肝的生物化学

肝的生物化学知识总结，包括肝的结构特点、肝在物质代谢中的作用、肝的生物转化作用、胆汁与胆汁酸的代谢、胆色素的代谢与黄疸等。

肝的生物化学

• 肝的结构特点
  • 肝具有肝动脉和门静脉双重血液供应
  • 肝存在肝静脉和胆道系统双重输出通道
  • 肝具有丰富的肝血窦
  • 肝细胞含有丰富的细胞器如内质网、线粒体、溶酶体、过氧化物酶体等和丰富的酶体系
  • 独特的结构特点赋予肝复杂多样的生物化学功能
    • 肝是多种物质代谢的中枢
    • 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）
• 肝在物质代谢中的作用
  • 肝是维持血糖相对稳定的重要器官
    • 肝内主要进行哪些糖代谢途径
      • 糖异生途径
      • 肝糖原的合成与分解
      • 糖酵解途径
      • 糖的有氧氧化
      • 磷酸戊糖途径
    • 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
  • 肝在脂类代谢中占据中心地位
    • 作用： 在脂类的消化、吸收、合成、分解与运输均具 有重要作用
  • 肝在脂类代谢各过程中的作用
    • 消化吸收
      • 分泌胆汁，其中胆汁酸为脂类消化吸收所必需
    • 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
      • 合成酮体的唯一器官：“肝内生酮肝外用”
      • 合成胆固醇最主要器官, 合成量占全身总合成量的3/4以上
    • 分解
      • 脂肪酸的β氧化分解
      • 肝是降解LDL 的主要器官
      • 肝合成胆汁酸是肝降解胆固醇的最重要途径
      • 肝是体内胆固醇的重要排泄器官
    • 运输
      • 合成与分泌 VLDL; HDL; apo CⅡ; LCAT
      • apo CⅡ是毛细血管内皮细胞LPL的激活剂
      • 肝合成与分泌LCAT将血浆胆固醇酯化
  • 肝的蛋白质合成及分解代谢均非常活跃
    • 在血浆蛋白质代谢中的作用
      • 除 γ-球蛋白外, 几乎所有血浆蛋白均来自肝
      • 清除血浆蛋白质（清蛋白除外）的重要器官
    • 在氨基酸代谢中的作用
      • 肝是除支链氨基酸以外的所有氨基酸分解（脱氨基、脱羧基、脱硫、转甲基等）和转变的重要器官
      • 清除血氨及胺类, 合成尿素的几乎唯一器官
  • 肝参与多种维生素和辅酶的代谢
    • 脂溶性维生素的吸收
    • 维生素的储存
      • 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
      • VitD3 → 25-OH-VitD3
      • B族维生素→辅酶或辅基的组成成分
  • 肝参与多种激素的灭活
    • 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为激素的灭活
      • 主要方式：生物转化作用
• 肝的生物转化作用
  • 转化对象：非营养物
    • 内源性：如激素、胺类等
    • 外源性：如药物、毒物等
  • 主要器官：肝、肺、肠、胃
  • 生物转化是指各种非营养物质在体内的代谢，并使之转变成为易于排泄的形式
  • 对体内的非营养物质进行转化，使其灭活 (inactivate)，或解毒(detoxicate)
  • 更为重要的是可使这些物质的溶解度增加，易于排出体外
  • 但有些化合物经生物转化后毒性增强，或溶解度反而下降
  • 生物转化的方式（反应类型）
    • 第一相反应 氧化、还原和水解反应
      • 氧化反应是最常见的第一相反应
        • 肝细胞微粒体：单加氧酶系
        • 线粒体：单胺氧化酶系
        • 胞质及线粒体：脱氢酶系
      • 还原反应主要由硝基还原酶和偶氮还原酶催化
        • 硝基还原酶 和偶氮还原酶存在于微粒体，可接受NADPH的氢，将硝基化合物（食品防腐剂、工业试剂）和偶氮化合物（食品色素、化妆品、纺织与印刷工业）还原成胺类
      • 水解反应主要由酯酶、酰胺酶和糖苷酶催化
        • 酯酶、酰胺酶及糖苷酶主要分布于胞质，可催化不同类型物质的水解
    • 第二相反应 结合反应
      • 结合反应是生物转化的第二相反应
        • 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
        • 结合反应大多数在肝细胞的微粒体、胞质或线粒体内进行
        • 可供结合的物质主要有葡糖醛酸（GA）、硫酸、乙酰辅酶A、谷胱甘肽、甘氨酸、甲基等物质或基团等
        • 葡糖醛酸是最重要和最普遍的结合反应
          • 微粒体中进行
          • 凡含有醇、酚、硫酚、胺及羧基等极性基团的化合物在酶的作用下均可与GA进行结合反应，产物是-D-葡糖醛酸苷
          • 反应所需GA来自胞质中的尿苷二磷酸葡糖醛酸（UDPGA）， UDPGA来自糖代谢
        • 硫酸结合反应
          • 反应中的硫酸必须首先活化成3´-磷酸腺苷-5´-磷酸硫酸（PAPS），才能进行结合反应
        • 酰基结合反应（乙酰化）
        • 谷胱甘肽结合反应
          • GSH不仅具有抗氧化作用，还可以结合氧化修饰产物，减低其细胞毒性
        • 甘氨酸结合反应
        • 甲基化反应
          • 甲基的供体：S-腺苷甲硫氨酸(SAM)
    • 生物转化作用的特点
      • 反应的连续性
        • 一种物质在体内的转化往往同时或先后发生多种反应，产生多种产物，一般先氧化再结合
      • 反应类型的多样性
        • 同一类或同一种物质在体内也可进行多种不同反应
      • 解毒与致毒的双重性
        • 一种物质经过一定的转化后，其毒性可能减弱（解毒）也可能增强（致毒）
  • 影响
    • 年龄、性别、营养等因素对生物转化的影响
      • 胎儿、新生儿、老年人生物转化能力减弱
    • 遗传因素
      • 导致酶活性增高或降低
    • 肝的病变对生物转化的影响
      • 对药物或毒物的摄取、转化作用减弱
    • 药物或毒物对生物转化酶类的诱导作用
    • 药物或毒物对生物转化的抑制作用
• 胆汁与胆汁酸的代谢
  • 胆汁中的主要成分为胆汁酸盐
    • 胆汁（bile）由肝细胞分泌后经胆道系统流入胆囊储存，经胆总管流入十二指肠
    • 胆汁既作为消化液促进脂类的消化吸收，又作为一种排泄液将体内某些代谢产物及生物转化的产物如胆红素，药物、毒物等输送至肠道，随粪便排出
    • 胆汁中特有的化学成分包括胆汁酸盐（bile salts）、胆色素、胆固醇和卵磷脂等
    • 胆汁酸盐是胆汁酸的盐类，含量最多，占胆汁固体成分的一半以上
  • 胆汁酸有游离型、结合型及初级、次级之分
    • 胆汁酸（bile acids）是胆汁中的主要化学成分，它是胆固醇在肝中的主要转化产物
  • 胆汁酸的分类
    • 按来源分
      • 初级胆汁酸
      • 次级胆汁酸
    • 按结构分
      • 游离胆汁酸
      • 结合胆汁酸
  • 游离型初级胆汁酸是以胆固醇为原料，在肝生成
  • 胆汁酸的主要生理功能
    • 促进脂类物质的消化吸收
    • 维持胆汁中胆固醇的溶解：即胆汁中胆汁酸、卵磷脂与胆固醇的正常比值≥10︰1
  • 胆汁酸的代谢及胆汁酸的肠肝循环
    • 初级胆汁酸的生成
      • 初级胆汁酸是以胆固醇为原料在肝中合成的
      • 初级胆汁酸合成的关键酶是7α-羟化酶
    • 次级胆汁酸的生成
    • 胆汁酸的肠肝循环
      • 在肠道内大部分初级和次级胆汁酸被重吸收入血，经门静脉入肝，被肝细胞摄取，游离型胆汁酸被摄取后重新结合为结合型胆汁酸，再随胆汁排入肠道，形成胆汁酸的肠肝循环
    • 生理意义：使有限的胆汁酸反复使用，最大限度地发挥其生理作用
• 胆色素的代谢与黄疸
  • 胆色素是铁卟啉化合物在体内分解代谢的主要产物
  • 胆红素代谢
    • 胆红素的生成
      • 脂溶性强！细胞毒性
      • 适宜水平胆红素是内源性抗氧化剂
    • 胆红素的转化
      • 胆红素与清蛋白结合而转运
      • 胆红素在肝细胞中被转化
    • 胆红素的排泄
  • 高胆红素血症与黄疸
    • 血中胆红素浓度增高，出现高胆红素血症
    • 胆红素是橙黄色色素，在血浆中浓度过高，则能扩散入组织，导致组织黄染，称为黄疸