医学微生物学考试复习指导：肝脏在代谢中的作用

　　一、肝脏在能量代谢中的作用

　　肝脏为全身提供和调节供能物质：(1)自肠道吸收来的大多数供能物质是通过门静脉进入肝脏的，如葡萄糖、氨基酸等。这样，肝脏起着调节血中这些代谢物水平的作用。(2)肠道吸收的脂肪虽然主要通过淋巴系统进入血液，但脂肪消化吸收过程必须有肝脏分泌的胆汁酸盐参与。(3)肝脏通过糖原合成、糖原分解和糖异生三个过程，调节血糖浓度恒定。(4)肝脏在调节脂类供能过程中起重要作用。当供能物质充足时，肝脏将糖转变为脂肪并以极低密度脂蛋白的形式分泌入血液，成为脂肪组织中合成甘油三酯的重要的脂肪酸来源。而当空腹或饥饿状态时，肝脏又将脂肪组织动员出来的大量脂肪酸变为酮体，以供体内其他组织利用。肝脏自身所需能量多半利用氨基酸降解生成的酮酸，而利用葡萄糖作为肝脏自身能源的量却不多。事实上，肝脏所进行的糖酵解过程，主要在于形成生物合成所需的基本原料，如磷酸二羟丙酮可用于甘油三酯的合成等。此外肝脏因缺乏利用酮体的酶，故也不能以酮体为能源，因此肝脏的能量代谢有着与肌肉、脑等组织所不同的特点。

　　二、肝脏在糖代谢中的作用

　　肝脏对全身糖代谢的影响中最突出的作用是为维持血糖浓度的恒定提供物质基础。进食以后，自肠道吸收进入肝门静脉的血液中的葡萄糖浓度升高，当门静脉血液进入肝脏后，肝细胞迅速摄取葡萄糖，并将其合成的肝糖原储存起来，而在空腹时，循环血糖浓度下降，肝糖原迅速分解为6-磷酸葡萄糖，并在葡萄糖-6-磷酸酶催化下，生成葡萄糖补充血糖。葡萄糖-6-磷酸酶是糖原分解为葡萄糖所必需的酶，肝中含量丰富，小肠及肾中也有，但脂肪及肌肉组织中不存在。因此尽管肌肉组织中含有丰富的糖原，但其糖原分解后不能生成葡萄糖，故没有直接调节血糖浓度的作用。当然，肝糖原的储存量也是有限的，约为肝重的5%-6%，不到100克。故当大量的葡萄糖进入肝脏后，一部分可转化脂肪，并以极低密度脂蛋白的形式自肝脏运出;另一方面，当长期没有糖类摄入时，例如在饥饿10多个小时之后，储存的肝糖原绝大部分已被消耗掉，调节血糖的能力随之减弱。肝脏(及肾脏)还含有一些酶，能催化某些非糖物质如生糖氨基酸、乳酸及甘油等转变成糖原或葡萄糖，即糖的异生。非糖物质转变为糖的过程也在调节血糖中起作用，在剧烈运动及饥饿时尤为显著。当肝功能受到严重损害时，肝糖原的合成与分解及糖的异生作用降低，维持血糖浓度恒定的能力下降，在饥饿时易发生低血糖。

　　三、肝脏在脂代谢中的作用

　　肝脏在脂类的消化、吸收、分解、合成和运输中起着重要的作用。⑴肝脏将胆固醇转化为胆汁酸及生成和分泌胆汁，胆汁中的胆汁酸盐有促进脂类消化吸收的作用。当肝脏受损时，分泌胆汁能力下降，可影响脂类的消化吸收，临床上可出现“脂肪泻”的症状。⑵肝脏是体内合成甘油三酯、胆固醇及其酯和磷脂的主要器官，并进一步合成高密度脂蛋白和极低密度脂蛋白，以此类形式将肝内合成的脂类运到肝外组织利用，极低密度脂蛋白的合成减少，可使甘油三脂在肝细胞中堆积，引起脂肪肝。卵磷脂-胆固醇酰基转移酶(LCAT)由肝细胞合成，此酶可催化胆固醇转化为胆固醇酯。所以在肝功能障碍时，往往有血浆胆固醇酯/胆固醇比值下降及脂蛋白电泳谱的异常。⑶肝脏中甘油三酯和脂肪酸的分解代谢旺盛，并具有生成酮体的特有酶系，是体内酮体生成的重要器官，酮体通过血液运往肝外组织，如脑、心肌、骨骼肌等进一步氧化供能。肝脏合成磷脂非常活跃，特别是卵磷脂。如果磷脂合成发生障碍，就会造成脂肪运输障碍而导致肝中脂肪沉积。此外长期饮酒者及由于其他原因使肝脏脂肪代谢功能发生障碍导致脂类物质的动态平衡失调，脂肪在肝组织内储存量在5%以上，或在组织学上有50%以上肝细胞脂肪化时，即称为脂肪肝。如果肝内脂肪储存量在5%-10%之间称之为轻度脂肪肝，10%-25%为中度脂肪肝，大于25%则称为重度脂肪肝。脂肪肝是一常见的临床现象，但不是一独立的疾病，有的脂肪肝可出现肝纤维化病变。由于肝脏合成卵磷脂需要胆碱或甲硫氨酸等活性甲基供体，故食物胆碱或甲硫氨酸可防止脂肪肝。⑷肝脏是体内利用甘油的主要器官。

　　四、肝脏在蛋白质代谢中的作用

　　肝脏是体内氨基酸代谢的主要器官，肝脏中的氨基酸占氨基酸代谢库的10%，由于肝体积小，故其游离氨基酸的浓度很高，氨基酸的代谢也很旺盛主要体现在以下几个方面：⑴肝脏不仅利用氨基酸合成肝细胞自身的结构蛋白，而且还合成大部分血浆蛋白质,其中合成量最多的是白蛋白，每日合成量约12g，几乎占肝脏合成蛋白质总量的1/4。白蛋白在血浆中含量高且分子量小，故它在维持血浆胶体渗透压中起着重要作用。肝功能减退时，其白蛋白合成能力下降，而球蛋白含量相对增加，可导致血浆中白蛋白与球蛋白含量的比值下降，甚至倒置，当血浆白蛋白含量低于3克/dl ,约有半数病人出现水肿或腹水。临床上常常测定血浆蛋白质的比值和含量的变化，作为肝功能正常与否的判断指标之一。胚胎肝细胞还可合成一种与血浆白蛋白分子量相似的甲胎蛋白(α-fetoprotein, α-FP),胎儿出生后其合成受到阻遏，因而正常人血浆中几乎没有这种蛋白质，原发性肝癌患者，癌细胞中编码甲胎蛋白的基因去阻遏，此时血浆中可检测出这种蛋白质，故甲胎蛋白的检测对原发性肝癌的诊断有一定的意义。此外，肝功能严重障碍时，血浆中许多凝血因子含量降低，常导致血液凝固功能障碍。同时肝脏也是清除血浆蛋白质的重要器官(清蛋白除外)，很多激活的凝血因子和纤溶酶原激活物等也由肝细胞清除，说明肝脏在凝血和抗凝血过程中发挥重要作用，肝功能严重障碍可诱发弥漫性血管内凝血。此外肝脏还合成多种运载蛋白，如运铁蛋白，铜兰蛋白等，当这些蛋白质合成障碍时，也可产生相应的病理变化。⑵肝内有关氨基酸代谢的酶类十分丰富，所以氨基酸的转氨基、脱氨基、脱羧基等及个别氨基酸特异的代谢过程也在肝内旺盛地进行。除亮氨酸、异亮氨酸及缬氨酸这三种支链氨基酸主要是在肝外组织分解外，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内分解。因此血中芳香族氨基酸与支链氨基酸保持一定的比例，约为1：3，肝功能严重障碍时，肝细胞内转氨酶含量高，特别是丙氨酸转氨酶(ALT)活性较其他组织高，故当肝细胞受损时，ALT释放入血，血清中ALT活性升高，可作为诊断肝炎的主要指标之一。⑶通过鸟氨酸循环合成尿素，以解除氨毒是肝脏的特异功能。这是因为肝脏具有将有毒的氨转变为无毒的尿素的一系列酶，合成的尿素随尿排出体外，肝功能严重受损如急性黄色肝萎缩时，尿素合成能力下降，可使血氨浓度升高，导致肝性脑病的发生，临床出现肝昏迷。另外，肝脏也是胺类物质解毒的重要器官。胺类主要来自肠道细菌对氨基酸(特别是芳香族氨基酸)的脱羧基作用，如酪氨酸脱羧产生酪胺等，它们的结构类似于茶酚胺类神经递质，故又称假性神经递质，它们可以取代或干扰大脑正常神经递质的作用。但正常人肝脏具有抑制或处理假性神经递质的作用，当肝功能严重减退时，假性神经递质含量升高，这可能是肝性脑病产生的另一机制，见图19-1。⑷肝脏利用若干氨基酸合成各种含氮化合物如嘌呤衍生物、嘧啶衍生物、肌酸、乙醇胺、胆碱等。

　　五、肝脏在维生素代谢中的作用

　　肝脏是多种维生素吸收、储存、转化的场所。⑴肝脏所分泌的胆汁酸可促进脂溶性维生素A、维生素D、维生素E、维生素K的吸收。并且肝脏也是这些脂溶性维生素和维生素B12的储存场所。因此肝胆系统疾病常伴有维生素代谢障碍。⑵多种维生素在肝内参与辅酶的合

　　成。如维生素B1转化成硫胺素焦磷酸酯(TPP);维生素B6转化成磷酸吡哆醛;维生素PP转变为辅酶I(NAD+)和辅酶II(NADP+);泛酸转变为辅酶A等。⑶使维生素A原(β-胡箩卜素)转化成维生素A;使维生素D3羟化为25-OH-D3，有利于活性维生素D3的生成。

　　六、肝脏在激素代谢中的作用

　　许多激素在其发挥调节作用之后，主要在肝脏内被分解转化，从而降低或失去活性，这称之为激素的灭活作用(inactivation of hormone)。激素灭活过程是体内调节激素作用时间长短和强度的重要方式之一。肝脏是体内类固醇激素、蛋白质激素、儿茶酚胺类激素灭活的主要场所。蛋白质类激素如胰岛素主要受肝内酶催化而使胰岛素分子中的二硫链断裂生成A链与B链，再进一步水解A链与B链。类固醇激素和儿茶酚胺类激素的降解见第十六章。肝功能障碍，激素灭活作用受影响，临床上可出现男性****发育、皮肤蜘蛛痣、肝掌、面部色素沉着等现象，而胰岛素的灭活减少，还可造成低血糖。

　　七、肝在水盐代谢中的作用

　　肝内钠、钾代谢与肝糖原的合成与分解密切相关。肝糖原合成时需要钾离子参与，此时钾离子由血液进入细胞，肝细胞钾含量增高。反之，肝糖原分解时，肝细胞钾含量减少，钠离子进入细胞。由于肝糖原合成时需钾离子参与，所以对糖尿病患者给以胰岛素治疗时，需同时补充钾盐。肝还具有摄取、储存金属离子的作用，在周围组织需要时可释出其储存的金属离子。此外，肝中的谷胱甘肽与金属硫蛋白(metallothionein)在储存Zn、Cu、Fe等以及在凋节金属微量元素的代谢中起重要作用。