概述肝脏的作用:“人体的化工厂”。物质代谢、生物转化肝脏的生理特点有肝动脉和门静脉双重血液供应。有丰富的血窦,血流 速度较慢,有利于进行物质交换。有肝静脉和胆道两条输出通道和与体循环和肠道相通,有利于非营养物质代谢转变及排泄。肝脏含有数百种酶 ,其中某些酶是其他组织没有或含量极少的。肝脏是胆固醇代谢的主要脏器胆固醇主要在肝脏合成,80%转变成胆汁酸排入胆道。4.肝脏 是合成磷脂、脂蛋白的主要场所肝脏功能受损,或合成磷脂原料缺乏时,肝内脂肪不能运出,可形成“脂肪肝”生物转化的作用: 概念,反应类型,生理意义胆汁酸代谢:胆汁酸的种类,胆汁酸的肠肝循环本章重点1、生物转化的作用:概念,反应类型,生理 意义2、胆汁酸代谢:胆汁酸的种类,胆汁酸的肠肝循环3、胆色素代谢:胆色素的概念,未结合胆红素,结合胆红素,胆红素在肠道中的变化 ,血清胆红素与黄疸肝细胞对胆红素的摄取胆红素—清蛋白清蛋白胆红素Y和Z胆红素—Y胆红素—Z葡萄糖醛基转移酶胆红素 Y和Z葡萄糖醛酸胆红素肝细胞肝细胞肝血窦内质网UDPG胆汁主动转运胆红素代谢胆红素在肝中的代谢*转化 部位:滑面内网质反应:结合反应(主要为结合物为UDP葡萄糖醛酸,UDPGA)酶:葡萄糖醛酸基转移酶产物: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,统称为结合胆红素苯巴比妥类药物可诱导葡萄糖醛酸基转移酶的生成清蛋白-间接 胆红素清蛋白间接胆红素直接胆红素连接蛋白Y和Z2UDP葡萄糖醛酸2UDP血液胆汁摄取结合排泄图11胆红素 在肝脏内的代谢过程葡萄糖醛酸转移酶直接胆红素肝细胞连接蛋白-间接胆红素(滑面内质网)连接蛋白胆红素代谢*排泄 结合胆红素从肝细胞毛细胆管排泄入胆汁中,再随胆汁排入肠道。胆红素在肠中的变化直接胆红素葡萄糖醛酸胆红素肠道细菌胆素原 还原重吸收肝门静脉体循环肾胆汁胆汁粪胆素原粪氧化粪胆素尿胆素原尿胆素氧化尿胆红素代谢三、胆 红素在肠道中的变化和胆色素的肠肝循环结合胆红素胆素原肠菌葡萄糖醛酸还原胆素氧化*过程﹡胆素原:中胆 素原,粪胆素原,d-尿胆素原﹡胆素:1-尿胆素,粪胆素,d-尿胆素游离胆红素粪便颜色的主要来源:粪胆素尿中主要 的色素:尿胆素尿三胆:尿胆素原、尿胆素和尿胆红素﹡胆素原:中胆素原,粪胆素原,d-尿胆素原﹡胆素:1-尿胆素,粪胆 素,d-尿胆素*胆素原的肠肝循环胆素原肠肝循环的概念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(bilinogenenterohepaticcirculation)。胆素原肠肝循 环的过程四、血清胆红素与黄疸结合胆红素: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。 游离胆红素: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。 *两种胆红素*正常血清胆红素浓度1~16?mol/l(0.1~1mg/dl)4/5为游离胆红素,其余为结合胆红 素项目游离胆红素结合胆红素别名间接胆红素,血胆红素直接胆红素,肝胆红素与葡萄糖醛酸 结合未结合结合与重氮试剂反应慢或间接反应迅速直接反应水中溶解度小大经肾随尿排出不能能通透细胞膜对脑 的毒性作用大无两种胆红素的区别黄疸(jaundice)概念高胆红素血症黄疸隐形黄疸种类(按血清胆红素的来源) 溶血性黄疸…………………………胆红素来源增加胆道阻塞性黄疸……………………胆红素去路不畅肝性黄疸…………………………胆红素 加工受阻由于肝细胞破坏,其摄取转化和排泄胆红素能力降低所致。(二)肝细胞性黄疸是由于红细胞在单核-吞噬细胞系统 破坏过多,超过肝细胞的摄取转化和排泄能力,造成血清游离胆红素浓度过高所致。(一)溶血性黄疸各种原因引起的胆汁排泄通 道受阻,使胆小管和毛细血管内压力增大破裂,致使结合胆红素逆流入血,造成血清胆红素升高所致。(三)阻塞性黄疸高胆红素血症:血中 胆红素浓度高于1.0mg/dl。黄疸形成的机制胆道梗阻肝外排泄障碍肝后性肝细胞混合性机理肝细胞对胆红素的排泄障碍 高结合胆红素血症胆红素结合障碍胆红素的摄取障碍肝细胞处理胆红素的能力下降(肝炎、肝硬化等)肝性非溶血性(血红素合成 过多)溶血性(红细胞破坏)胆红素形成过多肝前性高未结合胆红素血症高胆红素血症发生机理分类高胆红素血症分类发生机理 黄疸:血清胆红素含量高于2mg/dl,扩散进入组织,组织黄染隐性或亚临床性黄疸:2mg/dl>胆红素浓度>1.0mg/dl,肉 眼不能观察到巩膜或皮肤黄染黄疸时血、尿、粪的改变指标正常阻塞性黄疸溶血性黄疸肝细胞性黄疸总量直接间接 <1mg/dl0~0.8mg/dl<1mg/dl>1mg/dl↑↑?>1mg/dl?↑↑>1mg/ dl↑↑尿颜色尿胆红素尿胆素原尿胆素正常—少量?深++↓?较深—↑?深++不一 定?粪便颜色正常陶土色(完全梗阻)深变浅/正常?各种黄疸时血、尿、粪中某些指标的改变有(阳性)有(阳 性)没有(阴性)尿胆红素增加增加不变结合胆红素不变增加增加游离胆红素增加增加增 加血清胆红素总量阻塞性黄疸肝性黄疸溶血性黄疸催化酶葡萄糖醛酸基转移酶(UDP-glucuronyl transferases,UGT)举例:+UDPGA苯酚+UDP苯β葡糖醛酸苷2.硫酸结合反应 硫酸供体3′-磷酸腺苷5′-磷酸硫酸(PAPS)雌酮催化酶硫酸转移酶(sulfatetransferas e)举例+PAPS+PAP雌酮硫酸酯+H3CO~SCoA+HSCoA氨苯磺胺乙酰辅酶 A乙酰氨苯磺胺辅酶A乙酰转移酶3.酰基化反应异烟肼乙酰辅酶A 乙酰异烟肼辅酶A4.谷胱甘肽结合反应环氧萘谷胱甘 肽S-二氢萘醇谷胱甘肽5.甘氨酸结合反应胆酸+甘氨酸甘氨胆酸6.甲基化反应尼 克酰胺N-甲基尼克酰胺甲基的供体 :S-腺苷甲硫氨酸(SAM)影响生物转化作用的因素“轻壮幼虚、老弱病残、阴盛阳衰、药物诱导”1、新生儿易发生氯霉素中 毒(葡萄糖醛酸转移酶少);老年人的生物转化能力下降,用药需谨慎。2、女性的转化能力一般高于男性3、长期服用某一药物会出现耐药性 。第三节胆汁与胆汁酸的代谢MetabolismofBileandBileAcids一、胆汁胆 道系统肝分泌胆囊浓缩(肝胆汁)(胆囊胆汁)*主要有机成分胆汁酸盐(含量最高)、多种酶类等二、胆汁酸的代谢胆汁酸 (bileacids)的概念胆汁酸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,简称胆盐(bile salts)。(一)胆汁酸的分类按结构分游离胆汁酸(freebileacid)结合胆汁酸(conjuga tedbileacid)游离胆汁酸例:胆酸COOH例:鹅脱氧胆酸结合胆汁酸CONHCH2CH2SO3H例 :牛磺胆酸例:甘氨胆酸CONHCH2COOH按来源分初级胆汁酸(primarybileacid)次级胆汁酸(s econdarybileacid)初级胆汁酸是肝细胞以胆固醇为原料直接合成的胆汁酸,包括胆酸、鹅脱氧胆酸及相应结合型胆汁酸 。次级胆汁酸在肠道细菌作用下初级胆汁酸7α-羟基脱氧后生成的脱氧胆酸和石胆酸及其重吸收回肝脏后所生成的结合产物。胆汁酸的分 类:按结构分类游离型胆汁酸结合型胆汁酸脱氧胆酸石胆酸胆酸鹅脱氧胆酸甘氨胆酸牛黄胆酸甘氨鹅脱氧胆酸牛黄鹅脱氧 胆酸初级胆汁酸次级胆汁酸肠道细菌按来源分类甘氨脱氧胆酸、牛黄脱氧胆酸、甘氨石胆酸、牛黄鹅石胆酸脱氧胆酸、石胆酸次 级胆汁酸(由初级胆汁酸在肠道菌作用下转变而成)甘氨胆酸、牛黄胆酸、甘氨鹅脱氧胆酸、牛黄鹅脱氧胆酸胆酸、鹅脱氧胆酸初级胆 汁酸(肝内由胆固醇生成)结合胆汁酸游离胆汁酸(二)胆汁酸的代谢1.初级胆汁酸的生成﹡部位:肝细胞的胞液和微粒 体中﹡原料:胆固醇※胆固醇转化成胆汁酸是其在体内代谢的主要去路﹡限速酶:胆固醇7α-羟化酶初级胆汁酸的合成胆固醇 7-α羟胆固醇7-α羟化酶胆酰辅酶A鹅脱氧胆酰辅酶A胆酸鹅脱氧胆酸 羟化,加氢还原,侧链氧化断裂,辅酶A结合H2OCOASHH2OCOASH1.游离型胆汁酸的 合成2.次级胆汁酸的生成与肠肝循环﹡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羟胆汁酸肠 肝循环胆汁酸肠肝循环概念胆汁酸随胆汁排入肠腔后,通过重吸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的过程 。胆固醇结合胆汁酸游离胆汁酸0.4~0.6g/day20~30g/day小肠肝脏(代谢池3~5g)门静脉大肠 排泄0.4~0.6g/day肠菌作用重吸收95%胆汁酸的肠肝循环胆汁酸肠肝循环的生理意义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。(三)胆汁酸的功能1.促进脂类的消化与吸收立体构型——亲水与疏水两个侧面2.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常比值?10︰1疏水侧亲水侧甘氨胆酸的立体构型第四节胆色素的 代谢与黄疸MetabolismofBilePigmentandJaundice胆色素(bilepigment) 是体内铁卟啉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。胆色素的概念*胆红素(bilirubin)来 源体内的铁卟啉化合物——血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、过氧化氢酶及过氧化物酶。※约80%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*生成过程部位肝、脾、骨髓单核-巨噬细胞系统细胞微粒体与胞液中过程血红蛋白血红素+珠蛋白氨 基酸胆红素胆红素的性质亲脂疏水,对大脑具有毒性作用限速酶:血红素加氧酶胆红素的生成过程胆红素的 转运网状内皮系统细胞膜清蛋白胆红素胆红素清蛋白复合物血液细胞膜组织细胞胆红素有机阴离子(—)肝细胞胆红素 代谢胆红素的转运*胆红素的转运意义增加胆红素在血浆中的溶解度,限制胆红素自由通过生物膜产生毒性作用。竞争结合剂 磺胺药、脂肪酸、胆汁酸、水杨酸类等有机阴离子可与胆红素竞争结合清蛋白分子上的高亲和力结合部位,使胆红素游离出来,进入脑组织而出现中 毒症状(如核黄疸)运输形式胆红素-清蛋白复合体二、胆红素在肝中的转变*摄取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*转运载体蛋白(配体蛋白,ligand):Y(优先结合胆红素)、Z蛋白生理性新生儿非溶血性黄疸的机理:缺少Y蛋白 苯巴比妥药消除生理性新生儿黄疸的机理:诱导Y蛋白生成第十七章肝的生物化学Biochemistryin Liver★肝在物质代谢中的作用★肝的生物转化作用★胆汁与胆汁酸★胆色素代谢与黄疸第一节肝在物质 代谢中的作用一、肝在糖代谢中的作用血糖糖原合成糖原分解肝糖原甘油三脂非糖物质糖异生肝细胞血液作用: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。不同营养状态下肝内如何进行糖代谢?饱食状态肝糖原合成↑过多糖则转 化为脂肪,以VLDL形式输出空腹状态肝糖原分解↑饥饿状态以糖异生为主※脂肪动员↑→酮体合成↑→节省葡萄糖二、肝在脂类 代谢中的作用1、促进脂类物质的消化吸收:胆汁酸盐胆固醇→胆汁酸→肠腔→促进脂类的消化吸收肝脏病变时,脂类消化吸收障碍,脂肪 痢、厌食油腻2、脂肪的分解、合成和改造:肝细胞线粒体富含FA氧化酶系、FA合成酶系和酮体生成酶类。三、肝在蛋白质代谢中的作 用在血浆蛋白质代谢中的作用合成与分泌血浆蛋白质(γ球蛋白除外)清除血浆蛋白质(清蛋白除外)在氨基酸代谢中的作用催化氨基酸 的脱氨基、脱羧基、脱硫、转甲基等(支链氨基酸除外)。肝细胞损害时,血清GPT含量升高清除血氨及胺类,合成尿素。严重肝病时,尿 素合成↓→血氨↑→肝昏迷肝的代谢中心作用脂类代谢中的作用脂肪肝3、只在肝中进行的代谢:尿素循环,酮体生成 1、主要在肝脏中进行的代谢途径:糖异生、胆汁酸生成、酮体生成、胆固醇合成、尿素生成某些血浆蛋白(清蛋白、凝血酶原、纤维蛋白原、α1 -抗胰蛋白酶等)合成、核苷酸的从头合成、生物转化、激素灭活、维生素加工2、肝糖原能调节血糖而肌糖原不能调节的原因:骨骼 肌中缺少葡萄糖6磷酸酶肝在物质代谢中的中心作用四、肝在维生素代谢中的作用1、储存:维生素A、K、B122、代谢:尼克酰 胺(维生素PP)转变为辅酶Ⅰ(NAD+)、辅酶Ⅱ(NADP+)泛酸转变为辅 酶A维生素B1转变为焦磷酸硫胺素(TPP)胡萝卜素转变为维生素A3、吸收:脂溶性维生素五、肝在激素代谢中的作用激素的灭 活(inactivationofhormone)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。主要方式 :生物转化肝脏疾患时可能出现的临床现象及其产生原因肝对雌激素的灭活功能降低蜘蛛痣、肝掌激素代谢VK、VA的吸收、转运 与代谢障碍出血倾向、夜盲症维生素代谢凝血酶原、纤维蛋白原合成减少凝血慢及出血倾向清蛋白合成减少水肿或腹水尿 素合成能力下降肝昏迷蛋白质代谢极低密度脂蛋白合成减少脂肪肝分泌胆汁酸的能力下降或排出障碍厌油腻及脂肪泻脂类代 谢肝糖原储存下降,糖异生减弱低血糖糖代谢原因临床表现肝功能第二节肝的生物转化作用Bio transformationFunctionofLiver一、生物转化的概念*生物转化的定义非营养性物质在肝脏内,经过 氧化、还原、水解和结合反应,使脂溶性较强的物质获得极性基团,增加水溶性,而易于随胆汁或尿液排出体外,这一过程称为肝脏的生物转化作用 。*生物转化的对象内源性:如激素、胺类等外源性:如药物、毒物等非营养物质*生物转化的意义对体内的非营养物质进 行转化,使其灭活(inactivate),或解毒(detoxicate);更为重要的是可使这些物质的溶解度增加,易于排出体外。 *生物转化的主要场所肝是主要器官,但在肺、肾、胃肠道和皮肤也有一定生物转化功 能。※肝的生物转化作用≠解毒作用二、生物转化反应的主要类型概述第一相反应:氧化、还原、水解反应第二相反应:结合反 应有些物质经过第一相反应即可顺利排出体外。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合 ,即第二相反应,才最终排出。氧化反应在肝细胞的微粒体、线粒体及胞液中含有参与生物转化的不同氧化酶系,包括加单氧酶系、胺氧化 酶系、脱氢酶系酶系细胞内定位反应式及举例加单氧酶系(混合功能氧化酶、羟化酶)微粒体(滑面内质网)R H+O2+NADPH+H+→ROH+NADP++H2O(如烃类的氧化)胺氧化酶系 线粒体RCH2NH2+O2+H2O→RCHO+NH3+H2O2(如单胺氧化酶催化组胺的氧化)脱氢 酶系胞液、线粒体RCH2OH+NAD+→RCHO+NADH+H+→RCOOH(如醇脱氢酶及醛脱氢酶催化的 反应)?一、加单氧酶系1、加单氧酶系的组成组成 作用NADPH 电子供体NADPH—细胞色素以FAD和FMN为辅基P450还原酶 电子传递体细胞色素P450能与 氧和作用物相结合2.加单氧酶系的作用过程Fe3+细胞色素P450Fe3+RHO2-NADPH+H+FADH2底物 RHe-e-2H+H2OROH2HO2细胞色素P450Fe3+(氧化型)RH(氧化型)Fe2+细胞色素 P450RH(还原型)细胞色素P450RHFe2+O2(还原型)NADPH-细胞色素还原酶(氧化型)(产物) e-细胞色素b5NADHNADH-细胞色素b5还原酶?细胞色素P450加单氧酶系的生理意义与作用特点生理意义:参与药 物与毒物的转化。作用物通过羟化,极性增强,溶解度增大,而易于随尿排出。特点:酶可被诱导生成苯巴比妥安眠药可诱导加单氧酶 合成利福平可诱导细胞色素P450的合成二、线粒体单胺氧化酶系RCH2NH2+O2+H2ORC HO+NH3+H2O2单胺氧化酶三、胞液中的脱氢酶系还原反应主要包括偶氮还原酶和硝基还原酶两种酶 分布作用偶氮还肝微粒体由N ADPH供氢,使作用物经偶氮原酶复合物转化生成胺硝基还 肝肾肺细由NADH供氢,将作用物—NO2原酶胞微粒体还原成—NH2水解反 应催化水解反应的酶类主要包括酯酶、酰胺酶、糖苷酶等,分布于胞液中结合对象:凡含有羟基、羧 基或氨基的药物、毒物或激素均可发生结合反应结合剂:葡萄糖醛酸、硫酸、谷胱甘肽、甘氨酸、乙酰基、甲基 等物质或基团结合反应结合反应??结合反应结合基团直接供体酶类 酶定位底物类型1.葡萄糖醛酸结合二磷酸尿苷葡萄糖醛酸(UDPGA)葡萄糖醛酸转移酶微粒体酚、吗啡、可卡 因等含羟基、羧基的非营养物质2.硫酸结合3’—磷酸腺苷—5’—磷酸硫酸(PAPS)硫酸转移酶胞液醇、酚、芳香胺类、雌酮3.甲基结合S—腺苷蛋氨酸(SAM)甲基转移酶胞液儿茶酚胺、尼克酰胺、组胺等4.乙酰基结合乙酰辅酶A乙酰基转移酶胞液芳香胺、胺、氨基酸、磺胺药?主要类型1.葡萄糖醛酸结合反应——最多见的结合反应葡萄糖醛酸基的直接供体尿苷二磷酸葡萄糖醛酸(UDPGA)2NAD+2NADH+2H+UDPG脱氢酶糖原尿苷二磷酸(UDP)1—磷酸葡萄糖尿苷三磷酸(UTP)ATP(UDPG)焦磷酸化酶二磷酸尿苷葡萄糖(UDPG)+PPiUDPG脱氢酶二磷酸尿苷葡萄糖醛酸(UDPGA)结合作用底物UDP葡萄糖醛酸苷结合产物NAD+NADH+H+葡萄糖醛酸结合作用ATP |
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