考研科目动物生物化学第19章血液生物化学.ppt
主要内容,第一节 血液的化学成分第二节 血浆蛋白质 第三节 免疫球蛋白第四节 红细胞代谢,第19章 血液化学,重点与难点：免疫球蛋白的结构及其功能 红细胞的糖代谢,第一节 血液的化学成分,一、血液的化学成分二、血液的基本功能,一 血液的化学成分,血液的组成,无形成分：血浆,有形成分,红细胞白细胞血小板,液体成分：水 固体成分,无机物：电解质有机物,含氮化合物糖类脂类,蛋白质非蛋白氮,还有一些微量物质如酶、激素等。,二 血液的基本功能,（一）运输：O2、CO2、营养物质、代谢 产物及调节物。（二）维持内环境稳定，维持酸碱平衡；维持血浆渗透压；参与体温调节。（三）免疫：白细胞、补体及免疫球蛋白 等；机体免疫系统的重要组成部分。（四）凝血、抗凝血。,第二节 血浆蛋白质,一 血浆蛋白质的种类及含量二 纤维蛋白原三 清蛋白与球蛋白四 酶五 血浆蛋白质代谢与疾病的关系,一 血浆蛋白质的种类及含量,血浆蛋白质包括：清蛋白、球蛋白和纤维蛋白原。,二 纤维蛋白原,由肝脏合成，含量较少，具有促经血液凝固的作用。细长的纤维蛋白，6条肽链组成，A、B、链各两条，彼此二硫键连接。,可溶性纤维蛋白多聚体,稳定的纤维蛋白多聚体,三 清蛋白和球蛋白,清蛋白和球蛋白由肝脏合成。、球蛋白由网状内皮系统的浆细胞合成。,血清蛋白质系数：血清中清蛋白与球蛋白的比值（A/G）。,功能,（1）维持血浆胶体渗透压。（2）运输功能。（3）免疫功能。（4）修补功能。（5）缓冲酸碱的能力。,四 血浆酶类,功能性酶（凝血酶原、纤维酶等）外分泌酶（脂肪酶、淀粉酶等）细胞酶（转氨酶、乳酸脱氢酶等）,酶进入血浆，又逐渐被肝、肾清除，动物血浆中的酶在一定范围变动。,五 血浆蛋白质代谢与疾病的关系,1.血浆蛋白的代谢 血浆的蛋白质是在不断更新之中，血浆蛋白质的来源主要是由肝及浆细胞不断地合成。血浆蛋白质中以纤维蛋白原的再生速度最快，球蛋白次之，清蛋白较慢。,2.疾病对血浆蛋白的影响,白质系数（A/G）在临床上可作为诊断的参考。除了脱水引起血浆浓缩外，血浆清蛋白的浓度是不会增加的。,（1）合成清蛋白的能力有所降（2）长期损失蛋白质（3）患感染性疾病（4）长期营养不足 上述一些疾病情况，往往在清蛋白下降的同时，球蛋白上升。所以蛋白质系数（A/G）明显下降。,血浆清蛋白的降低,第三节 免疫球蛋白（immuno globulin）,一 概述二 免疫球蛋白的结构三 免疫球蛋白的功能,1.免疫球蛋白 是人和动物受到抗原刺激后体内产生的能与抗原特异性结合的一类球蛋白，又称为抗体，由脾、肝和淋巴节等组织细胞合成。,一 概 述,T淋巴细胞和B淋巴细胞，后者转变为浆细胞，产生抗体。,又称免疫原（immunogen），能够刺激机体产生免疫应答，并且能与免疫应答产物(抗体或免疫效应细胞)特异性结合的物质。,2.抗原（antigen,Ag）,天然抗原：血细胞、细菌、病毒蛋白质等。人工抗原：天然的分子结构作些改变，结合一些基团或者完全人工合成。,3.免疫原性(immunogenicity),抗原能刺激机体免疫系统产生特异性免疫应答，产生致敏L-C和抗体的性能。,抗原能与相应的免疫应答产物（抗体和致敏淋巴细胞）在体内或体外发生特异性结合的性能。,4.反应原性(reactigenicity),5.完全抗原(complete antigen),6.不完全抗原(incomplete antigen),不具有免疫原性，只具有反应原性的抗原称不完全抗原，又称为半抗原。类脂、非蛋白质等。,既具有免疫原性又具有反应原性的抗原，称完全抗原。,7.载体(carrier）,载体：是能赋予半抗原以免疫原性的大分子蛋白质，如BSA(牛血清白蛋白)。,用化学合成的方法：将半抗原+大分子物（BSA等）形成半抗原-BSA复合物，即具有了免疫原性。,8.抗原决定簇（antigenic determinant，AD）,抗原分子表面具有特殊立体构型的、有免疫活性的化学活性基团，又称为抗原表位。数目与抗原分子的大小及其结构的复杂性密切相关。,二 免疫球蛋白的结构与功能,1.Ig的结构与分类2.四链单位的一级结构3.Ig的酶解 4.Ig的立体结构5.Ig的功能,1 Ig的结构与分类,分为IgG、IgA、IgM、IgD和IgE 5类。四肽链结构：所有Ig的基本单位都是四条多肽链的对称结构。,N 端,C端,2 四链单位的一级结构,其中两条相同的长链称为重链，由450个aa组成，结合有不同含量的糖，故Ig属糖蛋白。,重链（Heavy chain，H链）,两条相同的短链称为轻链，由210-230个aa组成。,轻链（light chain，L链）,恒区（constant region，C区）,肽链AA组成和排列相对恒定区域，称为稳定区，决定着抗体分子的多种生物活性，由L的1/2、H的3/4组成。,抗体分子肽链N-端，L链的1/2和H链的1/4的aa组成和排列顺序多变，故称可变区。是识别AD和决定抗体特异性的部位。,变区（Variable region，V区）,在V区内，重链与轻链各有3个特殊区域，在这些区域AA排列顺序变化大大超过V区的其他部分（骨架区），这些区域称为超变区或高变区。,高变区（Hypervariable region）,H链和L链上每隔90个AA残基就通过链内二硫键连接形成跨度约110个氨基酸的环形结构区域（domain）。,免疫球蛋白的功能区,木瓜蛋白酶-水解,裂解部位：铰链区近N端,Fab为抗原结合片段（Fragment of antigen binding）Fc为可结晶片段（Fragment of crystalline）,（三）Ig的酶解,（1）每个Fab片段有一条完整的轻链和 部分重链。（2）具有抗体活性，能与抗原结合形成 复合物。,Fab片断,（1）两条重链靠羧基末端的一段。（2）与抗体的特异性无关，激活补体、调理作用。,Fc片断,铰链区,Fab片断与Fc片断连接处又一小段区域为铰链区。富含脯氨酸，使该区易于弯曲，有利于Ig抗原及补体的结合。,（四）免疫球蛋白的三级结构,(五)免疫球蛋白的生物学功能,1.结合抗原:具有高度的特异性（相对的）。一种Ag决定簇可和多种Ab相结合。Ag-Ab结合后，Ag被补体和吞噬细胞消灭。,2.激活补体：补体是血浆中一组参与免疫反应的对抗原非特异性的蛋白酶系。形成攻膜复合体。,3.调理作用：促进抗原被吞噬细胞吞噬。抗体和补体是动物进化的结果。,第三节 红细胞代谢,一、红细胞的化学组成及代谢特点二、血红蛋白的性质及代谢,一 红细胞的化学组成及代谢特点,（一）化学组成：水：6065 Hb：32 蛋白质、脂类、葡萄糖、代谢中间产物、无机盐、酶类等。,(二)红细胞代谢特点,哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，也没有高尔基复合体、线粒体等细胞器，不能进行核酸、蛋白质及脂类的合成。它缺乏完整的三羧酸循环酶系，也没有细胞色素的电子传递系统，它所需的能量几乎完全依靠葡萄糖酵解而取得。,1.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+-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+,2 糖代谢(1)糖酵解：90 95。(2)磷酸戊糖途径：3 11。(3)2，3-二磷酸甘油支路途径（特有）。(4)糖醛酸循环。糖代谢特点：糖酵解为主，磷酸戊糖途径为辅。,(2)磷酸戊糖途径,磷酸戊糖途径,GSSG,GSSG-R,2GSH,有害的氧化物,无害的物质,H2O2,GSH-P,2H2O,MHb（Fe3+）,MH（Fe2+）,谷胱甘肽的氧化与还原,葡萄糖6-磷酸,-磷酸 葡萄糖酸,NADP+,NADP+H+,2GSH,GSSG,H2O2,2H2O,葡萄糖-磷酸脱氢酶,谷胱甘肽 还原酶,谷胱甘 肽过氧 化物酶,Fe3,Fe2,葡萄糖,1,3-DPG,3-磷酸甘油酸,2,3-DPG,3-磷酸甘 油酸激酶,乳酸,二磷酸甘油酸变位酶,2,3-DPG磷酸酶,(3)2,3-二磷酸甘油酸 2,3-DPG支路,特点：A、不可逆反应；B、二磷酸甘油酸变位酶活性2，3-DPG磷酸酶，故2，3-DPG生成分解。红细胞内，2，3-DPG含量高；C、少产生1分子ATP。意义：A、红细胞内能量贮存形式 B、调节血红蛋白的运氧形式,(4)糖醛酸循环（Touster pathway）,NAD和NADH的反应较多，由于生成NADH和NADPH，对维持Hb的还原性具有重要意义。,红细胞内糖代谢的生理意义,1 提供ATP,2 提供2,3-DPG:调节血红蛋白运氧的因素。3 提供NADH和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。,（二）血红蛋白的性质及代谢,1 血红蛋白的主要化学性质特点2 Hb的分解代谢,2 血红蛋白（Hb）的主要化学性质特点,（1）与氧结合。（2）与CO结合。（3）与CO2结合，形成碳酸血红蛋白。（4）血红蛋白的氧化及其恢复。,高铁血红蛋白(MHb)的生成,Hb可被铁氰化钾、亚硝酸盐、盐酸盐以及过氧化氢等氧化剂氧化为MHb。高铁血红蛋白血症,GSH+Hb-Fe3+GSSG+Hb-Fe2（12）Vc+Hb-Fe3+脱氢抗坏血酸+Hb-Fe2（16）,(1)GSH和抗坏血酸使MHb还原（非酶促反应）。,高铁血红蛋白(MHb)的还原,（2）酶促反应：NADH-MHb还原酶和 NADPH-MHb还原酶。,亚硝酸盐中毒：VitC、小剂量甲烯蓝（电子传递作用，加速磷酸戊糖途径）,2 Hb的分解代谢,（1）Hb的分解与胆红素的生成,血红素氧化为铁和胆绿素,红细胞破裂,胆红素,进入血液循环与蛋白质结合,间接胆红素,清蛋白,减少细胞毒性,溶解度小,溶解度大,2 胆红素在肠肝中的转变,间接胆红素,肝脏,胆红素与清蛋白分离,UDP葡萄糖醛酸,葡萄糖醛酸胆红素,直接胆红素,脱去葡萄糖醛酸,胆素原(尿胆素和粪胆素),肠肝循环,胆汁排出,进入小肠,间接胆红素,直接胆红素,3 黄疸(jaundice),高胆红素血症：胆红素生成过多，或其肝细胞对胆红素摄取、结合、排泄过程发生障碍等因素使血中胆红素浓度升高，称高胆红素血症。,黄疸：胆红素为金黄色物质，在血浆中浓度过高，能扩散入组织使其黄染（巩膜、皮肤等处易见），称黄疸（jaundic）。隐性黄疸:血清胆红素虽然高于正常，肉眼尚不能觉察巩膜或皮肤黄染，称隐性黄疸。,（1）胆红素来源增多：红细胞破坏，溶血 性黄胆。（2）胆红素去路不畅：胆道阻塞，阻塞性 黄胆。（3）肝脏处理胆红素能力下降：肝脏受 损，实质性黄胆。,思考题,1 免疫球蛋白得结构与功能。2 哺乳动物红细胞代谢得特点。3 血浆蛋白质的功能4 纤维蛋白多聚体的形成过程5 肠肝循环、间接胆红素、直接胆红素,
