血液: Blood

4-30-2017 Last update

 

このページは 血液 @本家UBサイト に恒久的に移転しました。このページもネット上に残っていますが,最新の情報はリンク先を参照して下さい。

 

  1. 概要: 血液とは
  2. 凝血のメカニズム
  3. 血液のメタボロミクス

概要: 血液とは

血液 blood は,動物の体内を巡る主要な液体である。血液が管状の構造の中を流れている場合,この管を血管 blood vessel という。

 

> 循環血液量は,マウス 72 mL/kg,ラット 64 mL/kg である(1)。

凝血のメカニズム

血液の凝固,凝血 blood clotting は,一連の酵素 enzyme のカスケードによって引き起こされる素早い応答である(下図,3)。Coagulation ともいう。

 

Coagulation cascade は,intrinsic/extrinsic に大きく分けることができる。

 

Intrinsic pathway

  1. Factor XII (Hageman factor) の活性化で開始される。

 

Extrinsic pathway

  1. 外傷により tissue factor (TF) が活性化する。TF は膜に結合した糖タンパク質である。
  2. スロンビン thrombin というプロテアーゼが合成される。
  3. Thrombin のポジティブフィードバックにより,さらに多量の thrombin が合成される。

 

これらの経路は最終的に合一され,以下のように fibrinogen から fibrin を作り出し,clot を作る。

 

 

  1. フィブリノーゲン fibrinogen は,Aα chain, Bβ chain, γ chain を 2 個ずつ含む 6 量体で,分子量は 340 kDa である(1)。Rod 部分は alpha-helix coiled-coil 構造 (triple strand) である。
  2. Thrombin により A peptide, B peptide (合わせて fibrinopeptide という) が Aα chain, Bβ chain からそれぞれ切り取られ,fibrin モノマーを作る。fibrin monomer は α, β, γ chain を 2 個ずつ含む。
  3. Fibrin monomers は重合し,繊維状の fibrin を作る。重合は Lys および Gln の間で行われ,transglutaminase に触媒される。

 

Fibrin はセリンプロテアーゼである plasmin によって分解される。

 

Factor VIII 欠乏: Classic hemophilia (= hemophilia A) という病気の原因になる。

 

血液のメタボロミクス

血液中には多様な代謝産物が含まれており,その量は生理状態によって変動する。これらを質量分析 mass spectrometry や核磁気共鳴 NMR によって網羅的に同定する手法をメタボロミクス metabolomics という。

 

 

 

「検査値で読む人体」では,様々な血液パラメーターの説明や,正常値の意味などが詳しく解説されている。古い本で安価に手に入るので,ぜひ参考にしたい。


Insulin withdrawal および絶食条件下で,血液と尿の代謝産物量を NMR で測定した論文(4)。

: 大きい分子やアルブミンなどは除き,小分子の mM オーダーのものを測定する。

: ケトン体は全てメチル基をもつので,NMR のターゲットになる。

: 重水素を飲んでから測定。尿中にはもともとタンパク質が少ない。血液は過塩素酸で除タンパク質している。

: 水のシグナルが強いこと,アルブミンや immunogloblin を除ききれないことが問題だが,前報で対策済。

: アルブミン中の脂肪酸は NMR では見えない。リポタンパク質 lipoprotein 中の脂肪酸は検出できる。

: 絶食で血中グルコース glucose 濃度が低下し,ケトン体が徐々に増える。

: アミノ酸は,Val, Ala のみが血中に mM オーダーで存在するので,NMR で観測できる。

: Insulin withdrawal 後,血中グルコースおよびケトン体が増大,脂肪酸は徐々に低下する。

: 試料に standard を加えることで,定量も可能。

: 巨大分子と結合していたり,金属イオンと結合していたりすると,NMR では見えない。

 

 

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References

  1. 実験動物の循環血液量. pdf file.
  2. Berg et al. Biochemistry: 使っているのは 6 版ですが 7 版を紹介しています。
  3. By Dr Graham Beards - Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=19094276
  4. Nicholson et al. 1984a. Proton-nuclear-magnetic-resonance studies of serum, plasma and urine from fasting normal and diabetic subjects. Biochem J 217, 365-375.