《肝的生物化学》PPT课件.ppt

肝的生物化学,第十一章 非营养物质代谢 第十二章 物质代谢的整合与调节,主要内容,12章-第三节 肝的物质代谢特点 11章-第一节 肝的生物转化作用 11章-第二节 胆汁与胆汁酸的代谢 11章-第四节 胆色素的代谢与黄疸,目的要求,掌握生物转化的概念、类型。胆红素的肠肝循环 和黄疸的形成机制 熟悉肝的物质代谢特点 了解胆汁酸的代谢,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,肝是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）,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。,肝静脉,肝动脉,胆囊,门静脉,胆囊管,胆总管,第一节 肝在物质代谢中的作用,一、肝是维持血糖水平相对稳定的重要器官,二、肝在脂质代谢中占据中心地位,三、肝的蛋白质合成及分解代谢均非常活跃,四、肝参与多种维生素和辅酶的代谢,五、肝参与多种激素的灭活,肝在物质代谢中的作用,作用：,一、肝是维持血糖水平相对稳定的重要器官,维持血糖水平相对稳定，保障全身各组织，尤其是大脑和红细胞的能量供应。,回顾：肝内主要进行那些糖代谢途径？,糖异生 肝糖原的合成与分解 糖酵解途径 糖的有氧氧化 磷酸戊糖途径,饱食状态：,肝糖原合成 过多糖则转化为脂肪，以VLDL形式输出,肝糖原分解,以糖异生为主 脂肪动员酮体合成 节省葡萄糖,饥饿状态：,空腹状态：,回顾：不同营养状态下肝内如何进行糖代谢？,二、肝在脂类代谢中占据中心地位,在脂类的消化吸收（胆汁酸）、合成、分解与运输均具有重要作用。,作用：,脂肪酸的合成、脂肪的合成-（主要） 脂肪酸的氧化； 酮体的生成-（唯一） 胆固醇的合成-（主要）、排泄-（唯一） 脂蛋白与载脂蛋白的合成 (VLDL、新生HDL、apo C)； 脂蛋白的降解 (LDL) 合成血浆磷脂（主要）,回顾：肝内进行的脂类代谢途径主要有哪些？,三、肝的蛋白质合成及分解代谢均非常活跃,1.肝合成多数血浆蛋白质,2.肝内氨基酸代谢十分活跃,3.肝是机体解“氨毒”的主要器官,4.肝是胺类物质的重要生物转化器官,脂溶性维生素的吸收（肝合成胆汁酸的作用）； 维生素的储存：肝是Vit A、E、K和B12的主要储存场所； 维生素的运输：肝合成视黄醇结合蛋白、Vit D结合蛋白； 维生素的转化：,Vit D3 25-(OH)-Vit D3,四、肝参与多种维生素和辅酶的代谢,五、肝参与多种激素的灭活,激素的灭活 (inactivation): 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。,男性乳房女性化、蜘蛛痣、肝掌、水钠潴留,肝功能受损,雌激素、醛固酮 抗利尿激素升高,11章-第一节 肝的生物转化作用,一、肝的生物转化作用,（一）生物转化的概念,机体对内、外源性的非营养物质进行代谢转变，使其水溶性提高，极性增强，易于通过胆汁或尿液排出体外的过程称为生物转化(biotransformation)。,非营养物质: 既不作为构建组织细胞的成分，又不作为能源物质。,内源性：如激素、神经递质、胺类、胆红素等,外源性：如化妆品、食品添加剂、药物、毒物等,非营养物质分类,肝是生物转化的主要器官； 肾、肺、胃肠道和皮肤也有一定生物转化功能 。,生物转化的场所,（二）生物转化的意义,使非营养物质生物学活性降低或丧失(灭活)，或使有毒物质的毒性减低或消除(解毒)。 增加非营养物质的水溶性和极性，从而易于从胆汁或尿液中排出。,致癌物,苯并芘,生物转化,生物转化的双重性：解毒、致毒,二、肝的生物转化的两相反应,第一相反应：氧化、还原、水解反应 非极性转变为极性，溶解性增加,第二相反应：结合反应,与极性强（如葡萄醛酸、硫酸）的物质结合， 增大溶解性,酶类 辅酶或结合物 细胞内定位,第一相反应 氧化酶类 细胞色素P450 NADPH,O2 内质网 胺氧化酶 黄素辅酶 线粒体 脱氢酶类 NAD+ 线粒体或胞液 还原酶类 NADH或NADPH 内质网 水解酶类 胞液或内质网,参与肝生物转化的酶类,参与肝生物转化的酶类,酶类 辅酶或结合物 细胞内定位,第二相反应 转葡糖醛酸酶 UDPGA 内质网 转硫酸酶 PAPS 胞液 谷胱甘肽转硫酶 GSH 胞液或内质网 乙酰基转移酶 乙酰CoA 胞液 酰基转移酶 Gly 线粒体 甲基转移酶 SAM 胞液或内质网,1.氧化反应增加水溶性、参与羟化过程,一、第一相反应,如：维生素D3,维生素1,25-(OH)2D3,（1）单加氧酶系：细胞色素P450 + NADPH-P450还原酶,黄曲霉素B1,2-3环氧黄曲霉素,RCH2NH2+O2+H2O,胺氧化酶,RCHO+NH3+H2O2,(2)单胺氧化酶(MAO)系:,(3)醇脱氢酶系（ADH）与醛脱氢酶系(ALDH):,CH3CH2OH,CH3CHO,醇脱氢酶,NAD+,NADH+H+,醛脱氢酶,H2O+NAD+,NADH+H+,CH3COOH,转化物如：组胺、色胺、腐胺、肾上腺素能药物等,转化物如：乙醇,主要酶：硝基还原酶和偶氮还原酶。,2. 还原反应,转化物如：硝基化合物（食品防腐剂、工业试剂） 偶氮化合物（食品色素、化妆品、纺织品）,（1）脂类化合物：阿司匹林、杜冷丁、普鲁卡因,3.水解反应：酯酶、酰胺酶、糖苷酶,乙酰水杨酸,羟基水杨酸,水杨酸,（2）酰胺类化合物：,（3）糖苷类化合物：,转化物：药物,凡含有羟基、羧基或氨基的药物、毒物或激素等均可发生结合反应。,葡糖醛酸、硫酸、乙酰基、谷胱甘肽、甲基、甘氨酸等物质或基团。,结合对象：,结合物：,二、第二相反应：结合反应,1.葡糖醛酸结合-最重要、最普遍的结合反应,供体：尿苷二磷酸葡糖醛酸(UDPGA),底物：醇、酚、胺及羧酸类化合物（如胆红素、类固醇激素、吗啡、苯巴比妥类药物等）,催化酶:,葡糖醛酸基转移酶(UDP-glucuronyl transferase, UGT),如：,2.硫酸结合：,供体：PAPS（3-磷酸腺苷5-磷酰硫酸） 底物：醇、酚和芳香胺类化合物,3.乙酰基结合：,供体:乙酰辅酶A 底物:含胺基或肼的化合物(如苯胺，磺胺类药物等),底物：卤代、环氧化物（致癌物、环境污染物、 抗肿瘤药物） 供体：GSH 催化酶：谷胱甘肽S-转移酶(GST),-细胞应对亲电子性异源物的重要防御反应,4.谷胱甘肽结合,.甲基化,甲基供体：S-腺苷甲硫氨酸(SAM) 底物：含氧、氮、硫等亲核基团类化合物,-代谢内源化合物的重要反应,底物：含羧基化合物,6.甘氨酸,-主要参与含羧基异源物的结合转化,第三节 胆汁与胆汁酸的代谢,(肝细胞分泌),(肝胆汁经胆囊浓缩),一、胆汁,胆汁酸盐(含量最高) 磷脂、无机盐、黏蛋白 胆固醇、胆色素等,胆汁的主要有机成分：,胆汁既是一种消化液，又是一种排泄液。,两种胆汁的百分组成和部分性质,胆汁酸(bile acids)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（胆盐） (bile salts)。,二、胆汁酸,胆汁酸库(bile acid pool)：机体内胆汁酸储备的总量称为（成人：3-5g）。,促进脂类的消化与吸收,维持胆汁中胆固醇的溶解状态以抑制 胆固醇析出,胆汁酸的生理功能,胆汁酸的分类,1.游离胆汁酸、结合胆汁酸 2.初级胆汁酸、次级胆汁酸,合成原料：胆固醇 合成部位：肝细胞微粒体、胞液 关键酶：胆固醇7-羟化酶,(一)初级胆汁酸的合成,-清除胆固醇的主要方式,胆固醇(27C),7-羟化胆固醇,胆酸、鹅脱氧胆酸,结合型初级胆汁酸,7-羟化酶,过程：,24C胆烷酰CoA,（二） 次级胆汁酸的合成,部位：小肠下段和大肠 过程：,初级胆汁酸,次级胆汁酸,肠菌,水解、脱7羟基,-肠道细菌的作用,脱氧胆酸,石胆酸,鹅脱氧胆酸,脱7羟基,脱7羟基,胆酸,胆汁酸随胆汁排入肠腔后，约95%胆汁酸可经门静脉重吸收入肝，在肝内转变为结合胆汁酸,并与肝新合成的胆汁酸一道再次排入肠道，此循环过程称胆汁酸的肠肝循环 (enterohepatic circulation of bile acid) 。,三、胆汁酸的肠肝循环,胆汁酸的肠肝循环过程,在于可使有限的胆汁酸库(bile acid pool)存(约35克)循环利用，以满足机体对胆汁酸的生理需求。,胆汁酸肠肝循环的生理意义,第四节 胆色素的代谢与黄疸,胆绿素(biliverdin)、胆红素(bilirubin) 、胆素原(bilinogen) 和胆素(bilin)等。,一、胆色素(bile pigment),来源：,铁卟啉类化合物（血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素 、过氧化物酶等）的主要分解代谢产物,类型：,胆红素处于胆色素代谢的中心，是人体胆汁中的 主要色素。,80%：衰老红细胞的破坏血红蛋白分解 20%：红细胞过早破坏血红蛋白分解、肌红蛋 白分解（极少）,一、胆红素,（一）来源,正常人每天可生成250350 mg胆红素,（二）胆红素的生成,肝、脾、骨髓等单核吞噬细胞微粒体与胞液中。,过程：,部位：,运输形式：胆红素-清蛋白复合体,血红素,胆绿素,珠蛋白,胆红素,血红蛋白,微粒体,胆绿素还原酶,NADPH+H+,胞液,单核吞噬系统,胆红素的生成过程:,胆红素清蛋白复合物,血液,胆红素,Y,Z蛋白,胆红素-Y,Z蛋白,葡萄糖醛酸胆红素酯,胆素原,胆素,葡萄糖醛酸胆红素,胆红素,胆素原,（尿）,尿胆素原,单核吞噬细胞,UDPGA,肝,葡萄糖醛酸,胆素原,肠肝循环,回肠 结肠,肾脏,三、胆素原的肠肝循环,排泄,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)。,概念：,胆素原的肠肝循环,五、高胆红素血症及黄疸,正常血清胆红素浓度：3.417.1mol/L（0.21mg/dl)。 4/5为游离胆红素，其余为结合胆红素。 高胆红素血症（hyperbilirubinemia)：体内胆红素生成过多，或肝细胞对胆红素的摄取、转化及排泄能力下降等因素引起血浆胆红素含量的增多。,黄疸：过量的胆红素扩散进入组织造成组织黄染。,过多的游离胆红素则可与脑部基底核的脂类结合，干扰脑的正常功能,胆红素脑病/核黄疸,名词解释（15分，5个） 填空（15分） 判断（10分） 选择（25分） 简答题（35分，4题）,名词解释,蛋白