生物化學(xué)第十八章血液的生物化學(xué)
寫在前面:
1)血液主要發(fā)揮物質(zhì)運(yùn)輸作用。由血漿(55%~60%)、血細(xì)胞、血小板組成。血液凝固后析出的淡黃色透明液體稱血清。
2)非蛋白類含氮化合物包括尿素、肌酸、肌酸酐、尿酸、膽紅素、氨,它們中的氮總量稱為非蛋白質(zhì)氮(NPN)。血尿素氮占NPN的1/2。
掌握
1、血紅素合成代謝
血紅蛋白是紅細(xì)胞中最主要的成分,由珠蛋白和血紅素組成。血紅素不但是血紅蛋白的輔基,也是肌紅蛋白、細(xì)胞色素、過氧化物酶等的輔基——兩紅兩過一色素
反應(yīng)部位:參與血紅蛋白組成的血紅素主要在骨髓的幼紅細(xì)胞和網(wǎng)織紅細(xì)胞中合成。合成的起始和終末階段均在線粒體內(nèi),中間階段在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)。
合成原料:甘氨酸、琥珀酰CoA、Fe2+
限速酶:ALA合酶,輔酶是磷酸吡哆醛,受血紅素反饋調(diào)節(jié)。
合成過程(了解):
1)δ-氨基-γ-酮戊酸(ALA)的合成
線粒體內(nèi)
琥珀酰CoA和甘氨酸經(jīng)ALA合酶催化縮合生成ALA
2)膽色素原的合成
細(xì)胞質(zhì)內(nèi)
ALA脫水酶催化,2分子ALA脫水縮合生成1分子膽色素原。
?? ALA脫水酶有巰基,對鉛等重金屬的抑制作用非常敏感。
3)尿卟啉原與糞卟啉原的合成
細(xì)胞質(zhì)內(nèi)

UPGⅢ同合酶單獨(dú)存在時無活性,必須與UPGⅠ同合酶協(xié)同作用,反之,無UPGⅢ同合酶,線狀四吡咯化合物不穩(wěn)定自身環(huán)化成尿卟啉原Ⅰ。
正常生理情況下,尿卟啉原Ⅲ的合成是主要途徑,UPGⅠ的合成極少。
4)血紅素的合成
線粒體內(nèi)

鉛等重金屬對亞鐵螯合酶(血紅素合酶)也有抑制作用。
血紅素合成后由線粒體入細(xì)胞質(zhì),在骨髓的幼紅細(xì)胞和網(wǎng)織紅細(xì)胞中結(jié)合珠蛋白——血紅蛋白。
?? 血紅素合成的特點(diǎn):
①體內(nèi)大多數(shù)組織均可合成血紅素,但合成的主要部位是骨髓和肝,成熟紅細(xì)胞無線粒體,不可合成血紅蛋白。
②血紅素合成原料是甘氨酸、琥珀酰CoA、Fe2+,中間產(chǎn)物的轉(zhuǎn)變主要是吡咯環(huán)側(cè)鏈的脫羧和脫氫反應(yīng)。各種卟啉原化合物均對光敏感。
③合成的起始、終末階段在線粒體,中間階段在細(xì)胞質(zhì)。
血紅素合成的調(diào)節(jié)
最主要的調(diào)節(jié)步驟是ALA的合成。
1)ALA合酶
ALA合酶是血紅素合成的關(guān)鍵酶,受血紅素的反饋調(diào)節(jié)。
血紅素抑制ALA合酶的合成,但結(jié)合珠蛋白后不再抑制。
維生素B6缺乏影響血紅素的合成。
過多的血紅素被氧化為高鐵血紅素強(qiáng)烈抑制ALA合酶。
某些固醇類激素誘導(dǎo)ALA合酶合成,促進(jìn)血紅素合成。
肝內(nèi)進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化的物質(zhì)導(dǎo)致ALA合酶顯著增加(生物轉(zhuǎn)化需要的細(xì)胞色素P450的輔基是鐵卟啉化合物)
2)ALA脫水酶和亞鐵螯合酶
ALA脫水酶可被血紅素抑制(不明顯)。
二者均被鉛等重金屬抑制,亞鐵螯合酶還需要還原劑(如谷胱甘肽)的持續(xù)存在。
3)EPO
?? 鐵卟啉合成代謝異常而導(dǎo)致卟啉或其中間產(chǎn)物排出增多稱卟啉癥。
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2、紅細(xì)胞的代謝特點(diǎn)
紅細(xì)胞是血液中最主要的細(xì)胞,它是在骨髓中由造血干細(xì)胞定向分化而成的紅系細(xì)胞。
葡萄糖是成熟紅細(xì)胞的主要能量物質(zhì),90%~95%經(jīng)糖酵解和2,3-二磷酸甘油酸(2,3-BPG)支路代謝,5%~10%經(jīng)磷酸戊糖途徑代謝。
1)糖酵解是紅細(xì)胞獲得能量的唯一途徑。
用途:
①維持鈉泵。
鈉泵通過消耗ATP將Na+泵出、K+泵入紅細(xì)胞以維持紅細(xì)胞的離子平衡以及細(xì)胞容積和雙凹盤狀形態(tài)。
②維持鈣泵。
將紅細(xì)胞內(nèi)的鈣泵入血漿以維持紅細(xì)胞內(nèi)的低鈣狀態(tài)。鈣沉積細(xì)胞膜使膜變脆。
③維持紅細(xì)胞膜上脂質(zhì)與血漿脂蛋白的脂質(zhì)進(jìn)行交換。
消耗ATP
④少量ATP用于谷胱甘肽、NAD+/NADP+。
⑤ATP用于葡萄糖活化,啟動糖酵解。
2)2,3-二磷酸甘油酸(2,3-BPG)旁路

2,3-BPG占糖酵解的15%~50%。
2,3-二磷酸甘油酸可以供能,但主要功能是調(diào)節(jié)血紅蛋白的運(yùn)氧功能。
2, 3-BPG是調(diào)節(jié)血紅蛋白運(yùn)氧的重要因素,可降低Hb與氧的親和力。人體通過改變紅細(xì)胞內(nèi)2, 3-BPG的濃度來調(diào)節(jié)對組織的供氧。
?? 2,3-BPG電負(fù)性很高,可結(jié)合血紅蛋白的中心孔穴。
3)紅細(xì)胞內(nèi)糖代謝的生理意義
磷酸戊糖途徑提供NADPH維持紅細(xì)胞膜的完整性。
磷酸戊糖途徑是紅細(xì)胞產(chǎn)生NADPH的唯一途徑。
由于氧化作用,紅細(xì)胞內(nèi)經(jīng)常產(chǎn)生少量(1%-2 %)的高鐵血紅蛋白,不能帶氧。
MHb的還原:還原性谷胱甘肽,抗壞血酸,NADPH和NADH - MHb還原酶(最重要)
4)紅細(xì)胞不能合成脂肪酸,通過主動參入和被動交換不斷的與血漿進(jìn)行脂質(zhì)交換,維持其正常的脂類組成、結(jié)構(gòu)和功能。
成熟紅細(xì)胞的脂質(zhì)幾乎都位于細(xì)胞膜上。
5)高鐵血紅素促進(jìn)珠蛋白合成。

3、血漿蛋白質(zhì)的分類與性質(zhì)
血漿蛋白是指血漿含有的蛋白質(zhì),是血漿中的主要的固體成分。
血漿蛋白總濃度:70~75 g/L
血漿蛋白的種類很多,含量也極不相同。
? 分類
電泳是最常用的分離蛋白質(zhì)的方法。
電泳將血漿蛋白分成5條區(qū)帶:清蛋白(白蛋白)、α1球蛋白、α2球蛋白、β球蛋白和γ球蛋白。
清蛋白是人血漿中最主要的蛋白質(zhì)(占1/2),由肝合成,維持血漿滲透壓、運(yùn)輸。
清蛋白/球蛋白(A/G)=1.5~2.5

? 性質(zhì)
1)絕大多數(shù)血漿蛋白在肝合成。
γ球蛋白由漿細(xì)胞合成,參與免疫。
2)血漿蛋白的合成場所一般位于膜結(jié)合的多核蛋白體上。
粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-高爾基復(fù)合體-質(zhì)膜分泌入血
3)除清蛋白外,幾乎所有的血漿蛋白均為糖蛋白。
糖蛋白含有寡糖鏈,寡糖鏈含有生物信息,如血漿蛋白質(zhì)的定向輸送需要寡糖鏈。
4)許多血漿蛋白呈現(xiàn)多態(tài)性。
如ABO血型、結(jié)合珠蛋白、運(yùn)鐵蛋白、銅藍(lán)蛋白、免疫球蛋白、α1抗胰蛋白酶。
5)每種血漿蛋白均有自己特異的半衰期。
6)血漿蛋白質(zhì)水平的改變往往與疾病緊密相關(guān)。
急性炎癥或某種組織損傷等情況下,某些血漿蛋白的水平會增高,它們被稱為急性期蛋白(APP)。如C反應(yīng)蛋白、α1抗胰蛋白酶、纖維蛋白原。慢性炎癥/腫瘤,APP含量亦升高。
IL-1能刺激肝細(xì)胞合成許多急性期反應(yīng)物。
也有APP濃度下降,如清蛋白、運(yùn)鐵蛋白。
4、血漿蛋白質(zhì)的功能
1)維持血漿膠體滲透壓
清蛋白能最有效的維持膠體滲透壓。當(dāng)清蛋白濃度過低時,血漿膠體滲透壓下降,水腫。
2)維持血漿PH
7.35~7.45
蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì),參與維持血漿正常的pH。
3)運(yùn)輸作用
血漿蛋白質(zhì)分子的表面上分布有眾多的親脂性結(jié)合位點(diǎn),脂溶性物質(zhì)可與其結(jié)合而被運(yùn)輸。
清蛋白可結(jié)合脂肪酸、Ca2+、膽紅素、磺胺。
4)免疫作用
抗體、補(bǔ)體
5)催化作用
血漿中的酶稱作血清酶,包括血漿功能酶、外分泌酶和細(xì)胞酶。
6)營養(yǎng)作用
7)凝血、抗凝血和纖溶作用
8)血漿蛋白異常與臨床疾病
風(fēng)濕病、肝疾病、多發(fā)性骨髓瘤。
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