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1、血液的生物化学血液的生物化学v血浆蛋白血浆蛋白第十六章第十六章v血液凝固血液凝固v血细胞代谢血细胞代谢血液的生物化学血液的生物化学袁洁 v血液血液(blood)(blood)的的组成成 v血血浆(plasma) (plasma) 占全血容占全血容积55-60%55-60%v红细胞，白胞，白细胞，血小板胞，血小板v血清血清(serum) -(serum) -血液凝固后析出的淡黄色透明液体血液凝固后析出的淡黄色透明液体v血液的固体成分血液的固体成分v无机物：以无机物：以电解解质为主主v有机物：蛋白有机物：蛋白质、非蛋白、非蛋白质类含氮化合物、糖含氮化合物、糖类和脂和脂类等等 血血 液液 概概 况况
2、纤维蛋白原蛋白原可溶可溶纤维蛋白蛋白不可溶不可溶血液的生物化学血液的生物化学袁洁 纲纲 要要血血浆蛋白蛋白123血液凝固血液凝固血血细胞代胞代谢血浆蛋白质的分类与性质血浆蛋白质的分类与性质血浆蛋白质的功能血浆蛋白质的功能凝血因子与抗凝血成分凝血因子与抗凝血成分两条凝血途径、血块的溶解两条凝血途径、血块的溶解红细胞的代谢特点红细胞的代谢特点白细胞的代谢白细胞的代谢血液的生物化学血液的生物化学袁洁 血浆蛋白是维持体内代谢的重要血浆蛋白是维持体内代谢的重要物质物质 v血浆蛋白的分类与性质血浆蛋白的分类与性质v血浆蛋白的生理功能血浆蛋白的生理功能第一节第一节血液的生物化学血液的生物化学袁洁 一、血浆蛋
3、白的分类与性质一、血浆蛋白的分类与性质 血浆蛋白总浓度：血浆蛋白总浓度：7075g/Lv血血浆浆蛋蛋白白是是指指血血浆浆含含有有的的蛋蛋白白质质，是是血血浆浆中中的主要的固体成分。的主要的固体成分。v血血浆浆蛋蛋白白的的种种类类很很多多，含含量量也也极极不不一一样样，有有多多种种分分类类方方法法，现现引引见见几几种种最最常常用用的的分分类类方方法。法。血液的生物化学血液的生物化学袁洁 1. 根据电泳根据电泳(electrophoresis)结果分类结果分类一血浆蛋白的分类一血浆蛋白的分类 2球球 蛋蛋 白白清蛋白清蛋白 (albumin) 1球蛋白球蛋白(globulin) 球蛋白球蛋白 球蛋
4、白球蛋白血液的生物化学血液的生物化学袁洁 A 清蛋白清蛋白 1 2 清蛋白清蛋白 1 2 B血血 清清 蛋蛋 白白 电电 泳泳 图图 谱谱血液的生物化学血液的生物化学袁洁 人类血浆蛋白质的分类人类血浆蛋白质的分类 种种 类类 血血 浆浆 蛋蛋 白白1.载体蛋白载体蛋白2.免疫防御系统蛋白免疫防御系统蛋白3.凝血和纤溶蛋白凝血和纤溶蛋白4.酶酶5.蛋白酶抑制剂蛋白酶抑制剂6.激素激素7.参与炎症应答的蛋白参与炎症应答的蛋白清蛋白、脂蛋白、运铁蛋白、铜蓝蛋白等清蛋白、脂蛋白、运铁蛋白、铜蓝蛋白等IgG, IgM, IgA, IgD, IgE 和补体和补体C1-9 等等凝血因子凝血因子、凝血酶原、
5、纤溶酶原等、凝血酶原、纤溶酶原等卵磷脂：胆固醇酰基转移酶等卵磷脂：胆固醇酰基转移酶等 1抗胰蛋白酶、抗胰蛋白酶、 2巨球蛋白等巨球蛋白等促红细胞生成素、胰岛素等促红细胞生成素、胰岛素等C-反应蛋白、反应蛋白、 2酸性糖蛋白等酸性糖蛋白等2. 根据生理功能分类根据生理功能分类 血液的生物化学血液的生物化学袁洁 1. 绝大多数血浆蛋白在肝合成。绝大多数血浆蛋白在肝合成。 2. 血浆蛋白的合成场所普通位于膜结合的多核蛋白血浆蛋白的合成场所普通位于膜结合的多核蛋白体上。体上。 3. 除清蛋白外，几乎一切的血浆蛋白均为糖蛋白。除清蛋白外，几乎一切的血浆蛋白均为糖蛋白。 4. 许多血浆蛋白呈现多态性许多
6、血浆蛋白呈现多态性(polymorphism)。 5. 在循环过程中，每种血浆蛋白均有本人特异的半在循环过程中，每种血浆蛋白均有本人特异的半衰期。衰期。 6. 在急性炎症或某种类型组织损伤等情况下，某些在急性炎症或某种类型组织损伤等情况下，某些血浆蛋白的程度会增高，它们被称为急性时相蛋血浆蛋白的程度会增高，它们被称为急性时相蛋白质白质(acute phase protein APP)。二血浆蛋白的性质二血浆蛋白的性质血液的生物化学血液的生物化学袁洁 v 维持血浆胶体浸透压维持血浆胶体浸透压v 维持血浆正常的维持血浆正常的pHv 运输作用运输作用v 免疫作用免疫作用v 催化作用催化作用v 营养作
7、用营养作用v 凝血、抗凝血和纤溶作用凝血、抗凝血和纤溶作用二、血浆蛋白的功能二、血浆蛋白的功能血液的生物化学血液的生物化学袁洁 一维持血浆胶体浸透压一维持血浆胶体浸透压v清蛋白清蛋白最有效最有效维持胶体浸透持胶体浸透压7580%v分子量小分子量小69 kDav总含量大、摩含量大、摩尔浓度高度高v生理生理pH，负电性高，聚集水分子性高，聚集水分子清蛋白清蛋白浓度度胶体浸透胶体浸透压组织间隙水分隙水分水水肿血液的生物化学血液的生物化学袁洁 二维持血浆正常的二维持血浆正常的pHv正常血液正常血液pH为7.40.05v血血浆蛋白蛋白质：两性：两性电解解质，pH在在4.07.3之之间v与与盐离子构成离子
8、构成缓冲冲对血液的生物化学血液的生物化学袁洁 三运输作用三运输作用v结合脂溶性物合脂溶性物质，运，运输v结合小分子，防止从合小分子，防止从肾丧失失v磺胺、胆磺胺、胆红素、素、Ca2+、脂肪酸、脂肪酸v维生素生素A脂溶性脂溶性视黄醇黄醇retinol血浆中运输血浆中运输视黄醇黄醇结合蛋白合蛋白RBP前清蛋白前清蛋白prealbumin防止防止视黄醇氧化黄醇氧化防止防止视黄醇黄醇-视黄黄醇醇结合蛋白复合合蛋白复合物从物从肾丧失失血液的生物化学血液的生物化学袁洁 四免疫作用四免疫作用v免疫球蛋白免疫球蛋白体液免疫体液免疫v抗体：抗体：IgG, IgM, IgA, IgD, IgE v补体系体系统产生
9、溶菌、溶生溶菌、溶细胞作用胞作用vC1-9 等等血液的生物化学血液的生物化学袁洁 五催化作用五催化作用血清血清酶v血血浆功能功能酶催化功能催化功能v肝肝脏合成合成分泌入血分泌入血v蛋白水解蛋白水解酶v酶原原激活激活v假胆碱假胆碱酯酶、卵磷脂：胆固醇、卵磷脂：胆固醇酰基基转移移酶、脂蛋白脂肪脂蛋白脂肪酶v外分泌外分泌酶v胃蛋白胃蛋白酶、胰蛋白、胰蛋白酶、胰淀粉、胰淀粉酶、胰脂肪、胰脂肪酶、唾液淀粉、唾液淀粉酶v脏器受器受损诊断价断价值v细胞胞酶v细胞破碎胞破碎释放入血放入血临床床酶学学检验血液的生物化学血液的生物化学袁洁 六营养作用六营养作用v3L血浆，血浆，200g蛋白质蛋白质v提供氨基酸、分
10、解供能提供氨基酸、分解供能v凝血因子、抗溶血物质、纤溶物质凝血因子、抗溶血物质、纤溶物质v血管破损、止血血管破损、止血七凝血、抗凝血和纤溶作用七凝血、抗凝血和纤溶作用血液的生物化学血液的生物化学袁洁 血浆蛋白质异常与临床疾病血浆蛋白质异常与临床疾病v血浆蛋白质在维持人体正常代谢中有重要功能，血浆蛋白质在维持人体正常代谢中有重要功能，血浆蛋白质异常可见于多种临床疾病：血浆蛋白质异常可见于多种临床疾病：风湿病风湿病肝疾病肝疾病多发性骨髓瘤多发性骨髓瘤多发性骨髓瘤血浆蛋白电泳图谱多发性骨髓瘤血浆蛋白电泳图谱血液的生物化学血液的生物化学袁洁 血液凝固血液凝固 v凝血因子、抗凝血成分凝血因子、抗凝血成分
11、v两条凝血途径两条凝血途径v血凝块的溶解血凝块的溶解第二节第二节血液的生物化学血液的生物化学袁洁 血液凝固血液凝固blood coagulation 内外源要素引起血液内发生一系列酶促级内外源要素引起血液内发生一系列酶促级联反响，使血液由液体形状转为凝胶形状。是联反响，使血液由液体形状转为凝胶形状。是止血的重要组成部分。止血的重要组成部分。血液的生物化学血液的生物化学袁洁 止血止血过程程 四个四个阶段段1.受损血管收缩，减少和减慢受损部位的血流受损血管收缩，减少和减慢受损部位的血流 2.血管内皮细胞产生血管内皮细胞产生vWF血管性假血友病因子血管性假血友病因子 vWF + 血小板糖蛋白血小板糖
12、蛋白Ib + 内皮下胶原内皮下胶原 桥桥梁梁梁梁 血小板粘附于内皮下血小板粘附于内皮下血小板粘附于内皮下血小板粘附于内皮下 凝血凝血凝血凝血酶酶 激活激活 释放释放ADP 花生四烯酸代谢花生四烯酸代谢 血栓素血栓素 血小板聚集，与血小板聚集，与血小板聚集，与血小板聚集，与纤维纤维蛋白原聚集成蛋白原聚集成蛋白原聚集成蛋白原聚集成团团 白色血栓白色血栓 皮皮下下或或部部分分血液的生物化学血液的生物化学袁洁 3.纤维蛋白原转变成纤维蛋白纤维蛋白原转变成纤维蛋白 聚集聚集 网状网状 血细胞血细胞 粘附粘附 红红色血栓色血栓色血栓色血栓 4.纤溶酶部分或完全水解血栓纤溶酶部分或完全水解血栓凝血因子凝血因
13、子抗凝血因子抗凝血因子纤溶系溶系统 协同作用：同作用： 防治血液流失、防治血液流失、坚持血流持血流畅通通 血液的生物化学血液的生物化学袁洁 一、凝血因子一、凝血因子凝血因子：参与血液凝固的因子凝血因子：参与血液凝固的因子除因子除因子和和外，均外，均为糖蛋白；大部分由肝合成糖蛋白；大部分由肝合成因子因子为脂蛋白脂蛋白组织因子因子TF因子因子、激、激肽释放放酶原和高分子激原和高分子激肽原等参原等参 与接触活化与接触活化因子因子、和和均均对凝血凝血酶敏感敏感 因子因子、和和 是依是依赖Vit K的凝血因子的凝血因子血液的生物化学血液的生物化学袁洁 血液的生物化学血液的生物化学袁洁 二、两条凝血途径二
14、、两条凝血途径二、两条凝血途径二、两条凝血途径血液的生物化学血液的生物化学袁洁 凝血凝血酶的作用：催化切除的作用：催化切除纤维肽A、B，使，使纤维蛋白原蛋白原转变 成成纤维蛋白暴露粘合位点，去除蛋白暴露粘合位点，去除电荷的荷的 相斥作用；激活因子相斥作用；激活因子。血液的生物化学血液的生物化学袁洁 血液的生物化学血液的生物化学袁洁 凝血凝血凝血凝血酶酶血液的生物化学血液的生物化学袁洁 一抗凝血成分：一抗凝血成分：抗凝血抗凝血酶AT- 、蛋白、蛋白C系系统和和组织因子因子途径抑制物途径抑制物1、抗凝血、抗凝血酶：是血：是血浆中最重要的生理性中最重要的生理性 抗凝物抗凝物质。作用：耐久地。作用：耐
15、久地灭活凝血活凝血酶； 抑制凝血因子抑制凝血因子a、a、a、a 、 纤溶溶酶、胰蛋白、胰蛋白酶和激和激肽释放放酶，引起，引起 抗凝。抗凝。三、抗凝血系三、抗凝血系统血液的生物化学血液的生物化学袁洁 2、蛋白、蛋白C系统系统 包括蛋白包括蛋白C(PC)、蛋白、蛋白S(PS) 和蛋白和蛋白C抑制物。抑制物。PCPC：激活的：激活的PCPC经过蛋白水解作用使蛋白水解作用使aa和和aa灭 活；促活；促进纤维蛋白溶解蛋白溶解 PSPS：作：作为APCAPC的的辅因子加速因子加速APCAPC对aa的的灭活，活，中中 断血液凝固的断血液凝固的级联反响反响蛋白蛋白C抑制物：能与抑制物：能与PC结合构成复合物而
16、灭活结合构成复合物而灭活APC3、组织因子途径抑制物因子途径抑制物TFPI：单链糖蛋白糖蛋白 直接抑制活化的直接抑制活化的因子而抑制凝血。因子而抑制凝血。血液的生物化学血液的生物化学袁洁 二纤溶系统二纤溶系统血纤维蛋白溶酶原激活血纤维蛋白溶酶原激活纤维蛋白溶解纤维蛋白溶解两个阶段两个阶段血液的生物化学血液的生物化学袁洁 血细胞的代谢血细胞的代谢v红细胞的代谢特点红细胞的代谢特点v白细胞的代谢白细胞的代谢第三节第三节血液的生物化学血液的生物化学袁洁 一、一、红细胞的代胞的代谢特点特点v红细胞胞是是血血液液中中最最主主要要的的细胞胞，它它是是在在骨骨髓髓中中由由造造血干血干细胞定向分化而成的胞定向
17、分化而成的红系系细胞。胞。v在在成成熟熟过程程中中，红细胞胞发生生一一系系列列形形状状和和代代谢的的改改动。血液的生物化学血液的生物化学袁洁 骨髓造血干细胞骨髓造血干细胞定向分化定向分化 红系祖细胞红系祖细胞原始红细胞原始红细胞早幼红早幼红中幼红中幼红晚幼红晚幼红网织红网织红成熟成熟成熟成熟红细红细胞胞胞胞血液的生物化学血液的生物化学袁洁 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 代谢能力代谢能力 有核有核红细胞红细胞 网织网织红细胞红细胞 成熟成熟红细胞红细胞分裂增殖能力分裂增殖能力DNA 合合 成成RNA 合合 成成RNA 存存 在在蛋白质合成蛋白质合成血红素合成血红素合成脂类
18、合成脂类合成三羧缩酸循环三羧缩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 * 注：注：“+“+，“-“-分分别表示表示该途径有或无；途径有或无；* *晚幼晚幼红细胞胞为“-“-血液的生物化学血液的生物化学袁洁 一糖代谢一糖代谢1. 糖酵解和糖酵解和2, 3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(2, 3-BPG)旁路旁路2. 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径, 主要功能是产生主要功能是产生NADPH+H+2mol ATP2mol NADH+H+血液的生物化学血液的生物化学袁洁 葡萄糖葡萄糖1, 3-BPG3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2, 3-BPG2, 3-BPG 磷酸磷酸酶 二磷酸甘油酸二磷酸
19、甘油酸变位位酶3-磷酸甘磷酸甘 油酸激油酸激酶 乳酸乳酸 2,3-BPG 旁旁 路路血液的生物化学血液的生物化学袁洁 3. 红细胞内糖代胞内糖代谢的生理意的生理意义 ATP的功能的功能v维持持红细胞胞膜膜上上钠泵(Na+-K+-ATPase)的的正正常常运运转v维持持红细胞胞膜膜上上钙泵(Ca2+-ATPase)的的正正常常运运转v维持持红细胞胞膜膜上上脂脂质与与血血浆脂脂蛋蛋白白中中的的脂脂质进展交展交换v少量少量ATP用于谷胱甘用于谷胱甘肽、NAD+ 的生物合成的生物合成v ATP用于葡萄糖的活化，启用于葡萄糖的活化，启动糖酵解糖酵解过程程血液的生物化学血液的生物化学袁洁 v2, 3-BP
20、G是是调理血理血红蛋白蛋白(Hb)运氧的重要要素运氧的重要要素v2, 3-BPG浓度升高，可降低度升高，可降低Hb与氧的与氧的亲和力。和力。 2, 3-BPG的功能的功能血液的生物化学血液的生物化学袁洁 v 对抗氧化抗氧化剂，维护细胞膜蛋白、血胞膜蛋白、血红蛋白和蛋白和酶蛋白的蛋白的巯基等不被氧化，从而基等不被氧化，从而维 持持红细胞的正胞的正常功能。常功能。 NADH和和NADPH的功能的功能葡萄糖葡萄糖6-磷酸磷酸6-磷酸磷酸葡萄糖酸葡萄糖酸NADP+NADP+H+2GSHGSSGH2O22H2O6磷酸葡萄磷酸葡萄糖脱氢酶糖脱氢酶谷胱甘肽谷胱甘肽复原酶复原酶谷胱甘肽过谷胱甘肽过氧化物酶氧化
21、物酶血液的生物化学血液的生物化学袁洁 v 成成熟熟红细胞胞不不能能从从头合合成成脂脂肪肪酸酸，经过自自动参参入入和和被被动交交换不不断断的的与与血血浆进展展脂脂质交交换，维持其正常的脂持其正常的脂类组成、构造和功能。成、构造和功能。二脂二脂 代代 谢谢血液的生物化学血液的生物化学袁洁 三血红蛋白的合成与调理三血红蛋白的合成与调理珠蛋白，血珠蛋白，血红素素(heme)(heme)血红蛋白的组成血红蛋白的组成血红蛋白的合成血红蛋白的合成v血红素的合成血红素的合成v珠蛋白的合成珠蛋白的合成v血红蛋白的合成血红蛋白的合成血液的生物化学血液的生物化学袁洁 1. 血红素的生物合成血红素的生物合成合成的组织
22、和亚细胞定位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。髓的幼红细胞和网织红细胞中合成。合成原料合成原料甘氨酸、琥珀酰甘氨酸、琥珀酰CoA、Fe2+血液的生物化学血液的生物化学袁洁 合成合成过程程 -氨基氨基-酮戊酸戊酸(- aminolevulinic acid ,ALA)的生成：由的生成：由ALA合合酶(ALA synthase)催催化，是血化，是血红素合成的关素合成的关键酶+HSCoA + CO2 ALA合酶合酶辅酶：磷酸吡辅酶：磷酸吡哆醛哆醛反响部位：反响部位：线粒体粒体血液的生物化学血液的生物化学袁洁 胆色素
23、原的生成胆色素原的生成ALA生成后从线粒体进入胞液生成后从线粒体进入胞液ALA脱水酶脱水酶2H2O反响部位：胞液反响部位：胞液血液的生物化学血液的生物化学袁洁 尿尿卟啉原与啉原与粪卟啉原的生成啉原的生成4x 胆色素原胆色素原线状四吡咯状四吡咯尿尿卟啉原啉原粪卟啉原啉原尿尿卟啉原啉原同合同合酶尿尿卟啉原啉原同合同合酶尿尿卟啉原啉原脱脱羧酶反响部位：胞液反响部位：胞液血液的生物化学血液的生物化学袁洁 血血红素的生成素的生成胞液中的胞液中的粪卟啉原啉原再再进入入线粒体粒体反响部位：反响部位：线粒体粒体粪卟啉原啉原原原卟啉原啉原原原卟啉啉血血红素素粪卟啉原啉原氧化脱氧化脱羧酶亚铁螯合酶亚铁螯合酶原
24、原卟啉原啉原氧化氧化酶血液的生物化学血液的生物化学袁洁 血血红素素的的生生物物合合成成血液的生物化学血液的生物化学袁洁 合成的主要部位是骨髓和肝合成的主要部位是骨髓和肝脏，但成熟，但成熟红细胞不能合成；胞不能合成； 合成的原料合成的原料简单：琥珀：琥珀酰CoA、甘氨酸、甘氨酸Fe2+等小分子物等小分子物质； 合成合成过程的起始与最程的起始与最终过程在程在线粒体，中粒体，中间过程在胞液。程在胞液。血血红素合成的特点素合成的特点血液的生物化学血液的生物化学袁洁 ALA ALA合合酶是血是血红素合成的限速素合成的限速酶受血受血红素反响抑制素反响抑制高高铁血血红素素剧烈抑制烈抑制某些固醇某些固醇类
25、激素可激素可诱导其生成其生成 合成的合成的调理理血液的生物化学血液的生物化学袁洁 促促红细胞生成素胞生成素(erythropoietin, EPO)(erythropoietin, EPO)与膜受体与膜受体结合，加速有核合，加速有核红细胞的成熟以及胞的成熟以及血血红素和的合成促使原始素和的合成促使原始红细胞的繁衍和分胞的繁衍和分化。化。 ALA ALA脱水脱水酶与与亚铁螯合螯合酶可被血可被血红素素 、重金属等抑制，、重金属等抑制，亚铁螯合螯合酶还需求复原需求复原剂( (如谷胱甘如谷胱甘肽) )。 血液的生物化学血液的生物化学袁洁 血血红素合成后与珠蛋白素合成后与珠蛋白结合成合成 血血红蛋白。
26、蛋白。 珠蛋白的合成同普通蛋白珠蛋白的合成同普通蛋白质的合成，其合成受的合成，其合成受血血红素素调控。控。2. 血血红蛋白的合成蛋白的合成血液的生物化学血液的生物化学袁洁 高铁血红素高铁血红素cAMP +2C+cAMP-2ReIF-2激激酶无活性无活性eIF-2有活性有活性eIF-2 无活性无活性P+ATPADPATPADP+高高铁血血红素素对起始因子起始因子2的的调理理eIF-2激激酶 有活性有活性PR2C2(PKA)血液的生物化学血液的生物化学袁洁 v糖代糖代谢：以糖酵解：以糖酵解为主，提供能量；磷酸戊糖途主，提供能量；磷酸戊糖途径径产生的生的NADPH经氧化氧化酶的的电子体系使子体系使
27、O2 复原复原产生超氧阴离子、生超氧阴离子、H2O2、OH等自在基，起等自在基，起杀菌菌作用。作用。v脂代脂代谢：不能从：不能从头合成脂肪酸；可将花生四合成脂肪酸；可将花生四烯酸酸转变成血栓素、前列腺素、白三成血栓素、前列腺素、白三烯等活性物。等活性物。v氨基酸和蛋白氨基酸和蛋白质代代谢： 组胺胺 二、白二、白细胞代胞代谢血液的生物化学血液的生物化学袁洁 小小 结血液的普通性状：总量，血清，血浆血液的普通性状：总量，血清，血浆 pH，比重，浸透压，电解质，比重，浸透压，电解质 NPN，BUN血浆蛋白质：分类与性质，功能血浆蛋白质：分类与性质，功能凝血与抗凝凝血与抗凝 ：凝血因子，：凝血因子，VitK红细胞的代谢：特点，红细胞的代谢：特点，2,3-BPG的生成及作用的生成及作用 ATP，NADPH；Hb的合成及其调理的合成及其调理白细胞的代谢：糖、脂、氨基酸和蛋白质代谢白细胞的代谢：糖、脂、氨基酸和蛋白质代谢血液的生物化学血液的生物化学袁洁
