物质代谢的主要基地——肝

1、清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 20 20 Biochemistry in Liver物质代谢的主要基地物质代谢的主要基地肝肝目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件肝的化学组成及结构特点：肝的化学组成及结构特点：肝具有肝动脉和门静脉双重血液供应肝具有肝动脉和门静脉双重血液供应; ; 肝具有丰富的肝血窦肝具有丰富的肝血窦; ;肝具有肝静脉和胆道系统双重输出通道肝具有肝静脉和胆道系统双重输出通道; ;肝细胞具有发达的亚细胞结构，有丰富肝细胞具有发达的亚细胞结构，有丰富的线粒体、核糖体、内质网、高尔基复的线粒体、核糖体、内质网、高尔基复合体、溶酶体等，并含有丰富的酶类。合体、溶酶体

2、等，并含有丰富的酶类。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 肝脏的物质代谢极为活跃，不仅在肝脏的物质代谢极为活跃，不仅在糖、脂、蛋白质、维生素、激素等代糖、脂、蛋白质、维生素、激素等代谢中起重要作用，而且还具有分泌、谢中起重要作用，而且还具有分泌、排泄、生物转化等重要功能。排泄、生物转化等重要功能。肝是人体代谢的重要基地肝是人体代谢的重要基地目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件20.1 20.1 肝在物质代谢中的作用肝在物质代谢中的作用Function of Liver in Material Metabolism目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件20.1

3、.1 20.1.1 肝在糖代谢中的作用肝在糖代谢中的作用 肝脏通过肝糖原的合成与分解、糖异肝脏通过肝糖原的合成与分解、糖异生维持血糖浓度恒定，保障全身各组织生维持血糖浓度恒定，保障全身各组织的能量供应。的能量供应。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件20.1.220.1.2 肝在脂类代谢中的作用肝在脂类代谢中的作用 肝脏分泌胆汁酸，促进脂类的消化、吸收。肝脏分泌胆汁酸，促进脂类的消化、吸收。肝脏合成甘油三酯、磷脂和胆固醇，并以肝脏合成甘油三酯、磷脂和胆固醇，并以极低密度脂蛋白极低密度脂蛋白VLDL的形式分泌入血，的形式分泌入血，供其他组织摄取利用。供其他组织摄取利用。 目目 录录清

4、华版教材医学生物化学与分子生物学课件肝脏合成高密度脂蛋白肝脏合成高密度脂蛋白（HDL），），将周将周围组织胆固醇逆向转运到肝脏进行代谢。围组织胆固醇逆向转运到肝脏进行代谢。肝脏是降解胆固醇（生成胆汁酸）和排肝脏是降解胆固醇（生成胆汁酸）和排泄胆固醇的主要器官。泄胆固醇的主要器官。肝脏生成酮体供肝脏生成酮体供肝外组织（如脑、心肌、肝外组织（如脑、心肌、骨骼肌等）利用。骨骼肌等）利用。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件20.1.320.1.3 肝在蛋白质代谢中的作用肝在蛋白质代谢中的作用 合成分泌大部分血浆蛋白质。合成分泌大部分血浆蛋白质。 如清蛋白、纤维蛋白原、凝血酶原、多如清蛋白

5、、纤维蛋白原、凝血酶原、多种载种载 脂蛋白及部分球蛋白等。脂蛋白及部分球蛋白等。 肝在清除血浆蛋白质的代谢中起重要作肝在清除血浆蛋白质的代谢中起重要作用（白蛋白除外）。用（白蛋白除外）。 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件肝脏中氨基酸的分解代谢很活跃。肝脏中氨基酸的分解代谢很活跃。肝脏是体内氨代谢的主要器官。肝脏是体内氨代谢的主要器官。 体内氨主要在肝中经鸟氨酸循环合成尿体内氨主要在肝中经鸟氨酸循环合成尿素而排泄。素而排泄。 肝中氨基酸的脱氨基、脱羧基、脱硫、肝中氨基酸的脱氨基、脱羧基、脱硫、转甲基等反应均很活跃。转甲基等反应均很活跃。肝也是体内胺类物质代谢的重要器官。肝也是体内

6、胺类物质代谢的重要器官。 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件20.1.420.1.4 肝在维生素代谢中的作用肝在维生素代谢中的作用 肝分泌胆汁酸，促进脂溶性维生素肝分泌胆汁酸，促进脂溶性维生素A、D、E、K的吸收。的吸收。肝是体内维生素肝是体内维生素A、E、K和和B12的主要储的主要储存场所。存场所。 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件参与某些维生素的运输：参与某些维生素的运输： 肝脏可合成分泌视黄醇结合蛋白和维肝脏可合成分泌视黄醇结合蛋白和维生素生素D结合蛋白，分别与视黄醇和维生结合蛋白，分别与视黄醇和维生素素D代谢物结合后在血液中运输。代谢物结合后在血液中运输。

7、目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件多种维生素在肝内转化：多种维生素在肝内转化： l多种维生素主要在肝内转化成相应的多种维生素主要在肝内转化成相应的辅酶。如辅酶。如 VitPP NAD+、NADP+ 等；等；lVit D3 25-(OH)-Vit D3；l胡萝卜素胡萝卜素VitA。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件20.1.520.1.5 肝在激素代谢中的作用肝在激素代谢中的作用 肝在激素的灭活肝在激素的灭活 (inactivation)中起中起重要作用。肝是体内类固醇激素、蛋白重要作用。肝是体内类固醇激素、蛋白质激素、儿茶酚胺类激素灭活的主要场质激素、儿茶酚胺类激素

8、灭活的主要场所。肝脏中激素灭活方式有多种。所。肝脏中激素灭活方式有多种。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件20.2 20.2 肝的生物转化作用肝的生物转化作用Biotransformation Function of Liver目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件20.2.1 20.2.1 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一些非营养物质在体内的代谢转变过程称为生物转化称为生物转化(biotransformation)。非营养物质：指既不能构成组织细胞非营养物质：指既不能构成组织细胞的结构成分，又不能氧化供能的物质。的结构成分，又不能氧化

9、供能的物质。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件内源性：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、毒物等非营养物质非营养物质肝是生物转化作用的主要器官。肝是生物转化作用的主要器官。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件生物转化的重要意义：生物转化的重要意义： 使非营养物质改变其生物活性，溶解度使非营养物质改变其生物活性，溶解度增加，易于从胆汁或尿液排出体外。增加，易于从胆汁或尿液排出体外。 肝的生物转化作用肝的生物转化作用解毒作用。解毒作用。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件20.2.2 20.2.2 生物转化反应的主要类型生

10、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 有些物质经第一相反应后可增加水溶有些物质经第一相反应后可增加水溶性而排出体外。有些物质经第一相反应性而排出体外。有些物质经第一相反应后，须再与一些物质（如葡糖醛酸等）后，须再与一些物质（如葡糖醛酸等）进行第二相反应，增加其水溶性，才能进行第二相反应，增加其水溶性，才能排出体外。排出体外。 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件（1 1） 氧化反应氧化反应 肝细胞的微粒体、线粒体及胞液中有肝细胞的微粒体、线粒体及胞液中有多种氧化酶类，可催化非营养物质进行多种氧

11、化酶类，可催化非营养物质进行氧化反应，是最常见的生物转化方式。氧化反应，是最常见的生物转化方式。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件1 1）微粒体单加氧酶系）微粒体单加氧酶系 肝细胞微粒体中有依赖细胞色素肝细胞微粒体中有依赖细胞色素P P450450的单的单加氧酶系加氧酶系（cytochrome P450 monooxygenase），），其催化产物是羟基化合物或环氧化合物。其催化产物是羟基化合物或环氧化合物。又称羟化酶又称羟化酶（hydroxylase）或混合功能氧化或混合功能氧化酶酶（mixed function oxidase）。）。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物

12、学课件RH+O2+NADPH+H+ ROH+NADP+H2O单加氧酶系催化的基本反应：单加氧酶系催化的基本反应： 例：例：目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 单加氧酶系的羟化作用还是体内许多单加氧酶系的羟化作用还是体内许多物质代谢不可缺少的步骤。物质代谢不可缺少的步骤。 类固醇激素和胆汁酸的合成需经过羟类固醇激素和胆汁酸的合成需经过羟化作用，维生素化作用，维生素D3转变成具有活性的维转变成具有活性的维生素生素1,25-(OH)2-D3也需要羟化反应。也需要羟化反应。 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 有些毒物或致癌物质经氧化后丧失其有些毒物或致癌物质经氧化后丧失其

13、活性，有些本来无活性的物质经氧化反活性，有些本来无活性的物质经氧化反应后可生成有毒或致癌物质。如黄曲霉应后可生成有毒或致癌物质。如黄曲霉素素B1在单加氧酶系的催化下可生成具有在单加氧酶系的催化下可生成具有致癌作用的致癌作用的2,32,3- -环氧黄曲霉素环氧黄曲霉素B1。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件2 2）线粒体单胺氧化酶）线粒体单胺氧化酶RCH2NH2 + O2+ H2O RCHO + NH3 + H2O2 胺胺 醛醛RCHO+ NAD+ + H2O RCOOH+ NADH + H+ 醛醛 酸酸 催化胺类氧化脱氨基生成相应的

14、醛，醛催化胺类氧化脱氨基生成相应的醛，醛在醛脱氢酶催化下生成酸。在醛脱氢酶催化下生成酸。 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件肝 细 胞 中 存 在 醇 脱 氢 酶肝 细 胞 中 存 在 醇 脱 氢 酶( a l c o h o l dehydrogenase, ADH) 和和醛脱氢酶醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase, ALDH) 。RCHO+ NAD+ RCOOH+ NADH + H+ 醛醛 酸酸3 3）醇脱氢酶和醛脱氢酶）醇脱氢酶和醛脱氢酶RCH2OH + NAD+ RCHO + NADH + H+ 醇醇 醛醛ADHALDHH2O目目 录录清华版教材医学生

15、物化学与分子生物学课件 大量饮酒后，乙醇除经大量饮酒后，乙醇除经ADH氧化外，氧化外，还 可 诱 导 微 粒 体 乙 醇 氧 化 系 统还 可 诱 导 微 粒 体 乙 醇 氧 化 系 统（microsomal ethanol oxidizing system，MEOS）。）。MEOS是乙醇是乙醇-P450单加氧酶，催单加氧酶，催化产物是乙醛。化产物是乙醛。 乙醇经乙醇经MEOS催化不能氧化产生催化不能氧化产生ATP，反而增加对氧和反而增加对氧和NADPH的消耗，造成肝的消耗，造成肝细胞能量代谢障碍，引起肝细胞损伤。细胞能量代谢障碍，引起肝细胞损伤。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课

16、件 ALDH基因型有正常纯合子、无活性型基因型有正常纯合子、无活性型纯合子和杂合子三种，在东方人群中的比纯合子和杂合子三种，在东方人群中的比例是例是451045。 无活性型纯合子完全缺乏无活性型纯合子完全缺乏ALDH活性，活性，杂合子型部分缺乏杂合子型部分缺乏ALDH活性，该人群饮活性，该人群饮酒后可造成乙醛蓄积，引起血管扩张、面酒后可造成乙醛蓄积，引起血管扩张、面部潮红、心动过速等。乙醛是有毒物质，部潮红、心动过速等。乙醛是有毒物质，可引起肝脏损伤。可引起肝脏损伤。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件（2 2）还原反应）还原反应催化酶：硝基还原酶类催化酶：硝基还原酶类（nitro

17、reductase） 偶氮还原酶类偶氮还原酶类（azoreductase）产物：产物：催化硝基和偶氮化合物生成胺类。催化硝基和偶氮化合物生成胺类。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件（3 3）水解反应）水解反应 水解酶类：酯酶水解酶类：酯酶（esterase）、）、酰胺酶酰胺酶（amidase）、）、糖苷酶糖苷酶（glucosidase）等，可等，可分别水解脂类、酰胺类和糖苷类化合物。分别水解脂类、酰胺类和糖苷类化合物。 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件（4 4）结合反应）结合反应 结合反应属于第二相反应，是体内重要的

18、结合反应属于第二相反应，是体内重要的生物转化方式。生物转化方式。 可供结合的物质有葡糖醛酸、活性硫酸、可供结合的物质有葡糖醛酸、活性硫酸、乙酰辅酶乙酰辅酶A、谷胱甘肽、甘氨酸等。葡糖醛、谷胱甘肽、甘氨酸等。葡糖醛酸、硫酸和乙酰基结合反应最为重要，尤其酸、硫酸和乙酰基结合反应最为重要，尤其是葡糖醛酸的结合反应最为普遍。是葡糖醛酸的结合反应最为普遍。 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件1 1）葡糖醛酸结合反应）葡糖醛酸结合反应 催化酶是葡糖醛酸基转移酶催化酶是葡糖醛酸基转移酶（UDP glucuronyl transferase），），催化葡糖醛酸催化葡糖醛酸基结合到醇、酚、胺、羧酸

19、类化合物基结合到醇、酚、胺、羧酸类化合物上，生成上，生成-葡糖醛酸苷衍生物。葡糖醛酸苷衍生物。 葡糖醛酸基的供体是尿苷二磷酸葡葡糖醛酸基的供体是尿苷二磷酸葡糖醛酸糖醛酸 (UDPGA)。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 催 化 酶 是 硫 酸 基 转 移 酶催 化 酶 是 硫 酸 基 转 移 酶（sulfotransferase），），3-磷酸腺苷磷酸腺苷5-磷酸磷酸硫酸硫酸（PAPS）作为硫酸的供体。作为硫酸的供体。 将硫酸基结合到醇、酚、芳香胺类及将硫酸基结合到醇、酚、芳香胺类及固醇类等物质上，生成硫酸酯化合物。固醇类等物质上

20、，生成硫酸酯化合物。 2 2）硫酸结合反应）硫酸结合反应 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件3 3）乙酰化反应）乙酰化反应 肝 细 胞 液 中 含 有 乙 酰 基 转 移 酶肝 细 胞 液 中 含 有 乙 酰 基 转 移 酶（acetyltransferase），），能将乙酰基转移到能将乙酰基转移到含氨基或肼的化合物上含氨基或肼的化合物上，生成乙酰化衍，生成乙酰化衍生物。乙酰生物。乙酰CoA是乙酰基的供体。是乙酰基的供体。 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件4 4）甲基化

21、反应）甲基化反应 在肝细胞液和微粒体中甲基转移酶在肝细胞液和微粒体中甲基转移酶的催化下，由的催化下，由S-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸（SAM）提供甲基，一些胺类生物活性物质和提供甲基，一些胺类生物活性物质和药物可通过甲基化灭活。药物可通过甲基化灭活。 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件5 5）谷胱甘肽结合反应）谷胱甘肽结合反应 肝细胞肝细胞液和微粒体中液和微粒体中含丰富的谷胱甘含丰富的谷胱甘肽肽S-转移酶转移酶（glutathione S-transferase，GST ），），能使谷胱甘肽能使谷胱甘肽（GSH）与卤代化与卤代化合物和

22、环氧化合物结合，结合物主要随合物和环氧化合物结合，结合物主要随胆汁排出体外。胆汁排出体外。 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 在肝细胞线粒体酰基转移酶催化下，在肝细胞线粒体酰基转移酶催化下，甘氨酸可与含羧基的化合物结合。首甘氨酸可与含羧基的化合物结合。首先羧基被激活成酰基辅酶先羧基被激活成酰基辅酶A，酰基再与，酰基再与甘氨酸的氨基发生结合反应。甘氨酸的氨基发生结合反应。6 6）甘氨酸结合反应）甘氨酸结合反应 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 肝脏的生物转化作用受年龄、

23、性别、肝脏的生物转化作用受年龄、性别、遗传、疾病、诱导物、抑制物等因素遗传、疾病、诱导物、抑制物等因素的影响。的影响。20.2.3 20.2.3 影响生物转化作用的因素影响生物转化作用的因素 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 新生儿特别是早产儿肝中生物转化新生儿特别是早产儿肝中生物转化酶系发育不完善，生物转化能力较差，酶系发育不完善，生物转化能力较差，容易发生药物及毒素中毒。容易发生药物及毒素中毒。 老年人肝脏生物转化能力仍属正常，老年人肝脏生物转化能力仍属正常，但肝脏血流量和肾廓清速率下降，用但肝脏血流量和肾廓清速率下降，用药后药物在体内半衰期延长。药后药物在体内半衰期延长。

24、 （1 1）年龄因素）年龄因素 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 某些非营养物质的生物转化存在较某些非营养物质的生物转化存在较明显的性别差异。明显的性别差异。 氨基比林在男性体内半衰期为氨基比林在男性体内半衰期为13.4小小时，在女性体内半衰期为时，在女性体内半衰期为10.3小时。小时。 女性体内醇脱氢酶活性高于男性。女性体内醇脱氢酶活性高于男性。（2 2）性别因素）性别因素 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 遗传因素可影响生物转化酶的活性遗传因素可影响生物转化酶的活性从而影响肝脏的生物转化作用。肝脏从而影响肝脏的生物转化作用。肝脏中许多转化酶类在人群中存在着酶

25、活中许多转化酶类在人群中存在着酶活性的多态性，如醛脱氢酶、葡糖醛酸性的多态性，如醛脱氢酶、葡糖醛酸基转移酶等。基转移酶等。 （3 3）遗传因素）遗传因素 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 肝脏疾病可导致肝脏生物转化功能肝脏疾病可导致肝脏生物转化功能降低，造成对药物、毒物及代谢物的降低，造成对药物、毒物及代谢物的转化速度下降，可引起药物治疗剂量转化速度下降，可引起药物治疗剂量与毒性剂量之间的差距缩小。对肝病与毒性剂量之间的差距缩小。对肝病病人用药应特别谨慎。病人用药应特别谨慎。（4 4）疾病因素）疾病因素 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 一些药物或毒物可诱导生物

26、转化相一些药物或毒物可诱导生物转化相关酶的合成，加速其自身转化代谢，关酶的合成，加速其自身转化代谢，并可影响其他物质的生物转化。并可影响其他物质的生物转化。 苯巴比妥能诱导肝微粒体单加氧酶苯巴比妥能诱导肝微粒体单加氧酶系和肝脏葡糖醛酸基转移酶的合成。系和肝脏葡糖醛酸基转移酶的合成。（5 5）诱导与抑制）诱导与抑制 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 许多物质的生物转化反应常受同一许多物质的生物转化反应常受同一酶系催化，同时服用多种药物可发生酶系催化，同时服用多种药物可发生药物间生物转化的竞争抑制作用。药物间生物转化的竞争抑制作用。 保泰松可抑制双香豆素在体内的代保泰松可抑制双香豆

27、素在体内的代谢转化，增强双香豆素的抗凝作用。谢转化，增强双香豆素的抗凝作用。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件20.3 20.3 胆汁酸的代谢胆汁酸的代谢Metabolism of Bile Acids目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件20.3.1 20.3.1 胆汁胆汁 胆汁胆汁(bile)是肝细胞分泌的一种液体，是肝细胞分泌的一种液体，日生成量日生成量300ml700ml。主要成分：胆汁酸盐、主要成分：胆汁酸盐、磷脂、磷脂、胆固醇、胆固醇、胆色素、无机盐等。胆色素、无机盐等。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) )排入肠道

28、排入肠道目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件20.3.2 20.3.2 胆汁酸的种类胆汁酸的种类 胆汁酸胆汁酸(bile acids)按其生成部位分按其生成部位分: : 初级胆汁酸初级胆汁酸(primary bile acid) 次级胆汁酸次级胆汁酸(secondary bile acid) 初级胆汁酸是肝细胞以胆固醇为原料初级胆汁酸是肝细胞以胆固醇为原料直接合成的胆汁酸直接合成的胆汁酸, ,次级胆汁酸是初级次级胆汁酸是初级胆汁酸进入肠道后受细菌作用转变生成胆汁酸进入肠道后受细菌作用转变生成的胆汁酸。的胆汁酸。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 胆汁酸按其结构可分为胆

29、汁酸按其结构可分为: : 游离胆汁酸游离胆汁酸(free bile acid) 结合胆汁酸结合胆汁酸(conjugated bile acid) 结合胆汁酸是游离胆汁酸与甘氨酸或结合胆汁酸是游离胆汁酸与甘氨酸或牛磺酸的结合产物。胆汁中的胆汁酸以牛磺酸的结合产物。胆汁中的胆汁酸以结合型为主，甘氨酸结合型与牛磺酸结结合型为主，甘氨酸结合型与牛磺酸结合型的比例为合型的比例为31。胆汁酸均以钠盐或。胆汁酸均以钠盐或钾盐的形式存在。钾盐的形式存在。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件胆汁胆汁酸酸的种类的种类 初级胆汁酸初级胆汁酸次级胆汁酸次级胆汁酸初级结合胆汁酸：初级结合胆汁酸：初级游离胆汁

30、酸初级游离胆汁酸鹅脱氧胆酸鹅脱氧胆酸甘氨酸或牛磺甘氨酸或牛磺酸与之结合物酸与之结合物次级游离胆汁酸次级游离胆汁酸次级结合胆汁酸：次级结合胆汁酸：脱氧胆酸脱氧胆酸石胆酸石胆酸甘氨酸或牛磺甘氨酸或牛磺酸与之结合物酸与之结合物胆酸胆酸目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件初级胆汁酸生成初级胆汁酸生成20.3.3 20.3.3 胆汁酸的生成胆汁酸的生成 生成部位：生成部位：肝细胞的胞液和微粒体中肝细胞的胞液和微粒体中生成原料：生成原料：胆固醇胆固醇限

31、速酶：限速酶：胆固醇胆固醇7-7-羟化酶羟化酶 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件胆固醇胆固醇(27C)(27C)7-7-羟化胆固醇羟化胆固醇初级游离胆汁酸初级游离胆汁酸 (24C)(24C)初级结合胆汁酸初级结合胆汁酸7-7-羟化酶羟化酶初级胆汁酸生成过程：初级胆汁酸生成过程：(27C)(27C)目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件次级胆汁酸生成次级胆汁酸生成生成部位：生成部位：小肠下段和结肠小肠下段和结肠生成过程：生成过程：初级胆汁酸初级胆汁酸次级胆汁酸次级胆汁酸肠菌肠菌7-7-脱羟基脱羟基目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件胆汁酸生成调节：胆汁酸生成

32、调节： 胆汁酸对胆汁酸对7-7-羟化酶的反馈抑制作用。羟化酶的反馈抑制作用。 胆固醇可提高胆固醇可提高7-7-羟化酶活性，促进胆羟化酶活性，促进胆汁酸的生成。汁酸的生成。 维生素维生素C C 对对7-7-羟化酶催化的羟化反应羟化酶催化的羟化反应有促进作用。有促进作用。 甲状腺素可促进甲状腺素可促进7-7-羟化酶的合成，加羟化酶的合成，加速胆固醇转化为胆汁酸。速胆固醇转化为胆汁酸。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件20.3.4 20.3.4 胆汁酸的肠肝循环胆汁酸的肠肝循环 胆汁酸随胆汁排入肠道后，绝大部分的胆汁酸随胆汁排入肠道后，绝大部分的胆汁酸（包括初级、次级、游离、结合型）胆

33、汁酸（包括初级、次级、游离、结合型）在肠道被重吸收，经门静脉回到肝，肝再在肠道被重吸收，经门静脉回到肝，肝再次将其分泌排入肠道，形成胆汁酸的次将其分泌排入肠道，形成胆汁酸的“肠肠肝循环肝循环”。每日约进行。每日约进行6 61212次。每日有次。每日有少量胆汁酸排掉，主要是石胆酸。少量胆汁酸排掉，主要是石胆酸。目目 录录目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件胆汁酸肠肝循环的意义：胆汁酸肠肝循环的意义： 将有限的胆汁酸反复利用以满足人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。体对胆汁酸的生理需要。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件20.3.5 20.3.5 胆汁酸

34、的生理功能胆汁酸的生理功能 (1)促进脂类的消化与吸收促进脂类的消化与吸收胆汁酸的乳化剂作用胆汁酸的乳化剂作用分子的亲水分子的亲水面（羟基和羧基或磺酸基面（羟基和羧基或磺酸基 ）与疏水）与疏水面（甲基和烃核）。面（甲基和烃核）。(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、磷脂可抑制胆固醇析胆汁中胆汁酸、磷脂可抑制胆固醇析出，与胆固醇的正常比值出，与胆固醇的正常比值 10101 1。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件20.4 20.4 胆色素代谢与黄疸胆色素代谢与黄疸Metabolism of Bile Pigme

35、nt and Jaundice目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 胆色素胆色素（bile pigment）是体内铁卟啉化是体内铁卟啉化合物分解代谢的主要产物，包括胆绿素合物分解代谢的主要产物，包括胆绿素（biliverdin）、）、胆红素胆红素（bilirubin）、）、胆素胆素原原（bilinogens）和胆素和胆素（bilin）。）。这些化这些化合物除胆素原无色外，其余均有一定颜合物除胆素原无色外，其余均有一定颜色，统称胆色素。色，统称胆色素。 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件20.4.1 20.4.1 胆红素的生成胆红素的生成 体内血红蛋白、肌红蛋白、细胞色

36、素、体内血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、过氧化氢酶及过氧化物酶等均含有铁卟过氧化氢酶及过氧化物酶等均含有铁卟啉化合物，代谢均可产生胆红素。啉化合物，代谢均可产生胆红素。正常成人每天约产生正常成人每天约产生250mg350mg胆红胆红素，其中素，其中80%左右来自衰老红细胞中血左右来自衰老红细胞中血红蛋白的分解。红蛋白的分解。 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件衰老红细胞被肝、脾、骨髓的单核吞噬衰老红细胞被肝、脾、骨髓的单核吞噬系统细胞吞噬，血红蛋白分解为珠蛋白系统细胞吞噬，血红蛋白分解为珠蛋白和 血 红 素 ， 血 红 素 在 血 红 素 加 氧 酶和 血 红 素 ， 血 红 素

37、在 血 红 素 加 氧 酶（heme oxygenase, HO）催化下生成胆绿素。催化下生成胆绿素。胆绿素在胆绿素还原酶胆绿素在胆绿素还原酶（biliverdin reductase）的作用下，还原生成胆红素。的作用下，还原生成胆红素。目目 录录目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件胆红素由胆红素由4 4个吡咯环连接组成，分子中个吡咯环连接组成，分子中的亲水基团羟基或酮基、亚氨基及丙酸的亲水基团羟基或酮基、亚氨基及丙酸基等在分子内形成基等在分子内形成6 6个氢键，使胆红素个氢键，使胆红素分子卷曲成稳定构象，亲水基团隐藏于分子卷曲成稳定构象，亲水基团隐藏于内部，疏水基团暴露在表面，成

38、为难溶内部，疏水基团暴露在表面，成为难溶于水的脂溶性物质。于水的脂溶性物质。目目 录录目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件20.4.2 20.4.2 胆红素在血液中的转运胆红素在血液中的转运 胆红素在血液中主要以胆红素胆红素在血液中主要以胆红素- -清蛋白清蛋白复合物的形式进行运输。复合物的形式进行运输。胆红素与清蛋白结合增加了胆红素在血胆红素与清蛋白结合增加了胆红素在血浆中的溶解度，并限制胆红素自由通过浆中的溶解度，并限制胆红素自由通过生物膜而产生细胞毒性作用。生物膜而产生细胞毒性作用。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件每分子清蛋白可结合两分子胆红素。每分子清蛋白可

39、结合两分子胆红素。正常情况下，血浆中清蛋白结合胆红正常情况下，血浆中清蛋白结合胆红素的潜力巨大。素的潜力巨大。当清蛋白含量降低，结合部位被其他当清蛋白含量降低，结合部位被其他物质占据（如磺胺药、水杨酸、脂酸物质占据（如磺胺药、水杨酸、脂酸等），或胆红素浓度过高时，胆红素等），或胆红素浓度过高时，胆红素可与脑部基底核结合，引起胆红素脑可与脑部基底核结合，引起胆红素脑病或核黄疸。病或核黄疸。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件在血液中与清蛋白结合运输的胆红素，在血液中与清蛋白结合运输的胆红素，因尚未在肝中结合转化而称为未结合因尚未在肝中结合转化而称为未结合胆红素。胆红素。未结合胆红素因

40、亲水基团在分子内形未结合胆红素因亲水基团在分子内形成氢键使分子卷曲，须加入乙醇或尿成氢键使分子卷曲，须加入乙醇或尿素破坏分子内氢键，才能与重氮试剂素破坏分子内氢键，才能与重氮试剂产生紫红色反应，故又称为间接反应产生紫红色反应，故又称为间接反应胆红素或间接胆红素。胆红素或间接胆红素。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件20.4.3 20.4.3 胆红素在肝中的代谢胆红素在肝中的代谢 胆红素的进一步代谢主要在肝中进胆红素的进一步代谢主要在肝中进行，肝细胞对胆红素具有摄取、转行，肝细胞对胆红素具有摄取、转化和排泄等重要作用。化和排泄等重要作用。 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物

41、学课件20.4.3.1 20.4.3.1 肝细胞对胆红素的摄取肝细胞对胆红素的摄取 血中胆红素以胆红素血中胆红素以胆红素- -清蛋白复合清蛋白复合物的形式运输至肝脏，胆红素与清物的形式运输至肝脏，胆红素与清蛋白分离，透过肝细胞膜与肝细胞蛋白分离，透过肝细胞膜与肝细胞质中的配体蛋白质中的配体蛋白(ligandin)Y Y蛋白和蛋白和Z Z蛋白结合，运输至滑面内质网。蛋白结合，运输至滑面内质网。 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件20.4.3.2 20.4.3.2 肝细胞对胆红素的转化肝细胞对胆红素的转化 在肝细胞葡糖醛酸基转移酶的催化下，在肝细胞葡糖醛酸基转移酶的催化下，胆红素分子

42、的胆红素分子的2 2个丙酸基可与葡糖醛酸个丙酸基可与葡糖醛酸结 合 ， 生 成 胆 红 素 葡 糖 醛 酸 酯结 合 ， 生 成 胆 红 素 葡 糖 醛 酸 酯（bilirubin glucuroride）。）。胆红素葡糖醛酸二酯为主要产物，胆胆红素葡糖醛酸二酯为主要产物，胆红素葡糖醛酸一酯仅占少量。红素葡糖醛酸一酯仅占少量。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件与葡糖醛酸结合的胆红素称为结合胆与葡糖醛酸结合的胆红素称为结合胆红素红素(conjugated bilirubin)，其水溶性明其水溶性明显增强，不易透过细胞膜和血脑屏障，显增

43、强，不易透过细胞膜和血脑屏障，毒性明显降低。毒性明显降低。结合胆红素分子内无氢键，可直接与结合胆红素分子内无氢键，可直接与重氮试剂发生反应，故又称为直接反重氮试剂发生反应，故又称为直接反应胆红素或直接胆红素。应胆红素或直接胆红素。 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件结合胆红素与未结合胆红素的比较结合胆红素与未结合胆红素的比较项目项目 结合胆红素结合胆红素 未结合胆红素未结合胆红素同义名同义名 直接胆红素直接胆红素 间接胆红素间接胆红素 肝胆红素肝胆红素 血胆红素血胆红素与葡糖醛酸结合与葡糖醛酸结合 结合结合 未结合未结合脂溶性脂溶性 小小 大大水溶性水溶性 大大 小小与重氮试剂反

44、应与重氮试剂反应 直接反应直接反应 间接反应间接反应透过细胞膜透过细胞膜能力及毒性能力及毒性 小小 大大经肾随尿排出经肾随尿排出 能能 不能不能目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件20.4.3.3 20.4.3.3 肝细胞对胆红素的排泄肝细胞对胆红素的排泄 肝细胞将结合胆红素分泌进入胆汁，通肝细胞将结合胆红素分泌进入胆汁，通过胆道排泄进入肠道。过胆道排泄进入肠道。肝细胞膜的多耐药相关蛋白肝细胞膜的多耐药相关蛋白2（multidrug resistance-like protein 2）是分泌结合胆红是分泌结合胆红素进入胆小管的主动转运蛋白。素进入胆小管的主动转运蛋白。苯巴比妥等药物

45、，对肝细胞分泌结合胆苯巴比妥等药物，对肝细胞分泌结合胆红素进入胆小管具有诱导作用。红素进入胆小管具有诱导作用。 目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件20.4.4 20.4.4 胆红素在肠道中的转变胆红素在肠道中的转变 结合胆红素在回肠下段和结肠中的细结合胆红素在回肠下段和结肠中的细菌作用下，脱去葡糖醛酸基，再逐步菌作用下，脱去葡糖醛酸基，再逐步还原生成无色的胆素原类化合物。还原生成无色的胆素原类化合物。d-d-尿胆素原尿胆素原 (d-urobilinogen)i-i-尿胆素原尿胆素原 (i-urobilinogen) 粪胆素原粪胆素原 (stercobilinogen)胆素原胆素原

46、目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件胆素胆素胆素原大部分随粪便排出，遇空气氧胆素原大部分随粪便排出，遇空气氧化生成相应的胆素类化合物。胆素为化生成相应的胆素类化合物。胆素为黄褐色，是正常粪便中的主要色素。黄褐色，是正常粪便中的主要色素。d-d-尿胆素尿胆素 (d-urobilin)i-i-尿胆素尿胆素 (i-urobilin)粪胆素粪胆素 (stercobilin)目目 录录目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件20.4.5 20.4.5 胆素原的肠肝循环胆素原的肠肝循环 在生理状态下，胆素原约有在生理状态下，胆素原约有10%20%被肠道重吸收，经门静脉进入肝脏，其被肠道

47、重吸收，经门静脉进入肝脏，其中大部分（中大部分（约约90%）被肝脏摄取，又以）被肝脏摄取，又以原形排入肠道，此称胆素原的肠肝循环原形排入肠道，此称胆素原的肠肝循环（bilinogen enterohepatic circulation）。）。目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件肠道重吸收的胆素原有小部分（约肠道重吸收的胆素原有小部分（约10%）进入体循环，经肾随尿排出，）进入体循环，经肾随尿排出，称为尿胆素原，再经空气氧化生成尿称为尿胆素原，再经空气氧化生成尿胆素，成为尿的主要色素。胆素，成为尿的主要色素。目目 录录目目 录录清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 20.4.6 20.4.6 血清胆红素与黄疸血清胆红素与黄疸 血清中胆红素存在结合胆红素与血清中胆红素存在结合胆红素与未结合胆红素两种形式。未结合胆红素两种形式。正常人血清中胆红素总量为正常人血清中胆红素总量为1.717.1mol/L （0.11.0mg/dl），），其