《血液生化》PPT課件.ppt

1、,血液的生物化學(xué),Hemal Biochemistry,第16章,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1.0501.060，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。,血漿蛋白 血細(xì)胞的代謝,本章講述內(nèi)容：,第一節(jié),血漿蛋白是維持體內(nèi)代謝的重要物質(zhì),Plasma Proteins are Important for Maintaining the Metabolism i

2、n vivo,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：7075g/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(ultra centrifuge)。,（一）血漿蛋白的分類,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,B,血清蛋白電泳圖譜：,依據(jù)生理功能將血漿蛋白質(zhì)分類：,1. 絕大多數(shù)血漿蛋白在肝合成。 2. 血漿蛋白的合成場(chǎng)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

3、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)(acute phase protein，APP)。,（二）血漿蛋白的性質(zhì),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小（69kDa），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

4、約占血漿膠體總滲透壓的75%80%。,（二）維持血漿正常的pH,正常血漿的pH為7.400.05。 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pH 4.07.3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。,（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。,（四）免疫作用,血漿中的免疫球蛋白，IgG、IgA、IgM、I

5、gD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。,（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,（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。,（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

6、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。,（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臨床疾病：,風(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),Metabolism of Blood Cells is the Base of Blood Biological Functions,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。,紅細(xì)胞成熟過程

7、中的代謝變化,注：“+”，“-”分別表示該途徑有或無；*晚幼紅細(xì)胞為“-”。,（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。,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2mol ATP和2mol NADH+H+，通過這一途徑可使紅細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度維持在1.85103mol/L水平。,1. 糖酵解和2,3-二磷酸甘油酸(2,3-BPG)旁路,葡萄糖,1,

8、3-BPG,3-磷酸甘油酸,2, 3-BPG,2, 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：,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。,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,3. 紅

9、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。,2, 3-BPG是調(diào)節(jié)血紅蛋白(Hb)運(yùn)氧的重要因素，可增加Hb與氧的親和力。,（）2, 3-BPG的功能,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

10、害。,（）NADH和NADPH的功能,谷胱甘肽的氧化與還原及其有關(guān)代謝:,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,（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:,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

11、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：,血紅素合成過程：, -氨基-酮戊酸(-aminolevulinic acid, ALA)的合成：,+,反應(yīng)部位在線粒體內(nèi)； 催化此反應(yīng)的酶是ALA合酶(ALA synthase)，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。,膽色素原(prophobilinogen，PBG)的生成：,在ALA脫水酶(ALA dehydrase)催化下，二分子 ALA 脫水縮合生成一分子PBG。, 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,糞卟啉原,反應(yīng)部位：胞液,反

12、應(yīng)生成的糞卟啉原再進(jìn)入線粒體。, 血紅素的生成：,反應(yīng)部位：線粒體,糞卟啉原,原卟啉原,原卟啉,血紅素, 合成的主要部位是骨髓和肝臟，但成熟紅細(xì)胞不能合成； 合成的原料簡(jiǎn)單：琥珀酰CoA、甘氨酸Fe2+等小分子物質(zhì)； 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)：,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)：, ALA合酶：,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原始紅細(xì)胞的繁殖和分化。,可被血紅素 、重金屬等抑制，亞鐵螯合酶還需要還原劑(如谷胱甘肽)。, ALA脫水酶與亞鐵螯合酶：, 促紅細(xì)胞生成素(erythropoietin, EPO)：,高鐵血紅素,eIF-2激酶 （無活性）,eIF-2 （有活性）,高鐵血紅素對(duì)起始因子2的調(diào)節(jié)：,血紅素合成后與珠蛋白結(jié)合成 血紅蛋白。 珠蛋白的合成同一般蛋白質(zhì)的合成，其合成受血紅素調(diào)控。,2. 血紅蛋白的合成：,糖代謝：以糖酵