第十一章 血液生化

目录第十一章血液的生物化学HemalBiochemistry目录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目录粉管、抗凝管血浆有形成分凝血块血清目录第一节血浆蛋白质PlasmaProtein目录一、血浆蛋白的分类与性质血浆蛋白总浓度：60～80g/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。血浆蛋白的种类很多，含量也极不相同，有多种分类方法，现介绍几种最常用的分类方法。目录1.依据电泳(electrophoresis)结果分类(血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳分类)（一）血浆蛋白的分类2球蛋白白蛋白(albumin)1球蛋白(globulin)球蛋白球蛋白目录A白蛋白12白蛋白12B血清蛋白电泳图谱目录人类血浆蛋白质的分类种类血浆蛋白1.载体蛋白2.免疫防御系统蛋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白蛋白、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抗糜蛋白酶、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.依据生理功能分类目录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.除白蛋白外，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质(acutephaseproteinAPP)。（二）血浆蛋白的性质与特点目录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、血浆蛋白质的生理功能目录第二节血液凝固（bloodcoagulation）目录一、凝血因子与抗凝成分(一)凝血因子的种类与命名1.共有14种2.Ⅳ为无机离子钙，其它都是蛋白质3.Ⅲ存在于组织中，为脂蛋白，其他存在于血浆中，为糖蛋白4.大多数凝血因子都在肝中合成（Ⅲ、ⅩⅢ除外）5.Ⅰ为纤维蛋白原，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅷ、HMWK为辅助因子外，其他都以酶原形式存在目录(二)凝血因子化学本质、结构与功能可将其分成以下4类：1.依赖VitK的凝血因子（1）种类(Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ)（2）结构特点N末端含有多个γ羧基Glu残基（γ-rboxyglutamate,Gla）Gla的生成：γ-Glu酰羧化酶催化，辅酶为氢醌式VitK,需硫辛酸参与。目录2.具Ser蛋白水解酶活性的凝血因子（1）种类：Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ、PK（2）结构特点活性中心肽段的AＡ顺序与一些蛋白水解酶的相应区域相似，关键活性氨基酸为Ser。（3）作用水解Arg残基羧基端所形成的肽键。目录3.辅因子(1)种类：Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅷ、HMWK(2)特点：A.因子Ⅲ（组织因子tissuefactor,TF）①唯一由组织细胞合成，存在于组织细胞内，血浆中不存在。②组织损伤，感染等TF释放，作为Ⅶ的辅因子启动外源性凝血。B.因子Ⅷ（抗血友病A因子）①因子Ⅷ与vＷＦ因子形成复合物发挥作用。目录②因子Ⅷ的作用是加速Ⅸ的活化③因子vWF的作用：稳定因子Ⅷ、参与PT粘附、凝集功能C.HMWK:Ⅻa和PK的辅因子，参与内源性凝血过程的启动。D.Ca２＋：作为桥梁介导凝血因子与磷脂表面形成复合物，浓缩凝血因子，加速活化。4.纤维蛋白原凝血的中心蛋白，在凝血酶催化下,水解，并多聚体化，完成血凝过程。目录（三）血中的抗凝因素1.凝血因子无活性2.血管内膜光滑3.血流迅速4.肝脏清除5.血中存在抗凝物目录主要的抗凝物质有：⑴抗凝血酶Ⅲ（antithrombinⅢ,ATⅢ）合成：肝合成的α2球蛋白功能：与Ⅱa、Ⅸa、Ⅹa、Ⅺa、Ⅻa、PK等形成1：1的共价复合物，使之灭活机制：ATⅢ中的Arg残基与上述因子中的Ser残基结合后，封闭活性中心而失活特点：活性最强的抗凝物目录⑵肝素（heparin）与肝素辅因子Ⅱ合成：肥大细胞和嗜碱性细胞生成分泌，酸性糖蛋白功能：ATⅢ的变构激活剂机制：改变AT-Ⅲ的构象特点：血中含量低，抗凝作用小，肝素辅因子Ⅱ，可提高其抗凝作用目录（３）蛋白C（PC）和蛋白S（PS）合成：肝合成的依赖VitK的含Gla的糖蛋白功能：PC灭活辅因子Ⅴ、Ⅷ，抑制凝血酶原复合物的生成，促进纤溶，PS为PC的加速剂。特点：PC的活性受凝血酶的调节目录二、两条凝血途径血凝按触发凝血的方式及参与因子的情况将其分为：内源性凝血途径intrinsiccoagulationpathway外源性凝血途径extrinsiccoagulationpathway凝血的共同途径commonpathway内外源性凝血途径既有各自特点又相互联系目录（一）内源性凝血途径1.接触活化阶段2.凝血酶的生成3.纤维蛋白形成（1）接触活化（contactactivation）参与因子：Ⅻ、Ⅺ前激肽释放酶（PK）高分子量激肽原(HMWK)目录（2）因子Ⅸ的激活参与因子：Ⅺa、Ca2+、Ⅸ（3）因子Ⅹ的活化参与因子：Ⅸa、Ⅷ、Ca2+、Ⅹ形成复合物:Ⅸa+Ca2++Ⅷ(血浆凝血因子Ⅸ缺乏——血友病B,而因子Ⅷ缺乏导致血友病A)目录ⅫⅫaⅪⅪaⅨⅨaⅨa--Ca2+--Ⅷ复合物HMWKCa2+Ca2+,Ⅷ目录(2)凝血酶的生成在Ⅸa—Ca2+--Ⅷ复合物作用下血浆中的凝血酶原(因子Ⅱ)转变为具有活性的凝血酶(因子Ⅱa)(3)纤维蛋白的形成凝血酶(因子Ⅱa)催化下纤维蛋白原(Ⅰ)转变为纤维蛋白(Ⅰa)ⅡⅡaⅠⅠa目录（二）外源性凝血途径1.概念2.过程（1）组织因子的释放TF---存在于多种细胞膜上的一种跨膜蛋白,N端有Ⅶ受体---与因子Ⅶ结合,C端有磷脂结构—提供凝血的催化场所（2）Ⅲ--Ca2+--Ⅶ复合物的形成（3）Ⅲ--Ca2+--Ⅶ复合物的作用激活因子Ⅹ,Xa加速Ⅶ的活化(正反馈）目录（三）凝血的共同途径由Ⅹa生成后的凝血途径是内外源性凝血途径所共有过程：1、凝血酶的生成（1）参与因子：Ⅹa，Ca2+Ⅴ（2）过程特点：a.凝血酶原复合物的形成是在PT磷脂表面（血管内皮细胞、中性粒细胞，淋巴细胞也可提供磷脂表面）目录b.Ⅱa的作用①使纤维蛋白原转变为纤维蛋白单体②激活Ⅴ、Ⅷ、2个辅因子及因子Ⅸ、Ⅻ的活化2.纤维蛋白的形成与交联（1）参与因子：Ⅱa，Ⅰ、Ca2+ⅫI（2）过程目录纤维蛋白原组成（Aα、Bβ、γ）2α：63，400610aaβ：56，000461aaγ：47，000420aa因子XIII结构：三对不同的多肽链组成的四聚体作用：纤维蛋白单体间形成桥键目录内外源性凝血系统的相互关系：⑴内源性凝血途径所生成的Ⅻa可激活外源性凝血途径中的Ⅶ。⑵外源性凝血途径中的Ⅶa则可激活内源性凝血途径中的Ⅸ。⑶凝血共同途径中的Ⅹa、Ⅱa均可正反馈促进内外源性凝血途径。⑷内外源性凝血途径彼此关联，现认为外源性凝血途径起主导地位。目录目录三、磷脂在血凝过程中的作用提供磷脂的物质：因子Ⅲ，PT、血管内皮细胞、中性粒细胞、淋巴细胞也可提供磷脂表面。磷脂的作用：带负电荷的磷脂在Ca2+协同下，与多种凝血因子结合，使凝血因子局部浓度升高，凝血加速。目录四.血凝块的溶解(一)纤溶酶的生成纤溶酶原：肝、肾、嗜酸性细胞合成的单链糖蛋白纤溶酶原的激活途径：①内激活PKa催化外激活途径tPA、uPA③药物激活链激酶、尿激酶纤溶酶：特点：Ser蛋白水解酶作用：纤维蛋白（原）降解Ⅴ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅻ水解目录(二)纤维蛋白的溶解纤维蛋白降解产物概念（三）纤溶抑制物①纤溶酶原激活物的抑制物与t-PA或u-PA结合，抑制其对纤溶酶原的激活②纤溶酶的抑制剂肝合成的α2抗纤溶酶某些疾病时凝血或纤溶的异常目录第三节红细胞代谢MetabolismofBloodCells目录一、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。目录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缩酸循环氧化磷酸化糖酵解磷酸戊糖途径＋＋*＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－＋＋注：“+”，“-”分别表示该途径有或无*晚幼红细胞为“-”目录（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+目录葡萄糖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旁路目录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。目录2,3-BPG是调节血红蛋白(Hb)运氧的重要因素，可增加Hb与氧的亲和力。⑵2,3-BPG的功能目录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的功能葡萄糖6-磷酸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目录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。（二）脂代谢目录（三）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*血红蛋白的合成血红蛋白的组成血红蛋白的合成目录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+目录⑴合成过程①-氨基--酮戊酸(-aminolevulinicacid,ALA)的生成：由ALA合酶(ALAsynthase)催化，是血红素合成的关键酶+HSCoA+CO2ALA合酶（磷酸吡哆醛）反应部位：线粒体COOHH2CCH2C～SCoAOCH2NH2COOHCOOHH2CCH2CCH2NH2O目录②胆色素原的生成ALA生成后从线粒体进入胞液ALA脱水酶2H2O反应部位：胞液NHOHOOHONH2COOHCH2CH2CCNOHHHH目录③尿卟啉原与粪卟啉原的生成4×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：胞液目录④血红素的生成胞液中的粪卟啉原Ⅲ再进入线粒体反应部位：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氧化酶目录目录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。血红素合成的特点目录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合成的调节目录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)。目录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.血红蛋白的合成目录高铁血红素cAMP+2C+cAMP-2ReIF-2激酶（无活性）eIF-2（有活性）eIF-2—（无活