红细胞的代谢

红细胞的代谢 第二节 红细胞的代谢 ※ 哺乳动物的红细胞在发育中的形态与代谢的变化 早幼红细胞 ? 中幼红细胞 ? 网质红细胞 ? 成熟红细胞 ? 早、中幼红细胞:含有胞核、内质网和线粒体，具有合成核酸和 蛋白质的能力，并可以通过有氧氧化获得能量。 ? 网质红细胞:无细胞核和DNA，不能合成核酸，但尚有少量线 粒体和RNA，可以合成一些蛋白质及有氧氧化供能。 ? 成熟红细胞:有细胞膜和胞浆，无细胞器，不能合成核酸和蛋白 质，也不能氧化供能，其能量主要来自酵解途径。 一、血红蛋白的生物合成 述:血红蛋白是红细胞中最主要的蛋白质，是在红细胞成熟之前合 成的。成年人的血红蛋白由两条α链、两条β链组成。 1(结构:含4个亚基，每个亚基结合1分子血红素 2(组成:珠蛋白和血红素 (一)血红素的合成 述:血红素是含铁卟啉衍生物，是Hb的辅基。 1(合成的组织和亚细胞定位 ?合成组织:红细胞的线粒体及胞液 ?亚细胞定位:骨髓的幼红细胞和网织红细胞(主要) 2+2(合成原料:琥珀酰辅酶A、甘氨酸、Fe等 3(限速酶:δ氨基γ酮戊酸(ALA)合成酶(辅酶:磷酸吡哆醛) 4,合成过程 ?,-氨基-,-酮戊酸(ALA)的生成 ,关键酶:ALA合酶 ,反应部位:线粒体 ,反应式:课本P158,图13,2 述:维生素B缺乏时,血红素合成发生障碍,造成维生素B66 反应性贫血。 ?血红素的生成 ?胆色素原的生成 述:ALA生成后从线粒体进入胞液。 OCOOH OHCH2HO CH2O ALA脱水酶 OC ， HHC2HO N 2HHN2NHH ALA ALA 胆色素原,PBG～ ?尿卟啉原与类卟啉原的生成 尿卟啉原?、?同合酶 尿卟啉原?脱羧酶 4x胆色素原 尿卟啉原? 类卟啉原? ?血红素的生成 述:胞液中的类卟啉原?再进入线粒体 类卟啉原?氧化脱羧酶 原卟啉原?氧化酶 类卟啉原? 原卟啉原? 原卟啉? 亚铁螯合酶 血红素 述:血红素生成后，迅速进入胞液与珠蛋白结合生成Hb。 在珠蛋白多肽链合成后，一旦容纳血红素的空穴形成，立 刻有血红素与之结合，并使珠蛋白折叠成其最终的立体结 构，再形成稳定的αβ二聚体;最后，由两个二聚体构成 有功能的αβ四聚体-血红蛋白。 22 (二)血红素合成的调节 ※ 血红素合成的特点 ? 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Fe等小分子物质; ? 合成过程的起始与最终过程在线粒体，中间过程在胞液。 1(ALA合酶 ?ALA合酶是血红素合成的限速酶，受血红素反馈抑制; ?如果血红素合成速度大于珠蛋白合成速度，过多的血红素可氧化 为高铁血红素，强烈抑制ALA合酶; ?当血红素生成过多时，其可反馈抑制ALA合成酶的活性并阻遏ALA合成酶的合成，从而降低血红素的合成速度。 2(促红细胞生成素(EPO) 述:由肾脏合成的促红细胞生成素可诱导ALA合成酶的合成，从而 促进血红素及血红蛋白的生物合成。机体缺氧或红细胞比容降低 时可诱导EPO基因达。 3(类固醇激素 述:如雄激素、雌二醇等可促进血红素和血红蛋白的生物合成。 临床:应用丙酸睾丸酮及衍生物如甲基睾酮等治疗再生障碍性贫血 就是这一原理。 4(其他调节因素 述:杀虫剂、致癌物质及某些药物 它们可诱导ALA合成酶的合成， 从而促进血红素的合成;铅其可抑制ALA脱水酶及亚铁螯合酶 的活性，从而抑制血红素的合成。 铁是血红素合成的原料，机体缺铁或铁动员利用发生障碍，会引 起血红素合成减少。 二、成熟红细胞的代谢特点 述:成熟红细胞由于缺乏亚细胞结构，因而凡与细胞核、线粒 体有关的代谢都不能进行，如DNA、RNA、蛋白质的生物 合成，脂肪酸β氧化，糖有氧氧化及氧化磷酸化等。 述:成熟红细胞对血液葡萄糖的利用主要靠红细胞膜主动运输 方式摄取。其中糖酵解是红细胞获得能量的主要途径，糖 酵解产生的ATP主要用于维持红细胞膜离子泵的正常功能、 +脂质的更新、谷胱甘肽和NAD的生物合成等，以保证细 胞内外离子平衡和膜的完整性。另外则通过磷酸戊糖途径 通路氧化，生成的NADPH用于维持谷胱甘肽还原系统和 高铁血红蛋白的还原。 2，3,二磷酸甘油酸支路 (一) 述:红细胞中存在2,3,二磷酸甘油酸(2,3,DPG)支路。 1(酶:二磷酸甘油酸变位酶、2，3,BPG磷酸酶 2(支路图(课本P160图13,5) 3(2,3,BPG的作用 ?调节血红蛋白的运氧功能，降低血红蛋白对氧的亲和力，即 当2,3,BPG的浓度升高时，血红蛋白与氧的亲和力下降， 从而使组织获得更多的氧气。 ?红细胞中不能贮存葡萄糖，但含有较多的2,3,BPG。 2,3,BPG氧化时，可生成ATP，因此2,3,BPG还是红细胞 中能量的贮存形式。 (二)磷酸戊糖途径与谷胱甘肽代谢 述:红细胞中磷酸戊糖途径的生理意义主要是生成NADPH。NADPH 是谷胱甘肽还原酶的辅酶，红细胞生成的NADPH主要于红细 胞本身谷胱甘肽合高铁血红蛋白(MHb)的还原，尤以前者 重要。 临床:缺乏6磷酸葡萄糖脱氢酶的患者，磷酸戊糖途径不能正常进 行，以致NADPH缺乏，GSH含量不足，在食入蚕豆或服用 磺胺药、阿司匹林等药物后，增加了GSH的消耗，红细胞膜 受活性氧类攻击，膜结构完整性受损，红细胞易破而出现急 性溶血症状。 (三)高铁血红蛋白(MHb)的还原 细胞经常有少量MHb生成，MHb不具有携氧的功能。正常述:红 红细胞内存在还原酶使其还原。 临床:发绀 原因:如摄入或经皮肤吸收过多的氧化剂，使MHb生成的速度大 于MHb还原的速度，导致红细胞中MHb增高，因而患者发 生发绀。 肠源性发绀是因食入过多的硝酸盐或亚硝酸盐类化合物引起 的中毒症状。 治疗:美兰(MB)可用于某些MHb过多症的治疗。