第十七章肝的生物化学.doc

第十七章 肝的生物化学 肝是人体最大的实质性器官，也是体内最大的腺体，成人肝组织约重1500g,约占体重的2.5%。其独特的形态组织结构和化学组成特点，赋予肝复杂多样的生物化学功能。①肝具有肝动脉和门静脉双重血液供应：使得肝细胞既可从肝动脉中获得由肺及其他组织运来的充足的氧及代谢物，又可从门静脉中获得大量的由肠道吸收的各种营养物质，为肝进行各种物质代谢奠定了物质基础。②肝存在肝静脉和胆道系统双重输出通道：肝静脉与体循环相连, 可将肝内的代谢中间物或代谢产物运输到其他组织利用或排出体外；胆道系统与肠道相通，将肝分泌的胆汁排入肠道, 并同时排出一些代谢废物。③肝具有丰富的肝血窦：肝动脉和门静脉入肝后经反复分支，形成小叶间动脉及小叶间静脉，最后均进入肝血窦。血窦使肝细胞与血液的接触面积扩大，加之血窦中血流速率减慢，为肝细胞与血液进行充分的物质交换提供了时间保证。④肝细胞含有丰富的细胞器如内质网、线粒体、溶酶体、过氧化物酶体等和丰富的酶体系，有些甚至是肝所独有的。使得肝细胞除了存在一般细胞所具有的代谢途径外，还具有一些特殊的代谢功能，如合成尿素及酮体的酶系几乎仅存在于肝细胞。基于上述特点，肝不仅在机体糖、脂类、蛋白质、维生素、激素等物质代谢中处于中心地位，而且肝还具有生物转化、分泌和排泄等方面的生理功能。 第一节 肝在物质代谢中的作用 一、肝是维持血糖水平相对稳定的重要器官 正常情况下, 血糖的来源与去路处于动态平衡, 主要凭籍激素的调节。而血糖调节激素的主要靶器官是肝。肝细胞主要通过调节糖原合成与分解、糖异生途径维持血糖的相对恒定，以保障全身各组织，尤其是大脑和红细胞的能量供应。 肝细胞膜含有葡糖转运蛋白2 (glucose transporter 2，GLUT 2)，可使肝细胞内的葡萄糖浓度与血糖浓度保持一致。肝细胞含有特异的己糖激酶同工酶Ⅳ，即葡糖激酶( glucokinase，GK)。葡糖激酶对葡萄糖的Km非常高(10mmol/L)，而且不被其产物葡糖-6-磷酸所抑制。这使肝细胞在饱食状态下血糖浓度很高时，仍可不停地将摄取的葡萄糖磷酸化成葡糖-6-磷酸，并将葡糖-6-磷酸进一步合成肝糖原贮存。每kg肝最多可贮存65g糖原，饱食后肝糖原总量可达75～100g，约占肝重的5%。血糖高时，葡糖-6-磷酸除氧化供能以及合成糖原储存外，还可在肝内转变成脂肪，并以VLDL的形式运出肝外，贮存于脂肪组织。 肝细胞内含有肌肉组织缺乏的葡糖-6-磷酸酶，在空腹状态下，可将肝糖原分解生成的葡糖-6-磷酸直接转化成葡萄糖以补充血糖。肝细胞还存在一系列糖异生的关键酶。长期饥饿时，肝糖原几乎被耗竭，此时肝通过糖异生作用把乳酸、甘油、氨基酸等非糖物质转变成葡萄糖，成为机体在长期饥饿状况下维持血糖相对恒定的主要途径。空腹24～48小时后，糖异生可达最大速度。其主要原料氨基酸来自肌肉蛋白质的分解。此时，肝还将脂肪动员所释放的脂酸氧化成酮体，供脑组织利用以节省葡萄糖。肝还能将果糖及半乳糖转化为葡萄糖，作为血糖的补充来源。因此肝细胞严重损伤时，易造成糖代谢紊乱。 肝细胞磷酸戊糖途径也很活跃，为肝的生物转化作用提供足够的NADPH。此外，肝细胞中的葡萄糖还通过糖醛酸途径生成UDP-葡糖醛酸，作为肝生物转化结合反应中最重要的结合物质。 二、肝在脂类代谢中占据中心地位 肝在脂类的消化、吸收、分解、合成及运输等代谢过程中均具有重要作用。 肝细胞合成并分泌胆汁酸，为脂类物质（包括脂溶性维生素）的消化、吸收所必需。肝损伤时，肝分泌胆汁能力下降；胆管阻塞时，胆汁排出障碍，均可出现脂类的消化吸收不良，产生厌油腻和脂肪泻等临床症状。 肝内脂酸的代谢途径有二：内质网中的酯化作用和线粒体内的氧化作用。肝一方面调节脂酸氧化与酯化的关系，另一方面调节乙酰CoA进入三羧酸循环氧化分解与合成酮体的关系。肝和脂肪组织之间不断进行脂酸的交换。饥饿时脂库脂肪动员，释放的脂酸进入肝内代谢。肝从血液中摄取脂酸的速度与其血液浓度呈正比。此时，肝内脂酸β-氧化能力增强，并在肝内经β氧化进一步合成酮体。肝是体内产生酮体的唯一器官。酮体则是肝向肝外组织输出脂类能源的一种形式，供肝外组织尤其脑和肌肉氧化利用。饥饿时酮体可占大脑能供的60％～70％。肝还是合成甘油三酯的主要器官。饱食后，肝将从小肠吸收的和肝从糖和某些氨基酸转化生成的甘油三酯、磷脂和胆固醇以VLDL的形式分泌人血，供肝外组织器官摄取与利用。如若肝合成甘油三酯的量超过其合成与分泌VLDL的能力，甘油三酯便积存于肝内。这种情况并不少见，约50%的肥胖者肝内有少量脂肪堆积。脂肪肝多见于内分泌疾病。糖尿病人肝细胞常有不同程度的脂肪堆积。 肝在调节机体胆固醇代谢平衡上起中心作用。肝是合成胆固醇最活跃的器官，其合成量占全身总合成量的3/4以上，是血浆