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1、血液的生物化学 Biochemistry of Blood,生物化学与分子生物学教研室,血液凝块构造（红色为RBC，兰色为血小板，黄色为纤维蛋白）,血液的生物化学 Biochemistry of Blood,概述,什么是血液？,RBC-Hb,Pr(克L),不含氮：血糖酮体乳酸等,血液（体重）,一、血液的组成与成分：,存在于心血管系统内的一种流动性，外观上为红色，不透明，粘性的液体组织。,说 明,.血液组成十分复杂，与临床关系密切：a.通过RBC、Hb、血细胞比容等协助临床诊断 b.通过HCO3 等的含量判断酸碱平衡状况 c.通过NPN、尿素N或肌酐了解肾脏的功能 d.通过血糖、血脂、血乳酸、酮
2、体含量判断三大营养物质的代谢情况 等。,_,.基本概念：全血血浆血细胞（有形成分）血浆全血血细胞（含抗凝剂的血液离心后说得的上清）血清全血血细胞纤维Pr原凝血因子（血液凝固后析出的淡黄色透明液体）PH：7.40.05 NPN:血液中非蛋白质含氮化合物所含的氮。,第一节.血浆蛋白质,定义：血浆 Pr是血浆中各种蛋白质的总称。特点：种类多；数量多；功能多。1.种类多：已知有200多种（见表12-2)。用醋酸薄膜电泳可将血浆Pr分成六种,血浆Pr,A占3/542 g/L,G 占2/52.8g/L,纤维蛋白原:0.2-0.4 g/L,清蛋白和球蛋白数量之比叫A/G比值,正常值：1.5-2.5/1,1,
3、电泳法,盐析法,2.数量多：60-80g/L 其中：,电 泳 法,定义：带电粒子在电场中移动的现象称 为电泳。Pr分子在溶液中可带净的负电荷或带净的正电荷，故可在电场中发生移动。不同的Pr分子所带电荷量不同，且分子大小也不同，故在电场中的泳动速度也不同，由此可彼此分离。,B,血 清 蛋 白 电 泳 图 谱,（二）、血浆蛋白质的特征,1.大多数由肝脏合成 30多种2.合成场所：多核糖体、成熟过程、定向转移3.化学本质：除Alb外，均为含寡糖链的糖蛋白4.遗传多态性（异质性）同一种属个体间体内呈现两种或多种不同行为 的某种蛋白质（酶）5.特异半衰期 Alb和结合珠Pr分别为20天和5天左右6.血浆
4、蛋白浓度与疾病 急性时限蛋白质（acute phase protein APP),急性炎症组织损伤慢性炎症癌瘤,血浆蛋白 50100倍,C-反应蛋白（CRP 五聚体 共由935个AA 残基组成）-1抗胰蛋白酶触珠蛋白（结合珠蛋白）-1酸性糖蛋白纤维蛋白原（凝血因子）,又称：“急性期蛋白”,三、血浆蛋白质的功能,（一）、维持血浆胶体渗透压-清蛋白,血液渗透压,胶体渗透压功能：使组织间液回流入血管。,人血浆白蛋白（albumin,Alb）,是人血浆含量最多的Pr，约45g/L，占血浆总蛋白的60%。肝实质细胞合成，占肝脏分泌蛋白的50%，半寿期15-19天。成熟的白蛋白由585个AA组成的一条多肽
5、链，含17个二硫键，Mw约为6.9万。等电点为pH4.7，比血浆蛋白其他组分的pI低，在弱碱性电泳缓冲液中带负电荷多，又由于分子量小，故电泳迁移速度快,主要功能,提供7580血浆胶体渗透压；营养作用；缓冲作用；,运输功能：,如游离脂肪酸、胆红素、性激素、甲状腺素、肾上腺素、金属离子、磺胺药、青霉素G、双香豆素、阿斯匹林等药物都能与白蛋白结合，增加亲水性而便于运输。,清蛋白 mRNA,内质网池,信号肽（18肽）,核糖体翻译,前清蛋白（prealbumin）,成熟清蛋白(12g/肝.天.成人),N-端六肽,高尔基复合体组织蛋白酶B,肝病肾病综合症慢性肾小球肾炎营养不良,血浆蛋白,（二）、维持血液正
6、常pH值,正常人血浆PH：7.357.45 血浆蛋白pI：pH4.07.3,血浆蛋白盐与相应的蛋白构成缓冲体系，维持血浆的正常PH。,缓冲对,Na-蛋白质/H-蛋白质,K-Hb/H-Hb,KHbO2,HHbO2,（三）、运输作用,T3T4视黄醇（维生素A）,清蛋白运输,代谢物：FFA、BR、Mtheme、UA、儿茶酚胺、组织胺,激素：T3、T4、皮质醇、皮质酮、醛固酮、睾 酮、黄体酮、雌二醇,药物：磺胺、抗菌素、水杨酸盐、洋地黄、阿的平,神经递质：乙酰胆碱、GABA,维生素：Vit B 6,血浆蛋白具有亲水性，血液中一些不溶or 难溶于水的物质，常与某些血浆蛋白结合而运输。,特异性载体蛋白(球
7、蛋白),运皮质激素蛋白 甲状腺素结合球蛋白 运铁蛋白 脂蛋白 运血红素蛋白等,2.血浆蛋白与各种物质结合，除有运输作用外，对某些物质功 能的调节，减少中毒，防止其从肾小球滤过，减少丢失等均 有一定作用。,注意：某些物质与Alb结合有竞争作用。如：胆红素、FFA、苯甲 酸、咖啡因,（四）、免疫作用,免疫球蛋白：含有抗体成分的蛋白质称为免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）,分五类,IgGIgAIgMIgEIgD,血浆中具有免疫作用的蛋白质,免疫球蛋白（抗体）,补体:(C1-9),（五）、催化作用,血浆酶,血浆功能E外分泌E细胞E（血浆非功能性E）,举例,血浆功能E,特点：绝大多数由肝合
8、成后分泌入血在血浆中有 重要的催化作用,凝血E系纤溶E系脂蛋白脂肪E（LPL）卵磷脂胆固醇脂酰基转移E（LCAT）,来源：来源于外分泌腺,外分泌E,特点：正常时含量极少，其活性与血浆正常生理功能无关，但 与外分泌腺体功能状态有关。,举例：唾液淀粉E、胰淀粉E、胰蛋白E、胃蛋白 E等。,意义：分泌外分泌E的脏器受损时，外分泌E入血，活性增 强。如急性胰腺炎，血浆淀粉E活性明显。,特点：1、正常血中含量甚微 2、在血液中无重要催化作用（存在于cell和组织内参与物质代谢的E类）,细胞酶（血浆非功能性E）：,细胞酶大部分无器官特异性，小部分有器官特异性。当特定脏器病变时，其相应的E活性会，可用于临床
9、诊断。如 ALT 丙氨酸氨基转移酶 肝炎时活性 AST 天冬氨酸氨基转移酶心肌炎、心肌梗塞时活性,（六）、营养作用,正常成人血浆：200g Pr/3L 营养贮备的功能。体内的某些细胞，特别是单核吞噬细胞系统，吞饮完整的血浆蛋白，然后由细胞内的酶类将吞入细胞的蛋白质分解为氨基酸进入氨基酸代谢池。,（七）、凝血、抗凝血和纤溶作用,凝血因子：13种,血浆蛋白：12种,Ca,2,一、红细胞的代谢特点,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。在成熟过程中，红细胞发生一系列形态和代谢的改变。,红细胞成熟过程中的代谢变化,注：“+”，“-”分别表示该途径有或无*晚幼红细胞
10、为“-”,一、RBC的代谢特点,能源物质：Glucose，30g/天.成人。糖酵解：9095 2，3-DPG途径（特有）磷酸戊糖途径 510,途径,1.糖酵解与2，3DPG旁路,过程：见下图,（一）糖代谢,2,3-二磷酸甘油酸支路,1，3二磷酸甘油酸,2，3二磷酸甘油酸,3磷酸甘油酸,丙酮酸,乳 酸,2，3二磷酸甘油酸磷酸酶,1，3二磷酸甘油酸变位酶,（1050）,ATPNADHNADPH乳酸,特点：糖酵解途径为RBC提供其代谢所需的能量 RBC中存在糖酵解所需的全部酶系和中间产物 2，3一二磷酸甘油酸支路是RBC特有的途径,磷酸戊糖途径：主要功能 提供NADPH,红细胞内糖代谢的生理意义,A
11、TP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)的正常运转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,2,3-BPG是调节血红蛋白(Hb)运氧的重要因素，可降低Hb与氧的亲和力。红细胞内能量的储存形式。,2,3-BPG的功能,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。,NADH和NADPH的功能,二、血红蛋白的合成与调节,珠蛋白，血红素(heme),*血红素的合成*珠蛋白的合成*血红蛋白的合成,血
12、红蛋白的组成,血红蛋白的合成,血红素：是铁卟啉化合物,8,参与血红蛋白组成的血红素主要在骨髓的 幼红细胞和网织红细胞中合成。,2.血红素的生物合成,部位：线粒体（起始和终末）胞 液（中间阶段）原料：甘氨酸、琥珀酰辅酶A及Fe2过程：四个步骤：-氨基-酮戊酸(-aminplevulinic acid,ALA)的生成卟胆原的生成尿卟啉原与粪卟啉原的生成血红素的生成,（1）-氨基-酮戊酸(ALA)的生成,地点：线粒体,ALA 合 酶（磷酸吡哆醛）,-氨基-酮戊酸,合成酶（synthetase)合 酶(synthase),HSCoA+CO2,ALA,琥珀酸,Gly,（2）胆色素原的生成,ALA ALA
13、,注意：ALA脱水酶结构中含有SH，易被铅等重金属离子所抑制,胆色素原,反应部位：胞液,（3）尿卟啉原和粪卟啉原的生成,4分子PBG在胆色素原脱氨酶作用下，脱氨缩合生成线状四吡咯。在尿卟啉原同合酶催化下，线状四吡咯环化生成尿卟啉原。,式中：A乙酸基；P丙酸基,胆色素原,反应部位：胞液,尿卟啉原,粪卟啉原,M:-CH3,A:-CH2COOH,4 CO2,尿卟啉原 脱羧酶,（4）血红素的生成胞液中的粪卟啉原再进入线粒体,反应部位：线粒体,粪卟啉原,原卟啉原,原卟啉,血红素,血红素的生物合成,血红素合成的特点,1.体内大多数组织均具有合成血红素的能力，但主要部位是骨髓与肝，成熟红细胞不含有线粒体，故
14、不能合成。2.血红素合成的原料是琥珀酰辅酶A、甘氨酸、Fe 等小分子物质3.合成的起始与最终过程均在线粒体中进行；中间阶段在胞浆。4.限速酶是ALA合酶。,2,ALA合酶是血红素合成的限速酶受血红素反馈抑制高铁血红素强烈抑制某些固醇类激素可诱导其生成,影响血红素合成的因素,促红细胞生成素(erythropoietin,EPO)与膜受体结合，加速有核红细胞的成熟以及血红素和的合成促使原始红细胞的繁殖和分化。,ALA脱水酶与亚铁螯合酶可被血红素、重金属等抑制，亚铁螯合酶还需要还原剂(如谷胱甘肽)。,2.血红蛋白的合成,珠蛋白的合成与一般蛋白质相同。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，机制为高铁血红素能抑制cAMP激活蛋白激酶A的作用，使eIF-2保持去磷酸化的活性状态。,高铁血红素对起始因子2的调节:见下图,高铁血红素,cAMP+,2C+cAMP-2R,eIF-2（有活性）,ATP,ADP,ATP,ADP,高铁血红素对起始因子2的调节,R2C2(PKA),eIF-2激酶（无活性）,二、问答题,1.简述RBC糖代谢的主要特点。2.简述RBC中ATP的功能3.血红素合成的过程和特点 4.简述2,3-DPG支路及2,3-DPG主要功能。,一、名词解释,EPO 2,3-DPG支路,复习思考题,
