最新医学生物化学第四部分.docx

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最新医学生物化学第四部分

《医学生物化学》第四部分重要组织器官代谢第四部分重要组织器官代谢肝胆生化、血液生化和钙磷代谢

第十四章肝胆生化

要求：

掌握肝脏在糖、蛋白质、维生素和激素代谢中的作用；掌握生物转化作用的概念、反应类型（第一相反应：

重点加单氧酶作用；第二相反应：

重点葡萄糖醛酸结合反应。

）；在掌握胆红素正常代谢的基础上，较熟练地对三种黄疸的病因及血、尿、便进行检查、分析、比较。

熟悉胆汁酸的来源、种类、排泄和肠肝循环及其生理功能。

提要：

进食后，食物经消化吸收，血糖浓度有升高的趋势，此时通过合成肝糖原、肌糖原来维持血糖浓度恒定。

由于肝脏中含有葡萄糖-6-磷酸酶，肝糖原能直接分解补充血糖；但肌肉内无此酶，故肌糖原只能通过酵解生成乳酸，再经糖异生作用转变成糖。

如人体饥饿10小时左右，体内肝糖原就被耗尽，此时需要通过糖异生作用来维持血糖浓度。

脂肪分解产物中的甘油，蛋白质分解产生的某些戊糖氨基酸以及糖分解代谢中产生的丙酮酸、乳酸等非糖物质，可以在肝脏通过糖异生作用转变成糖，另外体内的其它单糖，如果糖、半乳糖也可以在肝中转变成葡萄糖供机体利用。

肝脏在脂类的消化、吸收、分解、合成及运输等过程中均起重要作用。

肝细胞分泌的胆汁酸盐是强乳化剂，可促进脂类的消化、吸收和脂溶性维生素的吸收。

故患有肝、胆疾患时，可出现脂类消化不良，甚至出现脂肪泻和脂溶性维生素缺乏的症状。

肝细胞富含合成脂肪酸和促进脂肪酸b-氧化的酶，而且只有肝脏含有合成酮体的酶，故肝脏是脂肪酸合成和进行b-氧化最主要的场所，也是有酮体生成的唯一器官。

酮体是脂肪酸在肝外组织氧化供能的另一种形式。

当血糖浓度过低时，心、脑、肾和骨骼肌也能利用酮体供能。

脂蛋白是脂类的

运输形式，极低密度脂蛋白和高密度脂蛋白只在肝中合成。

人体内的胆固醇靠食物供给，由体内合成。

肝脏是合成胆固醇的重要场所，约占体内合成总量的。

血浆中的胆固醇与卵磷脂在卵磷脂-胆固醇酰基转移酶（LCAT）的催化下生成胆固醇酯，该酶为肝脏所特有。

当肝功能障碍时，血浆胆固醇与胆固醇酯的比值升高。

肝脏也参与胆固醇的转化，体内胆固醇约有一半在肝脏转变成胆汁酸盐。

肝脏内蛋白质代谢极为活跃。

它不仅能合成自身的结构蛋白质，而且还能合成多种血浆蛋白质，如全部的清蛋白、凝血酶原、纤维蛋白原、血浆脂蛋白所含的多种载脂蛋白（APOA、B、C、E）和部分球蛋白（a1、a2、b球蛋白）。

清蛋白在维持血浆胶体渗透压方面起着举足轻重的作用，故肝功能严重受损时会出现水肿，A/G比值倒置以及在肝昏迷前后病人常出现各脏器的出血倾向，甚至大出血。

肝脏通过鸟氨酸循环，将有毒的氨转变成无毒的尿素，随尿排出体外。

鸟氨酸氨基甲酰移换酶和精氨酸酶只在肝中存在，故当肝功能衰竭时，尿素合成障碍，血氨升高，引起肝性昏迷。

肝脏在维生素的吸收、贮存和转化等方面也起着重要作用。

肝脏合成的胆汁酸盐是强乳化剂，有利于脂溶性维生素（A、D、E、K）的吸收。

维生素K参与肝细胞中凝血酶原及凝血因子Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的合成；维生素A是视紫红质的组分，与暗视觉有关；维生素D与钙磷代谢关系密切。

故三者吸收障碍，可分别出现出血倾向、夜盲症和佝偻病。

肝脏是维生素A、K、B12的主要贮存场所。

激素在调节人体生理和代谢功能方面起着重要作用。

激素的灭活在肝中进行，这对于激素作用时间的长短及强度具有调控作用。

肝功能障碍时，激素灭活作用减弱，血中相应的激素水平就会升高，如雌激素水平升高，可出现“肝掌”和蜘蛛痣。

体内代谢生成的氨、胺、胆色素等；肠道细菌腐败产物胺、酚、吲哚和硫化氢等被重吸收入体内；外界的药物、毒物、有机农药和食品添加剂等进入体内，这些非营养性物质在肝脏内，经过氧化、还原、水解和结合反应，使脂溶

性较强的物质获得极性基团，增加水溶性，而易于随胆汁或尿液排出体外，这一过程称为肝脏的生物转化作用。

生物转化作用具有多样性和连续性，同时还具有解毒与致毒的双重性。

生物转化作用分为两相，氧化、还原和水解反应亦称为第一相反应，结合反应称为第二相反应。

肝细胞的微粒体、线粒体及胞液中含有参与生物转化的不同氧化酶系，催化不同类型的氧化反应，其中加单氧酶系是人体内一种重要的氧化酶系。

非营养性物质：

一般经过上述氧化、还原或水解的第一相反应后，还需进一步进行第二相的结合反应才能完成生物转化作用。

结合反应是体内最重要的生物转化方式。

结合反应中最常见的结合基团供体有葡萄糖醛酸（UDPGA）、硫酸（PAPS）、乙酰基（乙酰CoA）、甲基（SAM）、谷胱甘肽（GSH）和甘氨酸。

生物转化作用常受年龄、性别、疾病及诱导物等体内外因素影响。

如老年人对药物的转化能力降低，故用药要慎重。

由肠道重吸收的胆汁酸经门静脉入肝，在肝脏中游离型胆汁酸又转变成结合型胆汁酸，并同新合成的结合型初级胆汁酸一起再次被排入肠道。

此循环过程称为胆汁酸的肠肝循环。

胆汁酸的肠肝循环具有重要的生理意义。

胆汁酸的循环使用，使有限的胆汁酸发挥最大限度的乳化作用，以保证脂类的消化吸收。

此外胆汁酸的重吸收也有利于胆汁分泌，并使胆汁中胆汁酸与胆固醇比例适当，不易形成胆固醇结石。

胆汁酸盐除了能促进脂类的消化外，还能抑制胆固醇结石的形成。

胆固醇不溶于水，必须与胆汁酸盐和卵磷脂形成微团，才能通过胆道转运至肠道排出体外，而不致析出。

胆汁酸浓度对胆汁酸生成的限速酶-7a羟化酶和胆固醇合成的限速酶-HMGCoA还原酶均有抑制作用；半数的胆固醇在肝脏被转变成胆汁酸而被排泄，故胆汁酸的生成、调控及排泄对胆固醇代谢的调控有重要作用。

胆色素是指含铁卟啉化合物在体内分解代谢的产物，包括胆红素、胆绿素、胆素原和胆素等化合物，但不包括血红素。

胆红素主要来源于衰老红细胞中血红蛋白的分解，其它则来自非血红蛋白的含铁卟啉化合物一肌红蛋白、细胞色素、过氧化氢酶和过氧化物酶等的分

解。

正常成人每天约生成250～350mg胆红素。

衰老红细胞由于细胞膜的变化，而被肝、脾、骨髓的网状内皮系统识别并吞噬。

血红蛋白分解为珠蛋白和血红素。

珠蛋白按一般蛋白质代谢途径进行分解，血红素，在网状内皮系统中加氧，还原生成胆红素。

胆红素是亲脂的，能自由透过胞膜进入血液。

在血中，它主要与血浆清蛋白结合为血胆红素，这是胆红素在血中的运输形式，也有少量胆红素与a1球蛋白结合。

胆红素-清蛋白这种运输形式，既改变了胆红素的脂溶性，增加了血浆对胆红素的运输能力，又限制了胆红素自由透过各种生物膜，以免造成对组织的毒性作用。

未结合胆红素经肝血窦与肝细胞膜直接接触，此时肝细胞膜载体蛋白和胆红素结合，使血浆清蛋白从胆红素上“脱落”下来。

胆红素一旦与膜载体蛋白结合，就被转运到细胞膜的内表面，经微绒毛进入胞液中。

胆红素一进入胞液，即与Y或Z蛋白结合成为胆红素-Y蛋白或胆红素-Z蛋白，这增加了它的水溶性。

Y蛋白对胆红素的亲和力比Z蛋白大，故胆红素优先与Y蛋白结合。

苯巴比妥能诱导葡萄糖醛酸转移酶和Y蛋白生成，故临床上应用此药治疗新生儿高胆红素血症。

胆红素与Y蛋白或Z蛋白结合成的复合物即被运送到内质网。

大部分胆红素在葡萄糖醛酸转移酶催化下与尿苷二磷酸葡萄糖醛酸（UDPGA）结合，生成胆红素葡萄糖醛酸酯。

还有小部分胆红素可分别与活泼硫酸、甲基、乙酰基和甘氨酸进行结合反应，生成结合胆红素。

故在肝脏生成的胆红素葡萄糖醛酸酯又可称为结合胆红素。

结合胆红素溶于水，由胆道排泄。

正常时血、尿中无结合胆红素，只有当胆道阻塞，毛细胆管因压力过高而破裂时，它才可能逆流入血，在血、尿中出现。

结合胆红素与重氮试剂反应，迅速生成一种紫色偶氮化合物，称为范登堡试验直接阴性。

未结合胆红素与重氮试剂反应时，需先加酒精或尿素后，才产生明显的颜色反应，称为范登堡试验间接阳性。

两种胆红素性质差别很大。

肝内外的阻塞或重症肝炎，均可导致胆道排泄障碍，使肝胆红素逆流回血，尿中

出现胆红素。

另外胆汁酸盐可增加胆红素、胆固醇等胆汁成分在水中的溶解度，如胆汁酸盐与胆红素比例失调，也可引起胆红素性结石。

肝胆红素随胆汁排入肠道后，经肠道细菌作用，逐步进行还原反应，生成无色的尿（粪）胆素原。

胆素原在肠道下段被空气氧化成黄色的胆素，这是粪便颜色的来源。

当胆道完全阻塞时，肝胆红素入肠受阻，不能生成胆素原和胆素，故粪便呈灰白色。

生理情况下，小肠下段生成的胆素原大部分随粪便排出，只有10%～20%被肠道重吸收，经门静脉入肝，除有部分胆素原进入体循环外，其中大部分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。

小部分进入体循环的胆素原经肾随尿排出，即为无色的尿胆素原，与空气接触后氧化成黄色的尿胆素，这是尿颜色的来源。

正常人血清总胆红素＜1mg/dl（17.1mmol/L）。

当血清总胆红素浓度为1～2mg/dl（17.0～34.0mmol／L）时，肉眼不易观察到黄染，称为隐性黄疽；当＞2mg/dl（34.Ommol/L）时，巩膜、皮肤黄染明显，称为显性黄疽。

血清胆红素浓度增高，不外乎胆红素来源增多（如大量红细胞破坏），去路不畅（如胆道阻塞）或肝脏疾病（肝炎、肝硬化）这三种情况。

这三种不同原因引起的血清总胆红素浓度增高，临床上分别称为溶血性黄疽、阻塞性黄疽和肝细胞性黄疽。

为了解肝脏各方面的功能状况，目前临床上应用四方面肝功能检查包括胆色素、胆汁酸、血浆蛋白的测定；血清中酶的测定；肝炎免疫测定及肿瘤标志物测定；肝脏的生物转化和排泄功能。

第十五章血液生化

要求：

掌握血液非蛋白质含氮物质的种类及临床意义；掌握血浆蛋白质的组成、分类及主要功能；

熟悉血液的化学组成及生理功能；熟悉成熟红细胞的代谢特点、血红素生物合成的基本过程及调节。

提要：

正常人体血液总量约占体重的8%，血液由血浆和血细胞组成。

血液在体外凝固之后析出的淡黄色透明液体为血清；血液加入适量抗凝剂后离心，淡黄色的上清液为血浆。

血清与血浆的主要区别是血清中不含纤维蛋白原。

血液的主要生理功能是：

运输各种物质；维持人体内环境的稳定；并具有免疫、凝血及抗凝血功能等。

正常人的血液含水81%～86%，其余为可溶性固体和少量氧、二氧化碳等气体。

其中可溶性固体成份主要是蛋白质、非蛋白含氮物质、不含氮的有机物及无机盐等。

血液中的非蛋白含氮物质中所含氮量的总称为非蛋白氮（NPN）。

它们主要是蛋白质和核酸代谢的最终产物，经血液由肾脏排出体外。

非蛋白氮在血液中的含量变化，可反映机体蛋白质、核酸的代谢情况及肾脏的排泄功能。

血液尿素氮（BUN）约占NPN的，在临床上常作为判断肾脏排泄功能的指标。

血浆蛋白质是血浆中200多种蛋白质的总称，为血浆中含量最多的固体成分。

正常含量为60～80g/L。

用盐析法可将血浆蛋白质分为清蛋白、球蛋白及纤维蛋白原几部分。

血浆中清蛋白含量为35～55g/L，球蛋白为20～30g/L，清蛋白/球蛋白（A/G）为1.5～2.5：

1。

如以醋酸纤维素薄膜为支持物，用电泳法可将血浆蛋白质分为清蛋白、a1球蛋白、a2球蛋白、b球蛋白及g球蛋白五部分。

如用分辨率更高的电泳方法（如聚丙烯酰胺凝胶电泳或免疫电泳）则可将血浆蛋白质分为30多种成分。

血浆蛋白质的主要功能是：

1．血浆清蛋白因其浓度高、分子量较小，故在维持血浆胶体渗透压上起主要作用。

2．在生理状况的pH下，血浆蛋白质为弱酸，并且其中一部分与Na+结合成弱酸盐，（构成Na-蛋白质/H-蛋白质缓冲体系）它在维持血浆正常pH中发挥作用。

3．运输作用：

血浆中一些不溶或难溶于水的物质及一些易被细胞摄取或易随尿液排出的物质，在血浆中常与一些载体蛋白结合，以利于它们在血液中的运输并调节它们的代谢。

4．营养作用：

血浆蛋白质在体内分解代谢时，所产生的氨基酸可参与氨基酸代谢池。

5．催化作用：

血浆中的酶按其来源和作用可分为血浆功能性酶、外分泌酶和细胞酶三大类，测定这些酶在血浆中的活性有助于疾病诊断及估计预后。

6．有些血浆蛋白质是凝血因子，经过适当因素激活后可促进血液凝固。

而另一些血浆蛋白质则具有抗凝血及纤溶作用。

7．血浆中具有免疫作用的蛋白质是免疫球蛋白和补体。

血浆中g球蛋白几乎全是免疫球蛋白，一小部分免疫球蛋白出现在b和a球蛋白部分。

免疫球蛋白分为IgG、IgA、IgM、IgD和IgE五大类。

补体是一类血浆球蛋白，是以酶原形式存在的蛋白水解酶体系。

红细胞是血液中最主要的细胞。

在发育成熟过程中发生一系列形态及代谢的改变，成熟红细胞除细胞膜及胞浆外无其它细胞器、因而与有核红细胞的代谢方式不同。

成熟红细胞的代谢特点为：

1．糖酵解是成熟红细胞糖代谢的主要途径。

它产生的ATP主要用于维持红细胞膜离子泵的正常功能，以保持红细胞内外离子平衡及正常形态。

红细胞糖酵解与其它细胞的不同之处是生成大量的2,3-二磷酸甘油酸（2,3-DPG）。

2,3-DPG可调节血红蛋白的运氧功能，降低血红蛋白与0

2的亲和力。

2．红细胞中约5%～10%的葡萄糖沿磷酸戊糖途径分解。

磷酸戊糖途径的生理意义是为红细胞提供NADPH，用于维持谷胱甘肽还原系统和高铁血红蛋白的还原。

血红蛋白是红细胞中最主要的蛋白质，含量占细胞蛋白总量的90%以上。

血红蛋白是由2条a链、2条b链组成，每条肽链中有1分子血红素。

血红素是血红蛋白的辅基，在有核红细胞及网织红细胞阶段，于细胞的线粒体及胞液中合成。

合成血红素的原料是琥珀酰CoA、甘氨酸和Fe2+。

d氨基g酮戊酸（ALA）合成酶是血红素合成的限速酶，其辅酶是磷酸吡哆醛。

血红素的合成受多种因素的调节。

ALA合成酶的活性可被血红素反馈调节，还受肾脏产生的促红细胞生成素、某些类固醇激素及杀虫剂、致癌物、某些药物的影响。

血红蛋白的主要功能是运输氧。

在血液中绝大部分氧（约96%）与血红蛋白结合成氧合血红蛋白（Hb0

2），其结合是可逆的。

血红蛋白与氧的结合具有协同效应。

血红蛋白氧解离曲线呈S形，这对于保证组织的氧的供应具有重要意义。

血红蛋白的氧合功能可受血液pH、二氧化碳分压及2,3-二磷酸甘油酸等因素的影响。

这些影响的结果有利于组织对氧的摄取，具有重要的生理意义。

血红蛋白可和C0

2结合成氨基甲酸血红蛋白（Hb·NHCOOH），血液中少量的C0

2以这种形式运输。

铁在体内的生理作用主要是参与血红素的生物合成。

人体内铁的含量与性别、年龄、体重与血容量有关。

第十六章骨骼与钙磷代谢

要求：

掌握钙磷的生理功能、影响血钙和血磷浓度的因素、钙离子浓度与酸碱度的关系、活性维生素的生成、甲状旁腺素和降钙素对钙磷代谢的调节；

熟悉血液中钙磷的存在形式、[Ca][P]乘积的意义。

提要：

钙磷是人体中含量最多的无机盐，约占总量的。

正常成人体内钙总量为700～1400g，磷为400～800g，约99％的钙和85％的磷以羟磷灰石的形式，存在于骨骼和牙齿中，是构成骨骼和牙齿的主要成分；其余的钙磷存在于软组织和细胞外液。

细胞外液，尤其是血液联系着钙、磷的吸收、排泄及骨的钙磷代谢，故血钙、血磷反映体内钙、磷代谢的平衡和调节状况。

这部分所占比例虽小，但在钙、磷代谢中占有重要地位。

钙的生理功能：

1．Ca2+作为激素作用的第二信使调节细胞的功能，如肌肉的收缩、腺体的分泌、物质代谢、电解质转运及细胞生长等。

2．血浆Ca2+可以降低毛细血管和细胞膜的通透性。

3．血浆Ca2+可降低神经肌肉的兴奋性。

4．肌肉细胞内的Ca2+可引起肌肉的收缩。

5．血浆Ca2+对心肌的作用也是极为显著的，它有利于心肌的收缩，与K+相对抗，参与维持心肌的正常收缩与舒张。

6．Ca2+是凝血因子之一，参与血的凝固过程。

7．Ca2+还是许多酶的激活剂，如脂肪酶、ATP酶等。

大约15％的磷存在于细胞内、外液中，但主要存在于细胞内液，是细胞外液含量的50倍。

它们主要是以磷酸盐的形式存在，往往和有机物结合在一起。

结合在有机物上的磷酸根具有多方面的作用：

1．是遗传物质核酸的组成成份。

2．ATP、ADP和磷酸肌酸在能量代谢中起重要作用。

3．磷脂是构成细胞膜的主要成份。

4．功能蛋白质的磷酸化和脱磷酸化是调节细胞内物质代谢和细胞功能的方式之一。

5．磷酸是各种游离核苷酸的组成成份，它们在体内往往作为酶的辅助因子，参与许多酶促反应，如NAD+、NADP+、FMN、FAD、UTP、CTP、GTP等。

6．磷酸盐构成的缓冲体系在维持体液的酸碱平衡中起一定的作用。

人体对钙磷的吸收与维生素D的水平、食物中钙磷含量和比例以及肠道酸碱度、年龄等因素有关。

血钙主要是指血浆钙，一般以结合钙和离子钙两种形式存在，约各占50％。

前者也称为非扩散性钙；后者称可扩散性钙（含柠檬酸钙）。

血钙的浓度一般比较稳定。

但受血浆pH、血浆蛋白质浓度、血磷浓度的影响。

血浆中钙磷浓度服从以下关系：

[Ca]×[P]=35～40mg/dl（正常值钙10mg/dl，磷4mg/dl）。

当两者乘积大于40mg/dl，钙磷以骨盐形式沉积于骨组织中；若小于35mg/dl时，则发生骨盐再溶解而产生佝偻病及软骨病。

维生素D、甲状旁腺素、降钙素是体内调节钙磷代谢的三种重要物质。

1．维生素D必须在肝、肾经25位和1位两次羟化生成1,25-（OH）2-D3才能发挥其生理作用。

它可促进小肠对钙磷的吸收；促进老骨中钙的溶解以利于新骨的形成；还可促进肾小管对钙磷的重吸收。

它总的作用主要是使血钙和血磷的含量升高。

2．甲状旁腺素通过对骨、肾及小肠代谢的影响，而使血钙含量升高，血磷含量降低。

3．降钙素的作用是降低血钙，也降低血磷的水平，它的靶细胞是骨和肾。