药物对肝脏的毒性作用

第三章药物对肝脏的毒性作用,一、肝脏损伤的生理学 与形态学基础,（一）肝脏的血液循环,门静脉,肝动脉,小叶间静脉,小叶间动脉,血窦,肝静脉,下腔静脉,（二）肝脏的功能1）消化与吸收功能2）代谢功能3）清除功能4）解毒与排泄功能,肝脏的主要功能及功能障碍的后果,肝细胞,胆小管,Hering管,肝管,小叶间胆管,总肝管,总胆管,（三）胆汁形成,肝小叶三区 小叶中心区：毒性化学物的主要靶位 带中区 门周区肝腺泡三带 1带：与血液入口相邻（门周区） 2带 3带：与中央静脉相邻（小叶中心区）,（四）肝脏的组织结构,肝小叶模式图,肝小叶微细结构,1,2,3,门周区,带中区,小叶中心区,肝小叶三区,肝腺泡三带,中央静脉,肝小叶和肝腺泡简图,门管区,肝腺泡分带现象1）肝细胞各组分水平沿腺泡分带呈浓度梯度分布肝细胞中氧浓度：1带2带3带；胆盐浓度： 1带2带3带,2）肝细胞蛋白质水平沿腺泡分带分布：1带谷胱甘肽含量高，该区主要作用是脂肪酸氧化、糖原异生以及胆汁分泌；3带细胞色素P450蛋白含量高，该区具有很强的脱氧化作用，是肝中毒的主要靶位。,肝内细胞 肝细胞（实质细胞）：毒性化学物的主 要靶点 内皮细胞 库普弗细胞（Kupffer cell） Ito细胞（星形细胞）,肝血窦细胞简图,二、肝损伤类型,药物引起肝损伤的类型,（一）肝细胞死亡（hepatocellular death）死亡模式1）凋亡（apoptosis）2）坏死（necrosis）,凋亡概念： 机体用于清除不再需要或不再有正常功能细胞的正常生理过程。形态学标志（与“坏死细胞”区别）： 细胞萎缩、核染色质密集、质膜保持完整、形成凋亡小体及无炎症反应。,坏死形态学标志： 细胞肿胀、核解离、质膜碎裂及 炎症细胞迁入。血清酶的测定 乳酸脱氢酶、转氨酶在血清中浓度骤然升高。,细胞坏死2细胞和细胞器肿胀3细胞膜、细胞器膜和核膜破裂、崩解、自溶细胞凋亡4细胞和细胞器皱缩，胞质致密，核染色质边集5胞质分叶状突起并形成多个凋亡小体，并与胞体分离6邻近巨噬细胞等包裹、吞噬凋亡小体,坏死模式：1）灶状2）带状 1带 少 3带（小叶中心区） 多对乙酰氨基酚特异性地损伤3带肝细胞3）全腺泡状（全小叶状）：遍布于整个肝脏,肝细胞死亡可能的生化机制：（1）脂质过氧化：如乙醇、四氯化碳、可卡因（2）不可逆地与大分子结合：如对乙酰氨基酚、可卡因,对乙酰氨基酚,最常用的非甾体抗炎解热镇痛药，解热作用与阿司匹林相似，镇痛作用较弱，无抗炎抗风湿作用，是乙酰苯胺类药物中最好的品种。特别适合于不能应用羧酸类药物的病人。用于感冒、牙痛等症。,对乙酰氨基酚的肝毒性机制 细胞色素P450将其活化为N-乙酰-对苯醌（NAPOI），在体内还原性谷胱甘肽（GSH）等保护因子含量充足的情况下，NAPQI与GSH结合而减毒，但在GSH耗竭时，NAPQI会与细胞内其他重要的生物大分子结合而导致肝损害, 最终导致肝细胞死亡。,含对乙酰氨基酚的药物,含对乙酰氨基酚的药物有克感敏、泰诺感冒片、泰诺林、儿童百服宁口服液、日夜百服宁、散利痛等。另外，白加黑、必理通、瑞迪菲、快克等也均含对乙酰氨基酚。,（3）钙内环境平衡失调（4）免疫反应： 如氟烷、二氯芬酸；共同特征：反复接触毒物（通常是药物）形成了药物-蛋白质加合物,（二）脂肪肝（fatty liver）概念 脂质积聚含量超过总重量5的肝脏特点可逆；不引起肝细胞坏死,分类 大泡脂肪变性：脂质以空泡形式积聚在胞浆中，呈大而清楚的空泡，如乙醇等 微泡脂肪变性：呈许多小空泡，如四环素、丙戊酸钠等,酒精性脂肪肝 空泡示脂肪滴,脂肪变性原因1）由于高脂肪饮食、高脂血症以及外周脂肪组织分解增加导致游离脂肪酸输送入肝细胞增多。 2）肝细胞合成甘油三脂能力增强或从碳水化合物转化为甘油三脂增多，或肝细胞从肝窦乳糜微粒,残核内直接摄取甘油三脂增多。,3）线粒体功能障碍导致肝细胞消耗游离脂肪酸的氧化磷酸化以及氧化减少。 4）极低密度脂蛋白(VLDL)合成及分泌减少导致甘油三脂转运出肝细胞发生障碍。,氧化,脂肪酸在一系列酶的作用下，在碳原子和碳原子之间断裂，碳原子被氧化成羧基，生成含有两个碳原子的乙酰辅酶A，和较原来少两个碳原子的脂肪酸。每次氧化从碳原子开始，故名。,（三）胆汁淤积（cholestasis）概念： 肝细胞对胆汁的排泌障碍或肝内外胆管通道梗阻使胆汁流入十二指肠量减少以致胆汁成分反流入血液的一大类综合征 。生化检测：某些正常情况下在胆汁中浓缩的化合物（尤其是胆盐和胆红素）的血清含量升高。,胆盐,胆汁中的胆盐有很多功用，能帮助人体消化和吸收脂肪，可使脂肪成为极小的微滴，增加脂肪与酶的接触面积，有利于脂肪的分解和吸收，促进维生素A、D、E、K随脂肪的分解产物一起吸收，能刺激肠道的蠕动功能，抑制肠道细菌的生长，可促进胆固醇的溶解。,原因：肝内外胆管通道障碍；胆汁形成与分泌障碍药物：如氯丙嗪、雌激素、阿米替林、氨苄西林、巴比妥类、卡马西平等,（四）肝脏血管损伤损害部位：血管内皮细胞损害后果：血流受阻，引起组织缺氧举例： 肝静脉闭塞病变：茶叶中吡咯双烷类生物碱、抗肿瘤药达卡巴嗪、口服避孕药 肝紫癜：肝组织出现大而充满血液的空腔。同化激素,肝紫癜,肝窦与中央静脉连接部受阻引起肝窦扩张，或肝细胞先有坏死或肝窦屏障破坏、内皮细胞受损，红细胞由肝窦腔进入狄氏(Disse)间隙，形成充满红细胞的囊腔。,同化激素,本类药物主要用于蛋白质同化或吸收不足，以及蛋白质分解亢进或损失过多等情况；是体育竞赛的一类违禁药。长期应用可引起水钠潴留及女性轻微男性化现象。有时引起肝内毛细胆管胆汁郁积而发生黄疸。肾炎、心力衰竭和肝功能不良者慎用。,（五）肝硬化概念: 慢性肝损伤晚期，纤维组织逐渐增多，肝脏微循环变形引起细胞缺氧并重建，最终肝脏结构由纤维组织壁包绕互连成为重建肝细胞结节。该病变不可逆。,左：正常肝 中：脂肪肝 右：硬化肝,有害因素： 长期饮酒； 含砷的药物和甲氨蝶呤；甲基多巴、呋喃妥因、异烟肼、双氯芬酸（慢性活动性肝炎，如不及时停药，可导致肝硬化）,双氯芬酸,属于非甾体抗炎药。具有抗炎、镇痛及解热作用。用于风湿性关节炎、粘连性脊椎炎、非炎性关节痛、关节炎、非关节性风湿病、非关节性炎症引起的疼痛，各种神经痛、癌症疼痛、创伤后疼痛及各种炎症所致发热等。,（六）肝肿瘤有害因素：亚硝酸盐、性激素、合成抗氧化剂、药酶诱导剂如苯巴比妥等,药物对肝细胞内细胞器的主要靶点：（1）线粒体（2）质膜：质膜起泡；如对乙酰氨基酚（3）内质网：如对乙酰氨基酚（4）细胞核：如黄曲霉素B、半乳糖胺（5）溶酶体,肝损伤的有关机制,黄曲霉毒素,1993年黄曲霉毒素被世界卫生组织（WHO）的癌症研究机构划定为1类致癌物。是一种毒性极强的剧毒物质.黄曲霉毒素的危害性在于对人及动物肝脏组织有破坏作用，严重时可导致肝癌甚至死亡.在天然污染的食品中以黄曲霉毒素B1最为多见，其毒性和致癌性也最强.,它是一种剧毒物质，毒性比KCN大10倍，比砒霜大68倍，仅次肉毒霉素，是目前已知霉菌中毒性最强的。它的毒害作用，无论对任何动物，主要变化是肝脏，呈急性肝炎、出血性坏死、肝细胞脂肪变性和胆管增生。,超标事件,2011年12月27日在植物油产品中， 广东省有3个产品的部分批次抽检不及格，分别是云浮市云城区满意花生油厂的花生油（压榨）、云城区富盛粮油厂的花生油（压榨）和高要市孖宝油有限公司的花生油（2.73L/瓶），原因均为黄曲霉毒素B1指标不合格。,超标事件,2011年12月24日，国家质量监督检验检疫总局公布了近期对全国液体乳产品进行抽检结果的公告，蒙牛乳业（眉山）有限公司生产的一批次产品被检出黄曲霉毒素M1超标140%。蒙牛副总裁卢建军解释称，“黄曲霉素是因为眉山地处四川，多阴雨天气，个别供方对饲料管理不当，霉变导致牛奶产生黄曲霉素。”,半乳糖胺,半乳糖胺进入体内后，能竞争性捕捉UTP生成二磷酸尿苷半乳糖(UDP-galactose, UDP-gal)，使磷酸尿苷耗竭，使依赖其生物合成的核酸、糖蛋白、脂糖等物质合成受抑制，限制了细胞器及酶的生成和补充，细胞器受损、膜损害致使钙离子内流，引起肝细胞变性、坏死。反复多次给药则可造成肝纤维化、肝硬化等慢性肝损伤以及癌变,三、肝损伤评价,（一）肝毒性 如阿司匹林引起的瑞夷综合征：肝衰竭-脑病（二）形态评价 肝组织切片,（三）血液试验1.血清白蛋白2.凝血酶原时间3.血清胆红素4.染料廓清试验5.药物廓清试验6.血清肝脏酶测定,肝脏毒性的血清酶指标,血清丙氨酸氨基转移酶（转氨酶）,一种参与人体蛋白质新陈代谢的酶（相当于工业生产中的催化剂），起加快体内蛋白质氨基酸在体内转化的作用，它广泛存在于人体各种组织.器官.肌肉.骨骼中，以肝脏细胞的细胞浆中最多。,肝脏发炎时，转氨酶就会从肝细胞释放到血液中，肝脏有病，血清转氨酶一定增高，当肝细胞千分之一有炎症时，血清转氨酶含量就会增高一倍以上，因此，血清转氨酶数量是肝脏病变程度的重要指标。,-谷氨酰转肽酶,此酶在急性肝炎、慢性活动性肝炎及肝硬变失代偿时仅轻中度升高。但当阻塞性黄疸时，此酶因排泄障碍而逆流入血，原发性肝癌时，此酶在肝内合成亢进，均可引起血中转肽酶显著升高，甚至达正常的10倍以上。酒精中毒者-GT亦明显升高，有助于诊断酒精性肝病。,山梨醇脱氢酶,一般认为，SDH常在急性肝炎的黄疸前期或肝炎早期升高，发病1周后达到峰值，升高幅度大致与转氨酶相平衡，恢复到正常范围的时间较转氨酶(ALT，AST)为早。因此，它对肝炎的早期诊断有很大的价值。,实验性肝损伤模型,常用的实验动物模型主要有化学性肝损伤模型、免疫性肝损伤模型、酒精性肝损伤模型等。一、化学性肝损伤动物模型经典的动物模型常用四氯化碳、氨基半乳糖 (D-gal) 、醋氨酚建立。,四氯化碳,四氯化碳进入体内后，在肝细胞内质网中经细胞色素P450依赖性混合功能氧化酶的代谢，生成活泼的三氯甲基自由基和氯自由基。这些自由基可与细胞内和细胞膜的大分子共价结合，使线粒体膜的脂质溶解，从而影响线粒体的结构和功能，使酶蛋白质合成减少，造成酶的破坏，因而影响代谢功能和能量的生成，致使肝细胞变形、坏死。,同时，四氯化碳抑制了细胞膜上Ca2+泵的活性，大量Ca2+内流，堆积于细胞内。酶的功能丧失、细胞膜脂质过氧化、胞浆Ca2+浓度升高，将引起糖、脂肪、胆色素等代谢障碍，肝解毒功能障碍，磺溴酞钠滞留，迅速出现肝脂肪化及坏死等形态学变化即导致肝细胞损伤。同时胞浆内转氨酶渗入血液，血清转氨酶明显升高。,二、免疫性肝损伤模型常用的有卡介苗 (BCG) 和脂多糖 (LPS) 诱导的小鼠肝损伤模型，刀豆蛋白A (Con A) 诱导的肝损伤模型。,免疫介导型肝损伤,卡介苗 (BCG) 和脂多糖 (LPS),这种动物模型肝损伤的机理为BCG/CP首先激活致敏T淋巴细胞，尤其是致敏肝内枯否氏细胞和巨噬细胞，并大量聚集于肝脏。当注射LPS后进一步激活处于致敏状态的巨噬细胞，使其释放大量对肝细胞有毒性作用的可溶性因子，如一氧化氮、肿瘤坏死因子、白细胞介素、自由基、白三烯等，造成肝细胞损害。,三、酒精性肝损伤模型,有酒精灌胃法、酒精饮料模型、酒精液体饲料 (Lieber-Dicarli)