生化課件第十六章血液生化

第十六章血液的生物化學(xué)HemalBiochemistry2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君1血液組成2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君2人體血液總量：占體重8%液體成分：血漿溶解的有機物蛋白質(zhì)NPN糖類脂類溶解的無機物陰離子陽離子有形成分紅細(xì)胞白細(xì)胞血小板血液的成分有形成分液體成分紅細(xì)胞白細(xì)胞血小板血漿plasma加抗凝劑不加抗凝劑血清serum血凝塊占全血容積的55-60%其中有纖維蛋白原血液凝固后析出的淡黃色透明液體為血清。血清中無纖維蛋白原2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君3血液中溶解的固體成分無機物無機物以電解質(zhì)為主陽離子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+陰離子：Cl-、HCO3-、HPO42+有機物蛋白質(zhì)：血漿中主要的固體成分非蛋白含氮物（NPN）：尿素、肌酸、肌酐、尿酸、膽紅素、氨等糖類、脂類維持晶體滲透壓維持酸堿平衡維持神經(jīng)肌肉的正常興奮性非蛋白氮中尿素氮（bloodureanitrogen，BUN）約占1/22023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君4第一節(jié)血漿蛋白PlasmaProtein血漿蛋白是維持體內(nèi)代謝的重要物質(zhì)2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君5血漿蛋白總濃度：70～75g/L血漿蛋白的種類多，含量也不相同通常按來源、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）：血漿蛋白質(zhì)超速離心（ultracentrifuge）：血漿脂蛋白一、血漿蛋白的分類與性質(zhì)2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君6血漿蛋白指血漿含有的蛋白質(zhì)，是血漿中的主要的固體成分（一）血漿蛋白的分類2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君7電泳(electrophoresis)是最常用的分離蛋白質(zhì)的方法,常據(jù)此分類清蛋白（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吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君8血清蛋白電泳圖譜醋酸纖維素薄膜電泳（pH8.6的巴比妥緩沖溶液）染色后圖譜電泳掃描圖譜原點

a2a1清蛋白38-48g/L15-30g/LA/G=1.5-2.5血漿蛋白種類生成部位主要功能正常含量（克/毫升血漿）清蛋白肝臟維持血漿滲透壓運輸、營養(yǎng)3.8-4.8α1-球蛋白α2-球蛋白主要在肝臟運輸1.5-3.0β-球蛋白大部分在肝臟運輸γ-球蛋白肝外（漿細(xì)胞）免疫纖維蛋白原肝臟凝血0.2-0.42023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君9按醋纖膜電泳血漿蛋白分類表表16-1血漿蛋白的種類、生成部位、主要功能和含量種類血漿蛋白質(zhì)載體蛋白清蛋白、脂蛋白、運鐵蛋白、銅藍(lán)蛋白免疫防御系統(tǒng)蛋白IgG,IgM,IgA,IgD,IgE和補體C1-9凝血和纖溶蛋白凝血因子Ⅶ、Ⅷ、凝血酶原、纖溶酶原酶卵磷脂：膽固醇?；D(zhuǎn)移酶（LCAT）等蛋白酶抑制劑

1抗胰蛋白酶、

2巨球蛋白等激素促紅細(xì)胞生成素、胰島素等參與炎癥應(yīng)答蛋白C-反應(yīng)蛋白、

2酸性糖蛋白等2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君10人類血漿蛋白質(zhì)按生理功能分類（二）血漿蛋白的特點2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君11血漿蛋白的主要合成器官是肝臟多數(shù)血漿蛋白合成的場所在膜結(jié)合的多核蛋白體血漿蛋白除清蛋白外都是糖蛋白血漿蛋白多數(shù)呈多態(tài)性（polymorphism）血漿蛋白都有自己特異的半衰期急性時相蛋白質(zhì)(acutephaseproteinAPP)：在急性炎癥或某種類型組織損傷等情況下水平升高的某些血漿蛋白123456二、血漿蛋白的功能2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君12功能舉例維持血漿膠體滲透壓清蛋白為主（75%-80%）維持血漿正常pH血漿蛋白鹽與相應(yīng)蛋白形成緩沖對運輸作用血漿脂蛋白運輸脂類物質(zhì)免疫作用抗體（Ig）及補體（蛋白酶）系統(tǒng)共同完成催化作用血漿功能酶、外分泌酶及細(xì)胞酶，有的具有催化作用，有的具有臨床診斷價值營養(yǎng)作用血漿蛋白可被吞入細(xì)胞分解為氨基酸、供組織蛋白合成，蛋白分解供能凝血、抗凝血和纖溶作用凝血和纖溶是血液系統(tǒng)重要的兩種作用，都是靠血漿蛋白因子來實現(xiàn)的2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君13（一）維持血漿膠體滲透壓影響因素滲透壓的大小取決于溶質(zhì)顆粒數(shù)目的多少，與溶質(zhì)的種類和顆粒的大小無關(guān)分類：晶體滲透壓：無機鹽、糖等晶體，770KPa主要來自NaCl（80%）膠體滲透壓：血漿蛋白等膠體物質(zhì)，3.3Kpa主要來自清蛋白（75-80%）滲透壓指溶液具有的吸引水分子透過半透膜的力量維持相對穩(wěn)定的因素：血漿中的緩沖物質(zhì)主：NaHCO3/H2CO3緩沖系（比值20:1）次：NaHPO4/NaH2PO4其他：血漿蛋白鈉/血漿蛋白……等。肺和腎的調(diào)節(jié)2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君14（二）維持血漿正常pH血漿pH正常值：PH為7.35-7.45（7.40±0.5）脂溶性物質(zhì)易被細(xì)胞攝取和易隨尿液排出的小分子物質(zhì)細(xì)胞毒性物質(zhì)脂類（脂肪酸、甘油三脂、膽固醇、磷脂等）維生素（視黃醇等）內(nèi)源性及外源性毒物和藥物（膽紅素、磺胺等）激素（甲狀腺素、皮質(zhì)激素）離子（鈣、鐵、銅等）2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君15（三）運輸作用血漿中存在眾多的載體蛋白運輸主要三類物質(zhì)免疫球蛋白又稱為抗體IgG、IgA、IgM、IgD、IgE補體協(xié)助抗體完成免疫功能的蛋白酶抗體與抗原結(jié)合后激活補體系統(tǒng)產(chǎn)生溶菌和溶細(xì)胞作用2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君16（四）免疫作用抗體與補體協(xié)同作用2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君17補體激活途徑血漿功能性酶：多由肝臟合成后釋放入血，在血漿發(fā)揮功能凝血系統(tǒng)和纖溶系統(tǒng)的多種蛋白酶生理性抗凝物質(zhì)、假膽堿酯酶、卵磷脂：膽固醇?；D(zhuǎn)移酶、脂蛋白脂肪酶、腎素外分泌酶：外分泌腺分泌的酶消化系統(tǒng)的蛋白酶、淀粉酶、酯酶臟器受損時血漿含量增加，有助于臨床診斷細(xì)胞酶：存在于組織細(xì)胞內(nèi)參與代謝的酶類正常情況血漿含量甚微，小部分有器官特異性，用于診斷。2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君18（五）催化作用血漿中存在三類酶，多數(shù)不在血漿發(fā)揮作用體內(nèi)某些細(xì)胞，如單核-吞噬細(xì)胞系統(tǒng)吞飲血漿蛋白質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞，再由細(xì)胞內(nèi)酶類將蛋白質(zhì)分解成氨基酸參入氨基酸代謝池參與蛋白質(zhì)的合成轉(zhuǎn)變成其它含氮化合物蛋白質(zhì)還可以分解供應(yīng)能量α-酮酸2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君19（六）營養(yǎng)作用分解后被細(xì)胞利用，參與蛋白質(zhì)合成及氧化供能他們在血液中相互作用、相互制約，保持循環(huán)血流通暢凝血因子14種凝血因子參與血液凝固內(nèi)、外源性凝血途徑共同介導(dǎo)凝血過程纖維蛋白的生成抗凝血成分抗凝血酶-Ⅲ、蛋白C系統(tǒng)、組織因子途徑抑制物（TFPI）纖溶系統(tǒng)纖溶酶原（酶）2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君20（七）凝血、抗凝血和纖溶血漿中存在眾多的凝血因子、抗凝血及纖溶物質(zhì)風(fēng)濕病急性炎癥反應(yīng)和抗原刺激引起免疫系統(tǒng)增強，特征：免疫球蛋白升高：特別是IgA，可有IgG和IgM升高炎癥期可有α1-AG、Hp、C3升高肝臟疾病急性炎癥反應(yīng)和抗原刺激引起免疫系統(tǒng)增強，特征免疫球蛋白升高：特別是IgA，可有IgG和IgM升高？炎癥期可有α1-AG、Hp、C3升高？多發(fā)性骨髓瘤漿細(xì)胞惡性增生，總蛋白電泳圖譜表現(xiàn)：原γ區(qū)帶外出現(xiàn)特征性的M蛋白峰，白蛋白下降2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君21（八）血漿蛋白質(zhì)異常與疾?。慷喾N疾病導(dǎo)致血漿蛋白異常2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君22血漿蛋白質(zhì)異常與疾病肽類激素(peptidehormone)由氨基酸通過肽鍵聯(lián)接而成最小的促甲狀腺激素釋放激素(TRH)由三個氨基酸組成多數(shù)肽類激素可由十幾個，幾十個或乃至上百及幾百個氨基酸組成。肽類激素的主要分泌器官是丘腦下部及腦垂體（生長素）在其它器官中也發(fā)現(xiàn)肽類激素（胰島素）2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君23代謝調(diào)控作用多種肽類激素通過血漿運輸發(fā)揮作用第三節(jié)血細(xì)胞代謝MetabolismofBloodCells2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君24紅系細(xì)胞發(fā)育過程中造血干細(xì)胞（1000×）經(jīng)原始、早幼、中幼、晚幼、網(wǎng)織紅細(xì)胞、成熟等階段2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君25一、紅細(xì)胞的代謝特點紅細(xì)胞是血液中最主要的細(xì)胞，在骨髓中由造血干細(xì)胞定向分化成紅系細(xì)胞成熟過程中紅細(xì)胞發(fā)生一系列形態(tài)和代謝的改變代謝能力有核紅細(xì)胞網(wǎng)織紅細(xì)胞成熟紅細(xì)胞分裂增殖能力+——DNA合成+

晚幼紅細(xì)為———RNA合成+——RNA存在++—蛋白質(zhì)合成++—血紅素合成++—脂類合成++—三羧酸循環(huán)++—氧化磷酸化++—糖酵解+++磷酸戊糖途徑+++2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君26紅細(xì)胞成熟過程中的代謝變化2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君27（一）糖代謝紅細(xì)胞每天從血漿攝取30g葡萄糖90%-95%5%-10%2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君281、糖酵解和2,3-BPG旁路糖酵解是紅細(xì)胞獲取能量的唯一途徑葡萄糖1,3-BPG3-磷酸甘油酸乳酸2,3-BPG二磷酸甘油酸變位酶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生成多于分解而濃度較高抑制強抑制弱2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君292、紅細(xì)胞內(nèi)糖代謝的生理意義糖酵解產(chǎn)生ATP2,3-BPG旁路產(chǎn)生2,3-BPG磷酸戊糖旁路產(chǎn)生NADPH2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君30（1）ATP的功能維持紅細(xì)胞膜上鈉泵(Na+-K+-ATPase)的運轉(zhuǎn)維持紅細(xì)胞膜上鈣泵(Ca2+-ATPase)的運轉(zhuǎn)維持紅細(xì)胞膜上脂質(zhì)與血漿脂蛋白交換少量ATP用于谷胱甘肽、NAD+

的生物合成ATP用于葡萄糖的活化，啟動糖酵解過程①②③④⑤ATP的功能結(jié)合在Hb亞基的對稱中心孔穴內(nèi)2,3-BPG的負(fù)電基團(tuán)與2個β亞基的正電基團(tuán)形成鹽鍵，穩(wěn)定Hb的T構(gòu)象，降低Hb與氧的親和力。在氧分壓相同情況下，隨2,3-BPG濃度增大Hb釋放氧氣增多。（2）2,3-BPG的功能2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君31β1鏈β2鏈2,3-BPG也能供應(yīng)能量，但主要供能是調(diào)節(jié)血紅蛋白運氧功能對抗氧化劑，保護(hù)細(xì)胞膜蛋白、血紅蛋白和酶蛋白的巰基等，維持紅細(xì)胞的正常功能（3）NADH和NADPH的功能谷胱甘肽過氧化物酶谷胱甘肽還原酶6－磷酸葡萄糖脫氫酶G-6-PNADP+2GSHH2O2GSSH2H2ONADPH+H+6-磷酸葡萄糖酸2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君32成熟紅細(xì)胞的脂類幾乎都存在于細(xì)胞膜紅細(xì)胞質(zhì)膜的不斷更新是通過主動參入和被動交換與血漿進(jìn)行脂質(zhì)交換2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君33（二）脂代謝成熟紅細(xì)胞不能從頭合成脂肪酸2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君34（三）血紅蛋白的合成與調(diào)節(jié)血紅蛋白合成血紅素合成珠蛋白合成血紅蛋白的組成=珠蛋白+血紅素(heme)2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君351.血紅素的生物合成基本原料琥珀酰輔酶A甘氨酸Fe2+合成部位線粒體細(xì)胞液線粒體合成過程ALA合成膽色素原合成原卟啉原與糞卟啉原合成血紅素合成（1）線粒體階段ALA合酶（磷酸吡哆醛）2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君36ALA(-氨基--酮戊酸)的生成關(guān)鍵步驟2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君37（2）胞液階段2ALA膽色素原ALA脫水酶膽色素原的生成2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君38（3）續(xù)胞液階段MPMPPMMPNHHNNHHNAPAPPAAPNHHNNHHN膽色素原×4膽色素原脫氨酶尿卟啉原Ⅲ同合酶線狀四吡咯3NH33NH3CO2尿卟啉原Ⅲ脫羧酶A:-CH2COOHP:-CH2CH2COOHM:-CH3尿卟啉原Ⅲ糞卟啉原Ⅲ尿卟啉原與糞卟啉原的生成2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君39（4）線粒體階段糞卟啉原Ⅲ糞卟啉原Ⅲ氧化脫羧酶原卟啉原Ⅸ2CO2、4H原卟啉原Ⅸ氧化酶6H原卟啉Ⅸ亞鐵鏊和酶V:-CHCH3血紅素Fe2+血紅素的生成ALA合酶固醇類激素誘導(dǎo)合成血紅素反饋抑制阻遏合成高鐵血紅素強烈抑制致癌劑殺蟲劑藥物誘導(dǎo)合成2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君402、血紅素合成的調(diào)節(jié)血紅素合成的關(guān)鍵酶是ALA合酶血紅素可能屬于別構(gòu)抑制血紅素過多氧化成高鐵血紅素強烈抑制ALA脫水酶血紅素抑制不明顯重金屬敏感2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君41

ALA脫水酶與亞鐵螯合酶亞鐵螯合酶重金屬敏感還原劑激活腎合成的促紅細(xì)胞生成素(EPO)加速有核紅細(xì)胞的成熟,促進(jìn)血紅素和Hb的合成。EPO是RBC生成的主要調(diào)節(jié)劑二者均敏感ALA脫水酶活性是ALA合酶的80倍，故血紅素主要對后者起作用2023/11/26吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院楊成君423.珠蛋白的合成珠蛋白的合成（翻譯）受血紅素調(diào)控PeIF-2無活性eIF-2有活性PeIF-2激酶ATPADPATPADPeIF-2激酶2CR2C24cAMP4cAMP-2R高鐵血紅素高鐵血紅素對起始因子2的