生物化學(xué)課件(楊洋)9-第11章-非營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝

第十一章

非營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝1精選課件ppt肝臟的生物轉(zhuǎn)化作用膽汁酸代謝膽色素代謝與黃疸血紅素的生物合成本章主要內(nèi)容2精選課件ppt“人體的化工廠(chǎng)”糖、脂、蛋白質(zhì)、維生素和激素代謝生物轉(zhuǎn)化、膽汁酸代謝、膽色素代謝肝臟：相關(guān)知識(shí)3精選課件ppt第一節(jié)生物轉(zhuǎn)化作用

生物轉(zhuǎn)化概念*

生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)的類(lèi)型*影響生物轉(zhuǎn)化作用的因素

4精選課件ppt一.非營(yíng)養(yǎng)性物質(zhì)的來(lái)源內(nèi)源性

體內(nèi)代謝生成：

激素、神經(jīng)遞質(zhì)等生物活性分子；氨、膽紅素、胺等代謝產(chǎn)物外源性

藥物、毒物、有機(jī)農(nóng)藥、食品添加劑

腸道吸收的腐敗產(chǎn)物：

胺、酚、吲哚、硫化氫5精選課件ppt(一).生物轉(zhuǎn)化的概念*非營(yíng)養(yǎng)性物質(zhì)在肝臟內(nèi)，經(jīng)過(guò)氧化、還原、水解和結(jié)合反應(yīng)，使脂溶性較強(qiáng)的物質(zhì)獲得極性基團(tuán)，增加水溶性，而易于隨膽汁或尿液排出體外的過(guò)程。6精選課件ppt＊生物轉(zhuǎn)化的意義對(duì)體內(nèi)的非營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使其滅活(inactivate)，或解毒(detoxicate)；更為重要的是可使這些物質(zhì)的溶解度增加，易于排出體外。＊生物轉(zhuǎn)化的主要場(chǎng)所*肝是主要器官，但在肺、腎、胃腸道和皮膚也有一定生物轉(zhuǎn)化功能。肝進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化的部位：胞液、微粒體*7精選課件ppt(二)生物轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)1.多樣性和連續(xù)性

一種物質(zhì)在體內(nèi)可進(jìn)行多種生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)，且各種反應(yīng)按一定順序進(jìn)行。2.解毒與致毒的雙重性

經(jīng)過(guò)生物轉(zhuǎn)化作用，有的毒性減弱或消失，有少數(shù)物質(zhì)的毒性反而出現(xiàn)或增加。8精選課件ppt二.生物轉(zhuǎn)化的反應(yīng)類(lèi)型及酶系*

氧化反應(yīng)*第一相反應(yīng)還原反應(yīng)水解反應(yīng)第二相反應(yīng)結(jié)合反應(yīng)

9精選課件ppt一、氧化反應(yīng)單加氧酶系、單胺氧化酶系、脫氫酶系酶系細(xì)胞內(nèi)定位反應(yīng)式及舉例單加氧酶系微粒體RH+O2

+NADPH+H+→ROH+NADP++H2O（如烴類(lèi)的氧化)

單胺氧化酶系線(xiàn)粒體RCH2NH2+O2

+H2O→RCHO+NH3+H2O2（如單胺氧化酶催化胺類(lèi)的氧化）脫氫酶系胞液RCH2OH+NAD+→RCHO+NADH+H+→RCOOH（如醇脫氫酶及醛脫氫酶催化的反應(yīng)）

10精選課件ppt（一）微粒體氧化酶系（單加氧酶系）*生物轉(zhuǎn)化中最重要的氧化反應(yīng)氧化過(guò)程依賴(lài)細(xì)胞色素P450催化脂溶性物質(zhì)接受分子氧中的一個(gè)氧原子，摻入底物，生成羥基化合物、環(huán)氧化合物及其它含氧化合物，而另一分子氧原子被NADPH還原為水分子RH+O2

+NADPH+H+→ROH+NADP++H2O又稱(chēng)混合功能氧化酶系（代謝藥物及毒物）11精選課件ppt酶可被誘導(dǎo)生成

苯巴比妥安眠藥可誘導(dǎo)加單氧酶合成（耐藥）利福平可誘導(dǎo)細(xì)胞色素P450的合成加單氧酶系的作用特點(diǎn)特異性差

除催化羥化反應(yīng)外，還可催化脫烷基反應(yīng)和其他氧化反應(yīng)12精選課件ppt單加氧酶系的生理意義參與多種物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化。作用物通過(guò)羥化，極性增強(qiáng)，溶解度增大，而易于隨尿液排出。參與體內(nèi)多個(gè)代謝過(guò)程，催化其中的羥化反應(yīng)。Vit-D3活化膽汁酸的合成類(lèi)固醇激素的合成13精選課件ppt

（二）線(xiàn)粒體單胺氧化酶系RCH2NH2+O2

+H2ORCHO+NH3+H2O2單氨氧化酶（三）胞液脫氫酶系醇醛酸肝線(xiàn)粒體內(nèi)，黃素蛋白催化胺類(lèi)物質(zhì)氧化為醛和氨醇脫氫酶、醛脫氫酶胞液，微粒體內(nèi)14精選課件ppt乙醇的代謝乙醇乙醛ADH乙酸ALDH15精選課件ppt二、還原反應(yīng)還原酶系：肝細(xì)胞微粒體硝基還原酶、偶氮還原酶

NADPH提供氫產(chǎn)物為胺類(lèi)物質(zhì)*16精選課件ppt三、水解反應(yīng)

催化水解反應(yīng)的酶類(lèi)分布于胞液和微粒體中，主要包括酯酶、酰胺酶、糖苷酶等，分別催化脂類(lèi)、酰胺類(lèi)、糖苷類(lèi)化合物的水解。17精選課件ppt四、結(jié)合反應(yīng)

結(jié)合反應(yīng)結(jié)合基團(tuán)直接供體酶類(lèi)酶定位底物類(lèi)型1.葡萄糖醛酸結(jié)合*尿苷二磷酸葡萄糖醛酸（UDPGA）葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶微粒體酚、嗎啡、可卡因等含羥基、羧基的非營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)2.硫酸結(jié)合*3’—磷酸腺苷—5’—磷酸硫酸（PAPS）硫酸轉(zhuǎn)移酶胞液醇、酚、芳香胺類(lèi)、雌酮3.甲基結(jié)合S—腺苷蛋氨酸（SAM）甲基轉(zhuǎn)移酶胞液兒茶酚胺、尼克酰胺、組胺等4.乙酰基結(jié)合乙酰輔酶A乙酰基轉(zhuǎn)移酶胞液芳香胺、胺、氨基酸、磺胺藥

主要類(lèi)型第二相反應(yīng)18精選課件ppt葡萄糖醛酸結(jié)合作用尿苷二磷酸葡萄糖醛酸（UDPGA）＋非營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶葡萄糖醛酸苷＋UDP最普遍最重要的結(jié)合方式19精選課件ppt尿苷二磷酸葡萄糖醛酸20精選課件ppt酯硫酸結(jié)合作用21精選課件ppt乙酰基結(jié)合作用22精選課件ppt甲基結(jié)合作用23精選課件ppt谷胱甘肽結(jié)合反應(yīng)24精選課件ppt甘氨酸結(jié)合反應(yīng)25精選課件ppt

生物轉(zhuǎn)化非營(yíng)養(yǎng)性物質(zhì)氧化、還原、水解結(jié)合水溶性增強(qiáng)，毒物被解毒，藥物失去藥性，激素滅活肝功能受損：毒物、藥物積聚體內(nèi)，激素代謝紊亂26精選課件ppt三.影響生物轉(zhuǎn)化作用的因素受年齡、性別、疾病、誘導(dǎo)物等影響1、新生兒易發(fā)生氯霉素中毒（葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶少），老年人的生物轉(zhuǎn)化能力下降，用藥需謹(jǐn)慎。2、女性的轉(zhuǎn)化能力一般高于男性3、長(zhǎng)期服用某一藥物會(huì)出現(xiàn)耐藥性。27精選課件ppt第二節(jié)膽汁與膽汁酸代謝膽汁由肝細(xì)胞分泌（300～700ml/d）一.膽汁bile肝膽汁（金黃）膽囊膽汁（暗褐，棕綠色）儲(chǔ)存于膽囊由膽總管進(jìn)入腸道28精選課件ppt膽汁酸（含量最多）膽色素膽固醇其他：磷脂、脂肪、黏蛋白、酶膽汁酸常以鉀鹽或鈉鹽形式存在，稱(chēng)膽汁酸鹽*膽汁的主要成分：29精選課件ppt二.膽汁酸的分類(lèi)（按結(jié)構(gòu)）（一）游離膽汁酸*膽酸、石膽酸、脫氧膽酸、鵝脫氧膽酸（二）結(jié)合膽汁酸甘氨酸?；撬嵊坞x膽汁酸（側(cè)鏈上的羧基）甘氨膽酸、?；悄懰?、甘氨鵝脫氧膽酸、?；蛆Z脫氧膽酸30精選課件ppt（一）初級(jí)膽汁酸（由膽固醇在肝細(xì)胞轉(zhuǎn)變）游離型：膽酸鵝脫氧膽酸結(jié)合型：甘氨膽酸牛磺膽酸甘氨鵝脫氧膽酸?；蛆Z脫氧膽酸膽汁酸的分類(lèi)（按來(lái)源）31精選課件ppt（二）次級(jí)膽汁酸初級(jí)膽汁酸經(jīng)腸道腸菌酶作用生成游離型：石膽酸、脫氧膽酸結(jié)合型：甘氨脫氧膽酸?；敲撗跄懰?2精選課件ppt甘氨膽酸?；悄懰岣拾冰Z脫氧膽酸?；蛆Z脫氧膽酸脫氧膽酸石膽酸膽酸鵝脫氧膽酸次級(jí)膽汁酸腸道細(xì)菌初級(jí)膽汁酸按來(lái)源分類(lèi)游離型膽汁酸結(jié)合型膽汁酸按結(jié)構(gòu)分類(lèi)33精選課件ppt三.膽汁酸代謝（一）初級(jí)膽汁酸的生成原料：膽固醇反應(yīng)：羥化、加氫、側(cè)鏈氧化斷裂、修飾1.游離型膽汁酸的合成

膽汁酸生成的限速酶：

7α－羥化酶*膽汁酸是機(jī)體膽固醇代謝的主要終產(chǎn)物34精選課件ppt膽固醇7-α羥膽固醇7-α羥化酶膽酰輔酶A鵝脫氧膽酰輔酶A膽酸鵝脫氧膽酸羥化，加氫還原，側(cè)鏈氧化斷裂，輔酶A結(jié)合H2OCOASHH2OCOASH35精選課件ppt2.結(jié)合膽汁酸的生成膽酰CoA鵝脫氧膽酰CoA結(jié)合膽汁酸甘氨酸?；撬岣拾蹦懰岣拾冰Z脫氧膽酸

牛磺膽酸?；蛆Z脫氧膽酸36精選課件ppt（二）次級(jí)膽汁酸的生成結(jié)合型初級(jí)膽汁酸游離型初級(jí)膽汁酸（膽酸、鵝脫氧膽酸）腸菌酰胺酶（水解）腸菌酶（脫羥）游離型次級(jí)膽汁酸（石膽酸、脫氧膽酸）甘氨酸、?；撬峤Y(jié)合型次級(jí)膽汁酸（甘氨脫氧膽酸、牛磺脫氧膽酸）37精選課件ppt（三）膽汁酸的腸肝循環(huán)1.概念：*腸道里的膽汁酸約有95%被重吸收，經(jīng)門(mén)靜脈重新回到肝，肝細(xì)胞將游離型膽汁酸再合成為結(jié)合型膽汁酸，并同新合成的膽汁酸一起再次排入腸道，這一過(guò)程稱(chēng)為膽汁酸的腸肝循環(huán)。38精選課件ppt膽汁酸的腸肝循環(huán)膽道39精選課件ppt2.腸道重吸收的部位結(jié)合型膽汁酸：回腸主動(dòng)重吸收游離型膽汁酸：小腸和大腸被動(dòng)重吸收石膽酸：一般不被重吸收*，隨糞便排出40精選課件ppt3.膽汁酸腸肝循環(huán)的生理意義*有效利用有限的膽汁酸膽汁酸代謝池：3～5g

每日需要量：16～32g

最大限度的發(fā)揮其乳化作用保證脂類(lèi)的消化吸收每次飯后循環(huán)2～4次有利于膽汁分泌，并抑制膽固醇結(jié)石的形成41精選課件ppt四.膽汁酸的生理作用（一）促進(jìn)脂類(lèi)的消化吸收（二）抑制膽固醇結(jié)石的形成（三）對(duì)膽固醇代謝具有調(diào)控作用

7α－羥化酶（膽汁酸合成的限速酶）

膽汁酸對(duì)膽固醇合成的限速酶羥甲基戊二酸單酰CoA（HMG-CoA）還原酶抑制作用一半膽固醇轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼崃硪话肽懝檀寂c膽汁酸形成微團(tuán)隨膽汁分泌而排出42精選課件ppt第三節(jié)血紅素的生物合成血紅素（heme）屬于鐵卟啉化合物，由卟啉環(huán)與Fe2+螯合而成可在體內(nèi)多種組織細(xì)胞內(nèi)合成43精選課件ppt血紅素是紅細(xì)胞的主要成分血紅蛋白的輔基其他含血紅素蛋白如肌紅蛋白、細(xì)胞色素、過(guò)氧化氫酶及過(guò)氧化物酶等的輔基參與血紅蛋白組成的血紅素主要在骨髓的幼紅細(xì)胞和網(wǎng)織紅細(xì)胞中合成44精選課件ppt一.血紅素的生物合成合成的組織和亞細(xì)胞定位大多數(shù)組織都能合成血紅素，參與血紅蛋白組成的血紅素主要在骨髓的有核紅細(xì)胞和網(wǎng)織紅細(xì)胞中的線(xiàn)粒體及胞液合成*。成熟紅細(xì)胞沒(méi)有線(xiàn)粒體，不能合成。合成原料甘氨酸、琥珀酰CoA、Fe2+*45精選課件ppt合成過(guò)程①-氨基--酮戊酸(-aminolevulinicacid,ALA)的生成：由ALA合酶(ALAsynthase)催化，是血紅素合成的關(guān)鍵酶*+HSCoA+CO2ALA合酶（磷酸吡哆醛）反應(yīng)部位：線(xiàn)粒體*琥珀酰CoA甘氨酸46精選課件ppt膽色素原的生成ALA生成后從線(xiàn)粒體進(jìn)入胞液（2分子）ALA脫水酶2H2O反應(yīng)部位：胞液*膽色素原47精選課件ppt③尿卟啉原與糞卟啉原的生成4x膽色素原線(xiàn)狀四吡咯尿卟啉原Ⅲ糞卟啉原Ⅲ尿卟啉原Ⅰ同合酶尿卟啉原Ⅲ同合酶尿卟啉原Ⅲ脫羧酶反應(yīng)部位：胞液*48精選課件ppt④血紅素的生成胞液中的糞卟啉原Ⅲ再進(jìn)入線(xiàn)粒體反應(yīng)部位：線(xiàn)粒體糞卟啉原Ⅲ原卟啉原Ⅸ原卟啉Ⅸ血紅素糞卟啉原Ⅲ氧化脫羧酶亞鐵螯合酶原卟啉原Ⅸ氧化酶*49精選課件ppt50精選課件ppt①合成的主要部位是骨髓和肝臟，但成熟紅細(xì)胞不能合成；②合成的原料簡(jiǎn)單：琥珀酰CoA、甘氨酸Fe2+等小分子物質(zhì)；③合成過(guò)程的起始與最終過(guò)程在線(xiàn)粒體，中間過(guò)程在胞液。血紅素合成的特點(diǎn)51精選課件ppt①ALA合酶是血紅素合成的限速酶*受血紅素反饋抑制高鐵血紅素強(qiáng)烈抑制某些固醇類(lèi)激素可誘導(dǎo)其生成二.合成的調(diào)節(jié)52精選課件ppt③促紅細(xì)胞生成素(erythropoietin,EPO)與膜受體結(jié)合，加速有核紅細(xì)胞的成熟以及血紅素的合成，促使原始紅細(xì)胞的繁殖和分化。②ALA脫水酶與亞鐵螯合酶可被血紅素、重金屬等抑制，亞鐵螯合酶還需要還原劑(如谷胱甘肽)。

53精選課件ppt第四節(jié)膽色素代謝與黃疸膽色素正常時(shí)膽色素隨膽汁排泄。

膽紅素是人膽汁的主要色素*，抗氧化劑功能。膽色素代謝異常時(shí)可導(dǎo)致高膽紅素血癥—黃疸*卟啉類(lèi)化合物在體內(nèi)分解代謝生成的各種產(chǎn)物的總稱(chēng)，包括膽紅素、膽綠素、膽素原和膽素等*。除膽素原無(wú)色外，其它均有顏色。

54精選課件ppt一.膽紅素的來(lái)源與生成（一）膽紅素的來(lái)源含鐵卟啉的化合物：

血紅蛋白、肌紅蛋白、細(xì)胞色素過(guò)氧化氫酶、過(guò)氧化物酶等80％膽紅素來(lái)源于衰老紅細(xì)胞中Hb的分解*，20％來(lái)自其它含鐵卟啉化合物的分解250～350mg/天55精選課件ppt

（二）膽紅素的生成（單核吞噬細(xì)胞微粒體）血紅素加氧酶膽綠素還原酶血紅蛋白膽綠素膽紅素56精選課件ppt

膽紅素是一種內(nèi)源性毒物

膽紅素是脂溶性物質(zhì)，極易通過(guò)生物膜，血漿中清蛋白與游離膽紅素結(jié)合，防止其進(jìn)入腦組織而產(chǎn)生毒性作用。過(guò)剩的游離膽紅素脂溶性很強(qiáng)，可通過(guò)血腦屏障與神經(jīng)核團(tuán)結(jié)合，干擾腦細(xì)胞的正常代謝及功能，引起膽紅素腦病臨床上稱(chēng)“核黃疸”新進(jìn)展抗氧化作用，其作用大于SOD、維生素E57精選課件ppt臨床應(yīng)用

高膽紅素血癥患兒靜點(diǎn)血漿高膽紅素血癥患兒慎用有機(jī)陰離子藥物

如磺胺類(lèi)、水楊酸類(lèi)，可競(jìng)爭(zhēng)清蛋白的結(jié)合部位或改變清蛋白構(gòu)象，干擾膽紅素的結(jié)合

-------靜點(diǎn)清蛋白

高膽紅素血癥病人防止酸中毒

酸中毒可促使膽紅素進(jìn)入細(xì)胞苯巴比妥治療新生兒生理性黃疸：誘導(dǎo)Y-蛋白合成,誘導(dǎo)葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶的合成58精選課件ppt二.膽紅素在血中的運(yùn)輸未結(jié)合膽紅素游離膽紅素間接膽紅素血膽紅素（未經(jīng)生物轉(zhuǎn)化）

膽紅素具有親脂、疏水特性，生成后可以自由透過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入血液，主要與血漿清蛋白結(jié)合，溶解度增高，毒性下降。59精選課件ppt

三.膽紅素的代謝（肝細(xì)胞）（一）肝細(xì)胞對(duì)膽紅素的攝取與轉(zhuǎn)化膽紅素—清蛋白清蛋白膽紅素載體蛋白Y和Z膽紅素—Y膽紅素—Z葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶膽紅素Y和Z膽紅素葡萄糖醛酸酯肝細(xì)胞

肝血竇

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)UDPGA毛細(xì)膽管主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)60精選課件ppt

*結(jié)合膽紅素：因其能使重氮試劑直接迅速起顏色反應(yīng)，所以又稱(chēng)為直接膽紅素*未結(jié)合膽紅素：因其在必須加入酒精后才能使重氮試劑起顏色反應(yīng)，所以又稱(chēng)為間接膽紅素結(jié)合膽紅素（直接膽紅素、肝膽紅素）水溶性強(qiáng)，易溶于膽汁，由腸道排泄小部分膽紅素與PAPS、甲基、乙酰基結(jié)合---結(jié)合膽紅素61精選課件ppt直接膽紅素與間接膽紅素的區(qū)別*直接膽紅素間接膽紅素別名未結(jié)合膽紅素結(jié)合膽紅素是否與葡萄糖醛酸結(jié)合水溶性細(xì)胞毒性通過(guò)腎隨尿排出與重氮試劑反應(yīng)未結(jié)合結(jié)合小大小大不能能慢、間接反應(yīng)快、直接反應(yīng)62精選課件ppt（二）肝對(duì)膽紅素的排泄結(jié)合膽紅素全部由肝細(xì)胞排出到毛細(xì)膽管中（逆濃度梯度、耗能）膽汁排泄受阻，使膽小管或毛細(xì)膽管內(nèi)壓力增高而破裂，膽汁中的直接膽紅素逆流入血，可使尿中出現(xiàn)膽紅素63精選課件ppt四.膽紅素在腸中的轉(zhuǎn)變結(jié)合膽紅素葡萄糖醛酸未結(jié)合膽紅素腸道細(xì)菌膽素原還原重