第十九章 肝胆生化.

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1 第十九章 肝胆生化

2 第一节 概述 肝脏的结构与功能的关系 一、肝脏在形态结构方面的特点: 肝动脉hepatic artery---获取氧和代谢产物 双输入渠道：
第一节 概述 肝脏的结构与功能的关系 一、肝脏在形态结构方面的特点: 肝门静脉hepatic portal vein----获取消化道吸收入 血的营养物 双输入渠道： 肝动脉hepatic artery---获取氧和代谢产物 双输出渠道： 肝静脉 hepatic vein--- 与体循环相联，运输肝内 的代谢产物 胆道bile duct----将肝内代谢产物与解毒产物随 胆汁排入肠腔 细胞水平看，肝脏富含细胞器，如线粒体、内质网、微粒体等 二、肝脏化学组成的特点： 蛋白质（酶）含量很高

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4 第二节 The role of the liver in metabolism of substance 肝脏在物质代谢中的作用 The liver is the centrum of substance metabolism 物质代谢的中枢 一、The role of liver in sugar metabolism 肝脏在糖代谢中的作用： The liver plays an important role in glucose homeostasis 维持血糖浓度相对恒定。

5 二、 The role of the liver in lipid metabolism 肝脏在脂类代谢中的作用：
1. To secrete bile acids. Bile acids can emulsify lipids and activate pancreatic lipase. It aids digestion and absorption of lipids. 生成、分泌胆汁，胆汁酸盐乳化脂肪，激活胰脂酶，促进脂类 消化。 2. To synthesize and reform fatty acids.To oxidate fatty acids and produce ketone. 合成、改造脂肪酸，氧化脂肪酸，并生成酮体。

6 3. To synthesize phospholipids
3.To synthesize phospholipids. Phospholipids are component of cell membranes and lipoproteins. 合成磷脂，磷脂是细胞膜、脂蛋白的组成成份。 严重肝功能降低，容易发生脂肪肝。 4. To synthesize and esterify cholesterol. To convert cholesterol to bile acids and secrete a bit cholesterol. 合成胆固醇，使血浆胆固醇酯化，胆固醇转变成胆汁酸盐， 同时分泌少量胆固醇。

7 三、 The role of the liver in protein metabolism 肝脏在蛋白质代谢中的作用：
To synthesize all the major plasma proteins except immune globins,including all albumin , partial α-、β-globins,all fibre proteinogen and thrombinogen . 合成血浆蛋白质（除免疫球蛋白）： 合成 全部血浆清蛋白， 部分α-、β－球蛋白， 全部纤维蛋白原，凝血酶原，及凝血因子Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ。

8 组成 合成场所 生理功能 清蛋白 只在肝内 维持血浆胶体渗透压、合成组织蛋白的原料 1、2球蛋白 主要在肝内 形成-脂蛋白,运输 球蛋白 较大部分在肝内 形成β-脂蛋白,运输 形成部分免疫球蛋白，（抗体） 纤维蛋白原 与凝血有关 凝血酶原

9 机能异常： 慢性肝炎与肝硬化： 1）清蛋白下降、γ－球蛋白升高（体内免疫机能亢进）、 A/G↓， A/G＜1 ，称A/G 值倒置。
2）容易出血，凝血时间延长。

10 2. The main site of amino acid metabolism.
是体内氨基酸代谢的主要场所 3. To convert ammonia to urea via the urea cycle.Urea cycle occurs mainly in the hepatic cells. 消除氨毒、合成尿素的主要器官

11 四、 The role of the liver in vitamin metabolism 肝脏在维生素代谢中的作用：
1. To aid digestion and absorption of fatsoluble vitamins by secreting bile acids 分泌胆汁，促进脂溶性维生素的吸收 2. To store many kinds of vitamin and convert them to their active forms(eg: coenzyme). 储存、活化多种维生素（A、D、E、K、B12）, 将某些维生素合成某些辅酶. 3. To participate in metabolism of vitamin 参与维生素代谢

12 五. The role of the liver in hormone metabolism 肝脏在激素代谢中的作用
To inactivate hormone ,to make it lose its bioactivity. 使某些激素灭活，使其失去生物学活性。 肝性水肿的原因： 1）血浆清蛋白降低 2）醛固酮蓄积 例：醛固酮，雌激素与葡萄糖醛酸结合而失活。某些肝病患者出现蜘蛛痣（局部小血管扩张扭曲）、肝掌（手掌出现红斑），可能与雌激素蓄积有关。

13 第三节 胆汁酸代谢 (Metabolism of bile acid)
一、 Bile 胆汁：Bile is a greenish yellow liquid secreted by the liver . It is concentrated and stored in the gall bladder, and then passes into the duodenum through the common bile duct. 由肝细胞分泌的金黄色液体, 浓缩后贮存于胆囊， 经胆道系统进入肠腔。 Function 作用：1. To help emulsify lipids and aid digestion and absorption. 促进脂类乳化，有助消化、吸收 2. To carry away waste products. 排泄废物

14 Bile acids and their conjugates are actually
Composition 成份： 水、胆汁酸盐bile salts、胆固醇cholesterol 、 磷脂 phospholipids、胆色素bile pigments 及其他代谢和生物转化biotransformation产物。 Bile salts 胆盐: Bile acids and their conjugates are actually in a sodium salt form. 胆汁酸以钠盐形式存在称为胆汁酸盐/胆盐

15 二、Classification of bile acid 胆汁酸的种类
1、Primary bile acid 初级胆汁酸: free cholic acid cholic acid 胆酸， 游离型 chenodeoxycholic acid 鹅脱氧胆酸 glyco- and tauro- cholic acid conjugated bile acid 甘氨胆酸、牛磺胆酸 结合型 glyco- and tauro- chenodeoxycholic acid 甘氨鹅脱氧胆酸、牛磺鹅脱氧胆酸 2、Secondary bile acid 次级胆汁酸: free deoxycholic acid 脱氧胆酸 游离型 lithocholic acid 石胆酸 conjugated glyco- 甘氨- 结合型 tauro- 牛磺-

16 三、Metabolism and function 胆汁酸的代谢与功能
（一） Primary bile acid synthesis 初级胆汁酸的生物合成 Material 原料： cholesterol 胆固醇 Position 部位： liver 肝脏 key enzyme 关键酶： 7-hydroxylase 7-羟化酶

17 乙酰CoA 胆固醇 liver肝 cholic acid胆酸 初级胆汁酸 肝
HMGCoA reductase还原酶 -hydroxylase羟化酶 Acetyl CoA cholesterol (NADPH,O2 , P450.VitC) 乙酰CoA 胆固醇 liver肝 7-hydroxycholesterol deoxidation hydroxylation rupture 7-羟胆固醇 还原 羟化 断裂 … cholic acid胆酸 Primary bile acid chenodeoxycholic acid 鹅脱氧胆酸 初级胆汁酸 肝 glyco- and tauro- 甘氨— ，牛磺—

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19 小结 Primary bile acid synthesis The primary bile acids are synthesized in the liver from cholesterol. The 7- hydroxylation of cholesterol is the first comitted step and rate-limiting in the pathway for synthesis of bile acids.The reaction is catalyzed by 7-hydroxylase,requiring oxygen,NADPH, and cytochrome P450, Vit C. 初级胆汁酸由肝利用胆固醇合成。 7- 羟化是第一步且是限速步骤。由7- 羟化酶催化，需02 、 NADPH、细胞色素P450, Vit C促进该酶的作用。

20 The pathway divides into one subpathway leading to cholic acid
The pathway divides into one subpathway leading to cholic acid.Another subpathway leads to chenodeoxycholic acid .These primary bile acids enter the bile as glycine or taurine conjugates. 代谢途径进一步分成两个支路，一个形成胆酸。另一个形成鹅脱氧胆酸，这些初级胆汁酸与甘氨酸或牛磺酸结合成为结合胆汁酸后进入胆囊。

21 Regulation 胆汁酸合成的调节： Cholesterol can inhibit HMGCoA reductase, induce the gene express of 7- hydroxylase 胆固醇抑制 HMGCoA 还原酶，促进7- 羟化酶 2. Bile acid suppress the two enzymes 。 胆汁酸抑制两种酶 3. the two enzymes change in parallel 两种酶平行变化 4. VitC deficiency leads to cholesterol accumulation VitC缺乏可导致胆固醇积累

22 hormone regulation 激素调节：
Thyroxine quickly increase the activity of of 7- hydroxylase 甲状腺素迅速提高7-羟化酶活性 Glucocorticoid ,growth hormone can promote the expression of 7- hydroxylase 糖皮质激素、生长激素能 促进 7-羟化酶表达

23 Question: If the two key enzymes can not change in parallel,what will happen?

24 （二） Secondary bile acid synthesis and enterohepatic circulation
次级胆汁酸的生成和胆汁酸的肠肝循环 初级胆汁酸 胆酸，鹅脱氧胆酸 肝 甘氨— ，牛磺— 肝门静脉 肠细菌 次级胆汁酸 脱氧胆酸，石胆酸

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26 小结 Secondary bile acid synthesis: A portion of the primary bile acids in the intestine is subjected to further changes including deconjugation and 7- dehydroxylation by the activity of the intestinal bacteria. These changes produce the secondary bile acids,deoxycholic acid from cholic acid,and lithocholic acid from chenodeoxycholic acid. 部分初级胆汁酸在小肠中进一步被肠道细菌水解，包括脱去 结合物和7- 脱羟基，形成次级胆汁酸，其中胆酸形成脱氧胆酸，鹅脱氧胆酸形成石胆酸。

27 Enterohepatic circulation 肠肝循环:
The primary and secondary bile acids are absorbed almost exclusively in the ileum,returning to the liver by way of the portal circulation about 98-99% of the bile acids secreted into the intestine.This calls enterohepatic circulation.Each day,an amount of bile acid equivalent to that lost in the feces is synthesized by the liver,so that a pool of bile acids of constant size is maintained. 分泌到肠腔的初级和次级胆汁酸，大部分（约 98-99%）通过门静脉循环被重吸收回肝，称为肠肝循环。每天肝合成的胆汁酸等于排泄的胆汁酸,故胆汁酸池维持恒量。

28 （三）Bile acids elimination 胆汁酸的排泄
Lithocholic acid,because of its insolubility,is not reabsorbed to any significant extent. A small fraction of the bile salts escapes absorption and is eliminated in the feces.It nonetheless represented a major pathway for the elimination of cholesterol. 石胆酸溶解度较小，较少被重吸收。少量的胆盐，每轮肠肝循环约1-2%，逃逸重吸收而排泄到大肠。虽然如此，这仍然是胆固醇排泄出体外的主要途径。

29 二、Function of bile acid 胆汁酸的功能：
1.To aid lipid digestion and absorption 促进脂类的 消化吸收 （1） emulsify lipid 乳化脂肪 （2）increase lipase activity 提高脂酶活性 （3）combine with lipids and change to micelles 与脂类结合成微团，有利脂类透过肠粘膜表面 水层。 2. To prevent cholesterol from depositing gall stone 抑制胆固醇在胆汁中析出沉淀（胆结石）

30 Question: How to reduce cholesterol level? How to prevent cholesterol from depositing gall stone?

31 第四节 Bile pigment metabolism(胆色素代谢 )
概念：Bile pigments are products of iron porphyrin compound (haem-containing proteins)catabolism. 胆色素是铁卟啉化合物在体内的主要分解代谢产物，包括bilirubin胆红素、biliverdin胆绿素、bilinogen胆素原等，胆色素主要随胆汁(bile)及粪便(feces)排出。 The principal pigment in bile is bilirubin,which is yellow and gives bile its colour. 胆红素是胆汁的主要色素，呈橙黄色。

32 iron porphyrin compound 含铁卟啉的化合物有：
worn-out red cells’(衰老红细胞）haemoglobin(Hb)； cytochrome(细胞色素)，myoglobin(肌红蛋白)， catalase(过氧化氢酶)，peroxidase (过氧化物酶)

33 Haemoglobin→globin 血红蛋白 珠蛋白
CATABOLISM OF HEME PRODUCES BILIRUBIN 血红素的分解代谢产生胆红素 Site：mainly in the reticuloendothelial cells of the liver, spleen, and bone marrow. 生成部位: 网状内皮组织内（肝、脾、骨髓） Haemoglobin→globin 血红蛋白 珠蛋白 → Haem 血红素 ↓heme oxygenase 血红素加氧酶↓ biliverdin 胆绿素 ↓enzyme 酶 ↓ bilirubin 胆红素

34 reticuloendothelial cells
网状内皮系统 reticuloendothelial cells 血红蛋白 Haemoglobin 血红素 Haem 胆绿素 biliverdin 胆红素 bilirubin

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36 网状内皮系统 结合胆红素 肝脏 血液 未结合胆红素 肾脏 肠道 ▼ ▼ 血红蛋白 血红素 胆红素 胆红素 Y蛋白 胆红素 清蛋白 胆道
葡糖 醛酸 结合胆红素 胆红素 清蛋白 血液 未结合胆红素 ▼ 胆红素 胆素原 肠道 粪中 胆素 ▼ 门静脉 胆道 胆素原 肾脏 尿中 胆素

37 （二） Bilirubin transportation 胆红素的转运
Bilirubin formed in peripheral tissues is transported to the liver by plasma albumin 清蛋白↑，pH↑ 胆红素＋清蛋白 胆红素－清蛋白 有机阴离子， pH↓ Bilirubin is only sparingly soluble in water, but its solubility in plasma is increased by noncovalent binding to albumin. 使胆红素脂溶性变为水溶性，限制其透过生物膜。 胆红素－清蛋白仍称为unconjugated bilirubin未结合胆红素（或indirect- bilirubin间接胆红素），呈黄色。

38 （三） Bilirubin metabolism in the liver 胆红素在肝细胞内的代谢
1. Uptake 摄取：膜载体蛋白 2.Transportation in hepatocytes 在肝细胞内的运输： 胆红素－Y蛋白 endoplasmic reticulum 内质网 胆红素－Z蛋白

39 3.Transformation(转化) ＋ 二葡萄糖醛酸胆红素 Glucuronosyltransferase 胆红素－UDP葡萄糖醛酰移换酶 bilirubin diglucuronide （胆红素二葡萄糖醛酸酯） Bilirubin 胆红素 2UDP-glucuronic acid 2UDP葡萄糖醛酸 葡萄糖醛酸胆红素（胆红素葡萄醛酸酯）称为conjugated bilirubin结合胆红素或direct-bilirubin直接胆红素，为黄色

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41 4.Excretion(排泄) 绝大部分→bile canaliculi细胆管→intestina cavity肠腔 小部分→blood plasma血浆﹤3.4μmol/L

42 （四） The convertion of bilirubin in intestinal tract and the enterohepatic circulation of bile pigments 胆红素在肠道内的转变与胆色素的肠肝循环 1. Conjugated bilirubin 结合胆红素 glucuronidase 葡糖苷酸酶 Bilirubin 胆红素 Glucuronic acid 葡萄糖醛酸 ＋ 2.Bilirubin胆红素 Intestinal bacteria Stercobilinogen 粪胆素原 Bilinogen(colourless) 胆素原（无色） Urobilinogen尿胆素原

43 80－90%－feces粪 Bilinogen 胆素原 90％－ enterohepatic circulation (肠肝循环) 10-20% － be reabsorbed 重吸收 10％－Urine(尿) 3. Be oxidized in vitro(在体外氧化) Stercobilin粪胆素 Bilinogen 胆素原 Bilin 胆素（棕黄色） Urobilin尿胆素

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45 Bile pigment metabolism(胆色素代谢)
bilirubin Y蛋白 Y-Protein 胆红素 葡糖醛酸 glucuronate Liver Conjugated bilirubin 结合胆红素 Reticuloendothelial system (网状内皮系统) Hemoglobin Haem bilirubin Bilirubin Albumin Blood Unconjugated bilirubin 胆红素 肠道 bilirubin 粪中 Bilin ▼ 门静脉 胆道 Bilinogen 胆素原 胆素原 肾脏 Kidney Bilinogen 尿中 Bilin ▼

46 Serum bilirubin and jaundice(血清胆红素与黄疸 )
正常人胆色素情况： 1）Serum(血清)：Bilirubin quantitation(胆红素定量) Conjugated bilirubin (结合胆红素)（0－3.4μmol/L） 总胆红素（1.7－17.2μmol/L） Unconjugatied bilirubin (未结合胆红素)（ μmol/L） 2）Urine(尿)： Urobilirubin(尿胆红素 ) NEG； Urobilinogen(尿胆素原) 正常（0.8－6.8μmol/D） 3）Feces(粪)： stercobilin qualitative test(粪胆素定性试验) positive ( 阳性)； 粪呈黄色－棕黄

47 Compare the properties of the two kinds of bilirubins 两种胆红素性质比较
未 结 合 胆 红 素 结 合 胆 红 素 与重氮试剂的颜色反应 加重氮试剂，不立即显色，再加洒精后才显紫红色－间接反应 加重氮试剂后立即呈紫红色－直接反应 肾小球滤过 与清蛋白牢固结合不容易分开，颗粒粗大，不容易透过肾小球过滤膜，无论血浆中量多高，尿中不了出现 与清蛋白结合松散，容易分离，能透过肾小球过滤膜，当血中浓度＞肾的胆红素阀值，尿中出现 对细胞毒性（脑组织亲和性） 不与清蛋白结合，呈脂溶性，易透过生物膜，对细胞有毒。新生儿溶血性黄疸容易导致核黄疸、脑部基底核神经细胞染成黄色，抑制细胞氧化磷酸化，能量代谢，引起抽搐，痉挛…神经症状 水溶性，不易透过生物膜，对细胞无毒性

48 （三） Hyperbilirubinemia and jaundice (高胆红素血症和黄疸)
When bilirubin in the blood exceeds 17.1 mol/L, hyperbilirubinemia exists. Bilirubin accumulates in the blood, and when it reaches a certain concentration (approximately 33.4μmol/L), it diffuses into the tissues, which then become yellow. The condition is called jaundice or icterus. 高胆红素血症血清总胆红素＞17.3μmol/L当血清总胆红素＞33.4μmol/L出现黄疸，17.3μmol/L～33.4μmol/L隐性黄疸

49 Hyperbilirubinemia reasons高胆红素血症原因:
Hyperbilirubinemia may be due to the production of more bilirubin胆红素than the normal liver can excrete, or it may result from the failure of a damaged liver to excrete bilirubin produced in normal amounts. In the absence of hepatic damage, obstruction to the excretory ducts of the liver--by preventing the excretion of bilirubin--will also cause hyperbilirubinemia.

50 hemolytic jaundice(溶血性黄疸)
Liver 胆红素 Y蛋白 Y-Protein 葡糖 醛酸 Conjugated bilirubin 结合胆红素 bilirubin Reticuloendothelial system (网状内皮系统) Hemoglobin Haem bilirubin Bilirubin Albumin Blood Unconjugated bilirubin ▼ 胆红素 Bilinogen 胆素原 肠道 粪中 胆素 胆道 bilirubin Kidney Bilinogen 胆素原 肾脏 尿中 胆素

51 Reticuloendothelial system (网状内皮系统)
阻塞性黄疸 bilirubin Y蛋白 Y-Protein 胆红素 葡糖 醛酸 Liver Conjugated bilirubin 结合胆红素 Reticuloendothelial system (网状内皮系统) Hemoglobin Haem bilirubin Bilirubin Albumin Blood Unconjugated bilirubin 胆红素 肠道 bilirubin 粪中 胆素 ▼ 门静脉 胆道 Bilinogen 胆素原 胆素原 肾脏 Kidney Bilinogen 尿中 胆素 ▼ 结合胆红素

52 Reticuloendothelial system (网状内皮系统)
肝细胞性黄疸 bilirubin Y蛋白 Y-Protein 胆红素 葡糖 醛酸 Liver Conjugated bilirubin 结合胆红素 Reticuloendothelial system (网状内皮系统) Hemoglobin Haem bilirubin Bilirubin Albumin Blood Unconjugated bilirubin 胆红素 肠道 bilirubin 粪中 胆素 ▼ 门静脉 胆道 Bilinogen 胆素原 胆素原 肾脏 Kidney Bilinogen 尿中 胆素 ▼ 结合胆红素

53 1. Pathologic jaundice(病理性黄疸)
溶血性黄疸 阻塞性黄疸 肝细胞性黄疸 血清未结合胆红素 血清结合胆红素 尿胆红素 尿胆素原 粪胆素 粪色 SGPT 增加 正常 阴性 加深 不变或微增 升高 阳性 减少 变浅至灰白 或

54 Laboratory results in patients with three different causes of jaundice.
Condition Serum Bilirubin Urine Urobilinogen Urine Bilirubin Fecal Stercobilinogen Hemolytic anemia ↑Indirect ↑ Absent Increased ↑ Hepatitis ↑Direct and indirect ↓ if micro-obstruction is present ↑ Present if micro-obstruction occurs Decreased ↓ Obstructive jaundice ↑Direct ↓ Absent ↑ Present ↓ Trace to absent

55 Neonatal “Physiologic Jaundice” 新生儿黄疸（生理性）
在生后2－3天出现，经过7－10天后自然消退。 产生原因： 1）葡萄糖醛酰移换酶活性较低； 2）未结合胆红素产生较多，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； 3）肠腔葡萄糖苷酶多，细菌还原酶活性降低，脂溶性胆红素重吸收升高。

56 第五节 肝脏的生物转化作用 一、定义：肝脏可将外源性或内源性非营养物质进行转化、增强起极性，使其易于岁胆汁或尿排出，这种体内变化过程称为生物转化。 二、转化的类型 氧化反应 还原反应 第一相反应 水解反应 结合反应 第二相反应 结合反应：与某些极性更强的物质（葡萄糖醛酸、硫酸、氨基酸、谷胱甘肽…）结合，增加溶解度. 有的物质经第一相反应极性明显增强，迅速排出体外，有的物质经第一相反应后，极性改变不大，须经第二相反应，增加溶解度才能排出体外。

57 三、生物转化的特点： （一）反应的连续性 （二）反应类型的多样性 （三）解毒与致毒的两重性

58 第六节 肝脏的排泄功能 肝脏分泌胆汁同时排泄某些代谢产物和外来的化学物，例如胆色素、胆汁酸盐、胆固醇、碱性磷酸酶、Hg2+，肝脏排泄功能下降，引起中毒。 临床上用四溴酚磺肽钠（BSP）排泄试验来了解排泄功能，BSP－染料，为肝细胞吸收并分泌入胆汁。 方法： BSP 5mg/kg体重，45＇后取血测BSP 正常人潴留＜5％； 当＞5％提示肝损害

59 第七节 肝功能试验的意义与评价 一、肝功试验 1.蛋白质代谢功能试验 清蛋白、血浆总蛋白、A/G、血清蛋白电泳。 2.血清酶活性检查
第七节 肝功能试验的意义与评价 一、肝功试验 1.蛋白质代谢功能试验 清蛋白、血浆总蛋白、A/G、血清蛋白电泳。 2.血清酶活性检查 SGPT（ALT）、SGOT（AST）、γ－GT、AKP、LDH及其同工酶 3.胆色素代谢功能试验 血清胆红素定量（血清总胆红素与血清结合胆红素） 4.生物转化及排泄功能试验 5.免疫学试验 二、评价 1.某一肝功试验,只能反映肝脏的某一侧面,不能反映全貌。 2.肝脏代偿能力强,30%正常肝组织仍能维持肝功试验正常。 3.肝功能试验特异性不强,灵敏度不高,肝外疾病也可引起肝功试验异常。

60 Primary bile acid cholic acid , chenodeoxycholic acid liver
glyco tauro- liver portal vein intestinal bacteria deoxycholic acid Secondary bile acid chenodeoxycholic acid （intestine） liver glyco tauro-