以及血紅素和的合成促使原始紅細胞的繁殖及血紅素和的合成促使原始紅細胞的繁殖和分化。和分化。v可被血紅素可被血紅素 、重金屬等抑制，亞鐵螯合酶、重金屬等抑制，亞鐵螯合酶還需要還原劑還需要還原劑(如谷胱甘肽如谷胱甘肽)。 ALA脫水酶與亞鐵