第十七章血液的生物化学

第十六章血液的生物化学HemalBiochemistryThebiochemistryandmolecularbiologydepartmentofCMU•血液(blood)的组成–血浆(plasma)–红细胞，白细胞，血小板•血清(serum):血液凝固后析出的淡黄色透明液体•血液的固体成分–无机物：以电解质为主–有机物：蛋白质、非蛋白质类含氮化合物、糖类和脂类等血液概况第一节血浆蛋白PlasmaProtein一、血浆蛋白的分类与性质血浆蛋白总浓度：70～75g/L血浆蛋白是指血浆含有的蛋白质，是血浆中的主要的固体成分。1.依据电泳结果分类（一）血浆蛋白的分类2球蛋白清蛋白(albumin)1球蛋白(globulin)球蛋白球蛋白A清蛋白12清蛋白12B血清蛋白电泳图谱种类血浆蛋白1.载体蛋白2.免疫防御系统蛋白3.凝血和纤溶蛋白4.酶5.蛋白酶抑制剂6.激素7.参与炎症应答的蛋白清蛋白、脂蛋白、运铁蛋白、铜蓝蛋白等IgG,IgM,IgA,IgD,IgE和补体C1-9等凝血因子Ⅶ、Ⅷ、凝血酶原、纤溶酶原等卵磷脂：胆固醇酰基转移酶等1抗胰蛋白酶、2巨球蛋白等促红细胞生成素、胰岛素等C-反应蛋白、2酸性糖蛋白等2.依据生理功能分类1.绝大多数血浆蛋白在肝合成。2.血浆蛋白的合成场所一般位于膜结合的多核蛋白体上。3.除清蛋白外，几乎所有的血浆蛋白均为糖蛋白。4.许多血浆蛋白呈现多态性(polymorphism)。5.在循环过程中，每种血浆蛋白均有自己特异的半衰期。6.在急性炎症或某种类型组织损伤等情况下，某些血浆蛋白的水平会增高，它们被称为急性时相蛋白(acutephaseproteinAPP)。（二）血浆蛋白的性质•维持血浆胶体渗透压•维持血浆正常的pH•运输作用•免疫作用•催化作用•营养作用•凝血、抗凝血和纤溶作用二、血浆蛋白的功能第二节血细胞代谢MetabolismofBloodCells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代谢能力有核红细胞网织红细胞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羧酸循环氧化磷酸化糖酵解磷酸戊糖途径＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－＋＋（一）糖代谢1.糖酵解和2,3-二磷酸甘油酸(2,3-BPG)旁路2.磷酸戊糖途径,主要功能是产生NADPH+H+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变位酶3-磷酸甘油酸激酶乳酸2,3-BPG旁路3.红细胞内糖代谢的生理意义⑴ATP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，启动糖酵解过程增加Hb与氧的亲和力。⑵2,3-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。⑶NADH和NADPH的功能6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸NADP+NADP++H+2GSHGSSGH2O22H2O6-磷酸葡萄糖脱氢酶谷胱甘肽还原酶谷胱甘肽过氧化物酶•成熟红细胞不能从头合成脂肪酸，通过主动参入和被动交换不断的与血浆进行脂质交换，维持其正常的脂类组成、结构和功能。（二）脂代谢（三）血红蛋白的合成与调节珠蛋白，血红素(heme)血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、过氧化物酶血红蛋白的组成含血红素的蛋白：1.血红素的生物合成合成的组织和亚细胞定位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。合成原料甘氨酸、琥珀酰CoA、Fe2+⑴合成过程①-氨基--酮戊酸(-aminolevulinicacid，ALA)的生成：+HSCoA+CO2ALA合酶（磷酸吡哆醛）反应部位：线粒体COOHH2CCH2C～SCoAOCH2NH2COOHCOOHH2CCH2CCH2NH2O②胆色素原的生成ALA脱水酶2H2O反应部位：胞液NHOHOOHONH2COOHCH2CH2CCNOHHHH③尿卟啉原与粪卟啉原的生成4x胆色素原线状四吡咯尿卟啉原Ⅲ粪卟啉原Ⅲ尿卟啉原Ⅰ同合酶尿卟啉原Ⅲ同合酶尿卟啉原Ⅲ脱羧酶反应部位：胞液④血红素的生成反应部位：线粒体粪卟啉原Ⅲ原卟啉原Ⅸ原卟啉Ⅸ血红素粪卟啉原Ⅲ氧化脱羧酶亚铁螯合酶原卟啉原Ⅸ氧化酶①合成的主要部位是骨髓和肝脏，但成熟红细胞不能合成；②合成的原料简单：琥珀酰CoA、甘氨酸Fe2+等小分子物质；③合成过程的起始与最终过程在线粒体，中间过程在胞液。血红素合成的特点①ALA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⑵合成的调节③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Hb的合成，促使原始红细胞的繁殖和分化。②ALA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)。血红素合成后与珠蛋白结合成血红蛋白。珠蛋白的合成同一般蛋白质的合成，其合成受血红素调控。2.血红蛋白的合成高铁血红素cAMP+2C+cAMP-2ReIF-2激酶（无活性）eIF-2（有活性）eIF-2—（无活性）P+－ATPADPATPADP+高铁血红素对起始因子2的调节eIF-2激酶—（有活性）PR2C2(PKA)•糖代谢：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。•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。•氨基酸和蛋白质代谢：组胺二、白细胞代谢