第18章血液的生物化学.ppt

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1、第18章血液的生物化学现在学习的是第1页，共44页血液血液有形有形成分成分无形无形的液体成分的液体成分-血浆血浆红细胞红细胞白细胞白细胞血小板血小板加加抗凝剂静置抗凝剂静置(离心离心)后后的浅黄色上清的浅黄色上清不加不加抗凝剂凝固后析抗凝剂凝固后析出的淡黄色透明液体出的淡黄色透明液体血浆血浆(plasma)血清血清(serum)有有纤维蛋白原纤维蛋白原无无纤维蛋白原纤维蛋白原正常血液占体重的正常血液占体重的8%血液血液血液血液现在学习的是第2页，共44页血液的固体成分血液的固体成分有机物有机物无机物无机物蛋白质蛋白质糖类糖类脂类脂类Na+、K+、Ca2+、Mg2+Cl_、HCO3_、HPO42

2、 _ 尿素尿素尿酸尿酸肌酸肌酸肌酸酐肌酸酐胆红素胆红素氨氨水水：81%86%非蛋白含氮化合物非蛋白含氮化合物氨基酸氨基酸血液的化学成分血液的化学成分现在学习的是第3页，共44页非蛋白氮非蛋白氮(non-protein nitrogen,NPN)非蛋白质类含氮化合物中氮的总称非蛋白质类含氮化合物中氮的总称正常人血中正常人血中NPN含量为含量为14.2824.99mmol/L血尿素氮血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)约占约占NPN的的50%。测定测定BUN和和NPN通常都能反映肾的排泄功能通常都能反映肾的排泄功能现在学习的是第4页，共44页第一节第一节 血浆蛋白质血浆蛋白质

3、Plasma Protein现在学习的是第5页，共44页一、血浆蛋白的分类与性质一、血浆蛋白的分类与性质（一）血浆蛋白的分类（一）血浆蛋白的分类 正常人血浆蛋白质含量为正常人血浆蛋白质含量为6075g/L 电泳是电泳是最常用最常用的分离蛋白质的方法。的分离蛋白质的方法。临床常用临床常用-醋酸纤维素薄膜电泳。醋酸纤维素薄膜电泳。科研科研-PAGE或免疫电泳或免疫电泳 可将血浆蛋白质分为可将血浆蛋白质分为30多个组分多个组分现在学习的是第6页，共44页A a1a2bg光密度计扫描光密度计扫描后的电泳峰后的电泳峰(b)血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳A a1a2bg点样端点样端(a)

4、染色后染色后的图谱的图谱A 59.2a1 3.9a2 7.5b 12.1g 17.3正常正常A/G：1.52.5；A/G倒置倒置：1现在学习的是第7页，共44页血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳+-(2007级级19班班何定华何定华-梁彩萍梁彩萍同学实验结果同学实验结果)现在学习的是第8页，共44页临床生化一位老师的实验结果临床生化一位老师的实验结果现在学习的是第9页，共44页PAGE图谱图谱(同学实验结果同学实验结果)现在学习的是第10页，共44页（二）血浆蛋白质的性质（二）血浆蛋白质的性质多数在多数在肝脏合成肝脏合成(g 球蛋白例外球蛋白例外)合成场所合成场所一般位于与膜结合

5、的多聚核蛋白体一般位于与膜结合的多聚核蛋白体上。上。除清蛋白外除清蛋白外，几乎均为，几乎均为糖蛋白糖蛋白，它们含有，它们含有N-或或O-连接的寡糖链。连接的寡糖链。ABO系统系统 血型物质血型物质O的糖的糖链非还原端链非还原端+GalNAc 血型物质血型物质A+Gal 血型物质血型物质B现在学习的是第11页，共44页多态性多态性(polymorphism)：指在同种属人群指在同种属人群中，有两种以上，发生频率中，有两种以上，发生频率不低于不低于1%的表现的表现型。型。如：如：ABO血型、血型、1-抗胰蛋白酶，抗胰蛋白酶，Ig等等。5.特异的半寿期。如：特异的半寿期。如：A为为20天。天。急性时

6、相蛋白急性时相蛋白(acute phase protein，APP)在急性炎症或一些类型的组织损伤时，某些在急性炎症或一些类型的组织损伤时，某些血浆蛋白水平增高。血浆蛋白水平增高。如：如：C反应蛋白反应蛋白,1-抗抗胰蛋白酶胰蛋白酶,1-酸性蛋白和纤维蛋白原。酸性蛋白和纤维蛋白原。现在学习的是第12页，共44页二、血浆蛋白质的功能二、血浆蛋白质的功能维持血浆胶体渗透压维持血浆胶体渗透压维持血浆正常的维持血浆正常的pH(7.357.45)免疫作用免疫作用运输作用运输作用凝血、抗凝血作用凝血、抗凝血作用6.营养作用营养作用现在学习的是第13页，共44页第三节第三节 血细胞代谢血细胞代谢Metabo

7、lism of Blood Cells现在学习的是第14页，共44页一、红细胞的代谢特点一、红细胞的代谢特点红细胞成熟过程中的代谢变化红细胞成熟过程中的代谢变化分裂增殖能力分裂增殖能力 +DNA合成合成 +*RNA合成合成 +RNA存在存在 +蛋白质合成蛋白质合成 +血红素合成血红素合成 +脂类合成脂类合成 +三羧酸循环三羧酸循环 +氧化磷酸化氧化磷酸化 +糖酵解糖酵解 +磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 +代谢能力代谢能力 有核红细胞有核红细胞 网织红细胞网织红细胞 成熟红细胞成熟红细胞注：注：“”、“”分别表示该途径有、无，带分别表示该途径有、无，带*号表示晚幼红细胞为号表示晚幼红细胞为“”现在学

8、习的是第15页，共44页（一）糖代谢（一）糖代谢糖酵解糖酵解 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 5%10%2,3-BPG支路支路90%95%红细胞保留的代谢通路红细胞保留的代谢通路现在学习的是第16页，共44页1.糖酵解和糖酵解和2，3-二磷酸甘油酸支路二磷酸甘油酸支路 （bisphosphoglycerate BPG)糖酵解是红细胞糖酵解是红细胞获得能量的唯一途径获得能量的唯一途径。2，3-BPG支路是糖酵解的侧支循环支路是糖酵解的侧支循环分支点：分支点：1,3-BPG此支路产生高浓度的中间产物此支路产生高浓度的中间产物2,3-BPG现在学习的是第17页，共44页HCOHCHOCH2OPO3H2HC

9、O PO3H2COOHCH2OPO3H2CHOHCOOHCH2OPO3H2HCOHCOPO3H2CH2OPO3H2O3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛2，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸变位酶变位酶2,3-二磷酸二磷酸甘油酸磷酸酶甘油酸磷酸酶H3PO4H2O2,3-二磷酸甘油酸支路二磷酸甘油酸支路50%85%ADPATP3-磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶15%50%增加增加HbO2释放氧释放氧,适应组织细胞对适应组织细胞对氧的需求氧的需求?3-磷酸甘磷酸甘油醛脱氢油醛脱氢酶酶现在学习的是第18页，共44页（1）酵解途径大于支路）酵

10、解途径大于支路（2）放能反应，不可逆）放能反应，不可逆（3）2，3-BPG的生成大于分解的生成大于分解2,3-BPG支路的特点支路的特点现在学习的是第19页，共44页2,3-BPG支路的意义支路的意义 消耗糖酵解过程中部分能量，调节糖酵消耗糖酵解过程中部分能量，调节糖酵 解能不断进行；解能不断进行；(2)降低降低Hb对对O2的亲和力，调节的亲和力，调节Hb的运氧的运氧 功能。功能。(3)缺缺O2，红细胞内，红细胞内2，3-BPG增加，有利于增加，有利于 机体获得较多的机体获得较多的O2。现在学习的是第20页，共44页2,3-BPG结结合位点合位点现在学习的是第21页，共44页（2）2，3-BP

11、G的功能的功能 脱氧脱氧Hb分子中，分子中，2，3-BPG与与亚基正电荷亚基正电荷形成形成盐键，使盐键，使Hb分子的分子的T构象更趋稳定构象更趋稳定，降低降低Hb与与O2的亲的亲和力和力。Hb氧合时，氧合时，2个个亚基互相靠近，空隙变小，亚基互相靠近，空隙变小，2，3-BPG被排挤出来，氧亲和力则随之增加。被排挤出来，氧亲和力则随之增加。血流经血流经PO2较高的肺部时，较高的肺部时，2，3-BPG影响不大影响不大，而当血流经过，而当血流经过PO2较低的组织时，较低的组织时，2，3-BPG的存的存在则显著增加在则显著增加O2释放，以供组织需要。释放，以供组织需要。现在学习的是第22页，共44页2

12、.磷酸戊糖途径：磷酸戊糖途径：产生产生NADPH+H+6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖 6-磷酸磷酸葡萄糖酸葡萄糖酸NADP+2GSHGSSGH2O22H2ONADPH+H+6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖脱氢酶脱氢酶谷胱甘肽谷胱甘肽还原酶还原酶 谷胱甘肽谷胱甘肽过氧化物酶过氧化物酶 NADPH 和和NADH的功能的功能 1)GSH与与NADPH 谷胱甘肽的氧化与还原及其有关代谢谷胱甘肽的氧化与还原及其有关代谢现在学习的是第23页，共44页2）高铁血红蛋白的还原）高铁血红蛋白的还原红细胞内红细胞内MHb的还原系统的还原系统还原方式还原方式 总还原能力的百分比总还原能力的百分比()酶促还原系统酶促还原系统NAD

13、H+MHbHb+NAD+67NADH-MHb还原酶还原酶NADPH+MHbHb+NADP+5NADPH-MHb还原酶还原酶非酶促还原系统非酶促还原系统抗坏血酸抗坏血酸+MHbHb+脱氢抗坏血酸脱氢抗坏血酸+2H+162GSH+2MHb2Hb+GSSG+2H+12现在学习的是第24页，共44页3.红细胞内糖代谢的生理意义红细胞内糖代谢的生理意义(ATP的功能的功能)维持红细胞膜上钠泵的正常运转。维持红细胞膜上钠泵的正常运转。维持红细胞膜上钙泵的正常运行。维持红细胞膜上钙泵的正常运行。维持红细胞膜上脂质与血浆脂蛋白中的脂维持红细胞膜上脂质与血浆脂蛋白中的脂 质进行交换。质进行交换。少量少量ATP用

14、于谷胱甘肽、用于谷胱甘肽、NAD+的合成。的合成。ATP用于葡萄糖活化，启动糖酵解过程。用于葡萄糖活化，启动糖酵解过程。现在学习的是第25页，共44页1.血红素的生物合成血红素的生物合成 主要部位主要部位:骨髓的幼红细胞和网织红细胞骨髓的幼红细胞和网织红细胞 基本原料基本原料:琥珀酰琥珀酰CoA,Gly,Fe2+定位定位:起始、终末在线粒体；中间阶段在胞液起始、终末在线粒体；中间阶段在胞液 关键酶：关键酶：ALA合酶合酶（三）血红蛋白的生物合成（三）血红蛋白的生物合成血红蛋白血红蛋白(Hb)珠蛋白珠蛋白(globin,a2b2)亚铁血红素亚铁血红素(heme)（二）脂代谢（二）脂代谢（膜脂的更

15、新膜脂的更新）现在学习的是第26页，共44页NNNNFeCH2CH2COOHCH2CH2COOHCH3CH3CH=CH2H3CH3CCH2CHFe卟啉环平面卟啉环平面血红素结构血红素结构现在学习的是第27页，共44页CH2CH2COOHC SCoAO+CH2NH2COOH辅酶辅酶A+CO2 ALA合酶合酶（磷酸吡哆醛）（磷酸吡哆醛）血红素生物合成过程血红素生物合成过程(四步四步)1)-氨基氨基-酮戊酸酮戊酸(ALA)的生成的生成(在线粒体内在线粒体内)CH2CH2COOHCCH2NH2O限速酶限速酶琥珀酰琥珀酰CoAGlyALAgd现在学习的是第28页，共44页2H2OALA脱水脱水酶酶2)胆

16、色素原胆色素原(PBG)的生成的生成(在胞液内在胞液内)2 ALACCH2CH2COOHCH2OH2NCH2CH2COOHCHONHCHHCCCCNCH2H2NCH2CH2CH2COOHCOOHH胆色素原胆色素原(PBG)现在学习的是第29页，共44页3NH3胆色素原胆色素原4分子分子CH2COOH CH2CH2COOHNCH2H2NHNHA PNCH2HA PNCH2H2NHA PNHA PCH2CH2H3)尿卟啉原与粪卟啉原的生成尿卟啉原与粪卟啉原的生成胆色素原脱氨酶胆色素原脱氨酶(尿卟啉原尿卟啉原I同合酶同合酶)P:-CH2CH2COOHA:-CH2COOH线性四吡咯线性四吡咯现在学习的

17、是第30页，共44页1 2346 587NHA PNCH2HA PNCH2H2NHA PNHA PCH2CH2HNH3尿卟啉原尿卟啉原同合酶同合酶尿卟啉原尿卟啉原现在学习的是第31页，共44页4)血红素的生成血红素的生成1 2346 587尿卟啉原尿卟啉原粪卟啉原粪卟啉原1 2346 587MMMMM:-CH3尿卟啉原尿卟啉原脱羧酶脱羧酶A:-CH2COOH4 CO2现在学习的是第32页，共44页粪卟啉原粪卟啉原原卟啉原原卟啉原1 2346 587MMMM粪卟啉原粪卟啉原氧化脱羧酶氧化脱羧酶V:-CH=CH24H，2CO21 2346 587MMMMVVP:-CH2CH2COOH进入线粒体进入

18、线粒体现在学习的是第33页，共44页原卟啉原原卟啉原原卟啉原卟啉原卟啉原原卟啉原氧化酶氧化酶6H1 2346 587MMMMVVM:-CH3V:-CH=CH2P:-CH2CH2COOHNNHNHNVVPPMMMM在线粒体内在线粒体内现在学习的是第34页，共44页原卟啉原卟啉血红素血红素亚铁螯合酶亚铁螯合酶+Fe2+M:-CH3V:-CH=CH2P:-CH2CH2COOHNNHNHNVVPPMMMMNNNNVVPPMMMMFe在线粒体内在线粒体内现在学习的是第35页，共44页现在学习的是第36页，共44页2.血红素合成的调节血红素合成的调节1)ALA合酶合酶(限速酶，最主要）限速酶，最主要）A

19、受血红素的反馈抑制调节受血红素的反馈抑制调节 与阻遏蛋白结合对与阻遏蛋白结合对ALA合酶负调节合酶负调节B Vit B6缺乏也会抑制该酶的活性缺乏也会抑制该酶的活性C 血红素过剩血红素过剩高铁血红素，对高铁血红素，对ALA合酶合酶 有强烈的抑制作用。有强烈的抑制作用。D其他物质的影响，睾酮可诱导其他物质的影响，睾酮可诱导ALA合酶的合酶的 产生、杀虫剂等可使肝产生、杀虫剂等可使肝ALA合酶显著增加。合酶显著增加。现在学习的是第37页，共44页 2）ALA脱水酶、亚铁螯合酶脱水酶、亚铁螯合酶 这两种酶对重金属的抑制作用非常敏感这两种酶对重金属的抑制作用非常敏感，血红素合成的抑制是铅中毒的重要特征

20、血红素合成的抑制是铅中毒的重要特征。此外，亚铁螯合酶还需要还原剂，如谷胱此外，亚铁螯合酶还需要还原剂，如谷胱甘肽。甘肽。现在学习的是第38页，共44页3)促红细胞生成素促红细胞生成素(EPO)EPO是红细胞生成的主要调节剂。可是红细胞生成的主要调节剂。可加速有核红细胞的成熟加速有核红细胞的成熟以及以及血红素和血红素和Hb的合成的合成(EPO 可以诱导可以诱导ALA合酶的生成促进合酶的生成促进血红素的生成血红素的生成），促使原始红细胞的增殖），促使原始红细胞的增殖和分化。和分化。EPO与运动的关系与运动的关系（兴奋剂）（兴奋剂）现在学习的是第39页，共44页3.珠蛋白的合成珠蛋白的合成高铁血红素

21、高铁血红素促进珠蛋白合成促进珠蛋白合成cAMP+蛋白激酶蛋白激酶A蛋白激酶蛋白激酶A（活化）（活化）eIF-2激酶激酶（无活性）（无活性）eIF-2激酶激酶P（有活性）（有活性）eIF-2（有活性）（有活性）eIF-2P（无活性）（无活性）PP珠蛋白合成珠蛋白合成现在学习的是第40页，共44页珠蛋白立体结构珠蛋白立体结构(a)4.血红蛋白血红蛋白(Hb)的合成的合成现在学习的是第41页，共44页ab稳定的二聚体稳定的二聚体a2b2四聚体四聚体（血红蛋白）（血红蛋白）现在学习的是第42页，共44页二、白细胞的代谢二、白细胞的代谢（一）糖代谢（一）糖代谢1.糖酵解是主要供能途径糖酵解是主要供能途径

22、 中性粒细胞中性粒细胞能利用外源性的糖和内源性的能利用外源性的糖和内源性的糖原进行糖原进行糖酵解糖酵解，为细胞的吞噬作用提供能量，为细胞的吞噬作用提供能量，约有，约有10%的葡萄糖通过的葡萄糖通过磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径进行进行代谢。代谢。单核吞噬细胞单核吞噬细胞虽能进行虽能进行有氧氧化和糖酵有氧氧化和糖酵解解，但，但糖酵解糖酵解仍占很大比重。仍占很大比重。现在学习的是第43页，共44页 中性粒细胞和单核吞噬细胞被趋化因子激活中性粒细胞和单核吞噬细胞被趋化因子激活后，细胞内磷酸戊糖途径被激活，产生大量的后，细胞内磷酸戊糖途径被激活，产生大量的NADPH。经经NADPH氧化酶电子传递体系可使氧化酶电子传递体系可使O2接受单电接受单电子还原，产生大量的超氧阴离子（子还原，产生大量的超氧阴离子（O2）。超氧阴离子）。超氧阴离子在进一步转变成在进一步转变成H2O2、OH等自由基，起杀菌作用等自由基，起杀菌作用。现在学习的是第44页，共44页