血液的生物化学

这是一篇关于血液的生物化学的思维导图，血液主要成分为血浆、血细胞、遗传物质（染色体和基因）。 [1] 是一种特殊的结缔组织， [1] 即生命系统中的组织层次。血液中含有各种营养成分，如无机盐、氧以及细胞代谢产物、激素、酶和抗体等，有营养组织、调节器官活动和防御有害物质的作用。血液储存着人体健康信息，很多疾病需要验血。包括遗传病。

血液的生物化学

• 血液的组成及成分
  • 血细胞45%
  • 血浆55%
    • 水90%
    • 血浆蛋白7%
      • 白蛋白60%
      • 其他蛋白21%
      • 免疫球蛋白15%
      • 凝血因子4%
    • 其他3%
• 概念
  • 血浆：取一定的血液与抗凝剂混匀后离心，上层淡黄色液体使血浆。
  • 血清：血液凝固后1~2消失，血凝块发生回缩并释放出淡黄色液体，称为血清。
  • 血清与血浆的区别：血清不含有纤维蛋白原，不可以再凝。
• 血浆蛋白质
  • 名词解释：血浆蛋白指血浆种含有的蛋白质，是血浆中溶解的主要的固体成分。
  • 种类：无法对所有蛋白恰当分类
    • 分离蛋白质常用方法：
      • 电泳 e.g醋纤维及聚丙烯酰胺电泳（PAGE）
        • 从原点到正极依次是：γ-球蛋白、β-球蛋白、α2-球蛋白、α1-球蛋白、清蛋白
      • 超速离心：根据蛋白质密度进行分离
  • 性质（了解）
    • 1、绝大多数血浆蛋白质再肝脏合成，但γ-球蛋白在浆细胞合成。
    • 2、血浆蛋白质的合成场所一般都在膜结合核糖体上
    • 3、除清蛋白外，几乎所有血浆蛋白质均为糖蛋白。（连接的寡糖链用于定向输送蛋白）
    • 4、许多血浆蛋白质均呈现多态性。 e.gABO血型
    • 5、每种血浆蛋白质均由自己特异的半衰期。
    • 6、血浆蛋白质水平的改变往往与疾病紧密相关
  • 功能（略）
    • 1、维持血浆胶体渗透压：主要是清蛋白（分子量小，含量多）
    • 2、维持血浆正常pH（7.40+-0.05）
    • 3、运输作用：针对脂溶性、有毒、分子小易丢失及离子
    • 4、免疫作用：抗体与补体系统
    • 5、催化作用：仅限于血浆功能酶
    • 6、营养作用
    • 7、凝血、抗凝血和纤溶作用
    • 8、血浆蛋白质异常与临床疾病
      • 风湿病
      • 肝疾病
      • 多发性骨髓瘤
• 血红素的合成
  • 合成过程
    • 合成部位：主要在骨髓和肝脏（骨髓幼红细胞和网织红细胞、肝脏）
    • 亚细胞定位：胞液和线粒体
    • 合成原料：琥珀酰辅酶A，Gly（甘氨酸）、Fe2+
    • 过程：三个阶段（线粒体-胞液-线粒体），4个steps
      • 1、δ-氨基-γ-酮戊酸（ALA）的合成（关键步骤）
        • 关键酶：ALA合成酶
      • 2、胞液阶段
        • ALA脱水酶
      • 3、续胞液阶段：尿卟啉原与粪卟啉原的合成
        • 胆色素脱氨酶=尿卟啉原（UPG）Ⅰ同合酶=胆色素原脱氨酶
        • UPGⅢ同合酶
        • 尿卟啉原Ⅲ脱羧酶
      • 4、线粒体阶段：血红素的生成
        • 粪卟啉原Ⅲ氧化脱羧酶
        • 原卟啉原Ⅸ氧化酶
        • 亚铁螯合酶
  • 调节
    • 针对ALA合酶（阶段1）
      • 抑制
        • 1、血红素抑制ALA合酶（产物抑制，可能是别构抑制），以及抑制ALA合酶的合成。
        • 2、缺少维生素B6（ALA合成酶的辅基）
        • 3、强抑制剂：血红素的氧化产物——高铁血红素
          • 若血红素合成速度大于珠蛋白合成速度，多余的血红素会被氧化成高铁血红素。
      • 增强
        • 某些固醇类激素、致癌物、药物毒物可以增加肝脏ALA合酶含量。
          • 固醇类激素：e.g 睾酮在体内的5-β还原物能诱导ALA合酶的合成。
          • 许多在肝中进行生物转化的物质，因为转化需要CytP450（辅基是铁卟啉），所以需要ALA合酶增加。
    • 针对ALA脱水酶（阶段3）
      • 抑制
        • 血红素：终产物抑制
        • Pb（铅）：是铅中毒时血红素生成障碍的原因
    • 针对亚铁螯合酶（阶段4）
      • 抑制
        • Pb（铅）：是铅中毒时血红素生成障碍的原因
        • 还原条件的中断：亚铁螯合酶需要还原剂（主要是谷胱甘肽）
    • 促红细胞生成素（EPO）：红细胞生成的主要调节剂
      • 在肾脏合成——肾功能障碍会导致肾性贫血
      • 作用：促进原始红细胞增殖分化，加速红细胞成熟、血红素和Hb的合成
    • 卟啉症（血紫质病）
      • 名词解释：铁卟啉合成代谢异常，导致卟啉或其中间代谢物排入血液增多。
      • 种类
        • 先天性：某种血红素合成酶系的遗传性缺陷
        • 后天性：主要指铅或某些药物中毒导致卟啉合成障碍
• 血细胞的物质代谢
  • 红细胞（RBC）代谢
    • 糖酵解途径
      • 是RBC获取能量的唯一途径，为红细胞提供ATP
        • RBC中ATP的作用
          • 1、维持红细胞膜上钠泵的运转
          • 2、维持膜上钙泵的运转
          • 3、维持膜上脂质与血浆脂蛋白的交换
          • 4、少量用于谷胱甘肽、NAD+（辅酶）的合成
          • 5、用于葡萄糖的活化，启动糖酵解过程
    • 2，3-BPG支路——RBC的糖酵解存在2，3-二磷酸甘油酸支路
      • 分歧点：1，3-二磷酸甘油酸
      • 1，3-BPG（15~50%）--2-磷酸甘油酸变为酶-->2，3-BPG--2，3-BPG磷酸酶（活性低）-->3-磷酸甘油酸-------->乳酸
      • （原本路径：1，3-BPG--3-磷酸甘油酸激酶-->3-磷酸甘油酸
      • 正常情况下还是走主路更多，因为2，3-BPG对二磷酸甘油酸变位酶的抑制作用大于对3-磷酸甘油激酶的抑制作用。
      • 2，3-BPG
        • 功能：
          • 主要是：调节血红蛋白的运氧功能
          • 供能
        • 作用机制：
          • 2，3-BPG结合在Hb（血红蛋白）上，稳定Hb的T构象，促进组织中氧气的释放。
    • 磷酸戊糖途径（5~10%葡萄糖）
      • 主要功能是产生NADPH+H+，是红细胞产生NADPH的唯一途径。
      • 还原当量（NADH、NADPH）的作用
        • 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状态。
        • 1、维持谷胱甘肽的还原状态
          • 蚕豆病：NADPH缺乏导致
            • 病因：红细胞内葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏导致NADPH不足，无法维持谷胱甘肽的还原状态，在接触强氧化因子时，红细胞膜破裂导致溶血。
        • 2、还原高铁血红蛋白（MHb）
          • MHb中的是Fe3+不能携带氧气。
          • 红细胞中的NADH-MHb还原酶、NADPH-MHb还原酶能还原MHb为Hb。（除此之外，GSH、抗坏血酸也能）
    • 红细胞不能合成脂肪酸
      • 成熟RBC的脂类分布：几乎都在细胞膜
      • 原因：成熟RBC没有线粒体
      • 脂类来源及更新途径：RBC通过主动参入和被动交换与血浆进行脂质交换
    • 高铁血红素促进珠蛋白合成
  • 白细胞的代谢（略，不考，见ppt）