生物化學(xué) 第十六章血液的生物化學(xué)

第十六章血液的生物化學(xué)目的要求：1．掌握血漿非蛋白氮的概念及臨床意義2.掌握血漿蛋白的分類、正常含量、A/G比值，熟悉血漿蛋白質(zhì)的性質(zhì)和血漿蛋白的功能。3．掌握凝血因子的特點(diǎn)及內(nèi)源性凝血過程，熟悉外源性凝血過程。4．熟悉抗凝血成分及纖維蛋白的溶解過程5.掌握紅細(xì)胞糖代謝的特點(diǎn)，了解紅細(xì)胞脂類代謝的特點(diǎn)。6．掌握血紅素合成的基本原料、合成場(chǎng)所、關(guān)鍵酶及調(diào)節(jié)，熟悉血紅素的合成過程。7.了解白細(xì)胞的代謝。本章需要掌握的臨床相關(guān)問題1、血漿非蛋白氮的的概念、主要來自哪些物質(zhì)及臨床意義2、血漿蛋白質(zhì)的分類、血漿蛋白質(zhì)含量及A/G比值、血漿蛋白質(zhì)含量降低的原因及臨床意義。3、凝血和抗凝血與出凝血疾?。òl(fā)病、治療）的關(guān)系。4、紅細(xì)胞代謝與血液系統(tǒng)疾病的關(guān)系血液有形成分(cellularelements)：40-45%，紅細(xì)胞(redbloodcell)

白細(xì)胞(whitebloodcell)

血小板(platelet)血漿(plasma)：55-60﹪，水分和固體成分Compositionofblood血漿（plasma)

離體的血液加入抗凝劑，靜置后，淺黃色的上清液即為血漿

(全血-細(xì)胞成分）。 血清(serum)血液離體后不加抗凝劑,血液凝固后，析出的淡黃色透明液體稱為血清。（全血-細(xì)胞成分-前纖維蛋白原）血清與血漿的主要區(qū)別是血清不含有纖維蛋白原。全血(Wholeblood)抗凝血(血細(xì)胞+血漿）血液的化學(xué)成分（Chemicalcomposition）化學(xué)成分水分：77～81％可溶性固體少量氣體（O2、CO2等）有機(jī)物無機(jī)鹽蛋白質(zhì)非蛋白質(zhì)含N物糖類脂類酶、激素、等非蛋白氮（Non-proteinnitrogen)：血液中蛋白質(zhì)以外的其他含氮物質(zhì)所含的氮稱為非蛋白氮(NPN)。非蛋白含氮物主要包括尿素、肌酸、肌苷、膽紅素和氨等正常值：20～40mg﹪，其中尿素氮（BUN)：8～20mg﹪，

BUN約占NPN總量的1/3～1/2。

臨床上測(cè)定NPN和BUN的意義主要是了解腎臟的排泄功能。血中NPN升高（氮質(zhì)血癥）：

腎功能

蛋白質(zhì)分解

蛋白質(zhì)攝入第一節(jié)血漿蛋白plasmaprotein一、血漿蛋白的分類與性質(zhì)

血漿蛋白總濃度：70～75g/L血漿蛋白是指血漿中含有的蛋白質(zhì)，是血漿中主要的固體成分。血漿蛋白的種類很多，現(xiàn)已知的血漿蛋白達(dá)200多種，含量極不相同，有多種分類方法，最常用的分類方法為鹽析法、電泳法和超速離心法。1.鹽析法清蛋白（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

纖維蛋白原(fibrinogen)25%(NH4)2SO4

白蛋白(albumin）100%(NH4)2SO4電泳方法：根據(jù)支持介質(zhì)不同，可分為醋酸纖維素薄膜電泳、聚丙烯酰胺凝膠電泳、淀粉凝膠電泳等。醋酸纖維素薄膜(CAM)電泳可將血清蛋白質(zhì)分為五類CAM電泳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.依據(jù)生理功能分類

種類

血漿蛋白1.載體蛋白2.免疫防御系統(tǒng)蛋白3.凝血和纖溶蛋白4.酶5.蛋白酶抑制劑6.激素7.參與炎癥應(yīng)答的蛋白清蛋白、脂蛋白、運(yùn)鐵蛋白、銅藍(lán)蛋白等IgG,IgM,IgA,IgD,IgE和補(bǔ)體C1-9等凝血因子Ⅶ、Ⅷ、凝血酶原、纖溶酶原等卵磷脂：膽固醇?；D(zhuǎn)移酶等1抗胰蛋白酶、2巨球蛋白等促紅細(xì)胞生成素、胰島素等C-反應(yīng)蛋白、2酸性糖蛋白等血漿蛋白的共同特征：1、大多數(shù)血漿蛋白在肝臟合成：

肝臟是合成血漿蛋白的主要器官。因此，肝功能障礙時(shí)，某些血漿蛋白合成減少。如凝血因子、白蛋白的合成減少。2、血漿蛋白的合成場(chǎng)所一般位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合的核糖體（二）血漿蛋白質(zhì)的性質(zhì)3、絕大部分血漿蛋白是糖蛋白糖鏈的作用：（1）參與維持蛋白質(zhì)的分子三級(jí)結(jié)構(gòu)（2）增加蛋白質(zhì)分子的溶解性，有利于運(yùn)輸（3）增加蛋白質(zhì)分子的特異性和蛋白質(zhì)水解酶的抗性4、各種血漿蛋白具有獨(dú)特的半衰期，一般為5~20天例：白蛋白半衰期20天結(jié)合珠蛋白半衰期5天5、許多血漿蛋白具有多態(tài)性某種蛋白質(zhì)在同種屬的個(gè)體或人群中出現(xiàn)兩種或多種不同形式的現(xiàn)象，符合孟德爾遺傳定律的單基因遺傳特征多態(tài)性：多態(tài)性蛋白質(zhì)多態(tài)性：在蛋白質(zhì)水平出現(xiàn)兩種或兩種以上的蛋白質(zhì)核苷酸多態(tài)性：在DNA的核苷酸水增出現(xiàn)多態(tài)現(xiàn)象A位點(diǎn)1：-GCCATGATCG-A位點(diǎn)2：-GCCACGATCG-T/C多態(tài)性研究多態(tài)性的意義：遺傳學(xué)——遺傳病的研究人類學(xué)——人類的遺傳論臨床醫(yī)學(xué)——疾病的易感性6、在出現(xiàn)急性炎癥或繼發(fā)于某種類型的組織損傷時(shí)，某些血漿蛋白的水平增高，這些蛋白被稱為急性期蛋白（acutephaseprotein)，也稱為應(yīng)激反應(yīng)蛋白。例：血漿纖維蛋白原在外傷或急性心肌梗塞時(shí)會(huì)明顯增高。某些血漿蛋白在慢性反應(yīng)時(shí)也會(huì)增高。二、血漿蛋白質(zhì)的功能（一）維持血漿膠體滲透壓清蛋白提供75~80%的血漿膠體滲壓（二）運(yùn)輸作用

清蛋白：參與多種物質(zhì)的運(yùn)輸。如膽紅素、某些激素及藥物的運(yùn)輸。新生兒膽紅素血癥用白蛋白治療。（三）催化作用1、血漿功能酶：凝血因子2、外分泌酶3、細(xì)胞酶（四）免疫作用：免疫球蛋白、補(bǔ)體（五）凝血、抗凝血和纖溶作用（六）營養(yǎng)作用（七）維持pH值第二節(jié)血液凝固Bloodcoagulation

血液凝固是人體生理止血機(jī)構(gòu)的重要組成部分，是許多凝血因子參與的級(jí)聯(lián)（或連鎖）化學(xué)反應(yīng)。一、凝血因子(coagualtionfactor)（一）種類和命名：14種，見表15-2（二）化學(xué)本質(zhì)1、除凝血因子IV（Ca++)外，其它凝血因子均為蛋白質(zhì)。2、大部分凝血因子均為糖蛋白。3、部分凝血因子在血液中以酶原的形式存在。4、III因子為脂蛋白（三）凝血因子分類：1.依賴VitK的凝血因子2.具Ser蛋白水解酶活性的凝血因子

3.輔因子

4、纖維蛋白原1.依賴VitK的凝血因子

（1）

種類:ⅡⅦⅨⅩ

（2）

結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

N末端含有多個(gè)γ羧基Glu殘基

（γ-carboxyglutamate,Gla）

①Gla的生成：

γ-Glu酰羧化酶輔酶---VitK，硫辛酸

②雙香豆素、華法林鈉

----競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑

抗凝作用

（3）作用:

Gla中2個(gè)羧基--Ca2+---因子Ⅲ/PT磷脂表面

加速凝血反應(yīng)

（4）VitK缺乏導(dǎo)致出血

VitK---凝血維生素

2.具Ser蛋白水解酶活性的凝血因子

（1）種類：Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ

（2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

活性中心:ＡＡ順序與一些蛋白水解酶的相應(yīng)區(qū)域相似，關(guān)鍵活性基團(tuán)為Ser

（3）作用

水解Arg殘基羧基端所形成的肽鍵3.輔因子

(1)種類：Ⅲ、Ca++、Ⅴ、Ⅷ、HMWK

(2)特點(diǎn)：

因子Ⅲ(組織因子，tissuefactor,TF）

1）唯一由組織細(xì)胞合成

2）組織損傷，感染等ＴＦ釋放，

作為Ⅶ的輔因子啟動(dòng)外源性凝血

因子Ⅴ/Ⅷ（抗血友病因子）

（1）因子Ⅴ/Ⅷ是Ⅹ/Ⅺ的輔因子（2）因子Ⅷ與vＷＦ因子（因子Ⅷ相關(guān)抗原）形成復(fù)合物（3）因子vWF的作用：穩(wěn)定因子Ⅷ

參與PT粘附、凝集功能

HMWK

（1）Ⅻa和PK的輔因子

（2）參與內(nèi)源性凝血過程的啟動(dòng)

Ca２＋

凝血因子---Ca２＋---磷脂表面

加速凝血因子激活4、纖維蛋白原

纖維蛋白原纖維蛋白多聚體

（一）內(nèi)源性凝血途徑（Intrinsicpathway

）是指血液與帶負(fù)電荷的物質(zhì)表面接觸，使XII因子激活而觸發(fā)凝血過程。例：血管內(nèi)皮損傷血液抽出體外與異物接觸（如與玻璃、棉紗接觸）二、兩條凝血途徑：1、接觸活化階段：X因子的激活2、凝血酶生成階段3、纖維蛋白生成階段1、接觸活化階段激肽釋放酶前激肽釋放酶（PK）ⅫⅫaHMWK（高分子量激肽酶）HMWKⅪⅪaHMWK血小板聚集XIIHMWKXIIa因子Ⅻ帶負(fù)電表面激肽釋放酶前激肽釋放酶因子ⅫaHMWKXIIaXIXIa因子Ⅺ因子ⅪaⅫa因子X激活ⅨⅨaⅪaCa2+Ⅸa-Ⅷa復(fù)合物Ca2+磷脂ⅧaⅧⅡaⅩⅩaIXIXaVIIIaCa2+XIaXXa因子ⅨⅨa-Ⅷa復(fù)合物因子Ⅹ因子ⅩaⅧa、磷脂、Ca2+Ca2+磷脂ⅡaⅨa-Ⅷa復(fù)合物ⅩⅩaVaVⅩa-Ca2+-Va（凝血酶原激活物）PL(Ⅱ)纖維蛋白原(Fibrinogen)纖維蛋白交聯(lián)纖維蛋白凝塊ⅹⅢaⅹⅢⅡaCa2+Ca2+凝血酶

凝血酶原(prothrombin)(Ⅱa)(thrombin)(單體,fibrin)(多聚體)Ca2+磷脂ⅡaⅨa-Ⅷa復(fù)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、凝血酶生成階段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纖維蛋白原(Fibrinogen)纖維蛋白交聯(lián)纖維蛋白凝塊ⅹⅢaⅹⅢⅡaCa2+Ca2+凝血酶(Ⅱa)(thrombin)(單體,fibrin)(多聚體)3、纖維蛋白生成階段

血液凝固的最后一步反應(yīng)是纖維蛋白原轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維蛋白并交聯(lián)成為纖維蛋白凝塊。

纖維蛋白原是由6條多肽鏈（A、B、各兩條）借二硫鍵連接而成的纖維狀蛋白質(zhì)。A—NH2H2N—AB—NH2H2N—B-NH2H2N-S-SS-SAHOOC-HOOC--COOHBHOOC--COOHB-COOHA血纖維蛋白原的結(jié)構(gòu)—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肽纖維蛋白單體的形成纖維蛋白聚合：

凝血酶切去纖維蛋白原的及鏈N-端的A肽、B肽，暴露了粘合位點(diǎn)及減少了纖維蛋白質(zhì)之間的排斥，使纖維蛋白聚合

纖維蛋白交聯(lián)：在XIIIa的催化下，聚合纖維蛋白的鏈之間及鏈之間交聯(lián)，形成血凝塊。纖維蛋白交聯(lián)的機(jī)制鏈羧基端的谷氨酰胺與鄰近的鏈上的賴氨酸殘基上的e-氨基形成共價(jià)鍵

a鏈的谷氨酰胺與鄰近的a鏈上的賴氨酸殘基上的e-氨基形成共價(jià)鍵

纖維蛋白原（AaBbg)2纖維蛋白單體（abg)2纖維蛋白多聚體[(abg)2]n交聯(lián)纖維蛋白多聚體2A、2B肽[(abg)2]n凝血酶聚合交聯(lián)電鏡下的交聯(lián)纖維蛋白多聚體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)血凝塊的鏡下圖

（二）外源性凝血途徑（Extrinsicpathway)而觸發(fā)的凝血過程。凝血過程：ⅦⅦa-Ⅲ復(fù)合物Ⅲ組織損傷ⅩⅩaCa2+

不論是內(nèi)源性凝血途徑還是外源性凝血途徑，一旦形成Ⅹa，就進(jìn)入共同的通路。ⅢCa2+ⅦⅦa因子Ⅹ因子ⅩaⅦⅦa-Ⅲ復(fù)合物Ca2+Ⅲ組織損傷XXaCa2+ⅢⅦa因子Ⅹ因子ⅩaⅦⅦa-Ⅲ復(fù)合物Ca2+Ⅲ組織損傷共同通路兩種凝血過程的比較內(nèi)源性凝血外源性凝血誘發(fā)因素血液離體接觸異物血管內(nèi)皮損傷組織損傷第一個(gè)被激活的因子XIIVII激活X因子過程XIIXIIXXIII

VIIX血友病A(hemophiliaA)出血性疾病凝血因子VIII缺乏X染色體連鎖遺傳基因突變治療：輸入VIII因子基因治療干細(xì)胞治療機(jī)體內(nèi)的抗凝血成分三種：抗凝血成分抗凝血酶-Ⅲ(AT-Ⅲ)蛋白C系統(tǒng)組織因子途徑抑制物（TFPI）三、抗凝血成分1、抗凝血酶-Ⅲ(AT-Ⅲ)

抗凝血酶-Ⅲ(AT-Ⅲ)是血漿中最重要的生理性抗凝物質(zhì)，占血漿抗凝血酶活性的70﹪，它是一種2球蛋白。由肝臟合成，主要的作用是持久地滅活凝血酶的活性，還能抑制凝血因子Ⅹa、Ⅸa、Ⅺa、Ⅻa、激肽釋放酶的活性而達(dá)到抗凝作用。2、蛋白C糸統(tǒng)蛋白C糸統(tǒng)蛋白C（PC）:肝臟合成、依賴維生素K的糖蛋白具有滅活Va、VIIIa和促進(jìn)纖溶作用蛋白S（PS）：肝臟合成的依賴維生素K的蛋白質(zhì)是APC的輔因子,加速APC對(duì)

Va的滅活作用蛋白C抑制物：與PC結(jié)合形成復(fù)合物而滅活

APC。3、組織因子途徑抑制物（TFPI）

組織因子途徑抑制物（TFPI）是由血管內(nèi)皮細(xì)胞合成的糖蛋白，能直接抑制Ⅹa。

四、血凝塊的溶解（纖維蛋白的溶解）

纖溶酶原纖溶酶纖溶激活物（tPA、尿激酶）纖維蛋白和纖維蛋白原片段X片段A，B，C片段Y片段E纖溶酶片段D纖溶酶片段D目前，尿激酶、鏈激酶已應(yīng)用于溶栓治療五、凝血、抗凝血、纖溶與抗纖溶的相互關(guān)系：凝血系統(tǒng)抗凝血物(-)纖維蛋白原纖維蛋白(凝血)纖維蛋白降解產(chǎn)物纖溶系統(tǒng)(+)(-)纖溶激活物纖溶抑制物表示催化表示抑制第三節(jié)血細(xì)胞代謝

紅細(xì)胞占血細(xì)胞的絕大部分，由骨髓造血干細(xì)胞定向演變、發(fā)育成熟而來，并伴隨一系列形態(tài)和代謝的改變。

成熟紅細(xì)缺乏全部細(xì)胞器，不能進(jìn)行DNA、RNA，蛋白質(zhì)的合成，不能進(jìn)行糖的有氧氧化和脂肪酸的β-氧化，能量來源靠糖酵解。

紅細(xì)胞的主要成分是血紅蛋白（hemoglobin,Hb），由珠蛋白和血紅素締結(jié)而成，珠蛋白由四個(gè)亞基組成，每個(gè)亞基與一個(gè)血紅素相連，亞基有四種：a、b、g、d。正常人Hb的組成：HbAHbA2HbF占95～98％占2～3％占1％以下亞基a2b2a2d2a2g2Hb

HbF在胎兒和新生兒占90%以上，出生后逐漸減少，兩歲后達(dá)到成人水平。（一）糖代謝1.糖酵解和2,3-二磷酸甘油酸(2,3-BPG)旁路一、紅細(xì)胞的代謝特點(diǎn)

紅細(xì)胞每天從血漿攝取30g葡萄糖，其中90~95%經(jīng)糖酵解和2，3-二磷酸甘油酸（2，3-BPG）旁路，其他經(jīng)磷酸戊糖途徑。

紅細(xì)胞內(nèi)糖代謝的生理意義是提供ATP。

ATP的作用：(1)維持鈉鉀泵；（2）維持鈣泵；（3）為紅細(xì)胞脂類交換提供能量；（4）用于谷胱甘肽的合成

糖酵解是紅細(xì)胞獲取能量的唯一途徑,合成的ATP用來維持紅細(xì)胞膜上泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和其他代謝。

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變位酶2，3-BPG磷酸酶15~50%2，3-BPG的生理功用：降低血紅蛋白與氧的親和力，促進(jìn)血紅蛋白釋放氧。血紅素aa2.磷酸戊糖途徑主要功能是產(chǎn)生NADPH+H+葡萄糖6-磷酸6-磷酸葡萄糖酸NADP+NADP++H+2GSHGSSGH2O22H2O6－磷酸葡萄糖脫氫酶谷胱甘肽還原酶谷胱甘肽過氧化物酶谷胱甘肽的生理功用主要是保護(hù)細(xì)胞膜蛋白、血紅蛋白和酶蛋白的巰基等不被氧化，從而維持紅細(xì)胞的正常功能。

成熟紅細(xì)胞不能從頭合成脂肪酸，通過主動(dòng)參入和被動(dòng)交換不斷的與血漿進(jìn)行脂質(zhì)交換，維持其正常的脂類組成、結(jié)構(gòu)和功能。（二）脂代謝血紅蛋白是紅細(xì)胞內(nèi)的主要蛋白質(zhì)，占95%，其作用是運(yùn)輸O2血紅蛋白的組成：22，每條肽鏈含一分子血紅素（三）血紅蛋白的合成與調(diào)節(jié)血紅素的結(jié)構(gòu)1、血紅素的生物合成合成原料：琥珀酰CoA，甘氨酸，F(xiàn)e2+合成場(chǎng)所：起始和末端途徑在線粒體內(nèi)進(jìn)行，中間步驟在胞漿中進(jìn)行。（1）合成過程：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反應(yīng)部位：線粒體ALA合酶是血紅素合成的關(guān)鍵酶