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肝通过糖原合成、糖原分解与糖异生调节血糖水平、保持血糖稳定,保证脑细胞的能量供应。肝在脂类的消化、吸收、合成、分解及运输中均起重要作用。肝分泌的胆汁酸盐将脂类乳化,有利于脂类和脂溶性维生素的吸收。饥饿时肝大量摄取并氧化来自脂肪动员的脂肪酸,肝是体内的最重要器官。β- 氧化生成的酮体是脂肪酸在肝外组织氧化供能的另一种形式。肝是合成酮体的唯一器官。饱食后, 肝将吸收来的脂肪酸合成甘油三酯,并以VLDL的形式运到脂库贮存。肝也是脂肪酸合成的最主要器官。肝也是降解LDL的主要器官。肝还是磷脂和胆固醇代谢的重要器官。肝合成LCAT,协助胆固醇的酯化。肝合成HDL,将胆固醇运至肝外组织。肝是排泄体内胆固醇的主要器官。肝还将胆固醇分解为胆汁酸。
肝的蛋白质代谢极为活跃。肝细胞除合成自身的结构蛋白外,一个重要功能是合成与分泌血浆蛋白质。除γ-球蛋白外,几乎所有的血浆蛋白质均来自肝,血浆清蛋白除了是许多物质 ( 如游离脂肪酸、胆红素等 ) 的载体外,在维持血浆胶体渗透压方面起重要作用。肝功能严重障碍时,可出现A/G比值的倒置。肝还是清除血浆蛋白质( 清蛋白除外 ) 的重要器官。
氨是氨基酸分解代谢的重要产物,氨在肝中主要通过鸟氨酸循环合成尿素,因此肝是清除血氨的主要器官。肝在吸收、储存、运输及代谢维生素中起重要作用。肝是人体内含维生素A、K、B1、B2、E、B12、泛酸与叶酸最多的器官。肝几乎不储存维生素D,但具有将维生素D转化为25-OH维生素D和合成维生素D结合蛋白的能力。多种维生素在肝中转化为辅酶的组成成分。
多种激素在发挥其调节作用后,主要在肝中转化、降解或失去活性,这一过程称为激素的灭活。
进入人体的非营养物质既不能构成组织细胞的结构成分,又不能氧化供能,其中一些对人体有一定的生物学效应或毒性作用;肠道内细菌***作用产生的胺、酚、吲哚和硫化氢等被重吸收入血,机体在排出这些物质以前常将其进行各种代谢转变,这一过程称为生物转化。
肝是生物转化的主要器官。生物转化作用包括的化学反应主要有两相。第一相反应包括氧化作用 ( 主要有微粒体依赖P450 的加单氧酶、线粒体单胺氧化酶、醇脱氢酶和醛脱氢酶 )、还原反应 ( 主要是硝基还原酶和偶氮基还原酶 ) 和水解反应。第二相反应是结合反应。肝细胞内含有许多催化结合反应的酶类。主要反应有与葡萄糖醛酸、硫酸、谷胱甘肽、甘氨酸等发生结合反应,或进行酰基化和甲基化反应等。其中与葡萄糖醛酸、硫酸和酰基的结合反应最为重要,尤以葡萄糖醛酸的结合反应最为普遍。肝的生物转化作用受年龄、性别、疾病、诱导物、抑制物等体内、外因素的影响。值得注意的是,乙醇是常见饮料,主要在肝内进行生物转化,除醇脱氢酶外,大量饮酒还可诱导微粒体乙醇氧化系统。后者不但不能使乙醇氧化产生ATP,还可加大对氧和NADPH的消耗,造成肝内能量的耗竭,引起肝的损害。肝的生物转化功能主要是将有生物活性的物质灭活,将毒性物质转变成无毒的物质,增加水溶性,有利于排出体外。但有些物质经过生物转化后,毒性反而增加,水溶性反而降低,甚至无毒的物质变成致癌的物质。因此,不能笼统的将生物转化作用说成是解毒作用。
胆汁是肝细胞分泌的一种液体,通过胆管系统进入十二指肠。生成胆汁是肝的基本功能之一。肝胆汁是从肝细胞最初分泌的胆汁,清澈透明,呈金黄色或桔黄色。肝胆汁进入胆囊后,胆汁中的水和其他一些成分可被胆囊壁吸收,胆囊壁分泌粘液进入胆汁,从而形成胆囊胆汁。 胆汁酸按其结构可分为游离胆汁酸和结合胆汁酸。 前者包括胆酸、 脱氧胆酸、鹅脱氧胆酸和少量的石胆酸;上述胆汁酸分别与甘氨酸和牛磺酸结合便形成结合胆汁酸,主要是甘氨胆酸、牛磺胆酸、甘氨鹅脱氧胆酸和牛磺鹅脱氧胆酸。由肝细胞合成的胆汁酸称为初级胆汁酸,包括胆酸、鹅脱氧胆酸及其与甘氨酸和牛磺酸的结合产物;初级胆汁酸在肠管中受细菌作用生成的脱氧胆酸和石胆酸称为次级胆汁酸。人胆汁中的胆汁酸以结合型为主。其中甘氨胆汁酸的量多于牛磺胆汁酸的量。胆汁中的初级胆汁酸与次级胆汁酸均以纳盐或饵盐 ( 胆汁酸盐或称胆盐)的形式存在。
肝细胞以胆固醇为原料合成初级胆汁酸,这是肝清除胆固醇的主要方式。肝细胞合成胆汁酸的反应步骤较复杂。胆固醇首先在7α-羟化酶的催化下生成7α-羟胆固醇,后者向胆汁酸的转化包括固醇核的还原、羟化、侧链的断裂和加辅酶A等多步反应,最后生成具有24碳的初级胆汁酸及其与甘氨酸和牛磺酸结合形成的结合胆汁酸。正常人每日约合成1~1.5g胆固醇,其中约2/5(0.4~0.6g)在肝内转化为胆汁酸。胆固醇7α-羟化酶是胆汁酸合成的限速酶,与胆固醇合成的关键酶HMG-CoA还原酶一同受胆汁酸和胆固醇含量的调节,激素也对胆汁酸的生成予以调节。进入肠道的胆汁酸在回肠和结肠上段细菌的作用下,结合胆汁酸水解释放出游离胆汁酸。后者在肠菌的作用下形成次级胆汁酸。即胆酸转变成脱氧胆酸,鹅脱氧胆酸转变成石胆酸。排入肠道的胆汁酸中约95%以上被重吸收。重吸收的胆汁酸经门静脉入肝,被肝细胞摄取。在肝细胞内,游离胆汁酸被重新合成为结合胆汁酸,与新合成的结合胆汁酸一同再随胆汁排人小肠。这样形成胆汁酸的"肠肝循环"。未被肠道吸收的那一小部分胆汁酸在肠菌的作用下,生成多种胆烷酸的衍生物并由粪便排出。还有小量的胆汁酸(主要是石胆酸和鹅脱氧胆酸)在肝细胞内与硫酸或葡萄糖醛酸结合,分别生成硫酸酯和葡萄糖醛酸苷。这些水溶性很强的结合胆汁酸易于从肾排出。
胆色素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。这些化合物主要随胆汁排出体外。 体内含铁卟啉化合物包括血红蛋白、 肌红蛋白、 细胞色素、过氧物酶和过氧化氢酶等。正常人每天可生成250~350mg胆红素,其中70%以上来自衰老红细胞破坏释放的血红蛋白。衰老的红细胞在肝、脾、骨髓的网状内皮系统破坏释放出血红蛋白。血红蛋白随后分解为珠蛋白和血红素。珠蛋白可降解为氨基酸,供体内再利 用。网状内皮系统细胞微粒体含有非常活跃的血红素加氧酶,在氧分子和NADPH的存在下,血红素加氧酶将血红素铁吟琳环上的α甲快基(-CH==)氧化断裂,释放C0,并将两端的毗咯环羟化, 形成胆绿素。释放的铁可以被机体再利用,一部分CO从呼吸道排出。胆绿素在胞液胆绿素还原酶的催化下,从NADPH获得两个氢原子,生成胆红素。
胆红素由三个次甲基桥连接的四个毗咯环组成。由于分子内部形成氢键,胆红素分子形成脊瓦状的刚性折叠,成为非极性的脂溶性物质。胆红素与血浆清蛋白有极高的亲和力。在血液中主要与清蛋白结合而运输。这种结合不仅增高胆红素的水溶性,有利于运输,而且还限制胆红素通透细胞膜对组织造成的毒性作用。肝细胞存在特异的受体,对胆红素有极强的亲和力,通过血循环进入肝的胆红素迅速脱掉清蛋白,被肝细胞摄取。进入肝细胞的胆红素与胞浆中两种载体蛋白—Y蛋白和Z蛋白相结合形成复合物,并以此形式进入内质网。Y蛋白比Z蛋白对胆红素的亲和力强,且含量丰富,是肝细胞内主要的胆红素载体蛋白。胆红素-Y蛋白复合物在滑面内质网葡萄糖醛酸基转移酶的催化下,接受来自UDP葡萄糖醛酸的葡萄糖醒酸基,生成双葡萄糖醛酸胆红素和少量单葡萄糖醛酸胆红素 ( 此外,尚有少量胆红素与硫酸结合,生成硫酸酯 )。这些与葡萄糖醛酸结合的胆红素称为结合胆红素。结合胆红素水溶性强,随胆汁排入小肠。在肠菌的作用下大部分脱去葡萄糖醛酸基,并被逐步还原生成中胆素原、粪胆素原和d尿胆素原。这些物质统称为胆素原。在肠道下段,这些无色的胆素原接触空气分别被氧化为相应的1尿胆素、粪胆素和d-尿胆素,后三者合称胆素。胆素呈黄褐色,是粪便的主要色素。肠道中约10%~20%的胆素原可被肠粘膜细胞重吸收,经门静脉入肝。其中大部分在随胆汁排入肠腔,形成胆色素的肠肝循环。只有少量经血液循环入肾并随尿排出。胆素原接触空气后被氧化成尿胆素,后者是尿的主要颜色。
正常人血浆中胆红素含量甚微,其中 4/5是与血清蛋白结合的游离胆红素,其余是结合胆红素。肝红素是有毒的脂溶性物质,对脂类有高度的亲和力,及易通透细胞膜对细胞造成危害,尤其是对富含脂类的神经细胞,能严重影响神经系统的功能。凡是体内胆红素生成过多,或肝摄取、转化、排泄过程发生障碍的因素均可引起血浆胆红素浓度升高,造成高胆红素血症。胆红素呈金黄色,大量的胆红素扩散进人组织可造成组织黄染,这一体征称为黄疸。黄疸的程度取决于血清胆红素的浓度。根据血清胆红素的来源,可将黄疸分为溶血性黄疸、肝细胞性黄疸和阻塞性黄疸。
五、名词解释
1.Biotransformation ( 生物转化作用 ) :来自体内外的非营养物质 ( 药物、毒物、染料、添加 剂,以及肠管内细菌的***产物 ) 在肝进行氧化、还原、水解和结合反应,这一过程称为肝的生物转化作用。
2.Monooxygenase ( 加单氧酶系 ) :此酶存在于细胞微粒体内,是含细胞色素P450的酶。它催化的反应是:RH+NADPH+H++O2→ROH+NADP++H20,它于体内很多重要活性物质的合成以及药物、毒物的代谢有密切关系。
3.未结合胆红素:在网状内皮系统中血红蛋白分解产生的胆红素在血浆中主要与清蛋白结合而运输,这部分胆红素称为未结合胆红素或称游离胆红素,它分子量大,水溶性好,不能透过细胞膜和随尿排出。
4.结合胆红素:胆红素在肝微粒体中与葡萄糖醛酸结合生成的葡萄糖醛酸胆红素称为结合胆红素,它水溶性大,易从尿中排出。
5.胆色素:胆色素是体内铁卟啉化合物的分解代谢产物,主要是衰老的红细胞在网状内皮系统中分解产生血红蛋白,血红蛋白进一步分解而来。包括胆红素、胆绿素、胆素原和胆素。
6.胆素原:经肝转化生成的葡萄糖醛酸胆红素随胆汁进入肠道,在肠菌的作用下大部分脱去葡萄糖醛酸基,并被逐步还原生成中胆素原、粪胆素原和d-尿胆素原。这些物质统称为胆素原。
7.胆素原的肠肝循环:生理情况下,肠中产生的胆素原约有10%~20%重吸收,经门静脉人肝,其中大部分又以原形随胆汁再次排入肠道,此过程称为胆素原的肠肝循环。
8.胆素:胆素随胆汁分泌到肠管中的结合胆红素在细菌的作用下转变成中胆素原、粪胆素原和d-尿胆素原。这些物质在肠道下段接触空气分别被氧化为相应的1-尿胆素、粪胆素和d-尿胆素。后三者合称胆素。
9.胆汁酸的肠肝循环:胆汁酸的肠肝循环在肝细胞合成的初级胆汁酸,随胆汁进入肠道,转变为次级胆汁酸。肠道中约95%胆汁酸经门静脉被重吸收入肝,并同新合成的胆汁酸一起再次被排入肠道,此循环过程称胆汁酸的肠肝循环。
10.黄疸:胆红素为金黄色物质,大量的胆红素扩散进入组织,可造成组织黄染,这一体症称为黄疸。根据胆红素生成的原因可将黄疸分为三种类型。即溶血性黄疸、肝细胞性黄疸和阻塞性黄疸。




