醫(yī)學微生物學考試復習指導：肝臟在代謝中的作用
一、肝臟在能量代謝中的作用
肝臟為全身提供和調(diào)節(jié)供能物質(zhì)：(1)自腸道吸收來的大多數(shù)供能物質(zhì)是通過門靜脈進入肝臟的，如葡萄糖、氨基酸等。這樣，肝臟起著調(diào)節(jié)血中這些代謝物水平的作用。(2)腸道吸收的脂肪雖然主要通過淋巴系統(tǒng)進入血液，但脂肪消化吸收過程必須有肝臟分泌的膽汁酸鹽參與。(3)肝臟通過糖原合成、糖原分解和糖異生三個過程，調(diào)節(jié)血糖濃度恒定。(4)肝臟在調(diào)節(jié)脂類供能過程中起重要作用。當供能物質(zhì)充足時，肝臟將糖轉變?yōu)橹静⒁詷O低密度脂蛋白的形式分泌入血液，成為脂肪組織中合成甘油三酯的重要的脂肪酸來源。而當空腹或饑餓狀態(tài)時，肝臟又將脂肪組織動員出來的大量脂肪酸變?yōu)橥w，以供體內(nèi)其他組織利用。肝臟自身所需能量多半利用氨基酸降解生成的酮酸，而利用葡萄糖作為肝臟自身能源的量卻不多。事實上，肝臟所進行的糖酵解過程，主要在于形成生物合成所需的基本原料，如磷酸二羥丙酮可用于甘油三酯的合成等。此外肝臟因缺乏利用酮體的酶，故也不能以酮體為能源，因此肝臟的能量代謝有著與肌肉、腦等組織所不同的特點。
二、肝臟在糖代謝中的作用
肝臟對全身糖代謝的影響中最突出的作用是為維持血糖濃度的恒定提供物質(zhì)基礎。進食以后，自腸道吸收進入肝門靜脈的血液中的葡萄糖濃度升高，當門靜脈血液進入肝臟后，肝細胞迅速攝取葡萄糖，并將其合成的肝糖原儲存起來，而在空腹時，循環(huán)血糖濃度下降，肝糖原迅速分解為6-磷酸葡萄糖，并在葡萄糖-6-磷酸酶催化下，生成葡萄糖補充血糖。葡萄糖-6-磷酸酶是糖原分解為葡萄糖所必需的酶，肝中含量豐富，小腸及腎中也有，但脂肪及肌肉組織中不存在。因此盡管肌肉組織中含有豐富的糖原，但其糖原分解后不能生成葡萄糖，故沒有直接調(diào)節(jié)血糖濃度的作用。醫(yī)學全在線網(wǎng)站gydjdsj.org.cn當然，肝糖原的儲存量也是有限的，約為肝重的5%-6%，不到100克。故當大量的葡萄糖進入肝臟后，一部分可轉化脂肪，并以極低密度脂蛋白的形式自肝臟運出;另一方面，當長期沒有糖類攝入時，例如在饑餓10多個小時之后，儲存的肝糖原絕大部分已被消耗掉，調(diào)節(jié)血糖的能力隨之減弱。肝臟(及腎臟)還含有一些酶，能催化某些非糖物質(zhì)如生糖氨基酸、乳酸及甘油等轉變成糖原或葡萄糖，即糖的異生。非糖物質(zhì)轉變?yōu)樘堑倪^程也在調(diào)節(jié)血糖中起作用，在劇烈運動及饑餓時尤為顯著。當肝功能受到嚴重損害時，肝糖原的合成與分解及糖的異生作用降低，維持血糖濃度恒定的能力下降，在饑餓時易發(fā)生低血糖。
三、肝臟在脂代謝中的作用
肝臟在脂類的消化、吸收、分解、合成和運輸中起著重要的作用。⑴肝臟將膽固醇轉化為膽汁酸及生成和分泌膽汁，膽汁中的膽汁酸鹽有促進脂類消化吸收的作用。當肝臟受損時，分泌膽汁能力下降，可影響脂類的消化吸收，臨床上可出現(xiàn)“脂肪瀉”的癥狀。⑵肝臟是體內(nèi)合成甘油三酯、膽固醇及其酯和磷脂的主要器官，并進一步合成高密度脂蛋白和極低密度脂蛋白，以此類形式將肝內(nèi)合成的脂類運到肝外組織利用，極低密度脂蛋白的合成減少，可使甘油三脂在肝細胞中堆積，引起脂肪肝。卵磷脂-膽固醇酰基轉移酶(LCAT)由肝細胞合成，此酶可催化膽固醇轉化為膽固醇酯。所以在肝功能障礙時，往往有血漿膽固醇酯/膽固醇比值下降及脂蛋白電泳譜的異常。⑶肝臟中甘油三酯和脂肪酸的分解代謝旺盛，并具有生成酮體的特有酶系，是體內(nèi)酮體生成的重要器官，酮體通過血液運往肝外組織，如腦、心肌、骨骼肌等進一步氧化供能。肝臟合成磷脂非常活躍，特別是卵磷脂。如果磷脂合成發(fā)生障礙，就會造成脂肪運輸障礙而導致肝中脂肪沉積。此外長期飲酒者及由于其他原因使肝臟脂肪代謝功能發(fā)生障礙導致脂類物質(zhì)的動態(tài)平衡失調(diào)，脂肪在肝組織內(nèi)儲存量在5%以上，或在組織學上有50%以上肝細胞脂肪化時，即稱為脂肪肝。如果肝內(nèi)脂肪儲存量在5%-10%之間稱之為輕度脂肪肝，10%-25%為中度脂肪肝，大于25%則稱為重度脂肪肝。脂肪肝是一常見的臨床現(xiàn)象，但不是一獨立的疾病，有的脂肪肝可出現(xiàn)肝纖維化病變。由于肝臟合成卵磷脂需要膽堿或甲硫氨酸等活性甲基供體，故食物膽堿或甲硫氨酸可防止脂肪肝。⑷肝臟是體內(nèi)利用甘油的主要器官。
四、肝臟在蛋白質(zhì)代謝中的作用
肝臟是體內(nèi)氨基酸代謝的主要器官，肝臟中的氨基酸占氨基酸代謝庫的10%，由于肝體積小，故其游離氨基酸的濃度很高，氨基酸的代謝也很旺盛主要體現(xiàn)在以下幾個方面：⑴肝臟不僅利用氨基酸合成肝細胞自身的結構蛋白，而且還合成大部分血漿蛋白質(zhì),其中合成量最多的是白蛋白，每日合成量約12g，幾乎占肝臟合成蛋白質(zhì)總量的1/4。白蛋白在血漿中含量高且分子量小，故它在維持血漿膠體滲透壓中起著重要作用。肝功能減退時，其白蛋白合成能力下降，而球蛋白含量相對增加，可導致血漿中白蛋白與球蛋白含量的比值下降，甚至倒置，當血漿白蛋白含量低于3克/dl ,約有半數(shù)病人出現(xiàn)水腫或腹水。臨床上常常測定血漿蛋白質(zhì)的比值和含量的變化，作為肝功能正常與否的判斷指標之一。胚胎肝細胞還可合成一種與血漿白蛋白分子量相似的甲胎蛋白(α-fetoprotein, α-FP),胎兒出生后其合成受到阻遏，因而正常人血漿中幾乎沒有這種蛋白質(zhì)，原發(fā)性肝癌患者，癌細胞中編碼甲胎蛋白的基因去阻遏，此時血漿中可檢測出這種蛋白質(zhì)，故甲胎蛋白的檢測對原發(fā)性肝癌的診斷有一定的意義。此外，肝功能嚴重障礙時，血漿中許多凝血因子含量降低，常導致血液凝固功能障礙。同時肝臟也是清除血漿蛋白質(zhì)的重要器官(清蛋白除外)，很多激活的凝血因子和纖溶酶原激活物等也由肝細胞清除，說明肝臟在凝血和抗凝血過程中發(fā)揮重要作用，肝功能嚴重障礙可誘發(fā)彌漫性血管內(nèi)凝血。此外肝臟還合成多種運載蛋白，如運鐵蛋白，銅蘭蛋白等，當這些蛋白質(zhì)合成障礙時，也可產(chǎn)生相應的病理變化。⑵肝內(nèi)有關氨基酸代謝的酶類十分豐富，所以氨基酸的轉氨基、脫氨基、脫羧基等及個別氨基酸特異的代謝過程也在肝內(nèi)旺盛地進行。除亮氨酸、異亮氨酸及纈氨酸這三種支鏈氨基酸主要是在肝外組織分解外，其余氨基酸尤其是酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸等芳香族氨基酸主要是在肝內(nèi)分解。因此血中芳香族氨基酸與支鏈氨基酸保持一定的比例，約為1：3，肝功能嚴重障礙時，肝細胞內(nèi)轉氨酶含量高，特別是丙氨酸轉氨酶(ALT)活性較其他組織高，故當肝細胞受損時，ALT釋放入血，血清中ALT活性升高，可作為診斷肝炎的主要指標之一。⑶通過鳥氨酸循環(huán)合成尿素，以解除氨毒是肝臟的特異功能。這是因為肝臟具有將有毒的氨轉變?yōu)闊o毒的尿素的一系列酶，合成的尿素隨尿排出體外，肝功能嚴重受損如急性黃色肝萎縮時，尿素合成能力下降，可使血氨濃度升高，導致肝性腦病的發(fā)生，臨床出現(xiàn)肝昏迷。醫(yī)學全.在線網(wǎng).站.提供另外，肝臟也是胺類物質(zhì)解毒的重要器官。胺類主要來自腸道細菌對氨基酸(特別是芳香族氨基酸)的脫羧基作用，如酪氨酸脫羧產(chǎn)生酪胺等，它們的結構類似于茶酚胺類神經(jīng)遞質(zhì)，故又稱假性神經(jīng)遞質(zhì)，它們可以取代或干擾大腦正常神經(jīng)遞質(zhì)的作用。但正常人肝臟具有抑制或處理假性神經(jīng)遞質(zhì)的作用，當肝功能嚴重減退時，假性神經(jīng)遞質(zhì)含量升高，這可能是肝性腦病產(chǎn)生的另一機制，見圖19-1。⑷肝臟利用若干氨基酸合成各種含氮化合物如嘌呤衍生物、嘧啶衍生物、肌酸、乙醇胺、膽堿等。
五、肝臟在維生素代謝中的作用
肝臟是多種維生素吸收、儲存、轉化的場所。⑴肝臟所分泌的膽汁酸可促進脂溶性維生素A、維生素D、維生素E、維生素K的吸收。并且肝臟也是這些脂溶性維生素和維生素B12的儲存場所。因此肝膽系統(tǒng)疾病常伴有維生素代謝障礙。⑵多種維生素在肝內(nèi)參與輔酶的合
成。如維生素B1轉化成硫胺素焦磷酸酯(TPP);維生素B6轉化成磷酸吡哆醛;維生素PP轉變?yōu)檩o酶I(NAD+)和輔酶II(NADP+);泛酸轉變?yōu)?a class="channel_keylink" href="/pharm/2008/20081222062518_38177.shtml" target="_blank">輔酶A等。⑶使維生素A原(β-胡籮卜素)轉化成維生素A;使維生素D3羥化為25-OH-D3，有利于活性維生素D3的生成。
六、肝臟在激素代謝中的作用
許多激素在其發(fā)揮調(diào)節(jié)作用之后，主要在肝臟內(nèi)被分解轉化，從而降低或失去活性，這稱之為激素的滅活作用(inactivation of hormone)。激素滅活過程是體內(nèi)調(diào)節(jié)激素作用時間長短和強度的重要方式之一。肝臟是體內(nèi)類固醇激素、蛋白質(zhì)激素、兒茶酚胺類激素滅活的主要場所。蛋白質(zhì)類激素如胰島素主要受肝內(nèi)酶催化而使胰島素分子中的二硫鏈斷裂生成A鏈與B鏈，再進一步水解A鏈與B鏈。類固醇激素和兒茶酚胺類激素的降解見第十六章。肝功能障礙，激素滅活作用受影響，臨床上可出現(xiàn)男性****發(fā)育、皮膚蜘蛛痣、肝掌、面部色素沉著等現(xiàn)象，而胰島素的滅活減少，還可造成低血糖。
七、肝在水鹽代謝中的作用
肝內(nèi)鈉、鉀代謝與肝糖原的合成與分解密切相關。肝糖原合成時需要鉀離子參與，此時鉀離子由血液進入細胞，肝細胞鉀含量增高。醫(yī)學全在線gydjdsj.org.cn反之，肝糖原分解時，肝細胞鉀含量減少，鈉離子進入細胞。由于肝糖原合成時需鉀離子參與，所以對糖尿病患者給以胰島素治療時，需同時補充鉀鹽。肝還具有攝取、儲存金屬離子的作用，在周圍組織需要時可釋出其儲存的金屬離子。此外，肝中的谷胱甘肽與金屬硫蛋白(metallothionein)在儲存Zn、Cu、Fe等以及在凋節(jié)金屬微量元素的代謝中起重要作用。
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