生物化學(xué)與分子生物學(xué)/肝臟在物質(zhì)代謝中的作用

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==一、[[肝臟]]在[[糖代謝]]中的作用==

肝臟是調(diào)節(jié)[[血糖]]濃度的主要器官。當(dāng)飯后血糖濃度升高時(shí)，肝臟利用血糖合成[[糖原]]([[肝糖原]]約占肝重的5%)。過(guò)多的糖則可在肝臟轉(zhuǎn)變?yōu)橹疽约凹铀賉[磷酸]][[戊糖]]循環(huán)等，從而降低血糖，維持血糖濃度的恒定。相反，當(dāng)血糖濃度降低時(shí)，肝糖原分解及[[糖異生作用]]加強(qiáng)，生成[[葡萄糖]]送入血中，調(diào)節(jié)血糖濃度，使之不致過(guò)低。因此，嚴(yán)重[[肝病]]時(shí)，易出現(xiàn)[[空腹]]血糖降低，主要由于肝糖原貯存減少以及糖異生作用障礙的緣故。臨床上，可通過(guò)[[耐量試驗(yàn)]](主要是[[半乳糖]]耐量試驗(yàn))及測(cè)定血中[[乳酸]]含量來(lái)觀察肝臟糖原生成及糖異生是否正常。

肝臟和[[脂肪組織]]是人體內(nèi)糖轉(zhuǎn)變成脂肪的兩個(gè)主要場(chǎng)所。肝臟內(nèi)糖氧化分解主要不是供給肝臟能量，而是由糖轉(zhuǎn)變?yōu)橹镜闹匾緩健Ｋ铣芍静辉诟蝺?nèi)貯存，而是與[[肝細(xì)胞]]內(nèi)[[磷脂]]、[[膽固醇]]及[[蛋白質(zhì)]]等形成[[脂蛋白]]，并以脂蛋白形式送入血中，送到其它組織中利用或貯存。

肝臟也是糖異生的主要器官，可將[[甘油]]、[[乳糖]]及生糖[[氨基酸]]等轉(zhuǎn)化為葡萄糖或糖原。在劇烈運(yùn)動(dòng)及[[饑餓]]時(shí)尤為顯著，肝臟還能將[[果糖]]及半乳糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖，亦可作為血糖的補(bǔ)充來(lái)源。

糖在肝臟內(nèi)的[[生理]]功能主要是保證肝細(xì)胞內(nèi)核酸和蛋白質(zhì)[[代謝]]，促進(jìn)肝細(xì)胞的再生及[[肝功能]]的恢復(fù)。(1)通過(guò)磷酸戊糖循環(huán)生成磷酸戊糖，用于[[RNA]]的合成；(2)加強(qiáng)糖原生成作用，從而減弱糖異生作用，避免氨基酸的過(guò)多消耗，保證有足夠的氨基酸用于合成蛋白質(zhì)或其它含氮生理活性物質(zhì)。

肝細(xì)胞中葡萄糖經(jīng)磷酸戊糖通路，還為脂肪酸及膽固醇合成提供所必需的NADPH。通過(guò)[[糖醛酸]]代謝生成UDP[[葡萄糖醛酸]]，參與肝臟[[生物轉(zhuǎn)化]]作用。

==二、肝臟在[[脂類]]代謝中的作用==

肝臟在脂類的[[消化]]、吸收、分解、合成及運(yùn)輸?shù)却x過(guò)程中均起重要作用。

肝臟能分泌[[膽汁]]，其中的[[膽汁酸]]鹽是膽固醇在肝臟的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，能[[乳化]]脂類、可促進(jìn)脂類的消化和吸收。

肝臟是氧化分解脂肪酸的主要場(chǎng)所，也是人體內(nèi)生成酮體的主要場(chǎng)所。肝臟中活躍的β-氧化過(guò)程，釋放出較多能量，以供肝臟自身需要。生成的酮體不能在肝臟氧化利用，而經(jīng)血液運(yùn)輸?shù)狡渌M織(心、腎、[[骨骼肌]]等)氧化利用，作為這些組織的良好的供能原料。

肝臟也是合成脂肪酸和脂肪的主要場(chǎng)所，還是人體中合成膽固醇最旺盛的器官。肝臟合成的膽固醇占全身合成膽固醇總量的80%以上，是[[血漿]]膽固醇的主要來(lái)源。此外，肝臟還合成并分泌[[卵磷脂]]膽固醇[[?；D(zhuǎn)移酶]](LCAT)，促使膽固醇酯化。當(dāng)肝臟嚴(yán)重?fù)p傷時(shí)，不僅膽固醇合成減少，血漿膽固醇酯的降低往往出現(xiàn)更早和更明顯。

肝臟還是合成磷脂的重要器官。肝內(nèi)磷脂的合成與[[甘油三酯]]的合成及轉(zhuǎn)運(yùn)有密切關(guān)系。磷脂合成障礙將會(huì)導(dǎo)致甘油三酯在肝內(nèi)堆積，形成[[脂肪肝]](fatty liver)。其原因一方面由于磷脂合成障礙，導(dǎo)致前β脂蛋白合成障礙，使肝內(nèi)脂肪不能順利運(yùn)出；另一方面是肝內(nèi)脂肪合成增加。卵磷脂與脂肪[[生物合成]]有密切關(guān)系。卵磷脂合成過(guò)程的中間產(chǎn)物——甘油二酯有兩條去路：即合成磷脂和合成脂肪，當(dāng)磷脂合成障礙時(shí)，甘油二酯生成甘油三酯明顯增多。

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==三、肝臟在蛋白質(zhì)代謝中的作用==

肝內(nèi)蛋白質(zhì)的代謝極為活躍，肝蛋白質(zhì)的半壽期為10天，而[[肌肉]]蛋白質(zhì)半壽期則為180天，可見(jiàn)肝內(nèi)蛋白質(zhì)的更新速度較快。肝臟除合成自身所需蛋白質(zhì)外，還合成多種[[分泌蛋白]]質(zhì)。如[[血漿蛋白]]中，除γ-[[珠蛋白]]外，[[白蛋白]]、[[凝血酶原]]、[[纖維蛋白原]]及血漿脂蛋白所含的多種[[載脂蛋白]](ApoA,Apo B,C.E)等均在肝臟合成。故肝功能嚴(yán)重?fù)p害時(shí)，常出現(xiàn)[[水腫]]及[[血液凝固]][[機(jī)能障礙]]。

肝臟合成白蛋白的能力很強(qiáng)。成人肝臟每日約合成12g白蛋白，占肝臟合成蛋白質(zhì)總量的四分。白蛋白在肝內(nèi)合成與其它分泌蛋白相似，首先以前身物形式合成，即[[前白蛋白]]原(preproalbumin)，經(jīng)剪切[[信號(hào)肽]]后轉(zhuǎn)變?yōu)榘椎鞍自?proalturnin)。再進(jìn)一步修飾加工，成為成熟的白蛋白(alturnin)。[[分子量]]69，000，由550個(gè)[[氨基酸殘基]]組成。血漿白蛋白的半壽期為10天，由于血漿中含量多而分子量小，在維持血漿[[膠體滲透壓]]中起著重要作用。

肝臟在血漿蛋白質(zhì)[[分解代謝]]中亦起重要作用。肝細(xì)胞表面有特異性[[受體]]可識(shí)別某些血漿蛋白質(zhì)(如銅蘭[[蛋白]]、α1[[抗胰蛋白酶]]等)，經(jīng)[[胞飲作用]]吞入肝細(xì)胞，被[[溶酶體]][[水解酶]]降解。而蛋白所含氨基酸可在肝臟進(jìn)行轉(zhuǎn)氨基、[[脫氨]]基及脫羧基等反應(yīng)進(jìn)一步分解。肝臟中有關(guān)氨基酸分解代謝的酶含量豐富，體內(nèi)大部分氨基酸，除[[支鏈氨基酸]]在肌肉中分解外，其余氨基酸特別是芳香族氨基酸主要在肝臟分解。故嚴(yán)重肝病時(shí)，血漿中支鏈氨基酸與芳香族氨基酸的比值下降。

在蛋白質(zhì)代謝中，肝臟還具有一個(gè)極為重要的功能：即將氨基酸代謝產(chǎn)生的有毒的氨通過(guò)[[鳥氨酸循環(huán)]]的特殊酶系合成[[尿素]]以解氨毒。鳥氨酸循環(huán)不僅解除氨的[[毒性]]，而且由于尿素合成中消耗了產(chǎn)生[[呼吸]]性H＋的CO2，故在維持機(jī)體[[酸堿平衡]]中具有重要作用。

肝臟也是胺類物質(zhì)[[解毒]]的重要器官，[[腸道]]細(xì)菌作用于氨基酸產(chǎn)生的芳香胺類等有毒物質(zhì)，被吸收入血，主要在肝細(xì)胞中進(jìn)行轉(zhuǎn)化以減少其毒性。當(dāng)肝功不全或門體側(cè)支循環(huán)形成時(shí)，這些芳香胺可不經(jīng)處理進(jìn)入[[神經(jīng)組織]]，進(jìn)行β-羥[[化生]]成[[苯乙醇胺]]和β-[[羥酪胺]]。它們的結(jié)構(gòu)類似于[[兒茶酚胺類]][[神經(jīng)遞質(zhì)]]，并能抑制后者的功能，屬于“假神經(jīng)遞質(zhì)”，與[[肝性腦病]]的發(fā)生有一定關(guān)系。

==四、肝臟在[[維生素]]代謝中的作用==

肝臟在維生素的貯存、吸收、運(yùn)輸、改造和利用等方面具有重要作用。肝臟是體內(nèi)含維生素較多的器官。某些維生素，如[[維生素A]]、D、K、B2、PP、B6、B12等在體內(nèi)主要貯存于肝臟，其中，肝臟中維生素A的含量占體內(nèi)總量的95%。因此，維生素A缺乏形成夜盲癥時(shí)，動(dòng)物肝臟有較好療效。

肝臟所分泌的膽汁酸鹽可協(xié)助[[脂溶性維生素]]的吸收。所以肝膽系統(tǒng)疾患，可伴有維生素的[[吸收障礙]]。例如嚴(yán)重肝病時(shí)，[[維生素B1]]的磷酸化作用受影響，從而引起有關(guān)代謝的紊亂，由于[[維生素K]]及A的吸收、儲(chǔ)存與[[代謝障礙]]而表現(xiàn)[[出血傾向]]及夜盲癥。

肝臟直接參與多種維生素的代謝轉(zhuǎn)化。如將β-[[胡羅卜素]]轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素A，將[[維生素D3]]轉(zhuǎn)變?yōu)?5-(OH)D3。多種維生素在肝臟中，參與合成[[輔酶]]。例如將尼克酰胺([[維生素PP]])合成NAD＋及NADP＋；[[泛酸]]合成[[輔酶A]]；[[維生素B6]]合成[[磷酸吡哆醛]]；[[維生素B2]]合成FAD，以及維生素B1合成TPP等，對(duì)機(jī)體內(nèi)的物質(zhì)代謝起著重要作用。

==五、肝臟在[[激素]]代謝中的作用==

許多激素在發(fā)揮其調(diào)節(jié)作用后，主要在肝臟內(nèi)被分解轉(zhuǎn)化，從而降低或失去其活性。此過(guò)程稱激素的[[滅活]](inactivation)。滅活過(guò)程對(duì)于激素的作用具調(diào)節(jié)作用。

肝細(xì)胞膜有某些水溶性激素(如[[胰島素]]、[[去甲腎上腺素]])的受體。此類激素與受體結(jié)合而發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，同時(shí)自身則通過(guò)肝細(xì)胞[[內(nèi)吞作用]]進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。而游離態(tài)的脂溶[[性激素]]則通過(guò)擴(kuò)散作用進(jìn)入肝細(xì)胞。

一些激素(如[[雌激素]]、[[醛固酮]])可在肝內(nèi)與葡萄糖醛酸或活性[[硫酸]]等結(jié)合而滅活。[[垂體后葉]]分泌的[[抗利尿激素]]亦可在肝內(nèi)被水解而“滅活”。因此肝病時(shí)由于對(duì)激素“滅活”功能降低，使體內(nèi)雌激素、醛固酮、抗利尿激素等水平升高，則可出現(xiàn)[[男性乳房發(fā)育]]、[[肝掌]]、[[蜘蛛痣]]及水鈉潴溜等現(xiàn)象。

許多蛋白質(zhì)及[[多肽]]類激素也主要在肝臟內(nèi)“滅活”。如胰島素和[[甲狀腺素]]的滅活。甲狀腺素滅活包括脫碘、移去氨基等，其產(chǎn)物與葡萄糖醛酸結(jié)合。胰島素滅活時(shí)，則包括胰島素[[分子]][[二硫鍵]]斷裂，形成A、B鏈，再在胰島素酶作用下水解。嚴(yán)重肝病時(shí)，此激素的滅活減弱，于是血中胰島素含量增高。
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