第11章血液生化(生物化学)

1、碱性环境 2、Fe3+
3、形成铁难溶性复合物：磷酸、植酸、草酸、鞣酸等
血红素可直接被粘膜细胞吸收
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3.铁的运输
食物中摄取铁为Fe2+
要能够运输必须转变成Fe3+ 游离的铁有毒，必须以铁蛋白形式存在 运铁蛋白只有1/3与Fe3+结合 血液结合铁含量为3mg/L
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3.铁的储存

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正常人

血液比重为1.050～1.060， 血浆比重为1.025～1.030， 血清比重为1.024～1.029， 红细胞的比重约为1.090。 全血和血浆pH值为7.40±0.05（[H+]35.5～ 44.7nmol/L）， 静脉血pH值比动脉血稍低； 血浆渗透压在37℃时相当于7.6个大气压，即 7.7×105Pa，或约300mOsm/L。

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红细胞成熟过程中的代谢变化
代谢能力
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
有核 红细胞
＋ ＋* ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
网织 红细胞
－ － － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
成熟 红细胞
储存形式为：铁蛋白（90%）和铁血黄素
储存部位：肝（星形细胞）、脾、骨髓
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（四）. 血红蛋白的合成
血红素合成后与珠蛋白结合成 血红蛋白。 珠蛋白的合成同一般蛋白质的合成，其合成受 血红素调控。
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二、成熟红细胞的代谢特点

源自文库
红细胞是血液中最主要的细胞，它是在骨髓中 由造血干细胞定向分化而成的红系细胞。 在成熟过程中，红细胞发生一系列形态和代谢 的改变。
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1、 铁的摄取与排泄
食物中的铁
红细胞破坏
释放出的Hb铁
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2. 胃肠道内铁的吸收（十二指肠及空场上段） 影响铁吸收的因素是溶解度。
增加溶解度的因素有：
1、酸性环境：有机酸、胃酸等
2、Fe2+:还原性物质，如VitC、GSH、Cys等 3、铁可溶性螯合剂：柠檬酸、氨基酸、胆汁酸等。
降低溶解度的因素有：
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血红素合成的调节
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（三）. 铁的来源
铁是人体Hb的重要组成成份，也是肌红蛋白、 细胞色素、过氧化物酶和过氧化氢酶等的组成成份。 正常成年男子体内含铁总量约3～4g，女子稍低。


其中Hb铁约占60～70%，肌红蛋白铁约占4%
人体内贮存铁主要以铁蛋白和含铁血黄素形式存在。
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表11-1 人体内铁的分布及含量（以70㎏体重计算）
血红素合成的关键酶
COOH H2C CH2
COOH
+
CH2NH2 COOH
HSCoA + CO2
H2C CH2 C O
C ～ SCoA O
ALA合酶 （磷酸吡哆醛）
反应部位：线粒体
CH2NH2
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②胆色素原的生成 ALA生成后从线粒体进入胞液
COOH
O
CH2 CH2 O H H C C N H ALA脱水酶 H
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尿素：3 .2～7 .1 mmol/L ，占NPN的一半。 尿酸：男性0.15～0.38 mmol/L， 女性0 .10～0 .30 mmol/L 肌酸：228 .8～533 .8μmol/L 肌酐：88 .4～176 .8μmol/L 血氨：5.9～35.2μmol/L（10～60μg/dl）

肌酐全部由肾排出，因血中肌酐含量不受食物 蛋白质多少的影响，故临床检测肌酐含量较NPN
更能正确地了解到肾脏的排泄功能。
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四、气体和其他有机化合物

主要为O2和CO2

O2 和CO2通过血液运输，将细胞呼吸与肺呼 吸联系起来。
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第 二 节
红 细 胞 代 谢
Metabolism of Blood Cells
2, 3-BPG
2, 3-BPG 磷酸酶
3-磷酸甘油酸
乳酸
2,3-BPG 旁 路
该酶活性低，从而合成大 于分解，致使红细胞内2， 3-BPG含量高，能降低 Hb与氧的亲和力，促进氧 的释放
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3. 红细胞内糖代谢的生理意义
⑴ ATP的功能



维持红细胞膜上钠泵(Na+-K+-ATPase)的正常运 转 维持红细胞膜上钙泵(Ca2+-ATPase)的正常运转 维持红细胞膜上脂质与血浆脂蛋白中的脂质进 行交换 少量ATP用于谷胱甘肽、NAD+ 的生物合成 ATP用于葡萄糖的活化，启动糖酵解过程
－ － － － － － － － － ＋ ＋
注： “+”，“-” 分别表示该途 径有或无 *晚幼红细胞 为“-”
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（一）糖代谢 1. 糖酵解和2, 3-二磷酸甘油酸(2, 3-BPG)旁路
2. 磷酸戊糖途径, 主要功能是产生NADPH+H+
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葡萄糖
二磷酸甘油酸变位酶
1, 3-BPG
3-磷酸甘 油酸激酶
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一、血红素的合成
血红蛋白的组成
珠蛋白，血红素(heme) 血红蛋白的合成 * 血红素的合成 * 珠蛋白的合成 * 血红蛋白的合成
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（二）
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⑴ 合成过程
① -氨基--酮戊酸(- aminolevulinic acid ,ALA)
的生成：由ALA合酶(ALA synthase)催化，是

Hb的功能：运输O2 运输CO2 参与H+代谢的调节
Hb对O2的结合受到H+、CO2和2，3-BPG等的调 节，这些调节物通过改变Hb分子的构象来调节 Hb结合O2的能力，这就是Hb表现的别构效应。
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（一）血红蛋白的运氧功能
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Hb蛋白携氧功能具有协同效应，从而导致其 氧结合曲线为S形曲线。
无机物：以电解质为主(以无机离子的形式存在）

有机物：蛋白质、非蛋白质类含氮化合物、糖类和脂类等
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血浆、组织间液和其他细胞外液构成机体的内环境，是 体内细胞直接生活的环境。
组织间液:存在于各种组织细胞间隙的液体，可以与
血浆交换物质，也可以与组织细胞交换物质。 血浆在沟通内外环境、维持内环境的相对稳定（如pH、 渗透压、各种化学成份的浓度等）、物质的运输（营养 物、代谢调节物、代谢中间物、代谢末产物等）、异物 的防御（免疫）以及出血的防止（血液凝固）等方面都 起着重要作用。
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⑵ 2, 3-BPG的功能 2, 3-BPG是调节血红蛋白(Hb)运氧的 重要因素，可降低Hb与氧的亲和力。
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⑶ NADH和NADPH的功能

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。
NADP+
谷胱甘肽 还原酶
葡萄糖 6-磷酸
6－磷酸葡萄 糖脱氢酶
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（二）、血浆蛋白的功能

维持血浆胶体渗透压


维持血浆正常的pH
营养作用
运输作用
免疫作用 催化作用 凝血、抗凝血和纤溶作用
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三、非 蛋 白 含 氮 化 合 物



除蛋白质以外的含氮物质称为非蛋白含氮化合物 在血液中主要是尿素，还有尿酸、肌酸、肌酐、氨基 酸、胆红素、氨等，临床上称非蛋白氮（non protein nitrogen，NPN） 正常人血中NPN含量为14.3 ～25.0mmol/L （20～ 35mg/dl）， 这些含氮化合物中绝大多数是蛋白质和核酸的分解代 谢终产物，它们由血液运输到肾而排出体外，当肾功 能严重损害时，因排出受阻而使血中NPN升高。 临床上常通过测定血中NPN含量以了解肾的排泄功能。
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二、血 浆 蛋 白
SDS-PAGE
电 泳 等电聚焦电泳（IEF)
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（一）、血浆蛋白的分类与性质

血浆蛋白是指血浆含有的蛋白质，是血浆中 的主要的固体成分。 血浆蛋白总含量：60～70g/L

血浆蛋白的种类很多，含量也极不相同，有 多种分类方法，现介绍几种最常用的分类方 法。
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血浆蛋白的分类
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（二）波尔效应 ——Hb结合O2、CO2和H+的相互影响

H+和Hb的结合影响Hb的构象，使Hb对O2的亲和力降低， 氧结合曲线向右下方移动（右移），故在同样的O2分压 下，pH越低，Hb对氧的亲和力越小，O2 饱和度也越小。 CO2分压对Hb结合O2的影响基本上和H+浓度相似，能使 Hb对O2的亲和力和O2饱和度下降，氧结合曲线右移。
NADPH经氧化酶的电子体系使O2 还原产生超氧阴离子、
H2O2、OH•等自由基，起杀菌作用。

脂代谢：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。 氨基酸和蛋白质代谢： 组胺

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第 三 节 血红蛋白的结构和功能
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血红蛋白结构
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血红蛋白的亚基组成
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珠蛋白的一级结构
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血液中的电解质则大部分为以离子状态存在的无 机盐

正离子有：Na+、K+、Ca2+、Mg2+； 负离子有：Cl-、HCO3-、HPO42-和SO42-； 血浆中Na+、Cl-的含量最多；细胞内则含K+、HPO42最多。 体液的电中性是由于各种体液内的正、负离子荷电总 量相等 在血浆中，Na+是维持血浆量和渗透压的主要离子； 在红细胞中，K+是维持细胞内液量和渗透压的主要离 子。 血浆中Na+、K+、Ca2+保持适当比例，维持着神经肌肉 的正常兴奋性。
原卟啉原Ⅸ 氧化酶
血红素
亚铁螯合酶
原卟啉Ⅸ
反应部位：线粒体
目录
目录
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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。 ④ 关键酶：ALA合酶，辅助因子：磷酸吡哆醛
α链：141个aa， β、γ和δ等：146个aa β、γ和δ链较为近似， α和非α链之间差异较大。
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珠蛋白的空间结构
75%为α-helix
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珠蛋白与血红素的结合
血红素口袋
极性丙酸基侧链伸向表面，
珠蛋白F8组氨酸在血红素平面的一侧与铁原子配价结合，称近心组氨酸，
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血红蛋白的四级结构
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血红蛋白的功能
因CO2形成的H2CO3，解离后使H+浓度增高，故CO2对O2饱和度 的影响在很大程度上是通过H+浓度的改变而实现的。 CO2和Hb结合成氨基甲酸血红蛋白时，也能解离出H+以影响Hb 对O2的亲和力。
2GSH
谷胱甘肽过 氧化物酶
H2O2
6-磷酸 葡萄糖酸
NADP++H+
GSSG
2H2O
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（二）脂 代 谢

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。
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（三）、白细胞代谢

糖代谢：以糖酵解为主，提供能量；磷酸戊糖途径产生的
第 十 一 章
血液生物化学
Hemal Biochemistry
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血 液 概 况

血液(blood)的组成 （流动、红色、不透明、黏性）
血浆(plasma) 血细胞:红细胞，白细胞，血小板

血浆:加了抗凝剂后离心得到的淡黄色上清夜 血清(serum) ---血液凝固后析出的淡黄色透明液体(不含纤维 蛋白原） 血液的固体成分
• 根据盐析法分为清蛋白（又称白蛋白）、球蛋白
• 依据CAM电泳(electrophoresis)结果分类 清蛋白 、 1球蛋白、 2球 蛋 白、球蛋白、球蛋白
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A 清蛋白 B 1 2
清蛋白 1
2


血清蛋白电泳图谱
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3. 依据生理功能分类
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血浆蛋白的性质
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第 一 节 血 液 的 化 学 成 分
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一、水和电解质
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正常人

血浆含水量约93%-95%； 红细胞含水量65%-68%； 全细胞含水量81%-86%。 血液含水量是维持体液平衡的重要因素 血液含水量在一定范围内的变动，反映了人体进水 量与排水量之间的动态平衡关系。 水是血浆和血细胞内所含各种物质的溶剂，参与血 液与其它体液间的物质交换。 水的比热大，可以吸热、散热，有助于调节体温。
O HO
OH
2H2O
H2N
N H
反应部位：胞液
卟胆原
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③ 尿卟啉原与粪卟啉原的生成
尿卟啉原Ⅰ 同合酶
4x 胆色素原
线状四吡咯
尿卟啉原Ⅲ 同合酶
尿卟啉原Ⅲ 脱羧酶
粪卟啉原Ⅲ 反应部位：胞液
尿卟啉原Ⅲ
目录
目录
④ 血红素的生成
胞液中的粪卟啉原Ⅲ再进入线粒体
粪卟啉原Ⅲ 氧化脱羧酶
粪卟啉原Ⅲ
原卟啉原Ⅸ
1. 绝大多数血浆蛋白在肝合成。
2. 血浆蛋白的合成场所一般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特异的半 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(acute phase protein APP)。