血红素与胆色素代谢.pptx

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1、血红素血红素血红蛋白血红蛋白肌红蛋白肌红蛋白细胞色素细胞色素过氧化氢酶过氧化氢酶过氧化物酶过氧化物酶均以血红素作为辅基均以血红素作为辅基是一种铁卟啉化合物，由卟啉环与铁螯合而成。是一种铁卟啉化合物，由卟啉环与铁螯合而成。1概述概述第1页/共40页血红素的结构第2页/共40页胆色素胆色素胆色素是血红素降解的产物。胆色素是血红素降解的产物。胆红素(bilirubin)胆绿素(biliverdin)胆素原(bilinogen)胆素(bilin)无色无色橙红色橙红色第3页/共40页2血红素的生物合成血红素的生物合成合成部位：合成部位：骨髓和肝脏骨髓和肝脏（线粒体到胞液再到线粒体）（线粒体到胞液再到线粒

2、体）限速酶：限速酶：ALA合成酶过程：过程：合成原料合成原料：琥珀酰CoA CoA、甘氨酸、Fe2+等先合成直接前体原卟啉IXFe2+血红素一、血红素合成概况一、血红素合成概况第4页/共40页限速酶限速酶(1)-(1)-氨基-酮戊酸(ALA)(ALA)的生成(线粒体内)-氨基-酮戊酸(ALA)二、血红素合成过程二、血红素合成过程第5页/共40页(2)胆色素原胆色素原(PBG)的生成的生成(胞液胞液):胆色素原（卟胆原）含锌的金属酶，对铅敏感第6页/共40页(3)(3)尿卟啉原与粪卟啉原的生成(胞液):):尿卟啉原尿卟啉原III脱羧酶脱羧酶第7页/共40页(4)(4)血红素的生成血红素的生成(线

3、粒体线粒体):第8页/共40页1、合成的部位、合成的部位组织定位：骨髓和肝脏组织定位：骨髓和肝脏细胞定位：线粒体细胞定位：线粒体胞液胞液线粒体线粒体2、原料、原料:琥珀酰辅酶琥珀酰辅酶A,甘氨酸甘氨酸,Fe2+等小分子等小分子,中中间产物的转变主要是吡咯环侧链的脱羧和脱间产物的转变主要是吡咯环侧链的脱羧和脱氢反应氢反应3、过程、过程:三、血红素合成的特点三、血红素合成的特点第9页/共40页线粒体线粒体线粒体线粒体第10页/共40页促进红细胞的繁殖和分化促进红细胞的繁殖和分化,加速红细胞的成熟及血红素和加速红细胞的成熟及血红素和Hb的生的生成成对所有类型的贫血都有治疗作用对所有类型的贫血都有治疗

4、作用四、血红素合成的调节四、血红素合成的调节1、ALA合酶:限速酶2、ALA脱水酶与亚铁螯合酶:受血红素的别构抑制调节血红素阻抑ALA合酶的合成对重金属的抑制非常敏感铅中毒贫血3、促红细胞生成素(EPO):反馈抑制第11页/共40页3胆色素代谢胆色素代谢胆色素是血红素的降解的产物。胆红素（胆红素（bilirubin）胆绿素（胆绿素（biliverdin）胆素原（胆素原（bilinogen）胆胆素素（bilin）胆色素胆色素（bilepigment）种类种类脂溶性，橙黄色毒性作用、抗氧化第12页/共40页 衰老RBC HbRBC Hb 肌红蛋白 过氧化酶 细胞色素 铁卜啉化合物 胆绿素 胆红素

5、（红）（蓝）（橙黄）胆色素原族 胆素族 （无色）（棕色）肠道肠道肠道肠道oo第13页/共40页n胆红素是胆汁中的主要色素，呈橙黄色。n胆红素具有：毒性作用抗氧化（抑制亚油酸和磷脂的氧化）n胆色素代谢以胆红素代谢为中心。肝脏在胆色素代谢中起着重要作用胆红素第14页/共40页一、胆红素的来源一、胆红素的来源大部分胆红素是由衰老红细胞破坏、降解而来，占胆红大部分胆红素是由衰老红细胞破坏、降解而来，占胆红素总量的素总量的75；小部分胆红素来自组织（特别是肝细胞）中非血红蛋白小部分胆红素来自组织（特别是肝细胞）中非血红蛋白的血红素蛋白质（如细胞色素的血红素蛋白质（如细胞色素P450、细胞色素、细胞色素b

6、5、过氧化、过氧化氢酶等）的血红素辅基的分解；氢酶等）的血红素辅基的分解；极小部分胆红素是由造血过程中，骨髓内作为造血原料极小部分胆红素是由造血过程中，骨髓内作为造血原料的血红蛋白或血红素，在未成为成熟细胞成分之前有少量的血红蛋白或血红素，在未成为成熟细胞成分之前有少量分解，即无效造血所产生的胆红素。分解，即无效造血所产生的胆红素。来源：来源：体内衰老红细胞的血红蛋白分解释放出的血红素体内衰老红细胞的血红蛋白分解释放出的血红素胆红素的主要来源：第15页/共40页血液中与清蛋白结合而运输红细胞血红素珠蛋白珠蛋白氨基酸胆红素肝细胞内与Y、Z蛋白结合运送至滑面内质网与葡萄糖醛酸结合随胆汁排入肠道胆素

7、原的肠肝循环胆素原胆素原胆素胆素尿胆原尿胆原尿胆素尿胆素二、胆红素的生成与代谢二、胆红素的生成与代谢第16页/共40页（一）胆红素的生成（一）胆红素的生成胆红素生成部位：脾、骨髓、肝的网状内皮细胞第17页/共40页胆红素的空间结构及性胆红素的空间结构及性质质理化性质：亲脂、疏水理化性质：亲脂、疏水结构特点：卷曲稳定结构特点：卷曲稳定第18页/共40页（二）未结合胆红素在血液中的运输（二）未结合胆红素在血液中的运输在生理在生理pH条件下胆红素是难溶于水的条件下胆红素是难溶于水的亲脂性的胆红素能自由透过细胞膜进入血液亲脂性的胆红素能自由透过细胞膜进入血液未结合胆红素:脾脏、骨髓等单核吞噬细胞系统生

8、成的胆红素，脾脏、骨髓等单核吞噬细胞系统生成的胆红素，由于未通过肝脏处理，被称为由于未通过肝脏处理，被称为未结合胆红素特点:第19页/共40页主要与清蛋白结合成复合物进行运输主要与清蛋白结合成复合物进行运输 1、胆红素的运输载体、胆红素的运输载体增加了胆红素在血浆中的溶解度，便于运输增加了胆红素在血浆中的溶解度，便于运输 限制胆红素自由透过各种生物膜，避免对限制胆红素自由透过各种生物膜，避免对 组织细胞产生毒性作用组织细胞产生毒性作用 生理意义：生理意义：过多的游离胆红素可与脑部基底核的脂类结合，并过多的游离胆红素可与脑部基底核的脂类结合，并干扰脑的正常功能，称胆红素脑病或核黄疸。干扰脑的正常

9、功能，称胆红素脑病或核黄疸。第20页/共40页（三）胆红素在肝脏中的代谢1、肝细胞对胆红素的摄取和转运胆红素胆红素-清蛋白被肝脏细胞清蛋白被肝脏细胞表面受体摄取表面受体摄取肝细胞内两种载体蛋白肝细胞内两种载体蛋白Y蛋白和蛋白和Z蛋白结合蛋白结合“胆红素胆红素Y蛋白蛋白”(胆红素胆红素Z蛋白蛋白)形形式送至内质网式送至内质网(耗能、可逆）。耗能、可逆）。第21页/共40页n甲状腺素、四溴酚磺酸钠(BSP)和靛青绿(ICG)等可竞争结合Y蛋白，影响胆红素的转运。n苯巴比妥可诱导Y蛋白的合成。n由于新生儿在出生7周后Y蛋白才达到正常成人水平，故易产生生理性的新生儿非溶血性黄疸，临床上可用苯巴比妥治疗

10、。第22页/共40页2、肝细胞对胆红素的转化作用、肝细胞对胆红素的转化作用未结合胆红素被运送至内质网中，胆红素在葡糖醛酸未结合胆红素被运送至内质网中，胆红素在葡糖醛酸基转移酶的催化下，接受来自基转移酶的催化下，接受来自UDP-葡糖醛酸葡糖醛酸的葡糖醛的葡糖醛酸基，生成胆红素葡糖醛酸酯。称此时的胆红素为结酸基，生成胆红素葡糖醛酸酯。称此时的胆红素为结合胆红素。合胆红素。每分子胆红素可结合每分子胆红素可结合2分子葡萄糖醛酸分子葡萄糖醛酸 结合胆红素 水溶性增加，随胆汁排入小肠不能透过细胞膜，避免对细胞的毒性结合胆红素特点第23页/共40页第24页/共40页范登堡试验（范登堡试验（Van den B

11、ergh）：）：用重氮试剂（重氮苯磺酸）与胆红素吡咯环用重氮试剂（重氮苯磺酸）与胆红素吡咯环上亚氨基反应，形成偶氮化合物，其在中性上亚氨基反应，形成偶氮化合物，其在中性介质中呈紫红色。介质中呈紫红色。结合胆红素与重氮试剂直接反应，称为结合胆红素与重氮试剂直接反应，称为直接直接胆红素胆红素。未结合胆红素必须先加入乙醇、甲醇或尿素未结合胆红素必须先加入乙醇、甲醇或尿素等加速剂才能与重氮试剂反应，生成紫红色等加速剂才能与重氮试剂反应，生成紫红色化合物，称为化合物，称为间接胆红素间接胆红素。临床上用来鉴定结合胆红素未结合胆红素。结果：结果：方法：方法：第25页/共40页第26页/共40页（四）肝脏对胆

12、红素的排泄作用胆红素在内质网经结合转化后，在胞浆内经过高胆红素在内质网经结合转化后，在胞浆内经过高尔基复合体、溶酶体等作用，运输并排入毛细胆尔基复合体、溶酶体等作用，运输并排入毛细胆管随胆汁排出管随胆汁排出 第27页/共40页（五）胆红素在肠道中的转变中胆素原中胆素原(meso-bilirutinogen)粪胆素原粪胆素原(stercobilinogen)尿胆素原尿胆素原(urobilinogen)结合胆红素，自回肠下段至结肠，在肠道细菌结合胆红素，自回肠下段至结肠，在肠道细菌作用下，由作用下，由-葡萄糖醛酸酶催化水解脱去葡萄糖葡萄糖醛酸酶催化水解脱去葡萄糖醛酸，生成未结合胆红素，再逐步还原成

13、为无醛酸，生成未结合胆红素，再逐步还原成为无色的色的胆素原族化合物胆素原族化合物1、第28页/共40页粪胆素原在肠道下段或随粪便排出后经空气氧化，粪胆素原在肠道下段或随粪便排出后经空气氧化，可氧化为棕黄色的粪胆素，它是正常粪便中的主可氧化为棕黄色的粪胆素，它是正常粪便中的主要色素。要色素。当胆道完全梗阻时，因结合胆红素不能排入肠道，当胆道完全梗阻时，因结合胆红素不能排入肠道，不能形成粪胆素原及粪胆素，粪便则呈灰白色。不能形成粪胆素原及粪胆素，粪便则呈灰白色。临床上称之为白陶土样便。临床上称之为白陶土样便。婴幼儿的粪便为胆红素的橙黄色婴幼儿的粪便为胆红素的橙黄色第29页/共40页2、胆色素的肠肝

14、循环生理情况下，肠道中约有生理情况下，肠道中约有10-20%的胆素原可被的胆素原可被重吸收入血，经门静脉进入肝脏，大部分重吸收入血，经门静脉进入肝脏，大部分(约约90%)以原形经胆汁分泌排入肠腔。此过程称为以原形经胆汁分泌排入肠腔。此过程称为胆色素的肠肝循环胆色素的肠肝循环。第30页/共40页第31页/共40页少量少量(10%)胆素原可进入体循环，胆素原可进入体循环，可通过肾小球滤出，由尿排出，即可通过肾小球滤出，由尿排出，即为尿胆素原。为尿胆素原。尿胆素原、尿胆素及尿胆红素临床尿胆素原、尿胆素及尿胆红素临床上称为尿三胆。上称为尿三胆。第32页/共40页4血红素与胆色素代谢的医学问题血红素与胆

15、色素代谢的医学问题血红素代谢障碍引起卟啉症胆色素代谢异常引起黄疸第33页/共40页一、卟啉一、卟啉病病（porphyria）第34页/共40页二、黄疸（二、黄疸（jaundice）凡能引起胆红素的生成过多，或使肝细胞对胆红素处凡能引起胆红素的生成过多，或使肝细胞对胆红素处理能力下降的因素，均可使血中胆红素浓度增高，称理能力下降的因素，均可使血中胆红素浓度增高，称高胆红素血症高胆红素血症(hyperbilirubinemia)。正常血清胆红素浓度正常血清胆红素浓度116 mol/l (0.1 1mg/dl)4/5为游离胆红素，其余为结合胆红素为游离胆红素，其余为结合胆红素胆红素是金黄色色素，当血

16、清中胆红素浓度高时，则可胆红素是金黄色色素，当血清中胆红素浓度高时，则可扩散入组织，可见巩膜、皮肤或粘膜黄染称为扩散入组织，可见巩膜、皮肤或粘膜黄染称为黄疸黄疸黄疸黄疸(jaundice)(jaundice)。第35页/共40页黄疸的分类：溶血性黄疸或肝前性黄疸溶血性黄疸或肝前性黄疸 红细胞大量破坏,未结合胆红素浓度异常增高 肝细胞性或肝源性黄疸肝细胞性或肝源性黄疸 因肝细胞功能障碍，对胆红素的摄取结合及排泄能力下降，未结合和结合胆红素均增加梗阻性黄疸或肝后性黄疸 胆道阻塞,胆红素排泄的通道受阻，使胆小管或毛细胆管压力增高而破裂，胆汁中胆红素返流入血而引起 第36页/共40页指标指标正常正常阻

17、塞性黄疸阻塞性黄疸溶血性黄疸溶血性黄疸肝细胞性黄肝细胞性黄疸疸血血胆胆红红素素总量总量1mg/dl1mg/dl1mg/dl1mg/dl直接直接0-0.8mg/dl间接间接1mg/dl尿色尿色正常正常深深较深较深深深尿尿三三胆胆尿胆红素尿胆红素尿胆素原尿胆素原少量少量不一定不一定尿胆素尿胆素粪便颜色粪便颜色正常正常完全阻塞时陶完全阻塞时陶土色土色深深变浅或正常变浅或正常第37页/共40页掌握血红素生物合成的原料、部位、合成的主要过程及合成过程的调节（关键酶）；胆红素在肝脏内的转化（部位、非结合胆红素 结合胆红素）熟悉胆色素的概念、胆红素生成过程（限速酶）、血液中的运输（载体、生理意义）、胆色素的排泄（肠肝循环）熟悉胆色素及血红素代谢引起的卟啉症和黄疸血红素与胆色素代谢第38页/共40页第39页/共40页感谢您的观看！第40页/共40页