专科生物化学肝的生物化学.ppt
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1、第第11章章肝的生物化学肝的生物化学学习重点学习重点1.了解肝脏的组织结构和化学组成特点了解肝脏的组织结构和化学组成特点2.了解胆红素的生成与转运了解胆红素的生成与转运 3.熟悉肝脏在物质代谢中的作用及生物转化熟悉肝脏在物质代谢中的作用及生物转化的概念和意义的概念和意义4.熟悉胆汁酸代谢及胆汁酸肝肠循环的生理熟悉胆汁酸代谢及胆汁酸肝肠循环的生理意义意义5.掌握胆红素的肠肝循环和不同类型黄疸的掌握胆红素的肠肝循环和不同类型黄疸的形成机制及鉴别形成机制及鉴别案例案例10-1、陈女士到医院做体检,做了几项生化陈女士到医院做体检,做了几项生化检查。检查。问题:问题:她看哪些生化指标可以了解自己的她看哪
2、些生化指标可以了解自己的 肝功能状况?肝功能状况?肝脏的组织结构与化学组成特点肝脏的组织结构与化学组成特点(四)丰富的酶类(四)丰富的酶类(三)丰富的血窦(三)丰富的血窦(二)有两条输出通路(二)有两条输出通路(一)有两条输入通路(一)有两条输入通路第第 1 1 节节肝在物质代谢中的作用肝在物质代谢中的作用(物质代谢中枢)(物质代谢中枢)人体化工厂人体化工厂作用:作用:维持血糖水平相对稳定,保障全维持血糖水平相对稳定,保障全身各组织,尤其是大脑和红细胞身各组织,尤其是大脑和红细胞的能量供应。的能量供应。肝糖原的合成与分解肝糖原的合成与分解糖异生糖异生回顾:肝内进行那些糖代谢途径回顾:肝内进行那
3、些糖代谢途径?一、肝的糖代谢中的作用一、肝的糖代谢中的作用不同营养状态下肝内如何进行糖代谢?不同营养状态下肝内如何进行糖代谢?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、胆固醇,以过多糖则转化为脂肪、胆固醇,以VLDLVLDL形式形式输出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肝功能受损:饥饿时易发生低血糖肝功能受损:饥饿时易发生低血糖。二、肝在脂类代谢中的作用二、肝在脂类代谢中的作用 回顾:肝内进行的脂类代谢主要有哪些?回顾:肝内进行的脂类代谢主要有哪些?脂肪酸的氧化、脂肪酸的合成及酯化
4、、脂肪酸的氧化、脂肪酸的合成及酯化、酮体的生成、酮体的生成、胆固醇的合成与转变胆固醇的合成与转变脂蛋白与载脂蛋白的合成脂蛋白与载脂蛋白的合成 (VLDL(VLDL、HDLHDL、apo C)apo C)、脂蛋白的降解、脂蛋白的降解 (LDL)(LDL)作作用用:在在脂脂类类的的消消化化、吸吸收收、合合成成、分分解与运输均具有重要作用。解与运输均具有重要作用。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
5、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 LDL 的降解的降解运输运输 合成与分泌合成与分泌 VLDL;HDL;VLDL;HDL;肝功能受损:肝功能受损:“脂肪泻脂肪泻”肝功能受损:肝功能受损:PL “脂肪肝脂肪肝”肝功能受损:清蛋白肝功能受损:清蛋白 三、肝在蛋白质代谢中的作用三、肝在蛋白质代谢中的作用1.蛋白质的合成:蛋白质的合成:合成:合成:自身蛋白自身蛋白 血浆蛋白血浆蛋白清蛋白清蛋白 纤维蛋白原纤维蛋白原凝血酶原凝血酶原水肿、水肿、A/GA/G凝血时间延长、凝血时间延长、出血倾向出血倾向凝血因子凝血因子肝功能受损:血氨肝功能受损:血氨 胺类(假神经递质)
6、胺类(假神经递质)肝肝性性脑脑病病2.合成尿素、解除氨毒:合成尿素、解除氨毒:氨氨尿素尿素肾排肾排肝细胞内肝细胞内转氨酶转氨酶含量高:含量高:ALT急性肝炎:急性肝炎:ALT3.氨基酸分解代谢:氨基酸分解代谢:转氨基、脱氨基、转甲基、脱羧基转氨基、脱氨基、转甲基、脱羧基肝性昏迷的临床生化检验指标肝性昏迷的临床生化检验指标1.1.血清白蛋白降低,表明蛋白合成能力低下;血清白蛋白降低,表明蛋白合成能力低下;2.2.血清胆红素可呈显著升高,说明有胆汁排泄障碍;血清胆红素可呈显著升高,说明有胆汁排泄障碍;3.3.低胆固醇血症,因肝合成能力降低所致;低胆固醇血症,因肝合成能力降低所致;4.AST4.AS
7、T及及ALTALT由高值转为低值,见于大量肝细胞坏死的情况;由高值转为低值,见于大量肝细胞坏死的情况;5.5.尿素呈低值,提示肝合成尿素功能低下;尿素呈低值,提示肝合成尿素功能低下;6.6.血糖降低,由于肝糖原血糖降低,由于肝糖原储备减少引起;储备减少引起;7.7.凝血酶原时间延长,由于肝合成凝血因子降低;凝血酶原时间延长,由于肝合成凝血因子降低;8.8.血液血液pHpH增高及增高及PCO2PCO2降低(呼吸性碱中毒),因脑水肿引起的降低(呼吸性碱中毒),因脑水肿引起的换气过度所致。换气过度所致。四、肝在维生素代谢中的作用四、肝在维生素代谢中的作用1.1.脂溶性维生素的脂溶性维生素的吸收吸收2
8、.2.维生素的维生素的储存储存 是是Vit AVit A、D D、K K、B B1 1和和B B1212的主要储存场所的主要储存场所3.3.维生素的维生素的转化转化Vit DVit D3 3 25-(OH)-Vit D 25-(OH)-Vit D3 3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胆道阻塞:胆道阻塞:Vk 出血倾向出血倾向肝功能受损肝功能受损:肝性佝偻病肝性佝偻病五、肝在激素代谢中的作用五、肝在激素代谢中的作用激素的灭活激素的灭活 通过一定的化学反应使激素的活性减弱或丧失通过一定的化学反应使激素的活性减弱或丧失称为激素的灭活。称为激素的灭活。主要方式:生物转化主要方式:生
9、物转化肝功能受损:皮肤蜘蛛痣、肝掌、肝功能受损:皮肤蜘蛛痣、肝掌、面部色素沉着面部色素沉着蜘蛛痣蜘蜘蛛蛛痣痣在在慢慢性性肝肝炎炎和和肝肝硬硬化化的的病病人人中中经经常常发发现现在在脸脸部部、颈颈部部、手手部部有有一一种种形形态态很很象象蜘蜘蛛蛛网网样样的的病病,痣痣的的中中心心是是一一个个小小红红点点,周周围围放放射射出出许许多多细细小小的的红红丝丝,整整个个直径约直径约0 02 22 2厘米。厘米。如如果果用用细细的的尖尖硬硬物物去去压压迫迫痣痣的的中中心,可以使整个蜘蛛痣全部消失心,可以使整个蜘蛛痣全部消失 肝 掌肝掌肝掌是指有些肝炎病人手是指有些肝炎病人手掌边缘常常会出现许多红掌边缘常常
10、会出现许多红色的斑点,或红白相间毫色的斑点,或红白相间毫无规律的斑块,有时候不无规律的斑块,有时候不仅手掌有,而且脚底也有。仅手掌有,而且脚底也有。如果对这种斑点或斑块加如果对这种斑点或斑块加压,可以使压迫区的这些压,可以使压迫区的这些点和块消失,变得苍白。点和块消失,变得苍白。第第 2 2 节节 肝的生物转化作用肝的生物转化作用一、生物转化的概念和特点一、生物转化的概念和特点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。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生物转化的对象生
11、物转化的对象生物转化的意义生物转化的意义:使许多非营养物质使许多非营养物质极性增强极性增强,易于易于随胆汁或尿液随胆汁或尿液排出排出.使某些物质生物学使某些物质生物学活性降低或消除活性降低或消除(灭活作用)(灭活作用).使有毒物质的使有毒物质的毒性减低或消除毒性减低或消除(解毒作用)(解毒作用).但有些物质经肝的生物转化后,其毒性反而增加或溶解但有些物质经肝的生物转化后,其毒性反而增加或溶解性反而降低,不易排出体外。性反而降低,不易排出体外。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
12、。生物转化的特点物质的代谢转变不是单一的,有些物质可通过多条物质的代谢转变不是单一的,有些物质可通过多条途径进行生物转化,产生多种不同产物。途径进行生物转化,产生多种不同产物。如解热镇痛药非那西丁(对乙酰氨基苯乙醚),如解热镇痛药非那西丁(对乙酰氨基苯乙醚),吸收后主要在肝内代谢,大部分羟化脱去烃基变为吸收后主要在肝内代谢,大部分羟化脱去烃基变为另一种解热镇痛药扑热息痛(对乙酰氨基酚),而另一种解热镇痛药扑热息痛(对乙酰氨基酚),而后与葡萄糖醛酸或硫酸结合排出体外;后与葡萄糖醛酸或硫酸结合排出体外;也可经一系列反应变为硫醚尿酸排出;也可经一系列反应变为硫醚尿酸排出;还可与肝蛋白质结合引起肝细胞
13、坏死等。还可与肝蛋白质结合引起肝细胞坏死等。反应类型多样性反应类型多样性反应过程连续性反应过程连续性有些物质经过一步反应就能排出体外,但有有些物质经过一步反应就能排出体外,但有些物质需经过几步连续反应才能达到目的。些物质需经过几步连续反应才能达到目的。例如乙酸水杨酸,先要进行水解反应,再进例如乙酸水杨酸,先要进行水解反应,再进行羟化反应,最后经葡萄糖醛酸结合反应,行羟化反应,最后经葡萄糖醛酸结合反应,才能排出体外。才能排出体外。解毒致毒双重性解毒致毒双重性大部分有毒物质经生物转化后,毒性降低,以肝有大部分有毒物质经生物转化后,毒性降低,以肝有解毒作用。但有些物质经生物转化后由无毒转变为解毒作用
14、。但有些物质经生物转化后由无毒转变为有毒或毒性增强。有毒或毒性增强。如黄曲霉素本无致癌作用,但进入人体内经生物转如黄曲霉素本无致癌作用,但进入人体内经生物转化可变为致癌物。化可变为致癌物。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概概 述述第一相反应:第一相反应:氧化、还原、水解反应氧化、还原、水解反应第二相反应:第二相反应:结合反应结合反应*有些物质经过第一相反应即可顺利排出有些物质经过第一相反应即可顺利排出体外。体外。*物物质质即即使使经经过过第第一一相相反反应应后后,极极性性改改变变仍仍不不大大,必必须须与与某某些些极极性性更更强
15、强的的物物质质结结合合,即第二相反应,才最终排出。即第二相反应,才最终排出。(1)微粒体依赖微粒体依赖P450的加单氧酶系:的加单氧酶系:其中最重要的是依赖其中最重要的是依赖P450的加单氧酶。的加单氧酶。u 存在部位:存在部位:微粒体内微粒体内(滑面内质网滑面内质网)u 组成:组成:Cyt P450,NADPH+H+,NADPH-细胞色细胞色素素 P450还原酶还原酶u催化的基本反应催化的基本反应RH+O2+NADPH+H+ROH+NADP+H2O(一)氧化反应(一)氧化反应最多见的生物转化反应最多见的生物转化反应能能直直接接激激活活氧氧分分子子,其其中中一一个个氧氧原原子子加加入入底底物物
16、分分子子中中,另另一一氧氧原原子子被被还还原原为为水,故又称为水,故又称为混合功能氧化酶。混合功能氧化酶。基本特点基本特点u 产物:产物:羟化物或环氧化物羟化物或环氧化物u 举例:举例:苯胺苯胺对氨基苯酚对氨基苯酚(2)线粒体单胺氧化酶系线粒体单胺氧化酶系单胺氧化酶单胺氧化酶(monoamine oxidase,MAO)u 存在部位:存在部位:线粒体内线粒体内u 催化的反应催化的反应催化催化胺类胺类氧化脱氨基生成相应的氧化脱氨基生成相应的醛和氨醛和氨RCH2NH2+O2+H2O2RCHO+NH3+H2O(3)醇脱氢酶及醛脱氢酶系醇脱氢酶及醛脱氢酶系u 存在部位:存在部位:胞液中胞液中u 催化的
17、反应催化的反应醇脱氢酶醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase,ADH)催化催化醇类醇类氧化成氧化成醛醛。醛脱氢酶醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase,ALDH)催化催化醛类醛类生成生成酸酸。1.1.氧化反应氧化反应最多见的生物转化反应最多见的生物转化反应2.2.还原反应还原反应硝基还原酶类硝基还原酶类 偶氮还原酶类偶氮还原酶类 供氢体:供氢体:NADPHNADPH还原产物:相应还原产物:相应胺类胺类3.3.水解反应水解反应多种水解酶类多种水解酶类(酯酶、酰胺酶、糖苷酶)(酯酶、酰胺酶、糖苷酶)u结合对象:凡含有羟基、羧基或氨基结合对象:凡含有羟基、羧基或氨基的药
18、物、毒物或激素均可发生结合反的药物、毒物或激素均可发生结合反应应 u结合剂:结合剂:葡萄糖醛酸、硫酸葡萄糖醛酸、硫酸、谷胱、谷胱甘肽、甘氨酸、乙酰基、甲基等物质甘肽、甘氨酸、乙酰基、甲基等物质或基团或基团 (二)第二相反应(二)第二相反应结合反应结合反应1.1.葡萄糖醛酸结合反应葡萄糖醛酸结合反应最多见的结合反应最多见的结合反应*葡萄糖醛酸基的直接供体葡萄糖醛酸基的直接供体2NAD+2NADH+2H+UDPG脱氢酶脱氢酶目目 录录尿苷二磷酸葡萄糖醛酸尿苷二磷酸葡萄糖醛酸(UDPGA)*催化酶催化酶葡萄糖醛酸基转移酶葡萄糖醛酸基转移酶(UDP-glucuronyl transferases,UG
19、T)举例:举例:+UDPGA苯酚苯酚+UDP苯苯-葡糖醛酸苷葡糖醛酸苷雌酮雌酮2.硫酸结合反应硫酸结合反应*硫酸供体硫酸供体3磷酸腺苷磷酸腺苷5磷酸硫酸磷酸硫酸(PAPS)*催化酶催化酶硫酸转移酶硫酸转移酶举例举例PAPS+PAP雌酮硫酸酯雌酮硫酸酯3.3.酰基化反应酰基化反应异烟肼异烟肼 乙酰辅酶乙酰辅酶A 乙酰异烟肼乙酰异烟肼 辅酶辅酶A目目 录录4.甲基化反应甲基化反应n甲基供体:甲基供体:S-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸(SAM)尼克酰胺尼克酰胺 N-甲基尼克酰胺甲基尼克酰胺5.5.谷胱甘肽结合反应谷胱甘肽结合反应环氧萘环氧萘 谷胱甘肽谷胱甘肽 S-二氢萘醇谷胱甘肽二氢萘醇谷胱甘肽目目 录
20、录6.6.甘氨酸结合反应甘氨酸结合反应胆酸胆酸 甘氨酸甘氨酸 甘氨胆酸甘氨胆酸三、生物转化作用受许多、生物转化作用受许多因素的调节和影响因素的调节和影响年年 龄龄:儿童、老人比青壮年弱;:儿童、老人比青壮年弱;药用量药用量性性 别别:少数情况女大于男:少数情况女大于男(阴盛阳衰)(阴盛阳衰);疾疾 病病:肝功能破坏、肾疾病;:肝功能破坏、肾疾病;诱导物诱导物:苯巴比妥等多种药物;:苯巴比妥等多种药物;耐药性耐药性抑制物抑制物:几种药物同时用可产生药物之: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;间对生物转化酶竞争性抑制;食物、营养状态食物、营养状态等体内外因素等体内外因素许多异源物
21、可诱导生物转化的酶类许多异源物可以许多异源物可以诱导诱导合成一些生物转化酶类,合成一些生物转化酶类,在加速其自身代谢转化的同时,亦可影响对其在加速其自身代谢转化的同时,亦可影响对其他异源物的生物转化。他异源物的生物转化。同时服用多种药物时可出现药物之间对同一转同时服用多种药物时可出现药物之间对同一转化酶系的竞争性抑制作用,使多种药物的生物化酶系的竞争性抑制作用,使多种药物的生物转化作用相互抑制,可导致转化作用相互抑制,可导致某些药物药理作用某些药物药理作用强度的改变强度的改变。此外,此外,食物食物中亦常含有诱导或抑制生物转化酶中亦常含有诱导或抑制生物转化酶的非营养物质。的非营养物质。第第 三三
22、 节节 胆汁酸的代谢胆汁酸的代谢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、胆汁与胆汁酸一、胆汁与胆汁酸胆汁酸胆汁酸以钠盐或钾盐的形式存在,即胆汁酸以钠盐或钾盐的形式存在,即胆汁酸盐,简称盐,简称胆盐胆盐 (bile salts)(bile salts)。胆汁的组成胆汁的组成肝胆汁肝胆汁:水分多水分多水分多水分多,比重小比重小比重小比重小透明透明透明透明,金黄色金黄色金黄色金黄色,偏碱性偏碱性偏碱性偏碱性微苦微苦微苦微苦水分少水分少水分少水分少,比重大比重大比重大比重大棕
23、绿色棕绿色棕绿色棕绿色有苦味有苦味有苦味有苦味vv胆囊胆汁胆囊胆汁胆汁成分胆汁成分胆汁酸胆汁酸 (胆汁酸盐胆汁酸盐)蛋白质蛋白质脂肪酸脂肪酸/胆固醇胆固醇/磷脂磷脂胆红素胆红素磷酸酶磷酸酶无机盐无机盐排泄物排泄物水水胆汁的功能胆汁的功能消化液消化液-乳化脂肪乳化脂肪排泄液排泄液-胆红素胆红素中和胃酸中和胃酸,刺激肠蠕动、吸收刺激肠蠕动、吸收抑制肠道细菌生长抑制肠道细菌生长一、胆汁酸的代谢一、胆汁酸的代谢 初级胆汁酸的生成初级胆汁酸的生成部位:部位:肝细胞的胞液和微粒体中肝细胞的胞液和微粒体中原料:原料:胆固醇胆固醇胆固醇转化成胆汁酸是其在体内代谢的主胆固醇转化成胆汁酸是其在体内代谢的主要去路要
24、去路限速酶:胆固醇限速酶:胆固醇7-7-羟化酶羟化酶 胆固醇胆固醇(27C)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)初级结合胆汁酸初级结合胆汁酸7-羟化酶羟化酶 过程过程初级游离胆汁酸初级游离胆汁酸例:胆酸例:胆酸COOH例:鹅脱氧胆酸例:鹅脱氧胆酸初级结合胆汁酸初级结合胆汁酸CONHCH2CH2SO3H例:牛磺胆酸例:牛磺胆酸例:甘氨胆酸例:甘氨胆酸CONHCH2COOH初级胆汁酸(肝细胞)初级胆汁酸(肝细胞)初级游离胆汁酸初级游离胆汁酸胆酸胆酸鹅脱氧鹅脱氧胆酸胆酸甘氨甘氨胆酸胆酸牛磺牛磺胆酸胆酸甘氨甘氨鹅脱氧鹅脱氧胆酸胆酸牛磺牛磺鹅脱氧鹅脱氧胆酸胆酸初级结合胆汁酸初级
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