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第二十二章 肝生物化学

Biochemistry of the Liver

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第一节肝在物质代谢中的作用The Liver Roles in Metabolism

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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。

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

＊以终末微血管为中轴，将肝小叶中的肝细胞分为三条带：

ⅠⅡ

Ⅲ

ⅠⅡ

Ⅲ

肝门管区

肝门管区 中央静脉

中央静脉终末微血管

肝细胞分带示意图箭头表示血流方向目 录

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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 葡萄糖的摄取 氨基酸的利用 解氨毒作用

糖原分解 糖原生成 氨基酸转化为糖

糖异生作用 糖酵解 氨基酸分解

脂类生成 从氨基酸氮生成尿素 从氨氮生成尿素

氧化供能代谢 氧化保护作用 生物转化作用

脂肪酸的氧化 胆汁酸排泄

三羧酸循环 胆红素排泄

氧化呼吸链

胆汁酸的生成

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 葡萄糖的摄取 氨基酸的利用 解氨毒作用

糖原分解 糖原生成 氨基酸转化为糖

糖异生作用 糖酵解 氨基酸分解

脂类生成 从氨基酸氮生成尿素 从氨氮生成尿素

氧化供能代谢 氧化保护作用 生物转化作用

脂肪酸的氧化 胆汁酸排泄

三羧酸循环 胆红素排泄

氧化呼吸链

胆汁酸的生成

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（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。

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二、肝是维持血糖正常水平的重要器官

糖异生 肝糖原的合成与分解糖酵解途径 磷酸戊糖途径

回顾：肝内进行那些糖代谢途径？

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。

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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

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

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三、肝在脂类代谢中占据中心地位

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 C )Ⅱ 、脂蛋白的降解 (LDL) 。

作用：在脂类的消化、吸收、合成、分解与运输均具有重要作用。

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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。

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四、肝的蛋白质代谢与肝外组织密切相关 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。

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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

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

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第二节 肝的生物转化作用

Biotransformation in the Liver

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一、肝的生物转化作用是机体的重要保护机制＊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) 。

内源性：如激素、胺类等外源性：如药物、毒物等非营养物质

＊生物转化的对象

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＊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。

＊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 。

※ 肝的生物转化作用≠解毒作用（ detoxification ）

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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。

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（一）第 I相反应包括氧化、还原和水解反应

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

1. 细胞色素 P450加单氧酶是氧化异源物的最重要的酶

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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。

基本特点：

目 录

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产物：羟化物或环氧化物 举例：

NH2 NH2HO

苯胺 对氨基苯酚

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OH

H

OHH

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OHSG

多环芳烃的生物转化过程

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•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。

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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 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 地塞米松，利福平，

4-甲基羟化反应，双氯芬酸 4-羟化反应 巴比妥酸CYP2C19 (0或3%） (S)-美芬妥英4-羟化反应，奥美拉唑 5-羟化反应CYP2D6 (0或2%） 丁呋洛尔1’ -羟化反应，可待因O-脱甲基反应，

美托洛尔-羟化反应CYP2E1 （10%） 氯羟苯恶唑6-羟化反应，咖啡因C8-羟化反应， 醇（乙醇），

乙醇氧化反应，氟甲氧氟烷脱氟化反应 异烟肼CYP3A4 （39%） 硝苯地平氧化反应，红霉素N-脱甲基反应， 利福平，巴比妥酸

氨苯砜N-羟化反应，皮质醇6--羟化反应 乙醇，地塞米松CYP3A5（0或8%） 硝苯地平氧化反应，咪达唑仑1’ -羟化反应

（存在于15%25%的人群中）CYP3A7 （胎儿） 睾酮6--羟化反应，咪达唑仑1’ -羟化反应

成人肝细胞与生物转化有关的主要细胞色素P450

目 录

OCH3

O

O

O

O

O

NADPH+H+ + O2

O

OCH3

O

O

O

O

O

H2N

NHN

N N

O

+ OH

OCH3

O

O

O

O

O

H2N

N

NHN

N

O

P450

黄曲霉素是致肝癌的重要危险因子——黄曲霉素 B1经 CYP作用生成的黄曲霉素 2,3-环氧化物可与 DNA分子中鸟嘌呤结合，引起 DNA突变。

黄曲霉素 B1 2,3- 环氧黄曲霉素DNA- 鸟嘌呤

环曲霉素与 DNA的 结合产物

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2. 黄素 - 加单氧酶是氧化含氮、硫、磷和硒化合物的重要的酶黄素 -加单氧酶（ flavin containing monooxygenase ，

FMO ）是依赖 NADPH 和 FAD 的黄酶，可氧化内源性和外源性的含氮、硫、磷、硒等亲核杂原子的药物和其他异源物。

人肝微粒体含有三种 FMO 同工酶，分别是 FMO3 、FMO4 和 FMO5 。其中， FMO3 的活性占肝微粒体 FMO总活性的 70%90% 。 FMO1仅见于新生儿。

目 录

黄素 -加单氧酶催化机制

目 录目 录

SHN

N

CH3

SO2N

N

CH3

2NADPH + 2O2_ H2O HN

N

CH3

+ HSO3

_

CH3NNCH2CH2H2CCF3

S

N OH

CH3

NNCH2CH2H2CCF3

S

N+

甲巯咪唑

三氟吡啦嗪

甲基咪唑

N-羟基三氟吡啦嗪

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3. 单胺氧化酶氧化脂肪族和芳香族胺类

存在部位：线粒体内 催化的反应：

RCH2NH2+O2+H2O2 RCHO+NH3+H2O

•单胺氧化酶 ( monoamine oxidase, MAO)

胺类物质 相应的醛

目 录目 录

CH2CH2NH2

OCH3

OCH3

H3CO

CH2CHO

OCH3

OCH3

H3CO

NH3 + H2O2

MAO

CH2COOH

OCH3

OCH3

H3CO

3,4,5-三甲氧基苯乙酸 麦斯卡林 3,4,5- 三甲氧基苯乙醛

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4. 醇脱氢酶和醛脱氢酶将乙醇氧化生成乙酸 存在部位：胞液中 催化的反应：

CH3CHO + NAD+ + H2O CH3COOH + NADH +H+

•醇脱氢酶 (alcohol dehydrogenase, ADH)催化醇类氧化成醛。

•醛脱氢酶 (aldehyde dehydrogenase, ALDH)催化醛类生成酸。CH3CH2OH + NAD+ CH3CHO + NADH + H+

目 录

ADH 是乙醇代谢的限速酶。 ALDH2 活性低下，是该人群饮酒后乙醛在体内堆积，引起血管扩张、面部潮红、心动过速等反应的重要原因。

长期饮用乙醇可使肝内质网增殖。大量的乙醇可稳定内质网内 CYP2E1 的活性和增加其 mRNA 的含量，即启动微粒体乙醇氧化系统 (microsomal ethanol oxidizing system, MEOS) 。 CYP2E1 不但在氧化乙醇时消耗ADPH 和氧，而且还催化脂质过氧化，产生羟乙基自由基。后者可进一步促进脂质过氧化和肝损伤。

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5. 硝基还原酶类和偶氮还原酶类是第 I 相反应的主要还原酶

NO2 NO NHOH NH2

•硝基还原酶 (nitroreductase) :

硝基苯 亚硝基苯 氨基苯羟氨苯

还原产物：相应胺类

目 录

CH3

CH3NCOOH

N N

CH3

CH3

NH2N

COOH

NH2

+2NAD(P)H +H+

•偶氮还原酶 (azoreductase) :

甲基红 邻氨基苯甲酸 N- 二甲基氨基苯胺

目 录

6.酯酶、酰胺酶和环氧化物水解酶是生物转化的主要水解酶 存在部位：肝细胞内质网和胞液中 催化的反应

酯酶 (esterases) 可以水解羧酸酯、硫酯、磷酸酯等，产生水溶性较强的酸和醇。酰胺酶 (amidase)可水解各种酰胺类。 环氧化物水解酶 (epoxide hydrolase) 主要存在于肝细胞微粒体中，胞液虽也有环氧化物水解酶，但不重要。该酶水解环氧化物产生邻二醇 。

目 录

CH3

CH3

CH3

C

O

C

CH2CH2C

CH2CH2CH2N

CH2CH2C

O

O

C

CH2CH2C

CH2CH2CH2N

CH2CH2C

OH

OHO

HO

O

HO

HO

苯丁酸氮芥异丁酯 苯丁酸氮芥

异烟肼 异烟酸 肼

苯并芘 苯并芘 -7,8- 二醇 DHEP-BP

目 录

结合对象：凡含有羟基、羧基或氨基的药物、毒物或激素均可发生结合反应。

结合剂：葡糖醛酸、硫酸、谷胱甘肽、甘氨酸、乙酰基、甲基等物质或基团。

（二） 第Ⅱ相反应是结合反应

目 录

1. 葡糖醛酸结合反应是最普遍存在的结合反应 尿苷二磷酸葡糖醛酸 (UDPGA) 是葡糖醛

酸基的直接供体。

2NAD+2NADH+

2H+

UDPG 脱氢酶H H

目 录

催化酶：葡糖醛酸基转移酶 (UDP-glucuronyl transferases, UGT)

举例：

+ UDPGAOH

苯酚

C

C

O

C

C

COH

OH

OH

H

H

HH

H

O

COOH

+ UDP

苯 β 葡糖醛酸苷

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UGT1A1 胆红素，丁丙诺啡，雌三醇UGT1A4 叔胺，5--孕烷-3-20-二醇，雄固酮UGT1A6 5’-羟色胺UGT1A9 甲状腺素UGT2B7 吗啡，去甲羟基安定，雌三醇，猪脱氧胆酸UGT2B15 雄激素，酚酞

人肝UGT基因型及编码酶的特异性基因类型 特征性底物

目 录雌酮

O

OH

2. 硫酸结合也是常见的结合反应硫酸供体 : 3´- 磷酸腺苷 5´- 磷酸硫酸 ( PAPS)催化酶：硫酸转移酶 (sulfate transferase )

举例＋ PAPS

+PAP

雌酮硫酸酯

O

HO3SO

X-OH + PAPS X-OSO3H + PAP

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3. 谷胱甘肽结合反应是细胞自我保护的重要反应

O

OCH3

O

O

O

O

O

+ GSHGST

OCH3

O

O

O

O

OSGHO

黄曲霉素 B1-8,9-谷胱甘肽 谷胱甘肽结合产物环氧化物

•催化这类反应的酶称为谷胱甘肽 S －转移酶（ glutathione S-transferase, GST ）。

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4. 某些氨基酸可以与异源物的羧基结合

COOH+ CoASH + ATP COSCoA + AMP + PPi

COSCoA + COOHCH2

H

NC

O

+ CoASH

苯甲酸 苯甲酰 CoA

甘氨酸苯甲酰 CoA 苯甲酰甘氨酸

目 录

5. 甲基化反应是代谢内源化合物的重要反应

N

CONH2

+ S-ÏÙÜÕ¼×Áò°±Ëá¼×»ùת ÒÆø

N

CONH2

CH3

++ S-ÏÙÜÕͬÐÍ°ë ë×°±Ëá

•甲基的供体： S - 腺苷甲硫氨酸 (SAM)

尼克酰胺 N- 甲基尼克酰胺

目 录

HO

HO

RSAM

H3CO

HO

R

儿茶酚 O- 甲基儿茶酚

目 录

N

OCNHNH2

+ CH3CO ~ CoA

N

OCNHNHCOCH3

+ HS-CoA

NHSO2H2N R + SCoA

O

CH3 C CH3 C NHSO2NH R

O

+ CoASH

6. 乙酰基化反应是某些含胺异源物的重要代谢途径

异烟肼 乙酰辅酶 A 乙酰异烟肼 辅酶 A

磺胺 N-乙酰磺胺

目 录

三、生物转化作用受许多因素的调节和影响(一 ) 许多生物转化的酶类是诱导酶

许多异源物可以诱导一些生物转化酶的生物合成来加速其自身的代谢，或影响其他异源物的生物转化。

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巴比妥酸、苯巴比妥、苯妥英等不仅升高各种 CYP 和 UGT 的活性，还可引起肝肿大和增加滑面内质网的数量。

多环芳香烃主要诱导芳香烃羟化酶（ aryl hydrocarbons hydroxylase ， AHH ）活性。

２个基本类型的诱导作用：巴比妥酸型诱导作用 ：

多环芳香烃型诱导作用：

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（二）遗传因素可显著影响生物转化酶的活性

遗传变异可引起个体之间生物转化酶类分子结构的差异或酶合成量的差异。

变异产生的低活性酶可因影响药物代谢而造成药物在体内积留；高活性酶可缩短药物的作用时间或药物代谢的毒性产物的增多。

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（三）年龄、营养、疾病等均可对生物转化作用产生影响

1．人肝生物转化酶有一个发育的过程 2．许多药物可以影响肝葡糖醛酸化的能力3．老年人肝的生物转化能力仍属正常4．某些生物转化反应有性别差异 5．食品对肝生物转化活性也有影响 6．疾病可对肝生物转化作用产生影响

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第三节胆汁酸的代谢

Metabolism of and Bile Acids

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•胆汁的成分：胆汁酸盐（ bile salts）、无机盐、粘蛋白、磷脂、胆色素、胆固醇、多种酶类

一、胆汁可分为肝胆汁和胆囊胆汁胆道系统肝胆汁

（ hepatic bile ）肝细胞分泌

胆囊胆汁（ gallbladder bile ）

肝胆汁经胆囊浓缩

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肝胆汁 胆囊胆汁比重 1.0091.013 1.0261.032pH 7.18.5 5.57.7水 9697 8086

固体成分 34 1420无机盐 0.20.9 0.51.1粘蛋白 0.10.9 14

胆汁酸盐 0.52 1.510胆色素 0.050.17 0.21.5总脂类 0.10.5 1.84.7胆固醇 0.050.17 0.20.9

磷脂 0.050.08 0.20.5

两种胆汁的百分组成和部分性质

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二、胆汁酸的主要功能是促进脂类物质的消化与吸收和排泄胆固醇 胆汁酸 (bile acids) 的概念

胆汁酸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) 。

目 录

促进脂类的消化与吸收（最重要功能）疏水侧

13

149

8

10

17

11 1516

5

61

4

2

OH

CH3

OH

CH3

CO

HN

CH2

HOOC

CH3

OH甘氨胆酸的立体构型

亲水侧

目 录

排泄胆固醇，抑制胆汁中胆固醇的析出胆汁中胆汁酸、卵磷脂与胆固醇的正常

比值 10 ︰ 1。胆汁酸还有许多其他生理作用

目 录

三、胆汁酸按其来源可分为初级胆汁酸和次级胆汁酸（一）初级胆汁酸在肝内生成

胆固醇是合成胆汁酸的原料。 胆汁酸的生物合成包括胆固醇核的羟化、

侧链的缩短核胆汁酸的结合反应。

目 录

2. 胆固醇 7α-羟化酶是调节胆汁酸合成的关键酶

1.初级胆汁酸有两条合成途径中性途径 (neutral pathway)

酸性途径 (acidic pathway)

产物：胆酸、鹅脱氧胆酸

产物：鹅脱氧胆酸

目 录

（二）次级胆汁酸是肠菌作用的产物

熊脱氧酸

脱氧胆酸石胆酸

胆酸 脱 7-羟基

鹅脱氧胆酸 脱 7-羟基

鹅脱氧胆酸 脱 7-羟基转变为 7-羟基

目 录

按来源分初级胆汁酸 (primary bile acid)

次级胆汁酸 (secondary bile acid)

（三）肝细胞将几乎所有的胆汁酸均转变成结合型胆汁酸

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初级胆汁酸：是肝细胞以胆固醇为原料直接合成的胆汁酸，

包括胆酸、鹅脱氧胆酸及相应结合型胆汁酸。

次级胆汁酸在肠道细菌作用下初级胆汁酸 7α- 羟基脱氧

后生成的胆汁酸，包括脱氧胆酸及石胆酸。

目 录

游离胆汁酸

H

COOH

OH OH

OH

3

12

7

24

例：胆酸COOH

HOH OH

3 7

12

例：鹅脱氧胆酸

目 录

结合胆汁酸 CONHCH2CH2SO3H

HOH OH

OH

3

12

7

例：牛磺胆酸

例：甘氨胆酸CONHCH2COOH

HOH OH

OH

3

12

7

目 录

7α-羟基脱氧

H

COOH

OH OH

OH

3

12

7

胆酸

H

COOH

OH

OH

3

12

7 脱氧胆酸

初级胆汁酸

次级胆汁酸

目 录

7α-羟基脱氧H

COOH

OH OH

3

12

7

鹅脱氧胆酸

H

COOH

OH3

12

7石胆酸

次级胆汁酸

初级胆汁酸

目 录

四、胆汁酸的肠肝循环利于机体对胆汁酸的再利用

胆汁酸随胆汁排入肠腔后，通过重吸收经门静脉又回到肝，在肝内转变为结合型胆汁酸，经胆道再次排入肠腔的过程。

（一）胆汁酸的肠肝循环增加机体胆盐的储备胆汁酸的肠肝循环(enterohepatic circulation of bile acid)

胆汁酸池（ bile acid pool ）机体内胆汁酸储备的总量，成人胆汁酸池约 35g。

目 录

（二）肝细胞对胆汁酸盐的分泌是主动转运过程肝细胞的胆小管域存在众多的转运蛋白，可

对抗 100倍浓度梯度，将胆盐和其他有机化合物转运到胆小管。这些转运蛋白多属于 ATP 结合盒(ATP-binding cassette, ABC) 转运蛋白超家族。

目 录

1.胆盐输出泵专一转运胆汁酸盐

2.多耐药相关蛋白 2转运多价有机阴离子

• 胆盐输出泵（ bile salt export pump ， BSEP ，ABCB11 ）是依赖 ATP 的胆盐转运蛋白。

肝细胞膜胆小管域还存在转运其他有机化合物的转运蛋白。

目 录

（三）胆汁酸主要在回肠被主动重吸收胆汁分泌入胆小管后，经胆总管排入十二指肠。胆

盐在小肠内发挥其促进脂类消化、吸收的功能。在小肠下段，初级胆汁酸在肠菌的作用下，生成次级胆汁酸。 98

% 的胆汁酸在回肠被主动重吸收，经门静脉入肝。回肠粘膜柱状上皮细胞的顶端 Na+依赖的胆盐转运蛋白（ apic

al sodium-dependent bile salt transporter, ASBT ）介导此吸收过程。

少量未结合的胆盐也可在小肠远端被动吸收。

目 录

（四）肝细胞对胆汁酸的摄取也是主动转运过程

•有机阴离子转运多肽（ OATP ）

•Na+-牛磺胆酸共转运多肽（ NTCP ）可将 80% 以上的牛磺胆酸和 40% 的胆酸转运

入肝细胞， NTCP 的底物不限于胆盐，还包括性类固醇的硫酸酯、溴硫酞、甲状腺激素等。

其中以 OATP-C 和 OATP-A 为主，其次是OATP8 ， OATP-C还有从肝血窦摄取未结合胆红素的功能。

目 录

胆汁酸肠肝循环的过程

目 录

胆汁酸肠肝循环的生理意义将有限的胆汁酸反复利用以满足人体

对胆汁酸的生理需要。

目 录

五、很多胆结石的组成部分中含有胆固醇（一）胆固醇主要随胆汁排泄（二）胆汁胆固醇、磷脂酰胆碱和胆汁酸盐比例失衡导致胆固醇胆石生成

目 录

胆结石（ gallstone ）胆固醇结石（ cholesterol stone ）黑色素结石（ black pigment stone ）棕色素结石（ brown pigment stone ）

目 录

第四节 胆色素的代谢

Metabolism of Bile Pigments

目 录

胆色素 (bile pigment) 是体内铁卟啉化合物的主要分解代谢产物，包括胆红素、胆绿素、胆素原和胆素等。

目 录

体内的铁卟啉化合物——血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、过氧化氢酶及过氧化物酶。※约 80％来自衰老红细胞中血红蛋白的分解。

一、胆红素是血红素的降解产物（一）胆红素主要来自红细胞的破坏

•胆红素 (bilirubin)来源

目 录

（二）血红素加氧酶和胆绿素还原酶催化胆红素的生成• 部位

肝、脾、骨髓单核－巨噬细胞系统细胞微粒体与胞液中• 过程

血红蛋白 血红素＋珠蛋白氨基酸胆红素

• 胆红素的性质亲脂疏水，对大脑具有毒性作用

目 录

N

N

N

N

HOOC

Fe2+

HOOC

2O2NADPH+H+

NADP+

CO+H2OFe3+

HN

HN

P

N

P

HNO O

NADPH+H+

NADP+

HN

HN

PP

HNO O

HH

Ѫºì ËØ

µ¨ÂÌËØ

µ¨ºì ËØ

Ѫºì ËؼÓÑõø

µ¨ÂÌËØ»¹ Ô Ã¸

HN

胆红素的生成过程

目 录

N

N H

N

N

O

CO

OO

H

C

O

H

HOH

H

胆红素空间结构示意图

目 录

目 录

二、血红素加氧酶在体内有其特殊的生理作用（一）人体内存在 3种血红素加氧酶同工酶

3 种血红素加氧酶同工酶：HO-1

HO-2

HO-3

目 录

（二）一氧化碳通过激活鸟苷酸环化酶而发挥作用

胆红素是人体含量最丰富的内源性抗氧化剂，是血清中抗氧化活性的主要成分。

CO可与细胞内鸟苷酸环化酶分子中的血红素结合，激活 cGMP 的生成。

（三）胆红素具有抗氧化作用

目 录

目 录

三、血液中的血红素主要与血清蛋白结合而运输

• 意义增加胆红素在血浆中的溶解度，限制胆

红素自由通过生物膜产生毒性作用。• 竞争结合剂

如磺胺药，水杨酸，胆汁酸等。

• 运输形式胆红素－清蛋白复合体

目 录

四、胆红素在肝细胞中生成结合型胆红素并分泌入胆小管（一）游离胆红素可渗透肝细胞膜进入肝细胞

与清蛋白结合的胆红素在肝细胞膜血窦域分解出游离的胆红素，并被肝细胞摄取。

其动力是肝细胞内外胆红素的渗透压。其速度取决于清蛋白 - 胆红素的释放速度和

肝细胞对胆红素的处理能力。

目 录

胆红素在肝细胞浆中主要与胞浆 Y 蛋白和 Z 蛋白相结合，其中以 Y 蛋白为主。

Y 蛋白，即配体蛋白 (ligandin)配体蛋白将胆红素携带到肝内质网。

（二）谷胱甘肽 S-转移酶是胆红素在肝细胞浆的主要载体

目 录

部位：滑面内网质 反应：结合反应（主要为结合物为 UDP 葡糖醛酸，

UDPGA ） 酶：葡糖醛酸基转移酶 产物：主要为双葡糖醛酸胆红素，另有少量单葡糖醛酸胆红素、硫酸胆红素，统称为结合胆红素。

（三）胆红素在内质网生成水溶性的结合胆红素

目 录

胆红素葡糖醛酸一酯 + UDP - 葡糖醛酸

UDP- 葡糖醛酸基转移酶胆红素葡糖醛酸二酯 + UDP

胆红素 + UDP - 葡糖醛酸

胆红素葡糖醛酸一酯 + UDP

UDP- 葡糖醛酸基转移酶

葡糖醛酸胆红素的生成

目 录

HN

HN

HN

HNO O

HH

CH2 CH2

CH2

CO

O

CH2

CO

O

H

O

HHO

H

H

OH

HOOC

HH

OH

O

H

OH

HO

H

H

H

OH

H

COOH

H H

胆红素葡糖醛酸二酯的结构

目 录

目 录

ONH

NH

CO

OH

OC

ONH

NH

O

H

OH

OH OH

ONH

NH

C

O

O

OCOOH

O

OC

ONH

NH

O

COOHOH

OHOH

UDP-葡糖醛酸基转移酶

胆红素

2UDP-葡糖醛酸

2UDP

二葡糖醛酸胆红素

目 录

理化性质 未结合胆红素（间接胆红素） 结合胆红素（直接胆红素）水溶性 小 大脂溶性 大 小

与清蛋白亲合力 大 小对细胞膜的通透性及毒性 大 小

能否通过肾小球 不能 能与重氮试剂反应 * 间接阳性 直接阳性

两种胆红素理化性质的比较

目 录

肝细胞 UGT缺乏可造成血中未结合胆红素升高，导致黄疸（ jaundice ）。 •克 - 奈 (Crigler-Najjar) 综合征（又称先天性高胆红

素血症）病人可因肝细胞 UGT 活性的严重缺失，出现严重的高未结合胆红素血症，血清未结合胆红素含量可高达 340mol/L 。

•吉尔伯（ Gilbert ）综合征（又称家族性非溶血性黄疸）病人 UGT 活性是正常人的 30% ，其血清未结合胆红素浓度约为 84mol/L 。

目 录

多耐药相关蛋白 2（MRP2）是肝细胞向胆小管分泌结合胆红素的转运蛋白。

（四）肝细胞向胆小管分泌结合胆红素是主动转运过程肝分泌胆红素入胆小管是肝代谢胆红素

的限速步骤。

目 录

五、胆红素在肠道内转化成胆红素和胆素 结合胆红素

胆素原

肠菌葡糖醛酸 还原

胆素 氧化

＊过程

﹡胆素原：中胆素原，粪胆素原， d -尿胆素原﹡胆 素： i -尿胆素，粪胆素， d -尿胆素

游离胆红素

目 录

NHN

PP

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H H

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+8H

HN

HN

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+4H

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2H

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H H

2H

粪胆素与尿胆素的生成

目 录

（一）胆素原是肠菌作用的产物

目 录

肠道中有少量的胆素原可被肠粘膜细胞重吸收，经门静脉入肝，其中大部分再随胆汁排入肠道，形成胆素原的肠肝循环。

（二）少量胆素原可被肠粘膜重吸收，进入胆素原的肠肝循环胆素原肠肝循环(bilinogen enterohepatic circulation)

目 录

胆素原肠肝循环的过程

目 录

六、血清胆红素含量增高可出现黄疸正常人血清胆红素含量为 3.417mol/L

（ 0.21mg/dl ），以未结合胆红素为主，结合胆红素不超过总量的 4% 。

正常人肝对胆红素有强大的处理能力，每天可清除 3000mg以上的胆红素，不会造成未结合胆红素的堆积。

（一）正常人血清胆红素含量甚微

目 录

（二）临床上常见的黄疸有 3类 概念高胆红素血症

黄疸隐形黄疸

种类 (按黄疸的发病原因分为三类 )1. 溶血性黄疸 (hemolytic jaundice)2. 阻塞性黄疸 (obstructive jaundice)3. 肝细胞性黄疸 (hepatocellular jaundice)

目 录

2. 阻塞性黄疸（ obstructive jaundice ）

是由于红细胞在单核 - 吞噬细胞系统破坏过多，超过肝细胞的摄取转化和排泄能力，造成血清游离胆红素浓度过高所致。

1.溶血性黄疸（ hemolytic jaundice ）

各种原因引起的胆汁排泄通道受阻，使胆小管和毛细血管内压力增大破裂，致使结合胆红素逆流入血 , 造成血清胆红素升高所致。

3. 肝细胞性黄疸（ hepatocellular jaundice ）由于肝细胞破坏，其摄取转化和排泄胆红素能

力降低所致。

目 录

各种黄疸时血、尿、粪中某些指标的改变指 标 正 常 溶血性黄疸 肝细胞性黄疸 阻塞性黄疸

血清胆红素总量 <1 mg/dl >1 mg/dl >1 mg/dl >1mg/dl结合胆红素 0~ 0.8mg/dl 游离胆红素 <1 mg/dl

尿三胆尿胆红素 – – + + + +尿胆素原 少量 不一定 ¯尿胆素 少量 不一定 ¯

粪便颜色 正常 深 变浅或正常 完全阻塞时陶土色

目 录

（三）高未结合型胆红素血症在新生儿很常见 新生儿出生时血清未结合胆红素水平在 17~35mol/L ,

出生后 3天可上升至 80~100mol/L ，一周后逐渐下降至 15~20mol/L 。约 50% 的新生儿在出生后 5天内肉眼可见黄疸。

高未结合胆红素血症可严重的损害新生儿的大脑，产生核黄疸 (kernicterus) ，或称血红素脑病 (bilirubin e

ncephalopathy) 。 新生儿黄疸属肝前性黄疸，其直接原因是肝细胞合成

UDP- 葡糖醛酸基转移酶 (UGT) 的能力低下。