(生物科技行业类)肝的生物化学
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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。
(生物科技行业)肝的生物化学第十七章肝的生物化学第十七章肝的生物化学第一节肝的物质代谢特点一、肝脏在糖代谢中的作用1.作用:维持血糖浓度的相对恒定,从而保障全身各组织,特别是大脑和红细胞的能量供应。
2.机制:在神经体液因素的调控下,肝通过糖原的合成与分解及糖异生作用来实现对血糖的调节。
1)当血糖浓度增高时(如进食后),血中葡萄糖在肝中合成肝糖原储存,使血糖保持正常水平。
2)当血糖浓度降低时(如饥饿时),肝糖原迅速分解为葡萄糖释放入血以补充血糖,从而防止血糖降低。
在饥饿10多小时后,绝大部分肝糖原被消耗,此时糖异生作用成为肝供应血糖的主要途径。
故肝病时容易导致血糖含量变化,可以引起肝源性低血糖症,甚至出现低血糖昏迷。
二、肝脏在脂类代谢中的作用1.作用:肝脏在脂类消化、吸收、转运、分解和合成代谢中都有重要作用。
2.机制:1)肝细胞可将胆固醇转变为胆汁酸盐,随胆汁排入肠腔,可乳化脂肪,以利于脂类消化和吸收。
肝病或胆道阻塞时,脂类消化吸收障碍,可产生厌油腻和脂肪泻等症状。
2)血浆中的VLDL主要在肝细胞合成,它在血浆中可转化为LDL。
HDL也主要在肝细胞合成。
脂蛋白是脂类在血浆中的转运形式,故肝脏积极参与体内各种脂类的转运和代谢。
3)甘油三脂在肝分解代谢十分活跃。
如脂肪酸在肝旺盛地进行β-氧化分解,且因其特有的酮体合成酶系,将之转变为酮体,并经血液循环转运至肝外组织,供大脑、肾、心脏、骨胳肌等组织氧化利用获取能量。
4)肝脏是合成脂肪、胆固醇、磷脂旺盛的器官。
磷脂是脂蛋白的重要组成部分。
当肝功能障碍或磷脂合成原料缺乏时,肝细胞合成磷脂减少,肝内脂肪运出障碍,过多的脂肪存积在肝细胞内而形成脂肪肝。
三、肝在蛋白质代谢中的作用1.作用:肝活跃地进行着蛋白质的合成代谢与分解代谢。
2.机制:肝是合成蛋白质的重要器官,肝除合成其本身所需的蛋白质外,还能合成大部分血浆蛋白。
血浆中的清蛋白、纤维蛋白原、凝血酶原及多种载脂蛋白在肝脏合成。
肝的生物化学肝脏的生物化学:解析肝脏在人体代谢中的重要作用在人体新陈代谢中,肝脏起着至关重要的作用。
作为人体最大的内脏器官之一,肝脏不仅在消化、代谢、解毒、免疫等方面发挥关键作用,还对维持生命活动具有重要意义。
本文将深入探讨肝脏的生物化学特性及其在人体代谢中的作用。
一、肝脏的生物化学组成肝脏的生物化学成分十分复杂,主要包括蛋白质、脂类、糖类、维生素和矿物质等。
其中,蛋白质是肝脏生物化学反应的主要承担者,包括酶、载体蛋白和激素等,对代谢、免疫、激素调节等方面发挥重要作用。
脂类则在肝脏中参与能量储存、细胞膜构成和信号传递等功能。
糖类在肝脏中进行糖代谢,维持血糖平衡。
维生素和矿物质则是肝脏代谢和生理功能的重要调节因子。
二、肝脏的生物化学反应1、代谢反应:肝脏是人体糖、脂肪、蛋白质代谢的中心。
在这里,糖类经过糖解作用,分解为葡萄糖,释放能量并维持血糖水平。
同时,脂肪也在肝脏中进行分解,产生能量和甘油三酯。
蛋白质则在肝脏中进行合成和分解,维持体内氨基酸平衡。
2、解毒反应:肝脏是人体主要的解毒器官。
在肝脏中,有毒物质经过一系列生物化学反应被转化成无毒或低毒物质,排出体外。
例如,氨在肝脏中转化为尿素,随尿液排出,减轻了对肾脏的损害。
3、免疫反应:肝脏具有重要的免疫功能,参与清除病原体、衰老细胞和异常细胞等,维护人体内环境稳定。
三、肝脏生物化学与人体健康1、肝病:肝脏生物化学的异常与多种肝病的发生密切相关。
如脂肪肝是由于脂肪代谢失衡,导致脂肪在肝脏中过度积累;肝炎则是由于免疫系统攻击肝脏细胞,导致肝细胞损伤和炎症;肝癌则是由于长期慢性肝病引起基因突变,导致肝细胞恶性增殖。
2、营养与保健:了解肝脏的生物化学特性有助于合理膳食,预防肝病。
例如,高糖、高脂饮食可能导致脂肪肝的发生;酗酒则可能损害肝脏细胞,引起酒精性肝炎;而摄入富含维生素、矿物质和抗氧化剂的食物则有助于保护肝脏免受损害。
总之,肝脏的生物化学特性及其在人体代谢中的作用是复杂而重要的。
第十七章肝的生物化学第一节肝的物质代谢特点一、肝脏在糖代谢中的作用1.作用:维持血糖浓度的相对恒定,从而保障全身各组织,特别是大脑和红细胞的能量供应。
2.机制:在神经体液因素的调控下,肝通过糖原的合成与分解及糖异生作用来实现对血糖的调节。
1)当血糖浓度增高时(如进食后),血中葡萄糖在肝中合成肝糖原储存,使血糖保持正常水平。
2)当血糖浓度降低时(如饥饿时),肝糖原迅速分解为葡萄糖释放入血以补充血糖,从而防止血糖降低。
在饥饿10多小时后,绝大部分肝糖原被消耗,此时糖异生作用成为肝供应血糖的主要途径。
故肝病时容易导致血糖含量变化,可以引起肝源性低血糖症,甚至出现低血糖昏迷。
二、肝脏在脂类代谢中的作用1.作用:肝脏在脂类消化、吸收、转运、分解和合成代谢中都有重要作用。
2.机制:1)肝细胞可将胆固醇转变为胆汁酸盐,随胆汁排入肠腔,可乳化脂肪,以利于脂类消化和吸收。
肝病或胆道阻塞时,脂类消化吸收障碍,可产生厌油腻和脂肪泻等症状。
2)血浆中的VLDL主要在肝细胞合成,它在血浆中可转化为LDL。
HDL也主要在肝细胞合成。
脂蛋白是脂类在血浆中的转运形式,故肝脏积极参与体内各种脂类的转运和代谢。
3)甘油三脂在肝分解代谢十分活跃。
如脂肪酸在肝旺盛地进行β-氧化分解,且因其特有的酮体合成酶系,将之转变为酮体,并经血液循环转运至肝外组织,供大脑、肾、心脏、骨胳肌等组织氧化利用获取能量。
4)肝脏是合成脂肪、胆固醇、磷脂旺盛的器官。
磷脂是脂蛋白的重要组成部分。
当肝功能障碍或磷脂合成原料缺乏时,肝细胞合成磷脂减少,肝内脂肪运出障碍,过多的脂肪存积在肝细胞内而形成脂肪肝。
三、肝在蛋白质代谢中的作用1.作用:肝活跃地进行着蛋白质的合成代谢与分解代谢。
2.机制:肝是合成蛋白质的重要器官,肝除合成其本身所需的蛋白质外,还能合成大部分血浆蛋白。
血浆中的清蛋白、纤维蛋白原、凝血酶原及多种载脂蛋白在肝脏合成。
大部分α- 球蛋白和β- 球蛋白也是由肝细胞合成。
注意:γ-球蛋白主要由浆细胞合成。
正常人血浆蛋白总量为60~80g/ L,其中清蛋白(A)为40~55g/L,球蛋白(G)为20~30g/L,清蛋白与球蛋白的比值(A/G)为1.5~2.5/1。
当肝功能严重受损时主要是清蛋白合成减少,又因免疫刺激作用,浆细胞合成γ-球蛋白增加,使A/G比值降低甚至倒置。
由于清蛋白合成减少,血浆胶体渗透压降低,患者可出现水肿或腹水等症状。
因凝血酶原、纤维蛋白原合成障碍,可出现凝血时间延长及出血倾向。
肝是氨基酸代谢的主要场所。
氨基酸的转氨基、脱氨基、转甲基、脱硫基及脱羧基等作用均能在肝细胞中进行。
由于肝中氨基酸代谢活跃,各种转氨酶含量多、活性高,因此血中转氨酶活力的测定如ALT的测定有助肝病的诊断。
肝是合成尿素的最主要器官,各种来源的氨都可在肝细胞中通过鸟氨酸循环合成尿素。
当肝功能严重受损时,体内的尿素合成减少,血氨浓度升高,可引起肝性脑病。
四、肝脏在维生素代谢中的作用1.作用:肝在维生素的吸收、储存和转化中起着重要作用。
2.机制:1)肝细胞合成分泌的胆汁酸盐可协助脂溶性维生素的吸收。
2)肝脏是多种维生素储存的场所,维生素A、D、K、B1及B12主要在肝中储存,其中储存的维生素A占体内总量的95%。
3)肝还与维生素代谢有密切关系,如能将胡萝卜素转化为维生素A,维生素D转化为25-(OH)-D3。
肝还可利用许多维生素合成辅酶,例如维生素B1可在肝中合成TPP;维生素PP 可合成NAD+和NADP+等。
五、肝在激素代谢中的作用1.作用:肝脏是体内激素发挥生理功能后转化、灭活的主要场所。
激素灭活对于激素作用时间的长短及强度起着调控作用。
2.机制:肝有活性很强的生物转化的酶系能将激素灭活。
在肝灭活的激素有醛固酮、抗利尿激素、胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素、甲状腺素、雌激素等。
严重肝功能损伤时,肝对激素的灭活功能降低,体内某些激素水平升高,如醛固酮增多造成钠与水潴溜;雌激素灭活减少,使体内雌激素水平过高,可出现男性乳房增生、蜘蛛痣或肝掌等症状。
第二节肝的生物转化一、生物转化的概念(一)概念:非营养性物质在体内进行的代谢转变过程称为生物转化(biotransformation)。
(二)场所:主要在肝(三)非营养性物质的来源:外源和内源。
1.内源性物质包括激素、神经递质、胺类等对机体具有强烈生物学活性的物质,还有氨及胆红素等有毒物质。
2.外源性物质则更多,如食品添加剂、色素、防腐剂和药物、毒物等1万余种。
此外,还有肠道细菌的腐败产物如胺、酚、吲哚和硫化氢等。
二、生物转化的反应类型(一)第一相反应——氧化、还原、水解反应1.氧化反应:最多见,由肝细胞的微粒体、线粒体及胞液中多种氧化酶系所催化。
(1)依赖细胞色素P450的加单氧酶:存在微粒体中,是肝中最重要的代谢药物与毒物的酶系。
该酶催化许多脂溶性物质如烷烃、芳烃、类固醇等从分子氧中接受一个氧原子,生成羟基化合物或环氧化合物,故又称羟化酶,反应中另一个氧原子与氢结合生成水,故又称之为混合功能氧化酶。
其催化的总反应如下:RH + NADPH + H+ + O2 ROH + NADP+ + H2O注意:有些致癌物质经氧化后丧失活性,而有些无活性物质经氧化后生成了有毒或致癌物质,如多环芳烃经加单氧酶作用生成的环氧化物是致癌物质,需要进一步的生物转化。
(2)单胺氧化酶系存在于肝细胞线粒体中。
肠道细菌产生的各种胺类,如酪胺、尸胺、腐胺等及体内许多生理活性物质如5-羟色胺、儿茶酚胺均可在此酶催化下氧化为醛和氨,而丧失生物活性。
反应通式如下:RCH2NH2 + O2 + H2O RCHO + NH3 + H2O2(3)脱氢酶系:分布于肝细胞微粒体及胞液中,包括醇脱氢酶、醛脱氢酶,均以NAD+为辅酶,分别催化醇类和醛类氧化,生成相应的醛类或酸类。
例如:CH 3CH 2OHCH 3CHO CH 3COOH+H +NAD +H +乙醇乙醛乙酸2.还原反应肝微粒体内含有偶氮还原酶和硝基还原酶,分别催化偶氮化合物和硝基化合物还原生成相应的胺类。
例如: -N=N--NH-HN-+2H +2H -NH 23.水解反应肝微粒体和胞液中含有多种水解酶,如酯酶、酰胺酶、糖苷酶等,分别催化脂类、酰胺类及糖苷等化合物的水解。
多数物质经此反应后活性减低或消除,也有少数反而呈现出活性。
例如:局部麻醉药普鲁卡因在肝脏很快被水解而失去其药理作用,而乙酰水杨酸则需经酯酶水解生成水杨酸后才具有解热镇痛作用。
COOH NH 2NH 2C-O-CH 2CH 2N (C 2H 3)2HOCH 2CH 2N (C 2H 3)2+2(二)第二相反应——结合反应结合反应是体内最重要的生物转化方式。
非营养物质可直接或经上述的第一相反应后与内源性活性供体发生结合反应,使其水溶性增强,原有生物活性或作用改变,易于由肾随尿排出体外。
参加结合反应的物质种类较多,多数为极性较强的小分子物质,如葡萄糖醛酸、活性硫酸和谷胱甘肽等。
1.葡萄糖醛酸结合反应:最常见。
肝细胞微粒体中含有活性很高的葡萄糖醛酸基转移酶,它可催化葡萄糖醛酸基转移至醇、酚、胺及羧基化合物,生成β-葡萄糖醛酸苷衍生物。
反应中二磷酸尿苷葡萄糖醛酸(uridine diphosphate glucuronic acid ,UDPGA )为葡萄糖醛酸的供体。
2.硫酸结合反应:较常见。
醇、酚、芳香胺类物质都可在肝细胞胞液中由硫酸转移酶催化进行硫酸结合反应。
硫酸的供体是3’-磷酸腺苷-5’-磷酰硫酸(PAPS ),又称“活性硫酸”。
例如:雌酮经此反应而灭活。
3.乙酰基结合反应芳香胺类化合物主要在肝细胞胞液乙酰基转移酶催化下与乙酰基结合,生成乙酰化合物,乙酰基的供体是乙酰CoA 。
大部分磺胺类药物通过此方式灭活。
4.甘氨酸结合反应含羧基的化合物的羧基被激活成酰基CoA 后,可与甘氨酸的氨基结合5.GSH 结合反应GSH 在肝细胞胞液谷胱甘肽S-转移酶催化下,可与许多卤代化合物和环氧化合物结合,生成含GSH 的结合产物,消除其毒性。
6.甲基结合反应体内一些胺类生物活性物质和药物可在肝细胞胞液和微粒体中甲基转移酶的催化下,通过甲基化而灭活。
甲基的供体是S-腺苷甲硫氨酸(SAM )。
三、生物转化的特点及生理意义(一)特点1.转化反应的连续性2.反应类型的多样性3.解毒与致毒双重性(二)生理意义1.主要在于使非营养物质极性增强、溶解度增大,从而易于随胆汁或尿液排出体外。
2.使其生物活性降低或消除(灭活作用),或使有毒物质的毒性减低或消除(解毒作用)。
注意:有些物质经肝转化后,其生物活性、毒性反而增强或溶解度反而降低,不易排出体外。
所以不能将肝的生物转化作用笼统地看作是“解毒作用”。
四、影响生物转化的因素肝的生物转化常受年龄、性别、营养、疾病、诱导物、抑制物等体内、外许多因素的影响。
1.生理因素1)年龄影响生物转化。
新生儿特别是早产儿肝中酶系发育不完善,对药物及毒物的转化能力较差;老年人肝的重量和总细胞数明显减少,其微粒体酶不易被诱导,对许多药物的耐受力下降,服药后易出现中毒。
2)性别、营养、健康状况2.病理因素主要是肝实质性病变,因为此时肝血流量减少,各种酶活性降低,使肝的生物转化能力下降,故肝病患者最好戒烟、戒酒,谨慎用药,避免使用对肝有损害的药物,以免增加肝负担,加重病情。
3.诱导与抑制由于许多非营养物质的生物转化反应常受同一酶系催化,因此联合用药时可发生药物间对酶的竞争性抑制作用,影响其转化。
如保泰松与双香豆素合用,前者抑制了后者的代谢,增强了双香豆素的抗凝作用,甚至引起出血。
此外,某些生物转化酶系的生物合成受多种作用物的诱导与抑制。
如苯巴比妥能诱导葡萄糖醛酸转移酶的合成,可加速药物或毒物的生物转化。
机体对一些药物耐受性与此有关。
第三节胆汁酸代谢胆汁酸盐是胆汁中特有的成分,是肝清除胆固醇的主要方式。
一、胆汁酸的生成(一)初级胆汁酸的生成:1.原料:胆固醇2.部位:肝3.生成过程:胆固醇首先在胆固醇7α-羟化酶的催化下生成7α-羟胆固醇,然后又经过还原、羟化、氧化断侧链、加辅酶A等多步反应,最后生成具有24碳的初级游离胆汁酸即胆酸、鹅脱氧胆酸,它们分别与甘氨酸或牛磺酸结合生成相应的初级结合胆汁酸。
注意:①胆固醇7α-羟化酶是胆汁酸合成的限速酶,糖皮质激素、生长激素可以提高胆固醇7α-羟化酶的活性。
甲状腺素可使该酶的mRNA合成迅速增加,因此甲状腺素可降低血浆胆固醇。
②结合胆汁酸生成的意义:结合胆汁酸极性大,亲水性强,利于胆汁酸在肠腔内发挥其促进脂类消化吸收的作用,还防止了胆汁酸过早的在胆管和小肠内吸收。
③正常成人每天合成胆固醇约1~1.5g,其中约2/5(0.4~0.6g)在肝内转化为胆汁酸,随胆汁排入肠腔。