【生理學課外讀物】肝臟生理生化

肝臟生理生化

肝臟是人體內最大的功能眾多的腺體器官 。 它參與機體的消化、代謝、排泄、解毒和免疫等過程，其中以代謝功能最為重要。肝臟在糖類、脂類、蛋白質、氨基酸、維生素、激素等 物質的 代謝，膽色素與膽汁酸的生成與轉歸、藥物與毒物的生化轉化，均具有不可替代 的 重要作用 。 據估計，肝臟所參與的化學反應約在 500 種以上。實驗證明，動物在完全摘除肝臟後，即使給予相應的治療，最多也只能生存 2~3d 左右，表明肝臟是維持生命活動的一個必不可少的重要器官。

一、肝臟的功能特點

（一）具有雙重血液供應、血竇發達、供氧充足

肝臟的血流量極為豐富，約佔心輸出量的 1/4 。其血液有門靜脈和肝動脈雙重來源，兩種血液在竇狀隙內混合。門靜脈進入肝臟的血流量為 1000~1200ml/min ，占進入肝的總血流量的 2/3 左右。門靜脈收集來自腹腔內髒的血液，內含從胃腸道中吸收 入血 的豐富的營養物質，它們將在肝內被加工、 儲 存或轉運；同時 ， 門靜脈血中的有害物質及微生物抗原性物質也將在肝內被解毒或清除 。 門靜脈的終支在肝內擴大為靜脈竇，它是肝小葉內血液流通的管道 。 正常時肝內靜脈竇可 儲 存一定量的血液，在機體失血時，可從竇內排出較多的血液，可補充周圍循環血量的不足。由肝動脈流入肝臟的血液約 800ml/min ，它含有豐富的氧，是供應肝細胞氧的主要來源。流經肝臟的血液最後由肝靜脈進入下腔靜脈而回心臟。在正常情況下，肝靜脈入腔靜脈處的壓力幾乎為零，而門靜脈入肝臟時的壓力為 7~12mmHg ，故血液在肝臟內的流動阻力很小。

（二）具有十分豐富的酶類

肝臟內的各種代謝活動十分活躍 ，這 與其中的酶類相當豐富有關。肝內酶蛋白含量約佔肝 內 總蛋白量的 2/3 。肝細胞內可見 到幾乎 體內所有的酶類。肝內酶大體可分為兩類：①同時在肝 內 和肝外組織存在的酶，如磷酸化酶、鹼性磷酸酶、組織蛋白酶、轉氨酶、核酸酶和膽鹼酯酶等；②僅在肝內存在的酶，如組氨酸酶、山梨醇脫氫酶、精氨酸酶、鳥氨酸氨基甲醯轉移酶等。

由於肝內各部位的代謝活性不同，故肝內不同區域酶的種類及活性存在一定的差異；在同一肝細胞內，各亞細胞結構中酶類的分布也有較大的差異。因此，可將肝細胞的亞細胞結構分成幾部分：①在線粒體內多為細胞色素氧化還原酶類；②溶酶體中酸性磷酸酶、糖苷酶、酸性核酸酶、組織蛋白酶、尿激酶及酸性蛋白水解酶；③微粒體內有葡萄糖 - 6 - 磷酸酶、膽鹼酯酶；④在上清液中有 LDH 、 G-SH 還原酶己糖激酶、谷丙轉氨酶、葡萄糖 - 6 - 磷酸脫氫酶、黃嘌呤氧化酶等；⑤位於細胞核內的酶有 NMN 腺嘌呤基轉移酶等。

二、肝臟主要的生理作用

肝臟的分泌、代謝、解毒、再生和免疫等作用，在這裡僅作簡要的概述。

（一）肝臟的分泌膽汁作用

肝細胞能夠不斷地分泌膽汁和生成膽汁酸。膽汁在消化過程中可促進脂肪在小腸內的消化和吸收（見 《生理學》第七版教材 第六章第四和第六節）。如果沒有膽汁，食入的脂肪將有 40% 從糞便中丟失，而且還伴有脂溶性維生素的吸收不良。

肝臟合成的膽汁酸是一個 具有 反饋 控制 的 連續 過程，合成的量決定於膽汁酸在腸 - 肝循環中返回肝臟的量。如果絕大部分的分泌量又返回肝臟，則肝細胞只需合成少量（ 0.5g ）的膽汁酸以補充它在糞便中的損失；反之， 若 返回量減少，則合成量將增加。

（二）肝臟在物質代謝中的作用

食物在消化、吸收後，經門靜脈系統進入肝臟 。肝臟參與 幾乎所有營養物質的代謝。

1 . 對糖代謝的作用 單糖經小腸黏膜吸收後，由門靜脈到達肝臟，在肝內轉變為肝糖原而 儲 存。一般成 年 人肝內約含 100g 肝糖 原 ，僅夠禁食 24h 之 用，肝糖 原 在調節血糖濃度以維持其穩態中具有重要作用。當血糖濃度超過正常值時，葡萄糖合成糖原即增加；相反，當血糖濃度低於正常值時， 儲 存的肝糖 原 立即分解成葡萄糖進入血液，以提高血糖水平。

此外，許多非糖物質如氨基酸、脂肪 中的甘油成分 等 也 可在肝內轉變為糖，葡萄糖也可在肝內轉變為脂肪酸 和 某些氨基酸。

2 . 對蛋白質代謝的作用 由消化道吸收的氨基酸通過肝臟時，僅 約 20% 不經過任何化學反應而入體循環到達各組織，而大部分（ 80% ）的氨基酸 則 在肝內進行蛋白質合成、脫氨、轉氨等作用。

肝臟是合成血 漿 蛋白的主要場所， 而血漿蛋白則 是維持血漿膠體滲透壓的主要成分。切除狗的肝臟後，血漿蛋白含量減少。由於血漿蛋白可作為體內各種組織蛋白的更新之用，所以，肝臟合成血 漿 蛋白的作用對維持機體蛋白質代謝具有重要意義。蛋白質氧化、脫氨作用也主要在肝內進行。脫氨後所生成的胺可轉變為尿素由尿中排出，這對於維持機體內環境的穩態具有重要作用。

肝臟是許多凝血因子（本身是蛋白質因子）的主要合成部位，重要的有纖維蛋白原、凝血酶原等，肝病時可引起凝血時間延長 和 發生出血傾向。

3 . 對脂代謝的作用 肝臟是脂類代謝的主要場所和脂肪運輸的樞紐，能夠合成和 儲 存各種脂類，一部分供應自身的需要，但主要是滿足全身各臟器對脂類的需求。消化吸收後的一部分脂肪先進入肝臟，以後再轉變為體脂而 儲 存；飢餓時， 儲 存的體脂也先被運送到肝臟，然後再進行分解。

在肝內，中性脂肪可水解為甘油和脂肪酸，此反應可被肝脂肪酶加速，甘油可通過糖代謝途徑被利用，而脂肪酸可完全氧化為 CO 2 和水。肝臟還是體內脂肪酸、膽固醇和磷脂合成的主要部位之一。膽固醇可作為合成類固醇激素的中間物質，多餘的由膽汁排出體外。

肝臟還是脂酸 b - 氧化的產能器官與酮體生成唯一部位，可通過血液向腦、肌肉與心臟提供酮體補充能量，故與體內能量代謝密切相關。

（三）肝臟的解毒作用

肝臟是人體 內 主要的解毒器官，它可保護機體免受損傷。外來的或體內代謝產生的有毒物質都要經過肝臟處理，使毒物成為比較無毒的或溶解度大的物質，隨膽汁或尿液排出體外。肝臟解毒的方式有 以下幾種方式。

1. 化學作用 可通過氧化、還原、分解、結合和脫氨等作用，其中結合作用是一個重要方式。在肝內，毒物與葡萄糖醛酸、硫酸、氨基酸等結合後可變為無害物質， 隨 尿排出 體外 。體內氨基酸脫氨 和 腸道內細菌分解含氮物質時所產生的氨，是一種有害的代謝產物，氨的解毒也是在肝內合成尿素，隨尿排出體外。當肝功能衰竭時血氨含量升高，可導致肝昏迷。

2. 分泌作用 一些重金屬 ， 如汞，以及來自腸道的細菌可經膽汁分泌排出。

3. 蓄積作用 某些生物鹼 ， 如士的寧 和 嗎啡 ， 可蓄積於肝臟，然後逐漸小量釋放，以減少中毒程度。

4. 吞噬作用 肝靜脈竇的內皮層含有大量的枯否細胞（ Kupffer cell ），具 有很強的吞噬能力，能吞噬血 液 中的異物、細菌、染料及其他顆粒。 據 估計，門靜脈血 液 中的細菌有 99% 在經過肝靜脈竇時被吞噬。因此，肝臟對機體的保護作用是極為 重要 的。

肝臟是許多激素生物轉化、滅活或排泄的重要場所。許多激素（如甲狀腺 激 素、雌激素、雄激素、催乳素、胰島素、生長激素、腎上腺皮質激素等）在肝臟內經以上類似方法處理後被滅活、降解，並 使 這些激素或降解產物隨膽汁排泄。某些肝病患者可因雌激素滅活障礙而在體內積蓄。醛固酮和抗利尿激素滅活的障礙可引起鈉和水在體內瀦留。

三 、肝臟功能的儲備及肝臟的再生

肝臟具有巨大的機能 儲 備能力。動物實驗證明，當肝臟被切除 70 % ~80% 後，並不顯示出明顯的生理功能紊亂。而且，殘餘的肝臟可在 3 周（大鼠）至 8 周（狗）內生長至原有大小，這稱為肝臟的再生。由此可見，肝臟的 功 能 儲 備和再生能力是相當 的 驚人。

肝臟在部分切除後能迅速再生，並在達到原有大小時就停止再生，其機制目前尚不清楚。近年來發現，從肝臟內分離出兩種與肝再生有關的物質：一種物質能夠刺激肝臟再生，引起 DNA 和蛋白質合成增加；另一種則抑制肝細胞再生。可以推想，在正常動物，抑制性的物質的作用可能較強，而在肝臟被部分切除的大鼠，促進再生的物質的作用較強。

有資料報道，某些激素對肝再生也有重要作用。摘除動物的垂體或腎上腺，均可 降 低肝細胞的再生能力；而給予生長激素或腎上腺皮質激素，則可恢復其再生能力；如在食料中加入甲狀腺浸膏，也有促進肝細胞再生 的 作用。近 年 來還發現，胰島素對肝再生 也 具有重要作用。

四、肝臟在免疫反應中的作用

在腸黏膜因感染而受損傷等情況下，致病性抗原物質便可穿過腸黏膜（稱之為腸道免疫系統的第一道屏障）而進入腸壁內毛細血管和淋巴管，因此，腸系膜淋巴結和肝臟便構成了腸道免疫系統的第二道防線。實驗證明，來自腸道的大分子抗原可經淋巴結至腸系膜淋巴結，而小分子抗原則主要經過門脈微血管至肝臟。肝臟中的單核 - 巨噬細胞可吞噬這些抗原物質，經過處理的抗原物質可刺激機體的免疫反應。因此，健康的肝臟可發揮其免疫調節作用。