肝生化学习教程.pptx
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1、主要内容第一节第一节肝的生物转化作用肝的生物转化作用第二节第二节胆汁酸代谢胆汁酸代谢第三节第三节胆色素代谢胆色素代谢第1页/共67页 肝有双重的血液供应系统和两条输出管道。肝有双重的血液供应系统和两条输出管道。肝具有丰富的血窦。肝具有丰富的血窦。肝含有数百种酶类,故称为肝含有数百种酶类,故称为“物质代谢中枢物质代谢中枢”。概 述一、肝的形态与结构的一、肝的形态与结构的特点特点肝门管区肝门管区肝门管区肝门管区中央静脉中央静脉中央静脉中央静脉终末微血管终末微血管肝细胞分带示意图肝细胞分带示意图“”表示血流方表示血流方向向第2页/共67页 肝在蛋白质、糖类、脂类、维生素等代谢肝在蛋白质、糖类、脂类、
2、维生素等代谢中起着重要作用,还参与体内的分泌、排泄、中起着重要作用,还参与体内的分泌、排泄、生物转化生物转化等重要过程。等重要过程。肝被称为人体的肝被称为人体的“物质代谢中枢物质代谢中枢”,又被又被誉为人体的誉为人体的 “化工厂化工厂”。第3页/共67页知识链接知识链接肝在维生素、激素代谢中的作用肝在维生素、激素代谢中的作用肝合成并分泌的胆汁酸盐有利于脂溶性维生素肝合成并分泌的胆汁酸盐有利于脂溶性维生素A、D、K、E的吸收。因此,适量进食动物的肝脏对维生素的吸收。因此,适量进食动物的肝脏对维生素A缺乏引起的缺乏引起的夜盲症、维生素夜盲症、维生素K缺乏导致的出血倾向和维生素缺乏导致的出血倾向和维
3、生素B12缺乏造成的缺乏造成的巨幼红细胞性贫血等有预防作用。巨幼红细胞性贫血等有预防作用。肝是激素灭活的主要场所。严重肝病时,由于激素的灭活肝是激素灭活的主要场所。严重肝病时,由于激素的灭活作用减弱,致血中激素水平升高,会导致相应临床症状的发生:作用减弱,致血中激素水平升高,会导致相应临床症状的发生:如雌激素灭活障碍,可出现男性乳房女性化、蜘蛛痣、肝掌等;如雌激素灭活障碍,可出现男性乳房女性化、蜘蛛痣、肝掌等;肾上腺皮质激素、醛固酮激素灭活障碍,可引起高血压、水肿;肾上腺皮质激素、醛固酮激素灭活障碍,可引起高血压、水肿;抗利尿激素灭活障碍,可引起水肿和腹水等表现。抗利尿激素灭活障碍,可引起水肿
4、和腹水等表现。第4页/共67页第一节第一节肝的生物转化作用肝的生物转化作用一、生物转化的概念与意义一、生物转化的概念与意义二、生物转化的类型及酶系二、生物转化的类型及酶系三、影响生物转化的因素三、影响生物转化的因素第5页/共67页一、生物转化的概念与意义一、生物转化的概念与意义(一一)生物转化的概念生物转化的概念内源性:如激素、胺类、内源性:如激素、胺类、胆红素、氨胆红素、氨等等外源性:如外源性:如色素、药物、毒物色素、药物、毒物等等非营养物质非营养物质 非营养物质经氧化、还原、水解、结合反应使其非营养物质经氧化、还原、水解、结合反应使其 极性增强,水溶性增加,易随胆汁或尿液排出体极性增强,水
5、溶性增加,易随胆汁或尿液排出体 外,这一过程称为生物转化外,这一过程称为生物转化(biotransformation)。)。肝的生物转化作用肝的生物转化作用解毒作用解毒作用第6页/共67页第一相反应:第一相反应:氧化、还原、水解氧化、还原、水解反应反应第二相反应:第二相反应:结合结合反应反应主要类型主要类型(一一一一)第一相反应第一相反应第一相反应第一相反应1.1.1.1.氧化反应氧化反应氧化反应氧化反应二、生物转化的类型及酶系二、生物转化的类型及酶系 单加氧酶系单加氧酶系 单胺氧化酶单胺氧化酶 脱氢酶系脱氢酶系 第7页/共67页(1)(1)单加氧酶系单加氧酶系单加氧酶系单加氧酶系(monoo
6、xygenase)(monooxygenase)生物转化的氧化反应中最重要的酶系,又称微生物转化的氧化反应中最重要的酶系,又称微 粒体内依赖粒体内依赖P450P450的加单氧酶。的加单氧酶。组成:组成:Cyt PCyt P450450、NADPHNADPH、NADPH-CytPNADPH-CytP450450还原酶。还原酶。R RHH+OO2 2+NADPH+H+NADPH+H+RROHOH+NADP+NADP+H+H2 2OO 催化的主要反应催化的主要反应催化的主要反应催化的主要反应因该酶能直接激活氧分子,其中一个氧原子加入底物分因该酶能直接激活氧分子,其中一个氧原子加入底物分子中,使之羟化
7、生成羟化物或环氧化合物,另一氧原子被还子中,使之羟化生成羟化物或环氧化合物,另一氧原子被还原为水,故又称为原为水,故又称为混合功能氧化酶。混合功能氧化酶。第8页/共67页RHPRHP450450FeFe3+3+OO2 2_ _H H+NADPH+NADPHNADPNADP+FADFAD2(Fe2(Fe2 2S S2 2)2+2+2(Fe2(Fe2 2S S2 2)3+3+FAD2HFAD2H2e2e-R-OHR-OHH H2 2OO2H2H+P P450450FeFe3+3+RHRHRHPRHP450450FeFe3+3+RHPRHP450450FeFe2+2+OO2 2RHPRHP45045
8、0FeFe2+2+OO2 2RHPRHP450450FeFe2+2+OO2 2加单氧酶反应加单氧酶反应加单氧酶反应加单氧酶反应第9页/共67页(2)单胺氧化酶系单胺氧化酶系(monoamineoxidase,MAO)存在于存在于线粒体线粒体内,可催化内,可催化胺类胺类生成相应的生成相应的醛类醛类。RCHRCH2 2NHNH2 2+O+O2 2+H+H2 2O O2 2RCHO+NHRCHO+NH3 3+H+H2 2O O(3)(3)脱氢酶系脱氢酶系胞液:胞液:醇脱氢酶醇脱氢酶(ADH);线粒体:线粒体:醛脱氢酶醛脱氢酶(ALDH)催化的主要反应:催化的主要反应:催化的主要反应:催化的主要反应:
9、CHCH3 3CHCH2 2OHOHCHCH3 3CHOCHOCHCH3 3COOHCOOHADHADHALDHALDHNADNAD+NADH+HNADH+H+H H2 2O+NADO+NAD+NADH+HNADH+H+乙醇乙醇乙醇乙醇乙醛乙醛乙醛乙醛乙酸乙酸乙酸乙酸第10页/共67页课堂互动课堂互动长期酗酒为何能引起肝损伤?长期酗酒为何能引起肝损伤?第11页/共67页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硝基苯硝基苯亚硝基苯亚硝基苯NO2NOHNOHNH2+2H-H2O+2H-2H+2H-H2O苯胲苯胲苯胺苯胺接受接受NADPH的氢,分别的氢,分别将将硝基化
10、合物硝基化合物和和偶氮化合偶氮化合物物还原为相应的还原为相应的胺类胺类。第12页/共67页3.3.水解反应水解反应OCOCH3COOH水解酯酶水解酯酶OHCOOH+CH3COOH乙酰水杨酸乙酰水杨酸水杨酸水杨酸乙酸乙酸肝细胞的肝细胞的微粒体和微粒体和胞液中胞液中含有多种含有多种水水解酶类解酶类 分别催化分别催化脂类、酰胺脂类、酰胺类、糖苷类化合物类、糖苷类化合物水水解,以降低或消除其解,以降低或消除其生物活性。生物活性。第13页/共67页1.1.葡萄糖醛酸结合反应葡萄糖醛酸结合反应是体内生物转化最重要、是体内生物转化最重要、最普遍的结合反应。最普遍的结合反应。葡糖醛酸基的直接供体是葡糖醛酸基的
11、直接供体是尿苷二磷酸葡萄糖醛酸尿苷二磷酸葡萄糖醛酸(UDPGA)(二二)第二相反应第二相反应第二相反应第二相反应第14页/共67页 例如:胆红素、苯甲酸、类固醇激素、吗啡和例如:胆红素、苯甲酸、类固醇激素、吗啡和苯巴比妥类药物均可在肝中与葡萄糖醛酸发生结合苯巴比妥类药物均可在肝中与葡萄糖醛酸发生结合反应,进而排出体外。反应,进而排出体外。第15页/共67页2.2.2.2.硫酸结合反应硫酸结合反应硫酸结合反应硫酸结合反应(1)(1)硫酸供体是硫酸供体是3-3-磷酸腺苷磷酸腺苷5-5-磷酸硫酸磷酸硫酸(PAPSPAPS)。(2)(2)反应由反应由硫酸转移硫酸转移酶催化。酶催化。雌酮雌酮PAPSPA
12、PS+PAP+PAP雌酮硫酸酯雌酮硫酸酯O OHOHOO OHOHO3 3SOSO硫酸基转移酶第16页/共67页3.3.3.3.酰基化反应酰基化反应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 ANOCNHNH2NOCNHNHCOCH3CH3COCoAHSCoA+该反应由该反应由肝细胞液中的乙酰基转移酶肝细胞液中的乙酰基转移酶催化。催化。乙酰基的直接供体:乙酰基的直接供体:乙酰乙酰CoA第17页/共67页课堂互动课堂互动 如何促进磺胺类药物的排泄?如何促进磺胺类药物的排泄?磺磺胺胺类类药药物物在在肝肝内内虽虽大大部部分分通通过过乙乙酰酰化化灭灭活活,但但经经乙乙酰酰化化后后,磺磺胺胺类
13、类药药物物的的溶溶解解度度反反而而降降低低,在在酸酸性性尿尿中中易易于于析析出出,故故在在服服用用磺磺胺胺类类药药物物时时应应服服用用适适量量的的小小苏苏打打,以以提提高高其其溶溶解解度,利于随尿排出。度,利于随尿排出。第18页/共67页甲基的供体:甲基的供体:甲基的供体:甲基的供体:S-S-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸(SAM)(SAM)4.4.甲基化反应甲基化反应该反应由该反应由肝细胞液和微粒体肝细胞液和微粒体中的多种中的多种甲基转移酶甲基转移酶催化催化 第19页/共67页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
14、肽HHOHHOHSG+HSG6.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第20页/共67页表表14-1 14-1 参与肝生物转化的酶类参与肝生物转化的酶类酶酶细胞内定位细胞内定位辅酶或结合供体辅酶或结合供体底物底物第一相反应第一相反应氧化酶类氧化酶类单加氧酶系单加氧酶系微粒体微粒体NADPH,O2脂溶性化合物脂溶性化合物单胺氧化酶单胺氧化酶线粒体线粒体黄素辅酶黄素辅酶各种胺类物质各种胺类物质脱氢酶脱氢酶胞液或微粒体胞液或微粒体NAD+醇或醛醇或醛还原酶类还原酶类微粒体微粒体NADH或或NADPH硝基化合物和偶氮化合物硝基化合物和偶氮化合物 水解酶类水解酶类胞液或微粒体胞
15、液或微粒体脂类、酰胺类、糖苷类脂类、酰胺类、糖苷类第二相反应第二相反应葡糖醛酸转移酶葡糖醛酸转移酶微粒体微粒体尿苷二磷酸葡糖尿苷二磷酸葡糖 含含-OH、-SH和和-NH3、醛酸(醛酸(UDPGA)-COOH等化合物等化合物硫酸基转移酶硫酸基转移酶胞液胞液PAPS醇、酚和芳香族胺类等醇、酚和芳香族胺类等乙酰基转移酶乙酰基转移酶胞液胞液乙酰乙酰CoA芳香胺、胺、氨基酸芳香胺、胺、氨基酸甲基转移酶甲基转移酶胞液与微粒体胞液与微粒体SAM含含-OH、-SH和和-NH3化合物化合物谷胱甘肽转移酶谷胱甘肽转移酶胞液与微粒体胞液与微粒体谷胱甘肽谷胱甘肽卤代化合物或环氧化合物卤代化合物或环氧化合物酰基转移酶酰
16、基转移酶线粒体线粒体甘氨酸甘氨酸酰基酰基COA第21页/共67页 大多数非营养物质在肝内进行生物转化常需要经大多数非营养物质在肝内进行生物转化常需要经 几步反应,形成各自的代几步反应,形成各自的代谢途径,进而排出体谢途径,进而排出体外;而且,一种非营养物质在体内往往有多条代外;而且,一种非营养物质在体内往往有多条代谢途径产生多种代谢产物。谢途径产生多种代谢产物。生物化具有连续性、多样性的特点生物化具有连续性、多样性的特点第22页/共67页难点释疑难点释疑如何解释生物转化的连续性?如何解释生物转化的连续性?生生物物转转化化的的连连续续性性是是指指大大多多数数非非营营养养物物质质需需连连续续经经过
17、过两两次次或或两两次次以以上上的的生生物物转转化化反反应应才才能能排排出出体体外外。例例如如,有有些些物物质质经经氧氧化化、还还原原和和水水解解后后,仍仍需需要要进进行行结结合合反反应应才才能能排排出出体体外外;如如乙乙酰酰水水杨杨酸酸(阿阿司司匹匹林林)被被水水解解为为水水杨杨酸酸后后,在在肝肝脏脏需需再再经经过过羟羟化化反反应应,或或与与甘甘氨氨酸酸进进行行结结合合反反应应后后,才才能能随随尿尿排排出出体体外外。所所以以,服用乙酰水杨酸的病人尿中可出现多种生物转化的产物。服用乙酰水杨酸的病人尿中可出现多种生物转化的产物。第23页/共67页三、影响生物转化作用的因素影响因素:年龄、性别、疾病
18、、诱导物、抑制物等影响因素:年龄、性别、疾病、诱导物、抑制物等1.1.肝疾病对生物转化的影响肝疾病对生物转化的影响 2.2.年龄、性别对生物转化的影响年龄、性别对生物转化的影响 3.3.毒物或药物的诱导作用毒物或药物的诱导作用 第24页/共67页1.1.生物转化的概念:非营养物质经氧化、还原、水解、生物转化的概念:非营养物质经氧化、还原、水解、结合反应使其极性增强,水溶性增加,易随胆汁或结合反应使其极性增强,水溶性增加,易随胆汁或 尿液排出体外的过程。尿液排出体外的过程。2.2.肝脏是机体生物转化的主要器官。肝脏是机体生物转化的主要器官。3.3.肝的生物转化反应类型包括氧化、还原、水解、结肝的
19、生物转化反应类型包括氧化、还原、水解、结 合反应。合反应。4.4.生物转化具有连续性、多样性的特点。生物转化具有连续性、多样性的特点。5.5.生物转化具有解毒和致毒双重性。生物转化具有解毒和致毒双重性。6.6.影响生物转化的因素主要包括年龄、性别、疾病、影响生物转化的因素主要包括年龄、性别、疾病、诱导物等。诱导物等。点滴积累第25页/共67页第二节 胆汁酸代谢 胆汁酸以钠盐或钾盐的形式存在,即胆胆汁酸以钠盐或钾盐的形式存在,即胆汁酸盐,简称胆盐汁酸盐,简称胆盐 (bile salts)(bile salts)。胆汁酸(胆汁酸(bile acidbile acid)是胆汁的主要成分。)是胆汁的主
20、要成分。肝胆汁(金黄色)肝胆汁(金黄色)由毛细胆管、小叶间胆管、由毛细胆管、小叶间胆管、肝管、总肝管排入到胆囊肝管、总肝管排入到胆囊并储存并储存胆囊胆汁(暗褐或棕绿色)胆囊胆汁(暗褐或棕绿色)肝细胞肝细胞胆囊胆囊:初分泌初分泌第26页/共67页初级胆汁酸初级胆汁酸(free bile acid)(free bile acid)次级胆汁酸次级胆汁酸(conjugated bile acid)(conjugated bile acid)按来源分按来源分 一、胆汁酸的结构与分类甘氨胆酸甘氨胆酸牛磺胆酸牛磺胆酸甘氨鹅脱氧胆酸甘氨鹅脱氧胆酸牛磺鹅脱氧胆酸牛磺鹅脱氧胆酸脱氧胆酸脱氧胆酸石胆酸石胆酸胆酸胆酸
21、鹅脱氧胆酸鹅脱氧胆酸次级胆汁酸次级胆汁酸肠肠道道细细菌菌初级胆汁酸初级胆汁酸游离型胆汁酸游离型胆汁酸结合型胆汁酸结合型胆汁酸结结构构分分类类第27页/共67页1.1.游离胆汁酸游离胆汁酸例:胆酸例:胆酸HCOOHOHOHOH312724例:鹅脱氧胆酸例:鹅脱氧胆酸HCOOHOHOH312724第28页/共67页2.2.结合胆汁酸结合胆汁酸例:牛磺胆酸例:牛磺胆酸HCONHCH2CH2SO3HOHOHOH312724例:甘氨胆酸例:甘氨胆酸HCONHCH2COOHOHOHOH312724第29页/共67页3.3.次级胆汁酸次级胆汁酸脱氧胆酸脱氧胆酸HCOOHOHOH312724石胆酸石胆酸HCO
22、OHOH312724第30页/共67页1.1.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2.2.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要去路胆固醇转化成胆汁酸是其在体内代谢的主要去路限速酶:胆固醇限速酶:胆固醇7-7-羟化酶羟化酶 胆固醇胆固醇(27C)(27C)7-7-羟化胆固醇羟化胆固醇初级胆汁酸初级胆汁酸(24C)(24C)结合型初级胆汁酸结合型初级胆汁酸7-7-羟化酶羟化酶3.3.过程过程 (一一一一)初级胆汁酸的生成初级胆汁酸的生成初级胆汁酸的生成初级胆汁酸的生成第31页/共67页胆固醇胆固醇7羟化酶羟化酶(限速步骤)限速步骤)7羟胆固醇羟胆固醇转位转
23、位7羟羟4胆固烯胆固烯3酮酮7羟胆固醇羟胆固醇OH胆酰辅酶胆酰辅酶A生成生成第32页/共67页7羟羟4胆固烯胆固烯3酮酮7,12二羟二羟4胆固烯胆固烯3酮酮羟化羟化7,12二羟二羟4胆固烯胆固烯3酮酮3,7,12三羟三羟5胆烷酸胆烷酸转位转位侧链氧化侧链氧化第33页/共67页3,7,12三羟三羟5胆烷酸胆烷酸胆酰辅酶胆酰辅酶A链断裂链断裂2CoASHCH3CO-SCoA第34页/共67页鹅脱氧胆酰辅酶鹅脱氧胆酰辅酶A生成生成7羟羟4胆固烯胆固烯3酮酮3,7二羟二羟5胆烷酸胆烷酸转位转位侧链氧化侧链氧化第35页/共67页3,7二羟二羟5胆烷酸胆烷酸鹅脱氧胆酰辅酶鹅脱氧胆酰辅酶A链断裂链断裂2HS
24、CoACH3CO-SCoA第36页/共67页胆酰辅酶胆酰辅酶A鹅脱氧胆酰辅酶鹅脱氧胆酰辅酶A甘氨胆酸甘氨胆酸牛磺胆酸牛磺胆酸甘氨鹅脱氧胆酸甘氨鹅脱氧胆酸牛磺鹅脱氧胆酸牛磺鹅脱氧胆酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸CoASHCoASHCoASH牛磺酸牛磺酸牛磺酸牛磺酸 结合性初级胆汁酸结合性初级胆汁酸 第37页/共67页(二二二二)次级胆汁酸的生成次级胆汁酸的生成次级胆汁酸的生成次级胆汁酸的生成1.1.部位部位 小肠下段和大肠小肠下段和大肠2.2.过程过程 初级胆汁酸初级胆汁酸次级胆汁酸次级胆汁酸肠道细菌肠道细菌 水解脱羟水解脱羟胆酸胆酸鹅脱氧胆酸鹅脱氧胆酸脱氧胆酸脱氧胆酸石胆酸石胆酸第38页/共67页
25、HCOOHOHOHOH3127247-羟基脱氧羟基脱氧脱氧胆酸脱氧胆酸HCOOHOHOH312724胆酸胆酸第39页/共67页HCOOHOHOH3127247-羟基脱氧羟基脱氧石胆酸石胆酸HCOOHOH312724鹅脱氧胆酸鹅脱氧胆酸第40页/共67页二、胆汁酸的肠肝循环胆汁酸随胆汁排入肠腔后,通过重吸收经门静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。再次排入肠腔的过程。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将有限的胆汁酸反复利用,以满足人体对胆汁以满足人体对胆汁
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