第18章 血液生化

主要内容:1.血液的基本组成和血浆蛋白质;2.血液凝固与纤维蛋白溶解;3.血细胞血红素合成铁代谢体液细胞外液细胞内液血液体重的8％细胞间液淋巴液第一节血液的组成及其化学成分和功能一、血液的组成有形成分：红细胞、白细胞、血小板等液态的血浆血液的化学性质含水量：80％左右PH：7.35～7.45比重：1.050～1.060渗透压：37度时为6.8个大气压*全血、血浆、血清的制备全血＝血浆+有形成分（制备时需加抗凝剂）血浆＝全血-有形成分（制备时需加抗凝剂，全血样品离心后吸取上层清液）血清＝全血–有形成分–纤维蛋白原＝血浆–纤维蛋白原（制备时无需加抗凝剂）血浆与血清成分的最主要区别：是否含有纤维蛋白原血清二、血液的化学成分H2O气体：O2、CO2、N2可溶性固体：*化学成分的改变可了解体内的异常情况有机物（蛋白质、非蛋白含氮化合物、糖类、脂类、维生素等）无机物（电介质-Na+、K+、Cl-、HCO3-等离子）三、血液非蛋白含氮化合物定义：血液中除蛋白质以外的含氮物质种类：尿素(urea)、尿酸(uricacid)、肌酸(creatine)、肌酐(creatinine)、氨基酸、氨、多肽、胆红素(bilirubin)等来源：绝大多数为蛋白质和核酸分解代谢的终产物去路：经血液运输到肾脏随尿排出体外NPN：non-protein-nitrogen血液非蛋白含氮化合物所含的氮量BUN：blood-urea-nitrogenNPN的1/2~1/3**NPN、BUN反映肾的排泄功能和蛋白质在体内的代谢*现在可通过直接测定血中尿素的含量来反应肾脏的排泄功能及蛋白质在体内的代谢状况-更为方便和准确氮质血症+肌酐肌酐(creatinine)：肌酸代谢的终产物*不受摄入蛋白质的影响,更正确的反映肾功能尿酸（uricacid):体内嘌呤化合物分解代谢的终产物尿酸肾排泄障碍嘌呤分解过多血氨合成尿素；肝功能障碍时，血氨，血尿素第二节血浆蛋白质PlasmaProtein一、血浆蛋白的含量与分类血浆蛋白总浓度：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。1、盐析法分类:(NH4)2SO425%纤维蛋白原(fibrinogen,3~4g/L)50%球蛋白(globulin,G,20~30g/L)100%白蛋白(albumin,A,35~55g/L)*A/G(1.5~2.5)2.依据电泳(electrophoresis)结果分类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3、血浆功能性蛋白质与血浆非功能性蛋白质组织合成后分泌入血浆中发挥生理功能包括：抗体、补体、凝血酶原、生长调节因子、转运蛋白等反映机体代谢方面的变化血浆功能性蛋白质1、合成：多数~肝细胞，-G~浆细胞少数~内皮细胞2、分泌性蛋白质：粗面内质网上的核糖体合成蛋白质前体修饰加工成熟蛋白3、几乎都是糖蛋白，含有寡糖链、使蛋白质的半衰期延长4、许多具有多态性，如运铁蛋白、铜蓝蛋白和结合珠蛋白5、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)，如C反应蛋白、α1抗胰蛋白酶等。血浆功能性蛋白质的特点血浆非功能性蛋白质细胞更新、被破坏和细胞通透性改变时溢入血浆包括：血红蛋白、淀粉酶、转氨酶等反映组织的更新、破坏或细胞通透性的改变人类血浆蛋白质的分类种类血浆蛋白质1、结合蛋白或载体清蛋白、载脂蛋白、运铁蛋白、铜蓝蛋白等2、免疫防御系统蛋白IgG、IgM、IgA、IgD、IgE和补体C2~C9等3、凝血和纤溶蛋白凝血因子、凝血酶原、纤溶酶原等4、酶卵磷脂：胆固醇酰基转移酶等5、蛋白酶抑制剂α1抗胰蛋白酶、α2巨球蛋白等6、激素促红细胞生成素、胰岛素等7、参与炎症应答的蛋白C-反应蛋白、α2酸性糖蛋白等二、血浆蛋白质的功能*清蛋白：浓度最高、分子量最低、pI最低调节血浆胶体渗透压和PH值血浆白蛋白含量合成原料不足（营养不良等）合成能力降低（严重肝病等）丢失过多（大面积烧伤等）分解过多（甲亢等）水肿运输功能：结合运输下列物质容易通过肾脏流失者(运铁蛋白-Fe3+、HP-Hb、铜蓝蛋白)容易被酶破坏或被细胞摄取者(T3、T4)难溶于水的物质(类固醇、脂类)某些药物*HP.Hb（血浆结合珠蛋白.血红蛋白复合物）*运铁蛋白⑴1球蛋白⑵运输Fe3+⑶减少游离Fe3+的毒性*铜蓝蛋白一种亚铁螯合酶金属蛋白(Cu2+)Fe2+Fe3+免疫功能免疫球蛋白(immunoglobulin)分类：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE补体(complement)Ag-Ab→补体系统→靶细胞、病原体凝血与抗凝血功能营养功能见第三节三、血浆酶类血浆功能性酶血浆非功能性酶肝或血管内皮细胞合成后分泌入血浆凝血与纤溶有关的酶、肾素、脂蛋白脂肪酶等在细胞内合成并存在于细胞中细胞酶和外分泌酶细胞膜通透性、细胞受损、腺体病变→酶第三节血液凝固止血的过程1)受伤血管收缩2)形成疏松血小板栓塞-白色血栓形成3)血液凝固---红色血栓形成4)血栓溶解瀑布样学说cascade——酶促级联反应血液凝固是血液由液态转变为固态的过程，是一系列凝血因子被其前因子激活最终生成凝血酶，凝血酶则使纤维蛋白原转变为纤维蛋白凝块的一系列酶促反应过程。*凝血一、凝血因子凝血因子化学本质合成场所及参与凝主要功能是否依赖VK血途径Ⅰ纤维蛋白原糖蛋白肝共同形成纤维蛋白凝胶Ⅱ凝血酶原糖蛋白肝，是共同丝氨酸蛋白酶，催化纤维蛋白原转化为纤维蛋白Ⅲ组织因子脂蛋白组织内皮细胞外源Ⅶ的辅因子单核细胞Ⅳ钙离子内源外源共同多种因子的辅因子Ⅴ前加速素糖蛋白肝共同X的辅因子Ⅶ血清凝血酶原糖蛋白肝，是外源丝氨酸蛋白酶，激活X转变加速素(SPCA)凝血因子化学本质合成场所及参与凝主要功能是否依赖VK血途径Ⅷ抗血友病A球蛋白糖蛋白肝内源Ⅸ的辅因子加速X的生成Ⅸ抗血友病B因子糖蛋白肝，是内源丝氨酸蛋白酶激活XⅩStuartPrower因子糖蛋白肝，是共同丝氨酸蛋白酶激活ⅡⅪ抗丙种血友病因子糖蛋白肝内源丝氨酸蛋白酶激活ⅨⅫ接触因子糖蛋白肝内源丝氨酸蛋白酶激活Ⅺ、PKⅩⅢ纤维蛋白稳糖蛋白肝、血小板共同纤维蛋白交联稳定定因子转谷氨酰胺酶前激肽释放酶(PK)糖蛋白肝内源丝氨酸蛋白酶激活Ⅻ高分子量激肽原糖蛋白肝内源辅因子激活Ⅻ、PK肝细胞合成：除Ⅲ、Ⅳ因子糖蛋白：除Ⅲ、Ⅳ因子存在于血浆中：除Ⅲ因子纤维蛋白原是凝血过程的中心蛋白5种辅因子：Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅷ、HMWK8种酶原：Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ、PK、ⅩⅢ其中7种为丝氨酸蛋白酶原依赖VK的凝血因子：Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ依赖VK的凝血因子ⅡⅦⅨⅩ结构：氨基末端含有-羧基谷氨酸残基(Gla)羧化作用由-谷氨酰羧化酶催化辅酶为VK机制：-碳原子上的羧基与Ca2+螯合通过Ca2+与血小板或Ⅲ因子的磷脂表面结合加速凝血反应双香豆素类抗凝药物华法林钠的抗凝机制：结构与维生素K相类似抑制γ-谷氨酰羧化酶的活性维生素K缺乏：ⅡⅦⅨⅩ因子合成受影响，导致无活性异常凝血因子的出现，引起皮下、肌肉、胃肠道等出血症状，可给与补充维生素K而得到治疗。具有丝氨酸蛋白水解酶作用的凝血因子ⅡⅦⅨⅩⅪⅫPK活性中心附近肽段的氨基酸顺序：以SER为酶的活性中心基团周围Gly-Asp-SER-Gly-Gly-Pro的序列能水解蛋白质通过PK→Ⅻ→Ⅺ→Ⅸ→Ⅹ→Ⅱ、Ⅶ→Ⅹ→Ⅱ形成信号的级联放大反应需要Ca2+、磷脂、蛋白质辅因子参加辅因子：Ⅲ、Ⅴ、Ⅷ、HMWK和Ca2+Ⅲ：TF(tissuefactor)Ⅶ的辅因子，启动外源性凝血过程脂蛋白，多种组织细胞合成，分布广泛组织损伤、感染、肿瘤等时，释放入血Ⅴ：X的辅因子Ⅷ：Ⅸ的辅因子促使反应加速Ⅷ：曾被称为抗血友病因子因编码因子Ⅷ或因子Ⅸ的基因突变或缺失所导致的血浆中因子Ⅷ或因子Ⅸ缺乏，称为血友病；缺乏因子Ⅷ称为血友病A；缺乏因子Ⅸ称为血友病B。X性染色体连锁性遗传病，大多为皮肤粘膜出血，重症患者有关节、肌肉等深部出血症状，严重者危及生命。HMWK：Ⅻa、PK的辅因子参与内源性凝血途径的接触活化Ⅳ：Ca2+，多种因子的辅因子介导凝血因子与磷脂表面形成复合物加速凝血因子的激活Ⅰ因子纤维蛋白原内源性凝血途径启动方式：血管内膜受损或血液与带负电荷的异物表面接触，使Ⅻ因子活化参与因子：ⅫPKHMWKⅪⅨⅩⅣⅧ人为分成三个阶段：1）接触活化阶段；2）因子Ⅸ的激活；3）因子Ⅹ的激活外源性凝血途径启动方式：组织损伤释放组织因子Ⅲ因子参与因子：ⅢⅦⅩⅣ凝血的共同途径－一旦形成Ⅹa参与因子：ⅩⅣⅤⅡⅠⅩⅢ激肽释放酶HMWKⅫⅫa前激肽释放酶ⅪⅪa胶原等带负电荷的物质接触活化内源性凝血途径(intrinsiccoagulationpathway)Arg-ValⅪⅪaⅨⅨaⅨa-Ca2+-ⅧXXaCa2+，Ⅷ调速步骤液相Ca2+内源性凝血途径(intrinsiccoagulationpathway)血友病甲：Ⅷ血友病乙：ⅨArg145-Ala146Arg180-Val181磷脂膜表面激肽释放酶HMWKⅫⅫa前激肽释放酶原ⅪⅪaⅨⅨaⅨa-Ca2+-ⅧXXa心内膜受损Ca2+，Ⅷ接触活化调速步骤Ca2+内源性凝血途径血友病A：Ⅷ因子缺乏血友病B：Ⅸ因子缺乏Arg-ValArg145-Ala146Arg180-Val181磷脂膜表面组织损伤ⅢⅦⅦa-Ca2+-ⅢXXaCa2+Ca2+，Ⅷ外源性凝血途径(extrinsiccoagulationpathway)组织因子的释放Ⅶ-Ca2+-Ⅲ复合物的生成Ⅲ因子的磷脂部分提供凝血反应的催化表面XaXa-Ca2+-ⅤⅡⅡa纤维蛋白原(A-B-)2纤维蛋白单体(、、)2可溶性纤维蛋白多聚体｛(--)2｝n稳定的纤维蛋白多聚体凝血酶原激活物Ca2+，ⅤCa2+ⅩⅢaⅩⅢ凝血的共同途径(commonpathway)磷脂膜表面SSSS-NH2H2N--NH2-NH2H2N-H2N-COOHCOOHCOOHHOOCHOOCHOOCSSSS-NH2H2N--NH2-NH2H2N-H2N-COOHCOOHCOOHHOOCHOOCHOOCAB纤维蛋白原结构及凝血酶作用示意图凝血酶thrombine纤维蛋白单体的形成与交联激肽释放酶前激肽释放酶原HMWKⅫⅫaⅪⅪa组织损伤ⅨⅨaⅢⅨa-Ca2+-ⅧⅦa-Ca2+-ⅢⅦXXaXa-Ca2+-ⅤⅡⅡa纤维蛋白原(A-B-)2纤维蛋白单体(、、)2可溶性纤维蛋白多聚体(--)2稳定的纤维蛋白多聚体凝血酶原激活物胶原等带负电荷的物质Ca2+Ca2+，ⅧCa2+Ca2+，ⅤCa2+ⅩⅢaⅩⅢ内源性凝血外源性凝血凝血的共同途径接触活化调速步骤内源性凝血外源性凝血起始因子ⅫⅢ起始原因破裂的血管暴露出胶原纤维；玻璃等负电性物质组织损伤因子存在部位血浆血浆、组织提供磷脂胶粒血小板脂蛋白上的磷脂作用时间5-10秒12秒不同因子Ⅻ、Ⅺ、Ⅸ、ⅧⅢ、Ⅶ相同因子Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅹ、ⅩⅢ磷脂的作用血液凝固的调节心血管内膜光滑完整凝血因子处于非活性状态血液的冲刷与稀释肝脏清除活化的凝血因子血中的抗凝物质AT-Ⅲ：antithrombinⅢ肝脏合成，2-G，活性最强与ⅡⅨⅩⅪⅫPK形成复合物肝素：(heparin)肥大细胞合成，酸性蛋白聚糖硫酸根带的负电荷与AT-Ⅲ的Lys残基的正电荷结合；抑制血小板粘聚。肝素辅因子-Ⅱ：单链糖蛋白，肝素作用血中的抗凝物质PC：肝脏合成，依赖VK糖蛋白，GlaAPC灭活凝血辅因子、促进纤溶阻碍Ⅹa与Bpc磷脂结合PS：肝脏合成，依赖VK含Gla的糖蛋白，加速APC对Ⅴ、Ⅶ的灭活阻断补体系统的激活TFPI：tissuefactorpathwayinhibitorBpc、血管内皮细胞、单核细胞、肝细胞Ⅶa-Ca2+-Ⅲ活性