第十七章肝的生物化学.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,目 录,同学们上午好,主 讲 叶 辉 博士 副教授,单 位 温州医学院生化教研室,复习与巩固,上节课的重点内容,1.,依据电泳结果，血浆蛋白的分类；,2.,血浆蛋白的性质及功能；,3.,血红素合成的组织及亚细胞定位；,4.,血红素合成的原料、合成部位及关键酶；,5.,血红素合成的特点。,第十七章,肝胆生物化学,Biochemistry in Liver,肝是人体,最大的,；,实质性器官,腺体,肝也是体内,最大的,；,肝具有,复杂多样的,生物化学功能。,门静脉,肝动脉,肝动脉,肝动脉,肝动脉,肝静脉,肝的组织结构特点,(,一,),胆道系统,肝的组织结构特点（二）,肝血窦的形成,肝血窦与肝细胞,肝细胞；肝血窦,肝的化学组成特点,肝,在,物质组成上还含有种类繁多、功能独特的酶系，其中有些酶是其它组织所没有或含量极少的。,肝的组织结构和化学组成特点,:,肝细胞含有,丰富的细胞器,如内质网、线粒体、溶酶体、过氧化物酶体等和,丰富的酶体系,，有些甚至是肝所独有的。,肝具有肝动脉和门静脉,双重血液供应,;,肝存在肝静脉和胆道系统,双重输出通道,;,肝具有丰富的,肝血窦,;,独特的组织结构和化学组成特点赋予肝复杂多样的生物化学功能,肝是多种物质代谢的中枢,生物转化作用,分泌作用（分泌胆汁酸等）,排泄作用（排泄胆红素等）,第 一 节肝在物质代谢中的作用,Function of Liver in Material Metabolism,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。,糖异生,肝糖原的合成与分解,糖酵解途径,回顾：肝内进行那些糖代谢途径？,一、肝是维持血糖水平相对稳定,的重要器官,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,上午下午最后一堂课,为魔鬼身材奋斗的人们,用餐完毕离开食堂,二、肝在脂类代谢中占据中心地位,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、酮体的生成、胆固醇的合成与转变、脂蛋白与载脂蛋白的合成,(VLDL,、,HDL,、,apo,C-),、,脂蛋白的降解,(LDL),。,作用：,在脂类的消化、吸收、合成、分解与运输均具有重要作用。,肝在脂类代谢各过程中的作用,消化吸收,分泌胆汁，其中胆汁酸为脂类消化吸收所必需,合成,脂肪酸、甘油三酯、酮体、胆固醇、磷脂,分解,脂肪酸的,氧化、胆固醇的降解与排泄、,LDL,的降解,运输,合成与分泌,VLDL;HDL;,apo,C,（,脂蛋白脂肪酶激活剂）,;,LCAT,（,胆固醇脂酰基转移酶）,三、肝在蛋白质合成及分解代谢均非常活跃,在,血浆蛋白质,代谢中的作用,合成与分泌血浆蛋白质（,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,氨基酸的脱氨基、脱羧基、脱硫、转甲基等（支链氨基酸除外）。,清除血氨及胺类，合成尿素。,四、肝参与多种维生素和辅酶的代谢,脂溶性维生素的吸收,维生素的储存,是,Vit,A,、,E,、,K,和,B,12,的主要储存场所,维生素的运输,视黄醇结合蛋白的合成，,Vit,D,结合蛋白的合成,维生素的转化,Vit,D,3,25-(OH)-Vit D,3,胡萝卜素转化为,VitA,等。,五、肝参与多种激素的灭活,激素的灭活,(inactivation of hormone),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,*肝病，激素灭活功能降低：蜘蛛痣、肝掌,蜘蛛痣,蜘蛛痣,是一种特殊的毛细血管扩张症。多出现于面部、颈部及胸部，亦有其他部位出现者。表现为中心部直径,2mm,以下的圆形小血管瘤，向四周伸出许多毛细血管，且有分支，看上去恰似一个红色的蜘蛛。,肝,掌,蜘蛛痣和肝掌是如何形成的？,人体内过量的雌性激素，主要是在肝内通过氧化作用进行灭活。肝硬化、肝癌及慢性肝炎伴有肝功能衰竭时，过量的雌性激素就不能被灭活，使末梢小动脉的舒张作用过分地增强。这样就会使中心小动脉向四周放射出许多细小的血管，形成了蜘蛛痣和肝掌的现象。,不过,，青春期少女及妊娠期妇女由于体内雌激素含量增加，也会出现蜘蛛痣，这是一种正常表现。,肝掌,表现为手掌大鱼际、小鱼际和指尖的斑状发红。或红白相间毫无规律的斑块，有时候不仅手掌有，而且脚底也有。,第 二 节 肝的生物转化作用,Biotransformation Function of Liver,（一）生物转化的概念,生物转化的定义,一些,非营养物质,在体内经代谢转变使其,溶解性,增强并从,胆汁,或,尿液,排出体外的过程称为生物转化,(biotransformation),。,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,一、肝的生物转化作用是机体重要的保护机制,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（,detoxification,）,（二）生物转化的意义,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。,*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合,即第二相反应，才最终排出。,二、肝的生物转化包括两相反应,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,*催化酶,葡萄糖醛酸基转移酶,(UDP-,glucuronyl,transferases,UGT),举例：,+,UDPGA,苯酚,+UDP,苯,葡糖醛酸苷,影响因素：,年龄、性别、营养状况、疾病、遗传因素、诱导物等体内、外诸多因素的影响。,意义：,指导用药,三、影响生物转化作用的因素,四、生物转化反应的特点,连续性 一种物质经过几种反应，直到排出,多样性 同一类物质可进行多种不同生物转化反应,双重性 解毒和致毒双重性,第 三 节 胆汁与胆汁酸的代谢,Metabolism of Bile and Bile Acids,胆道系统,肝细胞分泌,胆囊浓缩,(,肝胆汁,),(,胆囊胆汁,),胆汁酸盐,(,含量最高,),胆固醇,胆色素,多种酶类等,胆汁的主要有机成分：,一、胆汁可分为肝胆汁和胆囊胆汁,胆汁酸,(bile acids),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,(free bile acid),结合胆汁酸,(conjugated bile acid),二、胆汁酸有游离型、结合型及初级、次级之分,游离胆汁酸,例：胆酸,COOH,例：鹅脱氧胆酸,结合胆汁酸,CONHCH,2,CH,2,SO,3,H,例：牛磺胆酸,例：甘氨胆酸,CONHCH,2,COOH,按来源分,初级胆汁酸,(primary bile acid),次级胆汁酸,(secondary bile acid),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,7-,羟基脱羟基,后生成的胆汁酸，包括,脱氧胆酸,及,石胆酸,。,7-,羟基脱羟基,胆酸,脱氧胆酸,初级胆汁酸,次级胆汁酸,次级胆汁酸,次级胆汁酸,初级胆汁酸,次级胆汁酸,鹅脱氧胆酸石胆酸,次级胆汁酸,初级胆汁酸,7-,羟基脱羟基,三、胆汁酸的生理功能,1.,促进脂类的消化与吸收,立体构型,亲水,与,疏水,两个侧面,甘氨胆酸的立体构型,疏水侧,亲水侧,1,）促进脂类的消化,立体结构特点,赋予胆汁酸很强的,界面活性,，成为较强的,乳化剂,，能够降低油,/,水两相之间的,界面张力,，使脂类在水中乳化成,3-10,m,的,细小微团,，增加了脂肪酶的,附着面积,，有利于脂肪消化。,胆汁酸乳化脂肪的过程,胆汁酸乳化脂肪的过程,2),促进脂类的吸收,脂类的消化产物,又与,胆汁酸盐,结合，并汇入,磷脂,等形成直径只有,20,m,的,混合微团,，利于通过,小肠黏膜的表面水层,，促进脂类物质的吸收。,2.,抑制,胆汁中,胆固醇的析出,胆固醇难溶于水，当胆汁中胆汁酸、卵磷脂与胆固醇的正常比值,101,时，胆固醇分散成可溶性微团随胆汁排泄。,西方人：胆固醇结石,黑色素结石,棕色素结石,东方人,常用鹅脱氧胆酸治疗,（一）初级胆汁酸在肝内以胆固醇为原料生成,胆固醇转化成胆汁酸是其在体内代谢的主要去路,四、胆汁酸的代谢及胆汁酸的肠肝循环,胆酸或鹅脱氧胆酸等,胆固醇,肝细胞胞液和微粒体,胆固醇,7-,羟化酶,胆固醇,7-,羟化酶,（二）次级胆汁酸在肠道由肠菌作用生成,初级胆汁酸,次级胆汁酸,小肠下段和大肠,肠菌,水解脱羟基,初级胆汁酸,次级胆汁酸,脱氧胆酸,7-,羟基脱羟基,胆酸,胆汁酸肠肝循环概念,（三）胆汁酸的肠肝循环使,有限的,胆汁酸库存,循环利用,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,（合成,0.40.6g/d,代谢池,35g,）,胆汁酸肠肝循环的过程,（胆管）,（胃）,（十二指肠）,第 四 节 胆色素的代谢与黄疸,Metabolism of Bile Pigment and Jaundice,胆汁酸盐,胆固醇,胆色素,多种酶类等,胆汁主要,有机成分,胆色素,(bile pigment),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。主要随,胆汁,排除体外，且具有颜色，故称胆色素。,胆红素,处于胆色素代谢的中心，是人体胆汁中的主要色素。,胆色素的概念,胆红素空间结构示意图,胆红素虽有亲水基团，但形成分子内氢键，分子表面为亲脂性基团，故具有亲脂疏水的性质,易自由透过细胞膜进入血液。,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,主要源于,血红素的降解,（一）胆红素主要源于衰老红细胞的破坏,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,（二）血红素加氧酶和胆绿素还原酶催化胆红素的生成,胆红素的生成过程,:,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：,如磺胺药，水杨酸，胆汁酸等。,运输形式：,胆红素清蛋白复合体,二、血液中的胆红素与清蛋白结合而运输,转运,内质网,在胞浆与,配体蛋白,结合,三、胆红素在肝细胞中转变为结合胆红素并泌入胆小管,（一）游离胆红素可渗透肝细胞膜而被摄取,胆红素,肝细胞,摄取：,胆红素可自由双向透过肝血,窦肝细胞膜表面进入肝细胞,内质网,意义：,胆红素与葡糖醛酸的结合是肝对有毒性胆红素一种根本性的生物转化解毒方式。,（二）胆红素在内质网结合葡糖醛酸生成水溶性结合胆红素,内质网,结合胆红素,结合胆红素,肝细胞滑面内质网,UDPGA,胆红素,结合胆红素从肝细胞分泌至胆小管，再随胆汁排入肠道，是肝脏代谢胆红素的,限速步骤。,胆红素排泄一旦发生障碍，结合胆红素就可返流入血。,（三）肝细胞向胆小管分泌结合胆红素,结合胆红素,胆素原,族化合物,（无色）,肠菌酶,葡萄糖醛酸,还原,粪胆素,（棕黄色）,随粪便排除,过程,胆素原族化合物：中胆素原，粪胆素原，尿胆素原,胆 素：粪胆素，尿胆素,游离胆红素,氧化,四、胆红素在肠道内转化为胆素原和胆素,（一）胆素原是肠菌作用的产物,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,(,bilinogen,enterohepatic,circulation),。,（二）少量胆素原可被肠粘膜重吸收，进入胆素原的肠肝循环,胆素原肠肝循环的,过程,五、高胆红素血症及黄疸,正常血清胆红素浓度：,3.4,17.1mol/L,（,0.2,1mg/dl),。,4/5,为游离胆红素，其余为结合胆红素。,高胆红素血症：,体内胆红素生成过多，或肝细胞对胆红素的摄取、转化及排泄能力下降等因素引起血浆胆红素含量的增多。,（一）正常人胆红素的生成与排泄维持动态平衡,（二）黄疸依据病因有溶血性、肝细胞性和阻塞性之分,体内胆红素生成过多，或肝细胞对胆红素的摄取、转化及排泄能力下降等因素引起血浆胆红素含量的增多胆红素为,橙黄色物质,，过量的胆红素可扩散进入组织造成组织黄染，这一体征称为,黄疸,。,当血浆胆红素浓度超过,34.2mol/L(2mg/dl),时，肉眼可见皮肤、粘膜及巩膜等组织黄染，临床上称为,显性黄疸,。,若血浆胆红素升高不明显，在,1,2mg/dl,之间时，肉眼观察不到皮肤与巩膜等黄染现象，称为,隐性黄疸,。,临床上常根据黄疸发病的原因不同，简单的将黄疸分为三类：,2.,肝细胞性黄疸,1.,溶血性黄疸,3,阻塞性黄疸,此类黄疸是由于各种原因引起的胆管系统阻塞，胆汁排泄障碍所致。,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。,由于肝细胞功能受损，造成其摄取、转化和排泄胆红素的能力降低所致的黄疸。,补充内容：新生儿黄疸,平时要密切观察孩子的黄疸变化，一旦发现有,病理性黄疸,的迹象，应马上及时送医院诊治。面对宝宝的黄疸不要紧张也不要着急，是,生理性的,（胎儿在宫内低氧环境下，血液中的红细胞生成过多，且这类红细胞多不成熟，易被破坏，胎儿出生后，造成胆红素生成过多，约为成人的两倍；另一方面，新生儿肝脏功能不成熟，使胆红素代谢受限制等原因，造成新生儿在一段时间出现黄疸现象）,自然会消除，是病理性的就抓紧时间治疗，平时注意仔细观察，精心护理。,本次课的重点内容,1.,掌握肝在糖类、脂类、蛋白质、氨基酸和激素代谢中的作用；,2.,掌握生物转化作用的概念及其影响因素；,3.,掌握胆汁酸的生理功能、代谢及其肠肝循环；,4.,掌握胆红素的来源、生成与转运，胆红素在肝内的转变、在肠道中的转变及其肠肝循环；,5.,掌握血清胆红素与黄疸。,