沈阳药科大学生物化学课件-第16章血液生化

第16章血液生化血液生化是生物化学的重要组成部分，研究血液中的各种成分及其代谢变化，对了解人体健康状况、诊断疾病和指导治疗具有重要意义。ffbyfsadswefadsgsa血液的组成血浆血浆是血液的主要成分，约占血液总体积的55%。血细胞血细胞是血液中重要的细胞成分，包括红细胞、白细胞和血小板。其他成分血液中还包含一些其他成分，例如电解质、营养物质和代谢产物。血浆的成分1水血浆的主要成分，约占90%，溶解多种物质。2蛋白质包括白蛋白、球蛋白、纤维蛋白原等，参与运输、免疫等。3无机盐如钠、钾、钙、氯等，维持渗透压，调节酸碱平衡。4葡萄糖主要的能量来源，维持血糖水平。血细胞的种类红细胞红细胞是血液中数量最多的细胞，也是最重要的组成部分之一。它们负责将氧气从肺部输送到全身各个组织，并将二氧化碳从组织运回肺部。白细胞白细胞是血液中的免疫细胞，负责抵抗感染和清除异物。它们分为多种类型，每种类型都有其独特的防御机制。血小板血小板是血液中的一种小细胞碎片，负责止血和凝血过程。当血管受损时，血小板会聚集在损伤部位，形成血栓，阻止血液继续流出。红细胞的结构和功能结构红细胞呈双凹圆盘状，直径约7.5μm，无核，主要由血红蛋白组成。红细胞膜具有柔软性和弹性，能够通过毛细血管。红细胞的形状和结构使之能够最大限度地提高氧气和二氧化碳的交换效率。功能红细胞的主要功能是运输氧气和二氧化碳。红细胞中的血红蛋白与氧气结合，形成氧合血红蛋白，将氧气从肺部运输到身体各个组织。红细胞还与二氧化碳结合，形成碳酸氢盐，将二氧化碳从组织运输到肺部。血红蛋白的结构和功能血红蛋白的结构血红蛋白是一种四聚体蛋白质，由四个亚基组成，每个亚基包含一个血红素基团。血红素基团中含有铁离子，可以与氧气结合。血红蛋白的功能血红蛋白的主要功能是运输氧气。氧气与血红蛋白中的铁离子结合，形成氧合血红蛋白，然后被运输到全身各个组织。血红蛋白的合成核糖体血红蛋白合成主要发生在红细胞的前身细胞，即原红细胞和网织红细胞。这些细胞拥有丰富的核糖体，是蛋白质合成的场所。遗传信息血红蛋白的合成受遗传信息的控制。α和β珠蛋白的基因分别位于16号和11号染色体上，它们控制着血红蛋白亚基的合成。氨基酸血红蛋白的合成需要各种氨基酸作为原料，包括谷氨酸、赖氨酸、组氨酸等。这些氨基酸由食物提供，并通过血液运输到骨髓。铁离子血红蛋白的合成还需要铁离子。铁离子与珠蛋白结合形成血红素，血红素与珠蛋白结合形成血红蛋白。铁离子主要来自食物，如红肉、肝脏等。血红蛋白的代谢血红蛋白的降解衰老的红细胞在脾脏等器官中被破坏，血红蛋白被降解。血红蛋白分解成珠蛋白和血红素。珠蛋白被分解成氨基酸，进入氨基酸代谢。血红素中的铁离子被释放出来，进入铁代谢循环。血红素的代谢血红素中的卟啉环被氧化成胆红素。胆红素与血浆中的白蛋白结合，运送到肝脏。在肝脏中，胆红素与葡萄糖醛酸结合，生成结合胆红素，随胆汁排泄到肠道。部分结合胆红素在肠道中被细菌还原成无色胆素，随粪便排出体外。白细胞的种类和功能中性粒细胞中性粒细胞是数量最多的白细胞。它们吞噬并破坏细菌和真菌等病原体。巨噬细胞巨噬细胞吞噬并消化病原体、细胞碎片和异物。它们还参与免疫反应。淋巴细胞淋巴细胞包括T细胞和B细胞，它们负责特异性免疫反应。嗜酸性粒细胞嗜酸性粒细胞在寄生虫感染和过敏反应中起作用。它们可以释放组胺和其他炎症介质。淋巴细胞的种类和功能1T淋巴细胞T淋巴细胞在胸腺中发育成熟，具有细胞免疫功能。T淋巴细胞可以识别和攻击被感染的细胞或癌细胞。2B淋巴细胞B淋巴细胞在骨髓中发育成熟，具有体液免疫功能。B淋巴细胞可以产生抗体，抗体可以结合到病原体或毒素上，将其消灭。3自然杀伤细胞(NK)自然杀伤细胞是淋巴细胞的一种，具有非特异性免疫功能。NK细胞可以识别和杀死癌细胞和病毒感染的细胞。4其他淋巴细胞除了T淋巴细胞、B淋巴细胞和NK细胞之外，还有其他一些淋巴细胞，例如γδT细胞和NKT细胞，它们也参与免疫反应。血小板的结构和功能结构血小板是无核细胞，由巨核细胞胞质脱落而成。它们呈圆盘状，直径约2-4微米。血小板含有许多颗粒，例如α颗粒、δ颗粒和λ颗粒，这些颗粒包含各种酶和因子，在血液凝固和止血中发挥重要作用。功能血小板的主要功能是参与血液凝固和止血。当血管受伤时，血小板会粘附在血管壁上，形成血栓，从而阻止出血。其他功能血小板还参与血管修复，促进血管的再生和修复。它们也参与免疫反应，例如识别和消灭病原体。血液凝固机制凝血过程血液凝固是一个复杂的级联反应，涉及多种凝血因子。当血管损伤时，暴露的胶原蛋白会激活凝血因子，启动一系列酶促反应。这些反应最终导致凝血酶的生成。凝血酶的作用凝血酶是一种重要的酶，它能够将可溶性纤维蛋白原转化为不溶性纤维蛋白。纤维蛋白形成网状结构，捕获血小板和红细胞，形成血凝块，止血。血液凝固因子凝血酶原凝血酶原是一种重要的凝血因子，在肝脏中合成，是凝血酶的前体。钙离子钙离子是许多凝血因子激活的关键，包括凝血酶原的激活。凝血因子X凝血因子X参与内源性凝血途径，最终激活凝血酶原。血管内皮细胞血管内皮细胞释放凝血因子III，参与外源性凝血途径。纤溶系统1纤溶酶原纤溶酶原是一种无活性的酶，存在于血液中。2纤溶酶纤溶酶原被激活后，转变为纤溶酶，可以降解纤维蛋白。3纤溶抑制剂纤溶抑制剂可以抑制纤溶酶的活性，防止过度溶解血栓。4纤溶系统的功能纤溶系统可以溶解血栓，防止血栓栓塞。血液的缓冲系统碳酸氢盐缓冲系统碳酸氢盐缓冲系统是血液中最主要的缓冲系统。它由碳酸和碳酸氢根离子组成，通过调节H+浓度来维持血液的pH值。磷酸盐缓冲系统磷酸盐缓冲系统由磷酸二氢根离子、磷酸氢根离子组成。该系统主要在红细胞内发挥作用，对于维持细胞内液的pH值起着重要作用。蛋白质缓冲系统蛋白质缓冲系统是血液中第二重要的缓冲系统。蛋白质具有两性电解质的性质，可以与H+结合或释放H+，从而缓冲血液中的pH值变化。血红蛋白缓冲系统血红蛋白缓冲系统是红细胞内重要的缓冲系统。血红蛋白可以结合或释放H+，从而调节红细胞内的pH值，进而影响血液的酸碱平衡。血液的酸碱平衡缓冲系统血液中含有碳酸氢盐、磷酸盐和蛋白质等缓冲系统，维持血液的酸碱平衡。pH值正常血液的pH值为7.35-7.45，呈弱碱性，超出此范围会引起酸中毒或碱中毒。肺和肾脏调节肺和肾脏是调节血液酸碱平衡的重要器官，通过排出二氧化碳和调节碳酸氢盐的含量来维持平衡。代谢调节代谢过程中会产生酸性物质，机体通过调节呼吸和肾脏功能来维持酸碱平衡。血液的渗透压调节渗透压是指溶液中溶质粒子对水的吸引力。血液中的溶质包括无机盐、蛋白质和葡萄糖等。这些溶质的浓度决定了血液的渗透压。调节机制血液渗透压的调节主要由肾脏来完成。肾脏通过调节水分和溶质的排泄来维持血液渗透压的稳定。血液的渗透压失衡脱水当人体水分流失过多，细胞外液渗透压升高，血液浓缩，导致血液渗透压失衡。水肿当人体水分潴留过多，细胞外液渗透压降低，血液稀释，导致血液渗透压失衡。电解质紊乱血液中电解质浓度失衡，也会导致血液渗透压失衡，影响细胞的正常功能。血液的渗透压失衡症1高渗性脱水细胞外液渗透压升高，水分从细胞内移出，导致细胞脱水。2低渗性脱水细胞外液渗透压降低，水分进入细胞，导致细胞肿胀。3电解质紊乱血液中电解质浓度异常，会影响细胞功能和器官功能。4循环障碍血液渗透压失衡会导致血液循环障碍，影响器官供血。血液的胆固醇代谢肝脏合成肝脏是胆固醇的主要合成器官。肝脏通过一系列酶促反应合成胆固醇，并将其释放到血液中。饮食摄入饮食中摄入的胆固醇主要来自动物性食品，如肉类、蛋类和奶制品。血液运输胆固醇在血液中主要以脂蛋白的形式运输，包括低密度脂蛋白（LDL）和高密度脂蛋白（HDL）。代谢利用胆固醇是人体重要的组成部分，参与细胞膜的构建、激素的合成以及维生素D的生成。血液的脂蛋白代谢脂蛋白的种类脂蛋白是血液中脂类物质的运输形式，主要包括乳糜微粒、极低密度脂蛋白、低密度脂蛋白和高密度脂蛋白。脂蛋白的结构脂蛋白由核心脂类、磷脂单层和蛋白质组成，不同的脂蛋白类型具有不同的结构和组成。脂蛋白的代谢过程脂蛋白代谢是一个复杂的过程，涉及脂蛋白的合成、运输、降解和清除，由各种酶和器官协同完成。血液的糖代谢葡萄糖的摄取红细胞通过葡萄糖转运蛋白从血液中摄取葡萄糖，作为能量来源。糖酵解葡萄糖在红细胞中进行糖酵解，产生ATP，供红细胞维持生命活动。磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径是红细胞代谢的重要途径，参与NADPH的生成和抗氧化作用。血液的无机盐代谢钠离子钠离子是人体内最重要的电解质之一。它在维持细胞外液渗透压、神经肌肉兴奋性和心血管功能等方面发挥着重要作用。钾离子钾离子是维持细胞内液渗透压、心肌收缩力和神经传导等的重要元素。钙离子钙离子参与骨骼和牙齿的形成，调节肌肉收缩、神经传导和血液凝固等。镁离子镁离子是多种酶的辅因子，参与蛋白质合成、能量代谢和神经肌肉兴奋性调节等。血液的维生素代谢1维生素的分类维生素可分为脂溶性维生素和水溶性维生素，脂溶性维生素包括维生素A、D、E、K，水溶性维生素包括维生素B族和维生素C。2维生素的吸收不同的维生素在肠道中的吸收机制不同，有些需要胆汁酸的帮助，有些需要特定的载体蛋白。3维生素的运输维生素在血液中以不同的形式运输，有些与蛋白质结合，有些以游离的形式存在。4维生素的代谢维生素在体内经过一系列的代谢过程，最终转化为活性形式，发挥其生理功能。血液的微量元素代谢必需微量元素人体所需的微量元素包括铁、锌、铜、硒、碘、锰、钼、铬、钴等。这些元素参与多种酶的组成和活性，对维持机体正常代谢和生理功能至关重要。例如，铁是血红蛋白和肌红蛋白的组成部分，参与氧气运输；锌是多种酶的辅酶，参与蛋白质合成和免疫功能；铜参与铁的吸收和利用，是血红蛋白合成的关键因素。微量元素代谢障碍微量元素缺乏或过量会导致多种疾病。例如，缺铁会导致贫血；缺锌会导致生长发育迟缓、免疫力下降；缺碘会导致甲状腺肿大；硒缺乏会导致克山病等。血液的免疫功能免疫细胞血液中的淋巴细胞、粒细胞等免疫细胞发挥着重要的防御作用，抵御病原体的入侵，清除体内衰老或损伤的细胞。抗体血液中的抗体可以特异性地识别和结合抗原，从而中和病原体的毒性，或促进免疫细胞对病原体的清除。免疫调节血液中的免疫细胞和免疫因子之间相互作用，共同调节免疫反应，以维持机体的免疫平衡，避免免疫系统攻击自身的组织。血液的防御功能吞噬作用白细胞可以吞噬入侵的病原体，例如细菌和病毒，保护机体免受感染。免疫反应血液中含有抗体，可以识别并结合特定的病原体，阻止其入侵机体。凝血功能血液凝固可以阻止血液流失，防止感染，保护机体免受外来入侵。血液的运输功能1氧气运输血液中的红细胞含有血红蛋白，它与氧气结合，将氧气从肺部运输到全身各个组织细胞。2二氧化碳运输血液中的血浆和红细胞能够携带二氧化碳，将二氧化碳从组织细胞运输到肺部，排出体外。3营养物质运输血液可以将消化道吸收的营养物质运输到全身各个组织细胞，供细胞利用。4代谢废物运输血液可以将细胞代谢产生的废物，如尿素、尿酸等运输到肾脏、皮肤等排泄器官，排出体外。血液的调节功能内环境稳定血液作为内环境的重要组成部分，通过调节各种生理过程，维持内环境的稳定，例如温度、pH值、渗透压等。这是机体正常运作的关键。生理功能调节血液参与调节机体的各种生理活动，包括：呼吸、消化、循环、排泄等，通过运输氧气、营养物质、激素等，协调各种器官和组织的活动。免疫功能血液中的白细胞和抗体等免疫成分，发挥着重要的免疫防御功能，抵御病原体的入侵，保护机体免受疾病的侵害。