红细胞的代谢
红细胞的重要知识点
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第三章红细胞代谢功能及其特征
第三章红细胞代谢功能及其特征第三章红细胞代谢功能及其特征本章要点1.掌握红细胞⽣成的⼏个基本阶段和各阶段细胞特点,熟悉红细胞⽣成过程中的代谢变化。
了解再⽣障碍性贫⾎的发病机制。
2.掌握红细胞⽣成过程中的主要调控因素有哪些。
掌握EPO在调节和平衡红细胞⽣成过程中的主要作⽤。
3.掌握成熟红细胞的结构特点。
熟悉红细胞膜的基本结构及其功能有哪些。
4.熟悉⾎红蛋⽩的基本结构并掌握⾎红蛋⽩的基本功能。
熟悉ALA,Vit B6和铁离⼦在⾎红素合成中的作⽤。
掌握⾎红蛋⽩病,分⼦病的概念,熟悉地中海贫⾎,镰状细胞贫⾎的发病机制。
5.掌握成熟红细胞内的主要糖代谢通路及各通路的功能。
熟悉维⽣素B12和叶酸在DNA合成中的作⽤6.掌握酶异常的红细胞疾病的概念,熟悉G6PD激酶缺乏症、PKM激酶缺陷的发病机制。
7.熟悉铁代谢的基本途径,包括铁的分布、吸收、运转、细胞摄取和储存。
熟悉缺铁性贫⾎的常见原因和发病机制。
8.熟悉叶酸和Vit B12在红细胞核苷酸代谢中的作⽤,Vit B12的肠道吸收过程。
9.了解红细胞衰⽼的代谢和结构改变,了解衰⽼红细胞的物质循环。
病例吴XX,⼥,28岁。
主诉:妊娠中期,怀孕初期⼀切顺利。
但是,最近她觉得⼈⾮常容易累,有时即使是⾮常轻微的活动后就会有⽓短、憋⽓的感觉。
还有好⼏次头晕⽬眩的经历,但还不⾄于晕倒。
同时,她还发现⼀些⾝体上的变化,腿容易抽筋,爱吃⼤量的冰块,事实上她⾆头也⾮常痛。
体检发现:⼼动过速,⽛龈和甲床发⽩,⾆头肿胀。
根据她的症状和体征,进⾏相应的⾎液检测。
实验室检查结果:RBC(Red Blood Cell count) 3.5million/mm3,HB(Hemoglobin)7g/dl,Hct(Hematocrit)30%,serum ion low,MCV(Mean Corpuscular V olume) low,MCHC(Mean Corpuscular Hb concentration)low,TIBC(Total Iron BindingCapacity in the blood)high。
《生物化学》第十四章
凝血酶
Ⅵ(Ⅴa) Ⅶa Ⅷa Ⅸa Ⅹa
血浆凝血活素前质
肝脏?网状内皮系统?
Ⅺa
接因子 纤维蛋白稳定因子
前激肽释放酶 高分子量激肽原
网状内皮系统? 肝脏? 肝脏
Ⅻa ⅩⅢa 激肽释放酶 缓激肽
功能
形成凝胶
蛋白酶 辅因子 辅因子 辅因子 蛋白酶 辅因子 蛋白酶 蛋白酶
蛋白酶
- 19 -
第二节 血液凝固
四、凝血作用的调节
凝血过程是一个级联放大的瀑布效应,加之 正反馈作用,可把最初生成的酶活性极大增 强。但血凝可造成心肌梗死、脑血栓等严重 疾病。因此,机体内的凝血作用必须保持适 度。
- 20 -
第二节 血液凝固
四、凝血作用的调节
血浆及血管内皮等处存在着多种抗凝物质,凝血过程中生成的纤维蛋白(抗凝血酶 Ⅰ)有 强烈吸附凝血酶的作用。血浆中抗凝血蛋白(抗凝血酶 Ⅲ)能与具有蛋白酶作用的凝血因 子以 1∶1 分子比结合形成复合物,从而封闭酶的活性中心。肝素能加速复合体的形成,使 抗凝血酶的活性提高数百倍。肝素是由肥大细胞和嗜碱性粒细胞产生的高分子酸性黏多糖, 是一种重要抗凝血物质,除上述作用外,它还能抑制血小板的黏附、集聚,从而影响血小 板磷脂的释放。肝素作为抗凝剂已广泛应用于临床。
内源性凝血的接触活化阶段
- 16 -
第二节 血液凝固
三、血液凝固的过程
(2)磷脂胶粒反应阶段
在 Ca2+ 的存在下,接触活化阶段产生的 Ⅺa 可使因子Ⅸ发生水解反应产生 Ⅸa。因子 Ⅸa 无酶活性,但可使因子Ⅹ的活化反应速度提 高 1 000 倍。Ⅹa 及凝血酶都有激活因子Ⅷ和Ⅴ 的作用。因子Ⅹa、Ⅴa 和 Ca2+ 结合在磷脂胶粒 上形成凝血酶原激活物。磷脂胶粒是由血小板提 供的富含丝氨酸磷脂的脂蛋白,对凝血因子和 Ca2+ 有较强的亲和力,从因子 Ⅺ 的活化到凝血 酶原激活物的生成一系列反应均在磷脂胶粒上进 行,故称为磷脂胶粒反应阶段。
2—红细胞疾病的实验诊断
一、红细胞疾病的实验诊断(一)前言1.红细胞的生成与代谢①红细胞主要在骨髓中生成,需要血红蛋白、铁、叶酸、VitB12等物质,在肾小球旁成纤维细胞分泌的红细胞生成素EPO刺激下增殖、分化和成熟;②老化的RBC主要在脾脏及肝脏的网状内皮系统中被清除,血红蛋白分解为珠蛋白、铁、胆红素。
2.红细胞疾病(Red blood cell diseases)①定义:由于遗传性或获得性原因,导致红细胞的生成、结构、代谢或消亡发生异常,造成各种与红细胞相关的疾病。
i.真性红细胞增多症(polycythemia vera, PV):以红细胞异常增殖为主的慢性骨髓增生型疾病。
试验诊断:红细胞容量绝对值增加↑外周血Hb、RBC和Hct↑,WBC和PLT↑,NAP↑;骨髓增生活跃,三系细胞增生,以红系最为显著。
存在Jak2V617F基因,体外RBC集落培养↑和EPO↓。
ii.贫血(见下文)(二)贫血的实验诊断1.诊断标准定义:全身循环红细胞总量的减少。
诊断指标:血红蛋白Hb、红细胞计数RBC、血细胞比容Hct。
2.分类(1).按照血细胞形态学分类(2).按照骨髓增生程度增生性贫血:溶血性贫血,缺铁性贫血巨幼细胞性贫血增生低下性贫血:再生障碍性贫血(3).按照病因和发病机制①红细胞生成减少i.骨髓造血受抑或障碍:再生障碍性贫血、MDS、抗肿瘤放化疗、肾性贫血、白血病和其他肿瘤浸润、慢性肾衰贫血ii.DNA合成障碍:叶酸/Vit B12缺乏所致的巨幼细胞性贫血iii.血红蛋白合成障碍:缺铁性贫血、珠蛋白生成障碍性贫血②红细胞破坏增多(溶血性贫血)i.先天性溶血性贫血➢RBC膜缺陷病:(球形、椭圆形、靶形、口形)RBC增多症;➢RBC酶缺陷病:G6PD缺陷症多见、PK缺陷症➢Hb异常病:珠蛋白合成障碍的β,α-地贫、异常Hb病、镰状细胞病与高铁Hb血症ii.获得性溶血性贫血➢免疫性:自身免疫:温抗体型自身免疫性溶贫、冷凝素综合征、阵发性寒冷性Hb血症同种免疫:新生儿溶血病、血型不合输血药物诱发免疫溶贫、SLE、淋巴瘤➢非免疫性:机械、物理性、生物性、脾亢、DIC、PNH(阵发性睡眠性Hb尿症)③红细胞丢失过量i.急性失血:消化道大出血、大量咯血、创伤、手术、内脏破裂、宫外孕;ii.慢性失血:月经过多、痔疮、慢性创伤出血、疟疾。
生物化学基础第13章-血液的生物化学
血液化学成分与临床
人体在生理状态下血液化学成分含量相对恒定, 仅在一定范围波动。
如正常血NPN含量为 14.28~24.99 mmol/L, 其中血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)约占 NPN的1/2。
分析血液的化学成分,可以了解体内物质代谢 状况,有助于诊断和治疗疾病。
➢ 催化作用 许多具有催化作用的酶是血浆蛋 白。这些酶分为:血浆功能酶(凝血酶、纤溶 酶)、外分泌酶(AMS)与细胞酶(LDH、 ALT)。
➢ 营养作用 血浆蛋白在体内分解产生氨基酸, 参与氨基酸代谢池,用于组织蛋白合成,修复 损伤的组织,也可氧化分解供能,或转变为其 他含氮物质。
第二节 红细胞的代谢
➢ 在 组 织 , 红 细 胞 内 的 2 , 3-BPG 显 著 增 加 HbO2释放O2供组织需要。
➢ 缺O2时,红细胞内产生的2,3-BPG增加,有 利于释放更多的O2供组织需要。由平原登高 山、或贫血、肺气肿等,红细胞内2,3-BPG 增加,有利于组织获得较多的O2。
二、二氧化碳的运输
血液运输CO2的形式: (1)物理溶解
➢线粒体内δ-氨基-γ-酮戊酸(δ-aminolevulinic acid, ALA) 合酶(ALA synthase)催化琥珀酰CoA与甘 氨酸缩合生成ALA。 ➢ALA合酶的辅酶为磷酸吡哆醛。维生素B6缺乏 时,血红素合成发生障碍,造成维生素B6反应性 贫血。
琥珀酰CoA
甘氨酸
ALA由线粒体转运到胞液。 ALA脱水酶催化 两分子ALA缩合成胆色素原(PBG)。
PBG
在尿卟啉原Ⅰ同合酶(UPGⅠcoynthase) 及UPGⅢ同合酶协同作用下,4分子PBG脱 氨缩合生成尿卟啉原Ⅲ。
尿卟啉原Ⅲ
2,3-DPG
红细胞生化特性与形态功能的关系作者:作者:杜彦茹赵砚丽作者单位:050051 石家庄市,河北省人民医院麻醉科来源:医学期刊 / 医药科学综合收藏本文章【关键词】红细胞人体循环中红细胞每天大约从血浆中摄取30克葡萄糖,其中90%~95%经糖酵解途径和2,3-DPG途径进行代谢,5%~10%通过磷酸戊糖途径进行代谢,红细胞通过糖代谢产生ATP、2,3-DPG等代谢产物,用于维持红细胞的形态和功能。
1 糖酵解1.1 ATP的产生糖酵解是红细胞获得能量的唯一途径,每摩尔葡萄糖经糖酵解生成2 mol乳酸的过程中,产生2摩尔的ATP和2 mol的NADH+(氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸),通过此途径可使红细胞内ATP的浓度维持在1.85×10 mol/L水平。
1.2 ATP的功能1.2.1 维持红细胞膜钠泵的运转:红细胞主要通过调节细胞内Na+和K+的含量来调节细胞的容积,这些阳离子泵依赖于膜上的Na+-K+-ATP酶,为维持此项功能约需消耗红细胞产生ATP的30%。
1.2.2 维持红细胞内钙环境的恒定:膜上钙泵依赖于ATP主动撵出细胞内钙。
如细胞内ATP水平下降低至正常的20%或钙漏进细胞内超过了钙泵的能力,将使细胞内钙积聚,钙沉积在细胞膜上,使红细胞膜丧失其柔韧应变的性质,变得僵硬降低可塑性,使原双凹圆盘形红细胞变成有很多短的有规则突起的球状体-棘状细胞。
钙离子是细胞内许多ATP酶、蛋白酶和磷脂酶的激活剂,并直接参与细胞的生理活动,细胞内钙离子大量增加, ATP分解增加而合成减少,导致能量缺乏。
蛋白酶与磷脂酶激活后,红细胞膜结构破坏[1-3],变形能力降低。
1.2.3 维持红细胞膜脂质的更新:红细胞膜脂质的正常组成是需要消耗ATP的,这主要是由于脂酰化反应,当ATP缺失时膜脂质更新受阻,在离体实验中发现,缺乏葡萄糖的红细胞ATP水平下降至1~2×10-4mol/L时,溶血磷脂酰胆碱的脂酰化反应中止,细胞内的溶血磷脂酰胆碱积聚,红细胞变形产生棘状细胞和球状细胞,细胞对阳离子的通透性增加,最终发生溶血。
血液中红细胞是如何代谢的呢?
血液中红细胞是如何代谢的呢?血液中的红细胞是体内最为重要的成分之一,它们在人体的新陈代谢中发挥着重要的作用。
红细胞的代谢过程包括能量代谢、蛋白质代谢、脂质代谢和核酸代谢等。
下面我将详细介绍红细胞的代谢过程。
首先是红细胞的能量代谢。
由于红细胞没有线粒体,无法通过呼吸作用产生能量,因此它主要依靠糖类的代谢来获得能量。
红细胞主要代谢葡萄糖,而葡萄糖则主要通过糖解和糖酵解两个过程进行代谢。
糖解是指葡萄糖分子在无氧条件下通过一系列酶的催化作用逐步分解为丙酮酸和乙醇,同时释放大量的能量。
而糖酵解是指葡萄糖分子在有氧条件下通过一系列酶的催化作用逐步氧化成二氧化碳和水,同时也释放大量的能量。
通过糖解和糖酵解,红细胞能够获得足够的能量来维持其正常的生理功能。
其次是红细胞的蛋白质代谢。
红细胞中存在着多种种类的蛋白质,其中包括血红蛋白和多种酶。
血红蛋白是红细胞中最丰富的蛋白质,它是红细胞的主要功能之一,负责携带氧气到全身各个组织和器官。
血红蛋白由四个亚单位组成,每个亚单位中含有一个铁离子,它们能够与氧气结合形成氧合血红蛋白。
红细胞通过血红蛋白的代谢来不断合成新的血红蛋白,并同时分解老化和损坏的血红蛋白。
血红蛋白的分解产物会被肝脏和脾脏等器官进一步处理和转化,其中的铁离子会被转运到骨髓中用于合成新的血红蛋白。
红细胞还参与了脂质的代谢过程。
脂质是构成红细胞膜的重要成分之一,它们能够为红细胞提供结构性支持和保证细胞的正常功能。
红细胞膜中含有多种种类的脂质,如磷脂、固醇和甘油三酯等。
红细胞主要通过内源性合成和外源性吸收两种途径来获得所需的脂质。
内源性合成是指红细胞自身利用葡萄糖等物质合成脂质,而外源性吸收是指红细胞膜上的特殊蛋白质通过脂质分子的运输蛋白将外界吸收的脂质转运进入红细胞。
通过这些途径,红细胞不断更新和修复其膜结构。
此外,核酸代谢也是红细胞的重要代谢过程之一。
红细胞中的核酸主要包括DNA和RNA,它们在维持红细胞的正常生理功能方面发挥着重要的作用。
成熟红细胞保留的代谢途径
成熟红细胞保留的代谢途径
成熟红细胞保留的代谢途径相对较少,主要有以下几个:
1. 糖酵解途径:红细胞主要依靠糖酵解途径产生能量。
在这一途径中,葡萄糖分子通过一系列的酶催化反应分解为丙酮酸,并最终生成乳酸。
乳酸是红细胞能量产生的主要产物之一。
2. 库普弗途径:红细胞通过库普弗途径来合成大部分的核苷酸(如腺苷酸和鸟苷酸等)。
这些核苷酸在DNA和RNA的合
成以及其他细胞机能中起重要作用。
3. 五碳糖氧化途径:红细胞通过五碳糖氧化途径来合成谷胱甘肽(glutathione),这是一种抗氧化剂,能够保护红细胞免受
氧化损伤。
4. 无氧呼吸途径:成熟红细胞不含线粒体,无法进行有氧呼吸,因此主要通过无氧呼吸途径产生能量。
无氧呼吸以乳酸作为最终产物,具有高效率和快速的特点。
总的来说,成熟红细胞的代谢途径相对简单,主要集中在糖酵解、库普弗途径、五碳糖氧化途径和无氧呼吸等方面。
这些途径保证了红细胞能够维持正常的代谢功能,并提供所需的能量。
红细胞运输氧气的原理
红细胞运输氧气的原理
红细胞是血液中最常见的细胞之一,其主要功能是运输氧气到身体各
个部位。
红细胞内含有一种叫做血红蛋白的蛋白质,血红蛋白能够与
氧气结合形成氧合血红蛋白,从而实现氧气的运输。
红细胞中的血红蛋白分子由四个亚基组成,每个亚基都能够结合一个
分子的氧气。
当呼吸系统吸入空气中的氧气时,它会进入肺泡并与肺
泡表面上的毛细血管相接触。
这时,血液中的红细胞就会将未饱和的
血红蛋白暴露在肺泡面前,使其能够与空气中的氧分子发生反应并形
成氧合血红蛋白。
随后,这些充满了新鲜氧气的红细胞就会被心脏泵送到身体其他部位。
在组织器官中,高浓度的二氧化碳和低浓度的氧会促使已经与氧结合
的血红蛋白释放出氧分子并返回到未饱和状态。
这种现象被称为氧离
解作用。
当红细胞通过毛细血管时,它们会受到毛细血管壁上的一系列信号,
这些信号有助于红细胞释放更多的氧气。
同时,红细胞会释放出一些
代谢产物,如二氧化碳和乳酸,这些代谢产物会被运输回肺部进行排出。
总之,红细胞是人体内最重要的运输器官之一。
通过其内含的血红蛋白分子,它们能够将氧气从呼吸系统中吸入,并将其运输到身体其他部位供组织和器官使用。
在组织器官中,红细胞还能够将二氧化碳等代谢产物带回肺部进行排出。
红细胞中atp的主要生理功能
红细胞中ATP的主要生理功能引言红细胞是人体中最常见的血细胞类型,其主要功能是携带氧气到身体各个组织以供能量代谢。
红细胞中存在着丰富的ATP(三磷酸腺苷),这些ATP分子扮演着多种重要的生理功能。
本文将深入探讨红细胞中ATP的主要生理功能。
红细胞中ATP的合成ATP的合成主要通过糖酵解和线粒体呼吸链两种途径进行。
红细胞不具备线粒体,只能依赖糖酵解产生ATP。
在糖酵解过程中,葡萄糖经过一系列的酶催化反应,最终转化为ATP。
这种合成过程对红细胞来说至关重要,因为红细胞主要依赖糖酵解来产生能量。
ATP在红细胞膜上的磷酸化红细胞膜表面存在许多离子通道和转运蛋白,这些蛋白质的功能需要ATP的磷酸化来维持。
ATP通过磷酸化反应能够提供所需能量,使红细胞膜上的离子通道和转运蛋白维持其正常功能。
例如,红细胞膜上的Na+/K+-ATP酶通过ATP的磷酸化来维持细胞内外Na+和K+的平衡,同时也维持了细胞的渗透压。
ATP在红细胞形态维持中的作用红细胞形态维持是红细胞能正常完成其携氧功能的重要前提。
ATP通过影响红细胞内Ca2+浓度,从而调控红细胞形态。
高浓度的ATP能使红细胞内Ca2+浓度升高,从而激活Ca2+/K+交换蛋白,增加细胞内的钾离子浓度,使红细胞变得更圆形。
相反,低浓度的ATP则使红细胞内Ca2+浓度下降,导致细胞内钾离子浓度减少,红细胞变得更扁平。
ATP在红细胞氧气释放中的作用红细胞通过携带氧气到身体各个组织来维持人体正常的能量代谢。
ATP在红细胞内能增加氧气释放,促进氧气从红细胞中向组织细胞中的血红蛋白释放。
ATP可通过激活红细胞膜上的离子通道、调节氧分压和改变红细胞形态等方式,促进氧气释放。
ATP在红细胞抗氧化中的作用红细胞(特别是贫血时)易受到氧化损伤,而ATP在红细胞抗氧化过程中发挥重要作用。
ATP能通过激活谷胱甘肽过氧化物酶系统等抗氧化酶的活性,降低细胞内的氧化应激,减轻红细胞的氧化损伤。
此外,ATP还能维持谷胱甘肽等重要抗氧化剂的还原状态,进一步增强红细胞的抗氧化能力。
红细胞无氧呼吸产物
红细胞无氧呼吸产物
红细胞无氧呼吸产物是乳酸。
红细胞缺乏线粒体,无法进行有效的氧化磷酸化代谢,只能通过无氧代谢方式产生ATP来维持生命活动。
在无氧代谢过程中,葡萄糖分解产生丙酮酸,再通过乳酸脱氢酶作用转化为乳酸并释放出能量。
乳酸可以通过血液循环运送到肝脏等组织进行进一步代谢或转化。
乳酸的外周代谢主要是在肝脏中进行。
肝脏中的乳酸脱氢酶可以将乳酸转化为丙酮酸和乳酸脱氢酸,其中丙酮酸可以进一步氧化为乳酸和水,释放出更多能量。
此外,肌肉组织和其他组织中的线粒体也可以直接氧化乳酸为丙酮酸,提供能量。
在人体短时间内高强度的运动中,由于氧供给不足,肌肉组织进行无氧代谢时,会产生大量的乳酸,导致血液中乳酸含量明显升高,形成乳酸酸中毒。
乳酸酸中毒会造成肌肉疲劳、呼吸急促、心跳加快、恶心、呕吐等症状,并在严重的情况下威胁生命。
因此,在高强度的运动中,合理安排训练强度和休息,以及增加身体对氧的吸收和利用能力,都是降低乳酸酸中毒风险的关键。
成熟红细胞存在着哪些代谢特点
成熟红细胞存在着哪些代谢特点成熟红细胞是人体血液中最常见的一种细胞类型,它们主要负责携带氧气和二氧化碳的运输。
尽管它们在维持人体正常运作中起到至关重要的作用,但是成熟红细胞并不具备细胞分裂和复杂的代谢活动。
本文将介绍成熟红细胞存在的一些代谢特点。
首先,成熟红细胞缺乏细胞核和细胞器,这使得它们无法进行蛋白合成和核酸复制。
这也意味着成熟红细胞无法修复自身的DNA损伤或合成新的蛋白质。
相反,它们主要依靠氧气和营养物质的传递来维持自身的功能。
成熟红细胞的主要代谢特点之一是它们依赖糖酵解来产生能量。
由于缺乏线粒体和其他氧化还原酶,成熟红细胞无法进行呼吸作用,也就无法通过氧气在线粒体中产生高效能量。
相反,它们通过糖酵解途径将葡萄糖分解为乳酸以产生少量能量。
这种产能方式称为无氧糖酵解,虽然效率较低,但却非常适合红细胞的特殊需求。
另外,成熟红细胞因缺乏细胞器和细胞核,无法进行蛋白质合成,它们的寿命相对较短。
正常情况下,成熟红细胞的寿命为120天左右,然后会被脾脏或肝脏等器官中的巨噬细胞摧毁。
由于无法进行细胞分裂,成熟红细胞无法自我修复,只能依靠体内新生红细胞的产生来维持正常的血红蛋白水平。
除了以上几点,成熟红细胞还具有其他一些特殊的代谢特点。
例如,它们的细胞膜含有大量的脂质,这使得红细胞在弯曲和变形时更加柔软和可变。
这种特殊的细胞膜结构使得红细胞能够通过狭窄的血管,从而保证了氧气和二氧化碳的有效交换。
此外,成熟红细胞还具有高度特化的血红蛋白结构。
血红蛋白是红细胞内的一种蛋白质,它能够结合氧气并在需要时释放出来。
成熟红细胞的血红蛋白分子具有载氧能力的特殊结构,能够高效地与氧气结合和释放。
这是红细胞能够有效运输氧气到全身各个组织的重要原因。
总结起来,成熟红细胞存在着一些特殊的代谢特点。
它们无法进行细胞分裂和细胞质代谢,主要依靠糖酵解来产生能量,并且寿命相对较短。
成熟红细胞还具有特殊的细胞膜结构和高度特化的血红蛋白,这使得它们能够在体内有效地运输氧气和二氧化碳。
红细胞的代谢
第二节红细胞的代谢※哺乳动物的红细胞在发育中的形态与代谢的变化早幼红细胞→中幼红细胞→网质红细胞→成熟红细胞⒈早、中幼红细胞:含有胞核、内质网和线粒体,具有合成核酸和蛋白质的能力,并可以通过有氧氧化获得能量。
⒉网质红细胞:无细胞核和DNA,不能合成核酸,但尚有少量线粒体和RNA,可以合成一些蛋白质及有氧氧化供能。
⒊成熟红细胞:有细胞膜和胞浆,无细胞器,不能合成核酸和蛋白质,也不能氧化供能,其能量主要来自酵解途径。
一、血红蛋白的生物合成述:血红蛋白是红细胞中最主要的蛋白质,是在红细胞成熟之前合成的。
成年人的血红蛋白由两条α链、两条β链组成。
1.结构:含4个亚基,每个亚基结合1分子血红素2.组成:珠蛋白和血红素(一)血红素的合成述:血红素是含铁卟啉衍生物,是Hb的辅基。
1.合成的组织和亚细胞定位⑴合成组织:红细胞的线粒体及胞液⑵亚细胞定位:骨髓的幼红细胞和网织红细胞(主要)2.合成原料:琥珀酰辅酶A、甘氨酸、Fe2+等3.限速酶:δ氨基γ酮戊酸(ALA)合成酶(辅酶:磷酸吡哆醛)4.合成过程⑴δ-氨基-γ-酮戊酸(ALA)的生成*关键酶:ALA合酶*反应部位:线粒体*反应式:课本P158,图13-2述:维生素B 6缺乏时,血红素合成发生障碍,造成维生素B 6反应性贫血。
⑵血红素的生成①胆色素原的生成述:ALA 生成后从线粒体进入胞液。
+AL A 脱水酶 2H 2O ALA ALA 胆色素原(PBG )②尿卟啉原与类卟啉原的生成4x 胆色素原 尿卟啉原Ⅰ、Ⅲ同合酶 尿卟啉原Ⅲ 尿卟啉原Ⅲ脱羧酶 类卟啉原Ⅸ ③血红素的生成述:胞液中的类卟啉原Ⅲ再进入线粒体类卟啉原Ⅲ类卟啉原Ⅲ氧化脱羧酶 原卟啉原Ⅸ 原卟啉原Ⅸ氧化酶 原卟啉Ⅸ 亚铁螯合酶 血红素述:血红素生成后,迅速进入胞液与珠蛋白结合生成Hb 。
在珠蛋白多肽链合成后,一旦容纳血红素的空穴形成,立 刻有血红素与之结合,并使珠蛋白折叠成其最终的立体结 构,再形成稳定的αβ二聚体;最后,由两个二聚体构成有功能的α2β2四聚体-血红蛋白。
成熟红细胞代谢途径
成熟红细胞代谢途径成熟红细胞是由骨髓中的幼稚红细胞发育而来的,它们的主要功能是通过携带氧分子和二氧化碳分子来维持身体的供氧和排出二氧化碳的平衡。
然而,成熟红细胞的寿命有限,它们在体内寿命约为120天。
在这段时间里,成熟红细胞将经历许多生物化学代谢途径,最终被脾脏和肝脏等器官清除,其中一部分会被回收利用。
成熟红细胞的主要代谢途径包括以下几个方面:1. 糖代谢:红细胞主要通过糖酵解产生ATP,补充红细胞能量代谢所需的ATP。
其中,葡萄糖磷酸通路是红细胞糖酵解的主要通路,通过这个途径,葡萄糖可以分解为丙酮酸和乳酸。
此外,红细胞还可以通过谷氨酰磷酸途径形成6-磷酸葡萄糖酸,以维持红细胞的能量代谢。
2. 血红蛋白代谢:成熟红细胞中的血红蛋白通过血红素代谢产生胆红素。
血红素将释放出来的铁原子回收利用,而胆红素则被肝脏代谢后转化为胆汁酸排泄出体外。
血红蛋白代谢产生的胆红素还会通过肝脏释放出去,经肠道和肝脏内有助于消化的微生物代谢,生成胆原素、胆腺素等。
成熟红细胞中存在维生素E和C等抗氧化剂,以保护红细胞免受自由基的损害。
此外,成熟红细胞通过代谢酚酞月的方式产生NADPH,维持细胞内的还原性环境。
红细胞的细胞膜主要由磷脂和蛋白质组成,其中磷脂代谢扮演着重要的角色。
通过红细胞内的酶,磷脂酰胆碱和磷脂肌醇会被代谢产生磷酸和氨基酸,以维持细胞膜的正常结构和功能。
成熟红细胞的细胞膜中主要存在两种糖蛋白:血型抗原和交联蛋白。
血型抗原是红细胞表面一种由糖类组成的糖蛋白,不同的人具有各自不同的血型。
交联蛋白则是细胞膜骨架中的一种结构蛋白,在稳定红细胞形态和维持细胞膜功能方面起重要作用。
总之,成熟红细胞代谢途径涉及细胞膜、糖、血红蛋白、维生素和糖蛋白等方面,这些途径相互作用,协调发挥多方面功能。
当红细胞的寿命到期时,这些代谢途径将完成其生物化学过程,最终被肝脏和脾脏等器官清除。
人体血液新陈代谢周期是多长时间?
人体血液新陈代谢周期是多长时间?>人体无时无刻不在进行着新陈代谢。
新陈代谢也是人体的主要活动,今天的你已经不是昨天的你了,因为每时每刻我们人体会长出新细胞代替凋亡的老细胞。
不管寿命有多长,身体的某些部分其实只有几周甚至几天的寿命。
不同的部位新陈代谢的周期也是不同的。
那么,人体血液新陈代谢周期是多长时间呢?机体与外界环境之间的物质和能量交换以及生物体内物质和能量的自我更新过程叫做新陈代谢。
认识我们自己能够更好的保持健康和治疗疾病。
很多人担心衰老,但很少有人意识到,不管你的寿命多长,你身体的某些部分其实只有几周甚至几天的寿命。
这是因为它们在不断进行自我更新。
血液循环加快由于活动旺盛,需要新陈代谢来帮助及时排出废物,保持细胞外液环境稳定.这是一系列复杂的生理过程。
血液由血浆和血细胞组成,主要有运输、缓冲、调节、免疫和防御等功能。
血浆中大部分是水,其余是有形成分(血浆蛋白,低分子物质)血细胞为红、白细胞和血小板。
血细胞由骨髓中的造血细胞生成,有一定的寿命。
红细胞由巨噬细胞破坏,脾脏是主要场所;白细胞大部分被肝、脾内的巨噬细胞吞噬和分解,小部分可穿过消化道和呼吸道粘膜而排出。
血液中数量最多的是红细胞。
红细胞的寿命为120-140天。
以此推算,全身的血液更新周期在120-140天左右。
血液中的白细胞寿命很短,只有几天,可以忽略不计。
三个月全身的血液和细胞全部更新一遍,人体等于是个新的人了。
红血球更新频率是4个月。
红血球是身体的重要输送系统,为肝脏组织输送氧气和排出废物。
它们的更新频率为4个月,当肝脏排出了残留的健康血红细胞所必需的铁,脾脏中残留细胞就会毁灭。
因为会因受伤和女性月经受损,所以,身体经常会合成更多红血球。
新陈代谢是时时刻刻进行着的,很多人不清楚血液循环与新陈代谢的关系,其实它俩是处于动态平衡的,而新陈代谢并不会带动血液循环加快.如果新陈代谢停止,也就代表人的死亡,我们在运动的时候,新陈代谢也会加快,但是新陈代谢快不会导致血液循环快。
红细胞功能特点
红细胞功能特点红细胞是人体血液中最常见的细胞之一,它在血液循环中起着至关重要的作用。
红细胞的功能特点主要包括形态适应性、携氧能力强、寿命长、具有柔软变形能力等。
下面将逐一解释这些功能特点,并对其进行中心扩展描述。
红细胞的形态适应性是其功能特点之一。
正常情况下,红细胞呈现出典型的双凹形状,即中间凹陷两端微微隆起。
这种形态使得红细胞在血管中能够顺利通过各种狭窄的血管,如毛细血管,保证了血液的正常流动。
而且,红细胞的形态还有助于增大细胞表面积,提高氧气的扩散速率,从而更有效地携带和释放氧气。
红细胞具有携氧能力强的特点。
红细胞内含有大量的血红蛋白,血红蛋白能够与氧气结合并运输到全身各个组织和器官。
红细胞内的血红蛋白分子结构特殊,能够通过与氧气的结合和解离来实现氧气的运输和释放。
这种携氧能力强的特点使得红细胞成为血液循环中主要的氧气运输者,保证了身体各部位的正常代谢。
第三,红细胞的寿命较长。
正常情况下,红细胞的寿命约为120天左右。
相比其他血液细胞而言,红细胞的寿命较长,这是为了能够更好地发挥其携氧功能。
红细胞的寿命过程中,会经历一系列的变化,包括衰老、溶解和被脾脏清除等。
这种较长的寿命保证了红细胞能够持续地携带和释放氧气,维持身体正常的生理功能。
红细胞还具有柔软变形能力。
红细胞的膜结构特殊,含有丰富的蛋白质和磷脂,使得红细胞具有很好的柔软性。
在血液循环中,红细胞需要通过各种大小的血管,包括毛细血管和窄小的微血管。
红细胞的柔软变形能力使得它们能够顺利通过这些狭窄的血管,保证了血液的正常流动和氧气的有效输送。
红细胞的功能特点包括形态适应性、携氧能力强、寿命长和具有柔软变形能力等。
这些特点使得红细胞能够在血液循环中起到至关重要的作用,保证了身体各部位的正常代谢和生理功能的正常运行。
红细胞的功能特点对于维持人体健康具有重要意义,因此对红细胞的研究和了解是非常有必要的。
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第二节红细胞的代谢
※哺乳动物的红细胞在发育中的形态与代谢的变化
早幼红细胞→中幼红细胞→网质红细胞→成熟红细胞
⒈早、中幼红细胞:含有胞核、内质网和线粒体,具有合成核酸和
蛋白质的能力,并可以通过有氧氧化获得能量。
⒉网质红细胞:无细胞核和DNA,不能合成核酸,但尚有少量线
粒体和RNA,可以合成一些蛋白质及有氧氧化供能。
⒊成熟红细胞:有细胞膜和胞浆,无细胞器,不能合成核酸和蛋白
质,也不能氧化供能,其能量主要来自酵解途径。
一、血红蛋白的生物合成
述:血红蛋白是红细胞中最主要的蛋白质,是在红细胞成熟之前合成的。
成年人的血红蛋白由两条α链、两条β链组成。
1.结构:含4个亚基,每个亚基结合1分子血红素
2.组成:珠蛋白和血红素
(一)血红素的合成
述:血红素是含铁卟啉衍生物,是Hb的辅基。
1.合成的组织和亚细胞定位
⑴合成组织:红细胞的线粒体及胞液
⑵亚细胞定位:骨髓的幼红细胞和网织红细胞(主要)
2.合成原料:琥珀酰辅酶A、甘氨酸、Fe2+等
3.限速酶:δ氨基γ酮戊酸(ALA)合成酶(辅酶:磷酸吡哆醛)4.合成过程
⑴δ-氨基-γ-酮戊酸(ALA)的生成
*关键酶:ALA合酶
*反应部位:线粒体
*反应式:课本P158,图13-2
述:维生素B 6缺乏时,血红素合成发生障碍,造成维生素B 6
反应性贫血。
⑵血红素的生成
①胆色素原的生成
述:ALA 生成后从线粒体进入胞液。
+
AL A 脱水酶 2H 2O ALA ALA 胆色素原(PBG )
②尿卟啉原与类卟啉原的生成
4x 胆色素原 尿卟啉原Ⅰ、Ⅲ同合酶 尿卟啉原Ⅲ 尿卟啉原Ⅲ脱羧酶 类卟啉原Ⅸ ③血红素的生成
述:胞液中的类卟啉原Ⅲ再进入线粒体
类卟啉原Ⅲ
类卟啉原Ⅲ氧化脱羧酶 原卟啉原Ⅸ 原卟啉原Ⅸ氧化酶 原卟啉Ⅸ 亚铁螯合酶 血红素
述:血红素生成后,迅速进入胞液与珠蛋白结合生成Hb 。
在珠蛋白多肽链合成后,一旦容纳血红素的空穴形成,立 刻有血红素与之结合,并使珠蛋白折叠成其最终的立体结 构,再形成稳定的αβ二聚体;最后,由两个二聚体构成
有功能的α2β2四聚体-血红蛋白。
COOH CH 2CH 2C C O H H H H N H OH O O H O N
H 2
(二)血红素合成的调节
※血红素合成的特点
①合成的主要部位是骨髓和肝脏,但成熟红细胞不能合成;
②合成的原料简单:琥珀酰CoA、甘氨酸Fe2+等小分子物质;
③合成过程的起始与最终过程在线粒体,中间过程在胞液。
1.ALA合酶
⑴ALA合酶是血红素合成的限速酶,受血红素反馈抑制;
⑵如果血红素合成速度大于珠蛋白合成速度,过多的血红素可氧化
为高铁血红素,强烈抑制ALA合酶;
⑶当血红素生成过多时,其可反馈抑制ALA合成酶的活性并阻遏
ALA合成酶的合成,从而降低血红素的合成速度。
2.促红细胞生成素(EPO)
述:由肾脏合成的促红细胞生成素可诱导ALA合成酶的合成,从而促进血红素及血红蛋白的生物合成。
机体缺氧或红细胞比容降低时可诱导EPO基因表达。
3.类固醇激素
述:如雄激素、雌二醇等可促进血红素和血红蛋白的生物合成。
临床:应用丙酸睾丸酮及衍生物如甲基睾酮等治疗再生障碍性贫血就是这一原理。
4.其他调节因素
述:杀虫剂、致癌物质及某些药物它们可诱导ALA合成酶的合成,从而促进血红素的合成;铅其可抑制ALA脱水酶及亚铁螯合酶的活性,从而抑制血红素的合成。
铁是血红素合成的原料,机体缺铁或铁动员利用发生障碍,会引起血红素合成减少。
二、成熟红细胞的代谢特点
述:成熟红细胞由于缺乏亚细胞结构,因而凡与细胞核、线粒体有关的代谢都不能进行,如DNA、RNA、蛋白质的生物
合成,脂肪酸β氧化,糖有氧氧化及氧化磷酸化等。
述:成熟红细胞对血液葡萄糖的利用主要靠红细胞膜主动运输方式摄取。
其中糖酵解是红细胞获得能量的主要途径,糖
酵解产生的ATP主要用于维持红细胞膜离子泵的正常功能、脂质的更新、谷胱甘肽和NAD+的生物合成等,以保证细
胞内外离子平衡和膜的完整性。
另外则通过磷酸戊糖途径
通路氧化,生成的NADPH用于维持谷胱甘肽还原系统和
高铁血红蛋白的还原。
(一)2,3-二磷酸甘油酸支路
述:红细胞中存在2,3-二磷酸甘油酸(2,3-DPG)支路。
1.酶:二磷酸甘油酸变位酶、2,3-BPG磷酸酶
2.支路图(课本P160图13-5)
3.2,3-BPG的作用
⑴调节血红蛋白的运氧功能,降低血红蛋白对氧的亲和力,即
当2,3-BPG的浓度升高时,血红蛋白与氧的亲和力下降,从而使组织获得更多的氧气。
⑵红细胞中不能贮存葡萄糖,但含有较多的2,3-BPG。
2,3-BPG氧化时,可生成ATP,因此2,3-BPG还是红细胞中能量的贮存形式。
(二)磷酸戊糖途径与谷胱甘肽代谢
述:红细胞中磷酸戊糖途径的生理意义主要是生成NADPH。
NADPH 是谷胱甘肽还原酶的辅酶,红细胞生成的NADPH主要于红细胞本身谷胱甘肽合高铁血红蛋白(MHb)的还原,尤以前者重要。
临床:缺乏6磷酸葡萄糖脱氢酶的患者,磷酸戊糖途径不能正常进行,以致NADPH缺乏,GSH含量不足,在食入蚕豆或服用
磺胺药、阿司匹林等药物后,增加了GSH的消耗,红细胞膜
受活性氧类攻击,膜结构完整性受损,红细胞易破而出现急
性溶血症状。
(三)高铁血红蛋白(MHb)的还原
述:红细胞经常有少量MHb生成,MHb不具有携氧的功能。
正常红细胞内存在还原酶使其还原。
临床:发绀
原因:如摄入或经皮肤吸收过多的氧化剂,使MHb生成的速度大于MHb还原的速度,导致红细胞中MHb增高,因而患者发
生发绀。
肠源性发绀是因食入过多的硝酸盐或亚硝酸盐类化合物引起
的中毒症状。
治疗:美兰(MB)可用于某些MHb过多症的治疗。