脑生物化学概论
生物化学基础知识概述
生物化学基础知识概述生物化学是一门研究生物体内化学成分、分子结构与相互关系的学科，它是生物学和化学的交叉领域。
通过研究生物体内分子的组成和化学反应，生物化学揭示了生命活动的基本原理和机制。
本文将对生物化学的基础知识进行概述。
一、生物大分子生物体内存在许多重要的大分子，包括蛋白质、核酸、多糖和脂质。
蛋白质是由氨基酸组成的，它们在生物体内扮演着结构、酶、激素等多种重要角色。
核酸是构成遗传信息的基础单位，DNA和RNA是两种最重要的核酸。
多糖则是由单糖分子组成的，常见的多糖有淀粉和纤维素。
脂质是生物体内主要的能量储存物质，也是细胞膜的主要组成成分。
二、生物化学反应生物体内发生着各种各样的化学反应，这些反应构成了生命活动的基础。
其中，最重要的反应是代谢反应，可以分为两个阶段：储备阶段和释放阶段。
储备阶段包括物质的合成和存储，而释放阶段则是将储存的物质转化为能量和废物的过程。
此外，还有一些其他反应如酶促反应、氧化还原反应等也在生物体内发挥着重要作用。
三、生物膜生物膜是细胞的重要组成部分，它由脂质双层及其中嵌入的蛋白质和其他分子组成。
生物膜的主要功能包括细胞的隔离、物质运输和信号传递。
生物膜的结构和功能在进化中不断发展，并且在维持细胞生存和功能方面起着重要作用。
四、酶和酶促反应酶是生物体内调控化学反应速率的催化剂，它们能够降低反应所需的能量，并提高反应的速率。
酶促反应是在生物体内发生的许多重要反应，包括代谢反应和信号传递。
酶的活性受环境因素的影响，如温度、pH值等，同时也受到底物浓度和抑制剂等因素的调控。
五、生物能量转化生物体内的能量来自于食物的摄取和光合作用。
光合作用是植物和一些微生物利用太阳光转化为化学能的过程，这在地球上维持了生命的存在。
而动物则通过食物摄取获得能量，食物中的有机物经过消化、吸收和氧化反应转化为生物体的能量。
六、遗传信息的传递遗传信息是生物体内基因组的重要组成部分，它包含了生物体的遗传信息。
临床生物化学-神经系统疾病的生物化学检验PPT课件
2020年10月2日
5ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第一节
全国高等学校医学规划教材 ——临床检验生物化学
神经系统结构与功能概述
一、神经系统的结构 二、血脑屏障及脑脊液 三、神经生长因子与神经营养因子 四、中枢神经系统的生物化学基础 五、神经病变的生化机制
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全国高等学校医学规划教材 ——临床检验生物化学
一、神经系统的结构
➢ Laboratory investigation of nervous system disease.
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全国高等学校医学规划教材 ——临床检验生物化学
Major Objectives
➢ 了解神经系统的结构和功能，脑脊液的形 成及神经递质的条件和分类。
➢ 熟悉神经递质的作用，血脑屏障的功能及 脑脊液实验室检查指标。
全国高等学校医学规划教材 ——临床检验生物化学
第十五章 神经系统疾病的生物化学检验
第一课件网网站
2020年10月2日
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全国高等学校医学规划教材 ——临床检验生物化学
KEY POINTS
➢ Structure and characteristics of blood brain barrier ; effects of nerve growth factor and neurotrophic factor.
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全国高等学校医学规划教材 ——临床检验生物化学
(二) 脑脊液
1.脑脊液的形成
脑脊液（cerebrospinal fluid, CSF）极 大部分由脑室脉络丛产生，少量由软膜、 蛛网膜的毛细血管和脑细胞外液经过脑室 的室管膜上皮渗出。
《生物化学课件绪论》PPT课件
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细胞信号传导途径和受 体介导作用
细胞信号传导途径概述
细胞信号传导的定义 细胞信号传导是指细胞外因子通过与细胞表面受体结合， 引发细胞内一系列生物化学反应的过程。
信号传导途径的分类 根据信号分子的性质和受体的类型，细胞信号传导途径可 分为离子通道介导的信号传导、G蛋白偶联受体介导的信 号传导、酶联受体介导的信号传导等。
现状
生物化学已经成为生命科学领域的重要分支，涉及基因工程、 蛋白质工程、代谢工程等多个方面；生物化学技术在医学、农 业、工业等领域得到广泛应用。
生物化学在医学领域重要性
疾病诊断
生物化学方法可用于检测血液中特定 生物标志物的含量，从而辅助诊断疾 病。
药物研发
疾病预防与治疗
生物化学可以帮助揭示疾病发生的分 子机制，为预防和治疗提供新思路和 新方法。例如，针对代谢性疾病的个 性化营养干预措施。
录因子、RNA结合蛋白等）的相互作用。
基因表达异常与疾病发生关系
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基因表达异常类型 包括基因过表达、基因沉默、基因突变等。
基因表达异常与疾病的关系 基因表达异常可导致细胞功能异常，进而引发各 种疾病，如癌症、神经退行性疾病、自身免疫病 等。
疾病中的基因表达调控异常 在疾病状态下，基因表达调控网络往往发生紊乱， 如转录因子异常、表观遗传修饰改变等。
靶向药物设计和应用前景
靶向药物设计策略
针对特定基因或蛋白质的异常表达或功能，设计能够特异性结合并调节其活性的药物。
靶向药物的优势
相比传统药物，靶向药物具有更高的特异性和更低的副作用，能够更精确地治疗疾病。
靶向药物的应用前景
随着基因组学和蛋白质组学等技术的发展，越来越多的疾病相关基因和蛋白质被发现，为靶 向药物的设计提供了更多潜在靶点。同时，随着人工智能和大数据等技术的应用，靶向药物 的设计和筛选将更加高效和精准。
13. 神经及精神疾病的生物化学检验
的生物化学检验
本章教学要求：
掌握：脑脊液蛋白质、葡萄糖、氯化物、
酶类的检测
熟悉: 血脑屏障的结构特点；脑脊液的形
成及功能
了解：常见神经系统疾病的生物化学检验
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第一节 概杂的电－化学信号网络；
人的神经系统分成两个部分，中枢神经系统 和外周神经系统；
转氨酶(ALT、AST) 乳酸脱氢酶(LDH) 溶菌酶(Lysozyme)
核糖核酸酶（RNase）
胆碱酯酶(AchE)
多巴胺--羟化酶(DH)
酸性磷酸酶(ACP)
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特殊酶类的测定
神经元特异性烯醇化酶（NSE） 主要存在于大脑
神经元和神经内分泌细胞的胞质中，CSF中NSE含量
新生儿：2.8-5mmol/L
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临床意义
减低：
1、脑部细菌性或真菌性感染：急性化脓性脑
膜炎、结核性脑膜炎、隐球菌性脑膜炎
2、脑寄生虫病：脑囊虫病、血吸虫病、弓形
虫病等
3、脑膜肿瘤 4、低血糖：低血糖昏迷、胰岛素过量 5、神经梅毒：梅毒性脑膜炎和麻痹性痴呆
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临床意义
增高：
1、脑或蛛网膜下腔出血
脑脊液蛋白电泳组分及其变化的临床意义
蛋白组分 前清蛋白 脑脊液（%） 血清（%） 临床意义 2% 6% 微量 增高：帕金森病、脑外伤、脑积水、 脑萎缩等 降低：脑膜炎及其他脑内炎症
清蛋白
44% 62%
56 % 4.5 % 9.5 % 12 %
增高：脑肿瘤、椎管阻塞、脑出血、 脑梗塞 降低：脑外伤
反映血脑屏障功能
指数< 9时，血脑屏障无损害； 指数9 14，有轻度损害； 指数15 30，有中度损害； 指数31 100，严重损害； 指数> 100，表明屏障完全崩溃。
第十六篇神经、精神疾病的生物化学
第十六篇神经、精神疾病的生物化学第十六章神经、精神疾病的生物化学神经系统是由神经元相互联系构筑的电及化学信号网络。
解剖上，脑和脊髓构成中枢神经系统，脑神经、脊神经和植物神经构成周围神经系统。
微观，由神经元（细胞）、胶质细胞及其间质构成神经组织。
组成神经细胞的各种分子及其动态的生物化学过程为神经系统网络运行的分子基础。
第一节概述神经系统功能的正常运转需要若干条件，包括神经细胞的外在环境及该环境的恒定；神经细胞间的信号传递；神经生长因子和营养因子作用。
一、脑脊液的形成、功能与血脑屏障中枢神经系统的化学组成与血液成分保持动态平衡。
在血-脑之间有一种选择性地阻止各种物质由血入脑的“屏障”，为血脑屏障。
分析血液和脑脊液中成分的差异，可推知屏障的功能状况。
（一）脑脊液的形成及功能1．脑脊液的形成脑脊液（cerebrospinal fluid, CSF）主要由脉络丛生成。
供应大脑的血管在软脑膜层中分支，广泛伸入到脑实质中去，血脑屏障功能的实现与这些毛细血管相关联。
脑脊液的蛋白质每100ml人腰椎穿刺液含31.3或40mg。
人脑脊液除含有较血浆多的镁和氯外，其他成分均比血浆低。
脑脊液是一种特殊的分泌，由溶质跨越脑室脉络丛（choroid plexus）的上皮细胞进行主动转运并配合水的被动扩散而生成。
正常人的脑脊液分泌速度为0.3～0.4ml/min。
脑脊液也有脉络丛外的来源，如脑毛细血管的离子载体介导的转运，使血浆中各生物化学组分的波动很少能影响脑脊液中相应组分的浓度。
2．脑脊液的功能脑脊液是透明清亮的液体，可视为广义的脑细胞外液。
脑脊液具有重要的功能：①可运送营养物质至脑细胞，并带走其代谢产物。
②可避免震荡时对脑的冲击；分散压力，③是脑内触脑脊液神经元感受内环境变化的窗口, 亦是其分泌激素的运输通道。
④通过脑脊液循环，对调整颅内压有一定的作用。
另外脑脊液还是了解血脑屏障功能状况及脑部病变的“窗口”和中枢神经系统治疗用药的一个途径。
生物化学第一章绪论
引言概述：生物化学是研究生物体内化学结构、组织和生命活动的科学，它承接了有机化学、生物学和物理学等多个学科的基础知识，并运用这些知识来解析生物体内的复杂化学反应。
本文将围绕生物化学第一章的绪论部分展开叙述，重点介绍生命的起源、生物大分子、生命的能量转化、生物膜和细胞器等方面的内容。
正文内容：一、生命的起源1.生命的化学基础：讲述有机分子在地球早期的环境下的合成过程，以及如何形成简单有机分子的实验模拟研究。
2.生命的起源理论：介绍了地球早期环境和过渡环境中生命起源的几种理论，如原生生命体说、RNA世界假说等，并对比分析它们的优缺点。
3.生命的进化：阐述了生命的起源与进化之间的关系，以及自然选择和基因突变在生命进化中的作用。
二、生物大分子1.蛋白质：描述蛋白质的组成、结构和功能，包括氨基酸的基本性质和反应、蛋白质的一级、二级、三级和四级结构以及蛋白质的功能多样性。
2.核酸：介绍DNA和RNA的结构和功能，包括核苷酸的组成、碱基配对的规则、DNA的双螺旋结构和复制等重要过程。
3.多糖：讲述多糖的种类和结构，包括淀粉、糖原和纤维素等，以及它们在生物体内的生理功能和代谢途径。
三、生命的能量转化1.糖代谢：详细阐述糖的有氧和无氧代谢途径，包括糖解、糖酵解、异源糖母嗣和糖异生等过程，以及这些过程的调控机制。
2.脂肪代谢：解析脂肪在生物体内的合成和降解途径，包括脂肪酸的合成、三酰甘油的降解和胆固醇的合成等重要过程。
3.氨基酸代谢：探讨氨基酸的合成和降解途径，以及转氨酶和脱氨酶在这些过程中的作用。
四、生物膜1.生物膜的结构：介绍生物膜的组成和结构，包括磷脂双分子层的构成、蛋白质和其他分子在生物膜中的分布以及生物膜的流动性等特点。
2.生物膜的功能：阐述生物膜在细胞内外界物质交换、信号传导和细胞间相互作用等方面的重要功能，并介绍生物膜的选择性通透性。
3.膜蛋白：探讨膜蛋白的结构和功能，包括通道蛋白、离子泵和受体蛋白，以及它们在维持细胞内外环境平衡和信号转导中的作用。
生物化学基础知识概述
生物化学基础知识概述由于本平台的限制，我无法按照合同或作文的格式来进行文章的书写，但我会尽力在排版方面给予整洁美观的呈现。
下面是对生物化学基础知识的概述。
生物化学是研究生命体内化学物质及其变化的学科，它是生物学和化学两门学科的交叉领域。
生物化学研究内容广泛，涉及生物大分子的结构、功能和代谢过程等。
本文将围绕生物化学的基础知识展开。
1. 生物分子的组成和结构生物分子是构成生命体的基本单位，它们包括蛋白质、核酸、碳水化合物和脂质等。
蛋白质是生物体内最重要的大分子，由氨基酸组成，其结构决定了其功能。
核酸是遗传物质的主要组成部分，包括DNA和RNA。
碳水化合物是生物体内能量的主要来源，包括单糖、双糖和多糖。
脂质是构成细胞膜的重要分子，脂肪酸和甾体是其重要组成部分。
2. 代谢和能量转化生物体需要通过代谢过程获得能量，并将其转化为细胞活动所需的能量。
代谢可以分为两个方面：合成代谢和分解代谢。
合成代谢是指通过合成新的有机分子来满足生物体的需要，如蛋白质的合成。
分解代谢是指将有机分子分解为较小的分子以释放能量，如葡萄糖的分解。
生物体内的能量转化主要取决于ATP（三磷酸腺苷）的合成与分解。
3. 酶和酶促反应酶是生物体内催化化学反应的蛋白质，它们具有高度的特异性和反应速率加快的能力。
酶促反应是生物体内许多反应的关键步骤，其速率受到酶的存在与活性的调控。
生物体内的酶促反应包括氧化还原反应、水解反应、合成反应等。
4. 遗传信息的传递遗传信息的传递是生命体的基本过程之一。
它通过DNA复制、转录和翻译等步骤实现。
DNA复制是指将DNA分子的信息复制到新的DNA分子中。
转录是指在DNA片段上合成RNA的过程。
翻译是指在细胞内将RNA指导下的信息转化为蛋白质的过程。
5. 生物膜的结构和功能生物膜是细胞内外的分离界面，它由脂质双层和蛋白质组成。
生物膜具有选择性渗透性和信号传递功能，它维持细胞内外环境的相对稳定。
6. 免疫系统和免疫反应免疫系统是生物体对抗外部入侵的重要防线，它由免疫细胞和免疫分子组成。
生物化学概述
生物化学概述
生物化学是研究生物体的化学成分、化学结构、化学反应和化学过程的科学。
它是化学和生物学的交叉学科，通过研究生物体中的化学反应和分子机制来探索生命的本质。
生物化学的研究内容包括以下几个方面：
生物分子的组成
生物体主要由四种生物大分子构成，包括蛋白质、核酸、多糖和脂质。
蛋白质是由氨基酸组成的长链状分子，核酸则是由核苷酸组成的双链分子。
多糖主要有淀粉和纤维素等，而脂质则是生物体内重要的疏水性分子。
生物分子的结构和功能
不同的生物分子具有不同的结构和功能。
例如，蛋白质通过其特定的氨基酸序列和三维结构来实现其特定的功能，如酶的催化作
用和细胞信号传导等。
核酸则通过遗传密码和基因表达来控制生物
体的遗传信息传递。
代谢反应和能量转化
生物体通过代谢反应获取能量并实现物质的合成和降解。
例如，光合作用是植物利用光能合成有机物的重要反应，而细胞呼吸则是
生物体利用有机物氧化释放能量的过程。
信号传导和调控
生物体内的化学信号传递和调控是生命活动的重要组成部分。
细胞表面受体和信号转导通路参与了细胞对外界刺激的感知和响应，从而调控生物体的生理功能。
生物技术和药物研发
生物化学在生物技术和药物研发领域具有广泛的应用。
通过理
解生物分子的结构和功能，可以设计新的药物分子和开发生物技术
产品，以满足医药和工业上的需求。
生物化学是解析和理解生命现象的强有力的工具，它在许多领域都有重要的应用价值。
它不仅有助于推动基础研究的进展，也为科学家们探索新的解决方案和创新提供了支持。
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第一节
脑神经组织的生化成分
一、脑组织的生化组成特点 脑组织的生化成分除水、无机物 质以外，各种有机物质占固体组分的 85%，其中主要是脂类和蛋白质。 神经组织含较多水分。胚胎及幼 年大脑含水更多。
二、脑组织脂类
* 脑组织中脂质主要是类脂，包括甘油磷 脂、鞘脂类。胆固醇是脑脂第二主要成分。 1．甘油磷脂 * 脑中的甘油磷脂以磷脂酰乙醇胺（PE）、 磷脂酰胆碱（PC）、磷脂酰丝氨酸（PS）含 量较多。 * 缩醛磷脂C-1的脂酰基取代为以醚键连接 的α、β烯烃链。 * 脑组织各种甘油磷脂都有特定的脂肪酸组 成。
2．鞘脂类
Hale Waihona Puke 3．类固醇 * 脑中的胆固醇是构成生物膜的 重要组分。 * 脑组织自身合成胆固醇，但合 成后分解更新率极低。 * 近年来发现脑中有内源的类固 醇激素，称神经类固醇。可通过 某些神经递质受体介导产生快速 效应。
三、脑神经特异蛋白质
* 脑组织功能极其复杂多样，其蛋白质组成 也更加丰富。灰质比白质蛋白质含量高。 * 分析某些神经细胞特异蛋白可作为确定 细胞类型的标记，广泛用于脑神经研究。 1．钙结合蛋白 * S-100蛋白 是脑特异的强酸性蛋白质。 S-100功能可能包括：有关记忆形成，参与调 节激素的细胞间信号转导，钙依赖的与微管蛋 白结合引起微管解聚等。 *小脑钙结合蛋白，参与小脑信号转导。
脑神经某些脂肪酸成分的结构
* 鞘脂类包括鞘磷脂和鞘糖脂，属于神 经酰胺的衍生物。 * 鞘磷脂为脑中惟一的含磷鞘脂类。 * 脑苷脂：神经髓鞘的重要组分，包括 半乳糖脑苷脂及脑硫脂。 * 神经节苷脂：含唾液酸的鞘糖脂，参 与神经系统与环境的相互作用和信号转导 过程，还与神经元突触可塑性及学习记忆 等高级神经活动相关，在神经元损伤后再 生中有重要作用。
* 神经细胞粘着分子是指神经细胞之间、 神经细胞与其他细胞或周围基质分子之间 起识别和连接作用的一类细胞表面蛋白。 功能涉及神经细胞的发生、形成、修复、 再生等过程。 * 钙粘素(Cadherin) 为钙依赖性细 胞粘着分子。脑组织N型钙粘素，在突触伸 展过程中有重要作用。 * 整合蛋白 是连接细胞一侧的粘着分子， 参与细胞与基质中粘着分子的连接。
神经元为高度分化细胞，其结构 包括核周体（perikaryon）和胞质突 起。神经突起分为轴突（axon）和树 突（dendrites）。轴突外包绕富含 脂类的髓鞘（myelin sheath）或神 经鞘。
神经元的结构
神经胶质细胞作为脑组织间质细胞或支持 细胞。 脑组织主要的星型胶质细胞（astrocyte） 含有胶质纤维，包含胶质原纤维酸性蛋白 （glia fibrillary acidic protein，GFAP）。 星型胶质细胞的功能：构成神经组织网架， 起支持作用，作为大神经元的卫星细胞，有分 裂能力填补神经创伤。参与构成血脑屏障，摄 取血液营养提供神经元，参与递质代谢等。 少突胶质细胞（oligodendrocyte）特异 含髓磷脂碱性蛋白等。参与形成、维持髓鞘。 小胶质细胞（microgial cell）属中枢神经系统 吞噬细胞。
第二十二章 脑的生物化学
（Brain Biochemistry）
山东大学医学院生物化学教研室 崔行
• 1．脑组织生化成分 • 2．脑的物质代谢与能量代谢 • 3．乙酰胆碱、单胺类神经递质 • 及受体 • 4．氨基酸类、NO、嘌呤类神 • 经递质及受体
* 脑是人体最复杂、最精密的结构，脑的 生物功能从调节机体感觉、运动和自主活动到 情绪、学习记忆和思维语言等高级神经活动。
2．神经细胞粘着分子
3．脑神经髓鞘蛋白 * 中枢神髓鞘膜蛋白： . 髓鞘碱性蛋白(myelin basic protein，MBP) 为不同分子量的异 构蛋白。MBP基因突变或表达障碍可造 成髓鞘形成不良并伴有震颤。 . Folch-Lees蛋白脂(proteolipid， PLP) 为中枢神髓鞘膜的主要构成蛋白。 人脑其他特有的蛋白质: P400蛋白 为糖蛋白。 突触小泡蛋白，可作为突触 标记蛋白。 其他脑特有蛋白。
各种脑神经细胞以蛋白质、脂类、多糖为主 的各种生化组成，是脑极其复杂生物功能的物 质基础。 生物化学和分子生物学技术方法的应用， 使脑组成和功能分子机制研究迅速进展。 脑科学研究是多学科、多层次的综合研究， 解释人脑的奥秘将是对生物医学研究的最大挑 战。
脑的基本结构单位是神经元 （neurons），可看作脑的遗传单位 和功能单位，脑传送和整合信号的基 本功能主要由神经元完成。
（5）胶质原纤维酸性蛋白(GFAP)
* 胶质细胞的胶质纤维属于神经细丝，主要成分 是胶质原纤维酸性蛋白（GFAP）。 * GFAP特异存在于星形胶质细胞。可作为星形胶 质细胞标记蛋白。
四、脑组织重要的特异酶类和其它蛋白
1．脑神经特异酶类 * 动物脑γγ-烯醇化酶称神经元特异烯醇化酶 (neuron-specific neolase，NSE)，主要含于 神经元，可以作为神经元标志酶。NSE涉及脑学 习记忆功能。 * 14-3-3蛋白主要存在于神经元。醛缩酶C主 要存在胶质细胞，可作为胶质细胞标记物。 * 神经元标记酶，如胆碱乙酰基转移酶、谷 氨酸脱羧酶等。 * 胶质细胞标记酶，如谷氨酰胺合成酶。而 碳酸酐酶、2＇，3＇-环核苷酸-3＇磷酸酶是少 突胶质细胞标记酶。
（3）球状肌动蛋白（G-actin）
* 神经元和胶质中球状肌动蛋白作为微丝的主要 成分。 * 微丝（microfilaments）形成网状分布。在神 经元高度活动部分分布密集。
（4）神经细丝蛋白
* 神经细丝（neurofilaments，NF）又称中间丝。 主要起支持作用，也与细胞内物质转运有关。 * 主要成分为3种神经细丝蛋白。
2．神经细胞骨架蛋白
（1）微管蛋白
* 神经元树突及轴索中富含微管，参与轴浆流运输。 * 微管蛋白（tubulin）为α和β亚基二聚体，它们聚 合成链，再螺旋盘曲装配形成微管。
（2）微管伴随蛋白（microtubule associated protein， MAP）
* 参与微管装配、微管间及微管与其它丝状成分间联 系和微管物质转运。 * 包括分子量较高的MAP1和MAP2及低分子量τ蛋白 （tau protein）。 * 不同MAP分别存在胚胎或成年神经元和特定部位。 MAP和τ蛋白通过可逆磷酸化修饰调节细胞骨架的聚合 或解聚。