生物化学及分子生物学(人卫第九版)-18血液的生物化学
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与膜受体结合，加速有核红细胞的成熟以及血红素和的合成促使
原始红细胞的繁殖和分化。
第三节
（Metabolism of Blood Cells）
血细胞物质代谢
第三节 血细胞物质代谢
一、红细胞的代谢
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。
2C+cAMP-2R + ATP ADP eIF-2激酶— P （有活性） + eIF-2— P ATP ADP （无活性）
eIF-2 （有活性）
第三节 血细胞物质代谢
二、白细胞的代谢
粒细胞 淋巴细胞 单核吞噬细胞
代谢与功能密切相关
第三节 血细胞物质代谢
（一）糖酵解是白细胞主要的获能途径
第二节
（Biosynthesis of Heme）
血红素的合成
第二节 血红素的合成
一、血红素的合成过程
合成的组织和亚细胞定位： 参与血红蛋白组成的血红素主要在骨髓的幼 红细胞和网织红细胞中合成。 合成原料： 甘氨酸、琥珀酰CoA、Fe2+
第二节 血红素的合成
（一）δ -氨基-γ -酮戊酸（ALA）的合成
原卟啉原Ⅸ
原卟啉原Ⅸ 氧化酶 亚铁螯合酶 原卟啉Ⅸ
血红素
反应部位：线粒体
第二节 血红素的合成
第二节 血红素的合成
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。
GSSG
2H2O
第三节 血细胞物质代谢
（四）红细胞不能合成脂肪酸
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。
第三节 血细胞物质代谢
（五）高铁血红素促进珠蛋白的合成
高铁血红素
－
cAMP + R2C2 (PKA)
eIF-2激酶 （无活性） 高铁血红素对起始因子2的调节
ALA合酶（ALA synthase）：血红素合成的关键酶
反应部位：线粒体
第二节 血红素的合成
（二）胆色素原的合成
ALA生成后从线粒体进入胞液
COOH ︳ CH2 COOH ︳ ︳ CH2 HO H2C ︳ ︳ O=C CH2 ︳ O ︳ H— C—H ALA脱水酶 C=O ︳ ︳ H— N—H CH2 2H2O ︳ H 2N NH2
第三节 血细胞物质代谢
红细胞成熟过程中的代谢变化
代谢能力 分裂增殖能力
有核红细胞 ＋
网织红细胞 －
成熟红细胞 －
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
＋*
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－
－ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－
－ － － － － － － 注： “+”，“-” 分别表示该途 径有或无 *晚幼红细胞为 “-”
粒细胞：线粒体很少，故糖酵解是主要的糖代谢途径
单核吞噬细胞：虽能进行有氧氧化，但糖酵解仍占很大比重
T淋巴细胞：葡萄糖代谢特点与细胞功能密切相关
第三节 血细胞物质代谢
（二）产生活性氧，发挥杀菌作用
磷酸戊糖途径产生大量的NADPH 经NADPH氧化酶递电子体系可使O2接受单电子还原，产生大量的超氧阴离子（O2·-） 超氧阴离子再进一步转变成H2O2，OH·等活性氧，起杀菌作用
糖酵解
磷酸戊糖途径
＋
＋
＋
＋
＋
＋
第三节 血细胞物质代谢
（一）糖酵解是红细胞获得能量的唯一途径
糖酵解的基本反应和其他组织相同
1×葡萄糖 → 2×乳酸 + 2×ATP + 2×(NADH+H+)
第三节 血细胞物质代谢
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
谢谢观看
第十八章
血液的生物化学
（Hemal Biochemistry）
作者 : 德伟 陈园园 单位 : 南京医科大学
目录
第一节 血浆蛋白质
第二节 血红素的合成
第三节 血细胞物质代谢
重点难点
掌握
1. 非蛋白氮 2. 血红素合成的要点 3. 红细胞代谢特点
熟悉
1. 血液的化学成分 2. 血浆蛋白质 3. 血红素合成的调节
第一节 血浆蛋白质
人类血浆蛋白质的分类 种类 载体蛋白 免疫防御系统蛋白 凝血和纤溶蛋白 血浆蛋白 清蛋白、脂蛋白、运铁蛋白、铜蓝蛋白等 IgG ,IgM ,IgA ,IgD ,IgE 和补体C1-9 等 凝血因子Ⅶ、Ⅷ、凝血酶原、纤溶酶原等
酶
蛋白酶抑制剂 激素 参与炎症应答的蛋白
卵磷脂：胆固醇酰基转移酶等
第三节 血细胞物质代谢
（三）磷酸戊糖途径提供NADPH维持红细胞的完整性
NADPH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。
葡糖6-磷酸
NADP+
2GSH
H2O2
谷胱甘肽过氧 化物酶
葡糖-6-磷酸 脱氢酶
谷胱甘肽 还原酶
6-磷酸葡萄糖酸
NADP++H+
第二节 血红素的合成
二、血红素合成的调节
（一）ALA合酶
是血红素合成的限速酶
受血红素反馈抑制 高铁血红素强烈抑制 某些固醇类激素可诱导其生成
第二节 血红素的合成
（二）ALA脱水酶与亚铁螯合酶
可被血红素 、重金属等抑制，亚铁螯合酶还需要还原剂(如谷胱甘肽)。
（二）促红细胞生成素（Erythropoietin，EPO）
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。
第一节 血浆蛋白质
二、血浆蛋白质的功能
维持血浆胶体渗透压 维持血浆正常的pH
运输作用
免疫作用
催化作用
营养作用 凝血、抗凝血和纤溶作用 血浆蛋白质异常与临床疾病
1抗胰蛋白酶、 2巨球蛋白等 促红细胞生成素、胰岛素等 C-反应蛋白、 2酸性糖蛋白等
第一节 血浆蛋白质
（二）血浆蛋白质的性质
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)。
第三节 血细胞物质代谢
（三）粒细胞、单核吞噬细胞能合成多种物质参与超敏反应
速发型超敏反应（I型超敏反应） 单核吞噬细胞：将花生四烯酸转变成血栓烷和前列腺素 粒细胞和单核吞噬细胞：在脂氧化酶的作用下，将花生四烯酸转变成白三烯 粒细胞：组氨酸代谢生成组胺
第合成多种活性蛋白质
O OH
N H
反应部位：胞液
第二节 血红素的合成
（三）尿卟啉原与粪卟啉原的合成
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
尿卟啉原Ⅲ
反应部位：胞液
第二节 血红素的合成
（四）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
第三节 血细胞物质代谢
（二）红细胞的糖酵解存在2,3-二磷酸甘油酸旁路
葡萄糖
二磷酸甘油酸变位酶
1, 3-BPG
3-磷酸甘油酸激酶
2, 3-BPG
3-磷酸甘油酸
2, 3-BPG 磷酸酶
乳酸
第三节 血细胞物质代谢
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。
1. 白细胞代谢特点
了解
第一节
（Plasma Protein）
血浆蛋白质
第一节 血浆蛋白质
一、血浆蛋白质的分类与性质
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
血浆蛋白总浓度：70~75 g/L
血浆蛋白的种类很多，含量也极不相同
第一节 血浆蛋白质
（一）血浆蛋白质的分类
血清蛋白电泳图谱
成熟粒细胞：缺乏内质网，故蛋白质合成量很少
单核/巨噬细胞：蛋白质代谢很活跃，能合成多种酶、补体和各种细胞因子 B淋巴细胞：分化为浆细胞，产生并分泌多种抗体蛋白，参与体液免疫
血浆蛋白的种类 非蛋白氮NPN 血红素合成的原料、部位、关键酶、辅酶 成熟红细胞的代谢特点：糖酵解、磷酸戊糖途径 2,3-BPG旁路
原始红细胞的繁殖和分化。
第三节
（Metabolism of Blood Cells）
血细胞物质代谢
第三节 血细胞物质代谢
一、红细胞的代谢
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。
2C+cAMP-2R + ATP ADP eIF-2激酶— P （有活性） + eIF-2— P ATP ADP （无活性）
eIF-2 （有活性）
第三节 血细胞物质代谢
二、白细胞的代谢
粒细胞 淋巴细胞 单核吞噬细胞
代谢与功能密切相关
第三节 血细胞物质代谢
（一）糖酵解是白细胞主要的获能途径
第二节
（Biosynthesis of Heme）
血红素的合成
第二节 血红素的合成
一、血红素的合成过程
合成的组织和亚细胞定位： 参与血红蛋白组成的血红素主要在骨髓的幼 红细胞和网织红细胞中合成。 合成原料： 甘氨酸、琥珀酰CoA、Fe2+
第二节 血红素的合成
（一）δ -氨基-γ -酮戊酸（ALA）的合成
原卟啉原Ⅸ
原卟啉原Ⅸ 氧化酶 亚铁螯合酶 原卟啉Ⅸ
血红素
反应部位：线粒体
第二节 血红素的合成
第二节 血红素的合成
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。
GSSG
2H2O
第三节 血细胞物质代谢
（四）红细胞不能合成脂肪酸
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。
第三节 血细胞物质代谢
（五）高铁血红素促进珠蛋白的合成
高铁血红素
－
cAMP + R2C2 (PKA)
eIF-2激酶 （无活性） 高铁血红素对起始因子2的调节
ALA合酶（ALA synthase）：血红素合成的关键酶
反应部位：线粒体
第二节 血红素的合成
（二）胆色素原的合成
ALA生成后从线粒体进入胞液
COOH ︳ CH2 COOH ︳ ︳ CH2 HO H2C ︳ ︳ O=C CH2 ︳ O ︳ H— C—H ALA脱水酶 C=O ︳ ︳ H— N—H CH2 2H2O ︳ H 2N NH2
第三节 血细胞物质代谢
红细胞成熟过程中的代谢变化
代谢能力 分裂增殖能力
有核红细胞 ＋
网织红细胞 －
成熟红细胞 －
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
＋*
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－
－ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－
－ － － － － － － 注： “+”，“-” 分别表示该途 径有或无 *晚幼红细胞为 “-”
粒细胞：线粒体很少，故糖酵解是主要的糖代谢途径
单核吞噬细胞：虽能进行有氧氧化，但糖酵解仍占很大比重
T淋巴细胞：葡萄糖代谢特点与细胞功能密切相关
第三节 血细胞物质代谢
（二）产生活性氧，发挥杀菌作用
磷酸戊糖途径产生大量的NADPH 经NADPH氧化酶递电子体系可使O2接受单电子还原，产生大量的超氧阴离子（O2·-） 超氧阴离子再进一步转变成H2O2，OH·等活性氧，起杀菌作用
糖酵解
磷酸戊糖途径
＋
＋
＋
＋
＋
＋
第三节 血细胞物质代谢
（一）糖酵解是红细胞获得能量的唯一途径
糖酵解的基本反应和其他组织相同
1×葡萄糖 → 2×乳酸 + 2×ATP + 2×(NADH+H+)
第三节 血细胞物质代谢
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
谢谢观看
第十八章
血液的生物化学
（Hemal Biochemistry）
作者 : 德伟 陈园园 单位 : 南京医科大学
目录
第一节 血浆蛋白质
第二节 血红素的合成
第三节 血细胞物质代谢
重点难点
掌握
1. 非蛋白氮 2. 血红素合成的要点 3. 红细胞代谢特点
熟悉
1. 血液的化学成分 2. 血浆蛋白质 3. 血红素合成的调节
第一节 血浆蛋白质
人类血浆蛋白质的分类 种类 载体蛋白 免疫防御系统蛋白 凝血和纤溶蛋白 血浆蛋白 清蛋白、脂蛋白、运铁蛋白、铜蓝蛋白等 IgG ,IgM ,IgA ,IgD ,IgE 和补体C1-9 等 凝血因子Ⅶ、Ⅷ、凝血酶原、纤溶酶原等
酶
蛋白酶抑制剂 激素 参与炎症应答的蛋白
卵磷脂：胆固醇酰基转移酶等
第三节 血细胞物质代谢
（三）磷酸戊糖途径提供NADPH维持红细胞的完整性
NADPH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。
葡糖6-磷酸
NADP+
2GSH
H2O2
谷胱甘肽过氧 化物酶
葡糖-6-磷酸 脱氢酶
谷胱甘肽 还原酶
6-磷酸葡萄糖酸
NADP++H+
第二节 血红素的合成
二、血红素合成的调节
（一）ALA合酶
是血红素合成的限速酶
受血红素反馈抑制 高铁血红素强烈抑制 某些固醇类激素可诱导其生成
第二节 血红素的合成
（二）ALA脱水酶与亚铁螯合酶
可被血红素 、重金属等抑制，亚铁螯合酶还需要还原剂(如谷胱甘肽)。
（二）促红细胞生成素（Erythropoietin，EPO）
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。
第一节 血浆蛋白质
二、血浆蛋白质的功能
维持血浆胶体渗透压 维持血浆正常的pH
运输作用
免疫作用
催化作用
营养作用 凝血、抗凝血和纤溶作用 血浆蛋白质异常与临床疾病
1抗胰蛋白酶、 2巨球蛋白等 促红细胞生成素、胰岛素等 C-反应蛋白、 2酸性糖蛋白等
第一节 血浆蛋白质
（二）血浆蛋白质的性质
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)。
第三节 血细胞物质代谢
（三）粒细胞、单核吞噬细胞能合成多种物质参与超敏反应
速发型超敏反应（I型超敏反应） 单核吞噬细胞：将花生四烯酸转变成血栓烷和前列腺素 粒细胞和单核吞噬细胞：在脂氧化酶的作用下，将花生四烯酸转变成白三烯 粒细胞：组氨酸代谢生成组胺
第合成多种活性蛋白质
O OH
N H
反应部位：胞液
第二节 血红素的合成
（三）尿卟啉原与粪卟啉原的合成
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
尿卟啉原Ⅲ
反应部位：胞液
第二节 血红素的合成
（四）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
第三节 血细胞物质代谢
（二）红细胞的糖酵解存在2,3-二磷酸甘油酸旁路
葡萄糖
二磷酸甘油酸变位酶
1, 3-BPG
3-磷酸甘油酸激酶
2, 3-BPG
3-磷酸甘油酸
2, 3-BPG 磷酸酶
乳酸
第三节 血细胞物质代谢
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。
1. 白细胞代谢特点
了解
第一节
（Plasma Protein）
血浆蛋白质
第一节 血浆蛋白质
一、血浆蛋白质的分类与性质
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
血浆蛋白总浓度：70~75 g/L
血浆蛋白的种类很多，含量也极不相同
第一节 血浆蛋白质
（一）血浆蛋白质的分类
血清蛋白电泳图谱
成熟粒细胞：缺乏内质网，故蛋白质合成量很少
单核/巨噬细胞：蛋白质代谢很活跃，能合成多种酶、补体和各种细胞因子 B淋巴细胞：分化为浆细胞，产生并分泌多种抗体蛋白，参与体液免疫
血浆蛋白的种类 非蛋白氮NPN 血红素合成的原料、部位、关键酶、辅酶 成熟红细胞的代谢特点：糖酵解、磷酸戊糖途径 2,3-BPG旁路