血液的生物化學(xué)

關(guān)于血液的生物化學(xué)第1頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三正常人體的血液總量約占體重的8%。血液由液態(tài)的血漿與混懸在其中的紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板組成。正常人血液的含水量約為77%～81%，比重為1.050～1.060，它主要取決于血液內(nèi)的血細(xì)胞數(shù)和蛋白質(zhì)的濃度。血液的固體成分可分為無機(jī)物和有機(jī)物兩大類。無機(jī)物：以電解質(zhì)為主；有機(jī)物：蛋白質(zhì)、非蛋白質(zhì)類含氮化合物、糖類和脂類等。第2頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三

血漿蛋白血細(xì)胞的代謝本章講述內(nèi)容：第3頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)血漿蛋白是維持體內(nèi)代謝的重要物質(zhì)PlasmaProteinsareImportantforMaintainingtheMetabolisminvivo第4頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三一、血漿蛋白的分類與性質(zhì)血漿蛋白是指血漿含有的蛋白質(zhì)，是血漿中的主要的固體成分。血漿蛋白總濃度：70～75g/L。通常按來源、分離方法和生理功能將血漿蛋白質(zhì)分類。分離蛋白質(zhì)的常用方法包括電泳(electrophoresis)和超速離心(ultracentrifuge)。（一）血漿蛋白的分類第5頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三通過電泳將血漿蛋白質(zhì)分為：2球蛋白清蛋白(albumin)1球蛋白(globulin)球蛋白球蛋白第6頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三A

清蛋白

12清蛋白

12B血清蛋白電泳圖譜：第7頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三種類血漿蛋白1.載體蛋白2.免疫防御系統(tǒng)蛋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酸性糖蛋白等依據(jù)生理功能將血漿蛋白質(zhì)分類：第8頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三

1.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(jié)合的多核蛋白體上。

3.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(polymorphism)。

5.在循環(huán)過程中，每種血漿蛋白均有自己特異的半衰期。

6.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(huì)增高，它們被稱為急性時(shí)相蛋白質(zhì)(acutephaseprotein，APP)。（二）血漿蛋白的性質(zhì)第9頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三二、血漿蛋白的功能（一）維持血漿膠體滲透壓正常人血漿膠體滲透壓的大小，取決于血漿蛋白質(zhì)的摩爾濃度。由于清蛋白的分子量?。?9kDa），在血漿內(nèi)的總含量大、摩爾濃度高，加之在生理pH條件下，其電負(fù)性高，能使水分子聚集其分子表面，故清蛋白能最有效地維持膠體滲透壓。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75%～80%。第10頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三（二）維持血漿正常的pH正常血漿的pH為7.40±0.05。蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)，血漿蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)大部分在pH4.0～7.3之間，血漿蛋白鹽與相應(yīng)蛋白形成緩沖對(duì)，參與維持血漿正常的pH。第11頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三（三）運(yùn)輸作用血漿蛋白質(zhì)分子的表面上分布有眾多的親脂性結(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除的一些小分子物質(zhì)結(jié)合，防止它們從腎丟失。此外血漿中還有皮質(zhì)激素傳遞蛋白、運(yùn)鐵蛋白、銅藍(lán)蛋白等。這些載體蛋白除結(jié)合運(yùn)輸血漿中某種物質(zhì)外，還具有調(diào)節(jié)被運(yùn)輸物質(zhì)代謝的作用。第12頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三（四）免疫作用血漿中的免疫球蛋白，IgG、IgA、IgM、IgD和IgE，又稱為抗體，在體液免疫中起至關(guān)重要的作用。此外，血漿中還有一組協(xié)助抗體完成免疫功能的蛋白酶——補(bǔ)體。第13頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三（五）催化作用血漿中的酶稱作血清酶。根據(jù)血清酶的來源和功能，可分為以下三類：1.血漿功能酶外分泌酶細(xì)胞酶

第14頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三（六）營養(yǎng)作用每個(gè)成人3L左右的血漿中約有200g蛋白質(zhì)。體內(nèi)的某些細(xì)胞，如單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)，吞飲血漿蛋白質(zhì)，然后由細(xì)胞內(nèi)的酶類將吞入細(xì)胞的蛋白質(zhì)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)變成其他含氮化合物。此外，蛋白質(zhì)還能分解供能。第15頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三（七）凝血、抗凝血和纖溶作用血漿中存在眾多的凝血因子、抗溶血及纖溶物質(zhì)，它們?cè)谘褐邢嗷プ饔?、相互制約，保持循環(huán)血流通暢。但當(dāng)血管損傷、血液流出血管時(shí)，即發(fā)生血液凝固，以防止血液的大量流失。第16頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三（八）血漿蛋白質(zhì)異常與臨床疾病血漿蛋白質(zhì)在維持人體正常代謝中有重要功能，血漿蛋白質(zhì)異?？梢娪诙喾N臨床疾?。猴L(fēng)濕病肝疾病多發(fā)性骨髓瘤多發(fā)性骨髓瘤血漿蛋白電泳圖譜第17頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三第三節(jié)

血細(xì)胞物質(zhì)代謝特點(diǎn)是維持血液生物功能的基礎(chǔ)MetabolismofBloodCellsistheBaseofBloodBiologicalFunctions第18頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三一、紅細(xì)胞的代謝特點(diǎn)紅細(xì)胞是血液中最主要的細(xì)胞，它是在骨髓中由造血干細(xì)胞定向分化而成的紅系細(xì)胞。在成熟過程中，紅細(xì)胞發(fā)生一系列形態(tài)和代謝的改變。第19頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三紅細(xì)胞成熟過程中的代謝變化注：“+”，“-”分別表示該途徑有或無；*晚幼紅細(xì)胞為“-”。代謝能力有核紅細(xì)胞網(wǎng)織紅細(xì)胞成熟紅細(xì)胞成熟紅細(xì)胞＋

－

－DNA合成＋＊

－

－RNA合成＋

－

－蛋白質(zhì)合成＋＋

－血紅素合成＋＋

－脂類合成＋＋

－三羧縮酸循環(huán)＋＋

－氧化磷酸化＋＋

－糖酵解＋＋＋磷酸戊糖途徑＋＋＋第20頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三（一）糖代謝血循環(huán)中的紅細(xì)胞每天大約從血漿攝取30g葡萄糖，其中90%～95%經(jīng)糖酵解通路和2,3-二磷酸甘油酸旁路進(jìn)行代謝，5%～10%通過磷酸戊糖途徑進(jìn)行代謝。第21頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三紅細(xì)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(yīng)和其他組織相同。糖酵解是紅細(xì)胞獲得能量的唯一途徑，每摩爾葡萄糖經(jīng)酵解生成2mol乳酸的過程中，產(chǎn)生2molATP和2molNADH+H+，通過這一途徑可使紅細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度維持在1.85×103mol/L水平。1.糖酵解和2,3-二磷酸甘油酸(2,3-BPG)旁路第22頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三葡萄糖1,3-BPG3-磷酸甘油酸2,3-BPG2,3-BPG磷酸酶二磷酸甘油酸變位酶3-磷酸甘油酸激酶乳酸2,3-二磷酸甘油酸(2,3-BPG)旁路：第23頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三正常情況下，2,3-BPG對(duì)二磷酸甘油酸變位酶的負(fù)反饋?zhàn)饔么笥趯?duì)3-磷酸甘油酸激酶的抑制作用，所以2,3-二磷酸甘油酸支路僅占糖酵解的15%～50%，但是由于2,3-BPG磷酸酶的活性較低，2,3-BPG的生成大于分解，造成紅細(xì)胞內(nèi)2,3-BPG升高。紅細(xì)胞內(nèi)2,3-BPG雖然也能供能，但主要功能是調(diào)節(jié)血紅蛋白的運(yùn)氧功能。第24頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三紅細(xì)胞內(nèi)磷酸戊糖途徑的代謝過程與其他細(xì)胞相同，主要功能是產(chǎn)生NADPH+H+。2.磷酸戊糖途徑第25頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三3.紅細(xì)胞內(nèi)糖代謝的生理意義（1）ATP的功能維持紅細(xì)胞膜上鈉泵（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)轉(zhuǎn)；維持紅細(xì)胞膜上脂質(zhì)與血漿脂蛋白中的脂質(zhì)進(jìn)行交換；少量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)糖酵解過程。第26頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三2,3-BPG是調(diào)節(jié)血紅蛋白(Hb)運(yùn)氧的重要因素，可降低Hb與氧的親和力。（２）2,3-BPG的功能第27頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三第28頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三對(duì)抗氧化劑，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。紅細(xì)胞中的NADPH能維持細(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。（３）NADH和NADPH的功能第29頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三谷胱甘肽的氧化與還原及其有關(guān)代謝: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第30頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三成熟紅細(xì)胞的脂類幾乎都存在于細(xì)胞膜。成熟紅細(xì)胞已不能從頭合成脂肪酸，但膜脂的不斷更新卻是紅細(xì)胞生存的必要條件。紅細(xì)胞通過主動(dòng)參入和被動(dòng)交換不斷地與血漿進(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）脂代謝第31頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三（三）血紅蛋白的合成與調(diào)節(jié)珠蛋白，血紅素(heme)血紅素的合成珠蛋白的合成血紅蛋白的合成血紅蛋白的組成:血紅蛋白的合成包括:第32頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三1.血紅素的生物合成合成的組織和亞細(xì)胞定位：

參與血紅蛋白組成的血紅素主要在骨髓的幼紅細(xì)胞和網(wǎng)織紅細(xì)胞中合成。合成原料：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(jìn)行，而中間階段在胞漿內(nèi)進(jìn)行。合成部位：第33頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三血紅素合成過程：①-氨基--酮戊酸(-aminolevulinicacid,ALA)的合成：+HSCoA+CO2ALA合酶（磷酸吡哆醛）第34頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三反應(yīng)部位在線粒體內(nèi)；催化此反應(yīng)的酶是ALA合酶(ALAsynthase)，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(diào)節(jié)。ALA生成后從線粒體進(jìn)入胞液。第35頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三膽色素原(prophobilinogen，PBG)的生成：ALA脫水酶2H2O在ALA脫水酶(ALAdehydrase)催化下，二分子ALA脫水縮合生成一分子PBG。第36頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三③尿卟啉原與糞卟啉原的生成：4x膽色素原線狀四吡咯尿卟啉原Ⅲ糞卟啉原Ⅲ尿卟啉原Ⅰ同合酶尿卟啉原Ⅲ同合酶尿卟啉原Ⅲ脫羧酶反應(yīng)部位：胞液反應(yīng)生成的糞卟啉原Ⅲ再進(jìn)入線粒體。第37頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三④血紅素的生成：反應(yīng)部位：線粒體糞卟啉原Ⅲ原卟啉原Ⅸ原卟啉Ⅸ血紅素糞卟啉原Ⅲ氧化脫羧酶亞鐵螯合酶原卟啉原Ⅸ氧化酶第38頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三第39頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三①合成的主要部位是骨髓和肝臟，但成熟紅細(xì)胞不能合成；②合成的原料簡單：琥珀酰CoA、甘氨酸Fe2+等小分子物質(zhì)；③合成過程的起始與最終過程在線粒體，中間過程在胞液。血紅素合成的特點(diǎn)：第40頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三是血紅素合成的限速酶；受血紅素反饋抑制；高鐵血紅素強(qiáng)烈抑制；某些固醇類激素可誘導(dǎo)其生成。血紅素合成的調(diào)節(jié)：①ALA合酶：第41頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三與膜受體結(jié)合，加速有核紅細(xì)胞的成熟以及血紅素和的合成促使