《肝胆生物化学》PPT课件.ppt

生物化学第15章 Biochemistryoftheliver 肝胆生物化学 成人肝组织约重1500g 占体重的2 5 是人体最大的腺体 肩负着繁重的代谢任务 生物化学 护理学专业本科教材 双重血供肝静脉 肝动脉 丰富的血液供应为完成繁重的任务提供了物质保证 排泄系统分泌胆汁 赋予肝分泌 排泄 生物转化功能保证肝能够进行多种物质代谢 且非常活跃 亚细胞结构和酶丰富线粒体能量代谢高尔基体分泌溶酶体滑面内质网合成 生物转化 肝的结构与化学组成特点 胜任繁多功能 生物化学 护理学专业本科教材 第一节肝在物质代谢中的作用 护理学专业本科教材 生物化学 第一节肝在物质代谢中的作用 一 在糖代谢中的作用 二 在脂类代谢中的作用 三 在蛋白质代谢中的作用 四 在维生素代谢中的作用 五 在激素代谢中的作用 生物化学 护理学专业本科教材 一 肝在糖代谢中的作用 3 在糖的转化中占主要作用 1 是糖异生的主要场所 2 通过糖原的合成与分解维持血糖恒定 是维持血糖恒定的主要器官 生物化学 护理学专业本科教材 二 肝在脂类代谢中的作用 消化吸收 合成胆汁酸 帮助脂类 脂溶性维生素消化吸收 合成 脂肪酸 脂肪 胆固醇 磷脂 分解 合成酮体 脂肪酸 氧化活跃 运输 合成脂蛋白运输脂类 生物化学 护理学专业本科教材 三 肝在蛋白质代谢中的作用 合成与分泌血浆蛋白质 几乎所有血浆蛋白均来自肝 如清 白 蛋白 凝血酶原 纤维蛋白原以及多种载脂蛋白和血浆部分球蛋白 维持血浆胶体渗透压方面起重要作用 清除血氨的主要器官 氨在肝通过鸟氨酸循环合成尿素解氨毒 生物化学 护理学专业本科教材 四 肝在维生素代谢中的作用 在维生素吸收 储存 运输和代谢各方面都起着重要作用 维生素吸收胆汁酸盐有利于脂溶性维生素的吸收 生物化学 护理学专业本科教材 维生素储存是A E K和B12的主要储存场所 含维生素AKB1B2B6B12泛酸和叶酸最多的器官 生物化学 护理学专业本科教材 维生素运输和代谢维生素D转化为25 羟维生素D 合成维生素D结合蛋白 维生素在肝中转变成辅酶的成分 维生素PPNAD NADP 泛酸辅酶A维生素B1TPP K是肝合成凝血因子不可缺少的物质 将胡萝卜素转变为为维生素A 生物化学 护理学专业本科教材 五 肝在激素代谢中的作用 激素发挥其调节作用转化 降解或失去活性的过程称为激素的灭活 多种激素主要在肝中灭活 肝病严重时 由于激素的灭活功能降低 体内的雌激素 醛固酮 抗利尿激素等水平升高 可出现男性乳房女性化 蜘蛛痣 肝手掌体征 生物化学 护理学专业本科教材 第二节肝的生物转化作用 生物化学 护理学专业本科教材 第二节肝的生物转化作用 一 生物转化的概念 二 生物转化的对象 非营养物质 五 生物转化的生理意义 四 生物转化反应的主要类型 六 生物转化的影响因素 三 生物转化反应的器官 生物化学 护理学专业本科教材 一 生物转化的概念机体将一些非营养物质转变成容易排泄形式的作用 是机体处理非营养物质的过程 人体内经常存在一些非营养物质 这些物质既不能构成组织细胞的结构成分 又不能氧化供能 其中一些对人体有一定生物学效应或毒性作用 而且常常不容易排泄 机体在排出这些物质以前常将其进行各种代谢转变 使其容易排出体外 生物化学 护理学专业本科教材 非营养物质 内源性 激素 神经递质 氨 胆红素等 外源性 药物 食品添加剂 色素和毒物等 肝 主要器官 肺 肾 小肠 皮肤次之 二 生物转化的对象 三 生物转化反应的器官 生物化学 护理学专业本科教材 四 生物转化反应的主要类型 第一相反应 氧化 oxidation 还原 reduction 水解 hydrolysis 第二相反应 结合 conjugation 与葡糖醛酸 硫酸等极性更强的物质结合 生物化学 护理学专业本科教材 肝参与生物转化的酶类 酶类辅酶或结合物细胞定位 第一相反应氧化酶类细胞色素P450NADPH 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第二相反应转葡糖醛酸酶UDPGA内质网转硫酸酶PAPS细胞液谷胱甘肽转移酶GSH胞液与内质网乙酰转移酶乙酰辅酶A细胞液酰基转移酶甘氨酸线粒体甲基转移酶S 腺苷甲硫氨酸胞液与线粒体 氧化反应 oxidationreaction 1 加单氧酶系 monooxygenase 催化反应可表示为 RH O2 NADPH H ROH NADP H2O 分子氧中一个氧原子参与使作用物氧化生成羟基或环氧化合物 另一个氧原子参与生成水 又称混合功能氧化酶 微粒体依赖细胞色素P450加单氧酶系 生物化学 护理学专业本科教材 微粒体加单氧酶系的主要作用物 加单氧酶系催化许多脂溶性物质生成羟基或环氧化合物 是肝内最重要的氧化酶类 外来物一半 使药物 毒物增加水溶性 利于排泄 维生素D3类固醇激素羟化 活化与合成胆汁酸 护理学专业本科教材 生物化学 微粒体加单氧酶系反应步骤 生物化学 护理学专业本科教材 2 单胺氧化酶系monoamineoxidase MAO 在线粒体 含黄素蛋白 使胺类氧化脱氨基生成醛 醛再经胞液中脱氢酶氧化成酸 RCH2NH2 O2 H2O2 RCHO NH3 H2ORCHO NAD H2O RCOOH NADH是腐败产物组胺 酪胺 色胺 尸胺 腐胺等在肠道 肝内的处理方式 生物化学 护理学专业本科教材 3 脱氢酶系 肝内存在多种氧化乙醇的酶 主要是 醇脱氢酶 alcoholdehydrogenase ADH 醛脱氢酶 aldehydedehydrogenase ALDH 两种酶可转化多种非营养物质 ALDH氧化LDH产物乙醛 生物化学 护理学专业本科教材 醇脱氢酶与醛脱氢酶促反应 醇脱氢酶醛脱氢酶氧化脱羧CH3CH2OHCH3CHOCH3COOHCO2 H2O乙醇乙醛乙酸 生物化学 护理学专业本科教材 醇脱氢酶 醇脱氢酶 alcoholdehydrogenase ADH 催化醇氧化成醛 后者再经醛脱氢酶催化生成酸 酸再通过结合反应等处理排出体外 饮酒 乙醇 饮料 调味剂 的代谢 大量饮酒 乙醇 醇脱氢酶氧化处理 诱导微粒体乙醇氧化系统 乙醛 有毒 进一步氧化解毒 生物化学 护理学专业本科教材 微粒体乙醇氧化系统ethanoldehydrogenase ADH 微粒体乙醇氧化系统 microsomalethanoloxidizingsystem MEOS 在大量饮酒时活性可增加50 100 可代谢掉乙醇总量的50 乙醇诱导MEOS使得乙醇不能氧化产生ATP 同时还可增加肝脏对氧和NADPH的消耗 肝能量代谢 肝细胞损害 生物化学 护理学专业本科教材 醛脱氢酶系aldehydedehydrogenase ALDH ALDH基因有正常纯合子 无活性纯合子 两者的杂合子3型 东方人三者的分布比例是45 10 45 无活性纯合子型完全缺ALDH活性 杂合子型部分缺乏 饮入少量乙醇 0 1g kg体重 无活性纯合子血乙醛浓度明显升高 杂合子不明显 当中等量乙醇饮入 0 8g kg体重 无活性纯合子 杂合子血乙醛浓度明显升高 纯合子不明显 面部潮红 脉搏加快 ALDH缺乏也能引起肝损害 生物化学 护理学专业本科教材 还原反应 主要是硝基还原酶类 nitroreductase 和偶氮还原酶 azoreductase 催化硝基化合物与偶氮化合物从NADPH接受氢 还原成相应的胺类 生物化学 护理学专业本科教材 偶氮还原酶类催化的还原反应 生物化学 护理学专业本科教材 水解反应 可将脂类 酰胺类和糖苷类化合物水解 以减低或消除其生物活性 水解产物常常需要进一步反应才能排出体外 乙酰水杨酸 水杨酸 羟基水杨酸 葡糖醛酸等结合 生物化学 护理学专业本科教材 乙酰水杨酸的水解反应 生物化学 护理学专业本科教材 结合反应 凡含有羟基 羧基或氨基的药物 毒物 激素均可在肝内与葡糖醛酸 硫酸 谷胱苷肽 甘氨酸等物质发生结合反应 或进行酰基化和甲基化等反应 使其容易排泄 其中与葡糖醛酸结合最普遍 生物转化的反应有连续性 即经过第一相反应后还要进行第二相反应 生物化学 护理学专业本科教材 1 葡糖醛酸结合反应 部位 肝微粒体被结合物 酚 醇 胺 羧基化合物等酶 葡萄糖醛酸基转移酶 UDP glucuronyltransferasesUGT 活性供体 UDPGA反应产物 葡糖醛酸结合物 生物化学 护理学专业本科教材 苯甲酸的葡萄糖醛酸结合反应 生物化学 护理学专业本科教材 葡萄糖醛酸结合反应 生物化学 护理学专业本科教材 2 硫酸结合反应 部位 肝细胞液被结合物 酚 醇 芳香胺等化合物酶 转硫酸酶 sulfatetransferase 活性供体 PAPS反应产物 硫酸酯化合物 生物化学 护理学专业本科教材 雌酮的硫酸结合反应 生物化学 护理学专业本科教材 3 谷胱甘肽结合反应 部位 肝细胞液被结合物 卤代化合物 环氧化合物等酶 谷胱甘肽转移酶活性供体 GSH反应产物 GSH结合物 生物化学 护理学专业本科教材 黄曲霉素B1谷胱甘肽结合反应 生物化学 护理学专业本科教材 4 乙酰基结合反应 部位 肝细胞液被结合物 抗结核药物异烟肼 大部分磺胺药等酶 乙酰转移酶活性供体 乙酰辅酶A反应产物 乙酰化衍生物 生物化学 护理学专业本科教材 异烟肼和磺胺的乙酰基结合反应 生物化学 护理学专业本科教材 5 甘氨酸结合反应 部位 肝微粒体被结合物 含羧基化合物 游离胆汁酸等酶 酰基转移酶活性供体 乙酰辅酶A 甘氨酸反应产物 酰基结合在甘氨酸的羧基上 生物化学 护理学专业本科教材 苯甲酸与甘氨酸的结合反应 生物化学 护理学专业本科教材 6 甲基化反应 部位 肝微粒体 细胞液被结合物 胺类 药物等酶 甲基转移酶活性供体 SAM反应产物 甲基化合物 生物化学 护理学专业本科教材 尼克酰胺的甲基结合反应 生物化学 护理学专业本科教材 生物转化反应的特点 1 连续性一种物质经过连续反应转化2 多样性一种物质可以多种方式转化3 解毒与致毒性多数解毒 少数致毒 生物化学 护理学专业本科教材 生物转化的致毒性 有些物质经过生物转化的氧化反应从无毒转变成有毒物质 需进一步生物转化解 多环芳烃 环氧化物 致癌 加单氧酶系 二氢二醇衍生物 酚类 GA或H2SO4结合 谷胱甘肽结合物 谷胱甘肽 S 环氧化物转移酶 分子重排 水化酶 生物化学 护理学专业本科教材 对体内的非营养物质进行转化 使其生物学活性降低或消除 灭活作用 使有毒物质的毒性减低或消除 解毒作用 使不易排泄的物质转变为容易排泄形式目的是排除非营养物质 五 生物转化的生理意义 生物化学 护理学专业本科教材 六 影响生物转化作用的主要因素 年龄 儿童 老人比青壮年弱 性别 少数情况女大于男 疾病 肝功能破坏 肾疾病 诱导物 苯巴比妥等多种药物 抑制物 几种药物同时用可产生药物之间对生物转化酶竞争性抑制 食物 营养状态等体内外因素 生物化学 护理学专业本科教材 第三节胆汁与胆汁酸的代谢 生物化学 护理学专业本科教材 第三节胆汁与胆汁酸的代谢 胆汁 肝脏每天利用胆固醇作为原料合成胆汁酸 0 4 0 6 克 日 再合成胆汁 胆汁 肝胆汁 金黄色或桔黄色 比重1 013 正常人平均 300 700 ml d 胆囊胆汁 暗褐或棕绿色 比重1 032 胆汁的主要成分是胆汁酸 胆红素 胆固醇等 bile 生物化学 护理学专业本科教材 胆汁的主要成分是胆汁酸 约占固体总量的50 70 在胆汁中胆汁酸以胆汁酸钠盐或钾盐的形式存在 胆汁酸 一 胆汁酸的化学 是24碳的类固醇化合物 肝利用胆固醇在微粒体经复杂的羟化 加氢 侧链氧化断链等反应形成 成人每天合成胆汁酸0 4 0 6克 约胆固醇总量的一半 生物化学 护理学专业本科教材 二 胆汁酸的分类 游离胆汁酸 胆酸鹅脱氧胆酸 结合胆汁酸 甘氨胆酸牛磺胆酸牛磺鹅脱氧胆酸甘氨鹅脱氧胆酸 初级胆汁酸 肝 胆汁酸 次级胆汁酸 肠道 鹅脱氧胆酸石胆酸 游离胆汁酸 成人胆汁中甘氨胆酸与牛磺胆酸的比例为3 1 生物化学 护理学专业本科教材 三 胆汁酸代谢 1 胆汁酸合成原料 胆固醇关键酶 7 羟化酶结合胆汁酸 24位结合甘氨酸或牛磺酸次级胆汁酸 肠道细菌作用下7位脱氧变成胆酸 脱氧胆酸鹅脱氧胆酸 石胆酸 可结合 生物化学 护理学专业本科教材 2 胆汁酸肠肝循环 肝胆汁酸 肠道 吸收入血 肝 肠道 肝 循环 人体每天需要胆汁酸16 32克 每天合成仅0 4 0 6克 体内胆汁酸代谢池约3 5克 供需矛盾很大 每餐后胆汁酸肠肝循环2 4次 使发挥最大限度的乳化作用 胆汁酸肠肝循环重吸收的次级 游离胆汁酸 在肝中可再结合成结合胆汁酸 生物化学 护理学专业本科教材 四 胆汁酸的生理意义 1 促进脂类消化吸收 2 抑制胆固醇结石的形成 3 调节胆固醇代谢胆汁酸的浓度对7 羟化酶和HMG CoA还原酶都有抑制作用 生物化学 护理学专业本科教材 第四节胆色素代谢与黄疸 生物化学 护理学专业本科教材 第四节胆色素代谢与黄疸 胆色素概念一 胆红素的来源与生成二 胆红素在血中的运输三 胆红素在肝内的转变四 胆红素在肠道的转变五 血清胆红素与黄疸 生物化学 护理学专业本科教材 胆色素概念 bilepigment 是体内铁卟啉化合物分解代谢的最终产物胆红素 bilirubin 胆绿素 biliverdin 胆素原 bilinogen 尿胆素原 粪胆素原 胆素 bilin 尿胆素 粪胆素 除胆素原无色外都有颜色而得名 正常情况下随胆汁排泄 赋予胆汁 粪便颜色 生物化学 护理学专业本科教材 一 胆红素的来源与生成 体内含铁卟啉化合物有 血红蛋白 肌红蛋白 细胞色素 过氧化氢酶 过氧化物酶等 正常成人每天大约生成250 350mg胆红素 其中80 来自血红蛋白衰老产生 血红蛋白 血红素 珠蛋白 网状内皮系统 血红素加氧酶 胆绿素 O2 NADPH CO Fe2 NADP 胆绿素还原酶 NADPH NADP 胆红素 生物化学 护理学专业本科教材 二 胆红素在血中的运输 在血液中胆红素与白蛋白结合以胆红素 白蛋白形式运输 正常人血中胆红素含量仅0 2 0 9mg dl 3 4 17 1 mol L 而每100ml血浆中白蛋白可以结合20 25mg胆红素 网状内皮系统产生的胆红素是脂溶性 有毒物质 容易透过生物膜 透过血脑屏障与神经核结合 干扰脑细胞正常代谢及功能 引起 核黄疸 许多外来物 磺胺 镇痛药 抗炎药 利尿剂等 可竞争胆红素的结合部位或改变白蛋白的构象 干扰胆红素与白蛋白结合 所以黄疸 儿童应慎用以上药物 防止发生胆红素脑病 生物化学 护理学专业本科教材 三 胆红素在肝内的转变 1 摄取通过Y 蛋白 Z 蛋白将血液中胆红素拿入肝细胞 2 结合在葡萄糖醛酸转移酶催化下将游离的胆红素转变成结合胆红素 葡萄糖醛酸胆红素 单 双 70 80 3 排泄肝脏排泄胆汁酸把结合胆红素排入肠道 随粪便排出体外 生物化学 护理学专业本科教材 四 胆红素在肠道的转变 在肠道胆红素经过细菌作用发生一系列变化转变为胆素原 胆素 再排出体外 胆红素 胆素原 胆素 胆红素肠肝循环肝胆红素 肠道 重吸收入血 肝 肠道 肝 循环 生物化学 护理学专业本科教材 五 血清胆红素与黄疸 1 溶血性黄疸 肝前性黄疸胆红素生成 血中游离胆红素 2 肝细胞性黄疸肝功能障碍 胆红素处理障碍 血液中结合 游离胆红素 3 肝后性黄疸 阻塞性黄疸胆道阻塞 胆红素排泄障碍 血液结合胆红素 生物化学 护理学专业本科教材 血清胆红素 按其性质和结构不同分两类 1 凡未经肝细胞结合转化 没有结合葡萄糖醛酸的胆红素称为未结合胆红素 网状内皮系统产生的胆红素是脂溶性 有毒物质2 凡经过肝细胞转化 与葡萄糖醛酸或其他物质结合的胆红素统称为结合胆红素 生物化学 护理学专业本科教材 游离胆红素 freebilirubin 未结合胆红素由于分