12第十二章肝脏的生物化学文档资料.ppt

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1、本章内容,概述第一节 肝在物质代谢中的作用第二节 肝的生物转化作用第三节 胆汁与胆汁酸的代谢第四节 胆色素的代谢与黄疸,肝脏的结构特点,双重的血液供应肝动脉：获取丰富的氧门静脉：获得来自消化道的各种营养物质 双重输出系统肝静脉（与体循环相通)胆道系统(与肠道相通)亚细胞结构：含有丰富的线粒体、粗面及滑面内质网、核蛋白体,肝脏的化学组成特点,蛋白质含量居首位含有各种活性较高和完备的多酶体系（有些酶为肝所特有),第 一 节肝在物质代谢中的作用,Function of Liver in Material Metabolism,作用：维持血糖浓度恒定，保障全身各组织，尤其是大脑和红细胞的能量供应。,糖

2、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？,一、肝在糖代谢中的作用,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,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),作用：在脂类的消化、吸收、合成、分解与运输均具有重要作用。,肝在脂类代谢中的作用,有助于脂类的消化吸收 肝脏分泌胆汁，其中的胆汁酸盐能乳化脂类，促进脂类和脂溶性维生素的消化和吸收。,肝在

3、脂类代谢中的作用,是脂肪酸代谢及酮体生成的场所 饥饿时，肝内分解脂肪酸的-氧化十分活跃氧化分解释放出能量将-氧化的产物乙酰辅酶A转变成酮体。肝是体内产生酮体的唯一器官，在血糖浓度过低状态下,为肝外组织提供能量。饱食后，肝合成脂肪酸，并以甘油三酯的形式储存于脂肪库。,肝在脂类代谢中的作用,是胆固醇代谢的主要器官人体中合成胆固醇最旺盛的器官胆固醇主要在肝转变为胆汁酸盐合成卵磷脂-胆固醇脂酰基转移酶(LCAT)释放入血，促使血浆中的游离胆固醇的酯化。是合成磷脂和脂蛋白的主要场所是体内合成磷脂量最多、合成速度最快的场所。合成VLDL帮助脂类运输,肝在脂类代谢中的作用,肝功能障碍,肝病时食欲差（磷脂合成

4、原料不足）,磷脂合成,二脂酰甘油合成脂肪,脂蛋白合成,脂肪肝,三、肝在蛋白质代谢中的代谢,合成蛋白质的能力最强合成与分泌血浆蛋白质（球蛋白除外）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,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、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水溶性维生素辅酶的组成成分,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

5、活性的过程称为激素的灭活。,*主要方式：生物转化,第 二 节 肝的生物转化作用,Biotransformation Function of Liver,一、生物转化的概念,生物转化的对象：非营养物质既不能作为构成组织细胞的原料，又不能氧化供能的物质称为非营养物质。,非营养物质,一、生物转化的概念,生物转化的概念一些非营养物质在体内的代谢转变过程，增加其极性（水溶性），使其易于随胆汁和尿排出。这种体内变化过程称为生物转化(biotransformation)。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、

6、水解反应第二相反应：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。,（一）第一相反应,反应类型：氧化、还原、水解反应意义：一般是改变非营养物质的功能基团，使非极性基团转化为极性基团。,1.氧化反应最多见的生物转化反应,加单氧酶系（monooxygenase）：存在部位：微粒体催化的基本反应：RH+O2+NADPH+H+ROH+NADP+H2O基本特点：能直接激活氧分子，其中一个氧原子加入底物分子中，另一氧原子被还原为水，故又称为羟化酶或混合功能氧化酶。,产物：羟化物或环氧化物 举例：,苯

7、胺,对氨基苯酚,单胺氧化酶系单胺氧化酶(monoamine oxidase,MAO),存在部位：线粒体内,催化的反应催化胺类氧化脱氨基生成相应的醛,醇脱氢酶及醛脱氢酶系,存在部位：胞液中,催化的反应:醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase,ADH)催化醇类氧化成醛。醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase,ALDH)催化醛类生成酸。,2.还原反应硝基还原酶类(nitroreductase)偶氮还原酶类(azoreductase)还原产物：相应胺类,举例:,3.水解反应多种水解酶类举例:,结合对象：凡含有羟基、羧基或氨基的药物、毒物或激素均可发生结合反应,结合剂：葡萄

8、糖醛酸、硫酸、乙酰基、甲基等物质或基团,（二）第二项反应结合反应,1.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),催化酶葡萄糖醛酸基转移酶(UDP-glucuronyl transferases,UGT),举例：,+UDPGA,苯酚,+UDP,葡葡糖醛酸苷,雌酮,2.硫酸结合反应,硫酸供体3磷酸腺苷5磷酸硫酸(PAPS),催化酶硫酸转移酶(sulfate transferase),举例,PAPS,+PAP,雌酮硫酸酯,3.乙酰基结合反应,异烟肼 乙酰辅酶A 乙酰异烟肼 辅酶A,乙酰基供体:乙酰辅酶A,催化酶:乙酰基转移酶,4.甲基化反应,尼克酰

9、胺 N-甲基尼克酰胺,甲基的供体：S-腺苷甲硫氨酸(SAM)催化酶：甲基转移酶,结合反应的主要类型,三、生物转化的意义,对非营养物质进行转化，使其灭活或解毒。更为重要的是可使这些物质溶解度增加，易于排出体外。值得注意：有些物质经肝脏生物转化后其毒性反而增强或溶解度反而降低，不易排出体外。肝脏的生物转化作用具有解毒、致毒的双重性。,第 三 节 胆汁酸代谢,Metabolism of Bile Acids,主要有机成分胆汁酸盐(含量最高)、多种酶类等,一、胆汁,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 sal

10、ts)。,（一）胆汁酸的分类 按结构分,二、胆汁酸的代谢,游离胆汁酸,例：胆酸,游离胆汁酸,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-羟基脱氧后生成的胆汁酸，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,鹅脱氧胆酸,石胆酸,次级胆汁酸,初级胆汁酸,胆汁酸的分类,（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,胆固醇(27C),7-羟化胆固醇,初级胆汁酸(24C),

11、结合型初级胆汁酸,过程,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。,胆汁酸肠肝循环,胆汁酸肠肝循环的过程,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,胆 色 素 代 谢,胆色素,胆红素（bilirubin）,胆绿素（bi

12、liverdin）,胆素原（bilinogen）,胆素（bilin）,（bile pigment）,橙黄色,黄色,蓝绿色,无色,胆 红 素 的 来源,血红蛋白,肌红蛋白过氧化物酶过氧化氢酶细胞色素,非血红蛋白的含铁卟啉化合物,胆红素200-300mg/日,70%80%,体内含铁卟啉的化合物,血红蛋白,珠蛋白,血红素,2个-亚基（141氨基酸残基）,2个-亚基（146个氨基酸残基）,2个亚铁血红素,2个亚铁血红素,血 红 蛋 白 的 组 成,-CH2-CH2-COOH（丙酸基）,-CH=CH2（乙烯基）,-CH3（甲基）,血红素结构,衰老红细胞,血红蛋白,珠蛋白,氨基酸（再利用或分解）,血红素,

13、O2，NADPH,H2O，NADP+,CO,Fe2+(再利用）,胆绿素,肝、脾、骨髓的单核-巨噬细胞,环打开,血,其他血红素蛋白（铁卟啉化合物）,血红素加氧酶,血 红 素 分 解 代 谢,胆绿素,H,部分还原,胆红素,胆绿素还原酶,胆红素有毒，分子特殊结构导致其疏水亲脂性，使它易透过生物膜。如果胆红素进入脑组织，将干扰脑细胞的正常代谢及功能(核黄疸)。必须对其处理后排出体外。,单核-巨噬细胞,血红蛋白,珠蛋白,血红素,CO Fe,胆绿素,胆红素,血液,肝,胆,胆红素的来源和生成,单核-巨噬细胞,血红蛋白,珠蛋白,血红素,CO Fe,胆绿素,胆红素,血液,肝,胆红素,胆红素-白蛋白,白蛋白,胆,

14、胞液,内质网,胆红素在血中的运输,单核-巨噬细胞,血红蛋白,珠蛋白,血红素,CO Fe,胆绿素,胆红素,血液,肝,胆红素,胆红素葡萄糖醛酸酯（结合胆红素）,胆红素-白蛋白,白蛋白,UDP,胆,胞液,内质网,UDP葡萄糖醛酸 转移酶,胆红素在在肝细胞内的代谢,肝,胆红素,2 UDPGA（尿苷二磷酸葡萄糖醛酸）,2UDP,双葡萄糖醛酸胆红素酯,单核-巨噬细胞,血红蛋白,珠蛋白,血红素,CO Fe,胆绿素,胆红素,血液,肝,胆红素,胆红素葡萄糖醛酸酯（结合胆红素）,肠管,胆红素葡萄糖 醛酸酯,胆素原,胆素,胆素原,胆素原,胆素,肾,胆红素-白蛋白,白蛋白,UDP,胆,胆道,门静脉,胞液,内质网,葡萄

15、糖醛酸 转移酶,葡萄糖醛酸 转移酶,用重氮试剂鉴别两类胆红素,结合胆红素,未结合胆红素,偶氮化合物,紫红色,重氮试剂,酒精、尿素,胆红素（氢键破坏）,偶氮化合物,紫红色,直接反应,间接反应,两类胆红素的比较,胆素,单核-巨噬细胞,珠蛋白,血红素,CO Fe,胆绿素,血液,肝,胆红素,胆红素葡萄糖醛酸酯（结合胆红素）,肠管,胆红素葡萄糖 醛酸酯,胆红素,葡萄糖 醛酸,胆素原,胆素原,少量胆素原,胆素原,肾,白蛋白,UDP,胆,胆道,门静脉,胞液,内质网,葡萄糖醛酸 转移酶,（尿）,血红蛋白,胆红素,胆红素-白蛋白,胆素,葡萄糖醛酸 转移酶,溶血性黄疸,单核-巨噬细胞,珠蛋白,血红素,CO Fe,

16、胆绿素,血液,肝,胆红素葡萄糖醛酸酯（结合胆红素）,肠管,肾,白蛋白,UDP,胆,胆道,门静脉,胞液,内质网,葡萄糖醛酸 转移酶,葡萄糖醛酸 转移酶,血红蛋白,胆红素,胆红素-白蛋白,胆红素,阻塞性黄疸 1,结合胆红素,结合胆红素,结合胆红素,尿胆红素,粪便陶土色,单核-巨噬细胞,珠蛋白,血红素,CO Fe,胆绿素,血液,肝,胆红素葡萄糖醛酸酯（结合胆红素）,肠管,肾,白蛋白,UDP,胆,胆道,门静脉,胞液,内质网,葡萄糖醛酸 转移酶,葡萄糖醛酸 转移酶,血红蛋白,胆红素,胆红素-白蛋白,胆红素,阻塞性黄疸 2,结合胆红素,结合胆红素,结合胆红素,尿胆红素,胆红素葡萄糖 醛酸酯,胆红素,葡萄糖

17、 醛酸,胆素原,胆素原,少量胆素原,胆素原,（尿）,胆素,胆素,单核-巨噬细胞,珠蛋白,血红素,CO Fe,胆绿素,血液,肝,胆红素葡萄糖醛酸酯（结合胆红素）,肠管,胆红素葡萄糖 醛酸酯,胆红素,葡萄糖 醛酸,胆素原,胆素原,少量胆素原,肾,白蛋白,UDP,胆,胆道,门静脉,胞液,内质网,葡萄糖醛酸 转移酶,葡萄糖醛酸 转移酶,血红蛋白,胆红素,胆红素,肝细胞性黄疸1,胆红素-白蛋白,结合胆红素,结合胆红素,尿胆红素,胆素原,（尿）,胆素,胆素,单核-巨噬细胞,珠蛋白,血红素,CO Fe,胆绿素,血液,肝,胆红素葡萄糖醛酸酯（结合胆红素）,肠管,胆红素葡萄糖 醛酸酯,胆红素,葡萄糖 醛酸,胆素原,胆素原,少量胆素原,肾,白蛋白,极少量,UDP,胆,胆道,门静脉,胞液,内质网,葡萄糖醛酸 转移酶,葡萄糖醛酸 转移酶,血红蛋白,胆红素,胆红素,肝细胞性黄疸2,胆红素-白蛋白,结合胆红素,结合胆红素,尿胆红素,胆素原,（尿）,胆素,胆素,三种类型黄疸异常改变的比较,本 章小结,肝在物质代谢中的作用肝的生物转化作用胆汁与胆汁酸的代谢胆色素的代谢与黄疸,思考题,简述生物转化的主要反应类型和生理意义。何谓胆汁酸的肠肝循环？有何生理意义？试比较结合胆红素和未结合胆红素的组成和性质。简述胆红素的正常代谢过程。简述溶血性、肝细胞性、阻塞性三种黄疸的发病机理和血、尿、粪便的改变。,谢谢！,