十七章血液的生物化學南方醫(yī)科大學

1、目目 錄錄 v血液血液(blood)的組成的組成 血漿血漿(plasma) 紅細胞，白細胞，血小板紅細胞，白細胞，血小板 v血清血清(serum) -血液凝固后析出的淡黃色透明液體血液凝固后析出的淡黃色透明液體 v血液的固體成分血液的固體成分 無機物：以電解質(zhì)為主無機物：以電解質(zhì)為主 有機物：蛋白質(zhì)、非蛋白質(zhì)類含氮化合物、糖有機物：蛋白質(zhì)、非蛋白質(zhì)類含氮化合物、糖 類和脂類等類和脂類等 血血 液液 概概 況況 目目 錄錄 第第 一一 節(jié)節(jié) 血血 漿漿 蛋蛋 白白 Plasma Protein 目目 錄錄 一、血漿蛋白的分類與性質(zhì)一、血漿蛋白的分類與性質(zhì) 血漿蛋白總濃度：血漿蛋白總濃度：7075

2、g/L v血漿蛋白是指血漿含有的蛋白質(zhì)，是血漿中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。的主要的固體成分。 v血漿蛋白的種類很多，含量也極不相同，有血漿蛋白的種類很多，含量也極不相同，有 多種分類方法，現(xiàn)介紹幾種最常用的分類方多種分類方法，現(xiàn)介紹幾種最常用的分類方 法。法。 目目 錄錄 1. 依據(jù)電泳依據(jù)電泳(electrophoresis)結(jié)果分類結(jié)果分類 （一）血漿蛋白的分類（一）血漿蛋白的分類 2球球 蛋蛋 白白 清蛋白清蛋白 (albumin) 1球蛋白球蛋白(globulin) 球蛋白球蛋白 球蛋白球蛋白 目目 錄錄 A 清蛋白清蛋白 1 2 清蛋白清蛋白 1 2

3、B 血血 清清 蛋蛋 白白 電電 泳泳 圖圖 譜譜 目目 錄錄 人類血漿蛋白質(zhì)的分類人類血漿蛋白質(zhì)的分類 種種 類類 血血 漿漿 蛋蛋 白白 1.載體蛋白載體蛋白 2.免疫防御系統(tǒng)蛋免疫防御系統(tǒng)蛋 3.凝血和纖溶蛋白凝血和纖溶蛋白 4.酶酶 5.蛋白酶抑制劑蛋白酶抑制劑 6.激素激素 7.參與炎癥應(yīng)答的蛋白參與炎癥應(yīng)答的蛋白 清蛋白、脂蛋白、運鐵蛋白、銅藍蛋白等清蛋白、脂蛋白、運鐵蛋白、銅藍蛋白等 IgG ,IgM ,IgA ,IgD ,IgE 和補體和補體C1-9 等等 凝血因子凝血因子、凝血酶原、纖溶酶原等、凝血酶原、纖溶酶原等 卵磷脂：膽固醇?；D(zhuǎn)移酶等卵磷脂：膽固醇?；D(zhuǎn)移酶等 1抗胰

4、蛋白酶、抗胰蛋白酶、 2巨球蛋白等巨球蛋白等 促紅細胞生成素、胰島素等促紅細胞生成素、胰島素等 C-反應(yīng)蛋白、反應(yīng)蛋白、 2酸性糖蛋白等酸性糖蛋白等 2. 依據(jù)生理功能分類依據(jù)生理功能分類 目目 錄錄 1. 絕大多數(shù)血漿蛋白在肝合成。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)合的多核蛋白血漿蛋白的合成場所一般位于膜結(jié)合的多核蛋白 體上。體上。 3. 除清蛋白外，幾乎所有的血漿蛋白均為糖蛋白。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在循環(huán)過程

5、中，每種血漿蛋白均有自己特異的半 衰期。衰期。 6. 在急性炎癥或某種類型組織損傷等情況下，某些在急性炎癥或某種類型組織損傷等情況下，某些 血漿蛋白的水平會增高，它們被稱為急性時相蛋血漿蛋白的水平會增高，它們被稱為急性時相蛋 白質(zhì)白質(zhì)(acute phase protein APP)。 （二）血漿蛋白的性質(zhì)（二）血漿蛋白的性質(zhì) 目目 錄錄 v 維持血漿膠體滲透壓維持血漿膠體滲透壓 v 維持血漿正常的維持血漿正常的pH v 運輸作用運輸作用 v 免疫作用免疫作用 v 催化作用催化作用 v 營養(yǎng)作用營養(yǎng)作用 v 凝血、抗凝血和纖溶作用凝血、抗凝血和纖溶作用 二、血漿蛋白的功能二、血漿蛋白的功能 目

6、目 錄錄 第第 三三 節(jié)節(jié) 血血 細細 胞胞 代代 謝謝 Metabolism of Blood Cells 目目 錄錄 一、紅細胞的代謝特點一、紅細胞的代謝特點 v紅細胞是血液中最主要的細胞，它是在骨髓中紅細胞是血液中最主要的細胞，它是在骨髓中 由造血干細胞定向分化而成的紅系細胞。由造血干細胞定向分化而成的紅系細胞。 v在成熟過程中，紅細胞發(fā)生一系列形態(tài)和代謝在成熟過程中，紅細胞發(fā)生一系列形態(tài)和代謝 的改變。的改變。 目目 錄錄 紅細胞成熟過程中的代謝變化紅細胞成熟過程中的代謝變化 代謝能力代謝能力 有核有核 紅細胞紅細胞 網(wǎng)織網(wǎng)織 紅細胞紅細胞 成熟成熟 紅細胞紅細胞 分裂增殖能力分裂增殖

7、能力 DNA 合合 成成 RNA 合合 成成 RNA 存存 在在 蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成 血紅素合成血紅素合成 脂類合成脂類合成 三羧縮酸循環(huán)三羧縮酸循環(huán) 氧化磷酸化氧化磷酸化 糖酵解糖酵解 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑 * 注：注： “+”+”，“-”-” 分別表示該途分別表示該途 徑有或無徑有或無 * *晚幼紅細胞晚幼紅細胞 為為“-”-” 目目 錄錄 （一）糖代謝（一）糖代謝 1. 糖酵解和糖酵解和2, 3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(2, 3-BPG)旁旁 路路 2. 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑, 主要功能是產(chǎn)生主要功能是產(chǎn)生NADPH+H+ 目目 錄錄 葡萄糖葡萄糖 1, 3-BPG 3-磷酸

8、甘油酸磷酸甘油酸 2, 3-BPG 2, 3-BPG 磷酸酶磷酸酶 二磷酸甘油酸變位酶二磷酸甘油酸變位酶 3-磷酸甘磷酸甘 油酸激酶油酸激酶 乳酸乳酸 2,3-BPG 旁旁 路路 目目 錄錄 3. 紅細胞內(nèi)糖代謝的生理意義紅細胞內(nèi)糖代謝的生理意義 ATP的功能的功能 v維持紅細胞膜上鈉泵維持紅細胞膜上鈉泵(Na+-K+-ATPase)的正常運的正常運 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) v維持紅細胞膜上鈣泵維持紅細胞膜上鈣泵(Ca2+-ATPase)的正常運轉(zhuǎn)的正常運轉(zhuǎn) v維持紅細胞膜上脂質(zhì)與血漿脂蛋白中的脂質(zhì)進維持紅細胞膜上脂質(zhì)與血漿脂蛋白中的脂質(zhì)進 行交換行交換 v少量少量ATP用于谷胱甘肽、用于谷胱甘肽、NAD+ 的

9、生物合成的生物合成 v ATP用于葡萄糖的活化，啟動糖酵解過程用于葡萄糖的活化，啟動糖酵解過程 目目 錄錄 v2, 3-BPG是調(diào)節(jié)血紅蛋白是調(diào)節(jié)血紅蛋白(Hb)運氧的運氧的 重要因素，可增加重要因素，可增加Hb與氧的親和力。與氧的親和力。 2, 3-BPG的功能的功能 目目 錄錄 v 對抗氧化劑，保護細胞膜蛋白、血紅蛋對抗氧化劑，保護細胞膜蛋白、血紅蛋 白和酶蛋白的巰基等不被氧化，從而維白和酶蛋白的巰基等不被氧化，從而維 持紅細胞的正常功能。持紅細胞的正常功能。 NADH和和NADPH的功能的功能 葡萄糖葡萄糖 6-磷酸磷酸 6-磷酸磷酸 葡萄糖酸葡萄糖酸 NADP+ NADP+H+ 2GS

10、H GSSG H2O2 2H2O 6磷酸葡萄磷酸葡萄 糖脫氫酶糖脫氫酶 谷胱甘肽谷胱甘肽 還原酶還原酶 谷胱甘肽過谷胱甘肽過 氧化物酶氧化物酶 目目 錄錄 v 成熟紅細胞不能從頭合成脂肪酸，通過主動成熟紅細胞不能從頭合成脂肪酸，通過主動 參入和被動交換不斷的與血漿進行脂質(zhì)交換，參入和被動交換不斷的與血漿進行脂質(zhì)交換， 維持其正常的脂類組成、結(jié)構(gòu)和功能。維持其正常的脂類組成、結(jié)構(gòu)和功能。 （二）脂（二）脂 代代 謝謝 目目 錄錄 （三）血紅蛋白的合成與調(diào)節(jié)（三）血紅蛋白的合成與調(diào)節(jié) 珠蛋白，血紅素珠蛋白，血紅素(heme) * * 血紅素的合成血紅素的合成 * * 珠蛋白的合成珠蛋白的合成 *

11、* 血紅蛋白的合成血紅蛋白的合成 血紅蛋白的組成血紅蛋白的組成 血紅蛋白的合成血紅蛋白的合成 目目 錄錄 1. 血紅素的生物合成血紅素的生物合成 合成的組織和亞細胞定位合成的組織和亞細胞定位 參與血紅蛋白組成的血紅素主要在骨參與血紅蛋白組成的血紅素主要在骨 髓的幼紅細胞和網(wǎng)織紅細胞中合成。髓的幼紅細胞和網(wǎng)織紅細胞中合成。 合成原料合成原料 甘氨酸、琥珀酰甘氨酸、琥珀酰CoA、Fe2+ 目目 錄錄 合成過程合成過程 -氨基氨基- -酮戊酸酮戊酸( - aminolevulinic acid ,ALA) 的生成：由的生成：由ALA合酶合酶(ALA synthase)催化，是催化，是 血紅素合成的關(guān)

12、鍵酶血紅素合成的關(guān)鍵酶 + HSCoA + CO2 ALA合酶合酶 （磷酸吡哆醛）（磷酸吡哆醛） 反應(yīng)部位：線粒體反應(yīng)部位：線粒體 COOH H2C CH2 CSCoA O CH2NH2 COOH COOH H2C CH2 C CH2NH2 O 目目 錄錄 膽色素原的生成膽色素原的生成 ALA生成后從線粒體進入胞液生成后從線粒體進入胞液 ALA脫水酶脫水酶 2H2O 反應(yīng)部位：胞液反應(yīng)部位：胞液 N H OH O OH O NH2 COOH CH 2 CH 2 C C N O HH HH 目目 錄錄 尿卟啉原與糞卟啉原的生成尿卟啉原與糞卟啉原的生成 4x 膽色素原膽色素原線狀四吡咯線狀四吡咯

13、尿卟啉原尿卟啉原 糞卟啉原糞卟啉原 尿卟啉原尿卟啉原 同合酶同合酶 尿卟啉原尿卟啉原 同合酶同合酶 尿卟啉原尿卟啉原 脫羧酶脫羧酶 反應(yīng)部位：胞液反應(yīng)部位：胞液 目目 錄錄 血紅素的生成血紅素的生成 胞液中的糞卟啉原胞液中的糞卟啉原再進入線粒體再進入線粒體 反應(yīng)部位：線粒體反應(yīng)部位：線粒體 糞卟啉原糞卟啉原 原卟啉原原卟啉原 原卟啉原卟啉血紅素血紅素 糞卟啉原糞卟啉原 氧化脫羧酶氧化脫羧酶 亞鐵螯合酶亞鐵螯合酶 原卟啉原原卟啉原 氧化酶氧化酶 目目 錄錄 目目 錄錄 合成的主要部位是骨髓和肝臟，但成熟紅合成的主要部位是骨髓和肝臟，但成熟紅 細胞不能合成；細胞不能合成； 合成的原料簡單：琥珀酰合

14、成的原料簡單：琥珀酰CoA、甘氨酸、甘氨酸 Fe2+等小分子物質(zhì)；等小分子物質(zhì)； 合成過程的起始與最終過程在線粒體，中合成過程的起始與最終過程在線粒體，中 間過程在胞液。間過程在胞液。 血紅素合成的特點血紅素合成的特點 目目 錄錄 ALA ALA合酶合酶 是血紅素合成的限速酶是血紅素合成的限速酶 受血紅素反饋抑制受血紅素反饋抑制 高鐵血紅素強烈抑制高鐵血紅素強烈抑制 某些固醇類激素可誘導(dǎo)其生成某些固醇類激素可誘導(dǎo)其生成 合成的調(diào)節(jié)合成的調(diào)節(jié) 目目 錄錄 促紅細胞生成素促紅細胞生成素(erythropoietin, EPO) 與膜受體結(jié)合，加速有核紅細胞的成與膜受體結(jié)合，加速有核紅細胞的成 熟以

15、及血紅素和的合成促使原始紅細胞的熟以及血紅素和的合成促使原始紅細胞的 繁殖和分化。繁殖和分化。 ALA ALA脫水酶與亞鐵螯合酶脫水酶與亞鐵螯合酶 可被血紅素可被血紅素 、重金屬等抑制，亞鐵螯、重金屬等抑制，亞鐵螯 合酶還需要還原劑合酶還需要還原劑( (如谷胱甘肽如谷胱甘肽) )。 目目 錄錄 血紅素合成后與珠蛋白結(jié)合成血紅素合成后與珠蛋白結(jié)合成 血紅蛋白。血紅蛋白。 珠蛋白的合成同一般蛋白質(zhì)的合成，其合成受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。血紅素調(diào)控。 2. 血紅蛋白的合成血紅蛋白的合成 目目 錄錄 高鐵血紅素高鐵血紅素 cAMP +2C+cAMP-2R eIF-2激酶激

16、酶 （無活性）（無活性） eIF-2 （有活性有活性） eIF-2 （無活性）（無活性） P + ATPADP ATPADP + 高鐵血紅素對起始因子高鐵血紅素對起始因子2的調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié) eIF-2激酶激酶 （有活性）（有活性） P R2C2 (PKA) 目目 錄錄 v糖代謝：糖代謝：以糖酵解為主，提供能量；磷酸戊糖途以糖酵解為主，提供能量；磷酸戊糖途 徑產(chǎn)生的徑產(chǎn)生的NADPH經(jīng)氧化酶的電子體系使經(jīng)氧化酶的電子體系使O2 還原還原 產(chǎn)生超氧陰離子、產(chǎn)生超氧陰離子、H2O2、OH等自由基，起殺菌等自由基，起殺菌 作用。作用。 v脂代謝：脂代謝：不能從頭合成脂肪酸；可將花生四烯酸不能從頭合成脂肪酸

17、；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。轉(zhuǎn)變成血栓素、前列腺素、白三烯等活性物。 v氨基酸和蛋白質(zhì)代謝：氨基酸和蛋白質(zhì)代謝： 組胺組胺 二、白細胞代謝二、白細胞代謝 目目 錄錄 v 維持血漿膠體滲透壓維持血漿膠體滲透壓 v 維持血漿正常的維持血漿正常的pH v 運輸作用運輸作用 v 免疫作用免疫作用 v 催化作用催化作用 v 營養(yǎng)作用營養(yǎng)作用 v 凝血、抗凝血和纖溶作用凝血、抗凝血和纖溶作用 二、血漿蛋白的功能二、血漿蛋白的功能 目目 錄錄 v2, 3-BPG是調(diào)節(jié)血紅蛋白是調(diào)節(jié)血紅蛋白(Hb)運氧的運氧的 重要因素，可增加重要因素，可增加Hb與氧的親和力。與氧的親和力。 2, 3-BPG的功能的功能 目目 錄錄 膽色素原的生成膽色素原的生成 ALA生成后從線粒體進入胞液生成后從線粒體進入胞液 ALA脫水酶脫水酶 2H2O 反應(yīng)部位：胞液反應(yīng)部位：胞液 N H OH O OH O NH2 COOH CH 2 CH 2 C C N O HH HH 目目 錄錄 尿卟啉原與糞卟啉原的生成尿卟啉原與糞卟啉原的生成 4x 膽色素原膽色素原線狀四吡咯線狀四吡咯 尿卟啉原尿卟啉原 糞卟啉原糞卟啉原 尿卟啉原尿卟啉原 同合酶同合酶 尿卟啉原尿卟啉原 同合酶同合酶 尿卟啉原尿卟啉原 脫羧酶脫羧酶 反應(yīng)部位：胞液反應(yīng)部位：胞液