第11章非营养物质代谢.ppt

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1、目录目录非营养物质代谢非营养物质代谢第第1111章章目录目录 非营养物质非营养物质:既不作为构建组织细胞的既不作为构建组织细胞的成分，又不作为能源物质。成分，又不作为能源物质。内源性：内源性：如激素、神经递质、胺类等如激素、神经递质、胺类等外源性：外源性：如食品添加剂、药物、毒物等如食品添加剂、药物、毒物等非营养物质非营养物质目录目录第一节第一节 肝的生物转化作用肝的生物转化作用Biotransformation Function of Liver目录目录一、肝的生物转化作用是机体重要一、肝的生物转化作用是机体重要的保护机制的保护机制（一）生物转化的概念（一）生物转化的概念机体对内、外源性的非

2、营养物质进行代机体对内、外源性的非营养物质进行代谢转变，使其水溶性提高，极性增强，易于谢转变，使其水溶性提高，极性增强，易于通过胆汁或尿液排出体外的过程称为通过胆汁或尿液排出体外的过程称为生物转生物转化化(biotransformation)。目录目录 肝是生物转化的主要器官；肝是生物转化的主要器官；肾、肺、胃肠道和皮肤也有一定生物转肾、肺、胃肠道和皮肤也有一定生物转化功能化功能 。n生物转化的主要场所生物转化的主要场所目录目录（二）生物转化的意义（二）生物转化的意义生物转化可对体内的大部分非营养物质进行代生物转化可对体内的大部分非营养物质进行代谢转化，使其生物学活性降低或丧失谢转化，使其生物

3、学活性降低或丧失(灭活灭活)，或使有毒物质的毒性减低或消除或使有毒物质的毒性减低或消除(解毒解毒)。通过生物转化作用可增加这些非营养物质的水通过生物转化作用可增加这些非营养物质的水溶性和极性，从而易于从胆汁或尿液中排出。溶性和极性，从而易于从胆汁或尿液中排出。肝的生物转化作用肝的生物转化作用解毒作用（解毒作用（detoxification）目录目录二、肝的生物转化包括两相反应二、肝的生物转化包括两相反应第一相反应第一相反应：氧化、还原、水解反应氧化、还原、水解反应第二相反应第二相反应：结合反应结合反应目录目录n生物转化反应的特点生物转化反应的特点转化反应的连续性转化反应的连续性:一种物质在体内

4、的转化往往同时一种物质在体内的转化往往同时或先后发生多种反应，产生多种产物。或先后发生多种反应，产生多种产物。反应类型的多样性反应类型的多样性:同一种或同一类物质在体内也可同一种或同一类物质在体内也可进行多种不同反应。进行多种不同反应。解毒与致毒的双重性解毒与致毒的双重性:一种物质经过一定的转化后，一种物质经过一定的转化后，其毒性可能减弱（解毒）其毒性可能减弱（解毒）,也可能增强（致毒）。也可能增强（致毒）。目录目录（一）氧化反应是最多见的生物转化第一相反应（一）氧化反应是最多见的生物转化第一相反应.加单氧酶系是氧化异源物最重要的酶加单氧酶系是氧化异源物最重要的酶RH+O2+NADPH+H+R

5、OH+NADP+H2O加单氧酶加单氧酶目录目录 产物：羟化物或环氧化物产物：羟化物或环氧化物 举例：举例：NH2NH2HO苯胺苯胺对氨基苯酚对氨基苯酚目录目录意义：加单氧酶系的羟化作用不仅增加药物或毒意义：加单氧酶系的羟化作用不仅增加药物或毒物的水溶性，有利于排泄，而且还参与体内许多物的水溶性，有利于排泄，而且还参与体内许多重要物质的羟化过程。重要物质的羟化过程。维生素维生素D3羟化成为具有生物学活性的维生素羟化成为具有生物学活性的维生素1,25,(OH)2D3 胆汁酸和类固醇激素合成过程中的羟化作用胆汁酸和类固醇激素合成过程中的羟化作用 黄曲霉素黄曲霉素B1经加单氧酶作用生成致癌物质经加单氧

6、酶作用生成致癌物质 目录目录 黄曲霉素黄曲霉素B1经加单氧酶作用生成的黄曲霉素经加单氧酶作用生成的黄曲霉素2,3环氧化物环氧化物可与可与DNA分子中的鸟嘌呤结合，引起分子中的鸟嘌呤结合，引起DNA突变，成为原发突变，成为原发性肝癌发生的重要危险因素。性肝癌发生的重要危险因素。多 芳 香 烃加 单 氧 酶 系加 氧O 环 氧 化 物（致 癌 物）水 化 酶水 化谷 胱 甘 肽-S-环 氧 化 物 转 移 酶GSH非 酶 促 反 应 分 子 重 排OH酚 类葡 糖 醛 酸 或 硫 酸 结 合 物二 氢 二 醇 衍 生 物OHHOHH谷 胱 甘 肽 结 合 物OHSG多环芳烃的多环芳烃的生物转化过程

7、生物转化过程目录目录.单胺氧化酶类氧化脂肪族和芳香族胺类单胺氧化酶类氧化脂肪族和芳香族胺类 RCH2NH2+O2+H2O2RCHO+NH3+H2O单胺氧化酶单胺氧化酶(monoamine oxidase,MAO)存在存在于线粒体内。于线粒体内。催化的反应：催化的反应：催化胺类物质氧化脱氨基生成相催化胺类物质氧化脱氨基生成相应的醛类。应的醛类。目录目录.醇脱氢酶与醛脱氢酶将乙醇最终氧化成乙酸醇脱氢酶与醛脱氢酶将乙醇最终氧化成乙酸存在部位：胞液中存在部位：胞液中催化的反应催化的反应:醇脱氢酶醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase,ADH)催化催化醇类醇类氧化成氧化成醛醛 醛脱氢酶醛脱

8、氢酶(aldehyde dehydrogenase,ALDH)催化催化醛类醛类生成生成酸酸目录目录硝基化合物多见于食品防腐剂、工业试剂等。硝基化合物多见于食品防腐剂、工业试剂等。偶氮化合物常见于食品色素、化妆品、纺织与偶氮化合物常见于食品色素、化妆品、纺织与印刷工业等。有些可能是前致癌物。印刷工业等。有些可能是前致癌物。这 些 化 合 物 分 别 在 微 粒 体这 些 化 合 物 分 别 在 微 粒 体 硝 基 还 原 酶硝 基 还 原 酶(nitroreductase)和和偶氮还原酶偶氮还原酶(azoreductase)的的催化下，从催化下，从NADH或或NADPH接受氢，还原生接受氢，还原

9、生成相应的胺类。成相应的胺类。（二）硝基还原酶和偶氮还原酶是第一相反应（二）硝基还原酶和偶氮还原酶是第一相反应的主要还原酶的主要还原酶目录目录目录目录肝细胞的胞液与内质网中含有多种水解酶类，肝细胞的胞液与内质网中含有多种水解酶类，主要有酯酶主要有酯酶(esterases)、酰胺酶、酰胺酶(amidase)和糖和糖苷酶苷酶(glucosidase)，分别水解酯键、酰胺键和，分别水解酯键、酰胺键和糖苷键类化合物，以减低或消除其生物活性。糖苷键类化合物，以减低或消除其生物活性。这些水解产物通常还需进一步反应，以利排出这些水解产物通常还需进一步反应，以利排出体外。体外。（三）酯酶、酰胺酶和糖苷酶是生物

10、转化的（三）酯酶、酰胺酶和糖苷酶是生物转化的主要水解酶主要水解酶目录目录乙酰水杨酸的生物转化过程：乙酰水杨酸的生物转化过程：目录目录凡含有凡含有羟基、羧基或氨基羟基、羧基或氨基的药物、毒物的药物、毒物或激素等均可发生结合反应。或激素等均可发生结合反应。葡糖醛酸、硫酸、乙酰基、谷胱甘肽、葡糖醛酸、硫酸、乙酰基、谷胱甘肽、甲基、甘氨酸等物质或基团。甲基、甘氨酸等物质或基团。（四）结合反应是生物转化第二相反应（四）结合反应是生物转化第二相反应n结合对象：结合对象：n结合物：结合物：目录目录1.葡糖醛酸结合是最重要、最普遍的结合反应葡糖醛酸结合是最重要、最普遍的结合反应n葡糖醛酸基的直接供体葡糖醛酸基

11、的直接供体2NAD+2NADH+2H+UDPG脱氢酶脱氢酶尿苷二磷酸葡糖醛酸尿苷二磷酸葡糖醛酸(UDPGA)目录目录2.硫酸结合也是常见的结合反应硫酸结合也是常见的结合反应 n硫酸供体：硫酸供体：3-磷酸腺苷磷酸腺苷-5-磷酸硫酸磷酸硫酸(PAPS)n催化酶：催化酶：硫酸转移酶硫酸转移酶(sulfate transferase)n举例：举例：雌酮雌酮OOHPAPS+PAP雌酮硫酸酯雌酮硫酸酯OHO3SO目录目录n主要转化对象：主要转化对象：芳香胺类芳香胺类3.乙酰基化是某些含胺非营养物质的重要转化方式乙酰基化是某些含胺非营养物质的重要转化方式n催化酶：催化酶：乙酰基转移酶乙酰基转移酶(acet

12、yltransferase)目录目录4.谷胱甘肽结合是细胞应对亲电子性异源物的重要谷胱甘肽结合是细胞应对亲电子性异源物的重要防御反应防御反应n结合对象：结合对象：卤代、环氧化物卤代、环氧化物n催化酶：催化酶：谷胱甘肽谷胱甘肽S-转移酶转移酶(glutathione S-transferase,GST)目录目录.甲基化是代谢内源化合物的重要反应甲基化是代谢内源化合物的重要反应n甲基供体：甲基供体：S-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸(SAM)目录目录n结合对象：结合对象：含羧基化合物含羧基化合物6.甘氨酸主要参与含羧基异源物的结合转化甘氨酸主要参与含羧基异源物的结合转化目录目录目录目录第二节第二节胆汁与

13、胆汁酸的代谢胆汁与胆汁酸的代谢Metabolism of Bile and Bile Acids目录目录胆道系统胆道系统肝胆汁肝胆汁胆囊胆汁胆囊胆汁(肝细胞分泌肝细胞分泌)(肝胆汁经胆囊浓缩肝胆汁经胆囊浓缩)一、胆汁可分为肝胆汁和胆囊胆汁一、胆汁可分为肝胆汁和胆囊胆汁胆汁酸盐胆汁酸盐(含量最高含量最高)胆固醇胆固醇胆色素胆色素多种酶类等多种酶类等n胆汁的主要有机成分：胆汁的主要有机成分：目录目录两种胆汁的百分组成和部分性质两种胆汁的百分组成和部分性质肝胆汁肝胆汁胆囊胆汁胆囊胆汁比重比重 1.0091.013 1.0261.032 pH 7.18.5 5.57.7 水水 9697 8086 固体

14、成分固体成分 34 1420无机盐无机盐 0.20.9 0.51.1 粘蛋白粘蛋白 0.10.9 14 粘蛋白粘蛋白 0.52 1.510胆色素胆色素 0.050.17 0.21.5 总脂类总脂类 0.10.5 1.84.7胆固醇胆固醇 0.050.17 0.20.9 磷脂磷脂 0.050.08 0.20.5 目录目录胆汁酸胆汁酸(bile acids)是存在于胆汁中一大类胆是存在于胆汁中一大类胆烷酸的总称，以钠盐或钾盐的形式存在，即胆烷酸的总称，以钠盐或钾盐的形式存在，即胆汁酸盐，简称汁酸盐，简称胆盐胆盐(bile salts)。二、胆汁酸有游离型、结合型及二、胆汁酸有游离型、结合型及初级、

15、次级之分初级、次级之分目录目录游离胆汁酸游离胆汁酸(free bile acid)结合胆汁酸结合胆汁酸(conjugated bile acid)n胆汁酸按结构分：胆汁酸按结构分：目录目录游离胆汁酸游离胆汁酸HCOOHOHO HO H312724例：胆酸例：胆酸COOHHOHOH3712例：鹅脱氧胆酸例：鹅脱氧胆酸目录目录结合胆汁酸结合胆汁酸CONHCH2CH2SO3HHOHOHOH3127例：牛磺胆酸例：牛磺胆酸例：甘氨胆酸例：甘氨胆酸CONHCH2COOHHOHOHOH3127目录目录初级胆汁酸初级胆汁酸(primary bile acid)次级胆汁酸次级胆汁酸(secondary bil

16、e acid)初级胆汁酸：初级胆汁酸：在肝细胞以胆固醇为原料直接合在肝细胞以胆固醇为原料直接合成的胆汁酸，包括胆酸、鹅脱氧胆酸及其与甘成的胆汁酸，包括胆酸、鹅脱氧胆酸及其与甘氨酸或牛磺酸的结合产物。氨酸或牛磺酸的结合产物。次级胆汁酸：次级胆汁酸：在肠道受细菌作用，第在肠道受细菌作用，第7位位羟基羟基脱氧生成的胆汁酸称为次级胆汁酸，主要包括脱氧生成的胆汁酸称为次级胆汁酸，主要包括脱氧胆酸和石胆酸及其在肝中分别与甘氨酸或脱氧胆酸和石胆酸及其在肝中分别与甘氨酸或牛磺酸的结合产物。牛磺酸的结合产物。n胆汁酸按来源分：胆汁酸按来源分：目录目录7-羟基脱氧羟基脱氧HCOOHOHOHOH3127胆酸胆酸HCOOHOHOH3127脱氧胆酸脱氧胆酸初级胆汁酸初级胆汁酸次级胆汁酸次级胆汁酸目录目录7-羟基羟基脱氧脱氧HCOOHOHOH3127鹅脱氧胆酸鹅脱氧胆酸HCOOHOH3127石胆酸石胆酸次级胆汁酸次级胆汁酸初级胆汁酸初级胆汁酸目录目录三、胆汁酸的生理功能三、胆汁酸的生理功能胆汁酸的立体构型胆汁酸的立体构型亲水亲水与与疏水疏水两个两个侧面，赋予胆汁酸很强的界面活性，成为较侧面，赋予胆汁酸很强的界面活