非营养物质代谢

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,高 蕊 石河子大学医学院,生物化学,兵团精品课程,非营养物质代谢,非营养物质代谢,第1页,第十一章 非营养物质代谢,第一节,肝在物质代谢中作用,第二节,肝生物转化作用,第三节,胆汁与胆汁酸代谢,第四节,血红蛋白合成与调整,第五节,胆色素代谢与黄疸,石河子大学医学院生化系,非营养物质代谢,第2页,第一节,肝在物质代谢中作用,第二节,肝生物转化作用,第三节,胆汁与胆汁酸代谢,第四节,血红蛋白合成与调整,第五节,胆色素代谢与黄疸,第十一章 非营养物质代谢,石河子大学医学院生化系,非营养物质代谢,第3页,作用：,维持血糖浓度恒定，保障全身各组织，尤其是大脑,和红细胞能量供给。,糖异生、,肝糖原合成与分解、,糖酵解路径,回顾：肝内进行那些糖代谢路径？,一、肝在糖代谢中作用,非营养物质代谢,第4页,回顾：肝内进行脂类代谢主要有哪些？,脂肪酸氧化、脂肪酸合成及酯化、酮体生成、胆固醇合成与转变、脂蛋白与载脂蛋白合成,(VLDL,、,HDL,、,apo C),、脂蛋白降解,(LDL,),作用：,在脂类消化、吸收、合成、分解与运输均含有主要作用。,二、肝在脂类代谢中作用,非营养物质代谢,第5页,在,血浆蛋白质,代谢中作用,合成与分泌血浆蛋白质（,球蛋白除外）,去除血浆蛋白质（清蛋白除外）,在,氨基酸代谢,中作用,氨基酸脱氨基、脱羧基、脱硫、转甲基等（支链氨基酸除外）。,去除血氨及胺类，合成尿素。,三、肝在蛋白质类代谢中作用,非营养物质代谢,第6页,脂溶性维生素吸收,维生素储存,是,Vit A,、,E,、,K,和,B,12,主要储存场所,维生素运输,视黄醇结合蛋白合成，,Vit D,结合蛋白合成,维生素转化,Vit D,3, 25-(OH)-Vit D,3,水溶性维生素辅酶组成成份,四、肝在纤维素代谢中作用,非营养物质代谢,第7页,激素灭活,(inactivation of hormone),激素主要在肝中,转化，降解或失去活性,过程称为激素灭活。,* 主要方式：生物转化,五、肝在激素代谢中作用,非营养物质代谢,第8页,第一节,肝在物质代谢中作用,第二节 肝生物转化作用,第三节,胆汁与胆汁酸代谢,第四节,血红蛋白合成与调整,第五节,胆色素代谢与黄疸,第十一章 非营养物质代谢,石河子大学医学院生化系,非营养物质代谢,第9页,生物转化概念,机体对内、外源性非营养物质进行代谢转变，使其水溶性提升，极性增强，易于经过胆汁或尿液排出体外过程称为,生物转化,(biotransformation),。,一、生物转化概念,非营养物质代谢,第10页,非营养物质,:,既不作为构建组织细胞成份，又不作为能源物质。,内源性：,如激素、神经递质、胺类等,外源性：,如食品添加剂、药品、毒物等,非营养物质,生物转化对象,非营养物质代谢,第11页,生物转化意义,对体内非营养物质进行转化，使其灭活,(inactivate),，,或解毒,(detoxicate),；,更为主要是可使这些物质溶解度增加，易于排出体外。,生物转化主要场所,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效 。,肝生物转化作用解毒作用,非营养物质代谢,第12页,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，必须与一些极性更强物质结合,即第二相反应，才最终排出。,二、生物转化反应主要类型,非营养物质代谢,第13页,（一）氧化反应,最多见生物转化反应,1.,微粒体依赖,P,450,加单氧酶系：,其中最主要是依赖,P450,加单氧酶。,存在部位：,微粒体内,(,滑面内质网,),组成：,Cyt P,450,，,NADPH+H,+,，,NADPH-,细胞色素,P,450,还原酶,催化基础反应,R,H,+,O,2,+NADPH+H,+,R,OH,+NADP,+,+H,2,O,非营养物质代谢,第14页,基础特点,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,混合功效氧化酶。,非营养物质代谢,第15页,产物：,羟化物或环氧化物,举例：,苯胺,对氨基苯酚,非营养物质代谢,第16页,2.,线粒体单胺氧化酶系,单胺氧化酶,( monoamine oxidase, MAO),存在部位：,线粒体内,催化反应,催化,胺类,氧化脱氨基生成对应,醛,R,CH,2,NH,2,+O,2,+H,2,O,2,R,CHO,+NH,3,+H,2,O,非营养物质代谢,第17页,3.,醇脱氢酶及醛脱氢酶系,存在部位：,胞液中,催化反应,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,生成,酸,。,非营养物质代谢,第18页,（二）还原反应,硝基还原酶类,(nitroreductase),偶氮还原酶类,(azoreductase),还原产物：对应,胺类,（三）水解反应,各种水解酶类,非营养物质代谢,第19页,结合对象：凡含有羟基、羧基或氨基药品、毒物或激素均可发生结合反应,结合剂：,葡萄糖醛酸、硫酸,、谷胱甘肽、甘氨酸、乙酰基、甲基等物质或基团,（四）结合反应,非营养物质代谢,第20页,1.,葡萄糖醛酸结合反应,最多见结合反应,*,葡萄糖醛酸基直接供体,尿苷二磷酸葡萄糖醛酸,(UDPGA),2NAD,+,2NADH+ 2H,+,UDPG,脱氢酶,目 录,非营养物质代谢,第21页,* 催化酶,葡萄糖醛酸基转移酶,(UDP-glucuronyl transferases,UGT),举例：,+,UDPGA,苯酚,+ UDP,苯,葡糖醛酸苷,非营养物质代谢,第22页,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,PAPS,+PAP,雌酮硫酸酯,非营养物质代谢,第23页,3.,酰基化反应,4.,谷胱甘肽结合反应,异烟肼 乙酰辅酶,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,非营养物质代谢,第24页,6.,甲基化反应,5.,甘氨酸结合反应,胆酸 甘氨酸,甘氨胆酸,尼克酰胺,N-,甲基尼克酰胺,甲基供体：,S -,腺苷甲硫氨酸,(SAM),非营养物质代谢,第25页,影响原因：,年纪、性别、疾病、诱导物、抑制物等,意义：,指导用药,三、影响生物转化作用原因,非营养物质代谢,第26页,Bile acids are produced in the,liver,by the oxidation of,cholesterol,. They are conjugated with,taurine,or the amino acid,glycine, or with a,sulfate,or a,glucuronide, and are then stored in the,gallbladder,. Bile acid also serves the purpose of breaking down fats. Upon eating a meal containing fat, the contents of the gallbladder are secreted into the,intestine,. In humans, the,rate limiting step,is the addition of a hydroxyl group on position 7 of the steroid nucleus by the enzyme,cholesterol 7 alpha-hydroxylase,.,非营养物质代谢,第27页,第一节,肝在物质代谢中作用,第二节,肝生物转化作用,第三节 胆汁与胆汁酸代谢,第四节,血红蛋白合成与调整,第五节,胆色素代谢与黄疸,第十一章 非营养物质代谢,石河子大学医学院生化系,非营养物质代谢,第28页,胆道系统,肝分泌,胆囊浓缩,(,肝胆汁,),(,胆囊胆汁,),主要有机成份,胆汁酸盐,(,含量最高,),、各种酶类等,一、胆汁,非营养物质代谢,第29页,胆汁酸,(bile acids),概念,胆汁酸,是存在于胆汁中一大类胆烷酸总称，以钠盐或钾盐形式存在，即胆汁酸盐，简称胆盐,(bile salts),。,（一）胆汁酸分类,按,结构,分,游离胆汁酸,(free bile acid),结合胆汁酸,(conjugated bile acid),二、胆汁酸代谢,非营养物质代谢,第30页,游离胆汁酸,例：胆酸,COOH,例：鹅脱氧胆酸,非营养物质代谢,第31页,结合胆汁酸,CONHCH,2,CH,2,SO,3,H,例：牛磺胆酸,例：甘氨胆酸,CONHCH,2,COOH,非营养物质代谢,第32页,按,起源,分,初级胆汁酸,(primary bile acid),次级胆汁酸,(secondary bile acid),初级胆汁酸,是肝细胞以胆固醇为原料直接合成胆汁酸，包含胆酸、鹅脱氧胆酸及对应结合型胆汁酸。,次级胆汁酸,在肠道细菌作用下初级胆汁酸,7-,羟基脱氧后生成胆汁酸，包含脱氧胆酸及石胆酸。,非营养物质代谢,第33页,7-,羟基脱氧,胆酸,脱氧胆酸,初级胆汁酸,次级胆汁酸,非营养物质代谢,第34页,7-,羟基,脱氧,鹅脱氧胆酸,石胆酸,次级胆汁酸,初级胆汁酸,非营养物质代谢,第35页,非营养物质代谢,第36页,（二）胆汁酸代谢,1.,初级胆汁酸生成,部位：,肝细胞胞液和微粒体中,原料：,胆固醇,胆固醇转化成胆汁酸是其在体内代谢主要去路,限速酶：胆固醇,7-,羟化酶,非营养物质代谢,第37页,胆固醇,(27C),7-,羟化胆固醇,初级胆汁酸,(24C),结合型初级胆汁酸,7-,羟化酶,过程,非营养物质代谢,第38页,2.,次级胆汁酸生成与肠肝循环,部位：小肠下段和大肠,过程,初级胆汁酸,次级胆汁酸,肠菌,水解脱羟,非营养物质代谢,第39页,胆汁酸肠肝循环,胆汁酸肠肝循环概念,胆汁酸随胆汁排入肠腔后，经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过程。,非营养物质代谢,第40页,胆固醇,结合胆汁酸,（合成,0.40.6g/d,代谢池,35g/d,）,胆汁酸肠肝循环过程,非营养物质代谢,第41页,胆汁酸肠肝循环生理意义,将有限胆汁酸重复利用以满足人体对胆汁酸生理需要。,非营养物质代谢,第42页,（三）胆汁酸功效,1.,促进脂类消化与吸收,立体构型,亲水与疏水两个侧面,2.,抑制胆汁中胆固醇析出,胆汁中胆汁酸、卵磷脂与胆固醇正常比值,101,非营养物质代谢,第43页,疏水侧,亲水侧,甘氨胆酸立体构型,非营养物质代谢,第44页,Bilirubin consists of an open chain of four,pyrrole,-like rings (,tetrapyrrole,). In,heme, by contrast, these four rings are connected into a larger ring, called a,porphyrin,ring.,Bilirubin is very similar to the,pigment,phycobilin,used by certain algae to capture light energy, and to the pigment,phytochrome,used by plants to sense light. All of these contain an open chain of four pyrrolic rings.,非营养物质代谢,第45页,非营养物质代谢,第46页,非营养物质代谢,第47页,非营养物质代谢,第48页,第一节,肝在物质代谢中作用,第二节,肝生物转化作用,第三节,胆汁与胆汁酸代谢,第四节 血红蛋白合成与调整,第五节,胆色素代谢与黄疸,第十一章 非营养物质代谢,石河子大学医学院生化系,非营养物质代谢,第49页,珠蛋白，血红素,(heme),* 血红素合成,* 珠蛋白合成,* 血红蛋白合成,血红蛋白组成,血红蛋白合成,血红蛋白合成与调整,非营养物质代谢,第50页,1.,血红素生物合成,合成组织和亚细胞定位,参加血红蛋白组成血红素主要在,骨髓,幼红细胞和网织红细胞,中合成。,合成原料,甘氨酸、琥珀酰,CoA,、,Fe,2+,非营养物质代谢,第51页, 合成过程,-,氨基,-,酮戊酸,(,-,aminolevulinic acid ,ALA),生成：由,ALA,合酶,(ALA synthase),催化，是血红素合成,关键酶,+,HSCoA,+ CO,2,ALA,合酶,（,磷酸吡哆醛,）,反应部位：线粒体,非营养物质代谢,第52页,胆色素原生成,ALA,生成后从线粒体进入胞液,ALA,脱水酶,2H,2,O,反应部位：胞液,非营养物质代谢,第53页, 尿卟啉原与粪卟啉原生成,4x,胆色素原,线状四吡咯,尿卟啉原,粪卟啉原,尿卟啉原,同合酶,尿卟啉原,同合酶,尿卟啉原,脱羧酶,反应部位：胞液,非营养物质代谢,第54页, 血红素生成,胞液中粪卟啉原,再进入线粒体,反应部位：线粒体,粪卟啉原,原卟啉原,原卟啉,血红素,粪卟啉原,氧化脱羧酶,亚铁螯合酶,原卟啉原,氧化酶,非营养物质代谢,第55页,非营养物质代谢,第56页, 合成主要,部位,是骨髓和肝脏，但成熟红细胞不能合成；, 合成,原料,简单：琥珀酰,CoA,、甘氨酸,Fe,2+,等小分子物质；, 合成过程,起始,与,最终,过程在,线粒体,，中间过程在,胞液,。,血红素合成特点,非营养物质代谢,第57页,合成调整,ALA,合酶,血红素,高铁血红素,睾酮,促红细胞生成素,_,_,+,+,药品、杀虫剂,+,非营养物质代谢,第58页,血红素合成后与珠蛋白结合成 血红蛋白。 珠蛋白合成同普通蛋白质合成，其合成受血红素调控。,2.,血红蛋白合成,非营养物质代谢,第59页,第一节,肝在物质代谢中作用,第二节,肝生物转化作用,第三节,胆汁与胆汁酸代谢,第四节,血红蛋白合成与调整,第五节 胆色素代谢与黄疸,第十一章 非营养物质代谢,石河子大学医学院生化系,非营养物质代谢,第60页,胆色素,(bile pigment),是体内铁卟啉化合物主要分解代谢产物，包含胆红素、胆绿素、胆素原和胆素等。,胆色素概念,非营养物质代谢,第61页,胆红素,(bilirubin),起源,体内铁卟啉化合物,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分解。,一、胆红素生成与转运,非营养物质代谢,第62页,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,血红蛋白,血红素珠蛋白,氨基酸,胆红素,胆红素性质,亲脂疏水，对大脑含有毒性作用,非营养物质代谢,第63页,胆红素生成过程,非营养物质代谢,第64页,意义,增加胆红素在血浆中溶解度，限制胆红素自由经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、胆红素转运,非营养物质代谢,第65页,摄取,胆红素能够自由双向通透肝血窦肝细胞膜表面进入肝细胞,转运,内质网,在胞浆与配体蛋白结合,三、胆红素在肝中转变,非营养物质代谢,第66页,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,葡糖醛酸胆红素生成,非营养物质代谢,第67页,胆红素葡糖醛酸二酯结构,目 录,非营养物质代谢,第68页,结合胆红素,胆素原,肠 菌,葡萄糖醛酸,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,四、胆红素在肠道中改变和胆色素肠肝循环,非营养物质代谢,第69页,胆素原肠肝循环,胆素原肠肝循环,概念,肠道中有少许胆素原可被肠粘膜细胞重吸收，经门静脉入肝，其中大个别再随胆汁排入肠道，形成胆素原,肠肝循环,(bilinogen enterohepatic circulation),。,非营养物质代谢,第70页,胆素原肠肝循环,过程,目 录,非营养物质代谢,第71页,结合胆红素：,与葡萄糖醛酸结合胆红素称为结合胆红素，又称直接胆红素。,游离胆红素：,未与葡萄糖醛酸结合胆红素称为游离胆红素，又称间接胆红素。,两种胆红素,正常血清胆红素浓度,1,16,mol/l (0.1,1mg/dl),4/5,为游离,胆红素，其余为结合胆红素,五、血清胆红素与黄疸,非营养物质代谢,第72页,项 目,游离胆红素,结合胆红素,别 名,间接胆红素，,血胆红素,直接胆红素，,肝胆红素,与葡萄糖醛酸结合,未结合,结合,与重氮试剂反应,慢或间接反应,快速直接反应,水中溶解度,小,大,经肾随尿排出,不能,能,通透细胞膜对脑毒性作用,大,无,两种胆红素区分,非营养物质代谢,第73页,概念,高胆红素血症,黄疸,隐形黄疸,种类,(,按血清胆红素起源,),溶血性黄疸,(hemolytic jaundice),肝细胞性黄疸,(hepatocellular jaundice),阻塞性黄疸,(obstructive jaundice),五、黄疸,(jaundice),非营养物质代谢,第74页,因为肝细胞破坏，其摄取转化和排泄胆红素能力降低所致。,（二）肝细胞性黄疸,是因为红细胞在单核,-,吞噬细胞系统破坏过多，超出肝细胞摄取转化和排泄能力，造成血清游离胆红素浓度过高所致。,（一）溶血性黄疸,非营养物质代谢,第75页,各种原因引发胆汁排泄通道受阻，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。,（三）阻塞性黄疸,非营养物质代谢,第76页,各种黄疸时血、尿、粪中一些指标改变,非营养物质代谢,第77页,肝脏生化,物质代谢,胆汁酸代谢,生物转化,胆红素代谢,小 结,非营养物质代谢,第78页,