第八章 肝胆疾病的生物化学诊断

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1. 肝在糖代谢中的作用
通过糖异生、肝糖原的合成与分解、糖酵 解途径,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。
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肝病(disease of the liver)
糖原合成障碍 glycogenesis disorder 糖原贮存减少 glycogen storage decreased
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fatty liver (当肝内脂类含量超过肝重的5%时,称为脂 肪肝)
正常肝脏 脂肪肝
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第二节 肝脏的生物转化作用
一. 生物转化的概述 (一)概念 (二)生物转化的类型
二. 致癌物质的生物转化
三. 药物的生物转化
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一、生物转化的概述
(一)概念 1、非营养物质
【定义】 既不能构成组织细胞的成分,又不能氧化 供能的物质。
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一、胆红素代谢及异常
(一)胆红素的正常代谢
(二)胆红素代谢紊乱与黄疸 (三)黄疸的成因与发生机制 (四)黄疸的实验室检查
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(一)胆红素的正常代谢
胆汁(Bile): 由肝细胞分泌,金黄透明,稍偏碱
性,通过胆道系统流入胆囊,循总胆管而至十二 指肠。 ① 分类: 肝胆汁(500-1000ml/d),胆囊胆汁 (浓缩5~10倍)。 ② 主要成分:胆汁酸式盐(干重的50%以上)、胆 色素、CHO,PL、粘蛋白、血浆蛋白、脂肪、尿 素、无机盐等。 ③ 功能:1)作为消化液,促进脂类的消化吸收。2) 作为排泄液,排泄各种代谢产物至肠道。(均和 它的主要成分胆汁酸的代谢密切相关。)
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三、肝细胞损伤时的代谢改变 (一)肝细胞损伤时蛋白质代谢的变化
1. 肝在蛋白质代谢中的作用
1)正常人每天合成10g左右蛋白质:肝本身的蛋白质, 合成除Ig以外的血浆蛋白质。 2)合成多种酶:肝内酶,血浆功能酶等。 3)进行转氨基、脱氨基、转甲基、脱硫和脱羧等反应; 合成尿素(解除氨的毒性);合成重要的含氮化合物 (嘌呤类、嘧啶类、胆碱、GSH等)。 4)调整血液中氨基酸的比例:为其它脏器运送搭配比 例合适的氨基酸混合物,多余的则被降解(代谢芳香 族氨基酸)。
[熟悉] 胆红素代谢过程,胆汁酸的代谢与功能,肝
细胞损伤时的代谢改变;肝硬化、肝昏迷的生物化 学机制;肝功能的生物化学检测项目选择及应用。
[了解]乙醇性肝损伤、胆石症及肝癌的生物化学机制。
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第一节 肝脏的解剖结构特点及其生物化学功能 第二节 肝脏的生物转化作用 第三节 胆色素与胆汁酸代谢及其异常 第四节 肝病的生物化学代谢紊乱 第五节 肝胆疾病的肝功能实验室检查 第六节 肝功能检验项目选择原则与评价
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2. 肝损伤时的蛋白质代谢变化
(1).蛋白质的合成(synthesis protein): 低白蛋白血症(hypoalbuminemia) 凝血障碍(coagulation disorder)
白蛋白(albumin)减少,球蛋白(globulin) 增加, 损害(chronic hepatic parenchymatous injure)
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OCOCH3
OH
酯酶 水解
OH
羟化
COOH
乙酰水杨酸
COOH
水杨酸
COOH HO
羟基水杨酸
葡糖醛酸
甘氨酸
葡糖醛酸
葡糖醛酸苷 结合产物
水杨酰甘氨酸
葡糖醛酸苷 等结合产物
生物转化反应的连续性和类型多样性
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第三节 胆红素与胆汁酸代谢及异常
教学目标
教学时数:2学时 [掌握内容] 结合胆红素与未结合胆红素的概念 及区别,胆红素在肝内转变及胆素原的肠肝循 环,黄疸的类型与实验室检查。初级胆汁酸及 次级胆汁酸的概念,胆汁酸的临床应用。 [熟悉内容] 胆红素的代谢过程,胆汁酸的代谢 过程及功能。 [了解内容] Y蛋白与z蛋白的作用。
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(2) 还原反应(reduction reaction):此类酶的活 性一般不高。 硝基还原酶类 (nitroreductase) 偶氮还原酶类 (azoreductase) 二者均为黄素蛋白酶类,由NADPH供氢, 还原产物为相应胺类。
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பைடு நூலகம்
(3) 水解反应(hydrolysis reaction):体内分布广 泛,种类繁多。
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举例:
NH
2
HO
NH
2
苯胺
对氨基苯酚
2)醇脱氢酶与醛脱氢酶系(胞液)
CH3 CH2 OH 乙醇 醇脱氢酶 -2H CH3 醛脱氢酶 CH3 CHO +H2O, –2H COOH 乙酸 乙醛
alcohol dehydrogenase, ADH aldehyde dehydrogenase, ALDH
3. 含众多酶系,且有些是肝独有或其他组 织含量较少:如OCT(鸟氨酸氨甲酰基转移酶)
。 肝脏的组织结构和化学组成决定了其所具有的各 项功能。
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二、肝脏生物化学功能
1. 代谢功能:接受和处理消化道吸收的各种物质;
对营养物质进行代谢。
2. 生物转化作用: 3. 合成和分泌胆汁酸和胆红素: 4. 造血功能:肝脏在胚胎第8~12周。 5. 参与激素的灭活:激素降解的主要部位。 6. 其他:免疫、解毒、凝血等功能。
P178-206
第八章 肝胆疾病的生物化学诊断
Chemical diagnosis of liver and bile diseases
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教学目标
[教学时数] 6学时 [掌握] 生物转化的概念、类型及其临床意义;胆红
素的种类及相互的区别、黄疸的分类及其实验室鉴 别试验;胆汁酸的组成及其检测的临床意义;肝硬 化、肝昏迷及肝癌的临床生物化学检测。
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Liver(肝脏,肝): 人体的最大的实质性器官、最大 的腺体; 成人肝重约1.0~1.5kg; 几乎参与体内的 一切物质代谢,其功能>1500种。 Gall bladder(胆囊): 是肝的附属器官,起着贮存和 浓缩胆汁的作用。胆汁是肝的分泌物又是排泄物。
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第一节
肝脏的解剖结构特点及其生物化学功能
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(二)生物转化的类型
第一相反应
生物转化反 应的类型
氧化 还原 水解
第二相反应— 结合反应
某些物质经过第一相反应即可顺利排出体外。
某些物质即使经过第一相反应后,极性改变仍
不大,还必须与某些极性更强的物质结合, 即 进行
第二相反应,才能最终排出。
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生物转化作用涉及的几种氧化酶系
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1. 第一相反应 (1)氧化反应(oxidation reaction):最常见、最重要 1)加单氧酶系:依赖CYP450 又称混合功能氧化酶/羟化酶,能直接激活氧分
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、水等物质或基团 。 场所:微粒体、胞液和线粒体内。
酶:转移酶(如:葡糖醛酸基转移酶,UDPglucuronyl transferases,UGT)。
重要的结合基团的直接供体:
UDPGA(尿苷二磷酸葡萄糖醛酸) PAPS(3’-磷酸腺苷-5’-磷酸硫酸)
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(2).氨基酸代谢(amino acid metabolism):
转氨基(transamination) 脱氨基(deamination)
脱羧基(decarboxylase)
①支链氨基酸/芳香族氨基酸比值 (Branched-chain amino acid/Aromatic amino acid):
酯酶 催化水解反应的酶 (胞液、微粒体) 酰胺酶 糖苷酶
如普鲁卡因、阿司匹林在体内水解失活。 OCOCH3 乙酰水杨酸 (阿司匹林) OH COOH + CH3COOH
COOH H2O
水杨酸 (失活)
乙酸
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2. 第二相反应---结合反应
(conjugation reaction) 结合对象:凡含有羟基、羧基或氨基的药物、毒物
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(三)脂代谢变化
1. 肝在脂代谢中的作用
在脂类的消化、吸收、合成、分解与运输均具有重 要作用。生成酮体的唯一器官,生成酮体是肝脏氧 化脂肪酸的重要特点。
2. 肝损伤时的脂代谢变化
1)脂类消化吸收不良; 2)肝内脂肪氧化分解降低或脂肪合成增多或磷脂合成 障碍,不能有效合成脂蛋白输出,脂肪在肝细胞内 沉积而形成脂肪肝; 3)慢性肝损伤:糖利用↓,脂肪分解↑ → 酮血症。 4)血浆胆固醇酯/胆固醇的比值下降; 5)血浆脂蛋白电泳谱异常,出现(LDL)积累。
环境中摄入:药物、毒物、致癌物、食品添加
剂、环境污染物等;
体内代谢生成:激素、神经递质、氨、胆红素、
胺类化合物等。 【性质】 多是有机物,水溶性低,难于排出。
非营养物质≠代谢废物
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2、生物转化/作用(biotransformation) 机体将一些内源性或外源性非营养物 质进行化学转变:一方面增加其极性,使 其易于随胆汁或尿液排出;另一方面改变 其活性;这种物质在体内的转化过程,称 为生物转化作用。 部位:肝、肾、肺、胃肠道、皮肤、神经 及胎盘等组织。 亚细胞定位:微粒体、线粒体、胞液。
(BCAA/AAA)
②肝细胞内转氨酶(transaminase)含量高:
ALT
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(3).解除氨毒: 氨(ammonia) 尿素(urea)
blood ammonia (血氨)
肾排
BCAA/AAA(支/芳)
amine(胺)
肝性脑病 hepatic encephalopathy (HE)
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(二)糖代谢变化
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OH + UDPGA
UDPGA转移酶
COOH H O
OH OH H H OH
O
(肝微粒体)
+ UDP
苯酚
H
苯-葡萄糖醛酸苷
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雌酮 + PAPS 硫酸转移酶 雌酮硫酸酯 + PAP
O
O
HO
HO3SO
雌酮
OH HN
NH2 N
雌酮硫酸酯
5 HO3S—O—P—CH2
O 3 O
N
O O H OH
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输出通路
肝静脉(hepatic vein):
体循环(systemic circulation) -肾(kidney)- 尿uria
胆道系统(biliary tract ):
肠道(intestinal tract)-粪便(faeces)
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2. 较特殊的微细的结构:
1) 物质的转运基础---大量微绒毛。 2) 物质交换的基础---较高通透性,MW<4万(1 万)。 3) 能量保证的基础---线粒体丰富。 4) 物质代谢的基础---亚细胞数量相对较多、发达。
空腹血糖降低
餐后血糖增高
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肝病(disease of the liver) 磷酸戊糖途径(phosphopentose pathway) 糖酵解途径(glycolytic pathway) 严重肝病(serious disease of the liver) 糖有氧氧化(aerobic oxidation) 三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle) 血中丙酮酸(pyruvic acid ) 糖耐糖曲线(OGTT)异常 呈低平型、高峰型、高坡型
H 2PO3
3磷酸腺苷-5磷酸 硫酸(PAPS) 35
二、致癌物质的生物转化
代谢转变: 许多致癌物在体内需经过转化而转 变为活化型的致癌物(含亲电子基团),再 以DNA、RNA和蛋白质(含亲核基团)为靶 分子,使基因产生突变、基因表达紊乱,表 型异常,细胞形态及生物活性改变,导致细 胞癌变。
注意:致癌物的代谢活化与灭活是转化的两 个方面,主要在肝细胞微粒体内。
一. 肝脏的解剖结构特点
二. 肝脏生物化学功能
三. 肝细胞损伤时的代谢改变
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一、解剖结构特点 Anatomic structure characteristic
双重血液供应double blood supply:
门静脉(hepatic portal vein): 获得消化道吸收而来的 营养物 肝动脉(hepatic artery): 获得充足的氧气和代谢物
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。 产物:羟化物或环氧化物 (水溶性↑)。 RH+O2 +NADPH+H+
加单氧酶系
ROH+NADP++H2O
加单氧酶系组成:CYP P450、NADPH+H+、
NADPH -细胞色素 P450还原酶。 (mixed function oxidase)
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多环芳香烃的生物转化反应
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三、药物的生物转化
1. 部位:主要在肝脏;微粒体、细胞浆、线 粒体。 肝脏易受其损伤,另外肝损伤也导 致药物代谢改变。
2. 转化结果:药理活性消失、药理活性不变、 代谢活化或毒性化。
生物转化具有活化与失活的双重性。 生物转化≠解毒作用
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生物转化的特点
1. 代谢过程的连续性 2. 代谢通路和产物的多样性 3. 解毒和致毒的双重性
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