第11章非營養(yǎng)物質(zhì)代謝

1、目錄目錄非營養(yǎng)物質(zhì)代謝非營養(yǎng)物質(zhì)代謝第第1111章章目錄目錄 非營養(yǎng)物質(zhì)非營養(yǎng)物質(zhì): : 既不作為構(gòu)建組織細胞的既不作為構(gòu)建組織細胞的成分，又不作為能源物質(zhì)。成分，又不作為能源物質(zhì)。內(nèi)源性：內(nèi)源性：如激素、神經(jīng)遞質(zhì)、胺類等如激素、神經(jīng)遞質(zhì)、胺類等外源性：外源性：如食品添加劑、藥物、毒物等如食品添加劑、藥物、毒物等非營養(yǎng)物質(zhì)非營養(yǎng)物質(zhì)目錄目錄第一節(jié)第一節(jié) 肝的生物轉(zhuǎn)化作用肝的生物轉(zhuǎn)化作用Biotransformation Function of Liver目錄目錄一、肝的生物轉(zhuǎn)化作用是機體重要一、肝的生物轉(zhuǎn)化作用是機體重要的保護機制的保護機制（一）生物轉(zhuǎn)化的概念（一）生物轉(zhuǎn)化的概念機體對內(nèi)、外源

2、性的非營養(yǎng)物質(zhì)進行代機體對內(nèi)、外源性的非營養(yǎng)物質(zhì)進行代謝轉(zhuǎn)變，使其水溶性提高，極性增強，易于謝轉(zhuǎn)變，使其水溶性提高，極性增強，易于通過膽汁或尿液排出體外的過程稱為通過膽汁或尿液排出體外的過程稱為生物轉(zhuǎn)生物轉(zhuǎn)化化(biotransformation)。目錄目錄 肝是生物轉(zhuǎn)化的主要器官；肝是生物轉(zhuǎn)化的主要器官； 腎、肺、胃腸道和皮膚也有一定生物轉(zhuǎn)腎、肺、胃腸道和皮膚也有一定生物轉(zhuǎn)化功能化功能 。n生物轉(zhuǎn)化的主要場所生物轉(zhuǎn)化的主要場所目錄目錄（二）生物轉(zhuǎn)化的意義（二）生物轉(zhuǎn)化的意義生物轉(zhuǎn)化可對體內(nèi)的大部分非營養(yǎng)物質(zhì)進行代生物轉(zhuǎn)化可對體內(nèi)的大部分非營養(yǎng)物質(zhì)進行代謝轉(zhuǎn)化，使其生物學(xué)活性降低或喪失謝轉(zhuǎn)化，

3、使其生物學(xué)活性降低或喪失( (滅活滅活) )，或使有毒物質(zhì)的毒性減低或消除或使有毒物質(zhì)的毒性減低或消除( (解毒解毒) )。通過生物轉(zhuǎn)化作用可增加這些非營養(yǎng)物質(zhì)的水通過生物轉(zhuǎn)化作用可增加這些非營養(yǎng)物質(zhì)的水溶性和極性，從而易于從膽汁或尿液中排出。溶性和極性，從而易于從膽汁或尿液中排出。 肝的生物轉(zhuǎn)化作用肝的生物轉(zhuǎn)化作用解毒作用（解毒作用（detoxification）目錄目錄二、肝的生物轉(zhuǎn)化包括兩相反應(yīng)二、肝的生物轉(zhuǎn)化包括兩相反應(yīng)第一相反應(yīng)第一相反應(yīng)：氧化、還原、水解反應(yīng)氧化、還原、水解反應(yīng)第二相反應(yīng)第二相反應(yīng)：結(jié)合反應(yīng)結(jié)合反應(yīng)目錄目錄n生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)的特點生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)的特點轉(zhuǎn)化反應(yīng)的連續(xù)性轉(zhuǎn)化反

4、應(yīng)的連續(xù)性: : 一種物質(zhì)在體內(nèi)的轉(zhuǎn)化往往同時一種物質(zhì)在體內(nèi)的轉(zhuǎn)化往往同時或先后發(fā)生多種反應(yīng)，產(chǎn)生多種產(chǎn)物?；蛳群蟀l(fā)生多種反應(yīng)，產(chǎn)生多種產(chǎn)物。反應(yīng)類型的多樣性反應(yīng)類型的多樣性: : 同一種或同一類物質(zhì)在體內(nèi)也可同一種或同一類物質(zhì)在體內(nèi)也可進行多種不同反應(yīng)。進行多種不同反應(yīng)。解毒與致毒的雙重性解毒與致毒的雙重性: : 一種物質(zhì)經(jīng)過一定的轉(zhuǎn)化后，一種物質(zhì)經(jīng)過一定的轉(zhuǎn)化后，其毒性可能減弱（解毒）其毒性可能減弱（解毒）, , 也可能增強（致毒）。也可能增強（致毒）。目錄目錄（一）氧化反應(yīng)是最多見的生物轉(zhuǎn)化第一相反應(yīng)（一）氧化反應(yīng)是最多見的生物轉(zhuǎn)化第一相反應(yīng).加單氧酶系是氧化異源物最重要的酶加單氧酶系是

5、氧化異源物最重要的酶RH + O2 + NADPH + H+ROH + NADP+ + H2O加單氧酶加單氧酶目錄目錄 產(chǎn)物：羥化物或環(huán)氧化物產(chǎn)物：羥化物或環(huán)氧化物 舉例：舉例： NH2NH2HO苯胺苯胺對氨基苯酚對氨基苯酚目錄目錄意義：加單氧酶系的羥化作用不僅增加藥物或毒意義：加單氧酶系的羥化作用不僅增加藥物或毒物的水溶性，有利于排泄，而且還參與體內(nèi)許多物的水溶性，有利于排泄，而且還參與體內(nèi)許多重要物質(zhì)的羥化過程。重要物質(zhì)的羥化過程。 維生素維生素D3羥化成為具有生物學(xué)活性的維生素羥化成為具有生物學(xué)活性的維生素1, 25,(OH)2D3 膽汁酸和類固醇激素合成過程中的羥化作用膽汁酸和類固醇激

6、素合成過程中的羥化作用 黃曲霉素黃曲霉素B1經(jīng)加單氧酶作用生成致癌物質(zhì)經(jīng)加單氧酶作用生成致癌物質(zhì) 目錄目錄 黃曲霉素黃曲霉素B1經(jīng)加單氧酶作用生成的黃曲霉素經(jīng)加單氧酶作用生成的黃曲霉素2, 3環(huán)氧化物環(huán)氧化物可與可與DNA分子中的鳥嘌呤結(jié)合，引起分子中的鳥嘌呤結(jié)合，引起DNA突變，成為原發(fā)突變，成為原發(fā)性肝癌發(fā)生的重要危險因素。性肝癌發(fā)生的重要危險因素。多 芳 香 烴加 單 氧 酶 系加 氧O 環(huán) 氧 化 物（ 致 癌 物 ）水 化 酶水 化谷 胱 甘 肽 -S-環(huán) 氧 化 物 轉(zhuǎn) 移 酶GSH非 酶 促 反 應(yīng) 分 子 重 排OH酚 類葡 糖 醛 酸 或 硫 酸 結(jié) 合 物二 氫 二 醇 衍

7、 生 物OHHOHH谷 胱 甘 肽 結(jié) 合 物OHSG多環(huán)芳烴的多環(huán)芳烴的生物轉(zhuǎn)化過程生物轉(zhuǎn)化過程目錄目錄.單胺氧化酶類氧化脂肪族和芳香族胺類單胺氧化酶類氧化脂肪族和芳香族胺類 RCH2NH2+O2+H2O2RCHO+NH3+H2O單胺氧化酶單胺氧化酶( monoamine oxidase, MAO)存在存在于線粒體內(nèi)。于線粒體內(nèi)。催化的反應(yīng)：催化的反應(yīng)：催化胺類物質(zhì)氧化脫氨基生成相催化胺類物質(zhì)氧化脫氨基生成相應(yīng)的醛類。應(yīng)的醛類。目錄目錄.醇脫氫酶與醛脫氫酶將乙醇最終氧化成乙酸醇脫氫酶與醛脫氫酶將乙醇最終氧化成乙酸存在部位：胞液中存在部位：胞液中催化的反應(yīng)催化的反應(yīng): : 醇脫氫酶醇脫氫酶(a

8、lcohol dehydrogenase, ADH)催化催化醇類醇類氧化成氧化成醛醛 醛脫氫酶醛脫氫酶(aldehyde dehydrogenase, ALDH)催化催化醛類醛類生成生成酸酸目錄目錄硝基化合物多見于食品防腐劑、工業(yè)試劑等。硝基化合物多見于食品防腐劑、工業(yè)試劑等。偶氮化合物常見于食品色素、化妝品、紡織與偶氮化合物常見于食品色素、化妝品、紡織與印刷工業(yè)等。有些可能是前致癌物。印刷工業(yè)等。有些可能是前致癌物。這 些 化 合 物 分 別 在 微 粒 體這 些 化 合 物 分 別 在 微 粒 體 硝 基 還 原 酶硝 基 還 原 酶(nitroreductase)和和偶氮還原酶偶氮還原酶

9、(azoreductase)的的催化下，從催化下，從NADH或或NADPH接受氫，還原生接受氫，還原生成相應(yīng)的胺類。成相應(yīng)的胺類。（二）硝基還原酶和偶氮還原酶是第一相反應(yīng)（二）硝基還原酶和偶氮還原酶是第一相反應(yīng)的主要還原酶的主要還原酶目錄目錄目錄目錄肝細胞的胞液與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中含有多種水解酶類，肝細胞的胞液與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中含有多種水解酶類，主要有酯酶主要有酯酶(esterases)、酰胺酶、酰胺酶(amidase)和糖和糖苷酶苷酶(glucosidase)，分別水解酯鍵、酰胺鍵和，分別水解酯鍵、酰胺鍵和糖苷鍵類化合物，以減低或消除其生物活性。糖苷鍵類化合物，以減低或消除其生物活性。這些水解產(chǎn)物通常還需進一

10、步反應(yīng)，以利排出這些水解產(chǎn)物通常還需進一步反應(yīng)，以利排出體外。體外。 （三）酯酶、酰胺酶和糖苷酶是生物轉(zhuǎn)化的（三）酯酶、酰胺酶和糖苷酶是生物轉(zhuǎn)化的主要水解酶主要水解酶目錄目錄乙酰水楊酸的生物轉(zhuǎn)化過程：乙酰水楊酸的生物轉(zhuǎn)化過程：目錄目錄凡含有凡含有羥基、羧基或氨基羥基、羧基或氨基的藥物、毒物的藥物、毒物或激素等均可發(fā)生結(jié)合反應(yīng)?；蚣に氐染砂l(fā)生結(jié)合反應(yīng)。 葡糖醛酸、硫酸、乙?；?、谷胱甘肽、葡糖醛酸、硫酸、乙酰基、谷胱甘肽、甲基、甘氨酸等物質(zhì)或基團。甲基、甘氨酸等物質(zhì)或基團。 （四）結(jié)合反應(yīng)是生物轉(zhuǎn)化第二相反應(yīng)（四）結(jié)合反應(yīng)是生物轉(zhuǎn)化第二相反應(yīng)n結(jié)合對象：結(jié)合對象：n結(jié)合物：結(jié)合物：目錄目錄1.葡

11、糖醛酸結(jié)合是最重要、最普遍的結(jié)合反應(yīng)葡糖醛酸結(jié)合是最重要、最普遍的結(jié)合反應(yīng)n葡糖醛酸基的直接供體葡糖醛酸基的直接供體2NAD+2NADH+ 2H+UDPG脫氫酶脫氫酶尿苷二磷酸葡糖醛酸尿苷二磷酸葡糖醛酸(UDPGA)目錄目錄2.硫酸結(jié)合也是常見的結(jié)合反應(yīng)硫酸結(jié)合也是常見的結(jié)合反應(yīng) n硫酸供體：硫酸供體：3 -磷酸腺苷磷酸腺苷-5 -磷酸硫酸磷酸硫酸( PAPS)n催化酶：催化酶：硫酸轉(zhuǎn)移酶硫酸轉(zhuǎn)移酶 (sulfate transferase)n舉例：舉例：雌酮雌酮OOHPAPS+PAP雌酮硫酸酯雌酮硫酸酯OHO3SO目錄目錄n主要轉(zhuǎn)化對象：主要轉(zhuǎn)化對象：芳香胺類芳香胺類3.乙?；悄承┖贩?/p>

12、營養(yǎng)物質(zhì)的重要轉(zhuǎn)化方式乙?；悄承┖贩菭I養(yǎng)物質(zhì)的重要轉(zhuǎn)化方式n催化酶：催化酶：乙?；D(zhuǎn)移酶乙?；D(zhuǎn)移酶(acetyltransferase)目錄目錄4.谷胱甘肽結(jié)合是細胞應(yīng)對親電子性異源物的重要谷胱甘肽結(jié)合是細胞應(yīng)對親電子性異源物的重要防御反應(yīng)防御反應(yīng)n結(jié)合對象：結(jié)合對象：鹵代、環(huán)氧化物鹵代、環(huán)氧化物n催化酶：催化酶：谷胱甘肽谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶(glutathione S-transferase, GST)目錄目錄.甲基化是代謝內(nèi)源化合物的重要反應(yīng)甲基化是代謝內(nèi)源化合物的重要反應(yīng)n甲基供體：甲基供體：S-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸(SAM)目錄目錄n結(jié)合對象：結(jié)合對象：含羧基化合物含羧

13、基化合物6.甘氨酸主要參與含羧基異源物的結(jié)合轉(zhuǎn)化甘氨酸主要參與含羧基異源物的結(jié)合轉(zhuǎn)化目錄目錄目錄目錄第二節(jié)第二節(jié)膽汁與膽汁酸的代謝膽汁與膽汁酸的代謝Metabolism of Bile and Bile Acids目錄目錄膽道系統(tǒng)膽道系統(tǒng)肝膽汁肝膽汁膽囊膽汁膽囊膽汁( (肝細胞分泌肝細胞分泌) )( (肝膽汁經(jīng)膽囊濃縮肝膽汁經(jīng)膽囊濃縮) )一、膽汁可分為肝膽汁和膽囊膽汁一、膽汁可分為肝膽汁和膽囊膽汁膽汁酸鹽膽汁酸鹽( (含量最高含量最高) )膽固醇膽固醇膽色素膽色素多種酶類等多種酶類等n膽汁的主要有機成分：膽汁的主要有機成分：目錄目錄兩種膽汁的百分組成和部分性質(zhì)兩種膽汁的百分組成和部分性質(zhì)肝膽

14、汁肝膽汁膽囊膽汁膽囊膽汁比重比重 1.0091.013 1.0261.032 pH 7.18.5 5.57.7 水水 9697 8086 固體成分固體成分 34 1420無機鹽無機鹽 0.20.9 0.51.1 粘蛋白粘蛋白 0.10.9 14 粘蛋白粘蛋白 0.52 1.510膽色素膽色素 0.050.17 0.21.5 總脂類總脂類 0.10.5 1.84.7膽固醇膽固醇 0.050.17 0.20.9 磷脂磷脂 0.050.08 0.20.5 目錄目錄膽汁酸膽汁酸(bile acids)是存在于膽汁中一大類膽是存在于膽汁中一大類膽烷酸的總稱，以鈉鹽或鉀鹽的形式存在，即膽烷酸的總稱，以鈉鹽

15、或鉀鹽的形式存在，即膽汁酸鹽，簡稱汁酸鹽，簡稱膽鹽膽鹽 (bile salts)。二、膽汁酸有游離型、結(jié)合型及二、膽汁酸有游離型、結(jié)合型及初級、次級之分初級、次級之分目錄目錄游離膽汁酸游離膽汁酸(free bile acid)結(jié)合膽汁酸結(jié)合膽汁酸(conjugated bile acid)n膽汁酸按結(jié)構(gòu)分：膽汁酸按結(jié)構(gòu)分：目錄目錄游離膽汁酸游離膽汁酸HCOOHOHO HO H312724例：膽酸例：膽酸COOHHOHOH3712例：鵝脫氧膽酸例：鵝脫氧膽酸目錄目錄結(jié)合膽汁酸結(jié)合膽汁酸CONHCH2CH2SO3HHOHOHOH3127例：?；悄懰崂号；悄懰崂焊拾蹦懰崂焊拾蹦懰酑ONHCH2

16、COOHHOHOHOH3127目錄目錄初級膽汁酸初級膽汁酸(primary bile acid)次級膽汁酸次級膽汁酸(secondary bile acid)初級膽汁酸：初級膽汁酸：在肝細胞以膽固醇為原料直接合在肝細胞以膽固醇為原料直接合成的膽汁酸，包括膽酸、鵝脫氧膽酸及其與甘成的膽汁酸，包括膽酸、鵝脫氧膽酸及其與甘氨酸或?；撬岬慕Y(jié)合產(chǎn)物。氨酸或?；撬岬慕Y(jié)合產(chǎn)物。次級膽汁酸：次級膽汁酸：在腸道受細菌作用，第在腸道受細菌作用，第7位位羥基羥基脫氧生成的膽汁酸稱為次級膽汁酸，主要包括脫氧生成的膽汁酸稱為次級膽汁酸，主要包括脫氧膽酸和石膽酸及其在肝中分別與甘氨酸或脫氧膽酸和石膽酸及其在肝中分別與甘氨

17、酸或?；撬岬慕Y(jié)合產(chǎn)物。牛磺酸的結(jié)合產(chǎn)物。n膽汁酸按來源分：膽汁酸按來源分：目錄目錄7-羥基脫氧羥基脫氧HCOOHOHOHOH3127膽酸膽酸HCOOHOHOH3127脫氧膽酸脫氧膽酸初級膽汁酸初級膽汁酸次級膽汁酸次級膽汁酸目錄目錄7-羥基羥基脫氧脫氧HCOOHOHOH3127鵝脫氧膽酸鵝脫氧膽酸HCOOHOH3127石膽酸石膽酸次級膽汁酸次級膽汁酸初級膽汁酸初級膽汁酸目錄目錄三、膽汁酸的生理功能三、膽汁酸的生理功能膽汁酸的立體構(gòu)型膽汁酸的立體構(gòu)型親水親水與與疏水疏水兩個兩個側(cè)面，賦予膽汁酸很強的界面活性，成為較側(cè)面，賦予膽汁酸很強的界面活性，成為較強的乳化劑。強的乳化劑。（一）促進脂類的消化與

18、吸收（一）促進脂類的消化與吸收目錄目錄疏水側(cè)疏水側(cè)親水側(cè)親水側(cè)131498101711151656142OHCH3OHCH3COHNCH2HOOCCH3OH甘氨膽酸的立體構(gòu)型甘氨膽酸的立體構(gòu)型目錄目錄人體內(nèi)約人體內(nèi)約99%的膽固醇隨膽汁經(jīng)腸道排出體外，的膽固醇隨膽汁經(jīng)腸道排出體外，其中其中以膽汁酸形式，以膽汁酸形式，以直接形式排出體外。以直接形式排出體外。膽汁中的膽汁酸鹽與卵磷脂協(xié)同作用，使膽固醇膽汁中的膽汁酸鹽與卵磷脂協(xié)同作用，使膽固醇分散形成可溶性微團，使之不易結(jié)晶沉淀而隨膽分散形成可溶性微團，使之不易結(jié)晶沉淀而隨膽汁排泄。汁排泄。膽固醇是否從膽汁中沉淀析出主要取決于膽汁中膽固醇是否從膽汁

19、中沉淀析出主要取決于膽汁中膽汁酸鹽和卵磷脂與膽固醇之間的合適比例（正膽汁酸鹽和卵磷脂與膽固醇之間的合適比例（正常比值常比值 101）。）。（二）維持膽汁中膽固醇的溶解狀態(tài)以抑制（二）維持膽汁中膽固醇的溶解狀態(tài)以抑制膽固醇析出膽固醇析出目錄目錄四、膽汁酸的腸肝循環(huán)四、膽汁酸的腸肝循環(huán)膽固醇轉(zhuǎn)化成膽汁酸是其在體內(nèi)代謝膽固醇轉(zhuǎn)化成膽汁酸是其在體內(nèi)代謝的主要去路。的主要去路。目錄目錄膽汁酸隨膽汁排入腸腔后，約膽汁酸隨膽汁排入腸腔后，約95%膽汁膽汁酸可經(jīng)門靜脈重吸收入肝，在肝內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)酸可經(jīng)門靜脈重吸收入肝，在肝內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合膽汁酸合膽汁酸,并與肝新合成的膽汁酸一道再次并與肝新合成的膽汁酸一道再次排入腸

20、道，此循環(huán)過程稱排入腸道，此循環(huán)過程稱膽汁酸的腸肝循環(huán)膽汁酸的腸肝循環(huán) (enterohepatic circulation of bile acid) 。n膽汁酸腸肝循環(huán)的概念膽汁酸腸肝循環(huán)的概念: :目錄目錄膽汁酸的腸肝循環(huán)過程膽汁酸的腸肝循環(huán)過程目錄目錄在于可使有限的在于可使有限的膽汁酸庫膽汁酸庫(bile acid pool)存存(約約35克克)循環(huán)利用，以滿足機體對膽汁酸循環(huán)利用，以滿足機體對膽汁酸的生理需求。的生理需求。n膽汁酸腸肝循環(huán)的生理意義膽汁酸腸肝循環(huán)的生理意義目錄目錄第三節(jié)血紅素的生物合成Metabolism of Blood Cells is the Base of B

21、lood Biological Functions目錄目錄一、紅細胞的代謝特點一、紅細胞的代謝特點 紅細胞是血液中最主要的細胞，它是在骨髓中由造血干細胞定向分化而成的紅系細胞。 在成熟過程中，紅細胞發(fā)生一系列形態(tài)和代謝的改變。目錄目錄紅細胞成熟過程中的代謝變化紅細胞成熟過程中的代謝變化注：注：“+”+”，“-”-”分別表示該途徑有或無；分別表示該途徑有或無；* *晚幼紅細胞為晚幼紅細胞為“-”-”。代謝能力有核紅細胞網(wǎng)織紅細胞成熟紅細胞成熟紅細胞 DNA 合 成 RNA 合 成 蛋白質(zhì) 合 成 血紅素合成 脂類合成 三羧縮酸循環(huán) 氧化磷酸化 糖酵解目錄目錄（一）糖代謝（一）糖代謝v血循環(huán)中的紅

22、細胞每天大約從血漿攝取血循環(huán)中的紅細胞每天大約從血漿攝取30g30g葡萄糖，其中葡萄糖，其中90%90%95%95%經(jīng)糖酵解通路和經(jīng)糖酵解通路和2,3-2,3-二磷酸甘油酸旁路進行代謝，二磷酸甘油酸旁路進行代謝，5%5%10%10%通過磷酸戊糖途徑進行代謝。通過磷酸戊糖途徑進行代謝。 目錄目錄2. 紅細胞內(nèi)糖代謝的生理意義紅細胞內(nèi)糖代謝的生理意義（1）ATP的功能 v維持紅細胞膜上鈉泵（維持紅細胞膜上鈉泵（Na+-K+-ATPase）的正）的正常運轉(zhuǎn)；常運轉(zhuǎn)；v維持紅細胞膜上鈣泵維持紅細胞膜上鈣泵(Ca2+-ATPase)的正常運的正常運轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)；v維持紅細胞膜上脂質(zhì)與血漿脂蛋白中的脂質(zhì)進維持紅

23、細胞膜上脂質(zhì)與血漿脂蛋白中的脂質(zhì)進行交換；行交換；v少量少量ATP用于谷胱甘肽、用于谷胱甘肽、NAD+的生物合成；的生物合成；vATP用于葡萄糖的活化，啟動糖酵解過程。用于葡萄糖的活化，啟動糖酵解過程。目錄目錄 對抗氧化劑，保護細胞膜蛋白、血紅蛋白和酶蛋白的巰基等不被氧化，從而維持紅細胞的正常功能。 紅細胞中的NADPH能維持細胞內(nèi)還原型谷胱甘肽(GSH)的含量，使紅細胞免遭外源性和內(nèi)源性氧化劑的損害。 （2）NADH和和NADPH的功能的功能目錄目錄（三）血紅素的合成與調(diào)節(jié)珠蛋白，血紅素珠蛋白，血紅素(heme)n血紅蛋白的組成血紅蛋白的組成:血紅素不但是血紅素不但是Hb的輔基，也是肌紅蛋白

24、、細胞的輔基，也是肌紅蛋白、細胞色素、過氧化物的輔基。色素、過氧化物的輔基。目錄目錄1. 血紅素的生物合成血紅素的生物合成n合成的組織和亞細胞定位：合成的組織和亞細胞定位： 參與血紅蛋白組成的血紅素主要在骨髓的參與血紅蛋白組成的血紅素主要在骨髓的幼紅細胞和網(wǎng)織紅細胞中合成。幼紅細胞和網(wǎng)織紅細胞中合成。n合成原料：合成原料：甘氨酸、琥珀酰甘氨酸、琥珀酰CoA、Fe2+合成的起始和終末階段均在線粒體內(nèi)進行，合成的起始和終末階段均在線粒體內(nèi)進行，而中間階段在胞漿內(nèi)進行。而中間階段在胞漿內(nèi)進行。 n合成部位：合成部位：目錄目錄n血紅素合成過程：血紅素合成過程： -氨基氨基- -酮戊酸酮戊酸( -ami

25、nolevulinic acid, ALA)的的合成：合成：+HSCoA + CO2ALA合酶合酶（磷酸吡哆醛）（磷酸吡哆醛）COOHH2CCH2CSCoAOCH2NH2COOHCOOHH2CCH2CCH2NH2O目錄目錄 膽色素原膽色素原(prophobilinogen，PBG)的生成：的生成：ALA脫水酶脫水酶2H2Ov在在ALA脫水酶脫水酶(ALA dehydrase)催化下，二分子催化下，二分子 ALA 脫水縮合生成一分子脫水縮合生成一分子PBG。NHOHOOHONH2COOHCH2CH2CCNOHHHH目錄目錄 尿卟啉原與糞卟啉原的生成：尿卟啉原與糞卟啉原的生成：4x 膽色素原膽色素

26、原線狀四吡咯線狀四吡咯尿卟啉原尿卟啉原糞卟啉原糞卟啉原尿卟啉原尿卟啉原同合酶同合酶尿卟啉原尿卟啉原同合酶同合酶尿卟啉原尿卟啉原脫羧酶脫羧酶v反應(yīng)部位：胞液反應(yīng)部位：胞液v反應(yīng)生成的糞卟啉原反應(yīng)生成的糞卟啉原再進入線粒體。再進入線粒體。目錄目錄 血紅素的生成：血紅素的生成：v反應(yīng)部位：線粒體反應(yīng)部位：線粒體糞卟啉原糞卟啉原原卟啉原原卟啉原原卟啉原卟啉血紅素血紅素糞卟啉原糞卟啉原氧化脫羧酶氧化脫羧酶亞鐵螯合酶亞鐵螯合酶原卟啉原原卟啉原氧化酶氧化酶目錄目錄 血紅素的生成：血紅素的生成：v反應(yīng)部位：線粒體反應(yīng)部位：線粒體糞卟啉原糞卟啉原原卟啉原原卟啉原原卟啉原卟啉血紅素血紅素糞卟啉原糞卟啉原氧化脫羧酶

27、氧化脫羧酶亞鐵螯合酶亞鐵螯合酶原卟啉原原卟啉原氧化酶氧化酶目錄目錄目錄目錄 合成的主要部位是骨髓和肝臟，但成熟紅合成的主要部位是骨髓和肝臟，但成熟紅細胞不能合成；細胞不能合成； 合成的原料簡單：琥珀酰合成的原料簡單：琥珀酰CoA、甘氨酸、甘氨酸Fe2+等小分子物質(zhì)；等小分子物質(zhì)； 合成過程的起始與最終過程在線粒體，中合成過程的起始與最終過程在線粒體，中間過程在胞液。間過程在胞液。n血紅素合成的特點血紅素合成的特點：目錄目錄v是血紅素合成的限速酶；是血紅素合成的限速酶；v受血紅素反饋抑制；受血紅素反饋抑制；v高鐵血紅素強烈抑制；高鐵血紅素強烈抑制；v某些固醇類激素可誘導(dǎo)其生成。某些固醇類激素可誘

28、導(dǎo)其生成。n血紅素合成的調(diào)節(jié)：血紅素合成的調(diào)節(jié)： ALA合酶：合酶：目錄目錄v血紅素合成后與珠蛋白結(jié)合成血紅素合成后與珠蛋白結(jié)合成 血紅蛋白。血紅蛋白。v 珠蛋白的合成同一般蛋白質(zhì)的合成，其合珠蛋白的合成同一般蛋白質(zhì)的合成，其合成受血紅素調(diào)控。成受血紅素調(diào)控。2. 血紅蛋白的合成：血紅蛋白的合成：目錄目錄第四節(jié)第四節(jié)膽色素的代謝與黃疸膽色素的代謝與黃疸Metabolism of Bile Pigment and Jaundice目錄目錄膽色素膽色素(bile pigment)是體內(nèi)鐵卟啉類是體內(nèi)鐵卟啉類化合物的主要分解代謝產(chǎn)物，包括化合物的主要分解代謝產(chǎn)物，包括膽綠素膽綠素(biliverdi

29、n)、膽紅素膽紅素(bilirubin)、膽素原、膽素原(bilinogen) 和膽素和膽素(bilin)等。等。膽紅素處于膽色素代謝的中心，是人膽紅素處于膽色素代謝的中心，是人體膽汁中的主要色素。體膽汁中的主要色素。目錄目錄NN HNNOCOOOHCOHHOHHn膽紅素空間膽紅素空間結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖膽紅素的特膽紅素的特有結(jié)構(gòu)賦予其親有結(jié)構(gòu)賦予其親脂疏水的性質(zhì)脂疏水的性質(zhì), , 易自由透過細胞易自由透過細胞膜進入血液。膜進入血液。目錄目錄體內(nèi)的鐵卟啉化合物包括體內(nèi)的鐵卟啉化合物包括血紅蛋白、肌紅血紅蛋白、肌紅蛋白、細胞色素、過氧化氫酶及過氧化物酶。蛋白、細胞色素、過氧化氫酶及過氧化物酶。正

30、常人每天可生成正常人每天可生成250350mg膽紅素，其中膽紅素，其中約約80%以上來自衰老紅細胞破壞所釋放的血紅以上來自衰老紅細胞破壞所釋放的血紅蛋白的分解。蛋白的分解。一、膽紅素一、膽紅素主要源于主要源于血紅素的降解血紅素的降解（一）膽紅素主要源于衰老紅細胞的破壞（一）膽紅素主要源于衰老紅細胞的破壞目錄目錄NNNNHOOCFe2+HOOC2O2NADPH+H+NADP+CO+H2OFe3+HNHNPNPHNOONADPH+H+NADP+HNHNPPHNOOHH血紅素膽綠素膽紅素血紅素加氧酶膽綠素還原酶HN( (二二) )膽紅素膽紅素的生成過的生成過程程: :目錄目錄二、血液中的膽紅素主要與

31、清蛋白結(jié)合二、血液中的膽紅素主要與清蛋白結(jié)合而運輸而運輸n運輸形式：運輸形式：膽紅素膽紅素- -清蛋白復(fù)合體清蛋白復(fù)合體n競爭結(jié)合劑：競爭結(jié)合劑：如磺胺藥、水楊酸、膽汁酸等。如磺胺藥、水楊酸、膽汁酸等。目錄目錄過多的游離膽紅素則可與腦部基底核的脂類結(jié)過多的游離膽紅素則可與腦部基底核的脂類結(jié)合，干擾腦的正常功能，稱為合，干擾腦的正常功能，稱為膽紅素腦病膽紅素腦病(bilirubin encephalopathy)或核黃疸或核黃疸(kernicterus)。 目錄目錄四、膽紅素在肝細胞中轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合四、膽紅素在肝細胞中轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合膽紅素并泌入膽小管膽紅素并泌入膽小管（一）游離膽紅素可滲透肝細胞膜而被攝

32、?。ㄒ唬┯坞x膽紅素可滲透肝細胞膜而被攝取膽紅素可以自由雙向通透肝血竇肝細胞膜膽紅素可以自由雙向通透肝血竇肝細胞膜表面進入肝細胞表面進入肝細胞；膽紅素在胞漿與配體蛋白膽紅素在胞漿與配體蛋白(蛋白或蛋白蛋白或蛋白)結(jié)合，膽紅素結(jié)合，膽紅素-Y蛋白或膽紅素蛋白或膽紅素-Z蛋白形式蛋白形式將膽紅素攜帶至肝細胞滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)將膽紅素攜帶至肝細胞滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。目錄目錄（二）膽紅素在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合葡糖醛酸生成（二）膽紅素在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合葡糖醛酸生成水溶性結(jié)合膽紅素水溶性結(jié)合膽紅素 n部位：部位：滑面內(nèi)網(wǎng)質(zhì)滑面內(nèi)網(wǎng)質(zhì)n反應(yīng)：反應(yīng)：結(jié)合反應(yīng)結(jié)合反應(yīng)(主要結(jié)合物為主要結(jié)合物為UDP葡糖醛酸葡糖醛酸, UDPGA) n催化酶：催

33、化酶：葡糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶葡糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶n產(chǎn)物：產(chǎn)物：主要為雙葡糖醛酸膽紅素，另有少量單葡萄主要為雙葡糖醛酸膽紅素，另有少量單葡萄糖醛酸膽紅素、硫酸膽紅素，統(tǒng)稱為結(jié)合膽紅素。糖醛酸膽紅素、硫酸膽紅素，統(tǒng)稱為結(jié)合膽紅素。n意義：意義：膽紅素與葡糖醛酸的結(jié)合是肝對有毒性膽紅膽紅素與葡糖醛酸的結(jié)合是肝對有毒性膽紅素一種根本性的生物轉(zhuǎn)化解毒方式。素一種根本性的生物轉(zhuǎn)化解毒方式。目錄目錄膽紅素葡糖醛酸一酯膽紅素葡糖醛酸一酯 + UDP -葡糖醛酸葡糖醛酸UDP-葡糖醛葡糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶酸基轉(zhuǎn)移酶膽紅素葡糖醛酸二酯膽紅素葡糖醛酸二酯 + UDP 膽紅素膽紅素 + UDP -葡糖醛酸葡糖醛酸膽紅素葡糖醛酸一酯膽

34、紅素葡糖醛酸一酯 + UDPUDP-葡糖醛葡糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶酸基轉(zhuǎn)移酶n葡糖醛酸膽紅素的生成葡糖醛酸膽紅素的生成:目錄目錄HNHNHNHNOOHHCH2CH2CH2COOCH2COOHOHHOHHOHHOOCHHOHOHOHHOHHHOHHCOOHHHn膽紅素葡糖醛酸二酯的結(jié)構(gòu)膽紅素葡糖醛酸二酯的結(jié)構(gòu):目錄目錄兩種膽紅素理化性質(zhì)的比較兩種膽紅素理化性質(zhì)的比較理化性質(zhì)理化性質(zhì)未結(jié)合膽紅素未結(jié)合膽紅素結(jié)合膽紅素結(jié)合膽紅素同義名稱同義名稱間接膽紅素、間接膽紅素、游離膽紅素游離膽紅素直接膽紅素、直接膽紅素、肝膽紅素肝膽紅素與葡糖醛酸結(jié)合與葡糖醛酸結(jié)合未結(jié)合未結(jié)合結(jié)合結(jié)合水溶性水溶性小小脂溶性脂溶性大大透

35、過細胞膜的能力及毒性透過細胞膜的能力及毒性大大小小能否透過腎小球隨尿排出能否透過腎小球隨尿排出不能不能能能與重氮試劑反應(yīng)與重氮試劑反應(yīng)間接陽性間接陽性直接陽性直接陽性目錄目錄結(jié)合膽紅素結(jié)合膽紅素膽素原膽素原腸腸 菌菌葡糖醛酸葡糖醛酸還原還原膽素膽素氧化氧化n 膽素原生成過程：膽素原生成過程：游離膽紅素游離膽紅素四、膽紅素在腸道內(nèi)轉(zhuǎn)化為膽素原和膽素四、膽紅素在腸道內(nèi)轉(zhuǎn)化為膽素原和膽素目錄目錄NHNPPNHOOHHH膽 紅 素HH+8Hd-尿 膽 素 原+8HHNHNHNPPNHOOHHHHNNHNPPNHOOHHHHNHHHHHHHHH中 膽 素 原 （ i-尿 膽 素 原 ）d-尿 膽 素HN

36、HNPPNHOOHHHHNHHHHHHHHH糞 膽 素 原 （ l-尿 膽 素 原 ）+4H2H2H中 膽 素 （ i-尿 膽 素 ）糞 膽 素 （ l-尿 膽 素 ）HH2H膽素原與膽素的生成反應(yīng)膽素原與膽素的生成反應(yīng)目錄目錄（二）少量膽素原可被腸粘膜重吸收，進入（二）少量膽素原可被腸粘膜重吸收，進入膽素原的腸肝循環(huán)膽素原的腸肝循環(huán)腸道中有少量的膽素原可被腸粘膜細腸道中有少量的膽素原可被腸粘膜細胞重吸收，經(jīng)門靜脈入肝，其中大部分再胞重吸收，經(jīng)門靜脈入肝，其中大部分再隨膽汁排入腸道，形成隨膽汁排入腸道，形成膽素原的腸肝循環(huán)膽素原的腸肝循環(huán)(bilinogen enterohepatic cir

37、culation)。n膽素原的腸肝循環(huán)的概念：膽素原的腸肝循環(huán)的概念：目錄目錄血紅蛋白珠蛋白血紅素NADPH+H+NADP+膽綠素膽紅素2O2 H2OFe3+CONADPH+H+NADP+膽紅素-清蛋白 復(fù)合物膽紅素配體蛋白膽紅素-配體蛋白 復(fù)合物葡糖醛酸膽紅素UDPGAUDP內(nèi)質(zhì)網(wǎng)胞液肝細胞單核-吞噬細胞血液腸管葡糖醛酸膽紅素葡糖醛酸膽紅素膽素原膽素原（少量）膽素糞便腎小部分大部分膽素原O2O2膽素尿膽素原腸肝循環(huán)的膽素原腸肝循環(huán)的過程過程目錄目錄五、高膽紅素血癥及黃疸五、高膽紅素血癥及黃疸正常血清膽紅素濃度：正常血清膽紅素濃度：3.417.1mol/L（0.21mg/dl)。 4/5為游離

38、膽紅素，其余為結(jié)合膽紅素。為游離膽紅素，其余為結(jié)合膽紅素。高膽紅素血癥（高膽紅素血癥（hyperbilirubinemia)：體內(nèi)膽紅素：體內(nèi)膽紅素生成過多，或肝細胞對膽紅素的攝取、轉(zhuǎn)化及排泄生成過多，或肝細胞對膽紅素的攝取、轉(zhuǎn)化及排泄能力下降等因素引起血漿膽紅素含量的增多。能力下降等因素引起血漿膽紅素含量的增多。（一）正常人膽紅素的生成與排泄維持動態(tài)平衡（一）正常人膽紅素的生成與排泄維持動態(tài)平衡目錄目錄（二）黃疸依據(jù)病因有溶血性、肝細胞性和（二）黃疸依據(jù)病因有溶血性、肝細胞性和阻塞性之分阻塞性之分 體內(nèi)膽紅素生成過多，或肝細胞對膽紅素的體內(nèi)膽紅素生成過多，或肝細胞對膽紅素的攝取、轉(zhuǎn)化及排泄能力下降等因素均可引起攝取、轉(zhuǎn)化及排泄能力下降等因素均可引起血漿膽紅素含量增多，稱為血漿膽紅素含量增多，稱為高膽紅素血癥高膽紅素血癥(hyperbilirubinemia)。膽紅素為橙黃色物質(zhì)，過量的膽紅素可擴散膽紅素為橙黃色物質(zhì)，過量的膽紅