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第十六章肝胆生物化学 温州医学院生物化学教研室 李春洋 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 细胞器和丰富的 酶体系。 第一节肝在物质代谢中的作用 一、肝在糖代谢中的作用 肝细胞主要通过调节糖原合成与分解、糖异生途径维持血糖的相对恒定; 进食后,肝细胞摄取葡萄糖并将其合成糖原或脂肪贮存起来;在空腹时,肝糖原即迅速分解生成葡萄糖以补充血糖;长期饥饿时,肝通过糖异生作用合成葡萄糖以维持血糖相对恒定;肝细胞可将半乳糖、果糖等转化为葡萄糖。 肝细胞磷酸戊糖途径也很活跃,还可通过糖醛酸途径生成UDP-葡萄糖醛酸,参与肝生物转化作用。 二、肝在脂类代谢中的作用 肝在脂类的消化、吸收、分解、合成及运输等代谢过程中均起重要的作用。 肝能合成胆汁,促进脂类的消化和吸收 肝是脂肪(酮体)代谢的主要场所 肝是磷脂、胆固醇及血浆脂蛋白代谢的主要器官 三、肝在蛋白质代谢中的作用 肝细胞的一个重要功能是合成与分泌血浆蛋白质; ? 肝还是清除血浆蛋白质(除白蛋白外)的重要器官; 肝是体内除支链氨基酸以外的所有氨基酸分解和转变的重要场所; 肝细胞是机体合成尿素的主要器官,能够解氨毒; 肝也是胺类物质的重要生物转化器官。 四、肝在维生素代谢中的作用 肝分泌胆汁酸,可促进脂溶性维生素A、D、E和K的吸收。 肝是体内含维生素较多的器官(储存)。 肝还可以合成维生素D结合球蛋白和视黄醇结合蛋白,通过血液循环运输维生素D与维生素A。 肝还参与多种维生素的转化,如将胡萝卜转化为维生素A、维生素PP转变为辅酶和辅酶等。 维生素K还是肝参与合成凝血因子不可缺少的物质。 五、肝在激素代谢中的作用 多种激素在发挥其调节作用后,主要在肝被代谢转化,从而降低或失去其活性,此过程称激素的灭活。 ? 肝细胞表面具有某些水溶性激素(如胰岛素、去甲肾上腺素)的受体,可以特异地结合激素,通过内吞作用,将激素吞入细胞内进行分解代谢。 一些类固醇激素可通过扩散作用进入肝细胞,与肝内的葡萄糖醛酸或活性硫酸等结合,失去其活性。 第二节肝的生物转化作用 一、生物转化的概念 机体将一些非营养物质进行各种代谢转变,使其极性增强,水溶性增高,易于随胆汁或尿液排出体外,这种体内转化过程称为生物转化作用。 非营养物质是一类既不能作为构建组织细胞的成分,又不能氧化供能的物质。 二、生物转化反应的类型 肝的生物转化包括氧化、还原、水解和结合四种类型的反应。 氧化、还原、水解反应属于第一相反应,有些物质经过第一相反应后水溶性和极性改变不明显,还需进一步与葡萄糖醛酸、硫酸等物质结合才能排出体外,这些结合反应属于第二相反应。 (一)氧化反应 1.加单氧酶系 加单氧酶(又称羟化酶或混合功能氧化酶)存在于肝细胞的微粒体中,催化多种化合物(如药物、毒物和类固醇激素等)的芳香族环上和侧链烃基羟化以及脂肪族烃链的羟化。 加单氧酶系可被诱导,长期服用苯巴比妥类药物的人,其对异戊巴比妥、氨基比林等多种药物的氧化及耐受能力。 2.胺氧化酶系 单胺氧化酶(MAO)存在于肝细胞的线粒体中,是一种黄素蛋白,蛋白质腐败作用产生的胺类物质如组胺、酪胺、色胺、尸胺、腐胺等,以及一些拟肾上腺素能药物如5-羟色胺、儿茶酚胺类等均可在单胺氧化酶作用下氧化脱氨基生成相应的醛类,使其丧失活性。 3.脱氢酶系 脱氢酶存在于肝细胞胞浆及线粒体中,以NAD+为辅酶,包括醇脱氢酶(ADH)和醛脱氢酶(ALDH),分别催化醇类和醛类氧化生成酸。 (二)还原反应 肝细胞微粒体中含有还原酶系,主要有硝基还原酶和偶氮还原酶两大类,此酶以NADH为供氢体,分别催化硝基化合物和偶氮化合物还原,最终生成胺。 (三)水解反应 肝细胞的胞浆和微粒体中含有多种水解酶类,主要包括脂酶、酰胺酶和糖苷酶三种,分别水解酯键、酰胺键、糖苷键。 (四)结合反应 结合反应是体内最重要的生物转化方式。 凡是含有羟基、巯基、羧基或氨基等功能基团的非营养物质均可与体内一些极性较强的物质或化学基团结合,使它们的极性、溶解度和生物学活性发生明显变化。 常见的结合物或基团有葡萄糖醛酸、硫酸、乙酰基和甲基等,其中以葡萄糖醛酸的结合反应最为普遍。 1.葡萄糖醛酸结合反应 肝细胞微粒体中的葡萄糖醛酸基转移酶,以UDPGA为供体,催化含有醇、酚、胺及羧基等极性基团的化合物与之结合,生成相应的葡萄糖醛酸苷,使其毒性降低,极性增加。 胆红素、类固醇激素等代谢产物均在肝与葡萄糖醛酸结合、进而排出体外。 2.硫酸结合反应 3′-磷酸腺苷-5′-磷酸硫酸(PAPS)为活性硫酸供体,在硫酸转移酶的催化下,将硫酸基转移到醇、酚和芳香胺类化合物的分子上,生成硫酸酯(如:雌酮的灭活)。 3.乙酰基结合反应 肝细胞胞液中含有乙酰
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