第 十 七 章 肝的生物化学 Biochemistry in Liver 授课教师:王逢会
导 学 1.掌握肝的物质代谢特点。 2.掌握肝的生物转化的概念、类型、作用。 3.熟悉胆汁酸代谢和胆色素代谢。
概 述 肝是人体最大的实质性器官; 肝也是体内最大的腺体; 成人肝1500g±,占体重的2.5%
代谢活跃 含酶丰富(类、量) 丰富的肝血窦 物质代谢中枢 门V 含大量营养物 血液供应丰富 肝A 携带氧气、营养 物、代谢产物 两条输出通路(肝V、胆管)
独特的组织结构和化学组成特点赋予肝复杂多样的生物化学功能 肝系多种物质代谢之中枢 生物转化作用 分泌作用(分泌胆汁酸等) 排泄作用(排泄胆红素等)
第 一 节 肝在物质代谢中的作用 Function of Liver in Material Metabolism
一、肝在糖代谢中的作用 回顾:肝内进行那些糖代谢途径? 糖酵解途径 糖异生 肝糖原的合成与分解 磷酸戊糖途径 糖醛酸途径 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。 回顾:肝内进行那些糖代谢途径? 糖酵解途径 糖异生 肝糖原的合成与分解 磷酸戊糖途径 糖醛酸途径 NADPH UDPGA
不同营养状态下肝内如何进行糖代谢? 饱食状态 空腹状态 饥饿状态 肝糖原合成↑ 过多糖则转化为脂肪,以VLDL形式输出 肝糖原分解↑ 以糖异生为主 ※脂肪动员↑→酮体合成↑ →节省葡萄糖
正常空腹血糖: 3.89-6.11mmol/L 高血糖:>7.22mmol/L 糖尿:>8.89mmol/L 低血糖:<3.33-3.89mmol/L
二、肝在脂类代谢中的作用 作用:在脂类的消化、吸收、合成、分解与运输均具有重要作用。
回顾:肝内进行的脂类代谢途径主要有哪些? 脂酸的氧化; 脂酸的合成及酯化; 酮体的生成; 胆固醇的合成与转变; 脂蛋白的合成 ; 脂蛋白的降解 。
肝在脂类代谢各过程中的作用 消化吸收 肝脏分泌的胆汁酸是脂类消化吸收所必需 肝损害或胆管阻塞时可产生厌油腻和脂肪泻等症状。
合成 饱食后合成甘油三酯、 胆固醇 、磷脂,并以VLDL形式分泌入血,供其他组织器官摄取与利用; 合成酮体的主要器官:“肝内生酮肝外用”; 合成HDL
分解 脂酸的β氧化分解; LDL降解; 胆固醇转变与排泄。
运输 TG合成>VLDL的合成与分泌时 形成脂肪肝 正常肝:脂类3-5%,TG占1/2 脂肪肝:脂类>10%,TG>2.5%
肝在调节机体胆固醇代谢平衡上起中心作用 肝是合成胆固醇最活跃的器官,是血浆胆固醇的主要来源; 胆汁酸的生成是肝降解胆固醇的最重要途径; 肝也是体内胆固醇的主要排泄器官; 肝对胆固醇的酯化也具有重要作用。
三、肝在蛋白质代谢中的作用 在血浆蛋白质代谢中的作用 合成与分泌血浆蛋白质(γ球蛋白除外) 合成血浆脂蛋白的载脂蛋白 清除血浆蛋白质(清蛋白除外)
肝分泌的部分血浆蛋白质 蛋白质 结合的配基 浓度(mg/100ml) 清蛋白 H、AA、类固醇、Vit、FA 4500~5000 α1酸性糖蛋白 痕量 α1抗胰蛋白酶 血清中与组织分泌的蛋白酶 1.3~1.4 甲胎蛋白 激素、氨基酸 胎儿血中存在 α2巨球蛋白质 蛋白酶 150 ~420 抗凝血酶Ⅲ 与蛋白酶1:1结合 17~30 血浆铜蓝蛋白 6原子铜/分子 15~60 C-反应蛋白 补体C1q <1 纤维蛋白原 200 ~400 结合珠蛋白 与血红蛋白1:1结合 40 ~180 血液结合素 与血红素1:1结合 50~100 铁传递蛋白 2原子铁/分子 3.0~6.5
正常人:血浆 清蛋白量(A) 35--55g/L 球蛋白量(G) 20--30g/L A/G比值 1.5--2.5
严重肝病、慢肝、肝硬化患者: 清蛋白合成↓↓( < 2.5以下 ) -球蛋白合成↑↑ 临床意义: A/G比值测定, 帮助诊断慢肝、肝硬化
慢肝、肝硬化患者或长期营养不良: 严重肝病: 清蛋白合成量↓↓ 血浆胶渗压↓ 组织间液回流障 碍 过多水液潴留在组织间 水肿、腹水; 清蛋白合成量↓↓ 血浆胶渗压↓ 组织间液回流障 碍 过多水液潴留在组织间 水肿、腹水; 严重肝病: 凝血因子合成↓↓ 凝血障碍 齿龈出血、 皮下出血等。
在氨基酸代谢中的作用 约80%的氨基酸在肝内经联合脱氨基作用而分解 肝细胞受损 GPT逸出细胞进入血浆(肝病的辅助诊断) 2) 约85%的NH3在肝内经鸟氨酸循环合成尿素,以解除NH3毒 3) 肠菌腐败产生的胺类,主要在肝内代谢转化
胆汁酸盐促进脂溶性维生素A/D/K的吸收 四、肝在维生素和辅酶代谢中的作用 胆汁酸盐促进脂溶性维生素A/D/K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)-Vit D3 水溶性维生素→辅酶的组成成分 胡萝卜素 维生素A 维生素B1 焦磷硫胺素
激素主要在肝中转化,降解或失去活性的过程称激素的灭活。 五、肝脏在激素代谢中的作用 激素的灭活: 激素主要在肝中转化,降解或失去活性的过程称激素的灭活。 主要方式:生物转化 雌激素→蜘蛛痣、肝掌 醛固酮→高血压、水肿 肝功障碍时,H水平↑ ADH→水肿、腹水
肝在物质代谢中的作用 调节血糖含量 脂类代谢 蛋白质代谢 维生素代谢 激素代谢 脂类的消化吸收 脂酸代谢 糖原的合成 酮体合成 糖原的分解 胆固醇代谢 磷脂、脂蛋白合成 糖原的合成 糖原的分解 糖异生 糖酵解 调节血糖含量 脂类代谢 肝在物质代谢中的作用 蛋白质代谢 维生素代谢 合成蛋白质 清除蛋白质 分解氨基酸 脂溶性维生素吸收 储存维生素 维生素的转化 激素代谢 激素的灭活
第 二 节 肝的生物转化作用 Biotransformation Function of Liver
一、生物转化的概述 *定义:机体对内、外源性的非营养物质进行代谢转变,使其水溶性提高,极性增强,易于通过胆汁或尿液排出体外的过程称为生物转化(biotransformation)。
*生物转化的对象 非营养物质: 既不作为构建组织细胞的成分,又不作为能源物质。其中一些对人体有一定的生物学效应或毒性作用的物质。 内源性:如激素、神经递质、胺类等 外源性:如食品添加剂、药物、毒物等 非营养物质
*生物转化的意义 使非营养物质的生物学活性降低或消除,或使其毒性减低或消除,而且水溶性和极性增加,易于从胆汁或尿液中排出,有保护作用。 但有些物质经生物转化后,其毒性反而增加或溶解性反而降低,不易排出体外。例如苯并芘,其本身没有直接致癌作用,转化后成为直接致癌剂。有的药物如环磷酰胺、百浪多息、水合氯醛和中药大黄经肝的转化才有活性。 ※ 肝的生物转化作用≠解毒作用
*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 。
生物转化的特点: (一)代谢反应连续性 一种物质的生物转化需要经过几种连续反应,产生几种产物。如乙酰水杨酸,先被水解成水杨酸,然后与葡萄糖醛酸或甘氨酸结合,分别生成葡萄糖醛酸苷和甘氨酰水杨酸。 (二)反应类型多样性 同一种物质可发生多种反应。如苯甲酸,既可与甘氨酸结合生成马尿酸,又可与葡萄糖醛酸结合生成苯甲酰葡萄糖醛酸苷。 (三)解毒和致毒的双重性 一种物质通过肝脏转化后,其毒性大多变小,但个别也可增强。一些致癌物质最初本无致癌活性,但通过生物转化后则成为致癌物。
二、肝的生物转化包括两相反应 第一相反应:氧化、还原、水解反应 第二相反应:结合反应 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(葡糖醛酸、硫酸)结合, 即第二相反应,才最终排出。
参与肝脏的生物转化的酶类 酶类 辅酶或结合物 细胞内定位 第一相反应 氧化酶类 单加氧酶类 NADPH,O2 内质网 酶类 辅酶或结合物 细胞内定位 第一相反应 氧化酶类 单加氧酶类 NADPH,O2 内质网 胺氧化酶 黄素辅酶 线粒体 脱氢酶类 NAD+ 线粒体或内质网 还原酶类 NADH或NADPH 内质网 水解酶类 胞液或内质网 第二相反应 葡糖醛酸基转移酶 UDPGA 内质网 硫酸基转移酶 活性硫酸(PAPS) 胞液 谷胱甘肽转硫酶 谷胱甘肽(GSH) 胞液与内质网 乙酰基转移酶 乙酰CoA 胞液 酰基转移酶 甘氨酸 线粒体 甲基转移酶 S-腺苷甲硫氨酸 胞液与内质网
第一相反应 氧化、还原、水解反应 (一) 氧化反应 第一相反应 氧化、还原、水解反应 (一) 氧化反应 单加氧酶系 胺氧酶系 脱氢酶系
1. 微粒体依赖P450的单加氧酶系: 组成:Cyt P450,NADPH+H+,NADPH-细胞色素 P450还原酶 催化的基本反应 存在部位:微粒体内(滑面内质网) 组成:Cyt P450,NADPH+H+,NADPH-细胞色素 P450还原酶 催化的基本反应 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,故又称为混合功能氧化酶/羟化酶。
产物:羟化物或环氧化物 举例: 苯胺 对氨基苯酚
单加氧酶系的羟化作用不仅增加药物或毒物的水溶性,有利排泄,而且还参加许多重要物质的羟化过程。 有些致癌物质经羟化后丧失活性,而有些本来无活性的物质经氧化后却生成有毒或致癌物质。例如:黄曲霉素B1 黄曲霉素2,3-环氧化物。
2. 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(组胺、酪胺、色胺、尸胺、腐胺等)氧化脱氨基生成相应的醛 RCH2NH2+O2+H2O RCHO+NH3+H2O RCHO +NAD++H2O RCOOH+NADH+H+
3. 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(ADH)催化醇类氧化成醛。 醛脱氢酶(ALDH)催化醛类生成酸。 ADH CH3CH2OH CH3COOH CH3CHO
肝微粒体乙醇氧化系统(MEOS) MEOS是乙醇-P450单加氧酶,产物是乙醛,仅在血中乙醇浓度很高时才被诱导而起作用。 乙醇诱导MEOS不但不能使乙醇氧化产生ATP,还可增加对氧和NADPH的消耗,而且还可催化脂质过氧化产生羟乙基自由基,后者可进一步促进脂质过氧化,引发肝损伤。
肝 90%~98% 胃 30% 乙醇 吸收 乙醇 代谢 肾、肺 2%~10% 肠 70% ADH与MEOS之间的比较 ADH MEOS 肝 90%~98% 胃 30% 乙醇 吸收 乙醇 代谢 肾、肺 2%~10% 肠 70% ADH与MEOS之间的比较 ADH MEOS 肝细胞内定位 胞液 微粒体 底物与辅酶 乙醇、NAD+ 乙醇、NADPH、O2 对乙醇的Km值 2mmol/ L 8.6mmol/L 乙醇的诱导作用 无 有 与乙醇氧化相关 氧化磷酸化 耗能 的能量变化 释能
CH3CH2OH ADH ALDH CH3CHO CH3COOH 正常纯合子 45% 无活性纯合子 10% 两者杂合子 45% ALDH 的基因型 完全缺乏ALDH活性 部分缺乏ALDH活性 中量饮酒(0.8g/kg体重) 时乙醛↑ 小量饮酒(0.1g/kg体重) 时乙醛↑
(二)还原反应 →2 硝基还原酶类、偶氮还原酶类硝基化合物多见于食品防腐剂、工业试剂等。偶氮化合物常见于食品色素、化妆品、纺织与印刷工业等。 还原产物:相应的胺类 -NO2 -NO -NHOH -NH2 硝基苯 苯胲 苯胺 亚硝基苯 →2 -N=N- -N-N- - NH2 偶氮苯 苯胺 供氢体:NADPH+H+
还原反应 H2N │ H2N- -N=N- -SO2NH2 无活性百浪多息 H2N │ H2N- -NH2 + H2N- -SO2NH2 有活性氨苯磺胺
(三)水解反应 肝内主要水解酶:酯酶、酰胺酶、糖苷酶等 OH OH OCOCH3 ↓ 葡萄糖醛酸苷等结合产物 乙酰水杨酸 水杨酸 羟基水杨酸 / -COOH OH / -COOH OCOCH3 / -COOH / OH 乙酰水杨酸 水杨酸 羟基水杨酸 ↓ 葡萄糖醛酸苷等结合产物
(四)结合反应 直接发生或第一相反应之后 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 结合部位:被转化物质的功能基上。 结合剂:葡萄糖醛酸、硫酸、谷胱甘肽、甘氨酸、乙酰基、甲基等物质
生物转化结合反应的主要类型 结合反应 底物的 所结合基团 酶定位 功能基 的供体 GA -OH、-NH2、 UDPGA 微粒体 -COOH 结合反应 底物的 所结合基团 酶定位 功能基 的供体 GA -OH、-NH2、 UDPGA 微粒体 -COOH H2SO4 -OH、-NH2 PAPS 胞液 GSH 环氧基 GSH 胞液 乙酰基 -NH2 CH3CO~SCoA 胞液 氨基酸 -CO ~SCoA 甘氨酸 线粒体 甲基 -OH、-NH2、 SAM 胞液 -SH
1. 葡糖醛酸结合反应——最多见的结合反应 * 葡糖醛酸基的直接供体 尿苷二磷酸葡萄糖醛酸 (UDPGA) UDPG脱氢酶 * 葡糖醛酸基的直接供体 尿苷二磷酸葡萄糖醛酸 (UDPGA) 2NAD+ 2NADH+ 2H+ UDPG脱氢酶 目 录
结合对象: 醇、酚、胺、羧酸类化合物的羟基、羧 基、氨基。 催化酶 葡糖醛酸基转移酶 (UDP-glucuronyl transferases, UGT)
举例: 苯酚 + UDPGA + UDP 苯β葡糖醛酸苷
2. 硫酸结合反应 * 硫酸供体 3´-磷酸腺苷5´-磷酸硫酸( PAPS) 醇、酚、芳香胺类等的羟基 * 催化酶 *结合对象 醇、酚、芳香胺类等的羟基 * 催化酶 硫酸转移酶 (sulfate transferase )
举例 雌酮 +PAPS +PAP 雌酮硫酸酯
3.乙酰基化反应 乙酰基供体:乙酰CoA 主要结合对象:(氨基或肼) 催化酶:乙酰基转移酶(acetyltransferase)
4.谷胱甘肽结合反应 结合对象:卤代、环氧化物 催化酶:谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase, GST)
5.甲基化反应 催化含有氧、氮、硫等亲核基团的甲基化 甲基供体:S-腺苷甲硫氨酸(SAM) 催化酶:甲基转移酶
6.甘氨酸结合反应 结合对象:含羧基化合物
三、影响生物转化的因素 1、年龄 微粒体形成不全 易药物中毒 胎儿新生儿 新生儿黄疸 结合能力不足 老人—器官老化,转化速率↓,副作用↑ 2、性别 女性转化能力>男性 醇脱氢酶 3、肝病变 4、遗传因素
第一相反应—氧化、还原、水解反应 氧化反应 第一相反应—氧化、还原、水解反应 氧化反应 加单氧酶系 单胺氧化酶系 脱氢酶系 第二项反应结合反应 GA结合、硫酸结合、乙酰基化、谷胱甘肽结合、甲基化、甘氨酸结合。
第三节 胆汁与胆汁酸的代谢
一、胆汁 二、胆汁酸的概念及分类 三、胆汁酸的主要生理功能 四、胆汁酸的代谢
一、胆汁(bile) 肝细胞分泌 胆囊浓缩 十二指肠 肝胆汁 金黄色 胆囊胆汁 暗褐色 *主要有机成分 两种胆汁成分的比较 胆汁酸盐 肝细胞分泌 胆囊浓缩 十二指肠 肝胆汁 金黄色 胆囊胆汁 暗褐色 *主要有机成分 两种胆汁成分的比较 胆汁酸盐 脂类(胆固醇、磷脂) 蛋白质(黏蛋白、酶类) 胆色素等
正常人胆汁的性状和组成百分比 比重 1.009~1.013 1.026 ~1.032 pH 7.1 ~8.5 5.5 ~7.7 肝胆汁 胆囊胆汁 比重 1.009~1.013 1.026 ~1.032 pH 7.1 ~8.5 5.5 ~7.7 水 96 ~97 80 ~86 固体成分 3 ~4 14 ~20 无机盐 0.2 ~0.9 0.5 ~1.1 粘蛋白 0.1 ~0.9 1~4 胆汁酸盐 0.2 ~2 1.5 ~10 胆色素 0.05 ~0.17 0.2 ~1.5 总脂类 0.1 ~0.5 1.8 ~4.7 胆固醇 0.05 ~0.17 0.2 ~0.9 磷脂 0.05 ~0.08 0.2 ~0.5
二、胆汁酸的概念和分类 胆汁酸(bile acids)的概念 胆汁酸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)。 胆汁酸的分类 按结构分 游离胆汁酸(free bile acid) 结合胆汁酸(conjugated bile acid)
游离胆汁酸: 包括胆酸、脱氧胆酸、鹅脱氧胆酸和少量的石胆酸。 结合胆汁酸: 游离胆汁酸分别与甘氨酸和牛磺酸的结合产物。主要是甘氨胆酸、牛磺胆酸、甘氨鹅脱氧胆酸和牛磺鹅脱氧胆酸。
例:胆酸 游离胆汁酸 COOH 例:鹅脱氧胆酸
CONHCH2CH2SO3H 例:牛磺胆酸 结合胆汁酸 例:甘氨胆酸 CONHCH2COOH
按来源分 初级胆汁酸(primary bile acid) 次级胆汁酸(secondary bile acid) 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。
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、石胆酸及相应结合型胆汁酸。
胆酸 初级胆汁酸 7α-羟基脱氧 脱氧胆酸 次级胆汁酸
鹅脱氧胆酸 初级胆汁酸 7α-羟基脱氧 石胆酸 正常胆汁含量甚微 次级胆汁酸
三 胆汁酸的主要生理功能 1.促进脂类的消化与吸收 2.抑制胆汁中胆固醇的析出 立体构型——亲水与疏水两个侧面 胆汁中胆汁酸盐、卵磷脂与胆固醇的正常比值 10︰1 (三角坐标) 鹅脱氧胆酸有溶石作用
四 胆汁酸的代谢 1. 初级胆汁酸的生成 ﹡部位:肝细胞的胞液和微粒体中 ﹡原料:胆固醇 ※胆固醇转化成胆汁酸是其在体内代谢的主要去路 四 胆汁酸的代谢 1. 初级胆汁酸的生成 ﹡部位:肝细胞的胞液和微粒体中 ﹡原料:胆固醇 ※胆固醇转化成胆汁酸是其在体内代谢的主要去路 (平均每日0.4-0.6g的胆固醇转变为胆汁酸)
2. 食物胆固醇、糖皮质激素、生长激素、甲状 腺素升高: 7α-羟化酶活性增强,从而促进胆汁酸合成,也是甲状腺素降低血浆胆固醇的重要原因。 胆汁酸合成代谢的调节 1. 胆汁酸反馈抑制:HMG-CoA还原酶 和7α-羟化酶 乙酰CoA HMG-CoA还原酶 胆固醇7α-羟化酶 胆汁酸 2. 食物胆固醇、糖皮质激素、生长激素、甲状 腺素升高: 7α-羟化酶活性增强,从而促进胆汁酸合成,也是甲状腺素降低血浆胆固醇的重要原因。
2. 次级胆汁酸的生成 ﹡部位:小肠下段和大肠 ﹡过程 肠菌 水解脱羟 初级胆汁酸 次级胆汁酸
3.胆汁酸肠肝循环 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。
胆汁酸的肠肝循环过程
胆汁酸肠肝循环的生理意义 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。
疏水侧 亲水侧 甘氨胆酸的立体构型
胆汁中三种成分相对浓度的三角坐标 AB线: 胆固醇饱和线 P点: 最常见的胆汁组成成分 S点:饱和线之上 胆固醇析出 胆固醇摩尔百分比 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 │ │ │ │ │ │ │ │ │ 胆固醇摩尔百分比 磷脂酰胆碱摩尔百分比 │ │ │ │ │ │ │ │ │ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 S A B P 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 │ │ │ │ │ │ │ │ │ 胆汁酸摩尔百分比 AB线: 胆固醇饱和线 P点: 最常见的胆汁组成成分 S点:饱和线之上 胆固醇析出
生成过程: 3,7,12-三羟胆固醇衍生物 3,7-二羟胆固醇衍生物 7α-羟胆固醇 胆固醇 初级胆汁酸: 鹅脱氧胆酸 胆酸 甘氨酸 牛磺酸 7α-羟化酶 12α-羟化酶 3α-羟化酶 NADPH+H+ O2 还原、羟化、侧链断裂等 限速酶 丙二酰基 初级胆汁酸: 鹅脱氧胆酸 胆酸 结合型初级胆汁酸: 甘氨酸 牛磺酸
次级胆汁酸的生成 结合型初级胆汁酸 胆酸 鹅脱氧胆酸 7α-脱羟基 脱氧胆酸 石胆酸 3,12-(OH)2 3-OH 次级胆汁酸 小肠下段及大肠内的细菌 甘氨酸+牛磺酸 胆酸 鹅脱氧胆酸 7α-脱羟基 脱氧胆酸 石胆酸 3,12-(OH)2 3-OH 次级胆汁酸
第 四 节 胆色素的代谢与黄疸 Metabolism of Bile Pigment and Jaundice
胆色素的概念 胆色素(bile pigment)是体内铁卟啉化合物的主要分解代谢产物,包括胆红素、胆绿素、胆素原和胆素等。
一、胆红素的生成与转运 二、胆红素在肝中的转变 三、胆红素在肠道中的变化和胆色素的肠肝 四、血清胆红素与黄疸
一、胆红素的生成与转运250~350mg/日 胆红素(bilirubin)来源 体内的铁卟啉化合物——血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、过氧化氢酶及过氧化物酶。 ※约80%来自衰老红细胞中血红蛋白的分解。
肝、脾、骨髓的单核-吞噬系统细胞的微粒体与胞液中。 *胆红素的生成过程 部位: 肝、脾、骨髓的单核-吞噬系统细胞的微粒体与胞液中。 衰老红细胞 → 血红蛋白 2×1011 个 6克 过程: 血红蛋白 → 血红素 + 珠蛋白 ↓ ↓ 胆红素 氨基酸
胆红素的生成过程 微粒体 血红素 胆绿素 胆红素 亲脂疏水 可造成大脑不可逆损伤 胆红素 抗氧化作用 O2 COFe NADPH+H+ 血红素加氧酶系 血红素 胆绿素 O2 NADPH+H+ COFe 胆绿素还原酶(胞液) NADPH+H+ 胆红素 亲脂疏水 可造成大脑不可逆损伤 胆红素 抗氧化作用
*胆红素的转运: 肝内生成就地代谢 肝外生成血运至肝 胆红素 运输形式 胆红素-清蛋白复合体 意义 增加胆红素在血浆中的溶解度,限制胆红素自由通过生物膜产生毒性作用。 竞争结合剂 如磺胺药,水杨酸,胆汁酸等
未经肝脏转化的在血液中与清蛋白结合运输的胆红素称为未结合胆红素或游离胆红素。 过多的游离胆红素则可与脑部基底核的脂类结合,干扰脑的正常功能,称为胆红素脑病(bilirubin encephalopathy)或核黄疸(kernicterus)。
新生儿与肝胆红素血症 在生后2-3天出现,经过7-10天后自然消退。 产生原因: 1)葡萄糖醛酸基转移酶活性较低; 2)胆红素产生较多。 胎儿血氧分压较低,血细胞数量相对较多,出生后改用肺呼吸,血氧分压升高,红细胞破坏较多。
二、胆红素在肝中的转变 1.摄取 内质网 胆红素-配体蛋白 配体蛋白 清蛋白 胆红素-清蛋白 配体蛋白具GSH转移酶活性,与胆红素1:1结合。
2.结合转化 部位:滑面内网质 反应:结合反应(主要为结合物为UDPGA) 酶:葡萄糖醛酸基转移酶 产物:主要为胆红素葡萄糖醛酸二酯,另有少量胆红素葡萄糖醛酸一酯、 少量胆红素与硫酸结合,生成硫酸酯。 结合胆红素:是指在肝与葡萄糖醛酸结合转化的胆红素。结合(直接)胆红素溶于水,从肝毛细胆管排入胆汁,随胆汁排入肠道。
葡糖醛酸胆红素的生成 胆红素 + UDP -葡糖醛酸 胆红素葡糖醛酸一酯 UDP UDP-葡糖醛酸基转移酶 胆红素葡糖醛酸一酯 + UDP -葡糖醛酸 UDP-葡糖醛酸基转移酶 胆红素葡糖醛酸二酯 UDP
3.排泄 结合胆红素从肝细胞毛细胆管排泄入胆汁中,再随胆汁排入肠道。
三、胆红素在肠道中的转变和 胆素原的肠肝循环 三、胆红素在肠道中的转变和 胆素原的肠肝循环 肠道细菌 游离胆红素 结合胆红素 GA 还原 肝 i-尿胆素 d- 尿胆素粪胆素 中胆素原 d尿胆素原 粪胆素原 10%-20%重吸收 氧化 门静脉 体循环→肾→尿胆素原→尿胆素
胆素原与胆素的生成反应 目 录
*胆素原的肠肝循环 胆素原肠肝循环的概念 肠道中有少量( 10%~20% )的胆素原可被肠粘膜细胞重吸收,经门静脉入肝,其中大部分再随胆汁排入肠道,形成胆素原的肠肝循环(bilinogen enterohepatic circulation)。
胆红素的形成与胆素原的肠肝循环 单核-吞噬细胞 肝细胞 血红蛋白 ↓ 珠蛋白 血红素 l l O l NADPH+H+ CO l Fe l 单核-吞噬细胞 肝细胞 血红蛋白 ↓ 珠蛋白 血红素 l l O l NADPH+H+ CO l Fe l ↓ 胆绿素 ↓NADPH+H+ 胆红素 血液 胆红素-清蛋白复合物 胆红素 胞液 配体 胆红素- 蛋白 配体蛋白 UDPGA 内质网 UDP 葡萄糖醛酸胆红素 小部分 大部分 胆素原(少量) 肾 肠管 O2 O2 胆素原→胆素 胆素←胆素原 葡萄糖醛酸胆红素 ↓ ↓ 尿 粪便 胆红素 葡萄糖醛酸 胆红素的形成与胆素原的肠肝循环
四、血清胆红素与黄疸 *正常血清胆红素浓度 3.4~17.1mol/l (0.2 ~1mg/dl) 4/5为游离胆红素,其余为结合胆红素 结合胆红素:与葡萄糖醛酸结合的胆红素称为结合胆红素,又称直接胆红素。 游离胆红素:在血液中与清蛋白结合运输的胆红素称为游离胆红素,又称间接胆红素。 *两种胆红素
两种胆红素的区别 项 目 游离胆红素 结合胆红素 别 名 间接胆红素, 血胆红素 直接胆红素, 肝胆红素 与葡萄糖醛酸结合 未结合 结合 项 目 游离胆红素 结合胆红素 别 名 间接胆红素, 血胆红素 直接胆红素, 肝胆红素 与葡萄糖醛酸结合 未结合 结合 与重氮试剂反应 慢或间接反应 迅速直接反应 水中溶解度 小 大 经肾随尿排出 不能 能 通透细胞膜对脑的毒性作用 无
隐性黄疸:> 17μmol/L < 34μmol/L 显性黄疸: > 34μmol/L 游离胆红素 光胆红素(水溶性) 蓝光异构 游离胆红素 光胆红素(水溶性)
黄疸: 胆红素为橙黄色物质,大量的胆红素扩散进入组织,可造成组织黄染,这一体症称为黄疸。
溶血性黄疸(肝前性黄疸):生成过多 肝细胞性黄疸(肝原性黄疸):不能转 化、排出或转化能力↓ 阻塞性黄疸(肝后性黄疸):胆道阻塞 黄疸的种类(按血清胆红素的来源) 溶血性黄疸(肝前性黄疸):生成过多 肝细胞性黄疸(肝原性黄疸):不能转 化、排出或转化能力↓ 阻塞性黄疸(肝后性黄疸):胆道阻塞
(一)溶血性黄疸 因红细胞大量破坏,单核-吞噬细胞系统产生的胆红素过多,超过了肝细胞的摄取、转化和排泄能力,造成血清游离胆红素浓度过高所致。
因肝细胞损伤,其对胆红素的摄取、转化和排泄等能力降低导致血中胆红素升高。 (二)肝细胞性黄疸 因肝细胞损伤,其对胆红素的摄取、转化和排泄等能力降低导致血中胆红素升高。 肝细胞摄取胆红素障碍 血中未结合胆红素 肝细胞肿胀 压迫毛细胆管造成堵塞 结合胆红素反流入血 血中结合胆红素
(三)阻塞性黄疸 各种原因引起的胆道阻塞,使胆小管和毛细胆管内压力增大破裂,致使结合胆红素逆流入血,造成血中胆红素升高。
各种黄疸时血、尿、粪的改变 指标 正常 溶血性黄疸 肝细胞性黄疸 阻塞性黄疸 血清胆红素 指标 正常 溶血性黄疸 肝细胞性黄疸 阻塞性黄疸 血清胆红素 总量 <1mg/dl >1mg/dl >1mg/dl >1mg/dl 结合胆红素 0~0.08mg/dl ↑ ↑↑ 游离胆红素 <1mg/dl ↑↑ ↑ 尿三胆 尿胆红素 - - + + + + 尿胆素原 少量 ↑ 不一定 ↓ 尿胆素 少量 ↑ 不一定 ↓ 粪便 粪胆素原 40~280mg/24h ↑↑ ↓ -或微量 粪便颜色 正常 深 变浅或 完全阻塞时 正常 陶土色
复习题 名词解释: 生物转化、初级胆汁酸、次级胆汁酸、胆汁酸的肠肝循环、胆色素、胆素原的肠肝循环、未结合胆红素、结合胆红素、黄疸 问答题: 1.肝脏在物质代谢中起哪些重要作用? 2.生物转化的反应类型主要有哪些?影响生物转化的因素是什么?
3. 简述胆红素的来源与去路。 4. 结合胆红素与未结合胆红素有什么区别? 5. 根据尿、血液标本化验结果如何区别三种黄疸? 6 3.简述胆红素的来源与去路。 4.结合胆红素与未结合胆红素有什么区别? 5.根据尿、血液标本化验结果如何区别三种黄疸? 6.简述胆汁酸的主要生理功能。 7.胆固醇与胆汁酸之间的代谢关系是什么?