第十六章血液的生物化学ppt课件

1、 1 第第 十十 六六 章章血液的生物化学血液的生物化学Hemal Biochemistry 2血液的组成血液的组成 红细胞，白细胞，血小板红细胞，白细胞，血小板血清血清-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血液的固体成分血液的固体成分无机物：以电解质为主无机物：以电解质为主有机物：蛋白质、非蛋白质类含氮化合物、糖类有机物：蛋白质、非蛋白质类含氮化合物、糖类 和脂类等和脂类等 血血 液液 概概 况况 3第第 一一 节节 血血 浆浆 蛋蛋 白白Plasma Protein 4一、血浆蛋白的分类与性质一、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/L血

2、浆蛋白是指血浆含有的蛋白质，是血浆中的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。主要的固体成分。血浆蛋白的种类很多，含量也极不一样，有多血浆蛋白的种类很多，含量也极不一样，有多种分类方法，现引见几种最常用的分类方法。种分类方法，现引见几种最常用的分类方法。 51. 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 球蛋白球蛋白 6 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 7

3、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.免疫防御系统蛋免疫防御系统蛋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、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

4、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 8 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

5、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 9维持血浆胶体浸透压维持血浆胶体浸透压维持血浆正常的维持血浆正常的pH运输作用运输作用免疫作用免疫作用催化作用催化作用营养作用营养作用凝血、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 10第第 三三 节节 血血 细细 胞胞 代代 谢谢Metabolism of Blood Cells 11一、红细胞的代谢特点一、红细胞的代谢特点 红细胞是血液中最主要的细

6、胞，它是在骨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髓中由造血干细胞定向分化而成的红系细胞。细胞。 12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：“+ +，“- -分分别表示该途径别表示该途径有或无有或无* *晚幼红细胞晚幼红细胞为为“- - 13

7、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)旁旁路路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+ 14 葡萄糖葡萄糖1, 3-BPG3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2, 3-BPG2, 3-BPG 磷酸酶磷酸酶 二磷酸甘油酸变位酶二磷酸甘油酸变位酶3-磷酸甘磷酸甘 油酸激酶油酸激酶 乳酸乳酸 2,3-BPG 旁旁 路路 153. 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v维持红细胞膜上钠泵维持红细胞膜上钠泵(Na+-K+-ATPase)的正常的正常运转运转v维持红细胞膜上钙泵维持红细胞膜上钙泵

8、(Ca2+-ATPase)的正常运的正常运转转v维持红细胞膜上脂质与血浆脂蛋白中的脂质进维持红细胞膜上脂质与血浆脂蛋白中的脂质进展交换展交换v少量少量ATP用于谷胱甘肽、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，启动糖酵解过程用于葡萄糖的活化，启动糖酵解过程 162, 3-BPG是调理血红蛋白是调理血红蛋白(Hb)运氧的重运氧的重要要素，可添加要要素，可添加Hb与氧的亲和力。与氧的亲和力。 2, 3-BPG的功能的功能 17 对抗氧化剂，维护细胞膜蛋白、血红蛋对抗氧化剂，维护细胞膜蛋白、血红蛋白和酶蛋白的巯基等不被氧化，从而维白和酶蛋白的巯基等不被氧化，从而维 持

9、红细胞的正常功能。持红细胞的正常功能。 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物酶 18 成熟红细胞不能从头合成脂肪酸，经过自动成熟红细胞不能从头合成脂肪酸，经过自动参入和被动交换不断的与血浆进展脂质交换，参入和被动交换不断的与血浆进展脂质交换，维持其正常的脂类组成、构造和功能。维持其正常的脂类组成、构造和功能。二脂二脂 代代 谢谢 19三血红蛋白的合成与调理三血红蛋白的合成与调理珠蛋白，血红素珠蛋

10、白，血红素(heme)(heme)血红素的合成血红素的合成珠蛋白的合成珠蛋白的合成血红蛋白的合成血红蛋白的合成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 201. 血红素的生物合成血红素的生物合成合成的组织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+ 21 合成过程合成过程 -氨基氨基-酮戊酸酮戊酸(- aminolevulinic acid ,ALA)的生成：由的生成：由ALA合酶合酶(ALA synt

11、hase)催化，是血红素合成的关键酶催化，是血红素合成的关键酶+HSCoA + CO2 ALA合酶合酶磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛反响部位：线粒体反响部位：线粒体COOHH2CCH2CSCoAOCH2NH2COOHCOOHH2CCH2CCH2NH2O 22胆色素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NHOHOOHONH2COOHCH2CH2CCNOHHHH 23 尿卟啉原与粪卟啉原的生成尿卟啉原与粪卟啉原的生成4x 胆色素原胆色素原线状四吡咯线状四吡咯尿卟啉原尿卟啉原粪卟啉原粪卟啉原尿卟啉原尿卟啉原同合酶同合酶尿卟

12、啉原尿卟啉原同合酶同合酶尿卟啉原尿卟啉原脱羧酶脱羧酶反响部位：胞液反响部位：胞液 24 血红素的生成血红素的生成胞液中的粪卟啉原胞液中的粪卟啉原再进入线粒体再进入线粒体反响部位：线粒体反响部位：线粒体粪卟啉原粪卟啉原原卟啉原原卟啉原原卟啉原卟啉血红素血红素粪卟啉原粪卟啉原氧化脱羧酶氧化脱羧酶亚铁螯合酶亚铁螯合酶原卟啉原原卟啉原氧化酶氧化酶 25 26 合成的主要部位是骨髓和肝脏，但成熟红合成的主要部位是骨髓和肝脏，但成熟红细胞不能合成；细胞不能合成； 合成的原料简单：琥珀酰合成的原料简单：琥珀酰CoA、甘氨酸、甘氨酸Fe2+等小分子物质；等小分子物质； 合成过程的起始与最终过程在线粒体，中合成

13、过程的起始与最终过程在线粒体，中间过程在胞液。间过程在胞液。血红素合成的特点血红素合成的特点 27 ALA ALA合酶合酶是血红素合成的限速酶是血红素合成的限速酶受血红素反响抑制受血红素反响抑制高铁血红素剧烈抑制高铁血红素剧烈抑制某些固醇类激素可诱导其生成某些固醇类激素可诱导其生成 合成的调理合成的调理 28 促红细胞生成素促红细胞生成素(erythropoietin, EPO)(erythropoietin, EPO)与膜受体结合，加速有核红细胞的成熟以及与膜受体结合，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衍和分血红素和的合成促使原始红细胞的繁衍和分化。化。 ALA ALA

14、脱水酶与亚铁螯合酶脱水酶与亚铁螯合酶可被血红素可被血红素 、重金属等抑制，亚铁螯合酶、重金属等抑制，亚铁螯合酶还需求复原剂还需求复原剂( (如谷胱甘肽如谷胱甘肽) )。 29血红素合成后与珠蛋白结合成血红素合成后与珠蛋白结合成 血红蛋白。血红蛋白。 珠蛋白的合成同普通蛋白质的合成，其合成受珠蛋白的合成同普通蛋白质的合成，其合成受血红素调控。血红素调控。2. 血红蛋白的合成血红蛋白的合成 30 高铁血红素高铁血红素cAMP +2C+cAMP-2ReIF-2激酶激酶无活性无活性eIF-2有活性有活性eIF-2 无活性无活性P+ATPADPATPADP+高铁血红素对起始因子高铁血红素对起始因子2的调理的调理eIF-2激酶激酶 有活性有活性PR2C2(PKA) 31糖代谢：以糖酵解为主，提供能量；磷酸戊糖途径产糖代