第十六章-血液的生物化學(xué)

第十六章血液的生物化學(xué)

血液的概念：

血液(blood)是由液態(tài)的血漿與混懸在其中的紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板組成的，在心血管內(nèi)流動的結(jié)締組織。血液概況血液血漿

(55-60﹪)紅細(xì)胞白細(xì)胞血小板（40-45﹪）

紅細(xì)胞壓積：0.40-0.45血液占體重的8﹪，比重1.050~1.060,PH=7.35~7.45。

血漿(plasma)

離體的血液加入抗凝劑，靜置后，淺黃色的上清液即為血漿。 血清(serum)

血液離體后不加抗凝劑,血液凝固后，析出的淡黃色透明液體稱為血清。

血漿和血清的主要區(qū)別是血清不含有纖維蛋白原。全血抗凝血血液的化學(xué)成分化學(xué)成分水分：77～81％可溶性固體少量氣體（O2、CO2等）有機物無機鹽蛋白質(zhì)非蛋白質(zhì)含N物糖類脂類酶、激素等蛋白質(zhì)血漿蛋白Hb(70-75g/L)女性：110—150g/L男性；120—160g/L非蛋白質(zhì)含氮物尿素、尿酸、肌酸、膽紅素、NH3等非蛋白質(zhì)含氮物中所含的氮（N）稱為非蛋白質(zhì)氮（NPN）正常值：20～40mg﹪，其中尿素氮（BUN)：8～20mg﹪，

BUN約占NPN總量的1/3～1/2。臨床上測定NPN和BUN的意義主要是了解腎臟的排泄功能。第一節(jié)

血漿蛋白PlasmaProtein一、血漿蛋白的分類與性質(zhì)

血漿蛋白總濃度：70～75g/L血漿蛋白是指血漿中含有的蛋白質(zhì)，是血漿中主要的固體成分。血漿蛋白的種類很多，現(xiàn)已知的血漿蛋白達(dá)200多種。含量極不相同，有多種分類方法，現(xiàn)介紹幾種最常用的分類方法。（2）CAM電泳（一）血漿蛋白的分類

2球蛋白清蛋白

1球蛋白

球蛋白

球蛋白

（1）鹽析法清蛋白（albuminA）38-48g/L球蛋白（globulinG）15-30g/LA/G比值:1.5

_2.5/11.按分離方法分類:A

清蛋白

1

2

清蛋白

1

2

B清蛋白a1-球蛋白a2-球蛋白b-球蛋白g-球蛋白62%~71%3%~4%6%~10%7%~11%9%~18%

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?；D(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.依據(jù)生理功能分類

1.絕大多數(shù)血漿蛋白在肝合成(合成白蛋白12克/天)。

2.血漿蛋白合成的場所位于膜結(jié)合的多核蛋白體上。

3.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

(polymorphism)。

5.在循環(huán)過程中，每種血漿蛋白均有自己的半衰期。

6.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白質(zhì)(acutephaseproteinAPP)。（二）血漿蛋白的性質(zhì)

㈠

維持血漿膠體滲透壓

㈡

維持血漿正常的pH㈢

運輸作用

二、血漿蛋白的功能㈣

免疫作用㈤

催化作用㈥

營養(yǎng)作用㈦

凝血、抗凝血和纖溶作用

㈠

、維持血漿膠體滲透壓

血漿蛋白質(zhì)所產(chǎn)生的膠體滲透壓，在維持血液和組織液之間水分的分布和流向上起主要作用，由清蛋白所產(chǎn)生的膠體滲透壓占血漿總滲透壓的75～80%。㈡

、維持血漿正常的pH組成緩沖系統(tǒng)，參與維持血液pH的穩(wěn)定。㈢

、運輸作用

機體內(nèi)一些脂溶性物質(zhì)可與血漿蛋白結(jié)合而運輸。如脂肪酸、膽紅素與清蛋白結(jié)合而被運輸。

㈣

、免疫作用血漿中的免疫球蛋白和補體參與機體的免疫作用。㈤

、催化作用1、血漿功能酶：在血漿中發(fā)揮催化功能的酶類。

如凝血因子、血纖維蛋白溶酶、脂蛋白脂肪酶等。絕大多數(shù)由肝合成。當(dāng)肝功能減退時，這些酶在血漿中的活性可下降。2、外分泌酶：由外分泌腺分泌的酶類。如胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰淀粉酶、唾液淀粉酶等。

3、細(xì)胞酶：各組織細(xì)胞合成，在細(xì)胞中催化物質(zhì)代謝。如磷酸肌酸激酶、谷-丙轉(zhuǎn)氨酶等。

㈥

、營養(yǎng)作用

血漿蛋白質(zhì)可水解成氨基酸，進入氨基酸代謝池，用于組織蛋白質(zhì)的合成，也可分解供能。㈦

、凝血、抗凝血和纖溶作用凝血因子Ⅶ、Ⅷ、凝血酶原、纖溶酶原等。第二節(jié)血液凝固

血管內(nèi)皮損傷，血液流出與傷口接觸或離體血液與玻璃器皿等接觸，使血液發(fā)生一系列瀑布式的酶促連鎖反應(yīng)，血液由液體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟z狀態(tài)，稱為血液凝固(bloodcoagulation)

。

它是循環(huán)系統(tǒng)一種自我補漏能力，使一般小出血能很快止住，對機體有保護作用。

概念：

止血的四個階段：㈠、受損血管收縮----減小血液的流失。㈡、白色血栓形成

受傷血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生vWF因子（一種糖蛋白），它能與血小板的糖蛋白Ib和內(nèi)皮下膠原結(jié)合，成為血小板與內(nèi)皮粘附的橋梁。粘附的血小板被凝血酶所激活，而發(fā)生ADP釋放反應(yīng)和花生四烯酸代謝，使血小板聚集，并與纖維蛋白原聚集成團，形成白色血栓。㈢、紅色血栓的形成

纖維蛋白原在凝血酶的倠化下轉(zhuǎn)變成纖維蛋白，并相互聚合成網(wǎng)狀，紅細(xì)胞粘附上去形成牢固的紅色血栓。㈣、血栓水解

纖溶酶部分或完全水解血栓。

一、凝血因子與抗凝血成分

㈠凝血因子(coagulationfactor)：參與血液凝固過程的物質(zhì)稱為凝血因子。目前已確定有14種，按發(fā)現(xiàn)的先后順序用羅馬數(shù)字命名，即凝血因子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ…XIII。

因子Ⅵ為Ⅴ的活性型，故無因子Ⅵ。在其編號的右下角加“a”表示活性型，如Ⅱ的活性型為Ⅱa。XIII后的兩個因子發(fā)現(xiàn)較晚，尚未用羅馬數(shù)字來命名，即前激肽釋放酶（PK）和高分子量激肽酶（HMWK)。（見表16-2）

凝血因子的特點：⑴除因子Ⅲ(組織因子TF)產(chǎn)生并存在于組織外，其余均存在于血漿中，且大部分由肝臟合成。（2）除因子Ⅳ為Ca2+外,其余均是蛋白質(zhì)，其中因子Ⅲ為脂蛋白，其余皆為糖蛋白。（3）因子Ⅰ（纖維蛋白原）為底物，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅷ和高分子量激肽原為輔因子，其余皆為酶原，輔因子加速酶原轉(zhuǎn)變?yōu)槊?。⑷因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ依賴維生素K。肝功能嚴(yán)重受損出現(xiàn)出血傾向維生素K缺乏如：血友病甲：ＦⅧ缺乏血友病乙：ＦⅨ缺乏血友病丙：ＦⅪ缺乏血友病是如何發(fā)生的？

血友病是一組遺傳性出血性疾病，其發(fā)病機制是由于基因突變導(dǎo)致某種凝血因子生成障礙或功能障礙所致。

生理狀態(tài)下也有可能發(fā)生血管內(nèi)凝血，為保證血流通暢，機體內(nèi)除了纖溶系統(tǒng)外，還有抗凝血成分三種：抗凝血成分抗凝血酶-Ⅲ(AT-Ⅲ)蛋白C系統(tǒng)㈡、抗凝血成分組織因子途徑抑制物（TFPI）

1、抗凝血酶-Ⅲ(AT-Ⅲ)

抗凝血酶-Ⅲ(AT-Ⅲ)是血漿中最重要的生理性抗凝物質(zhì)，占血漿抗凝血酶活性的70﹪，它是一種

2球蛋白。由肝臟合成，主要的作用是持久地滅活凝血酶的活性，還能抑制凝血因子Ⅹa、Ⅸa、Ⅺa、Ⅻa、激肽釋放酶的活性而達(dá)到抗凝作用。2、蛋白C糸統(tǒng)蛋白C糸統(tǒng)蛋白C（PC）蛋白S（PS）蛋白C抑制物

⑴、

PC主要是由肝臟合成的一種糖蛋白，它依賴維生素K。凝血酶胰蛋白酶①PC++VⅢa、Va水解物（無活性）Ca+2

磷脂

②APC促進纖維蛋白溶解。APC

⑵、PS是肝臟合成的一種依賴維生素K的蛋白質(zhì)。它是APC的輔因子,加速APC對Va的滅活作用，Va滅活后喪失了與Ⅹa結(jié)合的能力，而中斷了血凝的級聯(lián)反應(yīng)。⑶、蛋白C抑制物與PC結(jié)合形成復(fù)合物而滅活A(yù)PC。3、組織因子途徑抑制物（TFPI）

組織因子途徑抑制物是由血管內(nèi)皮細(xì)胞合成的糖蛋白，它直接抑制Ⅹa。

二、兩條凝血途徑

凝血因子Ⅹ被激活成Ⅹa是使凝血酶原（因子Ⅱ）激活的關(guān)鍵步驟，激活因子Ⅹ有兩條途徑。

凝血途徑內(nèi)源性凝血途徑外源性凝血途徑

（一）內(nèi)源性途徑

1、概念：

血液在血管內(nèi)膜受損（如動脈粥樣硬化、心內(nèi)膜炎等）或在血管外與異物表面接觸時誘發(fā)的凝血過程。2、內(nèi)源性凝血過程：⑴接觸活化階段ⅫⅫaⅪⅪa⑵因子Ⅸ激活ⅨⅨa⑶因子Ⅹ激活ⅩⅩa①接觸活化階段激肽釋放酶前激肽釋放酶（PK）ⅫⅫaHMWK（高分子量激肽酶）HMWKⅪⅪaHMWK血小板聚集XIIHMWKXIIa因子Ⅻ激肽釋放酶前激肽釋放酶因子ⅫaHMWKXIIaXIXIa因子Ⅺ因子ⅪaⅫa②因子Ⅸ激活ⅨⅨaⅪaCa2+Ⅸa-Ⅷa復(fù)合物Ca2+磷脂ⅧaⅧⅡaIXIXaVIIIaCa2+XIaXXa因子ⅨⅨa-Ⅷa復(fù)合物因子Ⅹ因子ⅩaⅧa、磷脂、Ca2+Ca2+磷脂Ⅱa③

因子Ⅹ激活Ⅸa-Ⅷa復(fù)合物ⅩⅩaVaVⅩa-Ca2+-Va（凝血酶原激活物）PL(Ⅱ)纖維蛋白原纖維蛋白交聯(lián)纖維蛋白凝塊ⅹⅢaⅹⅢⅡaCa2+Ca2+凝血酶凝血酶原(Ⅱa)(單體)(多聚體)VaCa2+Xa凝血酶原的激活XaCa2+PL(Xa-Ca2+-Va)凝血酶原激活物VVaⅡaⅡⅡaPLⅡXaCa2+PL(Xa-Ca2+-Va)凝血酶原激活物VVaⅡaⅡⅡaPLXaVaCa2+Ⅱa

（二）外源性途徑：

當(dāng)機體組織受傷而釋放組織因子(Ⅲ)暴露于血液而啟動的凝血過程。1、概念：2、凝血過程：ⅦⅦa-Ⅲ復(fù)合物Ⅲ組織損傷ⅩⅩaCa2+

不論是內(nèi)源性凝血途徑還是外源性凝血途徑，一旦形成Ⅹa，就進入共同的通路。ⅢCa2+ⅦⅦa因子Ⅹ因子ⅩaⅦⅦa-Ⅲ復(fù)合物Ca2+Ⅲ組織損傷XXaCa2+ⅢⅦa因子Ⅹ因子ⅩaⅦⅦa-Ⅲ復(fù)合物Ca2+Ⅲ組織損傷內(nèi)源性凝血系統(tǒng)前激肽釋放酶XIIXIIa激肽釋放酶HMWKHMWKXIXIaHMWKIXIXaCa++ⅧaⅡaⅧⅨa-Ⅷa復(fù)合物Ca++磷脂外源性凝血系統(tǒng)組織損傷ⅦⅢCa++Ⅶa-Ⅲ復(fù)合物ⅩⅩa（三）凝血全過程XaCa++磷脂VVa(Xa-Ca++-Va)凝血酶原激活物纖維蛋白原ⅡaⅡⅡa纖維蛋白ⅹⅢplⅡaCa++ⅹⅢaCa++交聯(lián)纖維蛋白凝塊共同通路內(nèi)源性凝血系統(tǒng)外源性凝血系統(tǒng) Ⅱa的作用機制：

纖維蛋白原是由三對不同的多肽鏈（a、、）借二硫鍵連接而成的纖維狀蛋白質(zhì)，在Ⅱa的作用下，分別從纖維蛋白原a鏈和鏈的N-末端切下酸性小肽（即A肽和B肽）。酸性多肽的釋放，使纖維蛋白負(fù)電性減少，有利于纖維蛋白單體聚合成纖維蛋白多聚體。

纖維蛋白原是由6條多肽鏈（A

、B、各兩條）借二硫鍵連接而成的纖維狀蛋白質(zhì)。A—NH2H2N—AB—NH2H2N—B-NH2H2N-S-SS-SAHOOC-

HOOC--COOH

BHOOC--COOHB

-COOHA

血纖維蛋白原的結(jié)構(gòu)—NH2H2N——NH2H2N—-NH2H2N-S-SS-S

HOOC-

HOOC--COOH

HOOC--COOH

-COOH

凝血酶A—NH2H2N—AB—NH2H2N—B-NH2H2N-S-SS-SAHOOC-

HOOC--COOH

BHOOC--COOHB

-COOHA

A肽B肽纖維蛋白單體的形成纖維蛋白單體的聚合纖維蛋白交聯(lián)的機制

三、血凝塊的溶解（纖維蛋白的溶解）

纖溶酶原纖溶酶纖溶激活物纖維蛋白和纖維蛋白原片段X片段D片段A，B，C片段Y片段E纖溶酶片段D纖溶酶這對防止血栓的形成和保證血流通暢有重要意義。四、凝血、抗凝血、纖溶與抗纖溶的相互關(guān)系：凝血系統(tǒng)抗凝血物(-)纖維蛋白原纖維蛋白(凝血)纖維蛋白降解產(chǎn)物纖溶系統(tǒng)(+)(-)纖溶激活物纖溶抑制物表示催化表示抑制

第三節(jié)血細(xì)胞代謝

紅細(xì)胞占血細(xì)胞的絕大部分，由骨髓造血干細(xì)胞定向演變、發(fā)育成熟而來，并伴隨一系列形態(tài)和代謝的改變。

紅細(xì)胞的主要成分是血紅蛋白（hemoglobinHb），由珠蛋白和血紅素締結(jié)而成，珠蛋白由四個亞基組成，每個亞基與一個血紅素相連，亞基有四種：a、b、g、d。

成熟紅細(xì)缺乏全部細(xì)胞器，不能進行DNA，RNA，蛋白質(zhì)的合成，不能進行糖的有氧氧化和脂肪酸的β-氧化，能量來源靠糖酵解。血紅蛋白（Hb）珠蛋白（四個亞基組成HbAa2b2

）血紅素（輔基）：4個

正常人Hb的組成：HbAHbA2HbF占95～98％占2～3％占1％以下亞基a2b2a2d2a2g2Hb

在胎兒和新生兒占90%以上，出生后逐漸減少，兩歲后達(dá)到成人水平。HbF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

＋＋*＋＋＋＋＋＋＋

＋＋

－－－＋＋＋＋＋＋＋＋

－－－－－－－－－＋＋*晚幼紅細(xì)胞為“-”（一）糖代謝1.糖酵解和2,3-二磷酸甘油酸(2,3-BPG)旁路一、紅細(xì)胞的代謝特點

紅細(xì)胞每天從血漿攝取30g葡萄糖，其中90~95%經(jīng)糖酵解和2，3-二磷酸甘油酸（2，3-BPG）旁路，其他經(jīng)磷酸戊糖途徑。糖酵解是紅細(xì)胞獲取能量的唯一途徑,合成的ATP用來維持紅細(xì)胞膜上泵的正常運轉(zhuǎn)和其他代謝。

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15~50%30g/天2，3-BPG代謝是調(diào)節(jié)Hb釋放氧的重要因素。2.磷酸戊糖途徑,主要功能是產(chǎn)生NADPH+H+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

對抗氧化劑，保護細(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。

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（三）血紅蛋白的合成與調(diào)節(jié)

血紅蛋白由珠蛋白和血紅素組成，血紅素是的輔基，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、血紅素的生物合成合成原料：甘氨酸、琥珀酰CoA、Fe2+

合成過程：分四個步驟①

d－氨基－g－酮戊酸（ALA）的生成COOHCH2CH2CO～SCoACH2NH2COOH

+CO2HSCoAALA合酶(限速酶)COOHCH2CH2C=OCH2NH2反應(yīng)部位：線粒體膽色素原的生成ALA脫水酶2H2O反應(yīng)部位：胞液鉛（—）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