肝脏重约三磅,是人类生存所必需的重要器官。 它位于人类上腹部的右侧,由四个大小不等的叶组成。 肝脏的许多功能是由肝细胞来完成的。 在斯特雷尔(Stryer)撰写的“生物化学”教科书中,肝脏被描述为利他的器官,因为它可以合成蛋白质,葡萄糖和脂肪,这些蛋白质,葡萄糖和脂肪会释放到血液中,并被体内其他器官用来获取能量(参见参考文献1)。 在《肝病学杂志》上有报道,肝脏可以调节其生长,在通过外科手术切除或毒性损伤而破坏后,肝细胞将增殖,肝脏将再生(参见参考文献2)。
蛋白质代谢
肝脏从其他氨基酸,葡萄糖和脂肪酸中合成非必需氨基酸。 丙氨酸和天冬氨酸转氨酶可将人体所需的氨基酸转化为丰富的氨基酸。 血液中这些酶的高浓度表明肝脏受损。 肝脏制造包括白蛋白在内的大多数血浆蛋白,并产生凝血因子。 肝脏分解蛋白质并通过将其转化为尿素来去除有毒的铵离子(请参阅参考文献3和4)。
葡萄糖代谢
在2004年5月的《国际生物化学和细胞生物学杂志》上有报道,肝脏在调节血糖水平中起着重要作用(参见参考文献5)。 进餐后,碳水化合物在小肠中分解为葡萄糖,葡萄糖被吸收到血液中。 吸收后,葡萄糖直接转运到肝脏。 肝脏从血液中去除多余的葡萄糖,并将葡萄糖存储为糖原,它是葡萄糖单位的聚合物。 在两餐之间,肝细胞分解糖原并将葡萄糖释放回血流,供身体其他细胞使用。 如果人体需要的葡萄糖多于糖原所储存的葡萄糖,那么肝脏将通过其他分子(例如脂肪酸和氨基酸)制造葡萄糖。
脂肪代谢
消化后,脂肪也被运输到肝脏。 这些脂肪被包装成肝脏中的蛋白质复合物,然后转运到体内的其他细胞,包括储脂细胞,也称为脂肪细胞。 肝脏还从过量的碳水化合物和蛋白质中合成甘油三酸酯。 由于甘油三酸酯形式的脂肪不溶于水,因此必须通过蛋白质将其运输到其他细胞。 脂蛋白转运分子在肝脏中产生。 这些脂蛋白是在脂质谱中测量的VLDL。 肝脏还从脂肪酸中合成胆固醇(参见参考文献3和4)。
胆汁生产
肝细胞产生胆汁,一种淡黄褐色的液体,有助于脂肪消化。 位于肝脏正下方的胆囊储存胆汁,直到胆汁释放到小肠中。 胆汁盐是胆汁的主要成分,由肝脏中的胆固醇制成。 胆汁盐可乳化脂肪,并将脂肪分解成较小的单位。 这增加了脂肪的表面积,因此称为脂肪酶的酶可以进一步消化脂肪。
废物代谢
除了从体内去除氨气外,肝脏还处理胆红素,这是一种不溶的血红蛋白分解产物。 血红蛋白是红细胞中的主要蛋白质,在肝脏中代谢为胆红素,然后分泌到胆汁中,并从粪便或尿液中排出体外(参见参考文献3和4)。 血液中胆红素的总水平是肝功能的标志。
排毒
肝脏是参与药物和毒物排毒的主要器官。 肝细胞具有多种酶系统,这些酶系统将称为异种生物的外来分子分解为可以排泄的水溶性化合物。 在大多数情况下,肝脏会将外来分子代谢为毒性较小的化合物。 但是,正如2004年4月出版的《小儿科学》杂志上有关肝脏的文章的作者所指出的那样,异种生物有时会代谢为有毒的中间体,而肝脏则成为这种毒性的靶标(见参考资料1)。
维生素和矿物质存储
肝脏储存脂溶性维生素A,B12,D,E和K,以及矿物质铁和铜。 肝脏在消化后会储存维生素和矿物质,直到其他细胞要求它们执行特定的生物学功能为止(参见参考文献3和4)。