下载文档原格式
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。
幻灯片1第十九章肝的生物化学(Biochemistry in Liver)肝不仅在蛋白质、糖类、脂类、维生素等代谢中起着重要作用，还参与体内的分泌、排泄、生物转化等重要过程。
肝具有其特殊的结构特点。
肝有双重的血液供应。
肝具有丰富的血窦。
肝有肝静脉和胆道两条输出的管道。
肝含有数百种酶类，故称为“物质代谢中枢”。
特点幻灯片2第一节肝的物质代谢特点(Characters of Liver in Material Metabolism)一、肝可维持血糖浓度恒定，保障全身各组织，尤其是大脑和红细胞的能量供应。
二、肝是酮体生成的器官，但不能利用酮体。
三、肝是合成尿素的主要场所；是合成的大部分血浆蛋白质的重要场所。
四、肝是V i t A、V i t E、V i t K和V i t B12的主要储存场所；是1,25-(O H)2-D3生成的重要场所。
五、肝是激素的灭活的重要场所。
幻灯片3第二节肝的生物转化作用(Biotransformation Function of Liver)一、生物转化(b i o t r a n s f o r m a t i o n)(一)什么是生物转化非营养物质经过氧化、还原、水解和结合反应，使其毒性降低、极性或活性改变，易于排出体外的这一过程称为生物转化作用。
(二)生物转化对象※肝的生物转化作用≠解毒作用幻灯片4二、生物转化反应的主要类型第一相反应：氧化、还原、水解反应第二相反应：结合反应主要类型(一)第一相反应1.氧化反应(1)加单氧酶系最重要的是微粒体内依赖P450的加单氧酶，由C y t P450、N A D P H、N A D P H-C y t P450还原酶组成。
能直接激活氧分子，其中一个氧原子加入底物分子中，另一氧原子被还原为水，故又称为混合功能氧化酶。
产物为羟化物或环氧化物。
催化的主要反应：R H+O2+N A D P H+H+R O H+N A D P++H2O幻灯片5内源性：如激素、胺类等外源性：如药物、毒物等非营养物质加单氧酶反应幻灯片6(2)单胺氧化酶系(monoamine oxidase, MAO)存在于线粒体内，可催化胺类生成相应的醛类。
催化的主要反应：(3)脱氢酶系醇脱氢酶(ADH)催化醇类氧化成醛；醛脱氢酶(ALDH) 催化醛类生成酸，分别存在于胞液和线粒体中。
幻灯片7RH·P450·Fe3+·O2_ H++NADPHNADP+FAD 2(Fe2S2)2+2(Fe2S2)3+FAD·2H 2e-R-OHH2O2H+P450·Fe3+P450·Fe3+RH·P450·Fe2+ O2RH·P450·Fe2+·O2RH·P450·Fe2+·O2RCH2NH2+O2+H2O2 RCHO+NH3+H2OCH3CH2OH CH3CHO CH3COOHADH ALDHNAD+ NADH+H+ H2O+NAD+ NADH+H+ 乙醇乙醛乙酸2.还原反应3.水解反应乙酰水杨酸水杨酸乙酸幻灯片8(二)第二相反应1. 葡萄糖醛酸结合反应——最多见的结合反应(1)葡萄糖醛酸基的直接供体是尿苷二磷酸葡萄糖醛酸(U D P G A)。
硝基还原酶类偶氮还原酶类硝基苯亚硝基苯N O 2 N O H N O HN H 2 + 2 H2 - 2 H- H 2 O苯胲苯胺OCOCH3COOH水解酯酶OHCOOH+ CH3 COOH(2)反应由葡萄糖醛酸基转移酶(UGT)催化。
幻灯片92.硫酸结合反应(1)硫酸供体是3´-磷酸腺苷5´-磷酸硫酸(P A P S)(2)反应由硫酸转移酶催化。
3.酰基化反应异烟肼乙酰辅酶A 乙酰异烟肼辅酶A幻灯片104.谷胱甘肽结合反应雌酮＋PAPS+PAP雌酮硫酸酯OHOOHO3SONOCNHNH2NOCNHNHCOCH3CH3CO~CoA HS~CoA + +环氧萘谷胱甘肽S-二氢萘醇谷胱甘肽5. 甘氨酸结合反应6. 甲基化反应甲基的供体：S-腺苷甲硫氨酸(S A M)三、影响生物转化作用的因素年龄、性别、疾病、诱导物、抑制物等均可影响生物转化。
幻灯片11第三节胆汁酸代谢(Metabolism of Bile Acids)胆汁酸(bile acids)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，即胆汁酸盐，简称胆盐(bile salts)。
一、胆汁酸的分类幻灯片121.游离胆汁酸HH OHHOHSG+ HSG胆酸＋甘氨酸甘氨胆酸尼克酰胺N-甲基尼克酰胺S - 腺苷蛋氨酸NCONH2++甲基转移酶S - 腺苷同型半胱氨酸NCONH2+CH3游离胆汁酸(free bile acid)结合胆汁酸(conjugated bile acid)(一)按结构分幻灯片132.结合胆汁酸例：胆酸HCOOHOH O HO H312724例：鹅脱氧胆酸HCOOHOH O H312724例：牛磺胆酸HCONHCH2CH2SO3H OH O HO H312724幻灯片141.初级胆汁酸是肝细胞以胆固醇为原料直接合成的胆汁酸，包括胆酸、鹅脱氧胆酸及相应结合型胆汁酸。
2.次级胆汁酸在肠道细菌作用下初级胆汁酸7α-羟基脱氧后生成的胆汁酸，包括脱氧胆酸及石胆酸。
幻灯片15例：甘氨胆酸HCONHCH2COOHOH O HO H312724(二)按来源分初级胆汁酸(primary bile acid)次级胆汁酸(secondary bile acid)胆酸HCOOHOH O HO H312724初级胆汁酸幻灯片167α-羟基脱氧脱氧胆酸HCOOH OHO H312724次级胆汁酸鹅脱氧胆酸HCOOHOH O H312724初级胆汁酸幻灯片17二、胆汁酸的代谢(一) 初级胆汁酸的生成1.部位肝细胞的胞液和微粒体中2.原料胆固醇3.过程胆固醇转化成胆汁酸是其在体内代谢的主要去路。
7α-羟基脱氧石胆酸HCOOH OH312724次级胆汁酸胆固醇(27C)7α-羟化胆固醇初级胆汁酸(24C)结合型初级胆汁酸7α-羟化酶限速酶：胆固醇7α-羟化酶幻灯片18(二)次级胆汁酸的生成与肠肝循环1.部位小肠下段和大肠2.过程3.胆汁酸肠肝循环概念胆汁酸随胆汁排入肠腔后，通过重吸收经门静脉又回到肝，在肝内转变为结合型胆汁酸，经胆道再次排入肠腔的过程。
4. 胆汁酸肠肝循环的意义将有限的胆汁酸反复利用以满足人体对胆汁酸的需要。
幻灯片19初级胆汁酸次级胆汁酸肠道细菌水解脱羟胆汁酸肠肝循环的过程幻灯片20三、胆汁酸的功能(一)促进脂类的消化与吸收立体构型——亲水与疏水两个侧面。
(二)抑制胆汁中胆固醇的析出胆汁中胆汁酸、卵磷脂与胆固醇的正常比值≥10︰1，比值小于10时可导致结石形成。
胆固醇结合胆汁酸（合成0.4~0.6g/d代谢池3~5g/d）疏水侧亲水侧甘氨胆酸的立体构型幻灯片21第四节血红素代谢(Metabolism of heme)血红素(h e m e)是一种铁卟啉化合物，它是血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、过氧化物酶等的辅基。
一、血红素的生物合成(一)合成原料及部位合成血红素的基本原料是甘氨酸、琥珀酰辅酶A和F e2+，合成的起始和终止阶段均在线粒体，而中间阶段在胞液中进行。
幻灯片22(二)合成过程－－可分为四个阶段1.δ-氨基-γ-酮戊酸的生成在线粒体内，琥珀酰辅酶A与甘氨酸缩合生成δ-氨基-γ-酮戊酸(δ-a m i n o l e v u l i n i c a c i d，A L A)。
A L A合酶是血红素合成的限速酶，受血红素反馈调节。
131498101711 151656142COHN2HOOCC H 3O HO HO HC H 3 C H 3琥珀酰辅酶A甘氨酸A L A幻灯片232．胆色素原的生成A L A生成后从线粒体进入胞液，在A L A脱水酶(又称胆色素原合酶)的催化下，2分子A L A脱水缩合生成1分子胆色素原（PB G）。
A L AA L AP B G+C H2N H2C O O HC OC O O HC H2C H2C H2N H2A L AC O2C o ASH合酶C O O HC H2C H2C O S C o A2 H2ONH2NOOH OO HHALA脱水酶C O O HN H2C OC H2C H2C H2C O O HCOC H2C HC H2HN HH幻灯片243. 尿卟啉原Ⅲ与粪卟啉原Ⅲ的生成在胞液中4分子胆色素原经尿卟啉原Ⅰ同合酶(又称胆色素原脱氨酶)催化下脱氨生成线状四吡咯，后者在尿卟啉原Ⅲ同合酶催化下，环化生成尿卟啉原Ⅲ(UPGⅢ)。
UPGⅢ经UPGⅢ脱羧酶催化，最终生成粪卟啉原Ⅲ。
4. 血红素的生成粪卟啉原Ⅲ扩散进入线粒体，经粪卟啉原Ⅲ氧化脱羧酶和原卟啉原Ⅸ氧化酶催化生成原卟啉Ⅸ，后者在亚铁螯合酶催化下，与Fe2+螯合生成血红素。
血红素生成后从线粒体转运到胞液，在骨髓的有核红细胞及网状红细胞中，与珠蛋白结合成为血红蛋白。
幻灯片25血红素生物合成过程A：-CH2COOH P：-CH2CH2COOH M：-CH3 V：-CH=CH2幻灯片26(三)血红素生物合成的调节1. ALA合酶是血红素合成的限速酶，血红素生成过多时，可氧化生成高铁血红素强烈抑制ALA合酶。
此外，铅可抑制ALA脱水酶和亚铁螯合酶，导致血红素合成的抑制。
2. 促红细胞生成素 (EPO ) 缺氧可诱导EPO基因的表达产生EPO ，促进血红素和Hb的合成。
3. 性激素性激素是血红素合成的促进剂，能诱导ALA合酶，从而促进血红素的合成。
4．杀虫剂、致癌物及药物均可诱导肝ALA合酶的合成。
幻灯片27二、血红素的分解代谢血红素在体内分解代谢的主要产物是胆色素(bile pigment)。
它包括胆绿素(biliverdin)、胆红素(bilirubin)、胆素原(bilinogen)和胆素(bilin)等。
除胆素原外，其余均具有颜色，正常时主要随胆汁而排出体外。
胆红素是胆汁中的主要颜色，呈橙黄色，具有毒性，可引起脑组织不可逆的损害。
(一)胆红素的生成1. 生成部位在肝、脾、骨髓单核-巨噬细胞系统的微粒体与胞液中。
幻灯片282. 胆红素来源于体内的铁卟啉化合物Hb、肌红蛋白、细胞色素、过氧化氢酶及过氧化物酶。
3.正常人每天约生成250~350mg胆红素，约80％来自衰老红细胞中Hb的分解。
幻灯片29(二)胆红素的运输1. 胆红素形成后可进入血液，主要以胆红素-清蛋白复合体的形式进行运输。
2. 磺胺药，水杨酸，胆汁酸等可竞争性结合，抑制胆红素-清蛋白复合体生成。
3. 与清蛋白结合的胆红素在加入乙醇和尿素等破坏氢键后，才能与重氮试剂反应，故称间接胆红素或未结合胆红素。
