12第十二章肝脏的生物化学.ppt
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1、肝脏的生物化学,第十一章,Biochemistry of the Liver,本章内容,概述 第一节 肝在物质代谢中的作用 第二节 肝的生物转化作用 第三节 胆汁与胆汁酸的代谢 第四节 胆色素的代谢与黄疸,肝脏的结构特点,双重的血液供应 肝动脉:获取丰富的氧 门静脉:获得来自消化道的各种营养物质 双重输出系统 肝静脉(与体循环相通) 胆道系统(与肠道相通) 亚细胞结构:含有丰富的线粒体、粗面及滑面内质网、核蛋白体,肝脏的化学组成特点,蛋白质含量居首位 含有各种活性较高和完备的多酶体系(有些酶为肝所特有),第 一 节 肝在物质代谢中的作用,Function of Liver in Materia
2、l Metabolism,作用: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。,糖异生 肝糖原的合成与分解 糖酵解途径,回顾:肝内进行那些糖代谢途径?,一、肝在糖代谢中的作用,不同营养状态下肝内如何进行糖代谢?,饱食状态 肝糖原合成 过多糖则转化为脂肪,以VLDL形式输出 空腹状态 肝糖原分解 饥饿状态 以糖异生为主 脂肪动员酮体合成 节省葡萄糖,二、肝在脂类代谢中的作用,回顾:肝内进行的脂类代谢主要有哪些? 脂肪酸的氧化、脂肪酸的合成及酯化、酮体的生成、胆固醇的合成与转变、脂蛋白与载脂蛋白的合成 (VLDL),作用:在脂类的消化、吸收、合成、分解与运输均具有重要作用。,肝在
3、脂类代谢中的作用,有助于脂类的消化吸收 肝脏分泌胆汁,其中的胆汁酸盐能乳化脂类,促进脂类和脂溶性维生素的消化和吸收。,肝在脂类代谢中的作用,是脂肪酸代谢及酮体生成的场所 饥饿时,肝内分解脂肪酸的-氧化十分活跃 氧化分解释放出能量 将-氧化的产物乙酰辅酶A转变成酮体。肝是体内产生酮体的唯一器官,在血糖浓度过低状态下,为肝外组织提供能量。 饱食后,肝合成脂肪酸,并以甘油三酯的形式储存于脂肪库。,肝在脂类代谢中的作用,是胆固醇代谢的主要器官 人体中合成胆固醇最旺盛的器官 胆固醇主要在肝转变为胆汁酸盐 合成卵磷脂-胆固醇脂酰基转移酶(LCAT)释放入血,促使血浆中的游离胆固醇的酯化。 是合成磷脂和脂蛋
4、白的主要场所 是体内合成磷脂量最多、合成速度最快的场所。 合成VLDL帮助脂类运输,肝在脂类代谢中的作用,肝功能障碍,肝病时食欲差(磷脂合成原料不足),磷脂合成,二脂酰甘油合成脂肪,脂蛋白合成,脂肪肝,三、肝在蛋白质代谢中的代谢,合成蛋白质的能力最强 合成与分泌血浆蛋白质(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,合成尿素。,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 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
5、)-Vit D3 水溶性维生素辅酶的组成成分,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,第 二 节 肝的生物转化作用,Biotransformation Function of Liver,一、生物转化的概念,生物转化的对象:非营养物质 既不能作为构成组织细胞的原料,又不能氧化供能的物质称为非营养物质。,非营养物质,一、生物转化的概念,生物转化的概念 一些非营养物质在体内的代谢转变过程,增加其极性(水溶性),使其易于随胆汁和尿排出。这种体内变化过程称为生物转化 (b
6、iotransformation) 。 生物转化的主要场所 肝是主要器官,但在肺、肾、胃肠道和皮肤也有一定生物转化功能。,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。,有些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, 即第二相反应,才最终排出。,(一)第一相反应,反应类型:氧化、还原、水解反应 意义:一般是改变非营养物质的功能基团,使非极性基团转化为极性基团。,1. 氧化反应最多见的生物转化反应, 加单氧酶系(monooxygenase) : 存在部位:微粒体 催化的基本反应:
7、RH+O2+NADPH+H+ ROH+NADP+H2O 基本特点: 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,故又称为羟化酶或混合功能氧化酶。,产物:羟化物或环氧化物 举例:,苯胺,对氨基苯酚, 单胺氧化酶系 单胺氧化酶( monoamine oxidase, MAO),存在部位:线粒体内,催化的反应 催化胺类氧化脱氨基生成相应的醛, 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。,2. 还原
8、反应 硝基还原酶类 (nitroreductase) 偶氮还原酶类 (azoreductase) 还原产物:相应胺类,举例:,3.水解反应 多种水解酶类 举例:,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,结合剂:葡萄糖醛酸、硫酸、乙酰基、甲基等物质或基团,(二)第二项反应结合反应,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),催化酶 葡萄糖醛酸基转移酶 (UDP-glucuronyl transferases, UGT),举例:,+ UDPGA,苯酚,+ UDP,葡葡糖醛酸苷,雌酮,2. 硫酸结合反应,硫酸供体
9、 3磷酸腺苷5磷酸硫酸( PAPS),催化酶 硫酸转移酶 (sulfate transferase ),举例,PAPS,+PAP,雌酮硫酸酯,3. 乙酰基结合反应,异烟肼 乙酰辅酶A 乙酰异烟肼 辅酶A,乙酰基供体: 乙酰辅酶A,催化酶: 乙酰基转移酶,4. 甲基化反应,尼克酰胺 N-甲基尼克酰胺,甲基的供体:S - 腺苷甲硫氨酸(SAM) 催化酶:甲基转移酶,结合反应的主要类型,三、生物转化的意义,对非营养物质进行转化,使其灭活或解毒。 更为重要的是可使这些物质溶解度增加,易于排出体外。 值得注意:有些物质经肝脏生物转化后其毒性反而增强或溶解度反而降低,不易排出体外。 肝脏的生物转化作用具有
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