第十六章-血液的生物化学

第十六章血液的生物化学

血液的概念：

血液(blood)是由液态的血浆与混悬在其中的红细胞、白细胞和血小板组成的，在心血管内流动的结缔组织。血液概况血液血浆

(55-60﹪)红细胞白细胞血小板（40-45﹪）

红细胞压积：0.40-0.45血液占体重的8﹪，比重1.050~1.060,PH=7.35~7.45。

血浆(plasma)

离体的血液加入抗凝剂，静置后，浅黄色的上清液即为血浆。 血清(serum)

血液离体后不加抗凝剂,血液凝固后，析出的淡黄色透明液体称为血清。

血浆和血清的主要区别是血清不含有纤维蛋白原。全血抗凝血血液的化学成分化学成分水分：77～81％可溶性固体少量气体（O2、CO2等）有机物无机盐蛋白质非蛋白质含N物糖类脂类酶、激素等蛋白质血浆蛋白Hb(70-75g/L)女性：110—150g/L男性；120—160g/L非蛋白质含氮物尿素、尿酸、肌酸、胆红素、NH3等非蛋白质含氮物中所含的氮（N）称为非蛋白质氮（NPN）正常值：20～40mg﹪，其中尿素氮（BUN)：8～20mg﹪，

BUN约占NPN总量的1/3～1/2。临床上测定NPN和BUN的意义主要是了解肾脏的排泄功能。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血浆蛋白是指血浆中含有的蛋白质，是血浆中主要的固体成分。血浆蛋白的种类很多，现已知的血浆蛋白达200多种。含量极不相同，有多种分类方法，现介绍几种最常用的分类方法。（2）CAM电泳（一）血浆蛋白的分类

2球蛋白清蛋白

1球蛋白

球蛋白

球蛋白

（1）盐析法清蛋白（albuminA）38-48g/L球蛋白（globulinG）15-30g/LA/G比值:1.5

_2.5/11.按分离方法分类:A

清蛋白

1

2

清蛋白

1

2

B清蛋白a1-球蛋白a2-球蛋白b-球蛋白g-球蛋白62%~71%3%~4%6%~10%7%~11%9%~18%

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(合成白蛋白12克/天)。

2.血浆蛋白合成的场所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

㈠

维持血浆胶体渗透压

㈡

维持血浆正常的pH㈢

运输作用

二、血浆蛋白的功能㈣

免疫作用㈤

催化作用㈥

营养作用㈦

凝血、抗凝血和纤溶作用

㈠

、维持血浆胶体渗透压

血浆蛋白质所产生的胶体渗透压，在维持血液和组织液之间水分的分布和流向上起主要作用，由清蛋白所产生的胶体渗透压占血浆总渗透压的75～80%。㈡

、维持血浆正常的pH组成缓冲系统，参与维持血液pH的稳定。㈢

、运输作用

机体内一些脂溶性物质可与血浆蛋白结合而运输。如脂肪酸、胆红素与清蛋白结合而被运输。

㈣

、免疫作用血浆中的免疫球蛋白和补体参与机体的免疫作用。㈤

、催化作用1、血浆功能酶：在血浆中发挥催化功能的酶类。

如凝血因子、血纤维蛋白溶酶、脂蛋白脂肪酶等。绝大多数由肝合成。当肝功能减退时，这些酶在血浆中的活性可下降。2、外分泌酶：由外分泌腺分泌的酶类。如胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰淀粉酶、唾液淀粉酶等。

3、细胞酶：各组织细胞合成，在细胞中催化物质代谢。如磷酸肌酸激酶、谷-丙转氨酶等。

㈥

、营养作用

血浆蛋白质可水解成氨基酸，进入氨基酸代谢池，用于组织蛋白质的合成，也可分解供能。㈦

、凝血、抗凝血和纤溶作用凝血因子Ⅶ、Ⅷ、凝血酶原、纤溶酶原等。第二节血液凝固

血管内皮损伤，血液流出与伤口接触或离体血液与玻璃器皿等接触，使血液发生一系列瀑布式的酶促连锁反应，血液由液体状态转变为凝胶状态，称为血液凝固(bloodcoagulation)

。

它是循环系统一种自我补漏能力，使一般小出血能很快止住，对机体有保护作用。

概念：

止血的四个阶段：㈠、受损血管收缩----减小血液的流失。㈡、白色血栓形成

受伤血管内皮细胞产生vWF因子（一种糖蛋白），它能与血小板的糖蛋白Ib和内皮下胶原結合，成为血小板与内皮粘附的桥梁。粘附的血小板被凝血酶所激活，而发生ADP释放反应和花生四烯酸代谢，使血小板聚集，并与纤维蛋白原聚集成团，形成白色血栓。㈢、红色血栓的形成

纤维蛋白原在凝血酶的倠化下转变成纤维蛋白，并相互聚合成网状，红细胞粘附上去形成牢固的红色血栓。㈣、血栓水解

纤溶酶部分或完全水解血栓。

一、凝血因子与抗凝血成分

㈠凝血因子(coagulationfactor)：参与血液凝固过程的物质称为凝血因子。目前已确定有14种，按发现的先后顺序用罗马数字命名，即凝血因子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ…XIII。

因子Ⅵ为Ⅴ的活性型，故无因子Ⅵ。在其编号的右下角加“a”表示活性型，如Ⅱ的活性型为Ⅱa。XIII后的两个因子发现较晚，尚未用罗马数字来命名，即前激肽释放酶（PK）和高分子量激肽酶（HMWK)。（见表16-2）

凝血因子的特点：⑴除因子Ⅲ(组织因子TF)产生并存在于组织外，其余均存在于血浆中，且大部分由肝脏合成。（2）除因子Ⅳ为Ca2+外,其余均是蛋白质，其中因子Ⅲ为脂蛋白，其余皆为糖蛋白。（3）因子Ⅰ（纤维蛋白原）为底物，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅷ和高分子量激肽原为辅因子，其余皆为酶原，辅因子加速酶原转变为酶。⑷因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ依赖维生素K。肝功能严重受损出现出血倾向维生素K缺乏如：血友病甲：ＦⅧ缺乏血友病乙：ＦⅨ缺乏血友病丙：ＦⅪ缺乏血友病是如何发生的？

血友病是一组遗传性出血性疾病，其发病机制是由于基因突变导致某种凝血因子生成障碍或功能障碍所致。

生理状态下也有可能发生血管内凝血，为保证血流通畅，机体内除了纤溶系统外，还有抗凝血成分三种：抗凝血成分抗凝血酶-Ⅲ(AT-Ⅲ)蛋白C系统㈡、抗凝血成分组织因子途径抑制物（TFPI）

1、抗凝血酶-Ⅲ(AT-Ⅲ)

抗凝血酶-Ⅲ(AT-Ⅲ)是血浆中最重要的生理性抗凝物质，占血浆抗凝血酶活性的70﹪，它是一种

2球蛋白。由肝脏合成，主要的作用是持久地灭活凝血酶的活性，还能抑制凝血因子Ⅹa、Ⅸa、Ⅺa、Ⅻa、激肽释放酶的活性而达到抗凝作用。2、蛋白C糸统蛋白C糸统蛋白C（PC）蛋白S（PS）蛋白C抑制物

⑴、

PC主要是由肝脏合成的一种糖蛋白，它依赖维生素K。凝血酶胰蛋白酶①PC++VⅢa、Va水解物（无活性）Ca+2

磷脂

②APC促进纤维蛋白溶解。APC

⑵、PS是肝脏合成的一种依赖维生素K的蛋白质。它是APC的辅因子,加速APC对Va的灭活作用，Va灭活后丧失了与Ⅹa结合的能力，而中断了血凝的级联反应。⑶、蛋白C抑制物与PC结合形成复合物而灭活APC。3、组织因子途径抑制物（TFPI）

组织因子途径抑制物是由血管内皮细胞合成的糖蛋白，它直接抑制Ⅹa。

二、两条凝血途径

凝血因子Ⅹ被激活成Ⅹa是使凝血酶原（因子Ⅱ）激活的关键步骤，激活因子Ⅹ有两条途径。

凝血途径内源性凝血途径外源性凝血途径

（一）内源性途径

1、概念：

血液在血管内膜受损（如动脉粥样硬化、心内膜炎等）或在血管外与异物表面接触时诱发的凝血过程。2、内源性凝血过程：⑴接触活化阶段ⅫⅫaⅪⅪa⑵因子Ⅸ激活ⅨⅨa⑶因子Ⅹ激活ⅩⅩa①接触活化阶段激肽释放酶前激肽释放酶（PK）ⅫⅫaHMWK（高分子量激肽酶）HMWKⅪⅪaHMWK血小板聚集XIIHMWKXIIa因子Ⅻ激肽释放酶前激肽释放酶因子ⅫaHMWKXIIaXIXIa因子Ⅺ因子ⅪaⅫa②因子Ⅸ激活ⅨⅨaⅪaCa2+Ⅸa-Ⅷa复合物Ca2+磷脂ⅧaⅧⅡaIXIXaVIIIaCa2+XIaXXa因子ⅨⅨa-Ⅷa复合物因子Ⅹ因子ⅩaⅧa、磷脂、Ca2+Ca2+磷脂Ⅱa③

因子Ⅹ激活Ⅸa-Ⅷa复合物ⅩⅩaVaVⅩa-Ca2+-Va（凝血酶原激活物）PL(Ⅱ)纤维蛋白原纤维蛋白交联纤维蛋白凝块ⅹⅢaⅹⅢⅡaCa2+Ca2+凝血酶凝血酶原(Ⅱa)(单体)(多聚体)VaCa2+Xa凝血酶原的激活XaCa2+PL(Xa-Ca2+-Va)凝血酶原激活物VVaⅡaⅡⅡaPLⅡXaCa2+PL(Xa-Ca2+-Va)凝血酶原激活物VVaⅡaⅡⅡaPLXaVaCa2+Ⅱa

（二）外源性途径：

当机体组织受伤而释放组织因子(Ⅲ)暴露于血液而启动的凝血过程。1、概念：2、凝血过程：ⅦⅦa-Ⅲ复合物Ⅲ组织损伤ⅩⅩaCa2+

不论是内源性凝血途径还是外源性凝血途径，一旦形成Ⅹa，就进入共同的通路。ⅢCa2+ⅦⅦa因子Ⅹ因子ⅩaⅦⅦa-Ⅲ复合物Ca2+Ⅲ组织损伤XXaCa2+ⅢⅦa因子Ⅹ因子ⅩaⅦⅦa-Ⅲ复合物Ca2+Ⅲ组织损伤内源性凝血系统前激肽释放酶XIIXIIa激肽释放酶HMWKHMWKXIXIaHMWKIXIXaCa++ⅧaⅡaⅧⅨa-Ⅷa复合物Ca++磷脂外源性凝血系统组织损伤ⅦⅢCa++Ⅶa-Ⅲ复合物ⅩⅩa（三）凝血全过程XaCa++磷脂VVa(Xa-Ca++-Va)凝血酶原激活物纤维蛋白原ⅡaⅡⅡa纤维蛋白ⅹⅢplⅡaCa++ⅹⅢaCa++交联纤维蛋白凝块共同通路内源性凝血系统外源性凝血系统 Ⅱa的作用机制：

纤维蛋白原是由三对不同的多肽链（a、、）借二硫键连接而成的纤维状蛋白质，在Ⅱa的作用下，分别从纤维蛋白原a链和链的N-末端切下酸性小肽（即A肽和B肽）。酸性多肽的释放，使纤维蛋白负电性减少，有利于纤维蛋白单体聚合成纤维蛋白多聚体。

纤维蛋白原是由6条多肽链（A

、B、各两条）借二硫键连接而成的纤维状蛋白质。A—NH2H2N—AB—NH2H2N—B-NH2H2N-S-SS-SAHOOC-

HOOC--COOH

BHOOC--COOHB

-COOHA

血纤维蛋白原的结构—NH2H2N——NH2H2N—-NH2H2N-S-SS-S

HOOC-

HOOC--COOH

HOOC--COOH

-COOH

凝血酶A—NH2H2N—AB—NH2H2N—B-NH2H2N-S-SS-SAHOOC-

HOOC--COOH

BHOOC--COOHB

-COOHA

A肽B肽纤维蛋白单体的形成纤维蛋白单体的聚合纤维蛋白交联的机制

三、血凝块的溶解（纤维蛋白的溶解）

纤溶酶原纤溶酶纤溶激活物纤维蛋白和纤维蛋白原片段X片段D片段A，B，C片段Y片段E纤溶酶片段D纤溶酶这对防止血栓的形成和保证血流通畅有重要意义。四、凝血、抗凝血、纤溶与抗纤溶的相互关系：凝血系统抗凝血物(-)纤维蛋白原纤维蛋白(凝血)纤维蛋白降解产物纤溶系统(+)(-)纤溶激活物纤溶抑制物表示催化表示抑制

第三节血细胞代谢

红细胞占血细胞的绝大部分，由骨髓造血干细胞定向演变、发育成熟而来，并伴随一系列形态和代谢的改变。

红细胞的主要成分是血红蛋白（hemoglobinHb），由珠蛋白和血红素缔结而成，珠蛋白由四个亚基组成，每个亚基与一个血红素相连，亚基有四种：a、b、g、d。

成熟红细缺乏全部细胞器，不能进行DNA，RNA，蛋白质的合成，不能进行糖的有氧氧化和脂肪酸的β-氧化，能量来源靠糖酵解。血红蛋白（Hb）珠蛋白（四个亚基组成HbAa2b2

）血红素（辅基）：4个

正常人Hb的组成：HbAHbA2HbF占95～98％占2～3％占1％以下亚基a2b2a2d2a2g2Hb

在胎儿和新生儿占90%以上，出生后逐渐减少，两岁后达到成人水平。HbF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

＋＋*＋＋＋＋＋＋＋

＋＋

－－－＋＋＋＋＋＋＋＋

－－－－－－－－－＋＋*晚幼红细胞为“-”（一）糖代谢1.糖酵解和2,3-二磷酸甘油酸(2,3-BPG)旁路一、红细胞的代谢特点

红细胞每天从血浆摄取30g葡萄糖，其中90~95%经糖酵解和2，3-二磷酸甘油酸（2，3-BPG）旁路，其他经磷酸戊糖途径。糖酵解是红细胞获取能量的唯一途径,合成的ATP用来维持红细胞膜上泵的正常运转和其他代谢。

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15~50%30g/天2，3-BPG代谢是调节Hb释放氧的重要因素。2.磷酸戊糖途径,主要功能是产生NADPH+H+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

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。

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

血红蛋白由珠蛋白和血红素组成，血红素是的辅基，血红素主要在骨髓的幼红细胞和网织红细胞中合成。1、血红素的生物合成合成原料：甘氨酸、琥珀酰CoA、Fe2+

合成过程：分四个步骤①

d－氨基－g－酮戊酸（ALA）的生成COOHCH2CH2CO～SCoACH2NH2COOH

+CO2HSCoAALA合酶(限速酶)COOHCH2CH2C=OCH2NH2反应部位：线粒体胆色素原的生成ALA脱水酶2H2O反应部位：胞液铅（—）③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