第16章-血液的生物化學(xué)2013

第16章-血液的生物化學(xué)2013第一頁，共64頁。血液的組成正常血液占體重的8%第二頁，共64頁。

血細(xì)胞比容:血細(xì)胞占全血的容積百分比。男=40%~50%;女=37%~48%血細(xì)胞比容(hematocrit)第三頁，共64頁。無纖維蛋白原血液加抗凝劑靜置(離心)后的淺黃色上清不加抗凝劑凝固后析出的淡黃色透明液體血漿(plasma)血清(serum)有纖維蛋白原血漿(plasma)和血清（serum）第四頁，共64頁。第一節(jié)血漿蛋白是維持體內(nèi)代謝的重要物質(zhì)PlasmaProteinsareImportantforMaintainingtheMetabolisminvivo第五頁，共64頁。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)，是血漿中主要固體成分。血漿蛋白總濃度：70～75g/L。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）血漿蛋白的分類第六頁，共64頁。通過電泳將血漿蛋白質(zhì)分為：清蛋白(albumin)1球蛋白(globulin)2球蛋白球蛋白球蛋白第七頁，共64頁。A清蛋白

12清蛋白

12B血清蛋白電泳圖譜：第八頁，共64頁。左邊接負(fù)極，右邊接正極。在pH8.6的巴比妥緩沖液中，蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷，向正極移動。結(jié)果中各蛋白帶已注明。清蛋白染色最深，泳動的距離最長，-球蛋白的帶最寬，泳動的距離最短。血清蛋白醋酸纖維素薄膜電泳結(jié)果第九頁，共64頁。鹽析法清蛋白：飽和硫酸銨球蛋白：半飽和硫酸銨纖維蛋白原：半飽和硫酸銨+半飽和NaCl清:球=1.5~2.5第十頁，共64頁。正常血漿中清蛋白與球蛋白的。當(dāng)血漿中白蛋白濃度下降，球蛋白濃度上升時(shí)，使清蛋白與球蛋白濃度的比值下降，甚至小于1.5。

低白蛋白血癥的原因：

1.來源減少營養(yǎng)不良，合成原料不足合成能力降低，嚴(yán)重肝病\肝功能不全的病人肝臟合成清蛋白能力下降。2.去路增加丟失過多：腎病、大面積燒傷分解過多：甲亢、發(fā)熱第十一頁，共64頁。典型異常血清蛋白電泳圖譜第十二頁，共64頁。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：膽固醇酰基轉(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)分類第十三頁，共64頁。

1.絕大多數(shù)血漿蛋白在肝合成。2.血漿蛋白的合成場所位于膜結(jié)合多核蛋白體上。3.除清蛋白外，幾乎所有血漿蛋白為糖蛋白。4.許多血漿蛋白呈現(xiàn)多態(tài)性(polymorphism)。5.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情況下，某些血漿蛋白的水平會增高，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)第十四頁，共64頁。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。清蛋白產(chǎn)生的膠體滲透壓占血漿膠體總滲透壓的75%～80%。第十五頁，共64頁。（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，參與維持血漿正常的pH。第十六頁，共64頁?？垦獫{的緩沖對作用及肺、腎的調(diào)節(jié)功能維持pH值相對穩(wěn)定。血漿緩沖對主要有:NaHCO3/H2CO3、

蛋白質(zhì)鈉鹽/蛋白質(zhì)、Na2HPO4/NaH2PO4三對,其中第一對最重要。第十七頁，共64頁。（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。第十八頁，共64頁。（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。第十九頁，共64頁。（五）催化作用外分泌酶細(xì)胞酶血漿中的酶稱作血清酶。根據(jù)血清酶的來源和功能，可分為三類：第二十頁，共64頁。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。（六）營養(yǎng)作用第二十一頁，共64頁。（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)，它們在血液中相互作用、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。第二十二頁，共64頁。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)異常可見于多種臨床疾?。海ò耍┭獫{蛋白質(zhì)異常與臨床疾病第二十三頁，共64頁。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)第二十四頁，共64頁。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?！鞴撬柙煅杉?xì)胞原始紅細(xì)胞早幼紅細(xì)胞晚幼紅細(xì)胞網(wǎng)織紅細(xì)胞成熟紅細(xì)胞促紅細(xì)胞生成素第二十五頁，共64頁。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＋＋＋第二十六頁，共64頁。糖酵解磷酸戊糖途徑5%～10%2,3-BPG旁路90%～95%紅細(xì)胞保留的代謝通路第二十七頁，共64頁。（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。第二十八頁，共64頁。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。1、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。第二十九頁，共64頁。維持紅細(xì)胞膜鈉泵(Na+-K+-ATPase)的運(yùn)轉(zhuǎn)維持紅細(xì)胞膜鈣泵(Ca2+-ATPase)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)維持紅細(xì)胞膜脂質(zhì)與血漿脂蛋白脂質(zhì)的交換少量ATP用于谷胱甘肽、NAD+的生物合成ATP用于葡萄糖的活化，啟動糖酵解過程第三十頁，共64頁。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、2,3-二磷酸甘油酸(2,3-BPG)旁路：第三十一頁，共64頁。正常情況下，2,3-BPG對二磷酸甘油酸變位酶的負(fù)反饋?zhàn)饔么笥趯?-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。第三十二頁，共64頁。

1.調(diào)節(jié)血紅蛋白的運(yùn)氧功能，降低血紅蛋白對氧的親和力2.紅細(xì)胞內(nèi)能量的貯存形式

紅細(xì)胞不能貯存葡萄糖，但2，3-DPG含量高，氧化時(shí)可生成ATP2，3-BPG的生理作用2,3-BPG結(jié)合位點(diǎn)第三十三頁，共64頁。2,3-BPG旁路的特點(diǎn)（1）酵解途徑大于支路；（2）放能反應(yīng)，不可逆；（3）2，3-BPG的生成大于分解第三十四頁，共64頁。2,3-BPG旁路的意義消耗糖酵解過程中部分能量使ATP、1,3-BPG不致堆積，ADP、Pi不致過少，從而調(diào)節(jié)糖酵解能不斷進(jìn)行。更主要的意義是降低Hb對O2的親和力，調(diào)節(jié)Hb的運(yùn)氧功能。缺O(jiān)2，紅細(xì)胞內(nèi)2,3-BPG增加，有利于機(jī)體獲得較多的O2。第三十五頁，共64頁。3.磷酸戊糖途徑紅細(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+。第三十六頁，共64頁。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。NADH和NADPH的功能第三十七頁，共64頁。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三十八頁，共64頁。6-磷酸葡萄糖脫氫酶缺乏的患者，因磷酸戊糖途徑不能正常進(jìn)行，導(dǎo)致NADPH生成障礙，GSH含量偏低，紅細(xì)胞易被破壞而發(fā)生溶血。服用蠶豆、阿司匹林、磺胺類藥物產(chǎn)生大量過氧化氫和超氧化物蠶豆病第三十九頁，共64頁。（二）脂代謝成熟紅細(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)胞通過主動參入和被動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。第四十頁，共64頁。二、成熟紅細(xì)胞的代謝特點(diǎn)

1、葡萄糖是主要能源物質(zhì)。成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核，也沒有線粒體和核蛋白體等亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，因此，不能進(jìn)行DNA、RNA、蛋白質(zhì)合成，不能進(jìn)行有氧氧化。

2、糖酵解是成熟紅細(xì)胞獲得能量的唯一途徑

（1）酵解供能：鈣泵、鈉泵、谷胱甘肽及NAD＋的生物合成、膜脂與血漿脂蛋白的脂質(zhì)交換

（2）酵解支路生成2,3-二磷酸甘油酸：在低氧壓的組織中促進(jìn)氧的釋放；貯存能量

小結(jié)第四十一頁，共64頁。3、磷酸戊糖途徑提供NADPH，用于維持谷胱甘肽還原系統(tǒng)和高鐵血紅蛋白的還原

（1）NADPH將GSSG還原為GSH：GSH的主要功能是保護(hù)紅細(xì)胞膜免受氧化損傷、維持血紅蛋白及巰基酶的還原狀態(tài)、促使高鐵血紅蛋白還原為血紅蛋白

（2）NADPH可以保護(hù)膜蛋白、血紅蛋白、巰基酶等不被氧化，還原高鐵血紅蛋白，維持紅細(xì)胞功能

第四十二頁，共64頁。機(jī)理：缺少G-6P脫氫酶，NADPH生成受阻，患者如食用某些食物（如蠶豆）或服用某些藥物（如磺胺類及阿斯匹林等），可導(dǎo)致過氧化氫和超氧化物大量生成而引起溶血現(xiàn)象【典型病例】蠶豆病第四十三頁，共64頁。血紅蛋白的結(jié)構(gòu)（三）血紅蛋白的合成與調(diào)節(jié)第四十四頁，共64頁。血紅素輔基：4個(gè)珠蛋白2條鏈：141個(gè)氨基酸殘基2條鏈：146個(gè)氨基酸殘基血紅蛋白第四十五頁，共64頁。Hb一、二級結(jié)構(gòu)

α鏈：141個(gè)氨基酸第四十六頁，共64頁。Hb一、二級結(jié)構(gòu)

β鏈：146個(gè)氨基酸第四十七頁，共64頁。Hb：三、四級結(jié)構(gòu)

肽鏈+血紅素→Hb單體→四聚體第四十八頁，共64頁。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:第四十九頁，共64頁。NNNNFeCH2CH2COOHCH2CH2COOHCH3CH3CH=CH2H3CH3CCH2CHFe卟啉環(huán)平面血紅素結(jié)構(gòu)第五十頁，共64頁。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。（1）合成部位：

線粒體、胞液（2）原料：

琥珀酰CoA、甘氨酸、Fe2+第五十一頁，共64頁。1.血紅素的合成△（1）δ-氨基-γ-酮戊酸（ALA)的合成（線粒體）限速酶第五十二頁，共64頁。血紅素的合成卟膽原（膽色素原）的合成胞液第五十三頁，共64頁。3）尿卟啉原與糞卟啉原的生成（胞液）卟膽原尿卟啉原III糞卟啉原III第五十四頁，共64頁。4）血紅素的生成（線粒體）

亞鐵螯合酶原卟啉IX+Fe2+血紅素糞卟啉原III第五十五頁，共64頁。琥珀酰CoA＋甘氨酸