物质代谢主要基地——肝课件.ppt
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1、清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1767, 20 ,物质代谢的主要基地肝,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1768,肝的化学组成及结构特点:,肝具有肝动脉和门静脉双重血液供应; 肝具有丰富的肝血窦;肝具有肝静脉和胆道系统双重输出通道;肝细胞具有发达的亚细胞结构,有丰富的线粒体、核糖体、内质网、高尔基复合体、溶酶体等,并含有丰富的酶类。,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1769,肝脏的物质代谢极为活跃,不仅在糖、脂、蛋白质、维生素、激素等代谢中起重要作用,而且还具有分泌、排泄、生物转化等重要功能。,肝是人体代谢的重要基地,目 录,清华版教材医学生物化学与分
2、子生物学课件,1770,20.1 肝在物质代谢中的作用,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1771,20.1.1 肝在糖代谢中的作用,肝脏通过肝糖原的合成与分解、糖异生维持血糖浓度恒定,保障全身各组织的能量供应。,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1772,20.1.2 肝在脂类代谢中的作用,肝脏分泌胆汁酸,促进脂类的消化、吸收。,肝脏合成三酰甘油、磷脂和胆固醇,并以极低密度脂蛋白VLDL的形式分泌入血,供其他组织摄取利用。,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1773,肝脏合成高密度脂蛋白(HDL),将周围组织胆固醇逆向转运到肝脏进行代谢。,肝脏是降解
3、胆固醇(生成胆汁酸)和排泄胆固醇的主要器官。,肝脏生成酮体供肝外组织(如脑、心肌、骨骼肌等)利用。,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1774,20.1.3 肝在蛋白质代谢中的作用,合成分泌大部分血浆蛋白质。 如清蛋白、纤维蛋白原、凝血酶原、多种载脂蛋白及部分球蛋白等。,肝在清除血浆蛋白质的代谢中起重要作用(白蛋白除外)。,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1775,肝脏中氨基酸的分解代谢很活跃。,肝脏是体内氨代谢的主要器官。 体内氨主要在肝中经鸟氨酸循环合成尿素而排泄。,肝中氨基酸的脱氨基、脱羧基、脱硫、转甲基等反应均很活跃。,肝也是体内胺类物质代谢的重要器官。,
4、目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1776,20.1.4 肝在维生素代谢中的作用,肝分泌胆汁酸,促进脂溶性维生素A、D、E、K的吸收。,肝是体内维生素A、E、K和B12的主要储存场所。,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1777,参与某些维生素的运输:,肝脏可合成分泌视黄醇结合蛋白和维生素D结合蛋白,分别与视黄醇和维生素D结合后在血液中运输。,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1778,多种维生素在肝内转化:,多种维生素主要在肝内转化成相应的辅酶。如 VitPP NAD+、NADP+ 等。Vit D3 25-(OH)-Vit D3。胡萝卜素VitA。,
5、目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1779,20.1.5 肝在激素代谢中的作用,肝在激素的灭活 (inactivation)中起重要作用。肝是体内类固醇激素、蛋白质激素、儿茶酚胺类激素灭活的主要场所。肝脏中激素灭活方式有多种。,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1780,20.2 肝的生物转化作用,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1781,20.2.1 生物转化的概念,一些非营养物质在体内的代谢转变过程称为生物转化(biotransformation)。,非营养物质:指既不能构成组织细胞的结构成分,又不能氧化供能的物质。,目 录,清华版教材医学生物化
6、学与分子生物学课件,1782,非营养物质,肝是生物转化作用的主要器官。,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1783,生物转化的重要意义: 使非营养物质改变其生物活性,溶解度增加,易于从胆汁或尿液排出体外。,肝的生物转化作用解毒作用。,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1784,20.2.2 生物转化反应的主要类型,第一相反应:氧化、还原、水解反应。第二相反应:结合反应。,有些物质经第一相反应后可增加水溶性而排出体外。有些物质经第一相反应后,须再与一些物质(如葡糖醛酸等)进行第二相反应,增加其水溶性,才能排出体外。,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,17
7、85,(1) 氧化反应,肝细胞的微粒体、线粒体及胞液中有多种氧化酶类,可催化非营养物质进行氧化反应,是最常见的生物转化方式。,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1786,1)微粒体单加氧酶系,肝细胞微粒体中有依赖细胞色素P450的单加氧酶系(cytochrome P450 monooxygenase),其催化产物是羟基化合物或环氧化合物。又称羟化酶(hydroxylase)或混合功能氧化酶(mixed function oxidase)。,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1787,RH+O2+NADPH+H+ ROH+NADP+H2O,单加氧酶系催化的基本反应:,
8、例:,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1788,单加氧酶系的羟化作用还是体内许多物质代谢不可缺少的步骤。 类固醇激素和胆汁酸的合成需经过羟化作用,维生素D3转变成具有活性的维生素1,25-(OH)2-D3也需要羟化反应。,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1789,有些毒物或致癌物质经氧化后丧失其活性,有些本来无活性的物质经氧化反应后可生成有毒或致癌物质。如黄曲霉素B1在单加氧酶系的催化下可生成具有致癌作用的2,3-环氧黄曲霉素B1。,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1790,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1791,2)线粒体单胺
9、氧化酶,RCH2NH2 + O2+ H2O RCHO + NH3 + H2O2 胺 醛,RCHO+ NAD+ + H2O RCOOH+ NADH + H+ 醛 酸,催化胺类氧化脱氨基生成相应的醛,醛在醛脱氢酶催化下生成酸。,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1792,肝细胞中存在醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase, ADH) 和醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase, ALDH) 。,RCHO+ NAD+ RCOOH+ NADH + H+ 醛 酸,3)醇脱氢酶和醛脱氢酶,RCH2OH + NAD+ RCHO + NADH + H+ 醇 醛,ADH
10、,ALDH,H2O,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1793,大量饮酒后,乙醇除经ADH氧化外,还可诱导微粒体乙醇氧化系统(microsomal ethanol oxidizing system,MEOS)。MEOS是乙醇-P450单加氧酶,催化产物是乙醛。 乙醇经MEOS催化不能氧化产生ATP,反而增加对氧和NADPH的消耗,造成肝细胞能量代谢障碍,引起肝细胞损伤。,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1794,ALDH基因型有正常纯合子、无活性型纯合子和杂合子三种,在东方人群中的比例是451045。 无活性型纯合子完全缺乏ALDH活性,杂合子型部分缺乏ALDH活
11、性,该人群饮酒后可造成乙醛蓄积,引起血管扩张、面部潮红、心动过速等。乙醛是有毒物质,可引起肝脏损伤。,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1795,(2)还原反应,催化酶:硝基还原酶类(nitroreductase)、 偶氮还原酶类(azoreductase)。产物:催化硝基和偶氮化合物生成胺类。,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1796,(3)水解反应,水解酶类:酯酶(esterase)、酰胺酶(amidase)、糖苷酶(glucosidase)等,可分别水解脂类、酰胺类和糖苷类化合物。,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1797,目 录,清华版教材
12、医学生物化学与分子生物学课件,1798,(4)结合反应,结合反应属于第二相反应,是体内重要的生物转化方式。 可供结合的物质有葡糖醛酸、活性硫酸、乙酰辅酶A、谷胱甘肽、甘氨酸等。葡糖醛酸、硫酸和乙酰基结合反应最为重要,尤其是葡糖醛酸的结合反应最为普遍。,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1799,1)葡糖醛酸结合反应,催化酶是葡糖醛酸基转移酶(UDP glucuronyl transferase),催化葡糖醛酸基结合到醇、酚、胺、羧酸类化合物上,生成-葡糖醛酸苷衍生物。 葡糖醛酸基的供体是尿苷二磷酸葡糖醛酸 (UDPGA)。,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1800
13、,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1801,催化酶是硫酸基转移酶(sulfotransferase),3-磷酸腺苷5-磷酸硫酸(PAPS)作为硫酸的供体。 将硫酸基结合到醇、酚、芳香胺类及固醇类等物质上,生成硫酸酯化合物。,2)硫酸结合反应,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1802,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1803,3)乙酰化反应,肝细胞液中含有乙酰基转移酶(acetyltransferase),能将乙酰基转移到含氨基或肼的化合物上,生成乙酰化衍生物。乙酰CoA是乙酰基的供体。,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1804,目
14、 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1805,4)甲基化反应,在肝细胞液和微粒体中甲基转移酶的催化下,由S-腺苷甲硫氨酸(SAM)提供甲基,一些胺类生物活性物质和药物可通过甲基化灭活。,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1806,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1807,5)谷胱甘肽结合反应,肝细胞液和微粒体中含丰富的谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST ),能使谷胱甘肽(GSH)与卤代化合物和环氧化合物结合,结合物主要随胆汁排出体外。,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1808,目 录,清华版教材
15、医学生物化学与分子生物学课件,1809,在肝细胞线粒体酰基转移酶催化下,甘氨酸可与含羧基的化合物结合。首先羧基被激活成酰基辅酶A,酰基再与甘氨酸的氨基发生结合反应。,6)甘氨酸结合反应,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1810,目 录,Pi,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1811,肝脏的生物转化作用受年龄、性别、遗传、疾病、诱导物、抑制物等因素的影响。,20.2.3 影响生物转化作用的因素,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1812,新生儿特别是早产儿肝中生物转化酶系发育不完善,生物转化能力较差,容易发生药物及毒素中毒。 老年人肝脏生物转化能力仍属正常,
16、但肝脏血流量和肾廓清速率下降,用药后药物在体内半衰期延长。,(1)年龄因素,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1813,某些非营养物质的生物转化存在较明显的性别差异。 氨基比林在男性体内半衰期为13.4小时,在女性体内半衰期为10.3小时。 女性体内醇脱氢酶活性高于男性。,(2)性别因素,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1814,遗传因素可影响生物转化酶的活性,从而影响肝脏的生物转化作用。肝脏中许多转化酶类在人群中存在着酶活性的多态性,如醛脱氢酶、葡糖醛酸基转移酶等。,(3)遗传因素,目 录,清华版教材医学生物化学与分子生物学课件,1815,肝脏疾病可导致肝脏生物
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