课件：血液生物化学.ppt

* * * * 目 录 目 录 第 十 六 章 血液的生物化学 Hemal Biochemistry 授课教师 徐晓 非蛋白氮 (non-protein nitrogen,NPN) 血液中的有机物的非蛋白类含氮化合物主要有尿素、肌酸、肌酸酐、尿酸、胆红素和氨等，它们中的氮总称为非蛋白氮。 第 三 节 血 细 胞 代 谢 Metabolism of Blood Cells 一、红细胞的代谢特点 二、白细胞的代谢 一、红细胞的代谢特点 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。 红细胞成熟过程中的代谢变化 代谢能力 有核 红细胞 网织 红细胞 成熟 红细胞 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 ＋ ＋* ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － － ＋ ＋ 注： “+”，“-”分别表示该途径有或无 *晚幼红细胞为“-” （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+ 葡萄糖 1, 3-BPG 3-磷酸甘油酸 2, 3-BPG 2, 3-BPG 磷酸酶 二磷酸甘油酸变位酶 3-磷酸甘 油酸激酶 乳酸 2,3-BPG 旁 路 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 2, 3-BPG是调节血红蛋白(Hb)运氧的重要因素，可增加Hb与氧的亲和力。 ⑵ 2, 3-BPG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。 ⑶ NADH和NADPH的功能 葡萄糖6-磷酸 6-磷酸 葡萄糖酸 NADP+ NADP++H+ 2GSH GSSG H2O2 2H2O 6－磷酸葡萄糖脱氢酶 谷胱甘肽 还原酶 谷胱甘肽过氧化物酶 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。 （二）脂 代 谢 （三）血红蛋白的合成与调节 珠蛋白，血红素(heme) * 血红素的合成 * 珠蛋白的合成 * 血红蛋白的合成 血红蛋白的组成 血红蛋白的合成 1. 血红素的生物合成 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+ （1）合成过程 ① ?-氨基-?-酮戊酸(?- aminolevulinic acid ,ALA)的生成：由ALA合酶(ALA synthase)催化，是血红素合成的关键酶 + HSCoA + CO2 ALA合酶 （磷酸吡哆醛） 反应部位：线粒体 胆色素原的生成 ALA生成后从线粒体进入胞液 ALA脱水酶 2H2O 反应部位：胞液 ③ 尿卟啉原与粪卟啉原的生成 4x 胆色素原 线状四吡咯 尿卟啉原Ⅲ 粪卟啉原Ⅲ 尿卟啉原Ⅰ 同合酶 尿卟啉原Ⅲ 同合酶 尿卟啉原Ⅲ 脱羧酶 反应部位：胞液 ④ 血红素的生成 胞液中的粪卟啉原Ⅲ再进入线粒体 反应部位：线粒体 粪卟啉原Ⅲ 原卟啉原Ⅸ 原卟啉Ⅸ 血红素 粪卟啉原Ⅲ 氧化脱羧酶 亚铁螯合酶 原卟啉原Ⅸ 氧化酶 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。 血红素合成的特点 ① 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 ⑵ 合成的调节 ③ 促红细胞生成素(erythropoietin, EPO) 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。 ② 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)。 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