體內的各種化學(xué)物質(zhì)可以概括為三大類(lèi)：結構物質(zhì)、能源物質(zhì)和活性物質(zhì)或功能物質(zhì)（詳見(jiàn)第一章第三節），結構物質(zhì)是細胞及生物體的結構基礎，能源物質(zhì)是體內能量的貯存和直接使用的ATP等高能化合物的代謝前體，活性物質(zhì)或功能物質(zhì)擔負各種代謝的催化、調節、信息傳遞等多種功能?！?/p>
活性物質(zhì)與結構物質(zhì)相比，其半衰期短，代謝速度快。因此在不同生理條件、不同組織及發(fā)育的不同階段可以靈活地進(jìn)行新陳代謝的調節和轉向；同時(shí)當生理條件與環(huán)境要求改變時(shí)，原有的活性物質(zhì)必須快速滅活或轉化失活，降低原有活性物質(zhì)的濃度或被新產(chǎn)生的活性物質(zhì)取代。例如在危機情況下，腎上腺素分泌，促使心率加快，血壓升高，皮膚血管收縮，糖原分解加速，糖異生作用加強，以促使帶有大量能源物質(zhì)的血液進(jìn)入肌肉，肌肉以更強的收縮運動(dòng)能力應對危機情況；當危機情況解除后，腎上腺素必須快速地被轉化滅活，否則身體將由于能量的大量消耗而處于高度疲憊狀態(tài)、而且心臟等器官長(cháng)期處于高強度工作容易導致心力衰竭以致死亡?！?/p>
活性物質(zhì)中的信息傳遞物質(zhì)（激素樣物質(zhì)）通常會(huì )引起級聯(lián)放大效應（見(jiàn)第九章細胞間信息傳遞），它們是新陳代謝強有力的調節物質(zhì)，能夠在較短的時(shí)間范圍內大幅度地改變新陳代謝的走向和強度，同時(shí)也正因為它的級聯(lián)放大效應，如果調節不當，將對生物體產(chǎn)生不可估量的負面效應，因此激素類(lèi)信息傳遞物質(zhì)是一把雙刃劍，快速的滅活和轉化是非常必須的。
一、功能蛋白和酶的水解
細胞內的功能蛋白以一定的速率進(jìn)行更新，如紅細胞的平均壽命在120天左右，紅細胞經(jīng)巨噬細胞吞噬，細胞膜破裂釋放出血紅蛋白，血紅蛋白降解為珠蛋白和血紅素，其中珠蛋白經(jīng)水解產(chǎn)生氨基酸，血紅素在肝臟內經(jīng)代謝轉化產(chǎn)生各種膽色素，最終以結合膽紅素的形式排泄入小腸?！?/p>
細胞內各種酶的含量取決于酶的合成（結構基因的表達）和酶的降解（水解）的平衡。酶的合成和降解可以調節細胞內酶的含量和種類(lèi)，從而調節細胞代謝的強度和對細胞信息物質(zhì)進(jìn)行響應?！?/p>
細胞內蛋白質(zhì)和酶的降解與分解使機體每天大約以相對恒定的速率消耗蛋白質(zhì)和酶，這一部分被消耗的蛋白質(zhì)需要通過(guò)食物進(jìn)行補充，大約相當于20~30g左右，但是由于食物蛋白質(zhì)中的氨基酸種類(lèi)和數量并不完全符合身體的需要，因此每日補充的蛋白質(zhì)應大于身體消耗的蛋白質(zhì)量，營(yíng)養學(xué)家的推薦值是青少年必須每日補充80g以上的蛋白質(zhì)，這樣才能滿(mǎn)足機體蛋白質(zhì)的再生需要。但是需要注意，并不是蛋白質(zhì)攝入越多越好，過(guò)多的蛋白質(zhì)攝入將引起蛋白質(zhì)分解作用加強，含氮物質(zhì)增多，加重肝臟合成尿素的負擔。
二、細胞信息物質(zhì)的滅活與轉化
細胞信息物質(zhì)的功能是傳遞信息，它既不是結構物質(zhì)又不是能源物質(zhì)，因此屬于非營(yíng)養性物質(zhì)。這類(lèi)物質(zhì)包括細胞間信息物質(zhì)、細胞內信息物質(zhì)和細胞產(chǎn)生的有活性的代謝終產(chǎn)物（如氨、膽紅素等）；很多的藥物是通過(guò)它的生物活性發(fā)揮作用的，這些藥物是人工選擇提取或人工設計合成的細胞信息物質(zhì)；另外，從體外吸收的一些食品添加劑（如防腐劑、食品色素、一些調味劑）和有毒化學(xué)物質(zhì)（如毒物、化學(xué)致癌劑）通常都具有生物活性從而能影響細胞的代謝狀況，它們也屬于特殊的細胞信息物質(zhì)?！?/p>
很多的非營(yíng)養性物質(zhì)極性不強，水溶性較差，因此很難通過(guò)血液循環(huán)運輸到達排泄器官進(jìn)行排泄，由于脂溶性較強而容易被細胞富集產(chǎn)生中毒?！?/p>
上述非營(yíng)養性物質(zhì)即細胞信息物質(zhì)的轉化與滅活特稱(chēng)為生物轉化。肝臟是生物轉化的主要器官。通過(guò)生物轉化，這些非營(yíng)養性物質(zhì)分子結構和性質(zhì)改變，原有活性喪失或改變，極性增強，水溶性增加，易于排出。但是有少量的非營(yíng)養性物質(zhì)經(jīng)生物轉化后水溶性反而降低，活性或毒性增強，對機體不利。過(guò)去曾籠統地將生物轉化作用稱(chēng)為解毒，這顯然是不合理的。因為，第一，轉化與滅活并不是完全針對有毒化學(xué)物質(zhì)的；第二，生物轉化并不是一定使有毒物質(zhì)的活性降低。生物轉化是對具有活性的細胞信息物質(zhì)的轉化，是調節細胞新陳代謝強度與方向的重要手段?！?nbsp;
三、核酸的降解
核酸是遺傳信息的載體，在多數生物是DNA，有些是RNA（如RNA病毒）。與轉錄產(chǎn)生的mRNA分子相比，作為遺傳信息載體的DNA很穩定，相對代謝更新速度緩慢，通常只在細胞分裂前進(jìn)行復制合成，而分解代謝主要局限在調亡細胞、破裂死亡細胞、通過(guò)細胞吸收的核酸類(lèi)物質(zhì)（食物吸收或細胞吸收）、個(gè)別無(wú)核細胞如成熟紅細胞的形成過(guò)程中。但是結構基因表達的中間信息傳遞體mRNA分子半衰期很短，是活躍的核酸類(lèi)代謝物質(zhì)，它們被快速地合成和降解從而調節細胞中各種蛋白質(zhì)和酶的含量和種類(lèi)，進(jìn)而調節細胞的新陳代謝。
核酸的降解包括核酸水解為它們的組成單位核苷酸和核苷酸的分解轉化。其中核苷酸的分解轉化主要是指嘧啶和嘌呤化合物的轉化。嘌呤的代謝會(huì )產(chǎn)生具有生物活性的尿酸，尿酸有一定的抗氧化作用，尿酸可通過(guò)尿液排泄，尿酸積累會(huì )導致尿酸鹽結晶沉淀而致痛風(fēng)。
生物轉化反應的類(lèi)型有多種，其中氧化、還原、水解反應，稱(chēng)為第一相反應。結合反應稱(chēng)為第二相反應。一般來(lái)說(shuō)，激素樣活性物質(zhì)先進(jìn)行第一相反應進(jìn)行轉化，如果活性的改變未能達到目的，或極性依然較弱，則啟動(dòng)第二相反應，但有些活性物質(zhì)可直接進(jìn)行第二相反應。
一、第一相反應：氧化、還原與水解
1.氧化反應
肝細胞微粒體、線(xiàn)粒體和胞液中含有參與生物轉化作用的不同氧化酶系，如加單氧酶系、胺氧化酶系和脫氫酶系。注意：微粒體并不是活細胞中的亞細胞結構（細胞器），而是組織細胞在實(shí)驗室破碎分離得到的一種囊狀膜結構，它是由細胞內質(zhì)網(wǎng)的碎片形成的，因此，微粒體相當于細胞內的內質(zhì)網(wǎng)部分?！?/p>
(1)加單氧酶系: 此酶系存在于微粒體中，能催化烷烴、烯烴、芳烴和類(lèi)固醇等多種物質(zhì)進(jìn)行氧化。該酶系催化反應的一個(gè)特點(diǎn)是能直接激活氧分子，使其中的一個(gè)氧原子加到作用物上，而另一個(gè)氧原子被NADPH還原成水分子。由于一個(gè)氧分子發(fā)揮了兩種功能，故將加單氧酶系又叫做混合功能氧化酶。又因底物的氧化產(chǎn)物是羥化物，所以該酶又稱(chēng)為羥化酶。反應通式如下：
RH + O2 + NADPH + H+ → R-OH + NADP+ + H2O
例如苯巴比妥（一種具安眠活性的藥物）的苯環(huán)羥化后，極性增加，催眠作用消失。
加單氧酶系的羥化作用非常廣泛，例如維生素D3在肝臟和腎臟經(jīng)2次羥化后形成活性的1,25-(OH)2-D3，類(lèi)固醇激素(腎上腺皮質(zhì)激素、性激素)和膽汁酸的合成都需要羥化過(guò)程。應該指出的是，有些致癌活性物質(zhì)經(jīng)羥化后失活，但另一些無(wú)致癌活性的物質(zhì)經(jīng)羥化后會(huì )生成有致癌活性的物質(zhì)，如多環(huán)芳烴經(jīng)羥化后就具有了致癌活性，還需通過(guò)其他生物轉化形式進(jìn)行轉化滅活。因此，生物轉化是轉化而不是解毒！
(2)胺氧化酶系: 此酶系存在于肝細胞線(xiàn)粒體中，可催化活性物質(zhì)胺類(lèi)的氧化脫氫，生成相應醛類(lèi)。反應通式如下：
R-CH2-NH2 + O2 + H2O → R-CHO + NH3 + H2O2
2H2O2 → 2H2O + O2
胺類(lèi)物質(zhì)是由氨基酸脫羧基作用產(chǎn)生的，胺類(lèi)物質(zhì)具有生物活性。例如由谷氨酸脫羧產(chǎn)生的γ-氨基丁酸（GABA）是一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，在臨床上可用于減輕早孕反應；組氨酸脫羧產(chǎn)生的組胺是一種強烈的血管舒張劑，并能增加毛細血管的通透性，創(chuàng )傷性休克和炎癥時(shí)會(huì )引起組胺的釋放；色氨酸脫羧后產(chǎn)生的5-羥色胺是一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，并對外周血管有刺激收縮的作用；鳥(niǎo)氨酸等脫羧作用后產(chǎn)生的多胺（精脒、精胺）是調節細胞生長(cháng)物質(zhì)，在旺盛分裂的癌細胞中多胺含量較高。胺類(lèi)物質(zhì)的另一個(gè)來(lái)源是腸道中的氨基酸經(jīng)細菌的脫羧基作用產(chǎn)生并被吸收入血，如尸胺、腐胺，這些是有活性的毒性物質(zhì)?！?/p>
(3)醇脫氫酶系和醛脫氫酶系：分布于肝細胞微粒體和胞液中的醇脫氫酶（ADH）和醛脫氫酶（ALDH），均以NAD+為輔酶，可催化醇類(lèi)氧化成醛，醛類(lèi)氧化成酸。
乙醇作為飲料和調味劑廣為利用。人類(lèi)攝入的乙醇可被胃（吸收30%）和小腸上段（吸收70%）迅速吸收。吸收后的乙醇90%~98%在肝臟代謝，其余在腎臟進(jìn)行代謝。人類(lèi)血中乙醇的清除速率為100~200mg/h·kg體重。酒精有輕度的麻醉（喝酒解乏）、能增強自信心（酒壯英雄膽）、心率加快、皮膚充血（面紅耳赤）導致皮溫升高（喝酒御寒）、惡心嘔吐等生理效應，飲酒過(guò)量會(huì )導致這些效應放大而使人在意識和行動(dòng)上失去自我控制。這些作用效果其實(shí)并不完全是由乙醇直接導致的，很多是由乙醇脫氫氧化產(chǎn)物乙醛刺激機體產(chǎn)生腎上腺素、去甲腎上腺素等產(chǎn)生的生理反應?！?/p>
醇脫氫酶（ADH）和醛脫氫酶（ALDH）在人類(lèi)中存在多態(tài)性（同工酶）。ADH為二聚體，有3種亞基αβγ，成人主要是β二聚體，多數白種人是活性較低的β1β1，90%的黃種人是活性較高的β2β2，加之白種人ALDH活性較高，而黃種人約50%的ALDH活性較低，因此黃種人飲酒后能快速生成乙醛，約一半的黃種人乙醛氧化速度較慢，導致黃種人飲酒后乙醛濃度升高。顯然，黃種人與白種人在同等條件下更容易導致酒精中毒。長(cháng)期過(guò)量飲酒由于加重肝臟生物轉化的負擔而影響肝臟功能?！?/p>
2.還原反應
肝細胞微粒體內存在的還原酶，主要有硝基還原酶和偶氮還原酶，能使硝基化合物和偶氮化合物還原生成胺類(lèi)。還原反應所需的氫由NADH或NADPH提供。如氯霉素被還原而失效。
3.水解反應
肝細胞微粒體和胞液中含有多種水解酶，如酯酶、酰胺酶、糖苷酶等，可分別催化酯類(lèi)、酰胺類(lèi)和糖苷類(lèi)化合物水解。例如鎮痛藥物乙酰水楊酸（阿斯匹林）通過(guò)水解作用而失活。
功能蛋白和酶及細胞內的第二信使cAMP、cGMP也是通過(guò)水解形成AMP和GMP而失活的。
二、第二相反應：結合反應
生物轉化的第二相反應是結合反應。凡是含有羥基、羧基或氨基的生物活性物質(zhì)（激素、藥物、毒物等）均可與極性強的物質(zhì)如葡萄糖醛酸、硫酸、谷胱甘肽、乙?；?、氨基酸等發(fā)生結合反應，或進(jìn)行?；图谆磻?。其中以葡萄糖醛酸、硫酸和?；慕Y合反應最為重要，尤以葡萄糖醛酸的結合反應最為普遍?！?/p>
1.葡萄糖醛酸結合反應
葡萄糖醛酸基的供體是尿苷二磷酸葡萄糖醛酸（UDPGA），是尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）在UDPG脫氫酶的催化下經(jīng)兩次脫氫生成。在肝細胞內質(zhì)網(wǎng)中有葡萄糖醛酸基轉移酶，能催化UDPGA分子中的葡萄糖醛酸基轉移到多種含極性基團的化合物分子上（如醇、酚、胺、羧基化合物等），生成葡萄糖醛酸苷，使原有活性喪失和使水溶性增加，易從尿和膽汁中排出?！?/p>
2.硫酸結合反應
硫酸的供體是3′-磷酸腺苷5′-磷酰硫酸（又叫做活性硫酸，PAPS），是由含硫氨基酸經(jīng)氧化分解產(chǎn)生無(wú)機硫酸，然后硫酸和ATP反應生成PAPS。在硫酸轉移酶的催化下，PAPS分子中的硫酸基轉移到醇、酚、芳香胺類(lèi)和固醇類(lèi)物物質(zhì)上，生成硫酸酯化合物，使其生物活性降低或滅活。例如雌酮就是與PAPS反應生成雌酮硫酸酯而滅活。
3.谷胱甘肽結合反應
谷胱甘肽-S-轉移酶能催化還原型谷胱甘肽（GSH）與一些鹵化有機物、環(huán)氧化物等結合，降低環(huán)氧化物的毒性，對機體起保護作用。與GSH結合形成的產(chǎn)物，通常在肝內進(jìn)一步代謝，最后生成硫醚尿酸，從膽汁和尿液排泄?！?/p>
4.乙?；Y合反應
肝細胞液中含有乙?；D移酶，可催化芳香胺類(lèi)物質(zhì)（苯胺、磺胺、異煙肼等）與乙?；Y合，形成乙?；?，乙?；鶃?lái)自乙酰輔酶A?；前匪幗?jīng)乙?；笕芙舛确炊陆?，在酸性尿中容易析出。因此服用磺胺藥的同時(shí)應加服堿性藥如小蘇打，以防止磺胺藥在尿中形成結晶，并易于隨尿排出?！?/p>
5.氨基酸結合反應
有些外源性毒物、藥物或內源性代謝物的羧基被激活成?；o酶A后，可與甘氨酸的氨基結合。在肝細胞中中，膽固醇代謝轉化產(chǎn)生膽酸與鵝脫氧膽酸，然后膽酸與鵝脫氧膽酸分別與甘氨酸及?；撬峤Y合，形成結合膽汁酸，這種結合反應對于膽汁的生成是非常重要的?！?/p>
6.甲基結合反應
少數含有氨基、羥基及巰基的非營(yíng)養物質(zhì)可經(jīng)甲基化而被代謝。甲基結合反應由甲基轉移酶催化，這些酶存在于肝細胞微粒體及胞液，S-腺苷蛋氨酸（SAM）是甲基的供體。
三、生物轉化的特點(diǎn)
（一）代謝反應連續性
是指一種物質(zhì)的生物轉化需要經(jīng)過(guò)幾種連續反應，產(chǎn)生幾種產(chǎn)物。如乙酰水楊酸，先被水解成水楊酸，然后與葡萄糖醛酸或甘氨酸結合，分別生成葡萄糖醛酸苷和甘氨酰水楊酸?！?/p>
（二）反應類(lèi)型多樣性
是指同一種物質(zhì)可發(fā)生多種反應。如苯甲酸，既可與甘氨酸結合生成馬尿酸，又可與葡萄糖醛酸結合生成苯甲酰葡萄糖醛酸苷?！?/p>
（三）解毒和致毒的雙重性
是指一種物質(zhì)通過(guò)肝臟轉化后，其毒性大多變小，但個(gè)別也可增強。一些致癌物質(zhì)最初本無(wú)致癌活性，但通過(guò)生物轉化后則成為致癌物。
膽固醇（cholesterol）在體內不能徹底氧化分解生成CO2和H2O。和磷脂分子一樣，膽固醇是既親水又親脂的兩親性的物質(zhì)，因此，膽固醇是生物膜中的結構脂類(lèi)及血漿脂蛋白的重要組分。同時(shí)膽固醇又是體內很多生物活性物質(zhì)如腎上腺皮質(zhì)激素、性激素和維生素D3等的前體。
（一）類(lèi)固醇激素
1.腎上腺皮質(zhì)激素
腎上腺皮質(zhì)以膽固醇為原料，在一系列酶的催化下，在球狀帶細胞主要合成醛固酮，后者是調節水鹽代謝的激素；在索狀帶細胞主要合成皮質(zhì)醇和少量的皮質(zhì)酮，它們主要調節糖、脂類(lèi)和蛋白質(zhì)代謝；在網(wǎng)狀帶細胞也能合成雄性激素和少量的雌激素?！?/p>
2.性激素
膽固醇在性腺內合成各種性激素。在睪丸間質(zhì)細胞主要合成睪酮；在卵巢的卵泡可合成雌二醇，在卵巢的黃體和胎盤(pán)可合成孕酮。這些性激素具有維持副性器官的分化、發(fā)育及副性征的作用，對全身代謝也有一定的影響。
3.維生素D3
膽固醇在肝、小腸粘膜和皮膚等處，可脫氫生成7-脫氫膽固醇。貯存于皮下的7-脫氫膽固醇，經(jīng)日光（紫外線(xiàn)）照射進(jìn)一步轉化為維生素D3。維生素D3經(jīng)肝細胞微粒體25-羥化酶催化生成25-羥維生素D3，后者通過(guò)血漿轉運至腎，再經(jīng)腎小管上皮細胞線(xiàn)粒體內1α羥化酶的催化生成具有生理活性的1,25-二羥維生素D3(1,25-(OH)2-D3，圖10-3-3），調節鈣磷代謝。
（二）膽固醇的轉化排泄
1.轉變成膽汁酸
膽固醇在肝內轉變?yōu)槟懼?bile acids)，這是膽固醇在體內代謝的主要去路，是肝清除體內膽固醇的主要方式。正常人每天約合成1~1.5g膽固醇,其中約40%(0.4~0.6g)在肝內轉變成為膽汁酸。膽汁酸多以鈉鹽或鉀鹽（膽汁酸鹽、膽鹽）的形式存在，隨膽汁排入腸道，促進(jìn)脂類(lèi)及脂溶性維生素的消化和吸收?！?/p>
由于膽汁酸水溶性的增強，使其兩親性質(zhì)更為明顯，能結合在脂肪滴的外表面，從而使脂肪能在水溶液中存在，加之小腸的蠕動(dòng)促使大脂肪滴變成小脂肪滴，結合于脂肪滴表面的膽汁酸層及水化膜阻止小脂肪滴的聚合。因此，膽汁酸促進(jìn)大脂肪滴乳化為小脂肪滴的物理消化，小脂肪滴的形成使脂肪滴的總表面積大大增加，使脂肪酶作用位點(diǎn)增加，脂肪的化學(xué)消化（酶促水解）速度因此加快。肝臟功能減退，如肝炎、肝硬化、肝癌，肝臟轉化形成的膽汁酸減少，腸道內脂肪食物堆積，反射性地引起厭惡油膩食物，出現聞見(jiàn)油味或食入脂肪類(lèi)食物后出現惡心、嘔吐或脂肪泄癥狀，輕度的厭油膩也見(jiàn)于短期內大量的脂肪類(lèi)食物食入?！?/p>
（1）初級膽汁酸的生成：肝細胞以膽固醇為原料在一系列酶的催化下合成的膽汁酸稱(chēng)為初級膽汁酸。其中游離型的初級膽汁酸主要有膽酸和鵝脫氧膽酸。這兩種膽汁酸可與甘氨酸或?；撬岱謩e結合形成結合型的甘氨膽酸、?；悄懰?、甘氨鵝脫氧膽酸和?；蛆Z脫氧膽酸。初級膽汁酸因為羥化和甘氨酸及牛黃酸極性物質(zhì)的結合反應而增強了水溶性?！?/p>
（2）次級膽汁酸：膽汁酸隨膽汁分泌進(jìn)入腸道，一部分結合型初級膽汁酸受細菌的作用可水解成游離型膽汁酸，后者還可在腸道細菌的作用下進(jìn)行7α-脫羥基反應，由此膽酸轉變?yōu)?-脫氧膽酸，鵝脫氧膽酸轉變?yōu)槭懰?。此?lèi)由初級膽汁酸在腸菌作用下形成的膽汁酸稱(chēng)為次級膽汁酸?！?/p>
（3）膽汁酸的腸肝循環(huán)：排入腸道的膽汁酸約有95%被重吸收，其余約0.4~0.6g膽汁酸在腸道細菌的作用下被衍生成多種膽烷酸的衍生物，隨糞便排出。被腸道重吸收的膽汁酸經(jīng)門(mén)靜脈重新入肝，其中游離型的膽汁酸需要重新轉變?yōu)榻Y合型膽汁酸，與新合成的結合膽汁酸一同再隨膽汁排入腸道，此過(guò)程稱(chēng)為膽汁酸的“腸肝循環(huán)”。此循環(huán)的意義在于使有限的膽汁酸反復被利用，減少體內能量的消耗，最大限度地發(fā)揮膽汁酸的生理功用?！?/p>
2.膽固醇的排泄
體內膽固醇主要在肝內轉變?yōu)槟懼?，以膽汁酸鹽的形式隨膽汁排出，這是膽固醇排泄的主要途徑。小部分膽固醇可直接隨膽汁或通過(guò)腸粘膜細胞脫落而排入腸道。進(jìn)入腸道的膽固醇，一部分被重吸收，另一部分以原型或經(jīng)腸道細菌的作用，還原為糞固醇，隨糞便排出體外。
血紅素是一種鐵卟啉化合物，它是血紅蛋白、肌紅蛋白、細胞色素、過(guò)氧化氫酶和過(guò)氧化物酶的輔基。血紅素在體內分解產(chǎn)生膽色素(bile pigment)。膽色素包括膽紅素、膽綠素、膽素原和膽素等多種化合物，其中以膽紅素為主?！?/p>
（一）膽紅素的生成和轉運
人紅細胞的平均壽命為120天，紅細胞衰老后在機體的肝、脾、骨髓等單核吞噬細胞系統中被吞噬破壞，釋放出的血紅蛋白分解為珠蛋白和與血紅素。珠蛋白可降解為氨基酸，供機體再利用。血紅素則在單核吞噬細胞內血紅素加氧酶催化下，釋放出CO和鐵，并生成膽綠素。這一過(guò)程在細胞的微粒體內進(jìn)行，需要O2和NADPH參與。生成的膽綠素在胞液中膽綠素還原酶（輔酶也是NADPH）的催化下迅速被還原為膽紅素。膽紅素為橙黃色，脂溶性極強，極易透過(guò)生物膜。如果血漿中膽紅素增多，就會(huì )透過(guò)血腦屏障，在腦內積蓄形成核黃疸，不僅干擾腦的正常功能，而且有致命的危險。膽紅素生成后進(jìn)入血液，主要與血漿清蛋白結合成膽紅素-清蛋白而運輸。這種結合既增加了膽紅素的水溶性，有利于血液運輸，又限制了其透過(guò)生物膜，防止對組織細胞產(chǎn)生毒性作用?！?/p>
膽紅素在血漿中雖與清蛋白結合，但屬于非共價(jià)結合，并不是真正的結合反應，故稱(chēng)未結合膽紅素。未結合膽紅素不能由腎小球濾過(guò)。由于膽紅素主要與血漿蛋白結合而運輸，某些外來(lái)化合物如磺胺類(lèi)藥物、鎮痛藥、抗炎藥等可競爭性地與清蛋白結合，將膽紅素從膽紅素-清蛋白的復合物中置換出來(lái)。對有黃疸傾向的病人或新生兒黃疸，要避免使用這些藥物?！?/p>
（二）膽紅素在肝內的轉化
未結合膽紅素隨血液循環(huán)運至肝臟，可迅速被肝細胞攝取。肝細胞胞漿中有兩種膽紅素載體蛋白，分別稱(chēng)為Y-蛋白和Z-蛋白。由血漿清蛋白運來(lái)的膽紅素進(jìn)入肝細胞后，立即與Y-蛋白和Z-蛋白結合成膽紅素Y-蛋白和膽紅素Z-蛋白，但主要是和Y-蛋白結合，將膽紅素轉運至滑面內質(zhì)網(wǎng)，在葡萄糖醛酸基轉移酶的催化下，與尿苷二磷酸葡萄糖醛酸（UDPGA）提供的葡萄糖醛酸基實(shí)現共價(jià)結合，轉化成葡萄糖醛酸膽紅素，包括單葡萄糖醛酸膽紅素(bilirubin monoglucuronate)和雙葡萄糖醛酸膽紅素(bilirubin diglucuronate,BDG)，以后者為主。因葡萄糖醛酸膽紅素是共價(jià)結合反應生成的，故又稱(chēng)為結合膽紅素。結合膽紅素是水溶性較強的物質(zhì)，不易透過(guò)生物膜，因而毒性降低。通過(guò)這種轉化作用既利于膽紅素隨膽汁排出，又起到解毒作用。當結合膽紅素在血液中含量增加時(shí)可被腎小球濾過(guò)?！?/p>
（三）膽紅素在腸道中的變化及膽色素的腸肝循環(huán)
結合膽紅素易從肝細胞排泌至毛細膽管，再經(jīng)總膽管排入腸道，在腸道細菌的作用下，先脫去葡萄糖醛酸基，再逐步還原成無(wú)色的膽素原包括中膽素原、糞膽素原和尿膽素原。膽素原在腸道下段與空氣接觸后被氧化成膽素。膽素呈黃褐色，是糞便中的主要色素。正常人每日從糞便排出的膽素原約為40~280mg。當膽道完全阻塞時(shí)，因膽紅素不能排入腸道生成膽素原和膽素，所以糞便呈現灰白色?！?/p>
腸道內形成的膽素原，除大部分隨糞便排出外，少量膽素原（約10%~20%）可被腸粘膜細胞重吸收，經(jīng)門(mén)靜脈入肝。其中大部分再隨膽汁排到腸道，形成膽素原的腸肝循環(huán)。只有少量的膽素原從肝進(jìn)入體循環(huán)，被運送至腎隨尿排出。正常人每日從尿中排出的膽素原約為0.5~4.0mg。膽素原接觸空氣后被氧化成尿膽素，后者是尿液的主要色素?！?/p>
（四）血清膽紅素及黃膽
正常人血清膽紅素總量不超過(guò)17.2μmol/L(1mg/dl),其中未結合膽紅素占4/5。凡能引起膽紅素生成過(guò)多，或肝細胞對膽紅素的攝取、結合和排泄過(guò)程發(fā)生障礙等因素，都可使血中膽紅素升高而出現高膽紅素血癥。當血清膽紅素濃度超過(guò)34.2μmol/L(2mg/dl)時(shí),即出現鞏膜、粘膜和皮膚等部位的黃染，稱(chēng)為黃疸(jaundice)。若血清膽紅素濃度高于正常，但又不超過(guò)34.2μmol/L時(shí),則肉眼難以觀(guān)察到黃染現象，稱(chēng)為隱性黃疸(jaundice occult)。凡各種原因引起的紅細胞大量破壞，未結合膽紅素產(chǎn)生過(guò)多，超過(guò)肝臟的處理能力，導致血中未結合膽紅素增高而引起的黃疸，稱(chēng)為溶血性黃疸（肝前性黃疸）。由于膽道阻塞，肝內轉化生成的結合膽紅素從膽道系統排出困難而返流入血，引起血清結合膽紅素增加而出現的黃疸，稱(chēng)為阻塞性黃疸（肝后性黃疸）。由于肝細胞受損，一方面肝細胞攝取未結合膽紅素的能力降低，不能將未結合膽紅素全部轉化成結合膽紅素，使血中未結合膽紅素增多；另一方面已生成的結合膽紅素不能順利排入膽汁，經(jīng)病變肝細胞區返流入血，使血中結合膽紅素也增加。由此引起的黃疸稱(chēng)為肝細胞性黃疸（肝原性黃疸）。
（一）嘌呤核苷酸的分解代謝
嘌呤核苷酸的分解代謝主要在肝、小腸和腎進(jìn)行。細胞中的嘌呤核苷酸在核苷酸酶催化下水解生成嘌呤核苷，然后經(jīng)磷酸化酶催化，生成嘌呤堿及1-磷酸核糖。后者在磷酸核糖變位酶的催化下轉變?yōu)?-磷酸核糖而進(jìn)一步代謝。嘌呤堿進(jìn)一步分解，最終生成尿酸(uric acid)。在不同的動(dòng)物，尿酸可經(jīng)進(jìn)一步變化成最終的排泄形式，其中人類(lèi)直接排泄尿酸。
正常人血清中尿酸含量約為0.12~0.36mmol/L（2~6mg/dl）。當患有某些疾病如白血病、惡性腫瘤、紅細胞增多癥等，或長(cháng)期過(guò)多攝入富含嘌呤的食物（如瘦肉、動(dòng)物內臟等）時(shí),嘌呤分解過(guò)盛,尿酸生成過(guò)多或排泄障礙,都可導致血中尿酸含量增多。當血清尿酸含量超過(guò)0.47mmol/L時(shí),尿酸鹽可在關(guān)節、軟組織、軟骨及腎等處形成結晶并沉積，引起關(guān)節炎、疼痛、尿路結石及腎疾病，稱(chēng)為痛風(fēng)癥，以成年男性多見(jiàn)。臨床上常用別嘌呤醇(allopurinol)治療痛風(fēng)癥，其機理是別嘌呤醇的化學(xué)結構與次黃嘌呤類(lèi)似，可抑制黃嘌呤氧化酶，同時(shí)抑制嘌呤核苷酸的從頭合成，使尿酸的生成減少?！?/p>
（二）嘧啶核苷酸的分解代謝
嘧啶核苷酸在核苷酸酶及核苷磷酸化酶的催化下，分別脫去磷酸和核糖，產(chǎn)生的嘧啶堿在肝中進(jìn)一步分解。胞嘧啶經(jīng)脫氨基轉變成尿嘧啶，而尿嘧啶經(jīng)還原生成二氫尿嘧啶，再通過(guò)水解開(kāi)環(huán)，最終生成NH3、CO2(與水化合形成H2CO3)及β-丙氨酸。胸腺嘧啶通過(guò)類(lèi)似的過(guò)程開(kāi)環(huán)分解成NH3、CO2(與水化合形成H2CO3)及β-氨基異丁酸隨尿排出，一部分β-氨基異丁酸經(jīng)轉氨基等作用轉變成琥珀酰輔酶A而進(jìn)入三羧酸循環(huán)。食入含DNA豐富的食物、經(jīng)放射線(xiàn)治療或化學(xué)治療的癌癥病人，尿中β-氨基異丁酸排出量增多。
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