第17章肝脏生化
运 输
• 合成与分泌 VLDL; HDL; apo CⅡ; LCAT; • apo CⅡ是毛细血管内皮细胞脂蛋白脂肪酶的激活剂;
• 肝合成与分泌LCAT将血浆胆固醇酯化。
三、肝的蛋白质合成及分解代谢
血浆蛋白质:
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) 甲胎蛋白(α-fetoprotein)(肝癌诊断)
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B12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 D3 → 25-(OH)-Vit D3 水溶性维生素→辅酶的组成成分
五、肝参与多种激素的灭活
激素的灭活
HO
NH2
苯胺
对氨基苯酚
意义
加单氧酶系的羟化作用不仅增加药物或毒物的水 溶性,有利于排泄,而且还参与体内许多重要物 质的羟化过程。
• 维生素D3羟化成为具有生物学活性的维生素1, 25,(OH)2D3 • 胆汁酸和类固醇激素合成过程中的羟化作用
• 黄曲霉素B1经加单氧酶作用生成致癌物质
黄曲霉素B1经加单氧酶作用生成的黄曲霉素2, 3环氧 化物可与DNA分子中的鸟嘌呤结合,引起DNA突变, 成为原发性肝癌发生的重要危险因素。
例:胆酸
3 HO H 7 OH
COOH
12
例:鹅脱氧胆酸
3 HO H 7 OH
结合胆汁酸
OH 12
CONHCH2CH2SO3H
例:牛磺胆酸
3 HO H OH 12 7 OH
CONHCH2COOH
例:甘氨胆酸
3 HO H 7 OH
按来源分类
初级胆汁酸 (primary bile acid)
肝细胞以胆固醇为原料合成。
生物转化反应的特点
• 转化反应的连续性: 一种物质在体内的转化往往同时或 先后发生多种反应,产生多种产物。 • 反应类型的多样性: 行多种不同反应。 同一种或同一类物质在体内也可进
• 解毒与致毒的双重性: 一种物质经过一定的转化后,其 毒性可能减弱(解毒), 也可能增强(致毒)。
(一)氧化反应—最多见的生物转化反应
(inactivation):
• 激素在发挥其调节作用后,主要 在肝中转化,降解或失去活性。
• 严重肝病时,激素灭活功能降低, 体内雌激素、醛固酮水平升高: 蜘蛛痣、肝掌
第 二 节
肝的生物转化作用
Biotransformation Function of Liver
一、生物转化是机体重要的保护机制
1. 微粒体氧化酶系(加单氧酶系)是氧化异源物最重要的 酶系:
存在部位:微粒体内 (滑面内质网) 混和功能氧化酶,催化脂溶性物质从分子氧中接受 一个氧原子,生成羟基化合物或环氧化合物。
催化的基本反应
RH+O2+NADPH+H+ ROH+NADP++H2O
产 物:羟化物或环氧化物
举 例:
NH2
催化酶: 硫酸转移酶 (sulfate transferase )
O
O
+PAPS +PAP
HO
HO3SO
雌酮
雌酮硫酸酯
3. 酰基化反应
OCNHNH 2
乙酰基转移酶
OCNHNHCOCH
3
+ CH3CO N 异烟肼
~ CoA
N 乙酰异烟肼
+ HS-CoA
乙酰辅酶A
辅酶A
4. 谷胱甘肽结合反应
谷胱甘肽S转移酶
多环芳烃的 生物转化过程
多芳香烃 加单氧酶系 加氧
O
环氧化物 (致癌物) 非酶促反应 分子重排 水化酶 水化 GSH 谷胱甘肽-S-环氧化物 转移酶
H OH
酚类
H
OH OH OH
SG
二氢二醇衍生物 葡糖醛酸或硫酸结合物
谷胱甘肽结合物
2. 线粒体单胺氧化酶系 单胺氧化酶( monoamine oxidase, MAO)
在脂类的消化、吸收、合成、分解与运输均 具有重要作用。
回顾:肝内进行的脂类代谢途径主要有哪些?
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 CⅡ); 脂蛋白的降解 (LDL)
肝在脂类代谢各过程中的作用
还原产物:相应胺类
(三)水解反应
酯酶、酰胺酶和糖苷酶是生物转化的主要水解酶
乙酰水杨酸的生物转化过程:
(四)结合反应是生物转化的第二相反应
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
1. 葡萄糖醛酸结合反应:最多见
葡萄糖醛酸基的直接供体
——尿苷二磷酸葡糖醛酸(UDPGA)
2NAD+
2NADH + 2H+
UDPG脱氢酶
催化酶:葡萄糖醛酸基转移酶(UGT)
举 例:
COOH H C H C HO OH C H H C OH O C H O
OH
+ UDPGA
+ UDP
苯酚
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)
肝性脑病(HE)又称肝性昏迷,是严重肝病引起 的、以代谢紊乱为基础的中枢神经系统功能失调 的综合病征,其主要临床表现是意识障碍、行为 失常和昏迷。有急性与慢性脑病之分。
病因:主要是来自肠道的许多毒性代谢产物,未 被肝脏解毒和清除,经侧枝进入体循环,透过血 脑屏障而至脑部,引起大脑功能紊乱。 由于氨中毒是肝性脑病的主要原因,因此减少氨 的吸收和加强氨的排出是药物治疗的主要手段。
氨基酸代谢:
氨基酸的脱氨基、脱羧基、脱硫、转甲基等(支链 氨基酸除外)。 解氨毒:清除血氨及胺类,合成尿素。 假神经递质(false neurotransmitter):肠道分解芳 香族氨基酸产生的芳香族胺在严重肝病时得不到清 除,在大脑中可取代正常的神经递质,引起神经活 动的紊乱。
肝性脑病
概
述
肝是人体最大的实质性器官; 肝也是体内最大的腺体; 肝具有复杂多样的生物化学功能。
肝的组织结构和化学组成特点
① 肝具有肝动脉和门静脉双重血液供应; ② 肝存在肝静脉和胆道系统双重输出通道; ③ 肝具有丰富的肝血窦; ④ 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。
糖异生 肝糖原的合成与分解 糖酵解途径 糖的有氧氧化 磷酸戊糖途径
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、肝在脂类代谢中占据中心地位
作用:
第 十 七 章
肝的生物化学
Biochemistry in Liver
生物化学与分子生物学教研室 危敏 副教授
教学大纲要求
【掌握】 1.肝脏在全身物质代谢中的主要作用; 2.生物转化的概念,生物转化反应的主要类型及酶系,影响 生物转化作用的因素; 3.胆汁酸的种类; 4.胆汁酸的肠肝循环及生理意义; 5.游离胆红素和结合胆红素的性质 6.胆红素的肠肝循环。 7.血清胆红素与黄疸的关系 【熟悉】胆红素的来源、生成、在血中的运输和排泄。 【了解】胆汁的主要成分。
丙氨酸转氨酶
丙氨酸转氨酶又称谷丙转氨酶,简称GPT 、ALT。丙氨酸转氨酶存在于肝脏、心脏 和骨骼肌中,主要存在于肝细胞浆内,其 细胞内浓度高于血清中1000-3000倍。肝细 胞或某些组织损伤或坏死,都会使血液中 的丙氨酸转氨酶升高。1%的肝细胞损伤可 以使血液中的丙氨酸转氨酶浓度升高一倍 。因此,丙氨酸转氨酶是反映肝细胞受损 程度最灵敏的指标,在肝功能检查中最为 常用。
ADH 肝细胞内定位 底物与辅酶 对乙醇的 Km值 胞液 乙醇、NAD+ 2mmol/L MEOS 微粒体 乙醇、NADPH、O2 8.6mmol/L
乙醇的诱导作用 无 有 与乙醇氧化相关的 氧化磷酸化释能 耗能 能量变化
(二)还原反应
硝基还原酶类 (nitroreductase)
偶氮还原酶类 (azoreductase)
或 解毒 (detoxication);
可使这些物质的溶解度增加,易于排出体外。
肝的生物转化作用≠解毒作用
二、生物转化反应的主要类型
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其分子中非极性基团转 变为极性基团,亲水性增加可顺利排出体外。 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。
消化吸收
• 分泌胆汁,其中胆汁酸为脂类消化吸收所必需 内质网中的酯化作用
肝内脂酸的代谢 线粒体内的氧化作用
• 肝一方面调节脂酸氧化与酯化的关系,另一方面 调节乙酰CoA进入三羧酸循环氧化分解与合成酮体 的关系。
合 成
• 饱食后合成甘油三酯、 胆固醇 、磷脂,并以VLDL 形式分泌入血,供其他组织器官摄取与利用; • 合成酮体的唯一器官:“肝内生酮肝外用”; • 肝是合成胆固醇最主要器官,合成量占全身总合成 量的3/4以上。