第二十二章肝生物化学
肝的生物化学-【共72张PPT】
➢ 胆汁中的胆汁酸盐与卵磷脂协同作用，使胆固醇分 催化酶：谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase, GST)
游离胆汁酸：胆酸、鹅脱氧胆酸、 临床上常根据黄疸发病的原因不同，简单的将黄疸分为三类：
散形成可溶性微团，使之不易结晶沉淀而随胆汁排 通过生物转化作用可增加这些非营养物质的水溶性和极性，从而易于从胆汁或尿液中排出。
胆汁酸的生成是肝降解胆固醇的最重要途径；
肝在氨基酸代谢中的作用
泄。 反应：结合反应(主要结合物为UDP葡糖醛酸, UDPGA)
（二） 次级胆汁酸在肠道由肠菌作用生成
催化酶：硫酸转移酶 (sulfate transferase)
肝胆疾患：脂类消化不良
脂肪泻
脂溶性维生素缺乏
肝在调节机体胆固醇代谢平衡上起中心作用
➢ 肝是合成胆固醇最活跃的器官，是血浆胆固醇的 主要来源；
➢ 胆汁酸的生成是肝降解胆固醇的最重要途径； ➢ 肝也是体内胆固醇的主要排泄器官；
➢ 肝对胆固醇的酯化也具有重要作用。
三、肝的蛋白质合成及分解代谢
均非常活跃
• 合成酮体的唯一器官：“肝内生酮肝外用”；
• 肝是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。
《肝的生物化学》课件
肝的功能介绍
代谢功能：参与糖、脂肪、蛋 白质等物质的代谢
解毒功能：分解体内毒素，保 护机体健康
合成功能：合成蛋白质、脂肪、 糖等物质
免疫功能：参与免疫反应，保 护机体免受病原体侵害
肝与其他器官的相互关系
肝与消化系统： 参与消化，分
泌胆汁
肝与血液系统： 参与血液凝固， 产生凝血因子
肝与免疫系统： 参与免疫反应，
维生素D：参与肝细胞 钙代谢和骨代谢
维生素E：参与肝细胞 抗氧化和抗炎反应
维生素K：参与肝细胞 凝血因子合成和代谢
肝的生物化学反 应
肝的生物转化作用
肝是体内最大的生物转化器官 肝细胞中的酶系统负责生物转化作用 生物转化作用包括氧化、还原、水解、合成等反应 生物转化作用对药物代谢、解毒、营养物质吸收等具有重要作用
肝的生物化学保 护与保健
饮食保健
均衡饮食：保 证蛋白质、脂 肪、碳水化合 物等营养素的
均衡摄入
适量摄入：控 制热量摄入， 避免肥胖和脂
肪肝
维生素和矿物质： 补充维生素A、 C、E和矿物质 如铁、锌等，有 助于肝脏健康
避免酒精：过 量饮酒会损害 肝脏，应适量
饮酒或戒酒
运动保健
运动对肝脏的保护作用：促进血液循环，提高肝脏代谢能力 运动对肝脏的保健作用：增强肝脏功能，提高肝脏解毒能力 运动对肝脏的保护与保健：保持良好的生活习惯，避免过度劳累和熬夜 运动对肝脏的保护与保健：保持良好的饮食习惯，避免暴饮暴食和过度饮酒
肝的生物化学疾 病
肝性脑病
病因：肝脏疾病导致肝功能障碍，影响大脑功能 症状：意识模糊、行为异常、语言障碍等 诊断：通过临床表现、实验室检查和影像学检查进行诊断 治疗：针对病因进行治疗，如抗病毒、保肝、降酶等药物治疗，必要时进行肝移植。
【正式版】肝的生物化学 PPT文档
OH
+ CH3 COOH
COOH
乙酰水杨酸
水杨酸
乙酸
(二)第二相反应
1. 葡萄糖醛酸结合反应——最多见的结合反应
(1) 葡萄糖醛酸基的直接供体是尿苷二磷酸葡萄糖
初级胆汁酸(primary bile acid)
醛酸 (UDPGA)。 OCNHNHCOCH3
甲基的供体：S - 腺苷甲硫氨酸(SAM) (三)胆红素在肝中转化 RH·P450·Fe2+ 三、肝是合成尿素的主要场所； 五、肝是激素的灭活的重要场所。 胆红素来源于体内的铁卟啉化合物Hb、肌红蛋白、细胞色素、过氧化氢酶及过氧化物酶。 尿卟啉原Ⅲ与粪卟啉原Ⅲ的生成 甲基的供体：S - 腺苷甲硫氨酸(SAM) 胆红素来源于体内的铁卟啉化合物Hb、肌红蛋白、细胞色素、过氧化氢酶及过氧化物酶。 胆素原：中胆素原，粪胆素原，d -尿胆素原 未结合胆红素在血浆中的溶解度较高，不能自由通过生物膜产生毒性作用。 血红素(heme)是一种铁卟啉化合物，它是血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、过氧化物酶等的辅基。
CONH2
+ S - 腺苷蛋氨酸
N
尼克酰胺
CONH2
甲基转移酶 + + S - 腺苷同型半胱氨酸
N
CH3
N-甲基尼克酰胺
三、影响生物转化作用的因素
年龄、性别、疾病、诱导物、抑制物等均可影响生物转化。
第三节 胆汁酸代谢
(Metabolism of Bile Acids)
胆汁酸(bile acids)是存在于胆汁中一大 类胆烷酸的总称，以钠盐或钾盐的形式存在， 即胆汁酸盐，简称胆盐 (bile salts)。
为水，故又称为混合功能氧化酶。产物为羟化物 或环氧化物。
肝脏生物化学
肝脏生物化学肝脏是人体内最大的实质性器官，具有多种重要的生理功能。
其中，肝脏的生物化学过程在维持人体的正常代谢、解毒、合成和储存等方面发挥着关键作用。
肝脏在物质代谢方面扮演着极为重要的角色。
首先是糖代谢，肝脏能够通过一系列的酶促反应，将葡萄糖合成肝糖原储存起来，当血糖水平降低时，又可以分解肝糖原释放出葡萄糖，以维持血糖的稳定。
此外，肝脏还能够进行糖异生，将非糖物质如乳酸、甘油、生糖氨基酸等转化为葡萄糖。
在脂类代谢中，肝脏也是核心参与者。
它能够合成和分泌胆汁酸，这对于脂类的消化吸收至关重要。
肝脏还是脂肪酸氧化分解的主要场所，能够生成酮体为肝外组织提供能源。
同时，肝脏还能够合成甘油三酯、磷脂和胆固醇等脂类物质，并对它们进行代谢和转运。
蛋白质代谢同样离不开肝脏。
肝脏可以合成多种血浆蛋白质，如白蛋白、纤维蛋白原、凝血酶原等，这些蛋白质对于维持血液的渗透压、凝血等生理功能具有重要意义。
肝脏还能够对氨基酸进行代谢，通过转氨基、脱氨基等作用，将氨基酸转化为其他物质，或者合成非必需氨基酸。
肝脏的生物转化功能对于人体的健康也十分重要。
人体内的一些非营养物质，如药物、毒物、激素等，在经过肝脏的生物转化后，其化学结构和性质发生改变，从而更容易被排出体外。
这个过程包括氧化、还原、水解、结合等反应，通过这些反应，将亲脂性的物质转化为亲水性的物质，便于从尿液或胆汁中排出。
肝脏的解毒功能也值得一提。
它能够处理进入体内的各种有毒物质，如重金属、农药、细菌毒素等。
肝脏中的一些酶类，如细胞色素 P450酶系，可以将有毒物质代谢为无毒或低毒的物质，从而保护机体免受损害。
肝脏还参与维生素和激素的代谢。
例如，肝脏可以储存维生素 A、D、E、K 等，并且能够对维生素进行代谢转化。
对于激素，肝脏能够调节激素的灭活，如对雌激素、醛固酮等进行灭活，维持体内激素水平的平衡。
当肝脏出现疾病时，其生物化学功能会受到影响，从而导致一系列的代谢紊乱。
例如，肝功能不全时，可能会出现低血糖、低蛋白血症、脂代谢紊乱、黄疸等症状。
肝生物化学课件
实验原理包括：酶 活性测定、代谢产 物测定、基因表达 分析等
基因表达分析：通 过分析基因表达水 平来评估肝脏的基 因表达情况
酶活性测定：通过 测定酶的活性来评 估肝脏的功能
肝生化实验方法可 以应用于肝脏疾病 的诊断、治疗和预 防等方面
肝生化实验步骤
01
取肝组织：从实验动物体内取出
肝组织，进行预处理。
蛋白质代谢异常：肝细胞蛋白质 代谢异常，如肝硬化、肝炎等
肝生物化学实验方法
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#2023
肝生化实验原理
肝生化实验是研究 肝脏生物化学的实 验方法
代谢产物测定：通 过测定肝脏代谢产 物的含量来评估肝 脏的代谢功能
肝生物化学的研究方法包 括：生化分析、分子生物 学、细胞生物学、生物信 息学等。
肝生物化学的主要研究内 容包括：蛋白质、脂质、 糖类、核酸、维生素、激 素等生物分子的代谢过程。
肝生物化学的研究对于理 解肝脏疾病的发病机制、 诊断和治疗具有重要意义。
肝生物化学研究内容
01
肝细胞代谢：糖、脂质、蛋白 质、核酸等物质的合成与分解
肝糖原分解：在 需要时，肝糖原 分解为葡萄糖供 能
糖异生：在饥饿 或低血糖时，肝 细胞将非糖物质 转化为葡萄糖
糖酵解：在肝细 胞中，葡萄糖分 解为丙酮酸，产 生能量和乳酸
肝脂代谢
01
肝脂代谢的主要功能： 合成、分解、运输和 储存脂质
02
肝脂代谢的主要途径： 脂肪合成、脂肪分解、 脂蛋白合成和脂蛋白 运输
细胞增殖、分化、修
复等
04
肝细胞代谢功能：如
糖、脂、蛋白质、胆
汁酸等代谢情况
肝的生物化学
肝的生物化学1.生物转化作用：来自体内外的非营养物质（药物、毒物、染料、添加剂，以及肠管内细菌的腐败产物）在肝进行氧化、还原、水解和结合反应，这一过程称为肝的生物转化作用。
2．初级胆汁酸：初级胆汁酸是胆固醇在肝细胞内分解生成的具有24碳的胆汁酸，包括胆酸和鹅脱氧胆酸及其与甘氨酸和牛磺酸的结合产物。
3．次级胆汁酸：由初级胆汁酸在肠道中经细菌作用氧化生成的胆汁酸，包括脱氧胆酸和石胆酸及其与甘氨酸和牛磺酸的结合产物。
4．单胺氧化酶（MAO）：单胺氧化酶存在于线粒体中，从肠道吸收来的腐败产物胺类可由此酶氧化脱氨，生成醛与过氧化氢。
5．结合胆红素：胆红素在肝微粒体中与葡糖醛酸结合生成的葡糖醛酸胆红素称为结合胆红素，它水溶性大，易从尿中排出。
6．胆色素：胆色素是体内铁卟啉化合物的分解代谢产物，主要是衰老的红细胞在网状内皮系统中分解产生血红蛋白，血红蛋白进一步分解而来。
包括胆红素、胆绿素、胆素原和胆素。
7．胆素原的肠肝循环生理情况下，肠中产生的胆素原约有10％－20％重吸收，经门静脉入肝，其中大部分又以原形随胆汁再次排入肠道，此过程称为胆素原的肠肝循环。
8．胆汁酸的肠肝循环在肝细胞合成的初级胆汁酸，随胆汁进入肠道，转变为次级胆汁骏。
肠道中约95％胆汁酸经门静脉被重吸收入肝，并同新合成的胆汁酸一起再次被排人肠道，此循环过程称胆汁酸的肠肝循环。
9．黄疸胆红素为金黄色物质，大量的胆红素扩散进人组织，可造成组织黄染，这一体症称为黄疸。
根据胆红素生成的原因可将黄疸分为三种类型。
即溶血性黄疸、肝细胞性黄疸和阻塞性黄疸。
10.胆汁：是肝细胞分泌的一种液体，分为肝胆汁和胆囊胆汁，主要成分是胆汁酸盐，另外还含有多种酶类肝脏在物质代谢中的作用：肝脏在糖代谢中的作用，是通过肝糖原的合成、分解与糖异生作用来维持血糖浓度的恒定，确保全身各组织的能量供应; 肝脏在脂类的消化、吸收、分解、合成及运输等过程中均起重要作用; 肝脏能合成多种血浆蛋白质，并在蛋白质的分解代谢中也起重要作用; 肝脏在维生素的吸收、贮存和转化等方面均有重要作用; 肝脏参与激素的灭活胆汁酸的生理功能：作为较强的乳化剂促进脂类的消化吸收; 抑制胆固醇结石的形成; 维持胆汁的液态胆色素的正常代谢过程：1.衰老的红细胞被网状内皮系统破坏后释出的血红素，在血红素加氧酶催化下，生成胆绿素，再在胆绿素还原酶催化下生成脂溶性的胆红素。
肝的生物化学课件
transferase, GST)
44
第 四 节 胆色素代谢
❖ 胆色素的概念及来源 ❖ 1、 概念：
❖ 是含铁卟林的化合物在体内代谢产物的物质， ❖ 包括：胆红素、胆绿素、胆素原、胆素等。
❖ 2、来源：
❖ 主要来自血红蛋白.肌红蛋白.细胞色素.过氧化物 酶的辅酶具有一定的颜色.
（二）维持胆汁中胆固醇的溶解状态以抑制 胆固醇析出
➢ 胆汁中的胆汁酸盐与卵磷脂协同作用，使 胆固醇分散形成可溶性微团，使之不易结 晶沉淀而随胆汁排泄。
➢ 胆固醇是否从胆汁中沉淀析出主要取决于 胆汁中胆汁酸盐和卵磷脂与胆固醇之间的 合适比例（正常比值 ≥10︰1）。
25
第三节 肝的生物转化作用
26
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（三）、胆红素在肝中的转变
＊1.摄取 胆红素可以自由双向通透肝血窦肝细胞
膜表面进入肝细胞 ＊2.转运
在胞浆与载体蛋白（Y.Z)结合
内质网（转化）
50
＊3、转化
❖ 部位：滑面内网质 ❖ 反应：结合反应（主要结合物为UDPGA） ❖ 酶：葡萄糖醛酸基转移酶 ❖ 产物：主要为双葡萄糖醛酸胆红素，另有少量
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一、胆红素代谢过程
（一）、胆红素的生成
- - - - 主要源于血红素的降解
➢正常人每天可生成250～350mg胆红素，其中 约80%以上来自衰老红细胞破坏所释放的血红 蛋白的分解。
46
部位： 肝、脾、骨髓等单核吞噬细胞微粒体与胞液中。
过程：
血红蛋白 （红细胞）
• 胆红素的性质
血红素＋珠蛋白
胆汁：肝细胞分泌的一种金黄色液体，有苦味，储存在胆囊
肝生物化学(生物化学课件)
肝脏疾患时与代谢障碍或异常有关的临床表现
糖代谢
脂类代谢
蛋白质代谢
维生素代谢 激素代谢
低血糖
临 床 表 现
厌 油 腻 及 脂 肪 肝性脑病 泻
脂肪肝
水肿或 凝血时间 腹水 延长及出
血倾向
出血倾向、 夜盲症
蜘蛛痣、 肝掌
肝 糖 原 储 分 泌 胆 汁 的 能 肝 合 成 尿 清蛋白 凝血酶原、维生素K、A 肝对激素
甘氨酸等物质或基团
结合反应是体内最重要的生物转化方式
1、葡萄糖醛酸结合反应
酶：葡萄糖醛酸转移酶（UDPGAT）
部位：肝微粒体
葡萄糖供体：尿苷二磷酸葡萄糖醛酸
产物：各种葡萄糖酸苷
OH
COOH
UDPGT
O
O
UDPGA UDP
苯酚
苯-β-葡萄糖醛酸苷(醚型)
2、硫酸结合反应
酶：硫酸转移酶 硫酸供体：3ˊ-磷酸腺苷5ˊ-磷酰硫酸（PAPS） 产物：硫酸酯化合物
仍不大，必须与某些极性更强的物质结合, 即第二相反应，才最终排出。
（一）氧化反应——最多见的生物转化反应 1、加单氧酶系
存在部位：微粒体内 催化的基本反应
RH+O2+NADPH+H+ ROH+NADP++H2O
产物: 羟化物、环氧化物
意义：加单氧酶系的羟化作用不仅增加药物或毒物的水溶性， 有利于排泄，而且还参与体内许多重要物质的羟化过程。
胆汁酸是胆汁的主要成分，是脂类消化吸收所必需 的一类物质。
肝进行胆汁酸的合成与排泄构成了胆固醇降解的主 要途径，也是机体清除胆固醇的主要方式。
（二）胆汁酸的生成 1、初级胆汁酸的生成
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目录
二、肝的生物转化反应可分为两相
❖ 概述 第一相反应：氧化、还原、水解反应 第二相反应：结合反应
* 有些物质经过第一相反应即可顺利排出体外。
* 物质即使经过第一相反应后，极性改变仍不 大，必须与某些极性更强的物质结合, 即第 二相反应，才最终排出。
❖ 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
目录
三、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。
回顾：肝内进行的脂类代谢主要有哪些？ 脂肪酸的氧化、脂肪酸的合成及酯化、 酮体的生成、胆固醇的合成与转变、脂 蛋白与载脂蛋白的合成 (VLDL、HDL、 apo CⅡ)、脂蛋白的降解 (LDL)。
肝是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
Vit D3 → 25-(OH)-Vit D3 水溶性维生素→辅酶的组成成分
目录
第二节 肝的生物转化作用
Biotransformation in the Liver
目录
一、肝的生物转化作用是机体的重要 保护机制
目录
二、肝是维持血糖正常水平的重要器官
作用：维持血糖浓度恒定，保障全身各组织， 尤其是大脑和红细胞的能量供应。
回顾：肝内进行那些糖代谢途径？ 糖异生 肝糖原的合成与分解 糖酵解途径 磷酸戊糖途径
目录
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
基本特点： 能直接激活氧分子，其中一个氧原子加
入底物分子中，另一氧原子被还原为水，故 又称为混合功能氧化酶。
目录
目录
产物：羟化物或环氧化物 举例：
N2H
苯胺
HO
N2H
对氨基苯酚
目录
多环芳烃的生 物转化过程
多芳香烃
加单氧酶系 加氧
非酶促反应 分子重排
OH
酚类
葡糖醛酸或硫酸结合物
O
环氧化物 （致癌门管区
Ⅰ Ⅱ Ⅲ 中央静脉
肝细胞分带示意图 箭头表示血流方向
目录
肝细胞物质代谢的区域化
I带
III带
I带
III带
葡萄糖的释放 糖原分解 糖异生作用
氧化供能代谢 脂肪酸的氧化 三羧酸循环 氧化呼吸链
葡萄糖的摄取 氨基酸的利用
解氨毒作用
糖原生成
氨基酸转化为糖
糖酵解
氨基酸分解
水化酶 水化
谷 胱 甘 肽 -S -环 氧 化 物
GSH
转移酶
H OH H OH
二氢二醇衍生物
SG OH
谷胱甘肽结合物
目录
• 迄今已鉴定出30余种人类编码CYP的基因。 • 按氨基酸序列同源性在40%以上分类，可将人肝细胞
P450 分 为 5 个 家 族 ： CYP1 、 CYP2 、 CYP3 、 CYP7 和 CYP27。 • 在同一家族中，按氨基酸序列同源性在55%60%，又 可进一步分为A、B、C等亚族。 • 对异生素进行生物转化的主要CYP是CYP1、CYP2和 CYP3。其中又以微粒体CYP3A4、CYP2C9、CYP1A2 和CYP2E1的含量最多。
目录
肝在脂类代谢各过程中的作用
❖ 肝细胞合成并分泌胆汁酸，帮助脂类物质的消化 与吸收。
❖ 肝细胞是体内代谢脂酸的主要器官，也是脂酸β －氧化的重要场所。
❖ 肝在调节机体胆固醇平衡上起着中心作用。 ❖ 肝处于脂蛋白的中心地位。 ❖ 肝磷脂（尤其是卵磷脂）的合成非常活跃。
目录
四、肝的蛋白质代谢与肝外组织密切相关
利福平，巴比妥酸
CYP2C9( 16%） ( S) - 苄甲酮香豆素7- 羟化反应，甲苯磺丁脲
目录
（一）第I相反应包括氧化、还原和水解反应
1.细胞色素P450加单氧酶是氧化异源物的最重要的酶 存在部位：微粒体内(滑面内质网) 组成：Cyt P450，NADPH+H+，NADPH-细胞色素 P450还原酶 催化的基本反应： RH+O2+NADPH+H+ ROH+NADP++H2O
目录
❖ 在血浆蛋白质代谢中的作用： ▪ 合成与分泌血浆蛋白质（γ球蛋白除外） ▪ 清除血浆蛋白质（清蛋白除外）
❖ 在氨基酸代谢中的作用：
▪ 氨基酸的脱氨基、脱羧基、脱硫、转甲基 等（支链氨基酸除外）。
▪ 清除血氨及胺类，合成尿素。
目录
目录
五、肝参与多种维生素和辅酶代谢
❖ 脂溶性维生素的吸收 ❖ 维生素的储存
第二十二章肝生物化学
目录
第一节 肝在物质代谢中的作用
The Liver Roles in Metabolism
目录
一、肝细胞的结构特点赋予其多重 代谢功能
（一）不同部位肝细胞具有物质代谢的异质性
＊不同部位的肝细胞获得的氧和营养物质具有差异。
＊以终末微血管为中轴，将肝小叶中的肝细胞分为 三条带：
I 区：肝小叶门周区 III ：肝小叶中央周区 II区：介于I区与III区之间
目录
成人肝细胞与生物转化有关的主要细胞色素P450
类型（含量%）
特征性反应
诱导物
CYP1A2( 18%） 乙酰对氨苯甲醚（非那西丁）O- 脱乙酰基反应； 奥美拉唑, 吸烟,
咖啡因N3- 脱甲基反应；雌二醇2- 羟化反应
烧焦的食品
CYP2A6( 5%） 香豆素7- 羟化反应
利福平，巴比妥酸
CYP2C8( 1%） 氨基比林N- 脱甲基反应，维生素A羟化反应
脂类生成
从氨基酸氮生成尿素 从氨氮生成尿素
氧化保护作用
生物转化作用
胆汁酸排泄
胆汁酸的生成
胆红素排泄
目录
（二）肝细胞是机体物质代谢最活跃的场所之一
＊肝细胞富含细胞器，其中以内质网、线粒 体、溶酶体和过氧化酶体含量最为丰富。
＊肝细胞含有3个不同功能膜域（membrane domain），即血窦域、胆小管域和与这两 个膜域相连接的侧域。
＊生物转化的定义 一些非营养物质在体内的代谢转变过
程称为生物转化 (biotransformation) 。
＊生物转化的对象
内源性：如激素、胺类等 非营养物质
外源性：如药物、毒物等
目录
＊生物转化的主要场所
肝是生物转化最重要器官，但在肺、肾、胃肠道 和皮肤也有一定生物转化功能 。
＊生物转化的意义
对体内的非营养物质(xenobiotics)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。