第11章非营养物质的代谢

1、生命科学学院生命科学学院 生化教研室生化教研室 龙苏龙苏第第 十一十一 章章 非营养物质的代谢非营养物质的代谢12非营养物质：非营养物质：代谢产生生物活性物质代谢产生生物活性物质代谢终产物代谢终产物外界进入体内的异物外界进入体内的异物肠道吸收的腐败产物肠道吸收的腐败产物肝脏的组织结构和化学组成特点：肝脏的组织结构和化学组成特点：双重血液供应；双重血液供应；丰富血窦：丰富血窦：两条输出通道：两条输出通道：体循环体循环肠道肠道3酶种类丰富：酶种类丰富：4本章主要内容：本章主要内容：一、生物转化作用一、生物转化作用二、胆汁酸代谢二、胆汁酸代谢三、胆色素代谢三、胆色素代谢第第 一一 节节 生物转化作用

2、生物转化作用5一、一、生物转化生物转化概念（概念（biotransformationbiotransformation）机体在排出机体在排出非营养物质非营养物质之前，常常将其进行各之前，常常将其进行各种种代谢转变代谢转变，使其，使其水溶性增大水溶性增大，生物毒性降低，生物毒性降低，易于排出易于排出场所场所：主要是肝：主要是肝6第一相反应第一相反应：概念：概念：代谢物某些基团转化或分解，极性有所代谢物某些基团转化或分解，极性有所 增加，易于排出体外增加，易于排出体外类型：类型：氧化氧化、还原、水解、还原、水解第二相反应第二相反应：概念：非营养物或经过第一相后极性改变不大概念：非营养物或经过第一相

3、后极性改变不大 的物质与极性更强的小分子物质结合的物质与极性更强的小分子物质结合类型类型：结合结合二、生物转化包括二、生物转化包括两相两相反应、四种反应类型反应、四种反应类型7氧化反应（第一相中最主要的反应）氧化反应（第一相中最主要的反应）8单加氧酶系（羟化酶、混合功能氧化酶）：单加氧酶系（羟化酶、混合功能氧化酶）： RH+O2+NADPHROH+NADP+H2O结合反应结合反应结合基团供体结合基团供体底物底物酚、醇、胺、含羧基及巯基酚、醇、胺、含羧基及巯基的化合物的化合物UDPGAUDPGA葡萄糖醛酸结合葡萄糖醛酸结合酚、醇、芳香胺类酚、醇、芳香胺类PAPSPAPS硫酸结合硫酸结合环氧化物、

4、卤化物、胰岛素环氧化物、卤化物、胰岛素GSHGSHGSH结合结合酰基辅酶酰基辅酶A AGlyGly甘氨酸结合甘氨酸结合吡啶、喹啉吡啶、喹啉SAMSAM甲基结合甲基结合芳香胺、胺、氨基酸芳香胺、胺、氨基酸乙酰乙酰CoACoA乙酰基结合乙酰基结合结合反应（生物转化第二相）结合反应（生物转化第二相）葡萄糖醛酸结合葡萄糖醛酸结合 第二相反应中最常见的一种反应第二相反应中最常见的一种反应101112谷胱甘肽谷胱甘肽GSHGSH 组成：组成：结构特征：结构特征： 功能基：功能基： 功能：功能：乙酰辅酶乙酰辅酶A A来源：来源：去路：去路： 1. 转化反应的转化反应的连续性连续性 一种物质在体内的转化往往同

5、时或先后发生多种一种物质在体内的转化往往同时或先后发生多种反应。一般顺序为第一相、第二相反应。一般顺序为第一相、第二相 三、生物转化的特点三、生物转化的特点乙酰水杨酸乙酰水杨酸 水杨酸水杨酸 羟基水杨酸羟基水杨酸 多种结合产物多种结合产物水解水解氧化氧化结合结合132. 反应类型反应类型多样性多样性 同一种物质经不同反应产生不同产物同一种物质经不同反应产生不同产物乙酰水杨酸乙酰水杨酸 水杨酸水杨酸 羟基水杨酸羟基水杨酸 多种结合产物多种结合产物水杨酰甘氨酸水杨酰甘氨酸水杨酸水杨酸- -G醛酸苷醛酸苷水解水解氧化氧化结合结合结合结合UDPGAUDPGA结合结合Gly143.3.解毒与致毒双重性解

6、毒与致毒双重性 苯并蓖苯并蓖 A B C 癌变癌变 氧化氧化 结合结合 氧化氧化 与核酸共价结合与核酸共价结合 肾排出肾排出重排、结合重排、结合肾排出肾排出重排、水化、结合重排、水化、结合一种物质在体内经转化反应后，其毒性可能减弱一种物质在体内经转化反应后，其毒性可能减弱（解毒），也可能增强（致毒）（解毒），也可能增强（致毒）7 7、8 8、9 9、10-10-四氢四氢-9-9、1 1环氧苯并篦环氧苯并篦15第第 二二 节节 胆汁与胆汁酸盐的代谢胆汁与胆汁酸盐的代谢16一、胆汁主要固体成分是一、胆汁主要固体成分是 胆汁酸盐胆汁酸盐 肝分泌肝分泌 胆囊浓缩胆囊浓缩（ 肝胆汁）肝胆汁） （胆囊胆汁

7、）（胆囊胆汁）胆道系统胆道系统1718胆汁特征性成分胆汁特征性成分19胆汁的作用胆汁的作用 消化液消化液 助脂类消化吸收助脂类消化吸收排泄液排泄液 将体内代谢产物（胆固醇、胆红素）将体内代谢产物（胆固醇、胆红素） 生物转化产物生物转化产物 异源物排入肠道（药物、毒物）异源物排入肠道（药物、毒物）二、胆汁酸的分类二、胆汁酸的分类胆汁酸是胆汁主要成分，均为胆汁酸是胆汁主要成分，均为24碳胆烷酸的衍生物。碳胆烷酸的衍生物。以钠盐或钾盐形式存在，即胆汁酸盐，简称胆盐以钠盐或钾盐形式存在，即胆汁酸盐，简称胆盐分类分类按来源分类：初级胆汁酸、次级胆汁酸按来源分类：初级胆汁酸、次级胆汁酸按结构分类：游离胆汁

8、酸、结合胆汁酸按结构分类：游离胆汁酸、结合胆汁酸20初级胆汁酸初级胆汁酸次级胆汁酸次级胆汁酸概念概念：肝细胞内由胆固醇转变而来：肝细胞内由胆固醇转变而来种类种类：胆酸、鹅脱氧胆酸：胆酸、鹅脱氧胆酸 以及与以及与GlyGly、牛磺酸的结合形式、牛磺酸的结合形式概念概念：初级胆汁酸在肠菌作用下，：初级胆汁酸在肠菌作用下， 7 7位脱去羟基的产物位脱去羟基的产物种类种类：脱氧胆酸、石胆酸：脱氧胆酸、石胆酸来源分类来源分类21初级初级次级次级7722游离胆汁酸游离胆汁酸结合胆汁酸结合胆汁酸（为主）（为主）概念：没有与概念：没有与GlyGly、牛磺酸结合的、牛磺酸结合的种类：种类：胆酸、鹅脱氧胆酸胆酸、

9、鹅脱氧胆酸 脱氧胆酸、石胆酸脱氧胆酸、石胆酸概念：与概念：与GlyGly、牛磺酸结合的、牛磺酸结合的种类种类：Gly/Gly/牛磺酸牛磺酸 + + 除石胆酸除石胆酸结构分类结构分类2324三、胆汁酸的主要生理功能三、胆汁酸的主要生理功能25烃核、甲基烃核、甲基羟基、羧基、磺酰基羟基、羧基、磺酰基26四、胆汁酸的代谢及胆汁酸的肠肝循环四、胆汁酸的代谢及胆汁酸的肠肝循环1 1、初级胆汁酸的生成、初级胆汁酸的生成 部位：肝细胞的胞液和微粒体中部位：肝细胞的胞液和微粒体中 原料：原料：胆固醇胆固醇关键酶：关键酶：胆固醇胆固醇7-羟化酶羟化酶 过程：过程：27还原、羟化、还原、羟化、侧链断裂侧链断裂、胆

10、固醇胆固醇(27C)7-羟化胆固醇羟化胆固醇初级胆汁酸初级胆汁酸(24C)结合型初级胆汁酸结合型初级胆汁酸7-羟化酶羟化酶肝肝肝肝肝肝282 2、次级胆汁酸的生成、次级胆汁酸的生成 部位部位：小肠下段和大肠：小肠下段和大肠 原料原料：初级胆汁酸：初级胆汁酸 过程：过程：随胆汁入肠随胆汁入肠水解水解初级胆汁酸初级胆汁酸游离型游离型7-7-位脱羟基位脱羟基 肠菌肠菌游离型游离型次级胆汁酸次级胆汁酸初级胆汁酸初级胆汁酸结合型结合型29游离型游离型结合型结合型初级、次级初级、次级游离、结合游离、结合3 3、胆汁酸的肠肝循环、胆汁酸的肠肝循环 1-1.5g/d胆汁酸肠肝循环概念：胆汁酸肠肝循环概念：排入

11、肠道的胆汁酸，重吸收经门静脉入肝。在肝排入肠道的胆汁酸，重吸收经门静脉入肝。在肝内转变为结合型，经胆道再次排入肠腔的过程。内转变为结合型，经胆道再次排入肠腔的过程。意义：意义：将有限的胆汁酸反复利用以满足人体对胆汁酸的将有限的胆汁酸反复利用以满足人体对胆汁酸的生理需要生理需要31第第 三三 节节 血红素的生物合成血红素的生物合成3233含血红素类辅基的化合物有含血红素类辅基的化合物有血红蛋白、血红蛋白、肌红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、细胞色素、过氧化氢酶、过氧化氢酶、过氧化物酶过氧化物酶原卟啉原卟啉1278 一、血红素的生物合成一、血红素的生物合成34血红素：铁卟啉化合物血红素：铁卟啉化合物 -

12、氨基氨基- -酮戊酸酮戊酸(ALA) 的生成的生成（线粒体）（线粒体）+HSCoA + CO2 ALA合酶合酶（磷酸吡哆醛）（磷酸吡哆醛）琥珀酰琥珀酰CoA 甘氨酸甘氨酸 COOHH2CCH2CSCoAOCH2NH2COOHCOOHH2CCH2CCH2NH2O35血红素的合成血红素的合成36 器官：肝脏、骨髓（主要）器官：肝脏、骨髓（主要） 部位：部位：线粒体（起始和终末阶段）线粒体（起始和终末阶段） 胞浆胞浆 （中间阶段）（中间阶段） 原料：原料： 甘氨酸、琥珀酰辅酶甘氨酸、琥珀酰辅酶A A、FeFe2+2+ 过程：过程： 关键酶：关键酶：ALAALA合酶合酶 （ 氨基氨基 酮戊酸合酶）酮戊

13、酸合酶）受血红素别构抑制受血红素别构抑制高铁血红素强烈抑制高铁血红素强烈抑制37第第 四四 节节 胆色素的代谢与黄疸胆色素的代谢与黄疸38胆色素（胆色素（bile pigmentbile pigment）体内体内铁卟啉化合物铁卟啉化合物的主要的主要分解分解代谢产物，包代谢产物，包括胆绿素、括胆绿素、胆红素胆红素、胆素原和胆素、胆素原和胆素体内铁卟啉化合物包括体内铁卟啉化合物包括血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、过氧化氢酶血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、过氧化氢酶及过氧化物酶及过氧化物酶39一、胆红素生成一、胆红素生成-铁卟啉类化合物的降解产物铁卟啉类化合物的降解产物1 1、胆红素、胆红素来源来源：-

14、80%80%来自衰老红细胞中来自衰老红细胞中HbHb分解分解40衰老红细胞衰老红细胞释出释出HbHb珠蛋白珠蛋白作用于原卟啉作用于原卟啉上上 次次甲基桥，使其在碳原子两甲基桥，使其在碳原子两侧断裂侧断裂胆绿素还原酶胆绿素还原酶脂溶性脂溶性41胆红素空间结构胆红素空间结构42二、胆红素转运二、胆红素转运运输形式运输形式：胆红素胆红素- -清蛋白（清蛋白（未结合胆红素未结合胆红素）意义意义：增加胆红素水溶性增加胆红素水溶性 限制胆红素自由通过生物膜产生毒性作用限制胆红素自由通过生物膜产生毒性作用竞争结合剂：磺胺药、水杨酸、胆汁酸等竞争结合剂：磺胺药、水杨酸、胆汁酸等摄取摄取转运转运排泄排泄还原还原

15、80-90%80-90%三三、胆、胆红素在红素在肝中的变肝中的变化化肠菌肠菌无色无色转化转化44胆红素胆红素 + UDPGA + UDPGA 葡糖醛酸胆红素葡糖醛酸胆红素 结合胆红素结合胆红素 HNHNHNHNOOHHCH2CH2CH2COOCH2COOHOHHOHHOHHOOCHHOHOHOHHOHHHOHHCOOHHH 胆红素葡糖醛酸二酯胆红素葡糖醛酸二酯45胆红素在肝脏中的转变胆红素在肝脏中的转变摄取摄取：胆红素进入肝细胞内：胆红素进入肝细胞内转运转运：在胞浆，胆红素与配体蛋白结合，运至：在胞浆，胆红素与配体蛋白结合，运至 内质网内质网转化转化：在内质网与：在内质网与GA结合生成葡萄糖醛

16、酸结合生成葡萄糖醛酸 胆红素胆红素排泄排泄：随胆汁排泄入肠道：随胆汁排泄入肠道46四、胆红素肠道的转变四、胆红素肠道的转变结合胆红素结合胆红素游离胆红素游离胆红素 胆素原胆素原 粪胆素粪胆素肠菌肠菌还原还原空气空气氧化氧化黄褐色黄褐色无色无色47摄取摄取转运转运排泄排泄转运转运还原还原80-90%80-90%肠菌肠菌无色无色转化转化尿三胆尿三胆 尿胆素原尿胆素原尿胆素尿胆素尿胆红素尿胆红素48五、高胆红素血症及黄疸五、高胆红素血症及黄疸正常血清胆红素浓度正常血清胆红素浓度1 11616 mol/l (0.1 mol/l (0.1 1mg/dl)1mg/dl)4/54/5为游离胆红素，其余为结合

17、胆红素为游离胆红素，其余为结合胆红素结合胆红素：结合胆红素：与葡萄糖醛酸结合的胆红素称为结与葡萄糖醛酸结合的胆红素称为结合胆红素合胆红素 即肝细胞处理了的即肝细胞处理了的 游离胆红素：游离胆红素：未与葡萄糖醛酸结合的胆红素称为游未与葡萄糖醛酸结合的胆红素称为游离胆红素离胆红素 即未经过肝细胞处理的即未经过肝细胞处理的 两种胆红素两种胆红素49 理化性质理化性质未结合胆红素未结合胆红素结合胆红素结合胆红素同义名称同义名称间接胆红素间接胆红素游离胆红素游离胆红素直接胆红素直接胆红素肝胆红素肝胆红素与葡萄糖醛酸结合与葡萄糖醛酸结合未结合未结合结合结合水溶性水溶性小小大大脂溶性脂溶性大大小小透过细胞膜的能力与毒性透过细胞膜的能力与毒性大大小小能否透过肾小球随尿排出能否透过肾小球随尿排出不能不能能能两种胆红素理化性质比较两种胆红素理化性质比较50游离胆红素游离胆红素+乙醇（尿素）乙醇（尿素） 结合胆红素结合胆红素+ 重氮试剂重氮试剂 紫红色偶氮化合物紫红色偶氮化合物51成人胆红素生成