大二上各種學(xué)習(xí)生物化學(xué)第21章血液

第二十一章血液化學(xué)

ChemistryofBlood

第四篇專題篇第一節(jié)

血液及血漿主要的蛋白質(zhì)BloodandMajorPlasmaProteins血清(serum)

是血液凝固后析出的淡黃色透明液體，血清中不含纖維蛋白原。血細(xì)胞包括紅細(xì)胞和白細(xì)胞。一、血液由有形成分和無形的水溶液性成分組成（一）血細(xì)胞和血小板是血液的有形成分（二）血漿是血液的無形成分

血漿蛋白總濃度：60～80g/L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。電泳（electrophoresis）是分離、分析研究血漿蛋白質(zhì)的主要方法。二、采用電泳法可將血漿蛋白質(zhì)分成很多組分依據(jù)電泳結(jié)果分類:

2-球蛋白清蛋白

1-球蛋白-球蛋白-球蛋白——血漿蛋白質(zhì)的主要成分A

清蛋白

1

2

清蛋白

1

2

B血清蛋白電泳圖譜血漿蛋白質(zhì)主要成分及功能功能血漿蛋白抗蛋白酶血液凝固酶激素免疫功能參與炎癥反應(yīng)腫瘤胚胎性蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)或結(jié)合蛋白

1抗胰蛋白酶、

2巨球蛋白等各種凝血因子、纖維蛋白原卵磷脂：膽固醇?；D(zhuǎn)移酶、膽堿酯酶等促紅細(xì)胞生成素（ＥＰＯ）、胰島素等γ－免疫球蛋白、補(bǔ)體蛋白等C-反應(yīng)蛋白、

１酸性糖蛋白等

１甲胎蛋白（ＡＦＰ）清蛋白、脂蛋白、運(yùn)鐵蛋白、銅藍(lán)蛋白等（一）血漿蛋白質(zhì)大多數(shù)屬于分泌性蛋白質(zhì)三、血漿中大多數(shù)蛋白質(zhì)具有特殊的生物學(xué)功能絕大多數(shù)血漿蛋白在肝中合成，γ-球蛋白(globulin)由漿細(xì)胞合成。血漿蛋白的合成場(chǎng)所一般位于膜結(jié)合的多聚核糖體上。除清蛋白外，幾乎所有的血漿蛋白均為糖蛋白。（二）清蛋白是血漿中含量最多的蛋白質(zhì)人血漿中清蛋白（albumin）的濃度為32～56g/L。嚴(yán)重肝病時(shí)血漿清蛋白含量下降。血漿清蛋白具有結(jié)合各種配體分子的能力。（三）很多血漿蛋白具有特殊的結(jié)合功能1.前清蛋白運(yùn)輸視黃醇2.運(yùn)鐵蛋白是鐵的轉(zhuǎn)運(yùn)載體3.甲狀腺素結(jié)合球蛋白運(yùn)輸甲狀腺素4.結(jié)合珠蛋白-血紅蛋白復(fù)合物可防止血紅蛋白在腎小管沉積5.血漿銅藍(lán)蛋白可結(jié)合銅（四）免疫球蛋白與機(jī)體的防御機(jī)制1.免疫球蛋白可與特異抗原結(jié)合2.B細(xì)胞分化時(shí)有免疫球蛋白基因重排3.漿細(xì)胞惡液質(zhì)病人含過量產(chǎn)生的單一種類IgIgG的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致V2J2К輕鏈重組事件體液細(xì)胞內(nèi)液（2/3）細(xì)胞外液（1/3）細(xì)胞間液血管內(nèi)液四、疾病狀態(tài)血液成分變化是臨床化學(xué)診斷的基礎(chǔ)（一）血液無機(jī)成分是機(jī)體穩(wěn)態(tài)的重要標(biāo)志水和電解質(zhì)的動(dòng)態(tài)平衡是維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的重要因素。電解質(zhì)陽離子：Na＋

陰離子：HPO4－2陽離子：K＋

陰離子：Cl－和HCO3－

細(xì)胞外電解質(zhì)細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)代謝紊亂是多種疾病的最常見的表現(xiàn)，通常由容量、滲透壓及組成三方面因素引起。體液改變可引起脫水或水腫；電解質(zhì)改變可引起低Na＋、低K＋血癥或高Na＋、高K＋血癥和酸、堿中毒。（二）非血清固有酶有臨床診斷價(jià)值血清酶血清功能酶：如凝血酶類血清非功能酶細(xì)胞酶：如轉(zhuǎn)氨酶類外分泌酶：如胰淀粉酶肝臟病變可引起血清中轉(zhuǎn)氨酶活性升高急性胰腺炎時(shí)胰淀粉酶升高例如：（三）很多疾病可改變血漿蛋白質(zhì)含量肝功能障礙血漿清蛋白合成減少營養(yǎng)不良血漿蛋白減少腎功能障礙血漿清蛋白丟失增多水腫急性炎癥或某些組織損傷時(shí)急性時(shí)相蛋白（acutephaseprotein，APP）會(huì)增加。高脂蛋白血癥時(shí)，血漿脂蛋白升高。（四）α1-抗胰蛋白酶缺乏可引起肺氣腫α1-抗胰蛋白酶（52kD）由肝細(xì)胞及巨噬細(xì)胞合成，在血漿中占α1-球蛋白的大部分，是血漿中主要的絲氨酸蛋白酶抑制劑。當(dāng)α1-抗胰蛋白酶不足，機(jī)體缺乏蛋白酶，抗肺組織損傷能力下降而易患肺氣腫。吸煙可使α1-抗胰蛋白酶失活，還可使α1-抗胰蛋白酶失去與蛋白酶相結(jié)合的能力。第二節(jié)

紅細(xì)胞RedBloodCells(theErythrocytes)一、紅細(xì)胞膜具有特殊蛋白質(zhì)的膜結(jié)構(gòu)和功能

紅細(xì)胞在體內(nèi)循環(huán)時(shí)，為保證紅細(xì)胞可逆地變形，其膜必須有流動(dòng)及柔韌性。膜脂決定流動(dòng)性，膜內(nèi)與膜表面連接的外周骨架蛋白則保持紅細(xì)胞的形狀和柔韌性。（一）紅細(xì)胞膜的骨架蛋白維持流變性紅細(xì)胞膜主要的蛋白質(zhì)電泳條帶編號(hào)蛋白質(zhì)內(nèi)在蛋白（I）或外周蛋白（P）分子質(zhì)量近似值（kDa）122.12.12.32.634.15678血影蛋白（α）血影蛋白（β）錨蛋白錨蛋白錨蛋白錨蛋白陰離子交換蛋白未命名蛋白肌動(dòng)蛋白甘油醛3-磷酸脫氫酶原肌球蛋白未命名蛋白血型糖蛋白A、B、CPPPPPPIPPPPPI240220210195175145100804335292331、23、28紅細(xì)胞的膜骨架結(jié)合的方式主要病因是：30％～60％的患者因錨蛋白缺乏，15％～40％的HS有區(qū)帶3蛋白缺乏，大多數(shù)有血影蛋白缺乏，少數(shù)病人有4.2蛋白缺乏，球形紅細(xì)胞變球形后滲透脆性增加，紅細(xì)胞壽命大大縮短。（二）紅細(xì)胞骨架蛋白缺欠引起溶血性疾病遺傳性球形紅細(xì)胞增多癥（hereditaryspherocytosis，HS）主要表現(xiàn)為外周血中出現(xiàn)大量的橢圓形成熟紅細(xì)胞。原因是血影蛋白的α、β的一個(gè)或兩個(gè)同時(shí)缺陷，或4.1蛋白缺乏等，致使紅細(xì)胞變成橢圓形，因而易于被脾臟破壞而溶血。遺傳性橢圓形紅細(xì)胞增多癥（hereditaryleptocytosis,HE）紅細(xì)胞膜存在葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（glucosetransporter，GLUT）或稱葡萄糖通透酶。GLUT對(duì)葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)不依靠胰島素，其方式與陰離子通道相似，通過變構(gòu)將葡萄糖從胞外運(yùn)至胞內(nèi)。這是一種易化擴(kuò)散的過程。（三）紅細(xì)胞膜上的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白不依賴胰島素二、紅細(xì)胞代謝與其他組織細(xì)胞不同（一）糖酵解是紅細(xì)胞的主要供能途徑紅細(xì)胞90％～95％的能量來自于糖酵解，少量通過磷酸戊糖旁路。2，3-二磷酸甘油酸（2,3-bisphosphoglycerade,2,3-BPG）支路是紅細(xì)胞中存在的一種特殊代謝方式。

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-BPG支路NADPH是細(xì)胞內(nèi)重要的還原物質(zhì)，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。葡萄糖6-磷酸6-磷酸葡萄糖酸NADP+NADPH+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（二）磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的NADPH具有特殊的意義紅細(xì)胞成熟過程中的代謝變化

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RNA合成RNA存在蛋白質(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

＋＋*＋＋＋＋＋＋＋

＋＋

－－－＋＋＋＋＋＋＋＋

－－－－－－－－－＋＋注：“+”,“-”分別表示該途徑有或無*晚幼紅細(xì)胞為“-”（三）紅細(xì)胞成熟前可進(jìn)行血紅蛋白合成（四）血紅蛋白由珠蛋白和血紅素輔基組成*血紅素的合成*珠蛋白的合成*血紅蛋白的合成血紅蛋白的合成珠蛋白（globin）血紅素（heme）血紅蛋白的組成1.骨髓和肝是合成血紅素輔基的主要場(chǎng)所合成的組織和亞細(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+合成過程①-氨基--酮戊酸(-aminolevulinicacid,ALA)的生成+HSCoA+CO2ALA合酶（磷酸吡哆醛）反應(yīng)部位：線粒體由ALA合酶(ALAsynthase)催化，是血紅素合成的關(guān)鍵酶ALA合成后進(jìn)入胞掖膽色素原的生成ALA脫水酶2H2O反應(yīng)部位：胞液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：胞液胞液中的糞卟啉原Ⅲ再進(jìn)入線粒體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)卟啉病（porphyria）是血紅素合成過程中酶的缺陷引起卟啉或其前體在體內(nèi)蓄積而導(dǎo)致的一組疾病。類型遺傳方式酶缺陷光敏性皮炎排泄途徑代謝異常部位遲發(fā)性皮膚型卟啉病常顯UPG-D＋尿肝細(xì)胞肝性紅細(xì)胞生成型卟啉病常隱UPG-D＋尿紅細(xì)胞及肝細(xì)胞先天性紅細(xì)胞生成型卟啉病常隱UPG-S+尿紅細(xì)胞紅細(xì)胞生成型原卟啉病常顯亞鐵螯合酶+糞紅細(xì)胞及肝細(xì)胞2．血紅蛋白珠蛋白α鏈和β鏈分別由兩族基因編碼成年人血紅蛋白（HbA）是由兩個(gè)α亞基和兩個(gè)β亞基形成的四聚體。HbF（α2γ2）為胎兒型血紅蛋白，δ2ε2、α2ε2、γ2δ2為胚胎血紅蛋白。珠蛋白的基因分為2簇：α珠蛋白基因β珠蛋白基因β珠蛋白基因結(jié)構(gòu)示意圖α珠蛋白基因結(jié)構(gòu)示意圖（1）過量的血紅素可反饋抑制血紅素的合成（2）紅細(xì)胞生成素（erythropoietin,EPO）可刺激紅細(xì)胞生成（3）雄激素刺激EPO的產(chǎn)生（4）雌激素抑制紅細(xì)胞的生成（5）葉酸和B12缺乏引起紅細(xì)胞DNA合成受阻（6）紅系分化因子能直接誘導(dǎo)血紅蛋白表達(dá)3.很多因子參與紅細(xì)胞生成的調(diào)節(jié)血紅蛋白?。╤emoglobinopathy）:是指珠蛋白生成障礙貧血（地中海貧血）和異常血紅蛋白病，主要由珠蛋白合成不足及珠蛋白的一級(jí)結(jié)構(gòu)中的氨基酸異常所致。三、血紅蛋白病是一類常見的遺傳?。ㄒ唬┲榈鞍谆蛞延?00種突變（二）地中海貧血是由α或β鏈編碼產(chǎn)物減少引起β地貧1.β＋（部分減少了合成），點(diǎn)突變，小片段插入，缺失2.β0（β珠蛋白鏈缺乏合成），點(diǎn)突變，小片段插入，缺失3.δβ（缺乏δβ珠蛋白合成）大片段缺失α地貧1.α0（沒有α珠蛋白合成）大片段缺失2.α＋α珠蛋白減少25％，5％小片段缺失，點(diǎn)突變3.αα珠蛋白終止密碼突變常見的地中海貧血正常成人Hb(HbA)N–pro·glu

·glu···C鐮形紅細(xì)貧血病人Hb(HbS)N–pro·val·glu···CCACGTGCTCGAG（三）鐮狀細(xì)胞貧血由β鏈基因點(diǎn)突變引起第6個(gè)密碼子第三節(jié)

白細(xì)胞WhiteBloodCells一、白細(xì)胞中各種物質(zhì)代謝都很活躍

白細(xì)胞的分類(根據(jù)其形態(tài)、功能和來源):中性粒細(xì)胞嗜酸性粒細(xì)胞嗜堿性粒細(xì)胞粒細(xì)胞單核細(xì)胞淋巴細(xì)胞糖代謝：以糖酵解為主，提供能量；磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的NADPH經(jīng)氧化酶的電子體系使O2

還原產(chǎn)生超氧陰離子、H2O2、OH?等自由基，起殺菌作用。脂代謝：不能從頭合成脂肪酸；可將花生四烯酸轉(zhuǎn)變成血栓素、前列腺素、白三烯等活性物質(zhì)。氨基酸和蛋白質(zhì)代謝：

蛋白質(zhì)合成較少，卻含有某些特殊的蛋白質(zhì)。

白細(xì)胞代謝特點(diǎn):活躍的糖酵解糖原合成、儲(chǔ)存較多活躍的磷酸戊糖途徑不活躍的氧化磷酸化溶酶體及胞內(nèi)的降解酶含量高有特殊的酶（髓過氧化物酶，NADPH－氧化酶）含量高質(zhì)膜中有CD11/CD18整合蛋白中性粒細(xì)胞的主要生化特點(diǎn)（一）趨化作用依靠白細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)完成二、白細(xì)胞含特異分子參與滲出和吞噬、殺菌作用趨化作用（chemotoxis）主要指白細(xì)胞沿著炎癥區(qū)域的化學(xué)刺激物濃度梯度定向移動(dòng)。這些化學(xué)刺激物為趨化因子（chemokine），可分為外源及內(nèi)源性兩大類。

防御素（defensin）是存在于哺乳動(dòng)物中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及小腸特異細(xì)胞中的一組同源性很高的多肽。防御素對(duì)多種微生物及寄生蟲有殺菌作用。防御素也可作為單抗細(xì)胞選擇性趨化因子，并對(duì)PKC有抑制作用。

（二）防御素也可作為單抗細(xì)胞選擇性趨化因子

（三）溶菌酶可以分解細(xì)菌細(xì)胞壁糖肽中的多糖中性粒細(xì)胞內(nèi)含有酸性水解酶、中性蛋白酶、髓過氧化物酶（MPO）、溶菌酶及磷脂酶A2等