第11章非營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝

1、生命科學(xué)學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院 生化教研室生化教研室 龍?zhí)K龍?zhí)K第第 十一十一 章章 非營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝非營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝12非營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：非營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：代謝產(chǎn)生生物活性物質(zhì)代謝產(chǎn)生生物活性物質(zhì)代謝終產(chǎn)物代謝終產(chǎn)物外界進(jìn)入體內(nèi)的異物外界進(jìn)入體內(nèi)的異物腸道吸收的腐敗產(chǎn)物腸道吸收的腐敗產(chǎn)物肝臟的組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成特點(diǎn)：肝臟的組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成特點(diǎn)：雙重血液供應(yīng)；雙重血液供應(yīng)；豐富血竇：豐富血竇：兩條輸出通道：兩條輸出通道：體循環(huán)體循環(huán)腸道腸道3酶種類豐富：酶種類豐富：4本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：一、生物轉(zhuǎn)化作用一、生物轉(zhuǎn)化作用二、膽汁酸代謝二、膽汁酸代謝三、膽色素代謝三、膽色素代謝第第 一一 節(jié)節(jié) 生物轉(zhuǎn)化作用

2、生物轉(zhuǎn)化作用5一、一、生物轉(zhuǎn)化生物轉(zhuǎn)化概念（概念（biotransformationbiotransformation）機(jī)體在排出機(jī)體在排出非營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)非營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之前，常常將其進(jìn)行各之前，常常將其進(jìn)行各種種代謝轉(zhuǎn)變代謝轉(zhuǎn)變，使其，使其水溶性增大水溶性增大，生物毒性降低，生物毒性降低，易于排出易于排出場(chǎng)所場(chǎng)所：主要是肝：主要是肝6第一相反應(yīng)第一相反應(yīng)：概念：概念：代謝物某些基團(tuán)轉(zhuǎn)化或分解，極性有所代謝物某些基團(tuán)轉(zhuǎn)化或分解，極性有所 增加，易于排出體外增加，易于排出體外類型：類型：氧化氧化、還原、水解、還原、水解第二相反應(yīng)第二相反應(yīng)：概念：非營(yíng)養(yǎng)物或經(jīng)過第一相后極性改變不大概念：非營(yíng)養(yǎng)物或經(jīng)過第一相

3、后極性改變不大 的物質(zhì)與極性更強(qiáng)的小分子物質(zhì)結(jié)合的物質(zhì)與極性更強(qiáng)的小分子物質(zhì)結(jié)合類型類型：結(jié)合結(jié)合二、生物轉(zhuǎn)化包括二、生物轉(zhuǎn)化包括兩相兩相反應(yīng)、四種反應(yīng)類型反應(yīng)、四種反應(yīng)類型7氧化反應(yīng)（第一相中最主要的反應(yīng)）氧化反應(yīng)（第一相中最主要的反應(yīng)）8單加氧酶系（羥化酶、混合功能氧化酶）：?jiǎn)渭友趺赶担u化酶、混合功能氧化酶）： RH+O2+NADPHROH+NADP+H2O結(jié)合反應(yīng)結(jié)合反應(yīng)結(jié)合基團(tuán)供體結(jié)合基團(tuán)供體底物底物酚、醇、胺、含羧基及巰基酚、醇、胺、含羧基及巰基的化合物的化合物UDPGAUDPGA葡萄糖醛酸結(jié)合葡萄糖醛酸結(jié)合酚、醇、芳香胺類酚、醇、芳香胺類PAPSPAPS硫酸結(jié)合硫酸結(jié)合環(huán)氧化物、

4、鹵化物、胰島素環(huán)氧化物、鹵化物、胰島素GSHGSHGSH結(jié)合結(jié)合?；o酶酰基輔酶A AGlyGly甘氨酸結(jié)合甘氨酸結(jié)合吡啶、喹啉吡啶、喹啉SAMSAM甲基結(jié)合甲基結(jié)合芳香胺、胺、氨基酸芳香胺、胺、氨基酸乙酰乙酰CoACoA乙?；Y(jié)合乙酰基結(jié)合結(jié)合反應(yīng)（生物轉(zhuǎn)化第二相）結(jié)合反應(yīng)（生物轉(zhuǎn)化第二相）葡萄糖醛酸結(jié)合葡萄糖醛酸結(jié)合 第二相反應(yīng)中最常見的一種反應(yīng)第二相反應(yīng)中最常見的一種反應(yīng)101112谷胱甘肽谷胱甘肽GSHGSH 組成：組成：結(jié)構(gòu)特征：結(jié)構(gòu)特征： 功能基：功能基： 功能：功能：乙酰輔酶乙酰輔酶A A來源：來源：去路：去路： 1. 轉(zhuǎn)化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化反應(yīng)的連續(xù)性連續(xù)性 一種物質(zhì)在體內(nèi)的轉(zhuǎn)化往往同

5、時(shí)或先后發(fā)生多種一種物質(zhì)在體內(nèi)的轉(zhuǎn)化往往同時(shí)或先后發(fā)生多種反應(yīng)。一般順序?yàn)榈谝幌?、第二相反?yīng)。一般順序?yàn)榈谝幌?、第二?三、生物轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)三、生物轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)乙酰水楊酸乙酰水楊酸 水楊酸水楊酸 羥基水楊酸羥基水楊酸 多種結(jié)合產(chǎn)物多種結(jié)合產(chǎn)物水解水解氧化氧化結(jié)合結(jié)合132. 反應(yīng)類型反應(yīng)類型多樣性多樣性 同一種物質(zhì)經(jīng)不同反應(yīng)產(chǎn)生不同產(chǎn)物同一種物質(zhì)經(jīng)不同反應(yīng)產(chǎn)生不同產(chǎn)物乙酰水楊酸乙酰水楊酸 水楊酸水楊酸 羥基水楊酸羥基水楊酸 多種結(jié)合產(chǎn)物多種結(jié)合產(chǎn)物水楊酰甘氨酸水楊酰甘氨酸水楊酸水楊酸- -G醛酸苷醛酸苷水解水解氧化氧化結(jié)合結(jié)合結(jié)合結(jié)合UDPGAUDPGA結(jié)合結(jié)合Gly143.3.解毒與致毒雙重性解

6、毒與致毒雙重性 苯并蓖苯并蓖 A B C 癌變癌變 氧化氧化 結(jié)合結(jié)合 氧化氧化 與核酸共價(jià)結(jié)合與核酸共價(jià)結(jié)合 腎排出腎排出重排、結(jié)合重排、結(jié)合腎排出腎排出重排、水化、結(jié)合重排、水化、結(jié)合一種物質(zhì)在體內(nèi)經(jīng)轉(zhuǎn)化反應(yīng)后，其毒性可能減弱一種物質(zhì)在體內(nèi)經(jīng)轉(zhuǎn)化反應(yīng)后，其毒性可能減弱（解毒），也可能增強(qiáng)（致毒）（解毒），也可能增強(qiáng)（致毒）7 7、8 8、9 9、10-10-四氫四氫-9-9、1 1環(huán)氧苯并篦環(huán)氧苯并篦15第第 二二 節(jié)節(jié) 膽汁與膽汁酸鹽的代謝膽汁與膽汁酸鹽的代謝16一、膽汁主要固體成分是一、膽汁主要固體成分是 膽汁酸鹽膽汁酸鹽 肝分泌肝分泌 膽囊濃縮膽囊濃縮（ 肝膽汁）肝膽汁） （膽囊膽汁

7、）（膽囊膽汁）膽道系統(tǒng)膽道系統(tǒng)1718膽汁特征性成分膽汁特征性成分19膽汁的作用膽汁的作用 消化液消化液 助脂類消化吸收助脂類消化吸收排泄液排泄液 將體內(nèi)代謝產(chǎn)物（膽固醇、膽紅素）將體內(nèi)代謝產(chǎn)物（膽固醇、膽紅素） 生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物 異源物排入腸道（藥物、毒物）異源物排入腸道（藥物、毒物）二、膽汁酸的分類二、膽汁酸的分類膽汁酸是膽汁主要成分，均為膽汁酸是膽汁主要成分，均為24碳膽烷酸的衍生物。碳膽烷酸的衍生物。以鈉鹽或鉀鹽形式存在，即膽汁酸鹽，簡(jiǎn)稱膽鹽以鈉鹽或鉀鹽形式存在，即膽汁酸鹽，簡(jiǎn)稱膽鹽分類分類按來源分類：初級(jí)膽汁酸、次級(jí)膽汁酸按來源分類：初級(jí)膽汁酸、次級(jí)膽汁酸按結(jié)構(gòu)分類：游離膽汁

8、酸、結(jié)合膽汁酸按結(jié)構(gòu)分類：游離膽汁酸、結(jié)合膽汁酸20初級(jí)膽汁酸初級(jí)膽汁酸次級(jí)膽汁酸次級(jí)膽汁酸概念概念：肝細(xì)胞內(nèi)由膽固醇轉(zhuǎn)變而來：肝細(xì)胞內(nèi)由膽固醇轉(zhuǎn)變而來種類種類：膽酸、鵝脫氧膽酸：膽酸、鵝脫氧膽酸 以及與以及與GlyGly、?；撬岬慕Y(jié)合形式、牛磺酸的結(jié)合形式概念概念：初級(jí)膽汁酸在腸菌作用下，：初級(jí)膽汁酸在腸菌作用下， 7 7位脫去羥基的產(chǎn)物位脫去羥基的產(chǎn)物種類種類：脫氧膽酸、石膽酸：脫氧膽酸、石膽酸來源分類來源分類21初級(jí)初級(jí)次級(jí)次級(jí)7722游離膽汁酸游離膽汁酸結(jié)合膽汁酸結(jié)合膽汁酸（為主）（為主）概念：沒有與概念：沒有與GlyGly、?；撬峤Y(jié)合的、?；撬峤Y(jié)合的種類：種類：膽酸、鵝脫氧膽酸膽酸、

9、鵝脫氧膽酸 脫氧膽酸、石膽酸脫氧膽酸、石膽酸概念：與概念：與GlyGly、?；撬峤Y(jié)合的、牛磺酸結(jié)合的種類種類：Gly/Gly/?；撬崤；撬?+ + 除石膽酸除石膽酸結(jié)構(gòu)分類結(jié)構(gòu)分類2324三、膽汁酸的主要生理功能三、膽汁酸的主要生理功能25烴核、甲基烴核、甲基羥基、羧基、磺?；u基、羧基、磺酰基26四、膽汁酸的代謝及膽汁酸的腸肝循環(huán)四、膽汁酸的代謝及膽汁酸的腸肝循環(huán)1 1、初級(jí)膽汁酸的生成、初級(jí)膽汁酸的生成 部位：肝細(xì)胞的胞液和微粒體中部位：肝細(xì)胞的胞液和微粒體中 原料：原料：膽固醇膽固醇關(guān)鍵酶：關(guān)鍵酶：膽固醇膽固醇7-羥化酶羥化酶 過程：過程：27還原、羥化、還原、羥化、側(cè)鏈斷裂側(cè)鏈斷裂、膽

10、固醇膽固醇(27C)7-羥化膽固醇羥化膽固醇初級(jí)膽汁酸初級(jí)膽汁酸(24C)結(jié)合型初級(jí)膽汁酸結(jié)合型初級(jí)膽汁酸7-羥化酶羥化酶肝肝肝肝肝肝282 2、次級(jí)膽汁酸的生成、次級(jí)膽汁酸的生成 部位部位：小腸下段和大腸：小腸下段和大腸 原料原料：初級(jí)膽汁酸：初級(jí)膽汁酸 過程：過程：隨膽汁入腸隨膽汁入腸水解水解初級(jí)膽汁酸初級(jí)膽汁酸游離型游離型7-7-位脫羥基位脫羥基 腸菌腸菌游離型游離型次級(jí)膽汁酸次級(jí)膽汁酸初級(jí)膽汁酸初級(jí)膽汁酸結(jié)合型結(jié)合型29游離型游離型結(jié)合型結(jié)合型初級(jí)、次級(jí)初級(jí)、次級(jí)游離、結(jié)合游離、結(jié)合3 3、膽汁酸的腸肝循環(huán)、膽汁酸的腸肝循環(huán) 1-1.5g/d膽汁酸腸肝循環(huán)概念：膽汁酸腸肝循環(huán)概念：排入

11、腸道的膽汁酸，重吸收經(jīng)門靜脈入肝。在肝排入腸道的膽汁酸，重吸收經(jīng)門靜脈入肝。在肝內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合型，經(jīng)膽道再次排入腸腔的過程。內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合型，經(jīng)膽道再次排入腸腔的過程。意義：意義：將有限的膽汁酸反復(fù)利用以滿足人體對(duì)膽汁酸的將有限的膽汁酸反復(fù)利用以滿足人體對(duì)膽汁酸的生理需要生理需要31第第 三三 節(jié)節(jié) 血紅素的生物合成血紅素的生物合成3233含血紅素類輔基的化合物有含血紅素類輔基的化合物有血紅蛋白、血紅蛋白、肌紅蛋白、肌紅蛋白、細(xì)胞色素、細(xì)胞色素、過氧化氫酶、過氧化氫酶、過氧化物酶過氧化物酶原卟啉原卟啉1278 一、血紅素的生物合成一、血紅素的生物合成34血紅素：鐵卟啉化合物血紅素：鐵卟啉化合物 -

12、氨基氨基- -酮戊酸酮戊酸(ALA) 的生成的生成（線粒體）（線粒體）+HSCoA + CO2 ALA合酶合酶（磷酸吡哆醛）（磷酸吡哆醛）琥珀酰琥珀酰CoA 甘氨酸甘氨酸 COOHH2CCH2CSCoAOCH2NH2COOHCOOHH2CCH2CCH2NH2O35血紅素的合成血紅素的合成36 器官：肝臟、骨髓（主要）器官：肝臟、骨髓（主要） 部位：部位：線粒體（起始和終末階段）線粒體（起始和終末階段） 胞漿胞漿 （中間階段）（中間階段） 原料：原料： 甘氨酸、琥珀酰輔酶甘氨酸、琥珀酰輔酶A A、FeFe2+2+ 過程：過程： 關(guān)鍵酶：關(guān)鍵酶：ALAALA合酶合酶 （ 氨基氨基 酮戊酸合酶）酮戊

13、酸合酶）受血紅素別構(gòu)抑制受血紅素別構(gòu)抑制高鐵血紅素強(qiáng)烈抑制高鐵血紅素強(qiáng)烈抑制37第第 四四 節(jié)節(jié) 膽色素的代謝與黃疸膽色素的代謝與黃疸38膽色素（膽色素（bile pigmentbile pigment）體內(nèi)體內(nèi)鐵卟啉化合物鐵卟啉化合物的主要的主要分解分解代謝產(chǎn)物，包代謝產(chǎn)物，包括膽綠素、括膽綠素、膽紅素膽紅素、膽素原和膽素、膽素原和膽素體內(nèi)鐵卟啉化合物包括體內(nèi)鐵卟啉化合物包括血紅蛋白、肌紅蛋白、細(xì)胞色素、過氧化氫酶血紅蛋白、肌紅蛋白、細(xì)胞色素、過氧化氫酶及過氧化物酶及過氧化物酶39一、膽紅素生成一、膽紅素生成-鐵卟啉類化合物的降解產(chǎn)物鐵卟啉類化合物的降解產(chǎn)物1 1、膽紅素、膽紅素來源來源：-

14、80%80%來自衰老紅細(xì)胞中來自衰老紅細(xì)胞中HbHb分解分解40衰老紅細(xì)胞衰老紅細(xì)胞釋出釋出HbHb珠蛋白珠蛋白作用于原卟啉作用于原卟啉上上 次次甲基橋，使其在碳原子兩甲基橋，使其在碳原子兩側(cè)斷裂側(cè)斷裂膽綠素還原酶膽綠素還原酶脂溶性脂溶性41膽紅素空間結(jié)構(gòu)膽紅素空間結(jié)構(gòu)42二、膽紅素轉(zhuǎn)運(yùn)二、膽紅素轉(zhuǎn)運(yùn)運(yùn)輸形式運(yùn)輸形式：膽紅素膽紅素- -清蛋白（清蛋白（未結(jié)合膽紅素未結(jié)合膽紅素）意義意義：增加膽紅素水溶性增加膽紅素水溶性 限制膽紅素自由通過生物膜產(chǎn)生毒性作用限制膽紅素自由通過生物膜產(chǎn)生毒性作用競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合劑：磺胺藥、水楊酸、膽汁酸等競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合劑：磺胺藥、水楊酸、膽汁酸等攝取攝取轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)排泄排泄還原還原

15、80-90%80-90%三三、膽、膽紅素在紅素在肝中的變肝中的變化化腸菌腸菌無色無色轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化44膽紅素膽紅素 + UDPGA + UDPGA 葡糖醛酸膽紅素葡糖醛酸膽紅素 結(jié)合膽紅素結(jié)合膽紅素 HNHNHNHNOOHHCH2CH2CH2COOCH2COOHOHHOHHOHHOOCHHOHOHOHHOHHHOHHCOOHHH 膽紅素葡糖醛酸二酯膽紅素葡糖醛酸二酯45膽紅素在肝臟中的轉(zhuǎn)變膽紅素在肝臟中的轉(zhuǎn)變攝取攝取：膽紅素進(jìn)入肝細(xì)胞內(nèi)：膽紅素進(jìn)入肝細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)：在胞漿，膽紅素與配體蛋白結(jié)合，運(yùn)至：在胞漿，膽紅素與配體蛋白結(jié)合，運(yùn)至 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化：在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與：在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與GA結(jié)合生成葡萄糖醛

16、酸結(jié)合生成葡萄糖醛酸 膽紅素膽紅素排泄排泄：隨膽汁排泄入腸道：隨膽汁排泄入腸道46四、膽紅素腸道的轉(zhuǎn)變四、膽紅素腸道的轉(zhuǎn)變結(jié)合膽紅素結(jié)合膽紅素游離膽紅素游離膽紅素 膽素原膽素原 糞膽素糞膽素腸菌腸菌還原還原空氣空氣氧化氧化黃褐色黃褐色無色無色47攝取攝取轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)排泄排泄轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)還原還原80-90%80-90%腸菌腸菌無色無色轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化尿三膽尿三膽 尿膽素原尿膽素原尿膽素尿膽素尿膽紅素尿膽紅素48五、高膽紅素血癥及黃疸五、高膽紅素血癥及黃疸正常血清膽紅素濃度正常血清膽紅素濃度1 11616 mol/l (0.1 mol/l (0.1 1mg/dl)1mg/dl)4/54/5為游離膽紅素，其余為結(jié)合

17、膽紅素為游離膽紅素，其余為結(jié)合膽紅素結(jié)合膽紅素：結(jié)合膽紅素：與葡萄糖醛酸結(jié)合的膽紅素稱為結(jié)與葡萄糖醛酸結(jié)合的膽紅素稱為結(jié)合膽紅素合膽紅素 即肝細(xì)胞處理了的即肝細(xì)胞處理了的 游離膽紅素：游離膽紅素：未與葡萄糖醛酸結(jié)合的膽紅素稱為游未與葡萄糖醛酸結(jié)合的膽紅素稱為游離膽紅素離膽紅素 即未經(jīng)過肝細(xì)胞處理的即未經(jīng)過肝細(xì)胞處理的 兩種膽紅素兩種膽紅素49 理化性質(zhì)理化性質(zhì)未結(jié)合膽紅素未結(jié)合膽紅素結(jié)合膽紅素結(jié)合膽紅素同義名稱同義名稱間接膽紅素間接膽紅素游離膽紅素游離膽紅素直接膽紅素直接膽紅素肝膽紅素肝膽紅素與葡萄糖醛酸結(jié)合與葡萄糖醛酸結(jié)合未結(jié)合未結(jié)合結(jié)合結(jié)合水溶性水溶性小小大大脂溶性脂溶性大大小小透過細(xì)胞膜的能力與毒性透過細(xì)胞膜的能力與毒性大大小小能否透過腎小球隨尿排出能否透過腎小球隨尿排出不能不能能能兩種膽紅素理化性質(zhì)比較兩種膽紅素理化性質(zhì)比較50游離膽紅素游離膽紅素+乙醇（尿素）乙醇（尿素） 結(jié)合膽紅素結(jié)合膽紅素+ 重氮試劑重氮試劑 紫紅色偶氮化合物紫紅色偶氮化合物51成人膽紅素生成