2020年(生物科技行业)第十四章生物转化

（生物科技行业）第十四章

生物转化

第十章生物活性物质的灭活和转化

第壹节概述

体内的各种化学物质能够概括为三大类：结构物质、能源物质和活性物质或功能物质（详见第壹章第三节），结构物质是细胞及生物体的结构基础，能源物质是体内能量的贮存和直接使用的ATP等高能化合物的代谢前体，活性物质或功能物质担负各种代谢的催化、调节、信息传递等多种功能。

活性物质和结构物质相比，其半衰期短，代谢速度快。因此在不同生理条件、不同组织及发育的不同阶段能够灵活地进行新陈代谢的调节和转向；同时当生理条件和环境要求改变时，原有的活性物质必须快速灭活或转化失活，降低原有活性物质的浓度或被新产生的活性物质取代。例如在危机情况下，肾上腺素分泌，促使心率加快，血压升高，皮肤血管收缩，糖原分解加速，糖异生作用加强，以促使带有大量能源物质的血液进入肌肉，肌肉以更强的收缩运动能力应对危机情况；当危机情况解除后，肾上腺素必须快速地被转化灭活，否则身体将由于能量的大量消耗而处于高度疲惫状态、而且心脏等器官长期处于高强度工作容易导致心力衰竭以致死亡。

活性物质中的信息传递物质（激素样物质）通常会引起级联放大效应（见第九章细胞间信息传递），它们是新陈代谢强有力的调节物质，能够在较短的时间范围内大幅度地改变新陈代谢的走向和强度，同时也正因为它的级联放大效应，如果调节不当，将对生物体产生不可估量的负面效应，因此激素类信息传递物质是壹把双刃剑，快速的灭活和转化是非常必须的。

壹、功能蛋白和酶的水解

细胞内的功能蛋白以壹定的速率进行更新，如红细胞的平均寿命在120天左右，红细胞

经巨噬细胞吞噬，细胞膜破裂释放出血红蛋白，血红蛋白降解为珠蛋白和血红素，其中珠蛋白经水解产生氨基酸，血红素在肝脏内经代谢转化产生各种胆色素，最终以结合胆红素的形式排泄入小肠。

细胞内各种酶的含量取决于酶的合成（结构基因的表达）和酶的降解（水解）的平衡。酶的合成和降解能够调节细胞内酶的含量和种类，从而调节细胞代谢的强度和对细胞信息物质进行响应。

细胞内蛋白质和酶的降解和分解使机体每天大约以相对恒定的速率消耗蛋白质和酶，这壹部分被消耗的蛋白质需要通过食物进行补充，大约相当于20~30g左右，可是由于食物蛋白质中的氨基酸种类和数量且不完全符合身体的需要，因此每日补充的蛋白质应大于身体消耗的蛋白质量，营养学家的推荐值是青少年必须每日补充80g之上的蛋白质，这样才能满足机体蛋白质的再生需要。可是需要注意，且不是蛋白质摄入越多越好，过多的蛋白质摄入将引起蛋白质分解作用加强，含氮物质增多，加重肝脏合成尿素的负担。

二、细胞信息物质的灭活和转化

细胞信息物质的功能是传递信息，它既不是结构物质又不是能源物质，因此属于非营养性物质。这类物质包括细胞间信息物质、细胞内信息物质和细胞产生的有活性的代谢终产物（如氨、胆红素等）；很多的药物是通过它的生物活性发挥作用的，这些药物是人工选择提取或人工设计合成的细胞信息物质；另外，从体外吸收的壹些食品添加剂（如防腐剂、食品色素、壹些调味剂）和有毒化学物质（如毒物、化学致癌剂）通常都具有生物活性从而能影响细胞的代谢状况，它们也属于特殊的细胞信息物质。

很多的非营养性物质极性不强，水溶性较差，因此很难通过血液循环运输到达排泄器官进行排泄，由于脂溶性较强而容易被细胞富集产生中毒。

上述非营养性物质即细胞信息物质的转化和灭活特称为生物转化。肝脏是生物转化的主

要器官。通过生物转化，这些非营养性物质分子结构和性质改变，原有活性丧失或改变，极性增强，水溶性增加，易于排出。可是有少量的非营养性物质经生物转化后水溶性反而降低，活性或毒性增强，对机体不利。过去曾笼统地将生物转化作用称为解毒，这显然是不合理的。因为，第壹，转化和灭活且不是完全针对有毒化学物质的；第二，生物转化且不是壹定使有毒物质的活性降低。生物转化是对具有活性的细胞信息物质的转化，是调节细胞新陈代谢强度和方向的重要手段。

三、核酸的降解

核酸是遗传信息的载体，在多数生物是DNA，有些是RNA（如RNA病毒）。和转录产生的mRNA分子相比，作为遗传信息载体的DNA很稳定，相对代谢更新速度缓慢，通常只在细胞分裂前进行复制合成，而分解代谢主要局限在调亡细胞、破裂死亡细胞、通过细胞吸收的核酸类物质（食物吸收或细胞吸收）、个别无核细胞如成熟红细胞的形成过程中。可是结构基因表达的中间信息传递体mRNA分子半衰期很短，是活跃的核酸类代谢物质，它们被快速地合成和降解从而调节细胞中各种蛋白质和酶的含量和种类，进而调节细胞的新陈代谢。

核酸的降解包括核酸水解为它们的组成单位核苷酸和核苷酸的分解转化。其中核苷酸的分解转化主要是指嘧啶和嘌呤化合物的转化。嘌呤的代谢会产生具有生物活性的尿酸，尿酸有壹定的抗氧化作用，尿酸可通过尿液排泄，尿酸积累会导致尿酸盐结晶沉淀而致痛风。

第二节活性物质生物转化的类型

生物转化反应的类型有多种，其中氧化、仍原、水解反应，称为第壹相反应。结合反应称为第二相反应。壹般来说，激素样活性物质先进行第壹相反应进行转化，如果活性的改变未能达到目的，或极性依然较弱，则启动第二相反应，但有些活性物质可直接进行第二相反应。

壹、第壹相反应：氧化、仍原和水解

1.氧化反应

肝细胞微粒体、线粒体和胞液中含有参和生物转化作用的不同氧化酶系，如加单氧酶系、胺氧化酶系和脱氢酶系。注意：微粒体且不是活细胞中的亚细胞结构（细胞器），而是组织细胞在实验室破碎分离得到的壹种囊状膜结构，它是由细胞内质网的碎片形成的，因此，微粒体相当于细胞内的内质网部分。

(1)加单氧酶系:此酶系存在于微粒体中，能催化烷烃、烯烃、芳烃和类固醇等多种物质进行氧化。该酶系催化反应的壹个特点是能直接激活氧分子，使其中的壹个氧原子加到作用物上，而另壹个氧原子被NADPH仍原成水分子。由于壹个氧分子发挥了俩种功能，故将加单氧酶系又叫做混合功能氧化酶。又因底物的氧化产物是羟化物，所以该酶又称为羟化酶。反应通式如下：

RH+O2+NADPH+H+→R-OH+NADP++H2O

例如苯巴比妥（壹种具安眠活性的药物）的苯环羟化后，极性增加，催眠作用消失（图10-2-1）。

图10-2-1苯巴比妥羟化灭活

加单氧酶系的羟化作用非常广泛，例如维生素D3在肝脏和肾脏经2次羟化后形成活性的1,25-(OH)2-D3，类固醇激素(肾上腺皮质激素、性激素)和胆汁酸的合成都需要羟化过程。应该指出的是，有些致癌活性物质经羟化后失活，但另壹些无致癌活性的物质经羟化后会生成有致癌活性的物质，如多环芳烃经羟化后就具有了致癌活性，仍需通过其他生物转化形式进行转化灭活。因此，生物转化是转化而不是解毒！

(2)胺氧化酶系:此酶系存在于肝细胞线粒体中，可催化活性物质胺类的氧化脱氢，生成相应醛类。反应通式如下：

R-CH2-NH2+O2+H2O→R-CHO+NH3+H2O2

2H2O2→2H2O+O2

胺类物质是由氨基酸脱羧基作用产生的，胺类物质具有生物活性。例如由谷氨酸脱羧产生的γ-氨基丁酸（GABA）是壹种抑制性神经递质，在临床上可用于减轻早孕反应；组氨酸脱羧产生的组胺是壹种强烈的血管舒张剂，且能增加毛细血管的通透性，创伤性休克和炎症时会引起组胺的释放；色氨酸脱羧后产生的5-羟色胺是壹种抑制性神经递质，且对外周血管有刺激收缩的作用；鸟氨酸等脱羧作用后产生的多胺（精脒、精胺）是调节细胞生长物质，在旺盛分裂的癌细胞中多胺含量较高。胺类物质的另壹个来源是肠道中的氨基酸经细菌的脱羧基作用产生且被吸收入血，如尸胺、腐胺，这些是有活性的毒性物质。

(3)醇脱氢酶系和醛脱氢酶系：分布于肝细胞微粒体和胞液中的醇脱氢酶（ADH）和醛脱氢酶（ALDH），均以NAD+为辅酶，可催化醇类氧化成醛，醛类氧化成酸（图10-2-2）。

图10-2-2醇脱氢酶和醛脱氢酶的作用

乙醇作为饮料和调味剂广为利用。人类摄入的乙醇可被胃（吸收30%）和小肠上段（吸收70%）迅速吸收。吸收后的乙醇90%~98%在肝脏代谢，其余在肾脏进行代谢。人类血中乙醇的清除速率为100~200mg/h·kg体重。酒精有轻度的麻醉（喝酒解乏）、能增强自信心（酒壮英雄胆）、心率加快、皮肤充血（面红耳赤）导致皮温升高（喝酒御寒）、恶心呕吐等生理效应，饮酒过量会导致这些效应放大而使人在意识和行动上失去自我控制。这些作用效果其实且不完全是由乙醇直接导致的，很多是由乙醇脱氢氧化产物乙醛刺激机体产生肾上腺素、去甲肾上腺素等产生的生理反应。

醇脱氢酶（ADH）和醛脱氢酶（ALDH）在人类中存在多态性（同工酶）。ADH为二聚体，有3种亚基αβγ，成人主要是β二聚体，多数白种人是活性较低的β1β1，90%的黄种人是活性较高的β2β2，加之白种人ALDH活性较高，而黄种人约50%的ALDH活性较低，因此黄种人饮酒后能快速生成乙醛，约壹半的黄种人乙醛氧化速度较慢，导致黄种人饮酒后乙

醛浓度升高。显然，黄种人和白种人在同等条件下更容易导致酒精中毒。长期过量饮酒由于加重肝脏生物转化的负担而影响肝脏功能。

2.仍原反应

肝细胞微粒体内存在的仍原酶，主要有硝基仍原酶和偶氮仍原酶，能使硝基化合物和偶氮化合物仍原生成胺类。仍原反应所需的氢由NADH或NADPH提供。如氯霉素被仍原而失效（图10-2-3）。

图10-2-3氯霉素仍原灭活

3.水解反应

肝细胞微粒体和胞液中含有多种水解酶，如酯酶、酰胺酶、糖苷酶等，可分别催化酯类、酰胺类和糖苷类化合物水解。例如镇痛药物乙酰水杨酸（阿斯匹林）通过水解作用而失活（图10-2-4）。

图10-2-4阿司匹林的水解灭活

功能蛋白和酶及细胞内的第二信使cAMP、cGMP也是通过水解形成AMP和GMP而失活的。

二、第二相反应：结合反应

生物转化的第二相反应是结合反应。凡是含有羟基、羧基或氨基的生物活性物质（激素、药物、毒物等）均可和极性强的物质如葡萄糖醛酸、硫酸、谷胱甘肽、乙酰基、氨基酸等发生结合反应，或进行酰基化和甲基化反应。其中以葡萄糖醛酸、硫酸和酰基的结合反应最为重要，尤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

葡萄糖醛酸基的供体是尿苷二磷酸葡萄糖醛酸（UDPGA），是尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）在UDPG脱氢酶的催化下经俩次脱氢生成。在肝细胞内质网中有葡萄糖醛酸基转移酶，能催

化UDPGA分子中的葡萄糖醛酸基转移到多种含极性基团的化合物分子上（如醇、酚、胺、羧基化合物等），生成葡萄糖醛酸苷，使原有活性丧失和使水溶性增加，易从尿和胆汁中排出（图10-2-5）。

图10-2-5葡萄糖醛酸结合反应

2.硫酸结合反应

硫酸的供体是3′-磷酸腺苷5′-磷酰硫酸（又叫做活性硫酸，PAPS），是由含硫氨基酸经氧化分解产生无机硫酸，然后硫酸和ATP反应生成PAPS。在硫酸转移酶的催化下，PAPS 分子中的硫酸基转移到醇、酚、芳香胺类和固醇类物物质上，生成硫酸酯化合物，使其生物活性降低或灭活。例如雌酮就是和PAPS反应生成雌酮硫酸酯而灭活（图10-2-6）。

图10-2-6雌酮硫酸结合反应

3.谷胱甘肽结合反应

谷胱甘肽-S-转移酶能催化仍原型谷胱甘肽（GSH）和壹些卤化有机物、环氧化物等结合，降低环氧化物的毒性，对机体起保护作用。和GSH结合形成的产物，通常在肝内进壹步代谢，最后生成硫醚尿酸，从胆汁和尿液排泄（图10-2-7）。

图10-2-7谷胱甘肽结合反应

4.乙酰基结合反应

肝细胞液中含有乙酰基转移酶，可催化芳香胺类物质（苯胺、磺胺、异烟肼等）和乙酰基结合，形成乙酰化物，乙酰基来自乙酰辅酶A。例如磺胺药苯磺酰胺的灭活（图10-2-8）：

图10-2-8苯磺酰胺的乙酰基结合反应

磺胺药经乙酰化后溶解度反而下降，在酸性尿中容易析出。因此服用磺胺药的同时应加服碱性药如小苏打，以防止磺胺药在尿中形成结晶，且易于随尿排出。

5.氨基酸结合反应

有些外源性毒物、药物或内源性代谢物的羧基被激活成酰基辅酶A后，可和甘氨酸的氨基结合，例如苯甲酰甘氨酸的结合反应（图10-2-9）：

图10-2-9苯甲酰的甘氨酸结合反应

在肝细胞中中，胆固醇代谢转化产生胆酸和鹅脱氧胆酸，然后胆酸和鹅脱氧胆酸分别和甘氨酸及牛磺酸结合，形成结合胆汁酸，这种结合反应对于胆汁的生成是非常重要的。

6.甲基结合反应

少数含有氨基、羟基及巯基的非营养物质可经甲基化而被代谢。甲基结合反应由甲基转移酶催化，这些酶存在于肝细胞微粒体及胞液，S-腺苷蛋氨酸（SAM）是甲基的供体。例如去甲肾上腺素经甲基化生成肾上腺素的反应（图10-2-10）：

图10-2-10去甲肾上腺素甲基化生成肾上腺素

三、生物转化的特点

（壹）代谢反应连续性

是指壹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，然后和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

是指同壹种物质可发生多种反应。如苯甲酸，既可和甘氨酸结合生成马尿酸，又可和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

是指壹种物质通过肝脏转化后，其毒性大多变小，但个别也可增强。壹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。

第三节个别物质的转化

壹、胆固醇的转化和排泄

胆固醇（cholesterol）在体内不能彻底氧化分解生成CO2和H2O。和磷脂分子壹样，胆固醇是既亲水又亲脂的俩亲性的物质（图10-3-1），因此，胆固醇是生物膜中的结构脂类及血浆脂蛋白的重要组分。同时胆固醇又是体内很多生物活性物质如肾上腺皮质激素、性激素和维生素D3等的前体。

图10-3-1胆固醇：俩亲性物质

（壹）类固醇激素

1.肾上腺皮质激素

肾上腺皮质以胆固醇为原料，在壹系列酶的催化下，在球状带细胞主要合成醛固酮，后者是调节水盐代谢的激素；在索状带细胞主要合成皮质醇和少量的皮质酮，它们主要调节糖、脂类和蛋白质代谢；在网状带细胞也能合成雄性激素和少量的雌激素。

2.性激素

胆固醇在性腺内合成各种性激素。在睾丸间质细胞主要合成睾酮；在卵巢的卵泡可合成雌二醇，在卵巢的黄体和胎盘可合成孕酮。这些性激素具有维持副性器官的分化、发育及副性征的作用，对全身代谢也有壹定的影响。

人体主要的类固醇激素示于图10-3-2。

图10-3-2肾上腺皮质和性腺合成的主要类固醇激素

3.维生素D3

胆固醇在肝、小肠粘膜和皮肤等处，可脱氢生成7-脱氢胆固醇。贮存于皮下的7-脱氢胆固醇，经日光（紫外线）照射进壹步转化为维生素D3。维生素D3经肝细胞微粒体25-羟化酶催化生成25-羟维生素D3，后者通过血浆转运至肾，再经肾小管上皮细胞线粒体内1α羟化酶的催化生成具有生理活性的1,25-二羟维生素D3(1,25-(OH)2-D3，图10-3-3），调节钙磷代谢。

图10-3-3活性维生素D3的合成

注：箭头所指为胆固醇经UV照射的断裂位置

（二）胆固醇的转化排泄

1.转变成胆汁酸

胆固醇在肝内转变为胆汁酸(bileacids)，这是胆固醇在体内代谢的主要去路，是肝清除体内胆固醇的主要方式。正常人每天约合成1~1.5g胆固醇,其中约40%(0.4~0.6g)在肝内转变成为胆汁酸。胆汁酸多以钠盐或钾盐（胆汁酸盐、胆盐）的形式存在，随胆汁排入肠道，促进脂类及脂溶性维生素的消化和吸收。

由于胆汁酸水溶性的增强，使其俩亲性质更为明显，能结合在脂肪滴的外表面，从而使脂肪能在水溶液中存在，加之小肠的蠕动促使大脂肪滴变成小脂肪滴，结合于脂肪滴表面的胆汁酸层及水化膜阻止小脂肪滴的聚合。因此，胆汁酸促进大脂肪滴乳化为小脂肪滴的物理消化，小脂肪滴的形成使脂肪滴的总表面积大大增加，使脂肪酶作用位点增加，脂肪的化学消化（酶促水解）速度因此加快。肝脏功能减退，如肝炎、肝硬化、肝癌，肝脏转化形成的胆汁酸减少，肠道内脂肪食物堆积，反射性地引起厌恶油腻食物，出现闻见油味或食入脂肪类食物后出现恶心、呕吐或脂肪泄症状，轻度的厌油腻也见于短期内大量的脂肪类食物食入。

（1）初级胆汁酸的生成：肝细胞以胆固醇为原料在壹系列酶的催化下合成的胆汁酸称为初级胆汁酸。其中游离型的初级胆汁酸主要有胆酸和鹅脱氧胆酸。这俩种胆汁酸可和甘氨酸或牛磺酸分别结合形成结合型的甘氨胆酸、牛磺胆酸、甘氨鹅脱氧胆酸和牛磺鹅脱氧胆酸（图10-3-4）。初级胆汁酸因为羟化和甘氨酸及牛黄酸极性物质的结合反应而增强了水溶性。

图10-3-4初级胆汁酸的生成

（2）次级胆汁酸：胆汁酸随胆汁分泌进入肠道，壹部分结合型初级胆汁酸受细菌的作用可水解成游离型胆汁酸，后者仍可在肠道细菌的作用下进行7α-脱羟基反应，由此胆酸转变为7-脱氧胆酸，鹅脱氧胆酸转变为石胆酸。此类由初级胆汁酸在肠菌作用下形成的胆汁酸

称为次级胆汁酸。

（3）胆汁酸的肠肝循环：排入肠道的胆汁酸约有95%被重吸收，其余约0.4~0.6g胆汁酸在肠道细菌的作用下被衍生成多种胆烷酸的衍生物，随粪便排出。被肠道重吸收的胆汁酸经门静脉重新入肝，其中游离型的胆汁酸需要重新转变为结合型胆汁酸，和新合成的结合胆汁酸壹同再随胆汁排入肠道，此过程称为胆汁酸的“肠肝循环”（图10-3-5）。此循环的意义在于使有限的胆汁酸反复被利用，减少体内能量的消耗，最大限度地发挥胆汁酸的生理功用。

图10-3-5胆汁酸循环

2.胆固醇的排泄

体内胆固醇主要在肝内转变为胆汁酸，以胆汁酸盐的形式随胆汁排出，这是胆固醇排泄的主要途径。小部分胆固醇可直接随胆汁或通过肠粘膜细胞脱落而排入肠道。进入肠道的胆固醇，壹部分被重吸收，另壹部分以原型或经肠道细菌的作用，仍原为粪固醇，随粪便排出体外。

二、血红素的分解代谢

血红素是壹种铁卟啉化合物，它是血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、过氧化氢酶和过氧化物酶的辅基。血红素在体内分解产生胆色素(bilepigment)。胆色素包括胆红素、胆绿素、胆素原和胆素等多种化合物，其中以胆红素为主。

（壹）胆红素的生成和转运

人红细胞的平均寿命为120天，红细胞衰老后在机体的肝、脾、骨髓等单核吞噬细胞系统中被吞噬破坏，释放出的血红蛋白分解为珠蛋白和和血红素。珠蛋白可降解为氨基酸，供机体再利用。血红素则在单核吞噬细胞内血红素加氧酶催化下，释放出CO和铁，且生成胆绿素。这壹过程在细胞的微粒体内进行，需要O2和NADPH参和。生成的胆绿素在胞液中

胆绿素仍原酶（辅酶也是NADPH）的催化下迅速被仍原为胆红素。胆红素为橙黄色，脂溶性极强，极易透过生物膜。如果血浆中胆红素增多，就会透过血脑屏障，在脑内积蓄形成核黄疸，不仅干扰脑的正常功能，而且有致命的危险。胆红素生成后进入血液，主要和血浆清蛋白结合成胆红素-清蛋白而运输。这种结合既增加了胆红素的水溶性，有利于血液运输，又限制了其透过生物膜，防止对组织细胞产生毒性作用。

胆红素在血浆中虽和清蛋白结合，但属于非共价结合，且不是真正的结合反应，故称未结合胆红素。未结合胆红素不能由肾小球滤过。由于胆红素主要和血浆蛋白结合而运输，某些外来化合物如磺胺类药物、镇痛药、抗炎药等可竞争性地和清蛋白结合，将胆红素从胆红素-清蛋白的复合物中置换出来。对有黄疸倾向的病人或新生儿黄疸，要避免使用这些药物。

（二）胆红素在肝内的转化

未结合胆红素随血液循环运至肝脏，可迅速被肝细胞摄取。肝细胞胞浆中有俩种胆红素载体蛋白，分别称为Y-蛋白和Z-蛋白。由血浆清蛋白运来的胆红素进入肝细胞后，立即和Y-蛋白和Z-蛋白结合成胆红素Y-蛋白和胆红素Z-蛋白，但主要是和Y-蛋白结合，将胆红素转运至滑面内质网，在葡萄糖醛酸基转移酶的催化下，和尿苷二磷酸葡萄糖醛酸（UDPGA）提供的葡萄糖醛酸基实现共价结合，转化成葡萄糖醛酸胆红素，包括单葡萄糖醛酸胆红素(bilirubinmonoglucuronate)和双葡萄糖醛酸胆红素(bilirubindiglucuronate,BDG)，以后者为主。因葡萄糖醛酸胆红素是共价结合反应生成的，故又称为结合胆红素。结合胆红素是水溶性较强的物质，不易透过生物膜，因而毒性降低。通过这种转化作用既利于胆红素随胆汁排出，又起到解毒作用。当结合胆红素在血液中含量增加时可被肾小球滤过。

（三）胆红素在肠道中的变化及胆色素的肠肝循环

结合胆红素易从肝细胞排泌至毛细胆管，再经总胆管排入肠道，在肠道细菌的作用下，先脱去葡萄糖醛酸基，再逐步仍原成无色的胆素原包括中胆素原、粪胆素原和尿胆素原。胆

素原在肠道下段和空气接触后被氧化成胆素。胆素呈黄褐色，是粪便中的主要色素。正常人每日从粪便排出的胆素原约为40~280mg。当胆道完全阻塞时，因胆红素不能排入肠道生成胆素原和胆素，所以粪便呈现灰白色。

肠道内形成的胆素原，除大部分随粪便排出外，少量胆素原（约10%~20%）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到肠道，形成胆素原的肠肝循环。只有少量的胆素原从肝进入体循环，被运送至肾随尿排出。正常人每日从尿中排出的胆素原约为0.5~4.0mg。胆素原接触空气后被氧化成尿胆素，后者是尿液的主要色素。

血红素的的分解代谢过程总结于图10-3-6。

图10-3-6血红素的分解代谢示意图

（四）血清胆红素及黄胆

正常人血清胆红素总量不超过17.2μmol/L(1mg/dl),其中未结合胆红素占4/5。凡能引起胆红素生成过多，或肝细胞对胆红素的摄取、结合和排泄过程发生障碍等因素，都可使血中胆红素升高而出现高胆红素血症。当血清胆红素浓度超过34.2μmol/L(2mg/dl)时,即出现巩膜、粘膜和皮肤等部位的黄染，称为黄疸(jaundice)。若血清胆红素浓度高于正常，但又不超过34.2μmol/L时,则肉眼难以观察到黄染现象，称为隐性黄疸(jaundiceoccult)。凡各种原因引起的红细胞大量破坏，未结合胆红素产生过多，超过肝脏的处理能力，导致血中未结合胆红素增高而引起的黄疸，称为溶血性黄疸（肝前性黄疸）。由于胆道阻塞，肝内转化生成的结合胆红素从胆道系统排出困难而返流入血，引起血清结合胆红素增加而出现的黄疸，称为阻塞性黄疸（肝后性黄疸）。由于肝细胞受损，壹方面肝细胞摄取未结合胆红素的能力降低，不能将未结合胆红素全部转化成结合胆红素，使血中未结合胆红素增多；另壹方面已生成的结合胆红素不能顺利排入胆汁，经病变肝细胞区返流入血，使血中结合胆红素也增加。由此引起的黄疸称为肝细胞性黄疸（肝原性黄疸）。

三、核苷酸的分解代谢

（壹）嘌呤核苷酸的分解代谢

嘌呤核苷酸的分解代谢主要在肝、小肠和肾进行。细胞中的嘌呤核苷酸在核苷酸酶催化下水解生成嘌呤核苷，然后经磷酸化酶催化，生成嘌呤碱及1-磷酸核糖。后者在磷酸核糖变位酶的催化下转变为5-磷酸核糖而进壹步代谢。嘌呤碱进壹步分解，最终生成尿酸(uricacid)。在不同的动物，尿酸可经进壹步变化成最终的排泄形式，其中人类直接排泄尿酸（图10-3-7）。

图10-3-7嘌呤核苷酸分解代谢产生尿酸及不同动物的排泄形式正常人血清中尿酸含量约为0.12~0.36mmol/L（2~6mg/dl）。当患有某些疾病如白血病、恶性肿瘤、红细胞增多症等，或长期过多摄入富含嘌呤的食物（如瘦肉、动物内脏等）时,嘌呤分解过盛,尿酸生成过多或排泄障碍,都可导致血中尿酸含量增多。当血清尿酸含量超过0.47mmol/L时,尿酸盐可在关节、软组织、软骨及肾等处形成结晶且沉积，引起关节炎、疼痛、尿路结石及肾疾病，称为痛风症，以成年男性多见。临床上常用别嘌呤醇(allopurinol)治疗痛风症，其机理是别嘌呤醇的化学结构和次黄嘌呤类似，可抑制黄嘌呤氧化酶，同时抑制嘌呤核苷酸的从头合成，使尿酸的生成减少。

（二）嘧啶核苷酸的分解代谢

嘧啶核苷酸在核苷酸酶及核苷磷酸化酶的催化下，分别脱去磷酸和核糖，产生的嘧啶碱在肝中进壹步分解。胞嘧啶经脱氨基转变成尿嘧啶，而尿嘧啶经仍原生成二氢尿嘧啶，再通过水解开环，最终生成NH3、CO2(和水化合形成H2CO3)及β-丙氨酸。胸腺嘧啶通过类似的过程开环分解成NH3、CO2(和水化合形成H2CO3)及β-氨基异丁酸随尿排出，壹部分β-氨基异丁酸经转氨基等作用转变成琥珀酰辅酶A而进入三羧酸循环。食入含DNA丰富的食物、经放射线治疗或化学治疗的癌症病人，尿中β-氨基异丁酸排出量增多。嘧啶碱的分解代谢过程如图10-3-8。

图10-3-8嘧啶碱的分解代谢