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1、第十六章血液的生物化学,Hemal Biochemistry,概述,血液（blood)的组成 血浆(plasma)红细胞、白细胞和血小板。正常人体的血液(blood)总量约占体重的8%。血清（serum)是血液凝固后析出的淡黄色透明液体。,血液的化学成分,血液,血液比重：1.050-1.060血液pH：7.40.05,非蛋白氮(non-protein nitrogen,NPN):血液中非蛋白质类含氮化合物。主要有尿素、肌酸、肌酸酐、尿酸、胆红素和氨等。正常NPN含量为14.28-24.99 mmol/L。其中血尿素氮（blood urea nitrogen,BUN）约占NPN的1/2。,第一节
2、 血 浆 蛋 白 Plasma Protein,一、血浆蛋白质的分类与性质,1、血浆蛋白是指血浆含有的蛋白质，是血浆主要的固体成分。,2、血浆内蛋白总浓度大约为70-75g/L。,3、血浆蛋白的种类很多，含量也极不相同，有多种分类方法。,（一）血浆蛋白的分类,2.超速离心 根据蛋白质的密度将其分离,如血浆脂蛋白的分离。,1.根据电泳结果分类,球蛋白(globulin)浓度为15-3Og/L 正常A/G为1.5-2.5,1球蛋白,2球蛋白,球蛋白,球蛋白,清蛋白(albumin),血浆中最主要蛋白质，38-48g/L,占血浆总蛋白的50%,3.根据生理功能分类,（二）血浆蛋白的性质,2.合成场所
3、一般位于膜结合的多核蛋白体上。在肝细胞内经历了从粗面内质网到高尔基复合体再抵达质膜而分泌入血液的途径。,1.主要在肝合成，如清蛋白、纤维蛋白原和纤连蛋白等。少量由其他组织细胞合成,如球蛋白由浆细胞合成。,3.除清蛋白外,几乎所有的血浆蛋白质均为糖蛋白,它们含 有N-或0-连接的寡糖链。寡糖链包含了许多生物信息。血浆蛋白合成后的定向转移过程需要寡糖链。,4.许多血浆蛋白呈现多态性。如ABO血型,5.血浆蛋白有自己特异的半衰期。正常成人的清蛋白和结合珠蛋白的半衰期分别为20天和5天左右。,6.发生急性炎症或一些类型的组织损伤时,某些血浆 蛋白的水平会增高,它们被称为急性时相蛋白质，少则增加50，最
4、多可增至1000倍，包括C-反应蛋白、1抗胰蛋白酶、结合珠蛋白、1酸性蛋白和纤维蛋白原等。急性时相期，有些蛋白质浓度降低，如清蛋白和转铁蛋白。,二、血浆蛋白质的功能,1.维持血浆胶体渗透压：主要由清蛋白产生,2.维持血浆正常的pH：7.35-7.45,3.运输作用：清蛋白+脂肪酸/胆红素等,4.免疫作用：免疫球蛋白、补体,5.催化作用,6.营养作用,7.凝血、抗凝血和纤溶作用8.血浆蛋白异常与临床疾病,血浆功能酶：在血浆中发挥功能,外分泌酶：由外分泌腺分泌的酶类,细胞酶：存在于组织和细胞内，参与物质代谢的酶类,渗透压：溶液中的溶质颗粒通过半透膜吸取膜外水分子的一种力量。渗透压的大小与单位体积中
5、溶质分子的数目有关，而与溶质颗粒的大小无关。血浆渗透压血浆胶体渗透压的大小主要取决于血浆蛋白的摩尔浓度。清蛋白最能有效维持胶体渗透压。清蛋白浓度过低 血浆胶体渗透压下降 水分在组织间潴留 水肿,第三节 血细胞物质代谢 Metabolism of Blood Cells,一、红细胞的代谢特点,在成熟过程中,红细胞发生一系列形态和代谢的改变。成熟红细胞除质膜和胞浆外,无其他细胞器。葡萄糖是成熟红细胞的主要能量物质。,红细胞是血液中最主要的细胞,它是在骨髓中由造血干细胞定向分化而成的红系细胞。,在红系细胞发育过程中，经历了原始红细胞、早 幼红细胞、中幼红细胞、晚幼红细胞、网状红细胞等阶段，最后才成为
6、成熟红细胞。,分裂增殖能力+-DNA合成+*-RNA合成+-RNA存在+-蛋白质合成+-血红素合成+-脂类合成+-三竣酸循环+-氧化磷酸化+-糖酵解+磷酸戊糖途径+,红细胞成熟过程中的代谢变化,代谢能力 有核红细胞 网织红细胞 成熟红细胞,注:“+”,“-”分别表示该途径有或无*晚幼红细胞为“-”,(一)糖代谢,糖酵解通路和2,3-二磷酸甘油酸旁路：90%95%的葡萄糖通过此途径进行代谢磷酸戊糖途径：主要功能是产生NADPH+H+，5%10%的葡萄糖通过此途径进行代谢。,1、糖酵解和2,3-二磷酸甘油酸旁路,红细胞中存在催化糖酵解所需要的全部酶和中间代谢物,糖酵解的基本反应和其他组织相同。糖酵
7、解是红细胞获得能量的唯一途径，每mol葡萄糖经酵解生成2mol乳酸的过程中，产生2mol ATP和2mol NADH+H+，通过这一途径可使红细胞内ATP的浓度维持在1.85103mol/L水平。,图16-6 2,3-BPG旁路,二磷酸甘油酸变位酶(15%-50%),2,3-二磷酸甘油酸旁路：,2,3-BPG的主要作用是调节血红蛋白的运氧功能。,2、磷酸戊糖途径,红细胞内磷酸戊糖途径的代谢过程与其他细胞相同,主要功能是产生NADPH+H+。,3、红细胞内糖代谢的生理意义,(1)ATP的功能,维持红细胞膜上钠泵(Na+-K+-ATPase)的正常运转,维持红细胞膜上钙泵(Ca2+-ATPase)
8、的正常运行维持红细胞膜上脂质与血浆脂蛋白中的脂质进行交换少量ATP用于谷胱甘肽、NAD+的生物合成ATP用于葡萄糖的活化,启动糖酵解过程。,(2)2,3-BPG的功能 2,3-BPG是调节血红蛋白(Hb)运氧功能的重要因素，可降低Hb与氧的亲和力。,2,3 B P G,(3)NADH和NADPH的功能NADH和NADPH是红细胞内重要的还原当量,具有对抗氧化剂,保护细胞膜蛋白、血红蛋白和酶蛋白的巯基等不被氧化,从而维持红细胞的正常功能。红细胞中的NADPH能维持细胞内还原型谷胱甘肽的含量，使红细胞免遭外源性和内源性氧化剂的损害。,谷胱甘肽的氧化与还原及其有关代谢,(二)脂代谢,成熟红细胞的脂类
9、几乎都存在于细胞膜。成熟红细胞不能从头合成脂肪酸，但膜脂的不断更新是红细胞生存的必要条件。成熟红细胞膜通过主动参入和被动交换不断地与血浆进行脂质交换，维持其正常的脂类组成、结构和功能。,（三）血红蛋白的合成与调节,血红蛋白的组成 珠蛋白 血红素血红蛋白的合成 血红素合成 珠蛋白合成 血红蛋白的合成,Heme,血 红 素 的 结 构,基本原料 甘氨酸、琥珀酰CoA和Fe2+。合成部位 起始和终末阶段均在线粒体内进行,中间阶段在胞浆内进行。合成的组织和亚细胞定位 主要在骨髓的幼红细胞、网织红细胞以及肝脏中合成。,1、血红素的生物合成,部位：线粒体,血红素的生物合成,氨基r 酮戊酸,胆色素原,ALA
10、 脱水酶,部位：胞液,（粪卟啉原）,（胆色素原）,甲烯桥,（线性四吡咯）,血红素,(1)合成过程,反应部位：线粒体酶：ALA合酶（ALA synthesis)，是血红素合成的限速酶，受血红素的反馈调节辅酶：磷酸吡哆醛产物：ALA，合成后从线粒体进入胞液,血红素合成的特点：,合成的主要部位是骨髓与肝脏；成熟红细胞不能合成；原料是琥珀酰CoA、甘氨酸及Fe2+等简单小分 子物质。中间产物的转变主要是吡咯环侧链 的脱羧和脱氢反应；起始和最终过程在线粒体中进行,中间步骤则 在胞液中进行。,（2）合成的调节 ALA合酶血红素合成体系的限速酶,受血红素的别构抑制调节。血红素还可以阻抑ALA合酶的合成。磷酸
11、吡哆醛是该酶的辅基,维生素B6缺乏将减少血红素的合成。高铁血红素对ALA合酶具有强烈抑制作用。某些胆固醇类激素可诱导其生成。,ALA脱水酶与亚铁鳌合酶 可被血红素、重金属等抑制，亚铁鳌合酶还需要还原剂（如谷胱甘肽），还原条件的中断会抑制血红素的合成。促红细胞生成素（EPO）与膜受体结合，加速有核红细胞的成熟以及血红素和Hb的合成，促使原始红细胞的繁殖和分化。,2、血红蛋白的合成,血红素合成后与珠蛋白结合成血红蛋白。珠蛋白的合成与一般蛋白质的合成相同。珠蛋白的合成受血红素的调控，血红素的氧化产物高铁血红素能促进血红蛋白的合成。,cAMP+R2C2 2C+cAMP-2R,eIF-2 eIF2-P,
12、(PKA),高铁血红素,(-),eIF-2激酶 eIF-2激酶-P,（无活性）,（有活性）,(+),ATP ADP,(+),（有活性）,（无活性）,高铁血红素对起始因子2的调节：,二、白细胞的代谢,以糖酵解为主，提供能量；磷酸戊糖途径产生的NADPH经氧化酶的电子体系使O2还原产生超氧阴离子、H2O2、OH等自由基，起杀菌作用。2O2+NADPH 2O2-+NADP+H+,1、糖代谢,2、脂代谢,不能从头合成脂肪酸；可将花生四烯酸转变成血栓素、前列腺素、白三烯等活性物。3、氨基酸和蛋白质代谢 粒细胞中含有较高的组氨酸代谢产物组胺成熟粒细胞缺乏内质网，蛋白合成量很少。单核-吞噬细胞中可进行活跃的蛋白质代谢。,Key term：,2，3-二磷酸甘油酸支路（2，3-BPG shunt pathway),
