生物化学第十七章肝的生物化学

1、第十七章 肝的生物化学,Biochemistry in Liver,肝是人体最大的实质性器官； 肝也是体内最大的腺体； 肝具有复杂多样的生物化学功能。,肝的组织结构特点,肝的化学组成特点,多、功能独特的酶系，其中有,肝在物质组成上还含有种类繁,些酶是其它组织所没有或含量,极少的。,肝的组织结构和化学组成特点:,肝具有肝动脉和门静脉双重血液供应; 肝存在肝静脉和胆道系统双重输出通道; 肝具有丰富的肝血窦; 肝细胞含有丰富的细胞器如内质网、线粒体、溶酶体、过氧化物酶体等和丰富的酶体系，有些甚至是肝所独有的。,独特的组织结构和化学组成特点赋予肝复杂多样的生物化学功能,肝系多种物质代谢之中枢 生物转化作用 分泌作用（分泌胆汁酸等） 排泄作用（排泄胆红素等）,第 一 节 肝在物质代谢中的作用,Function of Liver in Material Metabolism,不同营养状态下肝内如何进行糖代谢？,饱食状态 肝糖原合成 过多糖则转化为脂肪，以VLDL形式输出 空腹状态 肝糖原分解 饥饿状态 以糖异生为主 脂肪动员酮体合成 节省葡萄糖,一、肝在糖代谢中的作用 作用：维持血糖浓度恒定，保障

2、全身各组织，尤其是大脑和红细胞的能量供应。,糖异生 肝糖原的合成与分解 糖酵解途径,回顾：肝内进行那些糖代谢途径？,二、肝在脂类代谢中的作用,回顾：肝内进行的脂类代谢主要有哪些？ 脂肪酸的氧化、脂肪酸的合成及酯化、酮体的生成、胆固醇的合成与转变、脂蛋白与载脂蛋白的合成 (VLDL、HDL、apo C-)、脂蛋白的降解 (LDL) 。,作用：在脂类的消化、吸收、合成、分解与运输均具有重要作用。,肝在脂类代谢各过程中的作用,消化吸收 分泌胆汁，其中胆汁酸为脂类消化吸收所必需 合成 脂肪酸、甘油三酯、酮体、 胆固醇 、磷脂 分解 脂肪酸的氧化、 胆固醇的降解与排泄、LDL 的降解 运输 合成与分泌 VLDL; HDL; apo C（脂蛋白脂肪酶激活剂）; LCAT（胆固醇脂酰基转移酶）,三、肝在蛋白质代谢中的作用,在血浆蛋白质代谢中的作用 合成与分泌血浆蛋白质（球蛋白除外） 清除血浆蛋白质（清蛋白除外） 在氨基酸代谢中的作用 氨基酸的脱氨基、脱羧基、脱硫、转甲基等（支链氨基酸除外）。 清除血氨及胺类，合成尿素。,四、肝在维生素代谢中的作用,脂溶性维生素的吸收 维生素的储存 是Vit A、E、

3、K和B12的主要储存场所 维生素的运输 视黄醇结合蛋白的合成，Vit D结合蛋白的合成 维生素的转化 Vit D3 25-(OH)-Vit D3 胡萝卜素转化为VitA等。,五、肝在激素代谢中的作用,激素的灭活 (inactivation of hormone) 激素主要在肝中转化，降解或失去活性的过程称为激素的灭活。,* 主要方式：生物转化,* 肝病，激素灭活功能降低：蜘蛛痣、肝掌,第 二 节 肝的生物转化作用,Biotransformation Function of Liver,一、生物转化的概念,生物转化的定义 一些非营养物质在体内经代谢转变使其溶解性增强并从胆汁或尿液排出体外的过程称为生物转化 (biotransformation) 。 生物转化的对象,非营养物质,生物转化的意义 对体内的非营养物质进行转化，使其灭活 (inactivate)，或解毒(detoxicate)；更为重要的是可使这些物质的溶解度增加，易于排出体外。,生物转化的主要场所 肝是主要器官，但在肺、肾、胃肠道和皮肤也有一定生物转化功能 。,二、生物转化反应的主要类型,概 述 第一相反应：氧化、还原、水解反

4、应 第二相反应：结合反应,* 有些物质经过第一相反应即可顺利排出体外。,* 有些物质即使经过第一相反应后，极性改变仍不大，必须与某些极性更强的物质结合, 即第二相反应，才最终排出。,葡萄糖醛酸结合反应最多见的结合反应,* 葡萄糖醛酸基的直接供体 尿苷二磷酸葡萄糖醛酸 (UDPGA),目 录,* 催化酶 葡萄糖醛酸基转移酶 (UDP-glucuronyl transferases, UGT),举例：,苯酚,+ UDP,苯葡糖醛酸苷,影响因素：年龄、性别、疾病、诱导物、抑制物等 意义：指导用药,三、影响生物转化作用的因素,四、生物转化反应的特点,连续性 一种物质经过几种反应，直到排出 多样性 同一类物质可进行多种不同生物转化反应 双重性 解毒和致毒双重性,第 三 节 胆汁与胆汁酸的代谢,Metabolism of Bile and Bile Acids,一、胆汁,胆汁的主要有机成分：,胆汁酸(bile acids)的概念 胆汁酸是存在于胆汁中一大类胆烷酸的总称，以钠盐或钾盐的形式存在，即胆汁酸盐，简称胆盐 (bile salts)。,（一）胆汁酸的分类 按结构分,二、胆汁酸的代谢,游离胆汁

5、酸,例：胆酸,结合胆汁酸,初级胆汁酸 是肝细胞以胆固醇为原料直接合成的胆汁酸，包括胆酸、鹅脱氧胆酸及相应结合型胆汁酸。,次级胆汁酸 在肠道细菌作用下初级胆汁酸7-羟基脱羟基后生成的胆汁酸，包括脱氧胆酸及石胆酸。,胆酸,脱氧胆酸,初级胆汁酸,次级胆汁酸,目 录,鹅脱氧胆酸,石胆酸,次级胆汁酸,初级胆汁酸,目 录,（二）胆汁酸的代谢,1. 初级胆汁酸的生成 部位：肝细胞的胞液和微粒体中 原料：胆固醇,胆固醇转化成胆汁酸是其在体内代谢的主要去路 限速酶：胆固醇7-羟化酶,2. 次级胆汁酸的生成与肠肝循环,部位：小肠下段和大肠 过程,初级胆汁酸,次级胆汁酸,胆汁酸肠肝循环 胆汁酸肠肝循环概念,胆汁酸随胆汁排入肠腔后，通过重吸收经门静脉又回到肝，在肝内转变为结合型胆汁酸，经胆道再次排入肠腔的过程。,胆固醇,结合胆汁酸 （合成0.40.6g/d 代谢池35g）,胆汁酸肠肝循环的过程,目 录,（胆管）,（胃）,（十二指肠）,胆汁酸肠肝循环的生理意义 将有限的胆汁酸反复利用以满足人体对胆汁酸的生理需要。,（三）胆汁酸的功能,1. 促进脂类的消化与吸收 立体构型亲水与疏水两个侧面,2. 抑制胆汁中胆固醇

6、的析出 胆汁中胆汁酸、卵磷脂与胆固醇的正常比值 101,疏水侧,亲水侧,甘氨胆酸的立体构型,第 四 节 胆色素的代谢与黄疸,Metabolism of Bile Pigment and Jaundice,胆色素(bile pigment)是体内铁卟啉化合物的主要分解代谢产物，包括胆红素、胆绿素、胆素原和胆素等。 主要随胆汁排除体外，且具有颜色，故称胆色素。,胆色素的概念,胆红素(bilirubin)来源 体内的铁卟啉化合物血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、过氧化氢酶及过氧化物酶。, 约80来自衰老红细胞中血红蛋白的分解。,一、胆红素的生成与转运,生成过程,部位 肝、脾、骨髓单核巨噬细胞系统细胞微粒体与胞液中,过程,氨基酸,胆红素,胆红素的性质 亲脂疏水，对大脑具有毒性作用,胆红素空间结构示意图,目 录,胆红素的转运,意义 增加胆红素在血浆中的溶解度，限制胆红素自由通过生物膜产生毒性作用。,竞争结合剂 如磺胺药，水杨酸，胆汁酸等。,运输形式 胆红素清蛋白复合体（未结合胆红素）,二、胆红素在肝中的转变,摄取 胆红素可以自由双向通透肝血窦肝细胞膜表面进入肝细胞,转运,转 化,部位：滑面内网质 反

7、应：结合反应（主要结合物为UDPGA） 酶： 葡萄糖醛酸基转移酶 产物：主要为双葡萄糖醛酸胆红素，另有少量单 葡萄糖醛酸胆红素、硫酸胆红素，统称为 结合胆红素。,排泄,结合胆红素从肝细胞毛细胆管排泄入胆汁中，再随胆汁排入肠道。,结合胆红素,胆素原族化合物 （无色）,肠菌酶,葡萄糖醛酸,粪胆素 （棕黄色）,随粪便排除,过程,胆素原族化合物：中胆素原，粪胆素原，尿胆素原,胆 素：粪胆素，尿胆素,游离胆红素,三、胆红素在肠道中的变化和胆色素的肠肝循环,胆素原的肠肝循环,胆素原肠肝循环的概念 肠道中有少量的胆素原可被肠粘膜细胞重吸收，经门静脉入肝，其中大部分再随胆汁排入肠道，形成胆素原的肠肝循环(bilinogen enterohepatic circulation)。,四、血清胆红素与黄疸,正常血清胆红素浓度 0.1 1mg/dl 4/5为游离胆红素，其余为结合胆红素,黄疸(jaundice),概念 由于体内胆红素生成过多，或肝摄取、结合、排泄的过程发生障碍，均可引起血浆中胆红素浓度升高。胆红素为金黄色物质，易扩散进入组织，造成组织黄染，称为黄疸（jaundice） 种类(按血清胆红素的来源) 溶血性黄疸 (hemolytic jaundice) 肝细胞性黄疸(hepatocellular jaundice) 阻塞性黄疸(obstructive jaundice),由于肝细胞破坏，其摄取转化和排泄胆红素能力降低所致。,（二）肝细胞性黄疸,

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