生物化學(xué)第14章 非營養(yǎng)物質(zhì)代謝肝的生物化學(xué)

非營養(yǎng)物質(zhì)代謝肝的生物化學(xué)BiochemistryinLiver第14章1肝是人體最大的實(shí)質(zhì)性器官；肝也是體內(nèi)最大的腺體；肝具有復(fù)雜多樣的生物化學(xué)功能。肝臟的特點(diǎn)：2肝的組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成特點(diǎn):肝具有肝動(dòng)脈和門靜脈雙重血液供應(yīng);肝存在肝靜脈和膽道系統(tǒng)雙重輸出通道;3肝的組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成特點(diǎn):肝具有豐富的肝血竇;肝細(xì)胞含有豐富的細(xì)胞器如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、溶酶體、過氧化物酶體等和豐富的酶體系，有些甚至是肝所獨(dú)有的。4獨(dú)特的組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成特點(diǎn)賦予肝復(fù)雜多樣的生物化學(xué)功能肝系多種物質(zhì)代謝之中樞生物轉(zhuǎn)化作用分泌作用(分泌膽汁酸等)排泄作用(排泄膽紅素等)5第一節(jié)

肝在物質(zhì)代謝中的作用FunctionofLiverinMaterialMetabolism6一、肝是維持血糖水平相對(duì)穩(wěn)定的重要器官作用血糖水平相對(duì)穩(wěn)定，保障全身各組織，尤其是大腦和紅細(xì)胞的能量供應(yīng)。正常人在空腹血糖濃度為3.61~6.11mmol/L空腹血糖濃度超過7.0mmol/L稱為高血糖血糖濃度低于3.61mmol/L稱為低血糖7回顧：肝內(nèi)主要進(jìn)行那些糖代謝途徑？糖異生由簡單的非糖前體(乳酸、甘油、生糖氨基酸等)轉(zhuǎn)變?yōu)樘?葡萄糖或糖原)的過程。糖異生不是糖酵解的簡單逆轉(zhuǎn)。肝糖原的合成與分解糖原是動(dòng)物體內(nèi)糖的儲(chǔ)存形式。經(jīng)過消化系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為單糖(如葡萄糖等)進(jìn)入血液，運(yùn)送到全身細(xì)胞，作為能量的來源。如果一時(shí)消耗不了，則轉(zhuǎn)化為糖原儲(chǔ)存在肝臟和肌肉中，肝臟可儲(chǔ)糖70～120克，約占肝重的6～10%。糖酵解途徑將葡萄糖或糖原分解為丙酮酸，ATP和NADH+H﹢的過程，此過程中伴有少量ATP的生成。這一過程是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行，不需要氧氣。糖的有氧氧化這一過程主要是TCA循環(huán)，是在線粒體中進(jìn)行，需要氧氣。磷酸戊糖途徑8不同營養(yǎng)狀態(tài)下肝內(nèi)如何進(jìn)行糖代謝？飽食狀態(tài)：肝糖原合成↑過多糖則轉(zhuǎn)化為脂肪，以VLDL形式輸出肝糖原分解↑以糖異生為主脂肪動(dòng)員↑→酮體合成↑→節(jié)省葡萄糖饑餓狀態(tài)：空腹?fàn)顟B(tài)：9二、肝在脂類代謝中占據(jù)中心地位作用：在脂類的消化、吸收、合成、分解與運(yùn)輸均具有重要作用。10脂肪酸的氧化；脂肪酸的合成及酯化；酮體的生成；膽固醇的合成與轉(zhuǎn)變；脂蛋白與載脂蛋白的合成(VLDL、HDL、apoCII)；脂蛋白的降解(LDL)回顧：肝內(nèi)進(jìn)行的脂類代謝途徑主要有哪些？11肝在脂類代謝各過程中的作用消化吸收分泌膽汁，其中膽汁酸為脂類消化吸收所必需肝內(nèi)脂酸的代謝肝一方面調(diào)節(jié)脂酸氧化與酯化的關(guān)系，另一方面調(diào)節(jié)乙酰CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化分解與合成酮體的關(guān)系。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的酯化作用線粒體內(nèi)的氧化作用12飽食后合成甘油三酯、膽固醇、磷脂，并以VLDL形式分泌入血，供其他組織器官攝取與利用；合成酮體的唯一器官：“肝內(nèi)生酮肝外用”；肝是合成膽固醇最主要器官，合成量占全身總合成量的3/4以上。合成13脂肪酸的β氧化分解；肝是降解LDL的主要器官；肝合成膽汁酸是肝降解膽固醇的最重要途徑；肝是體內(nèi)膽固醇的重要排泄器官。分解運(yùn)輸合成與分泌VLDL;HDL;apoCII;LCAT；apoCII是毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞LPL的激活劑；肝合成與分泌LCAT將血漿膽固醇酯化。14肝在調(diào)節(jié)機(jī)體膽固醇代謝平衡上起中心作用肝是合成膽固醇最活躍的器官，是血漿膽固醇的主要來源；膽汁酸的生成是肝轉(zhuǎn)化膽固醇的最重要途徑；肝也是體內(nèi)膽固醇的主要排泄器官；肝對(duì)膽固醇的酯化也具有重要作用。15三、肝的蛋白質(zhì)合成及分解代謝均非?；钴S肝在人體蛋白質(zhì)合成、分解和氨基酸代謝中起重要作用肝在血漿蛋白質(zhì)代謝中的作用肝細(xì)胞的一個(gè)重要功能是合成與分泌血漿蛋白質(zhì)；肝還是清除血漿蛋白質(zhì)(清蛋白除外)的重要器官。肝在氨基酸代謝中的作用肝是體內(nèi)除支鏈氨基酸以外的所有氨基酸分解和轉(zhuǎn)變的重要場(chǎng)所。肝的另一重要功能是解氨毒。肝通過鳥氨酸循環(huán)將有毒的氨合成無毒的尿素。肝還可將氨轉(zhuǎn)變成谷氨酰胺。肝也是胺類物質(zhì)的重要生物轉(zhuǎn)化器官

16四、肝參與多種維生素和輔酶的代謝肝在維生素的吸收、儲(chǔ)存、運(yùn)輸及轉(zhuǎn)化等方面起重要作用脂溶性維生素的吸收；維生素的儲(chǔ)存：肝是VitA、E、K和B12的主要儲(chǔ)存場(chǎng)所；維生素的運(yùn)輸：肝合成視黃醇結(jié)合蛋白、VitD結(jié)合蛋白的合成；維生素的轉(zhuǎn)化：VitD3→25-(OH)-VitD3B族維生素→輔酶或輔基的組成成分17五、肝參與多種激素的滅活激素的滅活(inactivation):

激素主要在肝中轉(zhuǎn)化、降解或失去活性的過程稱為激素的滅活。主要方式：生物轉(zhuǎn)化作用18第二節(jié)

肝的生物轉(zhuǎn)化作用BiotransformationFunctionofLiver19一、肝的生物轉(zhuǎn)化作用是機(jī)體重要的保護(hù)機(jī)制(一)生物轉(zhuǎn)化的概念機(jī)體對(duì)內(nèi)、外源性的非營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行代謝轉(zhuǎn)變，使其水溶性提高，極性增強(qiáng)，易于通過膽汁或尿液排出體外的過程稱為生物轉(zhuǎn)化(biotransformation)。20非營養(yǎng)物質(zhì):

既不作為構(gòu)建組織細(xì)胞的成分，又不作為能源物質(zhì)。內(nèi)源性：如激素、神經(jīng)遞質(zhì)、胺類等外源性：如食品添加劑、藥物、毒物等非營養(yǎng)物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化的對(duì)象21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)化功能。生物轉(zhuǎn)化的主要場(chǎng)所22(二)生物轉(zhuǎn)化的意義生物轉(zhuǎn)化可對(duì)體內(nèi)的大部分非營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行代謝轉(zhuǎn)化，使其生物學(xué)活性降低或喪失(滅活)，或使有毒物質(zhì)的毒性減低或消除(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≠解毒作用(detoxification)23二、肝的生物轉(zhuǎn)化包括兩相反應(yīng)第一相反應(yīng)：氧化、還原、水解反應(yīng)第二相反應(yīng)：結(jié)合反應(yīng)有些物質(zhì)經(jīng)過第一相反應(yīng)，使其某些基團(tuán)轉(zhuǎn)化或分解，理化性質(zhì)改變，即可順利排出體外。有些物質(zhì)即使經(jīng)過第一相反應(yīng)后，極性改變不大，必須與某些極性更強(qiáng)的物質(zhì)結(jié)合,即第二相反應(yīng)，才能最終排出。24生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)的特點(diǎn)轉(zhuǎn)化反應(yīng)的連續(xù)性:

一種物質(zhì)在體內(nèi)的轉(zhuǎn)化往往同時(shí)或先后發(fā)生多種反應(yīng)，產(chǎn)生多種產(chǎn)物。反應(yīng)類型的多樣性:

同一種或同一類物質(zhì)在體內(nèi)也可進(jìn)行多種不同反應(yīng)。解毒與致毒的雙重性:

一種物質(zhì)經(jīng)過一定的轉(zhuǎn)化后，其毒性可能減弱(解毒),也可能增強(qiáng)(致毒)。25(一)氧化反應(yīng)是最多見的生物轉(zhuǎn)化第一相反應(yīng)加單氧酶系是一個(gè)復(fù)合物，至少包括兩種組分：一種是細(xì)胞色素P450(血紅素蛋白)；另一種是NADPH-細(xì)胞色素P450還原酶(以FAD為輔基的黃酶)。該酶催化氧分子中的一個(gè)氧原子加到許多脂溶性底物中形成羥化物或環(huán)氧化物，另一個(gè)氧原子則被NADPH還原成水。故該酶又稱羥化酶或混合功能氧化酶(mixedfunctionoxidase,MFO)。１.加單氧酶系是氧化異源物最重要的酶RH+O2+NADPH+H+ROH+NADP++H2O加單氧酶2627

產(chǎn)物：羥化物或環(huán)氧化物舉例：苯胺對(duì)氨基苯酚28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)許多重要物質(zhì)的羥化過程。維生素D3

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黃曲霉素B1經(jīng)加單氧酶作用生成致癌物質(zhì)29黃曲霉素B1經(jīng)加單氧酶作用生成的黃曲霉素2,3環(huán)氧化物可與DNA分子中的鳥嘌呤結(jié)合，引起DNA突變，成為原發(fā)性肝癌發(fā)生的重要危險(xiǎn)因素。30多環(huán)芳烴的生物轉(zhuǎn)化過程31２.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(monoamineoxidase,MAO)存在于線粒體內(nèi)。催化的反應(yīng)：催化胺類物質(zhì)氧化脫氨基生成相應(yīng)的醛類。32３.醇脫氫酶與醛脫氫酶將乙醇最終氧化成乙酸存在部位：胞液中催化的反應(yīng):醇脫氫酶(alcoholdehydrogenase,ADH)催化醇類氧化成醛醛脫氫酶(aldehydedehydrogenase,ALDH)催化醛類生成酸33

肝微粒體乙醇氧化系統(tǒng)

(microsomalethanoloxidizingsystem,MEOS)MEOS是乙醇-P450加單氧酶，產(chǎn)物是乙醛，僅在血中乙醇濃度很高時(shí)才被誘導(dǎo)而起作用。乙醇誘導(dǎo)MEOS不但不能使乙醇氧化產(chǎn)生ATP，還可增加對(duì)氧和NADPH的消耗，而且還可催化脂質(zhì)過氧化產(chǎn)生羥乙基自由基，后者可進(jìn)一步促進(jìn)脂質(zhì)過氧化，引發(fā)肝損傷。34ADH與MEOS之間的比較ADHMEOS肝細(xì)胞內(nèi)定位胞液微粒體底物與輔酶乙醇、NAD+乙醇、NADPH、O2對(duì)乙醇的Km值2mmol/L8.6mmol/L乙醇的誘導(dǎo)作用無有與乙醇氧化相關(guān)的能量變化氧化磷酸化釋能耗能35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硝基還原酶(nitroreductase)和偶氮還原酶(azoreductase)的催化下，從NADH或NADPH接受氫，還原生成相應(yīng)的胺類。(二)硝基還原酶和偶氮還原酶是第一相反應(yīng)的主要還原酶3637肝細(xì)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(esterases)、酰胺酶(amidase)和糖苷酶(glucosidase)，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。這些水解產(chǎn)物通常還需進(jìn)一步反應(yīng)，以利排出體外。(三)酯酶、酰胺酶和糖苷酶是生物轉(zhuǎn)化的主要水解酶38乙酰水楊酸的生物轉(zhuǎn)化過程：39凡含有羥基、羧基或氨基的藥物、毒物或激素等均可發(fā)生結(jié)合反應(yīng)。葡糖醛酸、硫酸、乙?；⒐入赘孰?、甲基、甘氨酸等物質(zhì)或基團(tuán)。(四)結(jié)合反應(yīng)是生物轉(zhuǎn)化第二相反應(yīng)結(jié)合對(duì)象：結(jié)合物：401.葡糖醛酸結(jié)合是最重要、最普遍的結(jié)合反應(yīng)葡糖醛酸基的直接供體2NAD+2NADH+2H+UDPG脫氫酶——尿苷二磷酸葡糖醛酸(UDPGA)41催化酶:葡糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶(UDP-glucuronyltransferase,UGT)422.硫酸結(jié)合也是常見的結(jié)合反應(yīng)硫酸供體：3′-磷酸腺苷-5′-磷酸硫酸(PAPS)催化酶：硫酸轉(zhuǎn)移酶(sulfatetransferase)舉例：雌酮＋PAPS+PAP雌酮硫酸酯43主要轉(zhuǎn)化對(duì)象：芳香胺類3.乙?；悄承┖贩菭I養(yǎng)物質(zhì)的重要轉(zhuǎn)化方式催化酶：乙?；D(zhuǎn)移酶(acetyltransferase)444.谷胱甘肽結(jié)合是細(xì)胞應(yīng)對(duì)親電子性異源物的重要防御反應(yīng)結(jié)合對(duì)象：鹵代、環(huán)氧化物催化酶：谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(glutathioneS-transferase,GST)45５.甲基化是代謝內(nèi)源化合物的重要反應(yīng)甲基供體：S-腺苷甲硫氨酸(SAM)46結(jié)合對(duì)象：含羧基化合物6.甘氨酸主要參與含羧基異源物的結(jié)合轉(zhuǎn)化47三、生物轉(zhuǎn)化作用受許多因素的調(diào)節(jié)和影響年齡對(duì)生物轉(zhuǎn)化作用的影響很明顯;某些生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)有明顯的性別差異;營養(yǎng)狀況對(duì)生物轉(zhuǎn)化作用亦產(chǎn)生影響;疾病尤其嚴(yán)重肝病也可明顯影響生物轉(zhuǎn)化作用;遺傳因素亦可顯著影響生物轉(zhuǎn)化酶的活性。(一)年齡、性別、營養(yǎng)、疾病及遺傳等因素對(duì)生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)生明顯影響48(二)許多異源物可誘導(dǎo)生物轉(zhuǎn)化的酶類許多異源物可以誘導(dǎo)合成一些生物轉(zhuǎn)化酶類，在加速其自身代謝轉(zhuǎn)化的同時(shí)，亦可影響對(duì)其他異源物的生物轉(zhuǎn)化。由于多種物質(zhì)在體內(nèi)轉(zhuǎn)化常由同一酶系的催化，因此同時(shí)服用多種藥物時(shí)可出現(xiàn)藥物之間對(duì)同一轉(zhuǎn)化酶系的競(jìng)爭性抑制作用，使多種藥物的生物轉(zhuǎn)化作用相互抑制，可導(dǎo)致某些藥物藥理作用強(qiáng)度的改變。此外，食物中亦常含有誘導(dǎo)或抑制生物轉(zhuǎn)化酶的非營養(yǎng)物質(zhì)。49第三節(jié)

膽汁與膽汁酸的代謝MetabolismofBileandBileAcids50膽道系統(tǒng)肝膽汁膽囊膽汁(肝細(xì)胞分泌)(肝膽汁經(jīng)膽囊濃縮)一、膽汁可分為肝膽汁和膽囊膽汁膽汁酸鹽(含量最高)膽固醇膽色素多種酶類等膽汁的主要有機(jī)成分：51兩種膽汁的百分組成和部分性質(zhì)肝膽汁膽囊膽汁比重1.009～1.0131.026～1.032pH7.1～8.55.5～7.7水96～9780～86固體成分3～414～20無機(jī)鹽0.2～0.90.5～1.1粘蛋白0.1～0.91～4膽汁酸鹽0.5～21.5～10膽色素0.05～0.170.2～1.5總脂類0.1～0.51.8～4.7膽固醇0.05～0.170.2～0.9磷脂0.05～0.080.2～0.552膽汁酸(bileacids)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，即膽汁酸鹽，簡稱膽鹽(bilesalts)。二、膽汁酸有游離型、結(jié)合型及初級(jí)、次級(jí)之分53游離膽汁酸(freebileacid)結(jié)合膽汁酸(conjugatedbileacid)膽汁酸按結(jié)構(gòu)分：54游離膽汁酸例：膽酸COOH例：鵝脫氧膽酸55結(jié)合膽汁酸CONHCH2CH2SO3H例：牛磺膽酸例：甘氨膽酸CONHCH2COOH56初級(jí)膽汁酸(primarybileacid)次級(jí)膽汁酸(secondarybileacid)初級(jí)膽汁酸：在肝細(xì)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氨酸或?；撬岬慕Y(jié)合產(chǎn)物。次級(jí)膽汁酸：在腸道受細(xì)菌作用，第7位α羥基脫氧生成的膽汁酸稱為次級(jí)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牛磺酸的結(jié)合產(chǎn)物。膽汁酸按來源分：577α-羥基脫氧膽酸脫氧膽酸初級(jí)膽汁酸次級(jí)膽汁酸587α-羥基脫氧鵝脫氧膽酸石膽酸次級(jí)膽汁酸初級(jí)膽汁酸59三、膽汁酸的生理功能膽汁酸的立體構(gòu)型——親水與疏水兩個(gè)側(cè)面，賦予膽汁酸很強(qiáng)的界面活性，成為較強(qiáng)的乳化劑。(一)促進(jìn)脂類的消化與吸收60疏水側(cè)親水側(cè)甘氨膽酸的立體構(gòu)型61人體內(nèi)約99%的膽固醇隨膽汁經(jīng)腸道排出體外，其中?以膽汁酸形式，?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，使膽固醇分散形成可溶性微團(tuán)，使之不易結(jié)晶沉淀而隨膽汁排泄。膽固醇是否從膽汁中沉淀析出主要取決于膽汁中膽汁酸鹽和卵磷脂與膽固醇之間的合適比例(正常比值10︰1)。(二)維持膽汁中膽固醇的溶解狀態(tài)以抑制膽固醇析出62四、膽汁酸的代謝及膽汁酸的腸肝循環(huán)膽固醇轉(zhuǎn)化成膽汁酸是其在體內(nèi)代謝的主要去路。63部位：肝細(xì)胞的胞液和微粒體中原料：膽固醇膽汁酸的合成反應(yīng)：包括膽固醇核的羥化、側(cè)鏈縮短和加輔酶A等多步反應(yīng)限速酶：膽固醇7α-羥化酶(一)初級(jí)膽汁酸在肝內(nèi)以膽固醇為原料生成64膽固醇(27C)7α-羥化膽固醇初級(jí)膽汁酸(24C)結(jié)合型初級(jí)膽汁酸7α-羥化酶

過程：復(fù)雜65膽固醇7α-羥化酶是膽汁酸合成的限速酶，而HMG-CoA還原酶是膽固醇合成的關(guān)鍵酶，兩者均系誘導(dǎo)酶，同時(shí)受膽汁酸和膽固醇的調(diào)節(jié)。肝細(xì)胞通過這兩個(gè)酶的協(xié)同作用維持肝細(xì)胞內(nèi)膽固醇的水平。

膽汁酸代謝的調(diào)節(jié)66(二)次級(jí)膽汁酸在腸道由腸菌作用生成部位：小腸下段和大腸過程：初級(jí)膽汁酸次級(jí)膽汁酸腸菌水解、脫羥67(三)膽汁酸的腸肝循環(huán)使有限的膽汁酸庫存循環(huán)利用膽汁酸隨膽汁排入腸腔后，約95%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)合膽汁酸,并與肝新合成的膽汁酸一道再次排入腸道，此循環(huán)過程稱膽汁酸的腸肝循環(huán)(enterohepaticcirculationofbileacid)。膽汁酸腸肝循環(huán)的概念:68膽汁酸的腸肝循環(huán)過程69在于可使有限的膽汁酸庫(bileacidpool)存(約3～5克)循環(huán)利用，以滿足機(jī)體對(duì)膽汁酸的生理需求。膽汁酸腸肝循環(huán)的生理意義機(jī)體內(nèi)膽汁酸儲(chǔ)備的總量稱為膽汁酸庫(bileacidpool)。

70第四節(jié)

膽色素的代謝與黃疸MetabolismofBilePigmentandJaundice711.血紅素的生物合成合成的組織和亞細(xì)胞定位：

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。合成原料：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(jìn)行，而中間階段在胞漿內(nèi)進(jìn)行。合成部位：72血紅素合成過程：①-氨基--酮戊酸(-aminolevulinicacid,ALA)的合成：+HSCoA+CO2ALA合酶(磷酸吡哆醛)73反應(yīng)部位在線粒體內(nèi)；催化此反應(yīng)的酶是ALA合酶(ALAsynthase)，其輔酶是磷酸吡哆醛。此酶是血紅素合成的限速酶，受血紅素的反饋調(diào)節(jié)。ALA生成后從線粒體進(jìn)入胞液。74膽色素原(prophobilinogen，PBG)的生成：ALA脫水酶2H2O在ALA脫水酶(ALAdehydrase)催化下，二分子ALA脫水縮合生成一分子PBG。75③尿卟啉原與糞卟啉原的生成：4x膽色素原線狀四吡咯尿卟啉原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：胞液反應(yīng)生成的糞卟啉原Ⅲ再進(jìn)入線粒體。76④血紅素的生成：反應(yīng)部位：線粒體糞卟啉原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7778①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合成的原料簡單：琥珀酰CoA、甘氨酸Fe2+等小分子物質(zhì)；③合成過程的起始與最終過程在線粒體，中間過程在胞液。血紅素合成的特點(diǎn)：79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；某些固醇類激素可誘導(dǎo)其生成。血紅素合成的調(diào)節(jié)：①ALA合酶：80與膜受體結(jié)合，加速有核紅細(xì)胞的成熟以及血紅素和的合成促使原始紅細(xì)胞的繁殖和分化?？杀谎t素、重金屬等抑制，亞鐵螯合酶還需要還原劑(如谷胱甘肽)。②ALA脫水酶與亞鐵螯合酶：③促紅細(xì)胞生成素(erythropoietin,EPO)：81

高鐵血紅素eIF-2激酶(無活性)

eIF-2(有活性)eIF-2—

(無活性)P+－ATPADPATPADP+高鐵血紅素對(duì)起始因子2的調(diào)節(jié)：eIF-2激酶—

(有活性)PcAMPPKAPKA82血紅素合成后與珠蛋白結(jié)合成血紅蛋白。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。2.血紅蛋白的合成：83膽色素(bilepigment)是體內(nèi)鐵卟啉類化合物的主要分解代謝產(chǎn)物，包括膽綠素(biliverdin)、膽紅素(bilirubin)、膽素原(bilinogen)

和膽素(bilin)等。膽紅素處于膽色素代謝的中心，是人體膽汁中的主要色素。84膽紅素空間結(jié)構(gòu)示意圖膽紅素的特有結(jié)構(gòu)賦予其親脂疏水的性質(zhì),易自由透過細(xì)胞膜進(jìn)入血液。85體內(nèi)的鐵卟啉化合物包括——血紅蛋白、肌紅蛋白、細(xì)胞色素、過氧化氫酶及過氧化物酶。正常人每天可生成250～350mg膽紅素，其中約80%以上來自衰老紅細(xì)胞破壞所釋放的血紅蛋白的分解。一、膽紅素主要源于血紅素的降解(一)膽紅素主要源于衰老紅細(xì)胞的破壞86(二)血紅素加氧酶和膽綠素還原酶催化膽紅素的生成肝、脾、骨髓等單核吞噬細(xì)胞微粒體與胞液中。過程：血紅蛋白血紅素＋珠蛋白氨基酸膽紅素部位：87膽紅素的生成過程:88血紅素加氧酶(HO)有3種同工酶：HO-1、HO-2和HO-3。HO-1是迄今所知的誘導(dǎo)物最多的誘導(dǎo)酶，受血紅素和氧化應(yīng)激等許多因素的誘導(dǎo)合成；HO-1誘導(dǎo)因素的多樣性是細(xì)胞重要的保護(hù)機(jī)制。89膽紅素的這種抗氧化作用通過膽綠素還原酶循環(huán)(biliverdinreductasecycle)實(shí)現(xiàn)：膽紅素氧化成膽綠素，后者再在分布廣、活性強(qiáng)的膽綠素還原酶催化下，利用NADH或NADPH再還原成膽紅素。膽綠素還原酶循環(huán)可使膽紅素的作用增大10000倍。膽紅素是人體內(nèi)強(qiáng)有力的內(nèi)源性抗氧化劑，是血清中抗氧化活性的主要成分。90二、血液中的膽紅素主要與清蛋白結(jié)合而運(yùn)輸一方面增加了膽紅素的水溶性，提高了血漿對(duì)膽紅素的運(yùn)輸能力；另一方面限制了它自由通透各種細(xì)胞膜，避免了它對(duì)組織細(xì)胞造成的毒性，起到暫時(shí)性的解毒作用。運(yùn)輸形式：膽紅素-清蛋白復(fù)合體意義:競(jìng)爭結(jié)合劑：如磺胺藥、水楊酸、膽汁酸等。91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，稱為膽紅素腦病(bilirubinencephalopathy)或核黃疸(kernicterus)。92四、膽紅素在肝細(xì)胞中轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合膽紅素并泌入膽小管(一)游離膽紅素可滲透肝細(xì)胞膜而被攝取膽紅素可以自由雙向通透肝血竇肝細(xì)胞膜表面進(jìn)入肝細(xì)胞；膽紅素在胞漿與配體蛋白(Ｙ蛋白或Ｚ蛋白)結(jié)合，膽紅素-Y蛋白或膽紅素-Z蛋白形式將膽紅素?cái)y帶至肝細(xì)胞滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。93(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)合膽紅素部位：滑面內(nèi)網(wǎng)質(zhì)反應(yīng)：結(jié)合反應(yīng)(主要結(jié)合物為UDP葡糖醛酸,UDPGA)催化酶：葡糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶產(chǎn)物：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。意義：膽紅素與葡糖醛酸的結(jié)合是肝對(duì)有毒性膽紅素一種根本性的生物轉(zhuǎn)化解毒方式。94膽紅素葡糖醛酸一酯

+UDP-葡糖醛酸UDP-葡糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶膽紅素葡糖醛酸二酯

+UDP

膽紅素

+UDP-葡糖醛酸膽紅素葡糖醛酸一酯

+UDPUDP-葡糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶葡糖醛酸膽紅素的生成:95膽紅素葡糖醛酸二酯的結(jié)構(gòu):96兩種膽紅素理化性質(zhì)的比較理化性質(zhì)未結(jié)合膽紅素結(jié)合膽紅素同義名稱間接膽紅素、游離膽紅素直接膽紅素、肝膽紅素與葡糖醛酸結(jié)合未結(jié)合結(jié)合水溶性小脂溶性大透過細(xì)胞膜的能力及毒性大小能否透過腎小球隨尿排出不能能與重氮試劑反應(yīng)間接陽性直接陽性97結(jié)合膽紅素從肝細(xì)胞分泌至膽小管，再隨膽汁排入腸道，是肝臟代謝膽紅素的限速步驟。肝細(xì)胞向膽小管分泌結(jié)合膽紅素是一個(gè)逆濃度梯度的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過程。多耐藥相關(guān)蛋白2(MRP2)是肝細(xì)胞向膽小管分泌結(jié)合膽紅素的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白;膽紅素排泄一旦發(fā)生障礙，結(jié)合膽紅素就可返流入血。(三)肝細(xì)胞向膽小管分泌結(jié)合膽紅素98四、膽紅素在腸道內(nèi)轉(zhuǎn)化為膽素原和膽素(一)膽素原是腸菌作用的產(chǎn)物經(jīng)肝細(xì)胞轉(zhuǎn)化生成的葡糖醛酸膽紅素隨膽汁進(jìn)入腸道，在回腸下段和結(jié)腸的腸菌作用下，脫去葡糖醛酸基，并被還原生成d-尿膽素原(d-urobilinogen)和中膽素原(mesobilirubinogen，i-urobilinogen)。后者又可進(jìn)一步還原生成糞膽素原(stercobilinogen，l-urobilinogen)，這些物質(zhì)統(tǒng)稱為膽素原。大部分膽素原隨糞便排出體外，在腸道下段，這些無色的膽素原接觸空氣后分別被氧化為相應(yīng)的d-尿膽素(d-urobilin)、i-尿膽素(i-urobilin)和糞膽素(stercobilin，l-urobilin)，三者合稱膽素。99結(jié)合膽紅素膽素原腸菌葡糖醛酸還原膽素氧化

膽素原生成過程：游離膽紅素100膽素原與膽素的生成反應(yīng)101(二)少量膽素原可被腸粘膜重吸收，進(jìn)入膽素原的腸肝循環(huán)腸道中有少量的膽素原可被腸粘膜細(xì)胞重吸收，經(jīng)門靜脈入肝，其中大部分再隨膽汁排入腸道，形成膽素原的腸肝循環(huán)(bilinogenenterohepaticcirculation)。膽素原的腸肝循環(huán)的概念：102膽素原腸肝循環(huán)的過程103五、高膽紅素血癥及黃疸正常血清膽紅素濃度