【高中生物】肝的生物化学第十七章肝的生物化学

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第十七章肝的生物化学

第一节肝的物质代谢特点

一、肝脏在糖代谢中的作用

1．作用：维持血糖浓度的相对恒定，从而保障全身各组织，特别是大脑和红细胞的能量供应。

2．机制：在神经体液因素的调控下，肝通过糖原的合成与分解及糖异生作用来实现对血糖的调节。

1）当血糖浓度增高时（如进食后），血中葡萄糖在肝中合成肝糖原储存，使血糖保持正常水平。

2）当血糖浓度降低时（如饥饿时），肝糖原迅速分解为葡萄糖释放入血以补充血糖，从而防止血糖降低。在饥饿10多小时后，绝大部分肝糖原被消耗，此时糖异生作用成为肝供应血糖的主要途径。

故肝病时容易导致血糖含量变化，可以引起肝源性低血糖症，甚至出现低血糖昏迷。

二、肝脏在脂类代谢中的作用

1．作用：肝脏在脂类消化、吸收、转运、分解和合成代谢中都有重要作用。

2．机制：

1）肝细胞可将胆固醇转变为胆汁酸盐，随胆汁排入肠腔，可乳化脂肪，以利于脂类消化和吸收。肝病或胆道阻塞时，脂类消化吸收障碍，可产生厌油腻和脂肪泻等症状。

2）血浆中的VLDL主要在肝细胞合成，它在血浆中可转化为LDL。HDL也主要在肝细胞合成。脂蛋白是脂类在血浆中的转运形式，故肝脏积极参与体内各种脂类的转运和代谢。3）甘油三脂在肝分解代谢十分活跃。如脂肪酸在肝旺盛地进行β-氧化分解，且因其特有的酮体合成酶系，将之转变为酮体，并经血液循环转运至肝外组织，供大脑、肾、心脏、骨胳肌等组织氧化利用获取能量。

4）肝脏是合成脂肪、胆固醇、磷脂旺盛的器官。磷脂是脂蛋白的重要组成部分。当肝功能障碍或磷脂合成原料缺乏时，肝细胞合成磷脂减少，肝内脂肪运出障碍，过多的脂肪存积在肝细胞内而形成脂肪肝。

三、肝在蛋白质代谢中的作用

1．作用：肝活跃地进行着蛋白质的合成代谢与分解代谢。

2．机制：肝是合成蛋白质的重要器官，肝除合成其本身所需的蛋白质外，还能合成大部分血浆蛋白。血浆中的清蛋白、纤维蛋白原、凝血酶原及多种载脂蛋白在肝脏合成。大部分α-球蛋白和β-球蛋白也是由肝细胞合成。

注意：γ-球蛋白主要由浆细胞合成。

正常人血浆蛋白总量为60～80g/L，其中清蛋白（A）为40～55g/L，球蛋白（G）为20～30g/L，清蛋白与球蛋白的比值（A/G）为1.5～2.5/1。

当肝功能严重受损时主要是清蛋白合成减少，又因免疫刺激作用，浆细胞合成γ-球蛋白增加，使A/G比值降低甚至倒置。由于清蛋白合成减少，血浆胶体渗透压降低，患者可出现水肿或腹水等症状。因凝血酶原、纤维蛋白原合成障碍，可出现凝血时间延长及出血倾向。

肝是氨基酸代谢的主要场所。氨基酸的转氨基、脱氨基、转甲基、脱硫基及脱羧基等作用均能在肝细胞中进行。由于肝中氨基酸代谢活跃，各种转氨酶含量多、活性高，因此血中转氨酶活力的测定如ALT的测定有助肝病的诊断。

肝是合成尿素的最主要器官，各种来源的氨都可在肝细胞中通过鸟氨酸循环合成尿素。当肝功能严重受损时，体内的尿素合成减少，血氨浓度升高，可引起肝性脑病。

四、肝脏在维生素代谢中的作用

1．作用：肝在维生素的吸收、储存和转化中起着重要作用。

2．机制：

1）肝细胞合成分泌的胆汁酸盐可协助脂溶性维生素的吸收。

2）肝脏是多种维生素储存的场所，维生素A、D、K、B1及B12主要在肝中储存，其中储存的维生素A占体内总量的95％。

3）肝还与维生素代谢有密切关系，如能将胡萝卜素转化为维生素A，维生素D转化为25-（OH）-D3。肝还可利用许多维生素合成辅酶，例如维生素B1可在肝中合成TPP；维生素PP可合成NAD+和NADP+等。

五、肝在激素代谢中的作用

1．作用：肝脏是体内激素发挥生理功能后转化、灭活的主要场所。激素灭活对于激素作用时间的长短及强度起着调控作用。

2．机制：肝有活性很强的生物转化的酶系能将激素灭活。

在肝灭活的激素有醛固酮、抗利尿激素、胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素、甲状腺素、雌激素等。

严重肝功能损伤时，肝对激素的灭活功能降低，体内某些激素水平升高，如醛固酮增多造成钠与水潴溜；雌激素灭活减少，使体内雌激素水平过高，可出现男性乳房增生、蜘蛛痣或肝掌等症状。

第二节肝的生物转化

一、生物转化的概念

（一）概念：非营养性物质在体内进行的代谢转变过程称为生物转化（biotransformation）。（二）场所：主要在肝

（三）非营养性物质的来源：外源和内源。

1．内源性物质包括激素、神经递质、胺类等对机体具有强烈生物学活性的物质，还有氨及胆红素等有毒物质。

2．外源性物质则更多，如食品添加剂、色素、防腐剂和药物、毒物等1万余种。此外，还有肠道细菌的腐败产物如胺、酚、吲哚和硫化氢等。

二、生物转化的反应类型

（一）第一相反应——氧化、还原、水解反应

1．氧化反应：最多见，由肝细胞的微粒体、线粒体及胞液中多种氧化酶系所催化。（1）依赖细胞色素P450的加单氧酶：存在微粒体中，是肝中最重要的代谢药物与毒物的酶系。该酶催化许多脂溶性物质如烷烃、芳烃、类固醇等从分子氧中接受一个氧原子，生成羟基化合物或环氧化合物，故又称羟化酶，反应中另一个氧原子与氢结合生成水，故又称之为混合功能氧化酶。其催化的总反应如下：

RH+NADPH+H++O2ROH+NADP++H2O

注意：有些致癌物质经氧化后丧失活性，而有些无活性物质经氧化后生成了有毒或致癌物质，如多环芳烃经加单氧酶作用生成的环氧化物是致癌物质，需要进一步的生物转化。（2）单胺氧化酶系存在于肝细胞线粒体中。肠道细菌产生的各种胺类，如酪胺、尸胺、腐胺等及体内许多生理活性物质如5-羟色胺、儿茶酚胺均可在此酶催化下氧化为醛和氨，而丧失生物活性。反应通式如下：

RCH2NH2+O2+H2ORCHO+NH3+H2O2

（3）脱氢酶系：分布于肝细胞微粒体及胞液中，包括醇脱氢酶、醛脱氢酶，均以NAD+为辅酶，分别催化醇类和醛类氧化，生成相应的醛类或酸类。

例如：

2．还原反应

肝微粒体内含有偶氮还原酶和硝基还原酶，分别催化偶氮化合物和硝基化合物还原生成相应的胺类。例如：