第十七章 肝的生物化学

第十七章肝的生物化学一、授课章节及主要内容：第十七章肝的生物化学二、授课对象:临床医学、预防、法医（五年制）、临床医学（七年制）三、授课学时：本章共3节课时（每个课时为45分钟）。

讲授安排如下：第一学时：概述及第一节内容，第二节内容。

第二学时：第二节内容，第三节内容。

第三学时：第四节内容。

四、教学目的与要求：学习肝脏的独特结构与各种代谢的关系。

根据所学内容与临床相关疾病联系，培养学生的学习积极性。

通过回顾相关内容，巩固三大营养物质代谢知识。

培养学生的总结能力。

五、重点与难点重点：生物转化的概念及生理意义，生物转化的主要类型。

胆汁酸的分类，初级胆汁酸生成的部位、关键酶，胆汁酸的功能。

胆色素的概念，体内含铁卟啉化合物的蛋白质，血红素的主要来源及转运，胆红素在肝中的转变，胆红素在肠道中的变化和胆色素的肠肝循环，两种胆红素的区别。

难点：调动学生学习积极性。

胆红素代谢过程，胆色素的肠肝循环过程，三种黄疸的区别。

六、教学方法及授课大致安排教学方法：面授为主，讲授肝在物质代谢中的作用时以提问形式穿插部分相关内容的复习，每次课预留5分钟小结本次课掌握内容及预留复习题，全章结束后小结本章内容，讲课中适当结合临床提问启发。

七、主要外文专业词汇异质性(heterogeneity)门管周带(periportal zone)小叶中心带(centrolobular zone)甲胎蛋白（α-fetoprotein）假神经递质（false neurotransmitter）生物转化（biotransformation）解毒作用(detoxication)加单氧酶（monooxygenase）单胺氧化酶（monoamine oxidase）醇脱氢酶（alcohol dehydrogenase，ADH）醛脱氢酶（aldehyde dehydrogenase, ALDH）硝基还原酶(nitroreductase)偶氮还原酶类(azoreductase)尿苷二磷酸α-葡糖醛酸（uridine diphosphate glucuronic acid，UDPGA）胆汁（bile）胆汁酸（bile acids）胆盐(bile salts)初级胆汁酸（primary bile acids）次级胆汁酸(secondary bile acids)胆色素（bile pigment）胆素原的肠肝循环(bilinogen enterohepatic circulation)黄疸（jaundice）八、思考题1.概述肝脏在糖、脂类、蛋白质、维生素和激素代谢中的作用2.比较两种不同的胆红素3.生物转化作用的概念及意义4.胆汁酸的生理功能及其肠肝循环的生理意义九、教材与教具：《生物化学》第六版（人民卫生出版社）十、授课提纲(或基本内容)概述Introduction一、肝细胞结构与功能的异质性(heterogeneity)1.原因：不同部位的肝细胞获得的氧和营养物质存在差异2.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)：是终末微血管周围的肝细胞，这些肝细胞首先从血液中获取充足的氧和营养物质；III 带(小叶中心带centrolobular zone)：是接近中央静脉的肝细胞，其营养条件最差II 带(介于两者之间)3.肝细胞物质代谢的区域化（表17-1）表17-1肝细胞物质代谢的区域化二、肝脏的生物学作用1.在糖、脂、蛋白质、维生素和激素等代谢中具有重要作用。

2.具有分泌、排泄和生物转化等重要功能。

第一节肝在物质代谢中的作用Function of Liver in metabolism一、肝在糖代谢中的作用回顾：肝内进行那些糖代谢途径？糖异生、肝糖元的合成与分解、糖酵解途径1.肝小叶不同区域糖代谢酶的分布不相同例如：III带葡糖激酶和丙酮酸激酶活性比I带高2～3倍，是糖酵解的主要区域；而I 带磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、果糖1，6-二磷酸酶和葡糖6-磷酸酶的活性显著高于III带，是糖异生的主要区域。

2.维持血糖浓度的稳定肝通过糖原的合成与分解、糖的异生作用来维持血糖浓度的相对恒定，确保全身各组织，尤其是大脑和红细胞的能量供应。

例如：不同营养状态下肝内进行的糖代谢不同：①饱食状态下：肝糖元合成增加，大量的葡萄糖被合成为糖原贮存起来。

每kg肝最多可贮存65g糖原。

过多的糖则转化为脂肪，以VLDL形式输出。

②空腹状态下：肝糖原分解增加，释放出血糖，供中枢神经系统和红细胞等利用。

③饥饿状态下：以糖异生为主脂肪动员↑→酮体合成↑→节省葡萄糖二、肝在脂类代谢中的作用肝在脂类的消化、吸收、合成、分解与运输过程中均具有重要的作用。

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；apoCⅡ)、脂蛋白的降解(LDL)1.促进脂类的消化、吸收：（解说：肝细胞可分泌胆汁，其中的胆汁酸盐可乳化脂类，促进脂类的消化、吸收。

患有肝胆疾病时，可使脂类的消化、吸收功能发生障碍。

）2.肝脏是脂类合成、分解的主要场所：（解说：肝可合成甘油三酯、磷脂和胆固醇，又是胆固醇转化、磷脂水解、脂肪分解的重要器官。

肝是体内产生酮体的唯一器官：肝内脂酸β-氧化能力旺盛，且含有特有的酮体生成酶系，能够产生酮体供脑组织等应用。

）（提问：甘油三酯的合成途径有哪些？胆固醇的生理意义？什么是酮体？为什么肝内生酮肝外用？）3.合成血浆脂蛋白：肝脏可将甘油三酯、磷脂、胆固醇和载脂蛋白合成VLDL、HDL分泌入血。

脂蛋白是脂类的运输形式。

（提问：脂蛋白的分类及生理意义。

载脂蛋白的生理功能。

）三、肝在蛋白质代谢中的作用肝脏进行的蛋白质代谢包括合成代谢与分解代谢。

1.在血浆蛋白质代谢中的作用：①合成与分泌血浆蛋白质(除γ球蛋白外)：（解说：这是肝细胞的一个重要功能。

除γ-球蛋白主要由浆细胞合成外，几乎所有的血浆蛋白质均来自肝，如清蛋白、凝血酶原、纤维蛋白原以及多种载脂蛋白和血浆部分球蛋白（如α1－球蛋白、α2－球蛋白、β－球蛋白）。

）与临床的关系：a．在肝功能严重受损（如慢性肝炎和肝硬变）时，由于清蛋白的合成减少，球蛋白增加，可致A/G比值下降，甚至发生倒置。

此种变化可作为某些肝病的辅助诊断指标。

b．胎肝可合成一种与血浆清蛋白分子量相似的甲胎蛋白（α-fetoprotein），胎儿出生后其合成受到抑制，正常人血浆中很难检出。

肝癌时，癌细胞中甲胎蛋白基因失去阻遏，血浆中可能再次检出此种蛋白质，对肝癌的诊断有一定意义。

②清除血浆蛋白质(清蛋白除外)（解说：含有糖基的血浆蛋白质在肝细胞膜唾液酸酶催化下脱去其糖基末端的唾液酸，并被肝细胞膜上特异的受体——肝糖结合蛋白所识别，经胞吞作用进入肝细胞。

肝清除血浆蛋白质的速度很快，这种特异性受体每清除1个无唾液酸糖蛋白分子仅需16min。

）2.在氨基酸代谢中的作用:①肝内氨基酸的脱氨基、脱羧基、脱硫、转甲基等反应（除支链氨基酸外的所有氨基酸）十分活跃；肝脏还利用氨基酸合成体内多种含氮化合物，如嘌呤、嘧啶等。

回顾：氨基酸的脱氨基方式：转氨基、氧化脱氨、联合脱氨、非氧化脱氨②清除血氨及胺类回顾：血氨有哪些来源及去路？血氨的来源：a. 氨基酸脱氨基作用产生的氨是主要来源b. 肠道吸收的氨c. 肾小管上皮细胞分泌的氨在碱性条件下吸收血氨的去路：a. 在肝脏内合成尿素，这是最主要的去路b. 合成非必需氨基酸及其它含氮化物c. 合成谷氨酰胺d. 肾小管泌氨:分泌的NH3在酸性条件下生成NH4+ ，随尿排出临床联系：肝昏迷的两种假说a. 假神经递质（false neurotransmitter）学说：肠道分解芳香族氨基酸产生的芳香族胺（如章鱼胺、苯乙醇胺），在严重肝病时不能得到清除，在大脑中可取代正常的神经递质，引起神经活动的紊乱。

b. 氨中毒学说：肝脏是合成尿素的主要器官，通过鸟氨酸循环将有毒的氨合成无毒的尿素随尿排出。

当肝功能严重受损是，尿素合成障碍，血氨升高，引起肝昏迷。

四、肝在维生素代谢中的作用肝在吸收、储存、运输及代谢维生素方面起重要作用。

1.维生素的吸收：肝所分泌的胆汁酸盐可协助脂溶性维生素的吸收。

2.维生素的储存：肝脏是A、E、K、B12等维生素储存的主要场所。

（解说：肝几乎不储存维生素D，但具有将维生素D转化为25-羟维生素D和合成维生素D结合蛋白的能力。

）3.维生素的运输：肝脏合成视黄醇结合蛋白、维生素D结合蛋白等。

4.维生素的转化：多种维生素在肝中转化为辅酶的组成成分。

（解说：例如：肝将维生素PP转化为辅酶I （NAD+）和辅酶II（NADP+）的组成成分，将维生素B1焦磷酸化为TPP等。

另外，肝几乎不储存维生素D，但具有将维生素D转化为25-羟维生素D的能力。

）五、肝在激素代谢中的作用肝是激素灭活的主要场所。

1.激素的灭活：激素在发挥其调节作用后，在肝中转化、降解或失去活性的过程称为激素的灭活。

2.激素灭活的主要方式：生物转化（过渡：肝的前四项作用均已在本书前面章节中详细讲述，下面，我们重点学习肝的生物转化作用。

）第二节肝的生物转化作用一、生物转化的概念1.生物转化的定义：非营养物质在体内经过代谢处理，使其生物学活性发生改变而易于排出体外的过程称为生物转化（biotransformation）。

2.生物转化的对象：非营养物质（解说：那么，什么是非营养物质呢？）非营养物质：是人体内经常存在的一类有机化合物，它们既不能构成组织细胞的结构成分，又不能氧化供能，其中一些对人体有一定的生物学效应或毒性作用，可从环境中摄取或体内生成。

（解说：因此，非营养物质按其来源分为两大类，我们将之归纳为下图：）内源性非营养物质外源性：药物、毒物、食品添加剂、色素、环境污染物等对机体有毒性的物质：如氨、胆红素等具有强烈生物学活性的物质：如激素、神经递质、胺类等图17-2 非营养物质的分类3.生物转化的主要场所肝是机体内生物转化的主要器官，肺、肾、胃肠道和皮肤也有一定的生物转化功能。

4.生物转化的生理意义对体内的非营养物质进行转化，使其生物学活性降低或消除（灭活作用），或使有毒物质的毒性减低或消除（解毒作用，detoxication）。

更为重要的是生物转化作用可将这些物质的溶解性增高，变为易于从胆汁或尿液中排出体外的物质。

注意：肝的生物转化作用≠解毒作用（解说：因为，有些物质经肝的生物转化后，其毒性反而增加或溶解性反而降低，不易排出体外。

有的药物如环磷酰胺、百浪多息、水合氯醛、硫唑嘌呤和大黄等需经生物转化才能成为有活性的药物。

所以，不能将肝的生物转化作用笼统地看作是“解毒作用”。

）二、生物转化反应的主要类型（解说：非营养物质种类繁多，化学结构、理化性质、生物活性各异，代谢途径各不相同，同一化合物也可经不同代谢途径进行转化，例如异丙嗪经肝生物转化后，可从血液、尿和粪便中分离出77种不同的代谢产物。