沈阳药科大学生物化学课程——第17篇-肝脏生化PPT课件
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《肝的生物化学》PPT课件
肝内进行的糖代谢途径: ❖ 糖异生； ❖ 肝糖原的合成与分解； ❖ 糖酵解途径。
不同营养状态下肝内的糖代谢
• 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↑→酮体生成↑ →节省葡萄糖。
二、肝在脂类代谢中的作用
作用：在脂类的消化、吸收、合成、分解与运 输均具有重要作用。
（三）水解反应
• 包括酯酶、酰胺酶及糖苷酶等，主要分布于胞液，可催化不同类型物质 的水解。
（四）结合反应
• 某些非营养物质，无论是否经过氧化、还原与水解，它们的极性基团可与 一些内源性小分子物质结合，使其生物活性、分子大小、溶解度等发生改 变，这就是生物转化中的结合反应。
第十七章 肝的生物化学
Chapter 17 Biochemistry in Liver
• 肝是人体重要的器官，重约1~1.5kg，具有多种多样的代谢功能，它在体 内糖、脂、蛋白质、维生素、激素等物质的代谢中均起着重要的作用。
• 同时，肝还有分泌、排泄、生物转化等方面的功能。
• 肝的组织结构和化学构成特征: 1. 具有肝动脉和门静脉双重血供； 2. 具有丰富的血窦； 3. 有两条输出通道； 4. 含有丰富的酶类。
•肝内进行的脂类代谢主要有:
➢ 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, apoCⅡ)； ➢ 脂蛋白的降解 (LDL)。
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
➢氨基酸的脱氨基、脱羧基、脱硫、转甲基 等（支链氨基酸除外）。
不同营养状态下肝内的糖代谢
• 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↑→酮体生成↑ →节省葡萄糖。
二、肝在脂类代谢中的作用
作用：在脂类的消化、吸收、合成、分解与运 输均具有重要作用。
（三）水解反应
• 包括酯酶、酰胺酶及糖苷酶等，主要分布于胞液，可催化不同类型物质 的水解。
（四）结合反应
• 某些非营养物质，无论是否经过氧化、还原与水解，它们的极性基团可与 一些内源性小分子物质结合，使其生物活性、分子大小、溶解度等发生改 变，这就是生物转化中的结合反应。
第十七章 肝的生物化学
Chapter 17 Biochemistry in Liver
• 肝是人体重要的器官，重约1~1.5kg，具有多种多样的代谢功能，它在体 内糖、脂、蛋白质、维生素、激素等物质的代谢中均起着重要的作用。
• 同时，肝还有分泌、排泄、生物转化等方面的功能。
• 肝的组织结构和化学构成特征: 1. 具有肝动脉和门静脉双重血供； 2. 具有丰富的血窦； 3. 有两条输出通道； 4. 含有丰富的酶类。
•肝内进行的脂类代谢主要有:
➢ 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, apoCⅡ)； ➢ 脂蛋白的降解 (LDL)。
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
➢氨基酸的脱氨基、脱羧基、脱硫、转甲基 等（支链氨基酸除外）。
肝的生化PPT课件
2.生成过程
血红素
血红素加氧酶系
O2，NADPH+H+ CO， Fe
胆绿素还原酶
NADPH+H+
胆绿素
胆红素
（三）胆红素的转运
胆红素
胆红素
清蛋白
一些药物
— 胆红素-清蛋白
网状内皮细胞
血液
组织细胞 肝脏
二、胆红素在肝细胞内的转变
（一）肝细胞对胆红素的摄取
胆汁
胆红素—清蛋白 Y和Z蛋白
葡萄糖醛酸胆红素 （结合胆红素）
一、胆汁的成分：
1.有机成分：胆汁酸盐、胆色素、磷脂、脂肪、 粘蛋白及 胆固醇等
2 .多种无机盐 3. 多种排泄物 4. 水
二、胆汁酸的代谢
（一）胆汁酸的分类
脱氧胆酸
次级胆汁酸
游离型胆汁酸
按 结 构 分 类 结合型胆汁酸
石胆酸 胆酸 鹅脱氧胆酸 甘氨胆酸
牛磺胆酸
肠
按
道
来
细
源
菌
分
类 初级胆汁酸
甘氨鹅脱氧胆酸
上述各类型的生物转化反应并非彼此孤立，一 种毒物或药物可经多种方式的氧化或水解，又可在 氧化或水解反应后进行结合反应。
（一）氧化反应
1.微粒体依赖P450的加单氧酶系
又称混合功能氧化酶
RH + O2 + NADPH + H+
ROH + NADP+ + H2O
加单氧酶系的作用过程
加单氧酶系的生理意义与作用特点
CoASH
甘氨胆酸 牛磺胆酸 甘氨鹅脱氧胆酸 牛磺鹅脱氧胆酸
2.次级胆汁酸的生成
3. 胆汁酸的肠肝循环
定义：
第十七章肝脏生化 PPT
(一)摄取
胆红素自由通过血窦面肝细胞膜进入肝 细胞。
(二)转运 胞液内配体蛋白( Y蛋白与Z蛋白)与胆红
素结合并将其转运至滑面内质网。
(三)转化
UDP葡萄糖醛
胆红素 酸基转移酶 胆红素葡萄糖醛酸一酯 (内质网) UDP葡萄糖醛酸 UDP
UDP葡萄糖醛
酸基转移酶 胆红素葡萄糖醛酸二酯
(内质网)
UDP葡萄糖醛酸 UDP
其溶解度便于运输,防止其透过生物膜产生毒性。
竞争性结合物: 磺胺类药、胆汁酸、水杨酸、脂肪酸。
过多得游离胆红素则可与脑部基底核得 脂类结合,干扰脑得正常功能,称为胆红素脑 病(bilirubin encephalopathy)或核黄疸 (kernicterus)。
三、胆红素在肝脏内得代谢 (一)摄取 (二)转运 (三)转化 (四)分泌
不一定就是解毒作用
二、生物转化得反应类型
第一相反应——氧化、还原、水解 第二相反应——结合
(一)第一相反应 1、氧化反应 (1)微粒体依赖P450得加单氧酶系:
RH
加单氧酶系
R-OH
O2 + NADPH + H+
NADP+ + H2O
产物:羟化物或环氧化物
举例:
加单氧酶
NH2
HO
NH2
苯胺
对氨基苯酚
一、胆汁
胆汁
肝胆汁 胆囊胆汁
两种胆汁得百分组成与部分性质
比重
pH 水 固体成分 无机盐 粘蛋白 胆汁酸盐 胆色素 总脂类 胆固醇 磷脂
肝胆汁 1、009～1、
013 7、1～8、5
96～97 3～4
0、2～0、9 0、1～0、9
0、5～2 0、05～0、17
生物化学肝的生物化学ppt新版
结合蛋白的合成； ➢ 维生素的转化：
• Vit D3 → 25-(OH)-Vit D3 • B族维生素→辅酶或辅基的组成成分
目录
五、肝参与多种激素的灭活
激素的灭活 (inactivation): 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：生物转化作用
目录
第二节
肝的生物转化作用
（掌握第二项结合反应）
目录
一、肝的生物转化作用是机体重要 的保护机制
（一）生物转化的概念
机体对内、外源性的非营养物质进行代 谢转变，使其水溶性提高，极性增强，易于 通过胆汁或尿液排出体外的过程称为生物转 化(biotransformation)。
目录
生物转化的对象
➢ 非营养物质: 既不作为构建组织细胞的成 分，又不作为能源物质。
➢ 脂肪酸的合成及酯化； 正常人每天可生成250～350mg胆红素，其中约80%以上来自衰老红细胞破坏所释放的血红蛋白的分解。
一、胆红素主要源于血红素的降解 葡糖醛酸结合（是最重要、最普遍的结合反应）
➢ 酮体的生成； 脂蛋白的降解 (LDL)
非营养物质: 既不作为构建组织细胞的成分，又不作为能源物质。 肝在人体蛋白质合成、分解和氨基酸代谢中起重要作用。
➢ 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，使其某些基团转化 或分解，理化性质改变，即可顺利排出体外。
• 有些物质即使经过第一相反应后，极性改变不 大，必须与某些极性更强的物质结合, 即第二相 反应，才能最终排出。
目录
结合反应是生物转化第二相反应
结合对象： 凡含有羟基、羧基或氨基的药物、毒物
• 肝通过鸟氨酸循环将有毒的氨合成无毒的尿素。 • 肝还可将氨转变成谷氨酰胺。
• Vit D3 → 25-(OH)-Vit D3 • B族维生素→辅酶或辅基的组成成分
目录
五、肝参与多种激素的灭活
激素的灭活 (inactivation): 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：生物转化作用
目录
第二节
肝的生物转化作用
（掌握第二项结合反应）
目录
一、肝的生物转化作用是机体重要 的保护机制
（一）生物转化的概念
机体对内、外源性的非营养物质进行代 谢转变，使其水溶性提高，极性增强，易于 通过胆汁或尿液排出体外的过程称为生物转 化(biotransformation)。
目录
生物转化的对象
➢ 非营养物质: 既不作为构建组织细胞的成 分，又不作为能源物质。
➢ 脂肪酸的合成及酯化； 正常人每天可生成250～350mg胆红素，其中约80%以上来自衰老红细胞破坏所释放的血红蛋白的分解。
一、胆红素主要源于血红素的降解 葡糖醛酸结合（是最重要、最普遍的结合反应）
➢ 酮体的生成； 脂蛋白的降解 (LDL)
非营养物质: 既不作为构建组织细胞的成分，又不作为能源物质。 肝在人体蛋白质合成、分解和氨基酸代谢中起重要作用。
➢ 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，使其某些基团转化 或分解，理化性质改变，即可顺利排出体外。
• 有些物质即使经过第一相反应后，极性改变不 大，必须与某些极性更强的物质结合, 即第二相 反应，才能最终排出。
目录
结合反应是生物转化第二相反应
结合对象： 凡含有羟基、羧基或氨基的药物、毒物
• 肝通过鸟氨酸循环将有毒的氨合成无毒的尿素。 • 肝还可将氨转变成谷氨酰胺。
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2020年9月28日
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目录
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β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 CⅡ; LCAT
2020年9月28日
❖ 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
2020年9月28日
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目录
二、肝在脂类代谢中的作用
作用：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)
※ 肝的生物转化作用≠解毒作用
2020年9月28日
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目录
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。
❖ 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
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目录
五、肝在激素代谢中的作用
❖ 激素的灭活 (inactivation of hormone) 激素主要在肝中转化，降解或失去活
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III 带
I带
III 带
葡萄糖的摄取 糖原生成 糖酵解 脂类生成
氨基酸的利用
解氨毒作用
氨基酸转化为糖
氨基酸分解
从氨基酸氮生成尿素 从氨氮生成尿素
氧化保护作用
生物转化作用
胆汁酸排泄
胆红素排泄
4
目录
第一节 肝在物质代谢中的作用
Function of Liver in Material Metabolism
9
目录
三、肝在蛋白质代谢中的代谢
❖ 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
▪ 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。
2020年9月28日
10
பைடு நூலகம்
目录
四、肝在维生素代谢中的作用
2020年9月28日
17
目录
※基本特点 能直接激活氧分子，其中一个氧原子加
入底物分子中，另一氧原子被还原为水，故 又称为混合功能氧化酶。
2020年9月28日
18
目录
目录
产物：羟化物或环氧化物 举例：
N2H
苯胺
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HO
N2H
对氨基苯酚
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目录
多环芳烃的生 物转化过程
多芳香烃
＊生物转化的对象
内源性：如激素、胺类等
非营养物质 外源性：如药物、毒物等
2020年9月28日
14
目录
＊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 。
＊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。
第十七章
肝的生物化学
Biochemistry in Liver
2020年9月28日
1
目录
概述
❖ 肝细胞结构与功能的异质性(heterogeneity)
＊原因 不同部位的肝细胞获得的氧和营养物
质具有差异。
＊以终末微血管为中轴，将肝小叶中的肝细 胞分为三条带：
I 带 (门管周带 periportal zone)
催化的反应 催化胺类氧化脱氨基生成相应的醛
RCH2NH2+O2+H2O2
RCHO+NH3+H2O
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目录
3. 醇脱氢酶及醛脱氢酶系
存在部位：胞液中
催化的反应 醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase, ADH)
催化醇类氧化成醛。 醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase,
III 带 (小叶中心带 centrolobular zone)
II 带 (介于I带与III带之间)
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目录
终末微血管
中央静脉
Ⅲ Ⅱ Ⅰ
肝门管区
Ⅰ Ⅱ Ⅲ 中央静脉
肝细胞分带示意图 箭头表示血流方向
肝门管区
目录
肝细胞物质代谢的区域化
I带
葡萄糖的释放 糖原分解 糖异生作用
氧化供能代谢 脂肪酸的氧化 三羧酸循环 氧化呼吸链
加单氧酶系 加氧
非酶促反应 分子重排
OH
酚类
葡糖醛酸或硫酸结合物
O
环氧化物 （致癌物）
水化酶 水化
谷 胱 甘 肽 -S -环 氧 化 物
GSH
转移酶
H OH H OH
二氢二醇衍生物
SG OH
谷胱甘肽结合物
目录
2. 线粒体单胺氧化酶系
单胺氧化酶( monoamine oxidase, MAO)
存在部位：线粒体内
ALDH)催化醛类生成酸。
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性的过程称为激素的灭活。
* 主要方式：生物转化
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目录
第二节
肝的生物转化作用
Biotransformation Function of Liver
2020年9月28日
13
目录
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的代谢转变过
程称为生物转化 (biotransformation) 。
2020年9月28日
5
目录
一、肝在糖代谢中的作用
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。
回顾：肝内进行那些糖代谢途径？ 糖异生、 肝糖原的合成与分解、 糖酵解途径
2020年9月28日
6
目录
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
2020年9月28日
16
目录
（一）氧化反应——最多见的生物转化反应
1. 微粒体依赖P450的加单氧酶系：
其中最重要的是依赖P450的加单氧酶。
存在部位：微粒体内(滑面内质网)
组成：Cyt P450，NADPH+H+，NADPH-细胞色 素 P450还原酶
催化的基本反应
RH+O2+NADPH+H+ ROH+NADP++H2O