肝的生物化学

这是一篇关于肝的生物化学的思维导图，主要内容有肝肝的基本介绍、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等。

肝的生物化学

• 肝肝的基本介绍
  • 人体最大的实质性器官，同时也是体内最大的腺体
  • 结构特点
    • 具有肝动脉和门静脉双重血液供应
    • 存在肝静脉和胆道系统双重输出通道
    • 具有丰富的肝血窦
      • 血窦使肝细胞与血液的接触面积扩大，并且血窦的血流速度减慢，为充分的物质交换提供了时间
    • 肝细胞内含有丰富的细胞器
• 肝在物质代谢中的作用
  • 肝在物质代谢中的作用
    • 维持血糖的平衡
      • 肝细胞主要调节
        • 糖原合成与分解
        • 糖异生途径
        • 肝细胞内的磷酸戊糖途径很活跃，为肝的生物转化作用提供足够的NADPH
        • 肝细胞的葡萄糖可以通过糖醛酸途径生成UDP-葡糖醛酸（UDPGA）-肝生物转化结合反应中最重要的结合物质
    • 在脂质代谢中占据主导地位
      • 有效调节脂肪酸氧化和酯化合成甘油三酯
        • 将大量过剩的葡萄糖分解成乙酰COA，进而转变为脂肪酸，进一步合成甘油三酯-内源性甘油三酯的来源
        • 合成VLDL
        • 将氧化的脂肪酸进行β-氧化，所产生的乙酰COA部分经过三羧酸循环产生大量的能量，以供肝利用，其余大部分用于合成酮体
        • 合成胆固醇以及转化和排出胆固醇的主要器官
        • 胆汁酸的生成-用于降解体内的胆固醇
        • 合成卵磷脂：胆固醇脂酰基转移酶（LCAT）-可将胆固醇转化为胆固醇酯
        • 降解LDL
    • 肝内蛋白质合成与分解都非常活跃
      • 可以合成大量的蛋白质
        • 肝合成与分泌几乎所有的血浆蛋白（除γ球蛋白）
        • 清蛋白
          • 若血浆清蛋白（A）与球蛋白（G）的比值下降甚至倒置-用于临床诊断严重慢性肝细胞损伤
        • 凝血酶原
        • 纤维蛋白原
        • 铜蓝蛋白
        • 凝血因子
        • 载脂蛋白
      • 甲胎蛋白-原发肝癌细胞中AFP基因失去阻遏，血浆中可再次检出这种蛋白，即原发性肝癌的重要肿瘤标志物
      • 除支链氨基酸外，所有氨基酸的分解以及转变的重要器官
      • 解氨毒
      • 胺类物质转化
    • 肝参与多种维生素与、和辅酶的代谢
      • 合成和分泌胆汁-促进维生素ADEK的吸收
      • 肝几乎不储存维生素D，但可以合成维生素D结合蛋白
      • 参与多种维生素的转化
    • 肝参与多种激素的灭活
      • 机制：一些水溶性激素能与肝细胞膜上的特异受体结合，通过内吞作用，把激素吞入肝细胞进行代谢转化
• 肝的生物转化作用
  • 肝的生物转化作用是机体重要的保护机制
    • 生物转化的概念：人体内有些物质的存在不可避免，既不组成细胞的某些成分，又不能作为能源物质，有些甚至还对人体有一定的毒性，长期蓄积对人体有害，生物转化使这些物质代谢转变，使其水溶性升高，极性增强，易于通过胆汁或者尿液排出体外
    • 注意：生物转化并不等同于解毒，它也有可能使得物质毒性增强或者有了毒性
  • 肝的生物转化作用包括两相反应
    • 第一相反应
      • 氧化（最多见的生物转化的第一相反应）
        • 单加氧酶系-氧化异源物质最重要的酶
        • 单胺氧化酶类氧化脂肪族和芳香族胺类
        • 醇脱氢酶和醛脱氢酶将乙醇最终氧化为乙酸（乙醇在体内主要在肝进行生物转化）
      • 还原
        • 硝基还原酶和偶氮还原酶是第一相的主要还原酶（百浪多息是无活性的药物前体，在还原酶的作用下生成了有抗菌活性的氨苯磺胺)
      • 水解
        • 肝细胞细胞质以及微粒体中含有许多水解酶类
        • 主要有
          • 酯酶
          • 酰胺酶
          • 糖苷酶
    • 第二相反应
      • 有些物质通过第一相反应后水溶性以及极性改变并不明显，还需要结合极性更强的物质，进一步增加水溶性促进排泄-结合反应
      • 葡糖醛酸结合是最重要以及最普遍的结合反应
      • 硫酸结和是最常见的结合反应
      • 乙酰化是某些含胺类异源物的重要转化反应
      • 谷胱甘肽结合是细胞应对亲电子性异源物的重要防御反应
      • 甲基化反应是代谢内源化合物的重要反应
      • 甘氨酸主要参与含羧基异源物的生物化学
• 胆汁与胆汁酸的代谢
  • 胆汁由肝细胞分泌
  • 可分为
    • 肝胆汁-肝细胞最初分泌的胆汁
    • 胆囊胆汁-肝胆汁进入胆囊后，胆囊壁上皮细胞吸收其中的部分水分和其他的一些成分，并分泌黏液渗入胆汁，浓缩成胆囊胆汁
    • 胆汁内的主要固体是胆汁酸盐
    • 胆汁酸
      • 按照结构分为游离型以及结合型
      • 按照来源分为
        • 初级胆汁酸-以胆固醇为原料直接合成的胆汁酸
        • 次级胆汁酸-初级胆汁酸在肠菌作用下，第七位α羟基脱氧生成
      • 主要功能
        • 促进脂质的吸收与消化
        • 维持胆汁中胆固醇的溶解状态以抑制胆固醇析出-胆汁酸和卵磷脂与胆固醇的比例小于10：1时。胆固醇析出，形成胆结石
      • 胆汁酸的合成代谢以及胆汁酸的肠肝循环
        • 肠肝循环
          • 结合型胆汁酸在回肠部位被主动重吸收，游离型胆汁酸在小肠各部以及大肠被动重吸收-重吸收的胆汁酸经门静脉再入肝-游离的胆汁酸在肝细胞内重新转变为结合胆汁酸-再随胆汁入肠
          • 意义：保证有限的胆汁酸可被循环利用
    • 既是一种消化液，也是一种排泄液
• 胆色素的代谢与黄疸
  • 胆色素包括
    • 胆绿素
    • 胆红素-居于胆色素代谢的中心，为人体胆汁的主要色素，呈橙黄色
    • 胆素原
    • 胆素
  • 结构特点：疏水亲脂
  • 来源
    • 主要源于衰老细胞的破坏
      • 机制：衰老的红细胞被单核吞噬系统识别并吞噬，释放出血红蛋白，血红蛋白被分解成珠蛋白-降解为氨基酸供体内再利用和血红素-再由单核吞噬细胞降解生成胆红素
    • 部分来自造血过程中红细胞的过早破坏
    • 少量来自各种含血红素蛋白
  • 血红素加氧酶和胆绿素还原酶催化胆红素生成
    • 血红素由单核吞噬系统的血红素加氧酶催化，在至少三分子氧以及3分子NADPH存在下，生成胆绿素，胆绿素再在胞质活性很强的胆绿素还原酶催化下，NADPHA提供氢，生成胆红素
  • 过量的胆红素对人体有害，适宜水平的胆红素则是人体内强有力的内源性抗氧化剂，可有效地清除体内的超氧化物与氧化自由基
  • 血液中的胆红素主要与清蛋白结合运输
    • 胆红素生成之后入血，在血浆中主要以胆红素-清蛋白复合体形式存在与运输
    • 意义
      • 增加了胆红素的水溶性，提高血浆的运输能力
      • 限制了胆红素自由进出细胞膜，避免它对组织细胞的毒害作用
    • 某些有机阴离子可与胆红素竞争性地结合清蛋白，使得胆红素游离-过多的游离胆红素生成可导致胆红素脑病或核黄疸
    • 血浆清蛋白与胆红素的结合仅仅起到了暂时性的解毒作用，根本性解毒作用依赖肝与葡糖醛酸结合的生物转化作用
    • 未经肝结合转化的，在血浆中与清蛋白结合运输的胆红素称为未结合胆红素/血胆红素/游离胆红素
      • 未结合胆红素不直接与重氮试剂反应，只有破坏了分子内的氢键才能与重氮试剂反应，生成紫红色偶氮化合物
  • 胆红素在肝细胞中转变为结合胆红素并分泌入胆小管
    • 游离胆红素可渗透肝细胞膜而被摄取
      • 胆红素以与清蛋白结合的方式进入肝，被摄取之前先与清蛋白分离，再被摄取
      • 肝细胞细胞质有两种配体蛋白-Y与Z，配体蛋白是胆红素在肝细胞质的主要载体
    • 胆红素在内质网结合葡糖醛酸生成水溶性结合胆红素
    • 肝细胞向胆小管分泌结合胆红素-肝脏代谢胆红素的关键步骤
  • 胆红素在肠道内转化为胆素原和胆素
    • 胆素原是结合胆红素经肠菌作用的产物
    • 少量胆素原可被肠粘膜重吸收，进入胆素原的肠肝循环
  • 高胆红素血症以及黄疸
    • 正常人血清胆红素含量甚微
    • 黄疸
      • 溶血性黄疸
      • 肝细胞性黄疸
      • 阻塞性黄疸