医学肝脏生化课件

1、医学肝脏生化肝的生物化学肝的生物化学Biochemistry in Liver作作 者：王者：王 英英 电电 话：话： 第十七章第十七章医学肝脏生化医学肝脏生化肝脏的解剖和结构特点：肝脏的解剖和结构特点：1 1、有肝、有肝A和门和门V双重血液供应，血流丰富。双重血液供应，血流丰富。2 2、肝脏富含血窦，血流缓慢，有利肝细胞、肝脏富含血窦，血流缓慢，有利肝细胞与血液与血液进行物质交换。进行物质交换。3 3、有肝、有肝V和胆道二条输出通路，有利代谢物的和胆道二条输出通路，有利代谢物的输送和非营养物质的排泄。输送和非营养物质的排泄。4 4、酶类丰富，有些酶是肝脏特有的。、酶类丰富，有些酶是肝脏特有的

2、。医学肝脏生化 第一节、肝脏在物质代谢中的作用第一节、肝脏在物质代谢中的作用一、在糖代谢中的作用一、在糖代谢中的作用肝糖原合成肝糖原合成肝糖原分解肝糖原分解糖生异作用糖生异作用维持血糖浓度恒定维持血糖浓度恒定二、在脂类代谢中的作用二、在脂类代谢中的作用（一）（一）、促进脂类的消化和吸收、促进脂类的消化和吸收（二）（二）、脂类代谢的主要场所、脂类代谢的主要场所（三）（三）、脂蛋白合成的主要器官、脂蛋白合成的主要器官医学肝脏生化 三、在蛋白质代谢的作用三、在蛋白质代谢的作用 、肝脏是蛋白质合成的主要器官、肝脏是蛋白质合成的主要器官 肝脏合成大部分血浆蛋白质，肝脏合成大部分血浆蛋白质， 白蛋白全部在

3、肝脏合成，白蛋白全部在肝脏合成，12g/天，天， 纤维蛋白原、凝血酶原和部分球蛋白也纤维蛋白原、凝血酶原和部分球蛋白也 在肝脏合成。在肝脏合成。 、肝脏是蛋白质分解代谢的重要器官、肝脏是蛋白质分解代谢的重要器官 蛋白质分解代谢蛋白质分解代谢 转氨作用转氨作用 尿素的合成尿素的合成医学肝脏生化四、肝脏在维生素代谢中的作用四、肝脏在维生素代谢中的作用 、帮助脂溶性维生素的吸收、帮助脂溶性维生素的吸收 、贮存某些维生素（、贮存某些维生素（A、D、 K、B族）族） 、参与维生素的代谢、参与维生素的代谢: : 五、肝脏在激素代谢中的作用五、肝脏在激素代谢中的作用 灭活作用灭活作用 调节其作用强度和时间调

4、节其作用强度和时间Vit D3 25-(OH)-Vit D3肝肝医学肝脏生化 医学肝脏生化 依赖依赖P450的加单氧酶系：存在于肝细胞的加单氧酶系：存在于肝细胞微粒体微粒体混合功能氧化酶。混合功能氧化酶。 加入底物分子中，另一氧原子被还原为水，加入底物分子中，另一氧原子被还原为水，故又称为故又称为中，反应的特点是中，反应的特点是直接激活氧分子直接激活氧分子，其中一，其中一个氧原子个氧原子 催化的基本反应催化的基本反应:RH+O2+NADPH+H+ ROH+ H2O+NADP+NADP+加单氧酶加单氧酶CytP450 催化的基本反应催化的基本反应:医学肝脏生化NH2NH2HO苯胺苯胺对氨基苯酚对

5、氨基苯酚u举例：举例： 加单氧酶系的作用：它能催化多种有机加单氧酶系的作用：它能催化多种有机物质（如药物、毒物、类固醇等）进行氧化物质（如药物、毒物、类固醇等）进行氧化反应，所以是肝中非常重要的酶系。反应，所以是肝中非常重要的酶系。加单氧酶加单氧酶CytP450o o2 2医学肝脏生化多 芳 香 烃加 单 氧 酶 系加 氧O 环 氧 化 物（ 致 癌 物 ）水 化 酶水 化谷 胱 甘 肽 -S-环 氧 化 物 转 移 酶GSH非 酶 促 反 应 分 子 重 排OH酚 类葡 糖 醛 酸 或 硫 酸 结 合 物二 氢 二 醇 衍 生 物OHHOHH谷 胱 甘 肽 结 合 物OHSG多环芳烃的生多环

6、芳烃的生物转化过程物转化过程目目 录录医学肝脏生化 单胺氧化酶系：单胺氧化酶系： 催化的反应：催化的反应：催化催化胺类胺类氧化脱氨基生成相应的氧化脱氨基生成相应的醛醛RCH2NH2+O2+H2O2RCHO+NH3+H2O存在于线粒体内存在于线粒体内医学肝脏生化 醇脱氢酶及醛脱氢酶系：醇脱氢酶及醛脱氢酶系：存在于存在于胞液中，胞液中，醇脱氢酶醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase催化催化醇类醇类氧化成氧化成醛醛。 醛脱氢酶醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase)催化催化醛类醛类生成生成酸酸。RCH2OH RCHO RCOOH2H2H医学肝脏生化2、还原反应还原反应

7、催化此类反应的酶主要有催化此类反应的酶主要有硝基还原酶硝基还原酶(nitroreductase)和和偶氮还原酶偶氮还原酶(azoreductase)二大类。二大类。N=N2HNH-HN2 x2HNH2氧化氧化还原还原HONH2x 2医学肝脏生化3、水解反、水解反 应：应： 催化此类反应的酶类很多种催化此类反应的酶类很多种 OCOCH3COOHCH3_COOHOHCOOHOHCOOHOH水解水解氧化氧化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乙乙 酸酸医学肝脏生化4、结合反应、结合反应 含有羟基、羧基和氨基的物质含有羟基、羧基和氨基的物质 可与葡萄糖醛酸、硫酸、谷胱甘肽、甘可与葡萄糖

8、醛酸、硫酸、谷胱甘肽、甘aa、 甲基、乙酰基等结合。甲基、乙酰基等结合。 医学肝脏生化举例：举例： UDPGAOH苯酚苯酚CCOCCCOHOHOHHHHHHOCOOH+ UDP苯苯葡糖醛酸苷葡糖醛酸苷 葡萄糖醛酸结合反应葡萄糖醛酸结合反应 最多见最多见葡萄糖葡萄糖醛酸基醛酸基转移酶转移酶医学肝脏生化雌酮雌酮OOH 硫酸结合反应硫酸结合反应 硫酸供体：硫酸供体： 3 磷酸腺苷磷酸腺苷5 磷酸硫酸磷酸硫酸( PAPS) 催化酶：催化酶： 硫酸转移酶硫酸转移酶举例举例PAPS+PAP雌酮硫酸酯雌酮硫酸酯OHO3SO医学肝脏生化 酰基化反应酰基化反应NOCNHNH2+ CH3COCoANOCNHNHC

9、OCH3+ HS-CoA异烟肼异烟肼 乙酰辅酶乙酰辅酶A 乙酰异烟肼乙酰异烟肼 辅酶辅酶A目目 录录医学肝脏生化三、生物转化的特点：三、生物转化的特点： 、反应类型多样性。、反应类型多样性。 、反应过程连续性。、反应过程连续性。 、解毒和致毒两重性。、解毒和致毒两重性。四、影响生物转化的因素：四、影响生物转化的因素： 、年龄、年龄 、性别、性别 、疾病、疾病 、其他、其他意义：意义： 指导用药指导用药医学肝脏生化医学肝脏生化 胆汁酸的概念胆汁酸的概念:胆汁酸胆汁酸(bile acids)是存在于胆汁中一大是存在于胆汁中一大类胆烷酸的总称，以钠盐或钾盐的形式存在，类胆烷酸的总称，以钠盐或钾盐的形

10、式存在，即胆汁酸盐，简称胆盐即胆汁酸盐，简称胆盐 (bile salts)。（一）胆汁酸的分类（一）胆汁酸的分类: 按结构分按结构分 游离胆汁酸游离胆汁酸 (free bile acid)结合胆汁酸结合胆汁酸 (conjugated bile acid)医学肝脏生化游离胆汁酸游离胆汁酸HCOOHOHO HO H312724例：胆酸例：胆酸COOHHOHOH3712 例：鹅脱氧胆酸例：鹅脱氧胆酸医学肝脏生化结合胆汁酸结合胆汁酸CONHCH2CH2SO3HHOHOHOH3127 例：牛磺胆酸例：牛磺胆酸例：甘氨胆酸例：甘氨胆酸CONHCH2COOHHOHOHOH3127医学肝脏生化 初级胆汁酸初级

11、胆汁酸(primary bile acid)次级胆汁酸次级胆汁酸(secondary bile acid)初级胆汁酸初级胆汁酸 肝细胞以胆固醇为原料合成的胆汁酸，包括胆酸、肝细胞以胆固醇为原料合成的胆汁酸，包括胆酸、鹅脱氧胆酸及相应结合型胆汁酸。鹅脱氧胆酸及相应结合型胆汁酸。次级胆汁酸次级胆汁酸 在肠道细菌作用下初级胆汁酸在肠道细菌作用下初级胆汁酸 7-7-羟基脱氧后羟基脱氧后生成的胆汁酸，包括脱氧胆酸及石胆酸。生成的胆汁酸，包括脱氧胆酸及石胆酸。按来源分按来源分医学肝脏生化7-羟基脱氧羟基脱氧HCOOHOHOHOH3127胆酸胆酸HCOOHOHOH3127脱氧胆酸脱氧胆酸初级胆汁酸初级胆汁酸

12、次级胆汁酸次级胆汁酸目目 录录医学肝脏生化7-羟基羟基脱氧脱氧HCOOHOHOH3127鹅脱氧胆酸鹅脱氧胆酸HCOOHOH3127石胆酸石胆酸次级胆汁酸次级胆汁酸初级胆汁酸初级胆汁酸目目 录录医学肝脏生化、初级胆汁酸的生成（简图）、初级胆汁酸的生成（简图） 胆固醇胆固醇7-羟胆固醇羟胆固醇7-羟化酶羟化酶肝脏肝脏 甘氨酸甘氨酸 牛磺酸牛磺酸 甘氨酸甘氨酸 牛磺酸牛磺酸 甘氨胆酸甘氨胆酸牛磺胆酸牛磺胆酸甘氨鹅甘氨鹅脱氧胆酸脱氧胆酸牛磺鹅牛磺鹅 脱氧胆酸脱氧胆酸 胆汁酸与钠生成胆汁酸钠（盐）胆汁酸与钠生成胆汁酸钠（盐） 7一一一羟化酶为限速酶一羟化酶为限速酶胆酸胆酸鹅脱氧胆酸鹅脱氧胆酸医学肝脏生化

13、、次级胆汁酸的生成（简图）与肠肝循环：次级胆汁酸的生成（简图）与肠肝循环：胆酸胆酸 脱氧胆酸（脱氧胆酸（游离游离）鹅胆氧胆酸鹅胆氧胆酸 石胆酸石胆酸 (溶解度底溶解度底)脱氧胆酸脱氧胆酸 次级胆汁酸与钠结合成胆汁酸钠（次级胆汁酸与钠结合成胆汁酸钠（盐盐） 细菌细菌肠道肠道细菌细菌肠道肠道甘氨酸甘氨酸牛磺酸牛磺酸甘氨脱氧胆酸甘氨脱氧胆酸（结合结合）牛磺脱氧胆酸牛磺脱氧胆酸（结合结合）医学肝脏生化胆汁酸肠肝循环胆汁酸肠肝循环： 肝肝 肠腔肠腔 结合型胆汁酸在回肠主动吸收，其他结合型胆汁酸在回肠主动吸收，其他的在肠道各部被动吸收。的在肠道各部被动吸收。 肠腔肠腔 肝肝 胆汁酸胆汁酸胆汁酸肠肝循环的生

14、理意义胆汁酸肠肝循环的生理意义: 每顿饭后一般能进行每顿饭后一般能进行24次的次的肠肝循环。肠肝循环。将将有限（有限（5g5g）的胆汁酸反复利用，以满足人体对）的胆汁酸反复利用，以满足人体对胆汁酸的生理需要。胆汁酸的生理需要。医学肝脏生化胆固醇胆固醇结合胆汁酸结合胆汁酸（合成（合成0.40.6g/d代谢池代谢池35g/d）目目 录录胆汁酸代谢全过程胆汁酸代谢全过程医学肝脏生化胆汁酸的代谢小结胆汁酸的代谢小结1. 初级胆汁酸的生成初级胆汁酸的生成部位部位：肝细胞：肝细胞 ( (胞液和微粒体胞液和微粒体) )原料原料：胆固醇：胆固醇限速酶：限速酶：7-羟化酶羟化酶 胆固醇转化成胆汁酸是胆固醇转化成

15、胆汁酸是胆固醇胆固醇在体内代谢的主要去路。在体内代谢的主要去路。 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：小肠下段和大肠初级胆汁酸初级胆汁酸次级胆汁酸次级胆汁酸肠菌肠菌水解脱羟水解脱羟医学肝脏生化 肝功能损害的病人，胆汁酸代谢障碍，对脂类肝功能损害的病人，胆汁酸代谢障碍，对脂类物质的消化能力差，故厌油腻。物质的消化能力差，故厌油腻。医学肝脏生化疏水侧疏水侧亲水侧亲水侧131498101711151656142OHCH3OHCH3COHNCH2HOOCCH3OH甘氨胆酸的立体构型甘氨胆酸的立体构型医学肝脏生化胆胆 盐盐 在在 脂脂 肪肪 消消 化化 中中 的的 作作 用用

16、目目 录录医学肝脏生化2、抑制胆固醇析出（结石）、抑制胆固醇析出（结石）胆汁到胆襄浓缩后胆固醇难溶于水，易沉淀胆汁到胆襄浓缩后胆固醇难溶于水，易沉淀析出。胆汁中的胆汁酸盐与卵磷脂可使胆固醇分析出。胆汁中的胆汁酸盐与卵磷脂可使胆固醇分散形成可溶性微团，使之不易结晶沉淀。散形成可溶性微团，使之不易结晶沉淀。医学肝脏生化第四节第四节 胆色素的代谢胆色素的代谢 胆色素胆色素(bile pigment)是铁卟啉化合物在体内分解代是铁卟啉化合物在体内分解代 谢的产物，谢的产物， 包括包括胆红素、胆绿素、胆素原胆红素、胆绿素、胆素原和和胆素胆素。胆色素胆色素80%以上来自血红蛋白的分解代谢，其佘来自来自血红

17、蛋白的分解代谢，其佘来自肌红蛋白、细胞色素、过氧化物酶和无效造血。肌红蛋白、细胞色素、过氧化物酶和无效造血。一、胆红素的生成与转运一、胆红素的生成与转运反应主要在肝、脾、骨髓的单核吞噬细胞的微粒体中反应主要在肝、脾、骨髓的单核吞噬细胞的微粒体中HbHb蛛蛋白蛛蛋白血红素（血红素（250350mg /天天）. 胆红素胆红素(bilirubin)的生成的生成(6g /天)医学肝脏生化NNNNHOOCFe2+HOOC2O2NADPH+H+NADP+CO+H2OFe3+HNHNPNPHNOONADPH+H+NADP+HNHNPPHNOOHH血红素胆绿素胆红素血红素加氧酶胆绿素还原酶HN胆红素生成的过程

18、胆红素生成的过程目目 录录医学肝脏生化血红素血红素COFeO2NADPH胆绿素胆绿素胆红素胆红素NADPH1、生成量：250350mg /天2、亲脂3、毒性大加单氧酶加单氧酶+2（大脑）医学肝脏生化 胆红素的转运胆红素的转运医学肝脏生化 . . 摄取 . . 转运转运滑面内网质转运胆红素 配体蛋白配体蛋白(Y.Z)(Y.Z)复合物(胞浆)肝细胞胆红素肝细胞胆红素医学肝脏生化胆红素配体蛋白配体蛋白复合物 肝每小时能处理肝每小时能处理100mg胆红素胆红素医学肝脏生化HNHNHNHNOOHHCH2CH2CH2COOCH2COOHOHHOHHOHHOOCHHOHOHOHHOHHHOHHCOOHHH

19、胆红素葡糖醛酸二酯的结构胆红素葡糖醛酸二酯的结构目目 录录医学肝脏生化 大部分胆素原随粪便排出大部分胆素原随粪便排出 （ 40280mg /天）。天）。特特 性：性：医学肝脏生化医学肝脏生化胆素原胆素原葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸还原还原胆素胆素氧化氧化游离胆红素游离胆红素菌菌肝肝肾肾40 280mg/天天0.54mg/天天胆素原胆素原胆素胆素胆红素在肠道的代谢转变和肠肝循环图解胆红素在肠道的代谢转变和肠肝循环图解医学肝脏生化血红蛋白珠蛋白血红素NADPH+H+NADP+胆绿素胆红素2O2 H2OFe3+CONADPH+H+NADP+胆红素-清蛋白 复合物胆红素配体蛋白胆红素-配体蛋白 复合物葡糖醛酸

20、胆红素UDPGAUDP内质网胞液肝细胞单核-吞噬细胞血液肠管葡糖醛酸胆红素葡糖醛酸胆红素胆素原胆素原（少量）胆素粪便肾小部分大部分胆素原O2O2胆素尿胆色素代谢的全过程胆色素代谢的全过程目目 录录医学肝脏生化四、血清胆红素与黄疸四、血清胆红素与黄疸结合胆红素：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，又称直接胆红素。合胆红素，又称直接胆红素。 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未与葡萄糖醛酸结合的胆红素称为游离胆红素，又称间接胆红素。游离胆红素，又称间接胆红素。 正常血清胆红素浓度正常血清胆红素浓度3.417.1 mol/L (0.2 1mg/dl)4/5为游离为游离胆红素，其余为结合胆红素胆红素，其余为结合胆红素医学肝脏生化 项项 目目 游离胆红素游离胆红素 结合胆红素结合胆红素 别别 名名间接胆红素，间接胆红素，血胆红素血胆红素直接胆红素，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 结合结合与重