第16章肝脏生化

1、目目 录录第第 十十 六六 章章 Biochemistry in Liver肝胆生物化学肝胆生物化学概概 述述 成人肝组织约重成人肝组织约重1500克，占体重的克，占体重的2.5%，是人体最大的腺体。有双重的血供、双输出是人体最大的腺体。有双重的血供、双输出系统、丰富的血窦和亚细胞结构，因此代谢系统、丰富的血窦和亚细胞结构，因此代谢极为活跃，不但在物质代谢方面与全身组织极为活跃，不但在物质代谢方面与全身组织器官密切相关，而且还具有分泌、排泄和生器官密切相关，而且还具有分泌、排泄和生物转化等重要功能物转化等重要功能第第 一一 节节肝在物质代谢中的作用肝在物质代谢中的作用Function of L

2、iver in Material Metabolism 一、肝在糖代谢中的作用一、肝在糖代谢中的作用 维持血糖浓度恒定，保障全身各组织，尤其维持血糖浓度恒定，保障全身各组织，尤其是大脑和红细胞的能量供应。是大脑和红细胞的能量供应。 通过肝糖原的合成与分解、糖异生实现。通过肝糖原的合成与分解、糖异生实现。 饱食状态饱食状态肝糖原合成肝糖原合成过多糖则转化为脂肪，以过多糖则转化为脂肪，以VLDL形式输出形式输出 空腹状态空腹状态肝糖原分解肝糖原分解 饥饿状态饥饿状态以糖异生为主以糖异生为主脂肪动员脂肪动员酮体合成酮体合成 节省葡萄糖节省葡萄糖二、肝在脂类代谢中的作用二、肝在脂类代谢中的作用 消化吸

3、收消化吸收分泌胆汁，其中胆汁酸为脂类消化吸收所必需分泌胆汁，其中胆汁酸为脂类消化吸收所必需 合成合成脂肪酸、甘油三酯、酮体、脂肪酸、甘油三酯、酮体、 胆固醇胆固醇 、磷脂、磷脂 分解分解脂肪酸的脂肪酸的氧化、氧化、 胆固醇的降解与排泄、胆固醇的降解与排泄、LDL 的降解的降解 运输运输合成与分泌合成与分泌 VLDL; HDL; apo C; LCAT三、肝在蛋白质代谢中作用三、肝在蛋白质代谢中作用在在血浆蛋白质血浆蛋白质代谢中的作用代谢中的作用合成与分泌血浆蛋白质（合成与分泌血浆蛋白质（ 球蛋白除外）球蛋白除外）清除血浆蛋白质（清蛋白除外）清除血浆蛋白质（清蛋白除外）在在氨基酸代谢氨基酸代谢中

4、的作用中的作用 氨基酸的脱氨基、脱羧基、脱硫、转甲基氨基酸的脱氨基、脱羧基、脱硫、转甲基等等 清除血氨及胺类，合成尿素。清除血氨及胺类，合成尿素。四、肝在维生素代谢中的作用四、肝在维生素代谢中的作用 脂溶性维生素的吸收脂溶性维生素的吸收 维生素的储存维生素的储存是是Vit A、E、K和和B12的主要储存场所的主要储存场所 维生素的运输维生素的运输视黄醇结合蛋白的合成，视黄醇结合蛋白的合成，Vit D结合蛋白的合成结合蛋白的合成 维生素的转化维生素的转化Vit D3 25-(OH)-Vit D3水溶性维生素水溶性维生素辅酶的组成成分辅酶的组成成分五、肝在激素代谢中的作用五、肝在激素代谢中的作用

5、激素的灭活激素的灭活 (inactivation of hormone)激素主要在肝中激素主要在肝中转化，降解或失去转化，降解或失去活性活性的过程称为激素的灭活。的过程称为激素的灭活。第第 二二 节节 肝的生物转化作用肝的生物转化作用Biotransformation Function of Liver一、生物转化的概念一、生物转化的概念生物转化的定义生物转化的定义 一些非营养物质在体内的代谢转变过程称一些非营养物质在体内的代谢转变过程称为生物转化为生物转化 (biotransformation) 。内源性：如激素、胺类等内源性：如激素、胺类等外源性：如药物、毒物等外源性：如药物、毒物等非营养

6、物质非营养物质生物转化的意义生物转化的意义对体内的非营养物质进行转化，使这些物对体内的非营养物质进行转化，使这些物质的溶解度增加，易于排出体外。质的溶解度增加，易于排出体外。 生物转化的主要场所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也有一定生物转化功能 。 肝的生物转化作用肝的生物转化作用解毒作用解毒作用二、生物转化反应的主要类型二、生物转化反应的主要类型第一相反应：氧化、还原、水解反应第一相反应：氧化、还原、水解反应第二相反应：结合反应第二相反应：结合反应 葡萄糖醛酸（供体为葡萄糖醛酸（供体为UDPGA） 硫酸结合硫

7、酸结合 （供体为（供体为PAPS） 谷胱甘肽、甘氨酸、乙酰基、甲基谷胱甘肽、甘氨酸、乙酰基、甲基 有些物质经过第一相反应即可顺利排出体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改变仍不大，必须与某些极性更强的物质结合合, , 即第二相反应，才最终排出。即第二相反应，才最终排出。影响因素：影响因素：年龄、性别、疾病、诱导物、年龄、性别、疾病、诱导物、抑制物等抑制物等意义：意义：指导用药指导用药 三、影响生物转化作用的因素三、影响生物转化作用的因素第第 三三 节节 胆汁与胆汁酸的代谢胆汁与胆

8、汁酸的代谢Metabolism of Bile and Bile Acids胆道系统胆道系统肝分泌肝分泌胆囊浓缩胆囊浓缩( (肝胆汁肝胆汁) )( (胆囊胆汁胆囊胆汁) )主要有机成分主要有机成分胆汁酸盐胆汁酸盐( (含量最高含量最高) )、多种酶类等、多种酶类等一、胆汁一、胆汁二、胆汁酸的代谢二、胆汁酸的代谢胆固醇胆固醇（初级结合胆汁酸）（初级结合胆汁酸）7-羟化酶羟化酶胆酸胆酸+鹅脱氧胆酸鹅脱氧胆酸（初级游离胆汁酸）（初级游离胆汁酸）分别与甘氨酸和牛磺酸结合分别与甘氨酸和牛磺酸结合2010年 题 胆汁酸合成的关键酶是胆汁酸合成的关键酶是 A、3-羟化酶羟化酶 B、 6-羟化酶羟化酶 C、

9、5-羟化酶羟化酶 D、 4-羟化酶羟化酶 E、 7-羟化酶羟化酶初级胆汁酸初级胆汁酸（次级胆汁酸）（次级胆汁酸）肠菌肠菌水解脱羟水解脱羟脱氧胆酸脱氧胆酸+石胆酸石胆酸排入肠道的胆汁酸，排入肠道的胆汁酸，95%95%以上通过重吸以上通过重吸收经门静脉又回到肝，在肝内转变为结合型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，构成胆汁酸胆汁酸，经胆道再次排入肠腔，构成胆汁酸的的肠肝循环肠肝循环 。胆固醇胆固醇结合胆汁酸结合胆汁酸（合成（合成0.40.6g/d代谢池代谢池35g/d） 胆汁酸肠肝胆汁酸肠肝循环的过程循环的过程目目 录录 胆汁酸肠肝循环的生理意义胆汁酸肠肝循环的生理意

10、义将有限的胆汁酸反复利用以满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。足人体对胆汁酸的生理需要。（三）胆汁酸的功能（三）胆汁酸的功能1.促进脂类的消化与吸收促进脂类的消化与吸收立体构型立体构型亲水与疏水两个侧面亲水与疏水两个侧面2.抑制胆汁中胆固醇的析出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胆汁中胆汁酸、卵磷脂与胆固醇的正常比值常比值 10101 1第第 四四 节节 胆色素的代谢与黄疸胆色素的代谢与黄疸Metabolism of Bile Pigment and Jaundice胆色素胆色素(bile pigment)是体内铁卟啉是体内铁卟啉化合物的主要分解代谢产物，

11、包括胆化合物的主要分解代谢产物，包括胆红素、胆绿素、胆素原和胆素等。红素、胆绿素、胆素原和胆素等。胆色素的概念胆色素的概念胆红素胆红素(bilirubin)来源来源体内的铁卟啉化合物体内的铁卟啉化合物血红蛋白血红蛋白、肌、肌红蛋白、细胞色素、过氧化氢酶及过氧化物红蛋白、细胞色素、过氧化氢酶及过氧化物酶。酶。约约8080来自衰老红细胞中血红蛋白的分解。来自衰老红细胞中血红蛋白的分解。一、胆红素的生成与转运一、胆红素的生成与转运生成过程生成过程 部位部位肝、脾、骨髓单核巨噬细胞系统细胞微肝、脾、骨髓单核巨噬细胞系统细胞微粒体与胞液中粒体与胞液中 过程过程HbHb血红素血红素胆绿素胆绿素珠蛋白珠蛋白

12、胆红素胆红素胆绿素还原酶胆绿素还原酶 胆红素的性质胆红素的性质此时的胆红素分子基团形成六个氢键，此时的胆红素分子基团形成六个氢键，隐藏于分子内部，使其形成嵴瓦状的刚性折叠，隐藏于分子内部，使其形成嵴瓦状的刚性折叠，具有亲脂疏水的性质，易透过细胞膜，对细胞具有亲脂疏水的性质，易透过细胞膜，对细胞产生毒性作用。称为产生毒性作用。称为未结合胆红素未结合胆红素。不能被肾。不能被肾小球滤过。小球滤过。 NN HNNOCOOOHCOHHOHH胆红素空间结构示意图胆红素空间结构示意图目目 录录胆红素在血中的转运胆红素在血中的转运 意义意义增加胆红素在血浆中的溶解度，限制增加胆红素在血浆中的溶解度，限制胆红素

13、自由通过生物膜产生毒性作用。胆红素自由通过生物膜产生毒性作用。 竞争结合剂竞争结合剂如磺胺药，水杨酸，胆汁酸等如磺胺药，水杨酸，胆汁酸等 运输形式运输形式胆红素清蛋白复合体胆红素清蛋白复合体 胆红素过量对人体有害，正常代谢有有益的胆红素过量对人体有害，正常代谢有有益的一面。近年来发现，胆红素和胆绿素是体内强有力一面。近年来发现，胆红素和胆绿素是体内强有力的抗氧化剂，可有效清除自由基，甚至优于维生素的抗氧化剂，可有效清除自由基，甚至优于维生素E，可增加细胞对杨攻击的抵抗力，在氧化应激中，可增加细胞对杨攻击的抵抗力，在氧化应激中起着重要的保护作用起着重要的保护作用二、胆红素在肝中的转变二、胆红素在

14、肝中的转变摄取摄取胆红素可以自由双向通透肝血窦肝细胞胆红素可以自由双向通透肝血窦肝细胞膜表面进入肝细胞膜表面进入肝细胞转运转运滑面内质网滑面内质网在胞浆与配体蛋白结合在胞浆与配体蛋白结合转化转化反应：反应：结合反应（主要与葡萄糖醛酸结合）结合反应（主要与葡萄糖醛酸结合）酶：酶： 葡萄糖醛酸基转移酶（可被巴比妥诱导）葡萄糖醛酸基转移酶（可被巴比妥诱导）产物：产物：主要为双葡萄糖醛酸胆红素，另有少主要为双葡萄糖醛酸胆红素，另有少 量单葡萄糖醛酸胆红素、硫酸胆红素量单葡萄糖醛酸胆红素、硫酸胆红素胆红素葡糖醛酸一酯胆红素葡糖醛酸一酯 + UDP -葡糖醛酸葡糖醛酸UDP-葡糖醛葡糖醛酸基转移酶酸基转移

15、酶胆红素葡糖醛酸二酯胆红素葡糖醛酸二酯 + UDP 胆红素胆红素 + UDP -葡糖醛酸葡糖醛酸胆红素葡糖醛酸一酯胆红素葡糖醛酸一酯 + UDPUDP-葡糖醛葡糖醛酸基转移酶酸基转移酶 葡糖醛酸胆红素的生成葡糖醛酸胆红素的生成 此时的胆红素分子量增大，此时的胆红素分子量增大，水溶性增强，可随胆汁排入小肠，水溶性增强，可随胆汁排入小肠，也可被肾小球滤过，称也可被肾小球滤过，称结合胆红结合胆红素素。排泄排泄结合胆红素从肝细胞毛细胆结合胆红素从肝细胞毛细胆管排泄入胆汁中，再随胆汁排入管排泄入胆汁中，再随胆汁排入肠道。肠道。三、胆红素在肠道中的变化和胆色三、胆红素在肠道中的变化和胆色素的肠肝循环素的肠

16、肝循环 结合胆红素结合胆红素胆素原胆素原肠菌肠菌葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸还原还原游离胆红素游离胆红素胆素原胆素原其中大部分再随胆汁排入肠道，其中大部分再随胆汁排入肠道，形成胆素原的形成胆素原的肠肝循环肠肝循环少部分入体循环，随尿排出，接触少部分入体循环，随尿排出，接触空气，生成尿胆素空气，生成尿胆素随粪便排出，接触空气，成粪胆素随粪便排出，接触空气，成粪胆素大部分大部分重吸收经重吸收经门静脉入门静脉入肝肝少部分少部分血红蛋白珠蛋白血红素NADPH+H+NADP+胆绿素胆红素2O2 H2OFe3+CONADPH+H+NADP+胆红素-清蛋白 复合物胆红素配体蛋白胆红素-配体蛋白 复合物葡糖醛酸胆红素

17、UDPGAUDP内质网胞液肝细胞单核-吞噬细胞血液肠管葡糖醛酸胆红素葡糖醛酸胆红素胆素原胆素原（少量）胆素粪便肾小部分大部分胆素原O2O2胆素尿胆素原肠肝循环的胆素原肠肝循环的过程过程目目 录录四、血清胆红素与黄疸四、血清胆红素与黄疸结合胆红素：结合胆红素：与葡萄糖醛酸结合的胆红素称为结与葡萄糖醛酸结合的胆红素称为结合胆红素，又称直接胆红素。合胆红素，又称直接胆红素。 游离胆红素：游离胆红素：未与葡萄糖醛酸结合的胆红素称为未与葡萄糖醛酸结合的胆红素称为游离胆红素，又称间接胆红素。游离胆红素，又称间接胆红素。 两种胆红素两种胆红素正常血清胆红素浓度正常血清胆红素浓度116 mol/l (0.1

18、1mg/dl)4/5为游离为游离胆红素，其余为结合胆红素胆红素，其余为结合胆红素 项项 目目 游离胆红素游离胆红素 结合胆红素结合胆红素 别别 名名间接胆红素，间接胆红素，血胆红素血胆红素直接胆红素，直接胆红素，肝胆红素肝胆红素与葡萄糖醛酸结合与葡萄糖醛酸结合未结合未结合 结合结合与重氮试剂反应与重氮试剂反应慢或间接反应慢或间接反应迅速直接反应迅速直接反应水中溶解度水中溶解度小小大大经肾随尿排出经肾随尿排出不能不能能能通透细胞膜对脑的通透细胞膜对脑的毒性作用毒性作用大大无无 两种胆红素的区别两种胆红素的区别黄疸黄疸(jaundice) 概念概念高胆红素血症高胆红素血症黄疸黄疸隐形黄疸隐形黄疸 种类种类(按血清胆红素的来源按血清胆红素的来源)溶血性黄疸溶血性黄疸 (hemolytic jaundice)肝细胞性黄疸肝细胞性黄疸(hepatocellular jaundice)阻塞性黄疸阻塞性黄疸(obstructive jaundice)由于肝细胞破坏，其摄取转化和排泄胆红素由于肝细胞破坏，其摄取转化和排泄胆红素能力降低所致。能力降低所致。（二）肝细胞性黄疸（二）