肝的生物化学
生物化学第25章 肝脏的生物化学
生物化学第25章肝脏的生物化学肝脏,作为人体内最大的实质性器官,在生物化学过程中扮演着至关重要的角色。
它就像是一座高度复杂且精密运作的“化工厂”,承担着众多关键的生化功能,对维持生命活动的稳定和平衡起着不可或缺的作用。
首先,让我们来了解一下肝脏在物质代谢中的核心地位。
在糖代谢方面,肝脏具有双向调节的作用。
当血糖水平升高时,肝脏能够将多余的葡萄糖合成肝糖原储存起来;而当血糖降低时,肝糖原又会分解为葡萄糖释放入血,以维持血糖的稳定。
此外,肝脏还能进行糖异生,将非糖物质如乳酸、甘油等转化为葡萄糖,为身体提供能量。
在脂类代谢中,肝脏更是发挥着“枢纽”的作用。
它能够合成和分泌胆汁酸盐,促进脂类物质的消化和吸收。
同时,肝脏还是脂肪酸氧化分解、酮体生成以及胆固醇合成的重要场所。
对于磷脂和脂蛋白的合成,肝脏也功不可没,确保了脂类物质在体内的运输和代谢平衡。
蛋白质代谢方面,肝脏同样举足轻重。
它是合成除γ球蛋白以外的几乎所有血浆蛋白质的“工厂”,包括白蛋白、纤维蛋白原、凝血酶原等。
此外,肝脏还参与氨基酸的脱氨基、转氨基等反应,是体内氨代谢的重要器官。
通过鸟氨酸循环,肝脏能够将有毒的氨转化为无毒的尿素排出体外。
接下来,我们看看肝脏的生物转化作用。
所谓生物转化,就是机体对非营养物质进行化学转变,增加其水溶性或极性,使其易于排出体外的过程。
肝脏是生物转化的主要器官,其生物转化反应大致可以分为第一相反应和第二相反应。
第一相反应包括氧化、还原和水解反应,通过这些反应,使非营养物质的分子结构中引入羟基、羧基等极性基团。
第二相反应则是结合反应,将第一相反应产生的极性基团与某些物质结合,进一步增加其水溶性,便于排出。
常见的结合物有葡萄糖醛酸、硫酸、谷胱甘肽等。
肝脏的胆汁酸代谢也十分重要。
胆汁酸是胆汁的主要成分,具有促进脂类消化吸收和排泄胆固醇等作用。
肝脏以胆固醇为原料合成初级胆汁酸,然后与甘氨酸或牛磺酸结合形成结合型胆汁酸。
胆汁酸在肠道中发挥作用后,大部分会被重吸收回到肝脏,这一过程被称为胆汁酸的肠肝循环。
肝的生物化学-【共72张PPT】
➢ 胆汁中的胆汁酸盐与卵磷脂协同作用,使胆固醇分 催化酶:谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase, GST)
游离胆汁酸:胆酸、鹅脱氧胆酸、 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:
散形成可溶性微团,使之不易结晶沉淀而随胆汁排 通过生物转化作用可增加这些非营养物质的水溶性和极性,从而易于从胆汁或尿液中排出。
胆汁酸的生成是肝降解胆固醇的最重要途径;
肝在氨基酸代谢中的作用
泄。 反应:结合反应(主要结合物为UDP葡糖醛酸, UDPGA)
(二) 次级胆汁酸在肠道由肠菌作用生成
催化酶:硫酸转移酶 (sulfate transferase)
肝胆疾患:脂类消化不良
脂肪泻
脂溶性维生素缺乏
肝在调节机体胆固醇代谢平衡上起中心作用
➢ 肝是合成胆固醇最活跃的器官,是血浆胆固醇的 主要来源;
➢ 胆汁酸的生成是肝降解胆固醇的最重要途径; ➢ 肝也是体内胆固醇的主要排泄器官;
➢ 肝对胆固醇的酯化也具有重要作用。
三、肝的蛋白质合成及分解代谢
均非常活跃
• 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。
➢ 分解
• 脂肪酸的β氧化分解; • 肝是降解LDL 的主要器官;
• 肝合成胆汁酸是肝降解胆固醇的最重要途径;
• 肝是体内胆固醇的重要排泄器官。
➢ 运输
• 合成与分泌 VLDL; HDL; apo CⅡ; LCAT; • apo CⅡ是毛细血管内皮细胞LPL的激活剂; • 肝合成与分泌LCAT将血浆胆固醇酯化。
肝的生物化学
肝的生物化学肝脏是人体内最大的实质性器官,也是一个功能极其复杂的生物化学工厂。
它参与了体内众多的代谢过程,对于维持生命活动的正常进行起着至关重要的作用。
首先,肝脏在糖代谢中扮演着关键角色。
当我们进食后,血糖水平升高,肝脏会将多余的葡萄糖合成肝糖原储存起来。
当血糖水平下降,比如在饥饿状态下,肝糖原又会分解为葡萄糖释放入血,以维持血糖的稳定。
此外,肝脏还能通过糖异生作用,将一些非糖物质如乳酸、甘油、生糖氨基酸等转化为葡萄糖,为身体提供能量。
在脂类代谢方面,肝脏也是个“多面手”。
它能够合成甘油三酯、磷脂和胆固醇等脂质,并将其以脂蛋白的形式运输到其他组织利用或储存。
同时,肝脏对于脂肪的分解也有重要作用,它可以将脂肪酸氧化分解,产生能量。
当肝脏功能出现异常时,脂类代谢紊乱,可能会导致脂肪肝等疾病的发生。
蛋白质代谢同样离不开肝脏。
肝脏是合成蛋白质的重要场所,除了免疫球蛋白外,几乎所有的血浆蛋白质,如白蛋白、凝血因子等都由肝脏合成。
肝脏还能对氨基酸进行代谢,通过转氨基、脱氨基等作用,将氨基酸分解为含氮部分和不含氮部分。
含氮部分最终形成尿素排出体外,不含氮部分则可以进一步氧化供能或者合成糖类和脂肪。
肝脏在维生素的代谢中也发挥着重要作用。
它可以储存多种维生素,如维生素 A、D、E、K 等。
同时,肝脏还参与多种维生素的转化,比如将维生素 D 转化为具有活性的 1,25-(OH)₂D₃,促进钙的吸收。
在激素代谢方面,肝脏也是个重要的“调节器”。
许多激素在发挥完作用后,会在肝脏中被灭活,例如雌激素、醛固酮等。
如果肝脏的灭活功能出现障碍,可能会导致激素水平失衡,从而引发一系列的生理问题。
肝脏的生物转化功能也值得一提。
人体内存在着许多非营养性物质,如药物、毒物、激素的代谢产物等。
肝脏能够通过一系列的化学反应,将这些物质的毒性降低或消除,然后排出体外。
这个过程包括氧化、还原、水解和结合等反应。
但需要注意的是,如果接触的毒物过多或肝脏的生物转化功能受损,可能会导致中毒。
肝的生物化学
基本反应:
RH+O2+NADPH+HRO+ H+NADP++H2O
产物:羟化物或环氧化物
意义:单加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。
有些致癌物质经氧化后丧失其活性,有些 本来无活性的物质氧化后生成有毒或致癌物质。
甘氨胆酸 牛磺胆酸 甘氨鹅脱氧胆酸 牛磺鹅脱氧胆酸
初级胆汁酸 :由肝细胞合成,包括胆酸、鹅
脱氧胆酸及其与甘氨酸和牛磺酸
按
的结合产物
来
源
次级胆汁酸: 初级胆汁酸在肠管中受细菌作用
7α-羟基脱氧生成的脱氧胆酸和
石胆酸及其在肝中生成的结合产物
人胆汁中的胆汁酸以结合型为主, 其中甘氨胆酸的量多于牛磺胆酸的量。
三、胆汁酸的主要生理功能
1.促进脂类物质的消化与吸收(乳化剂)
亲水侧面(羟基和羧基) 降低油/水
立体构型
疏水侧面(甲基和烃核)
两相间的 表面张力
2.维持胆汁中胆固醇的溶解状态以抑制 胆固醇析出
➢ 人体内约99%的胆固醇随胆汁经肠道排出体外, 其中1/3以胆汁酸形式,2/3以直接形式排除体外。
和环氧化合物结合,生成含GSH的 结合产物。
5、甲基化反应
催化酶: 甲基转移酶 存在部位: 胞液和微粒体 甲基供体:SAM 催化反应: 含氧、氮、硫等亲核基团化合物的
甲基化反应
6、甘氨酸结合反应
催化酶: 酰基转移酶 存在部位:线粒体 催化反应:甘氨酸与含羧基的外来化合物结合
三、生物转化作用受多种因素的调节 和影响
五、肝在激素代谢中的作用
常用肝脏生物化学试验的临床意义
1
血清总蛋白及白蛋白降低:
2
肝细胞损害影响总蛋白与白蛋白合成:常见肝脏疾病,如重症肝炎、慢性肝炎、肝硬化、肝癌;血清总蛋白<60g/l或白蛋白<25g/l称为低蛋白血症,临床上常出现水肿及胸、腹水。
3
营养不良
4
蛋白丢失过多:如肾病综合征
消耗增加:常见于慢性消耗性疾病:如重症结核、甲亢、恶性肿瘤等 血清水分增加:如钠水潴留、静脉补液过多
存在部位:组织细胞,以肝细胞含量最多,其次为心肌、脑、肾组织。 意义:ALT位于细胞质,其肝内浓度较血清高3000倍,血清半寿期为47±10h,是反映肝细胞损害的敏感指标。
ALT
存在部位:主要分布于心肌,其次为肝脏、骨骼肌和肾脏等组织,存在于细胞质和线粒体,其中线粒体型AST活性占肝脏AST总活性80%左右。 意义:同ALT,肝细胞损伤加重和(或)累及线粒体,则可明显升高。
正常凝血过程(瀑布学说)
胶原等带负电荷表面
HMWK K
[外源性途径]
组织损伤释放
组织因子(III)
IIa、IXa XIIa、K
XIII XIIIa
参加因子:
VIII、IX、XI、XII V、X、 II、I III、VII
Ca2+、PF3
肝内、外胆汁淤积:转氨酶活性通常正常或轻度上升。
临床意义
急性心肌梗死后6-8h,AST增高,18-24h达高峰,升高可达正常参考值上限4-10倍,与心肌坏死范围和程度有关,4-5d后恢复。
其他疾病:如骨骼肌疾病(皮肌炎、进行性肌萎缩)、肺梗死、肾梗死、传染性单核细胞增多症,转氨酶轻度升高(50-200)
胚胎肝可合成一种结构与清蛋白相近的甲胎蛋白(AFP),胎儿出生后合成受到抑制,正常人很难检测到,HCC中AFP基因的表达失去遏制,血浆中可能检出此种蛋白,是HCC的重要肿瘤标志物。
肝脏生物化学
肝脏生物化学肝脏是人体内最大的实质性器官,具有多种重要的生理功能。
其中,肝脏的生物化学过程在维持人体的正常代谢、解毒、合成和储存等方面发挥着关键作用。
肝脏在物质代谢方面扮演着极为重要的角色。
首先是糖代谢,肝脏能够通过一系列的酶促反应,将葡萄糖合成肝糖原储存起来,当血糖水平降低时,又可以分解肝糖原释放出葡萄糖,以维持血糖的稳定。
此外,肝脏还能够进行糖异生,将非糖物质如乳酸、甘油、生糖氨基酸等转化为葡萄糖。
在脂类代谢中,肝脏也是核心参与者。
它能够合成和分泌胆汁酸,这对于脂类的消化吸收至关重要。
肝脏还是脂肪酸氧化分解的主要场所,能够生成酮体为肝外组织提供能源。
同时,肝脏还能够合成甘油三酯、磷脂和胆固醇等脂类物质,并对它们进行代谢和转运。
蛋白质代谢同样离不开肝脏。
肝脏可以合成多种血浆蛋白质,如白蛋白、纤维蛋白原、凝血酶原等,这些蛋白质对于维持血液的渗透压、凝血等生理功能具有重要意义。
肝脏还能够对氨基酸进行代谢,通过转氨基、脱氨基等作用,将氨基酸转化为其他物质,或者合成非必需氨基酸。
肝脏的生物转化功能对于人体的健康也十分重要。
人体内的一些非营养物质,如药物、毒物、激素等,在经过肝脏的生物转化后,其化学结构和性质发生改变,从而更容易被排出体外。
这个过程包括氧化、还原、水解、结合等反应,通过这些反应,将亲脂性的物质转化为亲水性的物质,便于从尿液或胆汁中排出。
肝脏的解毒功能也值得一提。
它能够处理进入体内的各种有毒物质,如重金属、农药、细菌毒素等。
肝脏中的一些酶类,如细胞色素 P450酶系,可以将有毒物质代谢为无毒或低毒的物质,从而保护机体免受损害。
肝脏还参与维生素和激素的代谢。
例如,肝脏可以储存维生素 A、D、E、K 等,并且能够对维生素进行代谢转化。
对于激素,肝脏能够调节激素的灭活,如对雌激素、醛固酮等进行灭活,维持体内激素水平的平衡。
当肝脏出现疾病时,其生物化学功能会受到影响,从而导致一系列的代谢紊乱。
例如,肝功能不全时,可能会出现低血糖、低蛋白血症、脂代谢紊乱、黄疸等症状。
肝的生物化学
肝的生物化学1.生物转化作用:来自体内外的非营养物质(药物、毒物、染料、添加剂,以及肠管内细菌的腐败产物)在肝进行氧化、还原、水解和结合反应,这一过程称为肝的生物转化作用。
2.初级胆汁酸:初级胆汁酸是胆固醇在肝细胞内分解生成的具有24碳的胆汁酸,包括胆酸和鹅脱氧胆酸及其与甘氨酸和牛磺酸的结合产物。
3.次级胆汁酸:由初级胆汁酸在肠道中经细菌作用氧化生成的胆汁酸,包括脱氧胆酸和石胆酸及其与甘氨酸和牛磺酸的结合产物。
4.单胺氧化酶(MAO):单胺氧化酶存在于线粒体中,从肠道吸收来的腐败产物胺类可由此酶氧化脱氨,生成醛与过氧化氢。
5.结合胆红素:胆红素在肝微粒体中与葡糖醛酸结合生成的葡糖醛酸胆红素称为结合胆红素,它水溶性大,易从尿中排出。
6.胆色素:胆色素是体内铁卟啉化合物的分解代谢产物,主要是衰老的红细胞在网状内皮系统中分解产生血红蛋白,血红蛋白进一步分解而来。
包括胆红素、胆绿素、胆素原和胆素。
7.胆素原的肠肝循环生理情况下,肠中产生的胆素原约有10%-20%重吸收,经门静脉入肝,其中大部分又以原形随胆汁再次排入肠道,此过程称为胆素原的肠肝循环。
8.胆汁酸的肠肝循环在肝细胞合成的初级胆汁酸,随胆汁进入肠道,转变为次级胆汁骏。
肠道中约95%胆汁酸经门静脉被重吸收入肝,并同新合成的胆汁酸一起再次被排人肠道,此循环过程称胆汁酸的肠肝循环。
9.黄疸胆红素为金黄色物质,大量的胆红素扩散进人组织,可造成组织黄染,这一体症称为黄疸。
根据胆红素生成的原因可将黄疸分为三种类型。
即溶血性黄疸、肝细胞性黄疸和阻塞性黄疸。
10.胆汁:是肝细胞分泌的一种液体,分为肝胆汁和胆囊胆汁,主要成分是胆汁酸盐,另外还含有多种酶类肝脏在物质代谢中的作用:肝脏在糖代谢中的作用,是通过肝糖原的合成、分解与糖异生作用来维持血糖浓度的恒定,确保全身各组织的能量供应; 肝脏在脂类的消化、吸收、分解、合成及运输等过程中均起重要作用; 肝脏能合成多种血浆蛋白质,并在蛋白质的分解代谢中也起重要作用; 肝脏在维生素的吸收、贮存和转化等方面均有重要作用; 肝脏参与激素的灭活胆汁酸的生理功能:作为较强的乳化剂促进脂类的消化吸收; 抑制胆固醇结石的形成; 维持胆汁的液态胆色素的正常代谢过程:1.衰老的红细胞被网状内皮系统破坏后释出的血红素,在血红素加氧酶催化下,生成胆绿素,再在胆绿素还原酶催化下生成脂溶性的胆红素。
肝脏的生物化学
肝脏的生物化学肝脏是人体内最大的实质性器官,也是体内最大的腺体。
它在生物化学过程中发挥着极其重要的作用,参与了众多物质的代谢、合成、转化和排泄等过程。
肝脏在糖类代谢中扮演着关键角色。
当我们摄入食物中的碳水化合物后,经过消化吸收,葡萄糖进入血液,导致血糖水平升高。
肝脏能够将多余的葡萄糖转化为肝糖原储存起来,就像一个“能量仓库”。
当血糖水平降低时,比如在饥饿或者长时间运动后,肝脏又会将肝糖原分解为葡萄糖释放入血,以维持血糖的稳定。
此外,肝脏还可以通过糖异生作用,将一些非糖物质,如氨基酸、乳酸等转化为葡萄糖,为身体提供能量。
在脂类代谢方面,肝脏同样举足轻重。
它是合成甘油三酯、磷脂和胆固醇的重要场所。
肝脏能够将从食物中摄取的脂肪酸和甘油合成甘油三酯,并以极低密度脂蛋白的形式运出肝脏,供给其他组织利用。
同时,肝脏对于胆固醇的代谢也十分关键,它能够合成胆固醇,并且将胆固醇转化为胆汁酸,促进脂类的消化吸收。
如果肝脏的脂类代谢出现异常,就可能导致脂肪肝等疾病的发生。
蛋白质代谢也离不开肝脏的参与。
肝脏是体内合成蛋白质的重要器官,除了合成自身所需的蛋白质外,还能合成血浆中的大部分蛋白质,如白蛋白、纤维蛋白原、凝血酶原等。
这些蛋白质对于维持血浆胶体渗透压、血液凝固等生理功能至关重要。
此外,肝脏还具有分解氨基酸的作用,通过转氨基、脱氨基等反应,将氨基酸分解为氨和α酮酸。
氨在肝脏中可以合成尿素,通过肾脏排出体外,从而达到解毒的目的。
肝脏在维生素的代谢和储存中也发挥着重要作用。
肝脏能够储存多种维生素,如维生素 A、D、E、K 等。
同时,肝脏还参与多种维生素的代谢转化。
例如,维生素 D 在肝脏中会被羟化为 25-羟维生素 D,使其活性增强,从而更好地发挥调节钙磷代谢的作用。
肝脏还是体内重要的激素灭活场所。
激素在发挥完生理作用后,需要在肝脏中经过一系列的化学反应,使其活性降低或失去活性,从而维持体内激素水平的平衡。
例如,雌激素、醛固酮等激素在肝脏中被灭活。
肝的生物化学肝胆生化生物化学
02
肝的生物化学
生物转化作用
01
生物转化作用是指肝脏对非营养物质进行代谢,转 化为水溶性物质,使其易于排泄的过程。
02
肝脏通过氧化、还原、水解和结合等反应,将内源 性物质和外源性物质转化为更易排泄的物质。
03
生物转化作用对于维持机体正常生理功能和内环境 稳态具有重要意义。
胆汁酸的生物合成
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胆色素的代谢过程包括生成、转化和排泄等阶段,其中胆红素的代谢对于 维持机体正常生理功能具有重要意义。
胆色素的代谢异常可以导致黄疸等疾病的发生。
03
肝胆生化生物化学
胆汁酸的合成与代谢
01
02
03
胆汁酸合成
胆汁酸是由胆固醇在肝脏 中经过一系列酶促反应合 成的,是胆汁的主要成分。
胆汁酸代谢
胆汁酸在肝脏中合成后, 通过胆道排入肠道,参与 脂类物质的消化吸收,并 随粪便排出体外。
治疗
针对不同的肝胆疾病,治疗方法不同。治疗主要包括药物治疗、手术治疗和饮 食调整等。
肝胆生化指标在药物研发中的应用
01
新药筛选
药物代谢
02
03
药物疗效评估
通过研究肝胆生化指标的变化, 可以筛选出具有潜在疗效的新药。
了解药物对肝胆生化指标的影响, 有助于预测药物的代谢和不良反 应。
通过监测肝胆生化指标的变化, 可以评估药物治疗的效果,为临 床用药提供依据。
症。
04
肝硬化对肝胆生化生物化学的影响
01 肝硬化是肝脏结构破坏和功能丧失的疾病, 对肝胆生化生物化学有显著影响。
02
肝硬化可能导致肝功能减退,表现为白蛋 白合成减少、凝血因子合成障碍等。
肝的生物化学
51
胆色素是含铁卟啉化合物在体内分解代谢 的产物; 包括胆红素、胆绿素、胆素原、胆素;
胆素原族化合物无色外,其余均有一定颜
色,故统称胆色素; 胆红素是胆汁中的主要色素,胆色素代谢 以胆红素代谢为主心; 肝脏在胆色素代谢中起着重要作用。
52
一、胆红素是血红素分解代谢的产物
(一)胆红素的来源(250~350mg/d)
22
人们常说饮酒伤肝,为什么?
长期饮用乙醇可使肝内质网增殖。大量的乙 醇可稳定内质网中CYP2E1的活性和增加其mRNA 的含量,启动微粒体乙醇氧化系统。CYP2E1不但 在氧化乙醇上消耗NADPH和氧,而且还催化脂质 过氧化产生羟自由基,后者可进一步促进脂质过 氧化和肝损伤。
23
(二)还原反应
反应式
R-NH2 + CH3COSCoA R-NHCOCH3 + HSCoA
31
4. 谷胱甘肽(GSH)的结合 结合的底物:卤化有机物、环氧化物,
如溴苯 催化的酶:GSH-S-转移酶 存在的部位:肝细胞胞液
32
5. 氨基酸的结合
参与结合的氨基酸:Gly、牛磺酸 结合底物:某些药物、毒物的酰基辅酶A 存在的部位:肝细胞线粒体 催化的酶:酰基转移酶 例如:胆酸与脱氧胆酸可与甘氨酸及牛磺
物,如甘氨胆酸
依其来源分类: 初级胆汁酸:胆酸、鹅脱氧胆酸及其与甘氨酸或
牛磺酸的结合物
次级胆汁酸:脱氧胆酸、石胆酸及其与甘氨酸 或牛离型初级胆汁酸的合成(肝) 胆固醇
7-α -羟化酶(限速酶)
7-α -羟胆固醇
(约1/2在肝内转 变成胆汁酸)
54
N
胆 红 素 的 生 成 过 程
N HOOC
肝的生物化学
05
肝的生物化学治疗
支持性治疗
支持性治疗 饮食调养支持、改善肝功能、纠正电解质紊乱等,以维 持患者的生命体征。
根据患者的病情和医生的建议,调整饮食结构,增加蛋白质、 维生素和矿物质的摄入,减少脂肪和糖类的摄入。
肝炎有多种类型,包括病毒性肝炎(如甲 型、乙型、丙型肝炎)、药物性肝炎、酒 精性肝炎和自身免疫性肝炎等。
肝炎症状
肝炎治疗
肝炎的症状包括食欲不振、恶心、呕吐、 疲劳、黄疸(皮肤和巩膜发黄)和肝区疼 痛等。
肝炎的治疗方法因类型而异,包括药物治 疗、饮食调整、戒酒和休息等。
肝硬化
肝硬化定义
肝硬化是一种慢性肝病,其特征是肝脏结构和功能的不可逆性损害。
谢产物。
胆色素包括胆红素、胆绿素、胆 素原和胆素等,具有排泄毒素、 促进脂溶性维生素吸收等作用。
胆色素的代谢异常会导致黄疸、 肝病等疾病。
氨基酸
氨基酸是构成蛋白质的基本单位,是生物体内重要的营养物质。
肝脏是氨基酸代谢的主要场所,能够合成多种非必需氨基酸和多肽激素等物质。
氨基酸代谢异常会导致肝性脑病、肝衰竭等疾病。
糖酵解
肝细胞通过糖酵解过程将葡萄糖分解为丙酮酸,释放能量供自身 代谢使用。
维生素代谢
01
02
03
维生素储存
肝细胞储存脂溶性维生素, 如维生素A、D、E、K等, 参与机体多种生理功能。
维生素转化
肝细胞将水溶性维生素转 化为辅酶或激活剂形式, 参与生化反应。
维生素排泄
肝细胞将多余的维生素排 泄至胆汁中,促进其排泄 和再利用。
干细胞移植技术
肝的生物化学《生物化学》复习提要
肝的生物化学《生物化学》复习提要肝脏是人体内最大的实质性器官,具有极其复杂和多样化的生物化学功能。
在生物化学的学习中,理解肝脏的生物化学过程对于掌握整体的生理代谢机制至关重要。
以下是对肝的生物化学相关知识的复习提要。
一、肝脏在物质代谢中的作用1、糖代谢肝脏在维持血糖稳定方面发挥着关键作用。
当血糖水平升高时,肝脏通过将葡萄糖合成肝糖原储存起来,或者将其转化为脂肪酸,进而合成甘油三酯储存。
当血糖水平降低时,肝糖原分解为葡萄糖释放入血,同时肝脏还能通过糖异生途径将非糖物质(如乳酸、甘油、生糖氨基酸等)转化为葡萄糖,以补充血糖。
2、脂类代谢肝脏是脂类代谢的重要场所。
它能合成和分泌胆汁酸,促进脂类的消化和吸收。
肝脏能够合成甘油三酯、磷脂和胆固醇等脂类物质,同时也能对脂类进行分解代谢,将脂肪酸氧化分解为乙酰辅酶 A,为机体提供能量。
此外,肝脏还参与脂蛋白的合成和代谢,调节体内脂类的运输和分布。
3、蛋白质代谢肝脏是蛋白质合成和分解的重要器官。
它能合成多种血浆蛋白质,如白蛋白、凝血因子等。
同时,肝脏也能对氨基酸进行代谢,通过转氨基作用和脱氨基作用,将氨基酸转化为酮酸和氨。
氨在肝脏中经过鸟氨酸循环合成尿素,排出体外。
二、肝脏的生物转化作用生物转化是指机体将非营养物质进行化学转变,增加其水溶性,使其易于排出体外的过程。
肝脏是生物转化的主要器官。
1、生物转化的反应类型包括第一相反应和第二相反应。
第一相反应主要包括氧化、还原和水解反应,使非营养物质的分子结构发生改变,暴露出某些极性基团。
第二相反应是结合反应,将第一相反应产生的极性基团与某些内源性物质(如葡萄糖醛酸、硫酸、谷胱甘肽等)结合,进一步增加其水溶性,利于排出。
2、影响生物转化的因素包括年龄、性别、营养状况、疾病、遗传因素等。
例如,新生儿肝脏的生物转化功能尚未完善,老年人肝脏的生物转化功能会有所下降。
三、胆汁与胆汁酸的代谢1、胆汁的成分和作用胆汁主要由水、胆汁酸、胆色素、胆固醇、磷脂等组成。
肝脏生物化学
肝脏生物化学肝脏是人体最大的实际脏器,被视为生物化学反应的中心,起着许多重要的生理功能。
本文将探讨肝脏的主要生物化学特征,包括其在代谢、解毒和合成等方面的作用。
一、代谢功能1.1 糖代谢肝脏在糖代谢过程中起着关键作用。
在餐后,胰岛素的分泌促进肝脏对葡萄糖的摄取和储存,将其转化为存储型糖原。
而在低血糖状态下,肝脏则会将糖原分解为葡萄糖释放到血液中供全身各组织使用。
1.2 脂代谢肝脏对脂类的代谢非常重要。
它能够合成和分解胆固醇,并对脂肪酸的合成以及脂肪酸的氧化进行调节。
此外,肝脏还能够合成和分解三酰甘油,控制脂肪酸的储存和释放。
1.3 蛋白质代谢肝脏对蛋白质的代谢也起着重要作用。
它能够合成和分解氨基酸,并转化为能量或合成其他重要的生物分子。
此外,肝脏还能够合成很多重要的蛋白质,如血浆蛋白和凝血因子。
二、解毒功能肝脏是身体的最主要解毒器官,负责将有害物质转化为无害的物质,然后通过尿液、胆汁和粪便等途径排出体外。
肝脏通过两个主要的解毒反应,即相位Ⅰ和相位Ⅱ反应,来处理有害物质。
2.1 相位Ⅰ反应在相位Ⅰ反应中,肝脏通过氧化、还原和水解等反应将有害物质转化为相对较活性的中间产物,例如细胞色素P450酶介导的氧化反应。
2.2 相位Ⅱ反应在相位Ⅱ反应中,肝脏通过甲硫酸转移酶、乙酰化酶和葡糖苷转移酶等酶的作用,将中间产物与某些化合物结合,使其变得无毒且易于排出体外。
三、合成功能肝脏是许多重要生物分子的合成场所。
3.1 血浆蛋白的合成肝脏合成大部分血浆蛋白,如白蛋白、球蛋白和凝血因子等。
这些蛋白质在维持血浆渗透压、运输营养物质和调节凝血过程中起着关键作用。
3.2 胆汁酸的合成肝脏合成胆汁酸,在消化过程中帮助脂肪的吸收和排泄。
胆汁酸具有乳化脂肪的作用,使其更容易被脂肪酶分解,提高对脂肪的吸收效率。
3.3 胆红素的合成肝脏还合成胆红素,该物质是红细胞破坏产生的副产物。
肝脏将胆红素转化为胆汁中的胆红素胆红素酸盐,以及通过肾脏排出体外。
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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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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, ALDH)催化醛类生成酸。
原 储 存 下 力下降或胆汁 尿 素 能 白 合 原 、 纤 的吸收、储 素的灭
降 , 糖 排出障碍
力下降 成 减 维 蛋 白 存与代谢障 活功能
因
异 生 减 极低密度脂蛋
弱。
白合成减少
少 原合成 碍 减少
降低
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9
第二节 肝的生物转化作用
一、生物转化作用的定义 非营养性物质在肝脏内,经过氧化、还原、
举例:
苯酚
COOH
C H
+ UDPGA
OH
H
C OH
HO
C
O O
C H
H C
H OH
苯β葡萄糖醛酸苷
+ UDP
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21
2. 硫酸结合反应
* 硫酸供体
3´-磷酸腺苷5´-磷酸硫酸( PAPS)
* 催化酶
硫酸转移酶 (sulfate transferase )
举例
O
O
+PAPS
HO
雌酮
HO 3SO
肝的生物化学
生物化学与分子生物学教研室
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1
第一节 肝在物质代谢中的作用
一、肝在糖代谢中的作用 肝脏主要通过糖原的合成与分解、
以及糖异生作用来维持血糖浓度的恒定, 以确保全身各组织,特别是大脑与红细 胞的能量供应。
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2
主要途径: 糖异生 肝糖原的合成与分解 糖酵解
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3
➢ ◆饱食状态 ➢ 肝糖原合成↑→ 过多糖则转化为脂肪 ➢ ◆空腹状态 ➢ 肝糖原分解↑ →释放出葡萄糖以补充血糖的
二、生物转化的特点:
*多样性和连续性 即一种物质在体内可进 行多种生物转化反应,且各种反应又可按 一定顺序进行
*解毒与致毒的双重性 经过生物转化作用, 有的毒性减弱或消失(解毒作用),有少 数物质的毒性反而出现或增加(致毒作 用)。另外,有的药物如环磷酰胺、大黄 等需经生物转化才能成为有活性的药物。
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
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2. 单胺氧化酶系
单胺氧化酶( monoamine oxidase, MAO)
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11
*生物转化的主要场所 肝是主要器官,其次是肾,另外在肺胃肠道
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。
※ 肝的生物转化作用≠解毒作用
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水解和结合反应,使脂溶性较强的物质获得极 性基团,增加水溶性,而易于随胆汁或尿液排 出体外,这一过程称为肝脏的生物转化作用 (biotransformation) 。
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非营养性物质是指既不能构成组织细胞的
结构成分,又不能氧化供能的物质,其来源有
三个: 1.体内代谢生成,如:氨基酸分解代谢产生的 氨、胺、体内合成的激素、胆色素; 2.肠道吸收的腐败产物,如:胺、酚、吲哚、 硫化氢等; 3.由外界进入体内,如:药物、毒物、有机农 药、一些食品添加剂等。
不足 ➢ ◆饥饿状态 ➢ 糖异生为主 ➢ 脂肪动员↑→酮体合成↑→节省葡萄糖
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二、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
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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:
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
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1. 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)
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(二)还原反应: 肝细胞中主要的还原酶有两类:偶氮还原
酶类和硝基还原酶类。分别催化硝基化合物和 偶氮化合物还原成胺类。
(三)水解反应: 催化水解反应的酶类主要包括酯酶、酰胺
酶、糖苷酶等,分布于胞液中。
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(四)结合反应
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
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8
肝脏疾患时与代谢障碍或异常有关的临床现象
糖代谢
低血糖 临 床 表 现
脂类代谢
蛋白质代谢
维生素代谢 激素代 谢
厌油腻及脂肪 肝 性 脑 水 肿 凝 血 时 出血倾向、 蜘蛛痣、
泻
病
或 腹 间 延 长 夜盲症 肝掌
水 及出血
脂肪肝
倾向
肝 糖 原 分泌胆汁的能 肝 合 成 清 蛋 凝 血 酶 维生素K、A 肝对激
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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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
失去活性的过程称为激素的灭活。
* 主要方式:生物转化
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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)
➢ 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。
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四、肝在维生素代谢中的作用
➢ 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