1、第 十一 章 非营养物质代谢,第 一 节 生物转化作用,一、生物转化的概念 *,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) 。生物转化的对象,非营养物质,生物转化的生理意义对体内的非营养物质进行转化，使其灭活 ，或解毒；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主要器官，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,二、生物转化反应的主要类型,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后，可使极性增大， 亲水性增强，可以顺利排出体
2、外。,* 有些物质即使经过第一相反应后，极性改变仍不大，必须与葡糖醛酸、硫酸或氨基酸等极性更强的物质结合, 即第二相反应，才能最终排出。,（一）氧化反应*,加单氧酶系 （也称为单加氧酶系 ） 其中最重要的是微粒体依赖Cyt P450的加单氧酶 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,加单氧酶系基本特点能直接激活氧分子，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。,产物：羟化物或环氧化物 举例：,苯胺,对氨基苯酚,2. 线
3、粒体单胺氧化酶系单胺氧化酶( monoamine oxidase, MAO),存在部位：线粒体,催化的反应催化胺类氧化脱氨基生成相应的醛,3. 醇脱氢酶及醛脱氢酶系,存在部位：胞液中,催化的反应醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase, ADH)催化醇类氧化成醛。醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase, ALDH)催化醛类氧化成酸。,（二）还原反应硝基还原酶类 (nitroreductase)偶氮还原酶类 (azoreductase)还原产物：相应胺类,（三）水解反应多种水解酶类底物：酯类、酰胺类和糖苷类化合物例：抗炎药阿司匹林（乙酰水杨酸）水解代谢,结合对象：凡含
4、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、甘氨酸或酰基、甲基供体等物质,（四）结合反应*,葡糖醛酸结合反应* 最多见的结合反应,* 葡糖醛酸基的直接供体尿苷二磷酸葡糖醛酸 (UDPGA),* 催化酶葡糖醛酸基转移酶 (UDP-glucuronyl transferases, UGT),举例：,苯酚,+ UDP,苯葡糖醛酸苷,雌酮,2. 硫酸结合反应,* 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,+PAP,雌酮硫酸酯,3. 酰基化反应,4. 谷胱甘肽结合反应,异烟肼 乙
5、酰辅酶A 乙酰异烟肼 辅酶A,环氧萘 谷胱甘肽 S-二氢萘醇谷胱甘肽,6. 甲基化反应,5. 甘氨酸结合反应,尼克酰胺 N-甲基尼克酰胺,甲基的供体：S - 腺苷甲硫氨酸(SAM),影响因素：年龄、性别、疾病、诱导物、抑制物等意义：指导用药,三、影响生物转化作用的因素*,第 二 节 胆汁与胆汁酸的代谢,主要有机成分胆汁酸盐(含量最高)、多种酶类（包括脂肪酶、磷脂酶、淀粉酶和磷酸酶等）等,一、胆汁*,胆汁酸是存在于胆汁中一大类胆烷酸的总称，常以钠盐或钾盐的形式存在，即胆汁酸盐，简称胆盐 (bile salts)。,（一）胆汁酸的分类* 按结构分,二、胆汁酸的代谢*,游离胆汁酸,例：胆酸,还有脱氧
6、胆酸和石胆酸等等,结合胆汁酸,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 7-羟基脱氧后生成的胆汁酸，包括脱氧胆酸、石胆酸及相应结合型胆汁酸。,胆酸,脱氧胆酸,初级胆汁酸,次级胆汁酸,鹅脱氧胆酸,石胆酸,次级胆汁酸,初级胆汁酸,（二）胆汁酸的代谢*,1. 初级胆汁酸的生成部位：肝细胞的胞液和微粒体中原料：胆固醇,胆固醇转化成胆汁酸是其在体内代谢的主要去路限速酶：胆固醇7-羟化酶,胆固醇(27C),7-羟化胆固醇,初级胆汁酸(24C),结合型初级胆汁酸,过程,2. 次级胆汁酸的生成与肠肝循环,部位：小肠下段和大
7、肠过程,初级胆汁酸,次级胆汁酸,胆汁酸肠肝循环的过程,脱羟,胆汁酸肠肝循环 （95%）胆汁酸肠肝循环概念*,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。,胆汁酸肠肝循环的生理意义 1.使有限的胆汁酸可以最大限度的反复利用。 2.弥补胆汁酸的合成不足，满足人体对胆汁酸的生理需要。 3.使胆汁酸/胆固醇的比例恒定，不易形成胆石。,人体每天合成胆汁酸的量为0.4-0.6g，肝胆的胆汁酸代谢池共约3-5g，不足以满足生理需要，因而人体每天要进行6-12次肠肝循环，重吸收12-32g胆汁酸。,（三）胆汁酸的功能*,1.促进脂类的消化与吸收立体构
8、型亲水与疏水两个侧面,2.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 101,第 三节,血红素的生物合成,一. 血红素的生物合成*,合成的组织和亚细胞定位,参与血红蛋白组成的血红素主要在骨髓的幼红细胞和网织红细胞中合成。,合成原料,甘氨酸、琥珀酰CoA、Fe2+, 合成过程, -氨基-酮戊酸(-aminolevulinic acid ,ALA)的生成：由ALA合酶*(ALA synthase)催化，是血红素合成的关键酶,+,反应部位：线粒体*,胆色素原的生成ALA生成后从线粒体进入胞液*,反应部位：胞液*, 尿卟啉原与粪卟啉原的生成,4x 胆色素原,线状四吡咯,尿卟啉原,粪卟
9、啉原,反应部位：胞液*, 血红素的生成胞液中的粪卟啉原再进入线粒体*,粪卟啉原,原卟啉原,原卟啉,血红素,反应部位：线粒体, 合成的主要部位是骨髓和肝脏，但成熟红细胞不能合成； 合成的原料简单：琥珀酰CoA、甘氨酸Fe2+等小分子物质； 合成过程的起始与最终过程在线粒体，中间过程在胞液。,血红素合成的特点*, ALA合酶*是血红素合成的限速酶受血红素反馈抑制高铁血红素强烈抑制某些固醇类激素可诱导其生成, 合成的调节,促红细胞生成素(erythropoietin, EPO)与膜受体结合，加速有核红细胞的成熟以及血红素和Hb的合成促使原始红细胞的繁殖和分化,胆色素的代谢与黄疸Metabolism
10、of Bile Pigment and Jaundice,第 四 节,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。,胆色素的概念*,胆红素(bilirubin)来源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、胆红素的生成与转运,生成过程*,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,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,胆红素的生成过程,CO 胞内信号分子，调节血管舒张和神经递质作用。,胆红素的转运*,生理意义增加胆红素在血
11、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,二、胆红素在肝中的转变 *,摄取胆红素可以自由双向通透肝血窦肝细胞膜表面进入肝细胞,转运,转化*,部位：滑面内质网反应：结合反应（主要结合物为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,胆红素葡糖醛酸二酯的结构,排泄,结合胆红素从肝细胞毛细胆管排泄入胆汁中，再随胆汁排入肠道。,三、胆红素在肠道中的变化和胆色素的肠肝循环,结合胆红素,胆素原,胆素,过程,胆素原： d -尿胆素原，中胆素原，粪胆素原,胆 素
12、： d -尿胆素， i -尿胆素，粪胆素,游离胆红素,黄褐色,胆素原的肠肝循环* (10-20%),胆素原肠肝循环的概念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(bilinogen enterohepatic circulation)。,胆素原肠肝循环的过程,四、血清胆红素与黄疸,正常血清胆红素浓度4/5为游离胆红素，其余为结合胆红素,两种胆红素的区别,黄疸(jaundice),概念高胆红素血症黄疸种类(按血清胆红素的来源)*溶血性黄疸 (hemolytic jaundice)肝细胞性黄疸(hepatocellular jaundice)阻塞性黄疸(obstructive 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。(肝实质性病变),（二）肝细胞性黄疸,生物转化的概念、反应的类型、生物转化的生理意义。初级、次级、结合型、游离型胆汁酸的概念。胆汁酸肠肝循环的生理意义及胆汁酸的功能。胆色素的概念游离胆红素、结合胆红素的概念。胆红素在血中的运输，在 肝脏、肠道中的代谢转变及胆红素的肠肝循环。黄疸的分类,复习要点,
