《血液生化》PPT課件

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1、目 錄 血 液 的 生 物 化 學(xué)Hemal Biochemistry第 16章 目 錄 v 正 常 人 體 的 血 液 總 量 約 占 體 重 的 8%。v 血 液 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 。v 正 常 人 血 液 的 含 水 量 約 為 77% 81%， 比 重 為1.050 1.060， 它 主 要 取 決 于 血 液 內(nèi) 的 血 細(xì) 胞 數(shù)和 蛋 白 質(zhì) 的 濃 度 。 v 血 液 的 固 體 成 分 可 分 為 無 機(jī) 物 和 有 機(jī) 物 兩 大 類 。 l 無 機(jī) 物 ： 以 電 解 質(zhì) 為 主 ；l 有

2、 機(jī) 物 ： 蛋 白 質(zhì) 、 非 蛋 白 質(zhì) 類 含 氮 化 合 物 、糖 類 和 脂 類 等 。 目 錄 v 血 漿 蛋 白v 血 細(xì) 胞 的 代 謝n本 章 講 述 內(nèi) 容 ： 目 錄 第 一 節(jié)血 漿 蛋 白 是 維 持體 內(nèi) 代 謝 的 重 要物 質(zhì)Plasma Proteins are Important for Maintaining the Metabolism in vivo 目 錄 一 、 血 漿 蛋 白 的 分 類 與 性 質(zhì)v 血 漿 蛋 白 是 指 血 漿 含 有 的 蛋 白 質(zhì) ， 是 血 漿 中的 主 要 的 固 體 成 分 。 血 漿 蛋 白 總 濃 度 ： 70

3、75g/L。v 通 常 按 來 源 、 分 離 方 法 和 生 理 功 能 將 血 漿 蛋白 質(zhì) 分 類 。v 分 離 蛋 白 質(zhì) 的 常 用 方 法 包 括 電 泳(electrophoresis)和 超 速 離 心 (ultra centrifuge)。 （ 一 ） 血 漿 蛋 白 的 分 類 目 錄 n通 過 電 泳 將 血 漿 蛋 白 質(zhì) 分 為 ：2球 蛋 白清 蛋 白 (albumin)1球 蛋 白 (globulin)球 蛋 白球 蛋 白 目 錄 A 清 蛋 白 1 2 清 蛋 白 1 2 B n血 清 蛋 白 電 泳 圖 譜 ： 種 類 血 漿 蛋 白1.載 體 蛋 白2.免

4、疫 防 御 系 統(tǒng) 蛋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(yùn) 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n依 據(jù) 生 理 功 能 將 血 漿 蛋 白 質(zhì) 分 類 ： 目 錄 1

5、. 絕 大 多 數(shù) 血 漿 蛋 白 在 肝 合 成 。 2. 血 漿 蛋 白 的 合 成 場 所 一 般 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 特 異 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

6、 質(zhì) (acute phase protein， APP)。（ 二 ） 血 漿 蛋 白 的 性 質(zhì) 目 錄 二 、 血 漿 蛋 白 的 功 能（ 一 ） 維 持 血 漿 膠 體 滲 透 壓v 正 常 人 血 漿 膠 體 滲 透 壓 的 大 小 ， 取 決 于 血 漿 蛋白 質(zhì) 的 摩 爾 濃 度 。v 由 于 清 蛋 白 的 分 子 量 小 （ 69kDa） ， 在 血 漿 內(nèi)的 總 含 量 大 、 摩 爾 濃 度 高 ， 加 之 在 生 理 pH條 件下 ， 其 電 負(fù) 性 高 ， 能 使 水 分 子 聚 集 其 分 子 表 面 ，故 清 蛋 白 能 最 有 效 地 維 持 膠 體 滲 透

7、壓 。 清 蛋 白所 產(chǎn) 生 的 膠 體 滲 透 壓 大 約 占 血 漿 膠 體 總 滲 透 壓的 75% 80%。 目 錄 （ 二 ） 維 持 血 漿 正 常 的 pHv 正 常 血 漿 的 pH為 7.40 0.05。v 蛋 白 質(zhì) 是 兩 性 電 解 質(zhì) ， 血 漿 蛋 白 質(zhì) 的 等 電 點 大 部分 在 pH 4.0 7.3之 間 ， 血 漿 蛋 白 鹽 與 相 應(yīng) 蛋 白 形成 緩 沖 對 ， 參 與 維 持 血 漿 正 常 的 pH。 目 錄 （ 三 ） 運(yùn) 輸 作 用v 血 漿 蛋 白 質(zhì) 分 子 的 表 面 上 分 布 有 眾 多 的 親 脂 性 結(jié)合 位 點 ， 脂 溶 性

8、 物 質(zhì) 可 與 其 結(jié) 合 而 被 運(yùn) 輸 。v 血 漿 蛋 白 還 能 與 易 被 細(xì) 胞 攝 取 和 易 隨 尿 液 排 除 的一 些 小 分 子 物 質(zhì) 結(jié) 合 ， 防 止 它 們 從 腎 丟 失 。v 此 外 血 漿 中 還 有 皮 質(zhì) 激 素 傳 遞 蛋 白 、 運(yùn) 鐵 蛋 白 、銅 藍(lán) 蛋 白 等 。v 這 些 載 體 蛋 白 除 結(jié) 合 運(yùn) 輸 血 漿 中 某 種 物 質(zhì) 外 ， 還具 有 調(diào) 節(jié) 被 運(yùn) 輸 物 質(zhì) 代 謝 的 作 用 。 目 錄 （ 四 ） 免 疫 作 用v 血 漿 中 的 免 疫 球 蛋 白 ， IgG、 IgA、 IgM、 IgD和IgE， 又 稱 為

9、抗 體 ， 在 體 液 免 疫 中 起 至 關(guān) 重 要 的作 用 。v 此 外 ， 血 漿 中 還 有 一 組 協(xié) 助 抗 體 完 成 免 疫 功 能 的蛋 白 酶 補(bǔ) 體 。 目 錄 （ 五 ） 催 化 作 用v 血 漿 中 的 酶 稱 作 血 清 酶 。v 根 據(jù) 血 清 酶 的 來 源 和 功 能 ， 可 分 為 以 下 三 類 ：1. 血 漿 功 能 酶2. 外 分 泌 酶3. 細(xì) 胞 酶 目 錄 （ 六 ） 營 養(yǎng) 作 用v 每 個 成 人 3L左 右 的 血 漿 中 約 有 200g蛋 白 質(zhì) 。v 體 內(nèi) 的 某 些 細(xì) 胞 ， 如 單 核 吞 噬 細(xì) 胞 系 統(tǒng) ， 吞 飲血

10、漿 蛋 白 質(zhì) ， 然 后 由 細(xì) 胞 內(nèi) 的 酶 類 將 吞 入 細(xì) 胞的 蛋 白 質(zhì) 分 解 為 氨 基 酸 參 入 氨 基 酸 池 ， 用 于 組織 蛋 白 質(zhì) 的 合 成 ， 或 轉(zhuǎn) 變 成 其 他 含 氮 化 合 物 。v 此 外 ， 蛋 白 質(zhì) 還 能 分 解 供 能 。 目 錄 （ 七 ） 凝 血 、 抗 凝 血 和 纖 溶 作 用 v 血 漿 中 存 在 眾 多 的 凝 血 因 子 、 抗 溶 血 及 纖 溶 物質(zhì) ， 它 們 在 血 液 中 相 互 作 用 、 相 互 制 約 ， 保 持循 環(huán) 血 流 通 暢 。v 但 當(dāng) 血 管 損 傷 、 血 液 流 出 血 管 時 ，

11、即 發(fā) 生 血 液凝 固 ， 以 防 止 血 液 的 大 量 流 失 。 目 錄 （ 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 常 可 見 于 多 種 臨 床 疾 病 ：風(fēng) 濕 病肝 疾 病多 發(fā) 性 骨 髓 瘤 多 發(fā) 性 骨 髓 瘤 血 漿 蛋 白 電 泳 圖 譜 目 錄 第 三 節(jié)血 細(xì) 胞 物 質(zhì) 代 謝 特點 是 維 持 血 液 生 物功 能 的 基 礎(chǔ)Metabolism of Blood Cells is the Base of Blood Biologica

12、l Functions 目 錄 一 、 紅 細(xì) 胞 的 代 謝 特 點v 紅 細(xì) 胞 是 血 液 中 最 主 要 的 細(xì) 胞 ， 它 是 在 骨 髓中 由 造 血 干 細(xì) 胞 定 向 分 化 而 成 的 紅 系 細(xì) 胞 。v 在 成 熟 過 程 中 ， 紅 細(xì) 胞 發(fā) 生 一 系 列 形 態(tài) 和 代謝 的 改 變 。 紅 細(xì) 胞 成 熟 過 程 中 的 代 謝 變 化 注 ： “ +” ， “ -” 分 別 表 示 該 途 徑 有 或 無 ； *晚 幼 紅 細(xì) 胞 為 “ -” 。 代 謝 能 力 有 核 紅 細(xì) 胞 網(wǎng) 織 紅 細(xì) 胞 成 熟 紅 細(xì) 胞成 熟 紅 細(xì) 胞 DNA 合 成 R

13、NA 合 成 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 目 錄 （ 一 ） 糖 代 謝v 血 循 環(huán) 中 的 紅 細(xì) 胞 每 天 大 約 從 血 漿 攝 取 30g葡 萄 糖 ， 其 中 90% 95%經(jīng) 糖 酵 解 通 路 和2,3-二 磷 酸 甘 油 酸 旁 路 進(jìn) 行 代 謝 ， 5% 10%通 過 磷 酸 戊 糖 途 徑 進(jìn) 行 代 謝 。 目 錄 v 紅 細(xì) 胞 中 存 在 催 化 糖 酵 解 所 需 要 的 所 有 的 酶 和 中間 代 謝 物 ， 糖 酵 解 的 基 本 反 應(yīng) 和 其

14、他 組 織 相 同 。v 糖 酵 解 是 紅 細(xì) 胞 獲 得 能 量 的 唯 一 途 徑 ， 每 摩 爾 葡萄 糖 經(jīng) 酵 解 生 成 2mol乳 酸 的 過 程 中 ， 產(chǎn) 生 2mol ATP和 2mol NADH+H+， 通 過 這 一 途 徑 可 使 紅 細(xì)胞 內(nèi) ATP的 濃 度 維 持 在 1.85 103mol/L水 平 。 1. 糖 酵 解 和 2,3-二 磷 酸 甘 油 酸 (2,3-BPG)旁 路 目 錄 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n2,

15、3-二 磷 酸 甘 油 酸 (2,3-BPG)旁 路 ： 目 錄 v 正 常 情 況 下 ， 2,3-BPG對 二 磷 酸 甘 油 酸 變 位 酶 的負(fù) 反 饋 作 用 大 于 對 3-磷 酸 甘 油 酸 激 酶 的 抑 制 作 用 ，所 以 2,3-二 磷 酸 甘 油 酸 支 路 僅 占 糖 酵 解 的 15%50%， 但 是 由 于 2,3-BPG磷 酸 酶 的 活 性 較 低 ， 2,3-BPG的 生 成 大 于 分 解 ， 造 成 紅 細(xì) 胞 內(nèi) 2,3-BPG升高 。v 紅 細(xì) 胞 內(nèi) 2,3-BPG雖 然 也 能 供 能 ， 但 主 要 功 能 是調(diào) 節(jié) 血 紅 蛋 白 的 運(yùn) 氧

16、 功 能 。 目 錄 v 紅 細(xì) 胞 內(nèi) 磷 酸 戊 糖 途 徑 的 代 謝 過 程 與 其 他 細(xì) 胞相 同 ， 主 要 功 能 是 產(chǎn) 生 NADPH+H+。 2. 磷 酸 戊 糖 途 徑 目 錄 3. 紅 細(xì) 胞 內(nèi) 糖 代 謝 的 生 理 意 義（ 1） ATP的 功 能 v 維 持 紅 細(xì) 胞 膜 上 鈉 泵 （ Na+-K+-ATPase） 的 正常 運(yùn) 轉(zhuǎn) ；v 維 持 紅 細(xì) 胞 膜 上 鈣 泵 (Ca2+-ATPase)的 正 常 運(yùn)轉(zhuǎn) ；v 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 ；v 少 量 ATP用 于 谷 胱 甘 肽

17、、 NAD +的 生 物 合 成 ；v ATP用 于 葡 萄 糖 的 活 化 ， 啟 動 糖 酵 解 過 程 。 目 錄 v 2, 3-BPG是 調(diào) 節(jié) 血 紅 蛋 白 (Hb)運(yùn) 氧 的 重 要 因 素 ，可 增 加 Hb與 氧 的 親 和 力 。（ ） 2, 3-BPG的 功 能 目 錄 v 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 。v 紅 細(xì) 胞 中 的 NADPH能 維 持 細(xì) 胞 內(nèi) 還 原 型 谷胱 甘 肽 (GSH)的 含 量 ， 使 紅 細(xì) 胞 免 遭

18、 外 源 性和 內(nèi) 源 性 氧 化 劑 的 損 害 。 （ ） NADH和 NADPH的 功 能 目 錄 n谷 胱 甘 肽 的 氧 化 與 還 原 及 其 有 關(guān) 代 謝 :葡 萄 糖6-磷 酸6-磷 酸 葡萄 糖 酸 NADP+NADP+H+ 2GSHGSSG H2O22H2O6 磷 酸 葡 萄糖 脫 氫 酶 谷 胱 甘 肽還 原 酶 谷 胱 甘 肽 過氧 化 物 酶 目 錄 v 成 熟 紅 細(xì) 胞 的 脂 類 幾 乎 都 存 在 于 細(xì) 胞 膜 。v 成 熟 紅 細(xì) 胞 已 不 能 從 頭 合 成 脂 肪 酸 ， 但 膜 脂 的不 斷 更 新 卻 是 紅 細(xì) 胞 生 存 的 必 要 條 件

19、 。v 紅 細(xì) 胞 通 過 主 動 參 入 和 被 動 交 換 不 斷 地 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 目 錄 （ 三 ） 血 紅 蛋 白 的 合 成 與 調(diào) 節(jié)珠 蛋 白 ， 血 紅 素 (heme)v 血 紅 素 的 合 成v 珠 蛋 白 的 合 成 v 血 紅 蛋 白 的 合 成n血 紅 蛋 白 的 組 成 :n血 紅 蛋 白 的 合 成 包 括 : 目 錄 1. 血 紅 素 的 生 物 合 成n合 成 的 組 織 和 亞 細(xì) 胞 定 位 ： 參 與 血 紅 蛋 白 組 成 的 血 紅 素

20、 主 要 在 骨 髓 的幼 紅 細(xì) 胞 和 網(wǎng) 織 紅 細(xì) 胞 中 合 成 。n合 成 原 料 ：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(jìn) 行 ，而 中 間 階 段 在 胞 漿 內(nèi) 進(jìn) 行 。 n合 成 部 位 ： 目 錄 n血 紅 素 合 成 過 程 ： -氨 基 -酮 戊 酸 (-aminolevulinic acid, ALA)的合 成 ： + HSCoA + CO2ALA合 酶（ 磷 酸 吡 哆 醛 ） COOH H2C CH2 CSCoA O CH 2NH 2 COOH COOH H2C CH2 C CH2NH2

21、 O 目 錄 v 反 應(yīng) 部 位 在 線 粒 體 內(nèi) ；v 催 化 此 反 應(yīng) 的 酶 是 ALA合 酶 (ALA synthase)，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 饋 調(diào) 節(jié) 。 v ALA生 成 后 從 線 粒 體 進(jìn) 入 胞 液 。 目 錄 膽 色 素 原 (prophobilinogen， PBG)的 生 成 ：ALA脫 水 酶2H 2Ov 在 ALA脫 水 酶 (ALA dehydrase)催 化 下 ， 二 分 子 ALA 脫 水 縮 合 生 成 一 分 子 PBG。 NH OHOOHO NH2CO

22、OHCH2CH2CCNOH HH H 目 錄 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 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v 反 應(yīng) 部 位 ： 胞 液 v 反 應(yīng) 生 成 的 糞 卟 啉 原 再 進(jìn) 入 線 粒 體 。 目 錄 血 紅 素 的 生 成 ： v 反 應(yīng) 部 位 ： 線 粒 體糞 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 目 錄 合 成 的 主 要 部 位 是 骨

23、髓 和 肝 臟 ， 但 成 熟 紅細(xì) 胞 不 能 合 成 ； 合 成 的 原 料 簡 單 ： 琥 珀 酰 CoA、 甘 氨 酸Fe2+等 小 分 子 物 質(zhì) ； 合 成 過 程 的 起 始 與 最 終 過 程 在 線 粒 體 ， 中間 過 程 在 胞 液 。n血 紅 素 合 成 的 特 點 ： 目 錄 v 是 血 紅 素 合 成 的 限 速 酶 ；v 受 血 紅 素 反 饋 抑 制 ；v 高 鐵 血 紅 素 強(qiáng) 烈 抑 制 ；v 某 些 固 醇 類 激 素 可 誘 導(dǎo) 其 生 成 。n血 紅 素 合 成 的 調(diào) 節(jié) ： ALA合 酶 ： 目 錄v 與 膜 受 體 結(jié) 合 ， 加 速 有 核 紅

24、 細(xì) 胞 的 成 熟 以及 血 紅 素 和 的 合 成 促 使 原 始 紅 細(xì) 胞 的 繁 殖和 分 化 。 v 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 )。 ALA脫 水 酶 與 亞 鐵 螯 合 酶 ： 促 紅 細(xì) 胞 生 成 素 (erythropoietin, EPO)： 目 錄 高 鐵 血 紅 素eIF-2激 酶（ 無 活 性 ） eIF-2（ 有 活 性 ） eIF-2 （ 無 活 性 ）P+ATP ADP ATP ADP+n高 鐵 血 紅 素 對 起 始 因 子 2的 調(diào) 節(jié) ：eIF-2激 酶 （ 有 活

25、 性 ） PcAMPPKA PKA 目 錄 v 血 紅 素 合 成 后 與 珠 蛋 白 結(jié) 合 成 血 紅 蛋 白 。v 珠 蛋 白 的 合 成 同 一 般 蛋 白 質(zhì) 的 合 成 ， 其 合成 受 血 紅 素 調(diào) 控 。2. 血 紅 蛋 白 的 合 成 ： 目 錄 v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 O2 還 原產(chǎn) 生 超 氧 陰 離 子 、 H2O2、 OH等 自 由 基 ， 起 殺 菌作 用 。v脂 代 謝 ： 不 能 從 頭 合 成 脂 肪 酸 ； 可 將 花 生 四 烯 酸轉(zhuǎn) 變 成 血 栓 素 、 前 列 腺 素 、 白 三 烯 等 活 性 物 。v氨 基 酸 和 蛋 白 質(zhì) 代 謝 ： 粒 細(xì) 胞 中 ,氨 基 酸 的 濃 度 較高 ， 由 于 成 熟 粒 細(xì) 胞 缺 乏 內(nèi) 質(zhì) 網(wǎng) ， 故 蛋 白 質(zhì) 合 成量 很 少 。 而 單 核 吞 噬 細(xì) 胞 的 蛋 白 質(zhì) 代 謝 很 活 躍 ,能合 成 多 種 酶 、 補(bǔ) 體 和 各 種 細(xì) 胞 因 子 。 二 、 白 細(xì) 胞 代 謝