血液生化級醫(yī)學學班朱飛舟ppt課件

1、 血液的生物化學血液的生物化學Hemal Biochemistry第第16章章血漿中的成分血漿中的成分 無機物：以電解質(zhì)為主，如無機物：以電解質(zhì)為主，如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、HCO3-、HPO42-，作用是維持浸透，作用是維持浸透壓、緩沖壓、緩沖pH、堅持神經(jīng)肌肉的興奮性等。、堅持神經(jīng)肌肉的興奮性等。有機物：蛋白質(zhì)、非蛋白質(zhì)類含氮化合物、糖類和有機物：蛋白質(zhì)、非蛋白質(zhì)類含氮化合物、糖類和脂類等。脂類等。 非蛋白氮非蛋白氮non protein nitrogen, NPN)：血漿：血漿中非蛋白質(zhì)類含氮化合物中的氮，主要有尿素、中非蛋白質(zhì)類含氮化合物中的氮，主要有尿素、尿酸、肌

2、酸、肌酸酐、膽紅素和氨等。尿酸、肌酸、肌酸酐、膽紅素和氨等。v 血漿蛋白血漿蛋白v 血細胞的代謝血細胞的代謝n本章講述內(nèi)容：本章講述內(nèi)容：第一節(jié)第一節(jié)血漿蛋白是維持體內(nèi)代謝血漿蛋白是維持體內(nèi)代謝的重要物質(zhì)的重要物質(zhì)Plasma Proteins are Important for Maintaining the Metabolism in vivo一、血漿蛋白的分類一、血漿蛋白的分類 A 清蛋白清蛋白 1 2 清蛋白清蛋白 1 2 B血漿蛋白的分類血漿蛋白的分類1醋酸纖維素薄膜電泳醋酸纖維素薄膜電泳種種 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)蛋白免疫防御系統(tǒng)蛋白3.凝血

3、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、清蛋白、脂蛋白、運鐵蛋白運鐵蛋白、銅藍蛋白銅藍蛋白等等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：膽固醇酰基轉(zhuǎn)移酶等卵磷脂：膽固醇?；D(zhuǎn)移酶等 1抗胰蛋白酶、抗胰蛋白酶、 2巨球蛋白巨球蛋白等等促紅細胞生成素、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酸性糖蛋白酸性糖蛋白等等血漿蛋白質(zhì)分類血漿蛋白質(zhì)分類2生理功能生理功能 1. 絕大多數(shù)血漿蛋白在肝合成。

4、絕大多數(shù)血漿蛋白在肝合成。 2. 血漿蛋白的合成場所普通位于膜結(jié)合的多核蛋血漿蛋白的合成場所普通位于膜結(jié)合的多核蛋白體上。白體上。 3. 除清蛋白外，幾乎一切的血漿蛋白均為糖蛋白。除清蛋白外，幾乎一切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，每種血漿蛋白均有本人特異的在循環(huán)過程中，每種血漿蛋白均有本人特異的半衰期。半衰期。 6. 在急性炎癥或某種類型組織損傷等情況下，某在急性炎癥或某種類型組織損傷等情況下，某些血漿蛋白的程度會增高，它們被稱為急性時些血漿蛋白的程度會增高，它們被稱為急性時相蛋白質(zhì)相蛋白質(zhì)(acu

5、te phase protein，APP)。二二 血漿蛋白的性質(zhì)血漿蛋白的性質(zhì)三、血漿蛋白的功能三、血漿蛋白的功能v一維持血漿膠體浸透壓一維持血漿膠體浸透壓v二維持血漿正常的二維持血漿正常的pHv三運輸作用三運輸作用v四免疫作用四免疫作用v五催化作用五催化作用v六營養(yǎng)作用六營養(yǎng)作用v七凝血、抗凝血和纖溶作用七凝血、抗凝血和纖溶作用八血漿蛋白質(zhì)異常與臨床疾病八血漿蛋白質(zhì)異常與臨床疾病v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?。猴L濕病風濕病肝疾病肝疾病多發(fā)性骨髓瘤多發(fā)性骨髓瘤多發(fā)性骨髓瘤血漿蛋白電泳圖譜多發(fā)性骨髓瘤血漿蛋白電泳圖譜第二節(jié)第二節(jié)血細胞物質(zhì)代謝特點是維

6、持血細胞物質(zhì)代謝特點是維持血液生物功能的根底血液生物功能的根底Metabolism of Blood Cells is the Base of Blood Biological Functions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。中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)生一系列形狀和代在成熟過程中，紅細胞發(fā)生一系列形狀和代謝的改動。謝的改動。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注：注：“+ +，“- -分別表示該途徑有或無；分別表示該途

7、徑有或無；* *晚幼紅細胞為晚幼紅細胞為“- -。代謝能力代謝能力有核紅細胞有核紅細胞網(wǎng)織紅細胞網(wǎng)織紅細胞成熟紅細胞成熟紅細胞分裂增殖能力分裂增殖能力 DNA 合合 成成 RNA 合合 成成 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 合合 成成 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一糖代謝一糖代謝v血循環(huán)中的紅細胞每天大約從血漿攝取血循環(huán)中的紅細胞每天大約從血漿攝取30g30g葡萄糖，其中葡萄糖，其中90%90%95%95%經(jīng)糖酵解通路和經(jīng)糖酵解通路和2,3-2,3-二磷酸甘油酸旁路進展代謝，二磷酸甘油酸旁路進展代謝，5%5%10%1

8、0%經(jīng)過磷酸戊糖途徑進展代謝。經(jīng)過磷酸戊糖途徑進展代謝。 v紅細胞中存在催化糖酵解所需求的一切的酶和中紅細胞中存在催化糖酵解所需求的一切的酶和中間代謝物，糖酵解的根本反響和其他組織一樣。間代謝物，糖酵解的根本反響和其他組織一樣。v糖酵解是紅細胞獲得能量的獨一途徑，每摩爾葡糖酵解是紅細胞獲得能量的獨一途徑，每摩爾葡萄糖經(jīng)酵解生成萄糖經(jīng)酵解生成2mol乳酸的過程中，產(chǎn)生乳酸的過程中，產(chǎn)生2mol ATP，經(jīng)過這一途徑可使紅細胞內(nèi)，經(jīng)過這一途徑可使紅細胞內(nèi)ATP的濃度維的濃度維持在持在1.85103mol/L程度。程度。 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)旁路旁

9、路葡萄糖葡萄糖1, 3-BPG3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2, 3-BPG2, 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n2,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(2,3-BPG)旁路：旁路：v正常情況下，正常情況下，2,3-BPG對二磷酸甘油酸變位酶的對二磷酸甘油酸變位酶的負反響作用大于對負反響作用大于對3-磷酸甘油酸激酶的抑制造用，磷酸甘油酸激酶的抑制造用，所以所以2,3-二磷酸甘油酸支路僅占糖酵解的二磷酸甘油酸支路僅占糖酵解的15%50%，但是由于，但是由于2,3-BPG磷酸酶的活性較低，磷酸酶的活性較低，2,3-BPG的生成大于分解，呵

10、斥紅細胞內(nèi)的生成大于分解，呵斥紅細胞內(nèi)2,3-BPG升升高。高。v紅細胞內(nèi)紅細胞內(nèi)2,3-BPG雖然也能供能，但主要功能是雖然也能供能，但主要功能是調(diào)理血紅蛋白的運氧功能。調(diào)理血紅蛋白的運氧功能。 v紅細胞內(nèi)磷酸戊糖途徑的代謝過程與其他細胞紅細胞內(nèi)磷酸戊糖途徑的代謝過程與其他細胞一樣，主要功能是產(chǎn)生一樣，主要功能是產(chǎn)生NADPH+H+。 2. 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑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1ATP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的正的正常運轉(zhuǎn)；常運轉(zhuǎn)；v維持紅細胞膜上鈣泵維持紅細胞膜上鈣泵(Ca2+-ATPase)的

11、正常運的正常運轉(zhuǎn)；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)進展交換；展交換；v少量少量ATP用于谷胱甘肽、用于谷胱甘肽、NAD+的生物合成；的生物合成；vATP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。v2, 3-BPG是調(diào)理血紅蛋白是調(diào)理血紅蛋白(Hb)運氧的重要要素，運氧的重要要素，可降低可降低Hb與氧的親和力。與氧的親和力。2, 3-BPG的功能的功能v對抗氧化劑，維護細胞膜蛋白、血紅蛋白和對抗氧化劑，維護細胞膜蛋白、血紅蛋白和酶蛋白的巰基等不被氧化，從而維持紅細胞酶蛋白的巰基等不被氧化，從而維持紅細胞的正常功能。的正

12、常功能。v紅細胞中的紅細胞中的NADPHNADPH能維持細胞內(nèi)復原型谷能維持細胞內(nèi)復原型谷胱甘肽胱甘肽(GSH)(GSH)的含量，使紅細胞免遭外源性的含量，使紅細胞免遭外源性和內(nèi)源性氧化劑的損害。和內(nèi)源性氧化劑的損害。 NADH和和NADPH的功能的功能n谷胱甘肽的氧化與復原及其有關(guān)代謝谷胱甘肽的氧化與復原及其有關(guān)代謝:葡萄糖葡萄糖6-磷酸磷酸6-磷酸葡磷酸葡萄糖酸萄糖酸NADP+NADP+H+2GSHGSSGH2O22H2O6磷酸葡萄磷酸葡萄糖脫氫酶糖脫氫酶谷胱甘肽谷胱甘肽復原酶復原酶谷胱甘肽過谷胱甘肽過氧化物酶氧化物酶v成熟紅細胞的脂類幾乎都存在于細胞膜。成熟紅細胞的脂類幾乎都存在于細胞膜

13、。v成熟紅細胞已不能從頭合成脂肪酸，但膜脂的成熟紅細胞已不能從頭合成脂肪酸，但膜脂的不斷更新卻是紅細胞生存的必要條件。不斷更新卻是紅細胞生存的必要條件。v紅細胞經(jīng)過自動參入和被動交換不斷地與血漿紅細胞經(jīng)過自動參入和被動交換不斷地與血漿進展脂質(zhì)交換，維持其正常的脂類組成、構(gòu)造進展脂質(zhì)交換，維持其正常的脂類組成、構(gòu)造和功能。和功能。 二脂代謝二脂代謝三血紅蛋白的合成與調(diào)理三血紅蛋白的合成與調(diào)理珠蛋白，血紅素珠蛋白，血紅素(heme)v血紅素的合成血紅素的合成v珠蛋白的合成珠蛋白的合成v血紅蛋白的合成血紅蛋白的合成n血紅蛋白的組成血紅蛋白的組成:n血紅蛋白的合成包括血紅蛋白的合成包括:1. 血紅素的

14、生物合成血紅素的生物合成n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髓的幼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。紅細胞和網(wǎng)織紅細胞中合成。n合成原料：合成原料：甘氨酸、琥珀酰甘氨酸、琥珀酰CoA、Fe2+合成的起始和終末階段均在線粒體內(nèi)進展，合成的起始和終末階段均在線粒體內(nèi)進展，而中間階段在胞漿內(nèi)進展。而中間階段在胞漿內(nèi)進展。 n合成部位：合成部位：n血紅素合成過程：血紅素合成過程： -氨基氨基-酮戊酸酮戊酸(-aminolevulinic acid, ALA)的合成：的合成：+HSCoA + CO2ALA合酶合酶磷酸吡哆醛磷酸

15、吡哆醛COOHH2CCH2CSCoAOCH2NH2COOHCOOHH2CCH2CCH2NH2Ov反響部位在線粒體內(nèi)；反響部位在線粒體內(nèi)；v催化此反響的酶是催化此反響的酶是ALA合酶合酶(ALA synthase)，其輔酶是磷酸吡哆醛。此酶是血紅素合成的限其輔酶是磷酸吡哆醛。此酶是血紅素合成的限速酶，受血紅素的反響調(diào)理。速酶，受血紅素的反響調(diào)理。 vALA生成后從線粒體進入胞液。生成后從線粒體進入胞液。膽色素原膽色素原(prophobilinogen，PBG)的生成：的生成：ALA脫水酶脫水酶2H2Ov在在ALA脫水酶脫水酶(ALA dehydrase)催化下，二分子催化下，二分子 ALA 脫水

16、縮合生成一分子脫水縮合生成一分子PBG。NHOHOOHONH2COOHCH2CH2CCNOHHHH 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v反響部位：胞液反響部位：胞液v反響生成的糞卟啉原反響生成的糞卟啉原再進入線粒體。再進入線粒體。 血紅素的生成：血紅素的生成：v反響部位：線粒體反響部位：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

17、化酶氧化酶 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。n血紅素合成的特點：血紅素合成的特點：v是血紅素合成的限速酶；是血紅素合成的限速酶；v受血紅素反響抑制；受血紅素反響抑制；v高鐵血紅素劇烈抑制；高鐵血紅素劇烈抑制；v某些固醇類激素可誘導其生成。某些固醇類激素可誘導其生成。n血紅素合成的調(diào)理：血紅素合成的調(diào)理： ALA合酶：合酶：v與膜受體結(jié)合，加速有核紅細胞的成熟以與膜受體結(jié)合，加速有核紅細胞的成熟以及血紅素和及血紅素和Hb的合成，促使原始紅細胞的的合成，促使原始紅細胞的繁衍和分化。繁衍和分化。v可被血紅素可被血紅素 、重金屬等抑制，亞鐵螯合酶、重金屬等抑制，亞鐵螯合酶還需求復原劑還需求復原劑(如谷胱甘肽如谷胱甘肽)。 ALA脫水酶與亞鐵螯合酶：脫水酶