醫(yī)學(xué)免疫學(xué)：第十六章 血液生化lj

1、 第 十 六 章血液的生物化學(xué)THE CHEMISTRY OF BLOOD 血液 blood血漿 plasma（55 60）有形成分（40 50） 紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板等 血清 serum 血液在體外凝固后析出的淡黃色透明液體血液凝固過程中，血漿中的纖維蛋白原轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維蛋白析出，因此血清中無纖維蛋白原紅細(xì)胞壓積：紅細(xì)胞在全血中所占的容積百分比，其大小反映紅細(xì)胞在血液中的相對濃度。男：0.42- 0.49女：0.37- 0.43血液比重1.050- 1.060血液pH7.35 7.45全血容量男：79.6ml/kg；女：67.8ml/kg失血量 總血量20% 對健康有嚴(yán)重影響 800-1000

2、ml 總血量30% 危及生命 1200-1500ml體重：60kg血液：4000- 5000ml血液可溶性成分： 無機(jī)物：多種無機(jī)鹽，以離子狀態(tài)存在 陰離子： Cl 、HCO3 、HPO4 2 陽離子： Na、K 、Ca 2 、Mg 2 有機(jī)物： 含氮有機(jī)物：蛋白質(zhì)、非蛋白質(zhì)類含氮化合物不含氮有機(jī)物：糖類、脂類蛋白質(zhì)： 血漿蛋白質(zhì)、血紅蛋白、酶、多肽類激素非蛋白質(zhì)含氮化合物： 尿素、尿酸、肌酸、肌酐、氨基酸、膽紅素等非蛋白氮（non-protein nitrogen, NPN） 非蛋白質(zhì)含氮化合物中所含氮的總稱 血清中正常含量：14.28 24.99 mmol/L血尿素氮（blood urea

3、 nitrogen, BUN）占NPN的一半 NPN主要來自蛋白質(zhì)和核酸代謝的最終產(chǎn)物，由血液運至腎臟排出。NPN含量的變化可反映機(jī)體蛋白質(zhì)、核酸的代謝情況以及腎臟的排泄功能。測定NPN的意義蛋白質(zhì)分解增加或腎功能嚴(yán)重障礙時，血中NPN升高本章主要內(nèi)容 血漿蛋白質(zhì) PLASMA PROTEINS 紅細(xì)胞的代謝 METABOLISM IN RED BLOOD CELLS 血漿固體成分中含量最多的化合物 含量：6082 g/L分離：常用鹽析法和電泳法分離第一節(jié) 血漿蛋白質(zhì)是維持體內(nèi)代謝的重要物質(zhì)一、血漿蛋白質(zhì)的分類與性質(zhì) 血漿蛋白總濃度：7075g/L (6082g/L) 血漿蛋白是指血漿含有的蛋

4、白質(zhì)，是血漿中的主要的固體成分。血漿蛋白的種類很多，常用鹽析法和電泳法分離1.電泳法分類 原理：根據(jù)蛋白質(zhì)分子大小不同和表面電荷的 差別，在電場中泳動速度不同而分離以醋酸纖維素膜為介質(zhì)，以pH8.6的巴比妥溶液為緩沖液，電泳分離血漿蛋白質(zhì)血漿蛋白質(zhì)pI 5-7（一）血漿蛋白質(zhì)的分類清蛋白 1 2-AB清蛋白 1 2圖161 血清蛋白電泳圖譜A：染色后的圖譜 B：光密度掃描后的電泳峰血清蛋白質(zhì)構(gòu)成比例：清蛋白：0.54 0.61球蛋白： 0.17 0.22 1 球蛋白： 0.04 0.06 2球蛋白： 0.07 0.09球蛋白： 0.10 0.13清蛋白/球蛋白(A/G)：1.5 2.5 : 1

5、肝疾患病人：清球比下降 種 類 血 漿 蛋 白1.載體蛋白2.免疫防御系統(tǒng)蛋白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、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2.生理功能分類 大多在肝組織合成； 多為分泌型蛋白，在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)多核蛋白體合成； 除清蛋白外，幾乎所有的血漿蛋白質(zhì)均為糖蛋白； 許多血漿蛋白質(zhì)呈現(xiàn)多態(tài)性(polymorphism)； 在人群中，有兩種以上，發(fā)生

6、頻率不低于1%的表現(xiàn)型 （ABO血型，凝集素） 不同血漿蛋白質(zhì)有不同的半衰期； 清蛋白：20天；結(jié)合珠蛋白：5天 有些疾病狀態(tài)下，血漿蛋白的含量會發(fā)生變化。（二）血漿蛋白的性質(zhì)ABO血型系統(tǒng)抗原與抗體分布規(guī)律血型紅細(xì)胞表面抗原（凝集原）血清中抗體（凝集素）ABABOABAB無抗B抗A無抗A和抗B 維持血漿膠體滲透壓 清蛋白占75%-80% 維持血漿正常的pH 7.4 + 0.05 運輸作用 載脂蛋白、清蛋白、運鐵蛋白 免疫作用 抗體、補(bǔ)體 催化作用 血漿功能酶 營養(yǎng)作用 蛋白質(zhì)分解為氨基酸 凝血、抗凝血和纖溶作用 凝血因子、 抗凝血及纖溶物質(zhì)二.血漿蛋白質(zhì)的功能第三節(jié) 紅細(xì)胞的代謝髓樣干細(xì)胞原

7、紅細(xì)胞早幼紅細(xì)胞中幼紅細(xì)胞晚幼紅細(xì)胞多染性紅細(xì)胞紅細(xì)胞一.紅細(xì)胞代謝特點早、中幼紅細(xì)胞： 細(xì)胞核、線粒體 合成核酸、蛋白質(zhì)、有氧氧化供能 分裂、增殖晚幼紅細(xì)胞：不能合成DNA，不能分裂，可有氧氧化供能網(wǎng)織紅細(xì)胞：無細(xì)胞核、DNA，不能合成核酸 可合成蛋白質(zhì)，可有氧氧化供能成熟紅細(xì)胞：只有細(xì)胞膜、細(xì)胞漿，無細(xì)胞器紅細(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“-”（一）糖代謝1. 糖酵解和2,

8、 3-二磷酸甘油酸(2, 3-BPG)旁路2. 磷酸戊糖途徑, 主要功能是產(chǎn)生NADPH+H+成熟紅細(xì)胞糖代謝的主要途徑，是紅細(xì)胞獲得能量的唯一途徑葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1.6-二磷酸果糖磷酸二羥丙酮3磷酸甘油醛1.3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸乳酸糖酵解途徑己糖激酶6-磷酸果糖激酶1丙酮酸激酶2, 3-BPG支路 (2,3-BPG shunt)： 紅細(xì)胞糖酵解途徑中，由1，3-BPG經(jīng) 2，3-BPG轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸的側(cè)支途徑 紅細(xì)胞糖酵解的特點： 生成大量2，3-二磷酸甘油酸（2，3-BPG）2，3-bisphosphoglycerate

9、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 旁 路3.紅細(xì)胞內(nèi)糖代謝的生理意義 ATP的功能維持紅細(xì)胞膜上鈉泵(Na+-K+-ATPase)的正常運轉(zhuǎn)維持紅細(xì)胞膜上鈣泵(Ca2+-ATPase)的正常運轉(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，啟動糖酵解過程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 - BPG含量高， 氧化時可生成ATP 。(2) 2，3-BPG的生理作用1. 調(diào)節(jié)血紅蛋白的運氧功能，降

10、低血紅蛋白對 氧的親和力當(dāng)血液流經(jīng)PO2較高的肺部時，2，3-BPG影響不大；當(dāng)血液流經(jīng)PO2較低的組織時，2，3-BPG的存在顯著增加O2的釋放。2, 3-BPG是調(diào)節(jié)血紅蛋白(Hb)運氧的重要因素，可降低Hb與氧的親和力,促進(jìn)釋放氧（3）磷酸戊糖途徑和氧化還原系統(tǒng)(NADH/NADPH) 5%10%葡萄糖沿磷酸戊糖途徑分解 生理意義：為紅細(xì)胞提供NADPH，用于維持谷胱 甘肽還原系統(tǒng)和高鐵血紅蛋白的還原6-磷酸葡萄糖 + 2NADP+ + H2O磷酸戊糖途徑5-磷酸核糖 + CO2 + 2NADPH + 2H+GSH的功能： 保護(hù)紅細(xì)胞膜蛋白、血紅蛋白及酶的巰基等 免受氧化劑的毒害，從而維

11、持細(xì)胞的正常功能1. 谷胱甘肽的氧化還原還原型： GSH氧化型：GSSG 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。 NADH和NADPH的功能葡萄糖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 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2、 高鐵血紅蛋白的還原正常血紅蛋白分子中的鐵是Fe 2+高鐵血紅蛋白（MHb

12、）分子中的鐵為Fe 3+MHb無攜氧功能，若不及時還原，易發(fā)生紫紺NADH脫氫酶NADPH脫氫酶抗壞血酸（Vit C）谷胱甘肽（GSH） 成熟紅細(xì)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(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 謝血紅蛋白： （珠蛋白 + 血紅素） 4二、血紅蛋白的合成紅細(xì)胞成熟之前合成Hemoglobin，Hb（一）血紅素的生物合成1、 合成部位： 線粒體、胞液2、 原料： 琥珀酰CoA、甘氨酸、 Fe 2+heme3、 血紅素的合成過程（1）氨基 酮戊酸（ALA）的生成（線粒體）COOHCH2CH2CSCoAONH2CH2COOHCO2輔

13、酶AALA合酶琥珀酰輔酶A甘氨酸COOHCH2CH2C OCH2NH2ALA（限速酶）ALA脫水酶2H2O（2） 膽色素原的生成（胞液）膽色素原ALA4x 膽色素原線狀四吡咯尿卟啉原糞卟啉原尿卟啉原同合酶尿卟啉原同合酶尿卟啉原脫羧酶（3）尿卟啉原III及糞卟啉原III的生成（胞液）糞卟啉原原卟啉原原卟啉血紅素糞卟啉原氧化脫羧酶亞鐵螯合酶原卟啉原氧化酶（4） 血紅素的生成（線粒體）Fe2（血紅素合成酶）琥珀酰CoA甘氨酸ALA合酶ALAALA膽色素原ALA脫水酶尿卟啉原III糞卟啉原III糞卟啉原III原卟啉IX亞鐵螯合酶Fe 2血紅素Hb氨基酸珠蛋白線粒體胞液主要合成部位是骨髓和肝臟紅細(xì)胞成熟

14、前合成合成的原料簡單 琥珀酰CoA、甘氨酸、Fe2+ 合成過程的起始與最終過程在線粒體，中間過程在胞液。4、血紅素合成的特點5、血紅素合成的調(diào)節(jié)ALA合酶是限速酶（1） 血紅素反饋抑制血紅素的生成 抑制ALA合酶的生成 別構(gòu)抑制ALA合酶活性 以高鐵血紅素的形式強(qiáng)烈抑制ALA合酶活性 （2）促紅細(xì)胞生成素（erythropoietin, EPO）促進(jìn) 血紅素的生成 腎臟產(chǎn)生，糖蛋白 誘導(dǎo)ALA合酶的生成慢性腎炎，腎功能不良貧血（4）某些類固醇激素促進(jìn)血紅素的生成 雄激素、雌二醇（5）殺蟲劑、致癌物質(zhì)及藥物促進(jìn)血紅素的生成 誘導(dǎo)ALA合酶的合成，促進(jìn)生物轉(zhuǎn)化 （細(xì)胞色素P450含血紅素輔基)（6

15、）鉛抑制血紅素的生成 抑制ALA脫水酶、亞鐵螯合酶(3) ALA脫水酶與亞鐵螯合酶 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) （二）珠蛋白的合成人類珠蛋白基因： 族（16號染色體） 族（11號染色體） 胚胎期： 、 、胎兒期： 、成年： 、（三）血紅蛋白的合成（珠蛋白 + 血紅素） 4globin 高鐵血紅素cAMP +2C+cAMP-2ReIF-2激酶（無活性）eIF-2（有活性）eIF-2 （無活性）P+ATPADPATPADP+高鐵血紅素對起始因子2的調(diào)節(jié)eIF-2激酶 （有活性）PR2C2(PKA)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O