第十七章血液的生物化学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

目目 录录 第第 十十 六六 章章血液生物化学血液生物化学Hemal Biochemistry第1页目目 录录v血液血液(blood)组成组成 血浆血浆(plasma)红细胞，白细胞，血小板红细胞，白细胞，血小板v血清血清(serum)-血液凝固后析出淡黄色透明液体血液凝固后析出淡黄色透明液体v血液固体成份血液固体成份无机物：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、糖有机物：蛋白质、非蛋白质类含氮化合物、糖类和脂类等类和脂类等 血血 液液 概概 况况第2页目目 录录第第 一一 节节 血血 浆浆 蛋蛋 白白Plasma Protein第3页目目 录录一、血浆蛋白分类与性质一、血浆蛋白分类与性质 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蛋蛋白白质质，是是血血浆浆中中主主要固体成份。要固体成份。v血血浆浆蛋蛋白白种种类类很很多多，含含量量也也极极不不相相同同，有有各各种分类方法，现介绍几个最惯用分类方法。种分类方法，现介绍几个最惯用分类方法。第4页目目 录录1.依据电泳依据电泳(electrophoresis)结果分类结果分类（一）血浆蛋白分类（一）血浆蛋白分类 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 球蛋白球蛋白血清蛋白质血清蛋白质第5页目目 录录 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 谱谱第6页目目 录录人类血浆蛋白质分类人类血浆蛋白质分类 种种 类类 血血 浆浆 蛋蛋 白白v1.载体蛋白v2.免疫防御系统蛋v3.凝血和纤溶蛋白v4.酶v5.蛋白酶抑制剂v6.激素v7.参加炎症应答蛋白清蛋白、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、凝血酶原、纤溶酶原等等卵磷脂：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.依据生理功效分类依据生理功效分类 第7页目目 录录 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.血浆蛋白合成场所普通位于膜结合多核蛋白体上。血浆蛋白合成场所普通位于膜结合多核蛋白体上。3.除清蛋白外，几乎全部血浆蛋白均为糖蛋白。除清蛋白外，几乎全部血浆蛋白均为糖蛋白。4.许多血浆蛋白展现多态性许多血浆蛋白展现多态性(polymorphism)。5.在循环过程中，每种血浆蛋白都有自己特异半衰在循环过程中，每种血浆蛋白都有自己特异半衰期。期。6.在急性炎症或某种类型组织损伤等情况下，一些在急性炎症或某种类型组织损伤等情况下，一些血浆蛋白水平会增高，它们被称为急性时相蛋白血浆蛋白水平会增高，它们被称为急性时相蛋白质质(acute phase protein APP)。（二）血浆蛋白性质（二）血浆蛋白性质第8页目目 录录v 维持血浆胶体渗透压维持血浆胶体渗透压v 维持血浆正常维持血浆正常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、血浆蛋白功效二、血浆蛋白功效第9页目目 录录第第 三三 节节血血 细细 胞胞 代代 谢谢Metabolism of Blood Cells第10页目目 录录一、红细胞代谢特点一、红细胞代谢特点v红红细细胞胞是是血血液液中中最最主主要要细细胞胞，它它是是在在骨骨髓髓中中由由造血干细胞定向分化而成红系细胞。造血干细胞定向分化而成红系细胞。v在在成成熟熟过过程程中中，红红细细胞胞发发生生一一系系列列形形态态和和代代谢谢改变。改变。第11页目目 录录造血干细胞造血干细胞原始红细胞原始红细胞早、中、晚幼红细胞早、中、晚幼红细胞网织红细胞网织红细胞成熟红细胞成熟红细胞有核和各种细胞器（有核红细胞）有核和各种细胞器（有核红细胞）无核、有无核、有少许线粒体少许线粒体和和RNARNA无核、细胞无核、细胞器和器和RNA红细胞成熟过程中代谢改变红细胞成熟过程中代谢改变第12页目目 录录红细胞成熟过程中代谢改变红细胞成熟过程中代谢改变 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v分裂增殖能力vDNA 合 成vRNA 合 成vRNA 存 在v蛋白质合成v血红素合成v脂类合成v三羧缩酸循环v氧化磷酸化v糖酵解v磷酸戊糖路径 *注：注：“+”“+”，“-”“-”分别表示该路分别表示该路径有或无径有或无*晚幼红细胞晚幼红细胞为为“-”“-”第13页目目 录录（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.磷酸戊糖路径磷酸戊糖路径,主要功效是产生主要功效是产生NADPH+H+第14页目目 录录血血 糖糖（30g/天）天）糖酵解糖酵解和和2，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸（2,3-BPG）旁路）旁路（90%-95%）磷酸戊糖路径（磷酸戊糖路径（5%-10%）第15页目目 录录 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 路路第16页目目 录录3.红细胞内糖代谢生理意义红细胞内糖代谢生理意义 ATP功效功效v维持红细胞膜上钠泵维持红细胞膜上钠泵(Na+-K+-ATPase)正常运转正常运转v维持红细胞膜上钙泵维持红细胞膜上钙泵(Ca2+-ATPase)正常运转正常运转v维维持持红红细细胞胞膜膜上上脂脂质质与与血血浆浆脂脂蛋蛋白白中中脂脂质质进进行行交换交换v少许少许ATP用于谷胱甘肽、用于谷胱甘肽、NAD+生物合成生物合成v ATP用于葡萄糖活化，开启糖酵解过程用于葡萄糖活化，开启糖酵解过程第17页目目 录录v2,3-BPG是调整血红蛋白是调整血红蛋白(Hb)运氧主要运氧主要原因，可降低原因，可降低Hb与氧亲和力。与氧亲和力。2,3-BPG功效功效第18页目目 录录v 反抗氧化剂，保护细胞膜蛋白、血红蛋反抗氧化剂，保护细胞膜蛋白、血红蛋白和酶蛋白巯基等不被氧化，从而维白和酶蛋白巯基等不被氧化，从而维 持持红细胞正常功效。红细胞正常功效。NADH和和NADPH功效功效葡萄糖葡萄糖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还原酶还原酶谷胱甘肽过谷胱甘肽过氧化物酶氧化物酶第19页目目 录录v 成成熟熟红红细细胞胞不不能能从从头头合合成成脂脂肪肪酸酸，经经过过主主动动参参入入和和被被动动交交换换不不停停与与血血浆浆进进行行脂脂质质交交换换，维持其正常脂类组成、结构和功效。维持其正常脂类组成、结构和功效。（二）脂（二）脂 代代 谢谢第20页目目 录录（三）血红蛋白合成与调整（三）血红蛋白合成与调整珠蛋白，血红素珠蛋白，血红素(heme)*血红素合成血红素合成*珠蛋白合成珠蛋白合成*血红蛋白合成血红蛋白合成血红蛋白组成血红蛋白组成血红蛋白合成血红蛋白合成第21页目目 录录血红素结构第22页目目 录录1、血红素生物合成、血红素生物合成 （1 1）原料原料：甘氨酸甘氨酸、琥珀酰琥珀酰CoACoA和和FeFe2+2+（2）细胞定位：）细胞定位：线粒体（起始和终末阶段）线粒体（起始和终末阶段）胞浆（中间阶段）胞浆（中间阶段）（3）部位：）部位：主要是骨髓和肝，成熟红细胞不主要是骨髓和肝，成熟红细胞不能合成能合成 （4）合成过程（四个步骤）：）合成过程（四个步骤）：第23页目目 录录 -氨基氨基-酮戊酸（酮戊酸（-aminolevulinic acid，ALA）生成）生成 胆色素原生成胆色素原生成 尿卟啉原与粪卟啉原生成尿卟啉原与粪卟啉原生成 血红素生成血红素生成第24页目目 录录 -氨基氨基-酮戊酸酮戊酸(-aminolevulinic acid,ALA)生成：由生成：由ALA合酶合酶(ALA synthase)催化，是血催化，是血红素合成关键酶红素合成关键酶+HSCoA+CO2 ALA合酶合酶（磷酸吡哆醛）（磷酸吡哆醛）反应部位：线粒体反应部位：线粒体第25页目目 录录胆色素原生成胆色素原生成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反应部位：胞液反应部位：胞液第26页目目 录录 尿卟啉原与粪卟啉原生成尿卟啉原与粪卟啉原生成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应部位：胞液反应部位：胞液第27页目目 录录第28页目目 录录 血红素生成血红素生成胞液中粪卟啉原胞液中粪卟啉原再进入线粒体再进入线粒体反应部位：线粒体反应部位：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第29页目目 录录第30页目目 录录 合成主要部位是骨髓和肝脏，但成熟红细合成主要部位是骨髓和肝脏，但成熟红细胞不能合成；胞不能合成；合成原料简单：琥珀酰合成原料简单：琥珀酰CoA、甘氨酸、甘氨酸Fe2+等小分子物质；等小分子物质；合成过程起始与最终过程在线粒体，中间合成过程起始与最终过程在线粒体，中间过程在胞液。过程在胞液。血红素合成特点血红素合成特点第31页目目 录录 ALA ALA合酶合酶是血红素合成限速酶是血红素合成限速酶受血红素反馈抑制受血红素反馈抑制高铁血红素强烈抑制高铁血红素强烈抑制一些固醇类激素可诱导其生成一些固醇类激素可诱导其生成 合成调整合成调整第32页目目 录录 促红细胞生成素促红细胞生成素(erythropoietin,EPO)与膜受体结合，加速有核红细胞成熟以与膜受体结合，加速有核红细胞成熟以及血红素和合成促使原始红细胞繁殖和分化。及血红素和合成促使原始红细胞繁殖和分化。ALA ALA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、重金属等抑制，亚铁螯合酶还需要还原剂合酶还需要还原剂(如谷胱甘肽如谷胱甘肽)。第33页目目 录录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。珠蛋白合成同普通蛋白质合成，其合成受血红珠蛋白合成同普通蛋白质合成，其合成受血红素调控。素调控。2.血红蛋白合成血红蛋白合成第34页目目 录录eIF-2 （无活性）（无活性）PcAMP+2C+cAMP-2ReIF-2激酶激酶（无活性）（无活性）eIF-2（有活性有活性）+R2C2(PKA)ATPADPATPADP+高铁血红素对起始因子高铁血红素对起始因子2调整调整eIF-2激酶激酶 （有活性）（有活性）P第35页目目 录录v糖代谢：糖代谢：以糖酵解为主，提供能量；磷酸戊糖路以糖酵解为主，提供能量；磷酸戊糖路径产生径产生NADPH经氧化酶电子体系使经氧化酶电子体系使O2 还原产生还原产生超氧阴离子、超氧阴离子、H2O2、OH等自由基，起杀菌作用。等自由基，起杀菌作用。v脂代谢：脂代谢：不能从头合成脂肪酸；可将花生四烯酸不能从头合成脂肪酸；可将花生四烯酸转变成血栓素、前列腺素、白三烯等活性物。转变成血栓素、前列腺素、白三烯等活性物。v氨基酸和蛋白质代谢：氨基酸和蛋白质代谢：组胺组胺 二、白细胞代谢二、白细胞代谢第36页