生物化學與分子生物學/肝臟在物質代謝中的作用
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一、肝臟在糖代謝中的作用
肝臟是調節血糖濃度的主要器官。當飯后血糖濃度升高時，肝臟利用血糖合成糖原(肝糖原約占肝重的5%)。過多的糖則可在肝臟轉變為脂肪以及加速磷酸戊糖循環等，從而降低血糖，維持血糖濃度的恒定。相反，當血糖濃度降低時，肝糖原分解及糖異生作用加強，生成葡萄糖送入血中，調節血糖濃度，使之不致過低。因此，嚴重肝病時，易出現空腹血糖降低，主要由于肝糖原貯存減少以及糖異生作用障礙的緣故。臨床上，可通過耐量試驗(主要是半乳糖耐量試驗)及測定血中乳酸含量來觀察肝臟糖原生成及糖異生是否正常。
肝臟和脂肪組織是人體內糖轉變成脂肪的兩個主要場所。肝臟內糖氧化分解主要不是供給肝臟能量，而是由糖轉變為脂肪的重要途徑。所合成脂肪不在肝內貯存，而是與肝細胞內磷脂、膽固醇及蛋白質等形成脂蛋白，并以脂蛋白形式送入血中，送到其它組織中利用或貯存。
肝臟也是糖異生的主要器官，可將甘油、乳糖及生糖氨基酸等轉化為葡萄糖或糖原。在劇烈運動及饑餓時尤為顯著，肝臟還能將果糖及半乳糖轉化為葡萄糖，亦可作為血糖的補充來源。
糖在肝臟內的生理功能主要是保證肝細胞內核酸和蛋白質代謝，促進肝細胞的再生及肝功能的恢復。(1)通過磷酸戊糖循環生成磷酸戊糖，用于RNA的合成；(2)加強糖原生成作用，從而減弱糖異生作用，避免氨基酸的過多消耗，保證有足夠的氨基酸用于合成蛋白質或其它含氮生理活性物質。
肝細胞中葡萄糖經磷酸戊糖通路，還為脂肪酸及膽固醇合成提供所必需的NADPH。通過糖醛酸代謝生成UDP葡萄糖醛酸，參與肝臟生物轉化作用。
二、肝臟在脂類代謝中的作用
肝臟在脂類的消化、吸收、分解、合成及運輸等代謝過程中均起重要作用。
肝臟能分泌膽汁，其中的膽汁酸鹽是膽固醇在肝臟的轉化產物，能乳化脂類、可促進脂類的消化和吸收。
肝臟是氧化分解脂肪酸的主要場所，也是人體內生成酮體的主要場所。肝臟中活躍的β-氧化過程，釋放出較多能量，以供肝臟自身需要。生成的酮體不能在肝臟氧化利用，而經血液運輸到其它組織(心、腎、骨骼肌等)氧化利用，作為這些組織的良好的供能原料。
肝臟也是合成脂肪酸和脂肪的主要場所，還是人體中合成膽固醇最旺盛的器官。肝臟合成的膽固醇占全身合成膽固醇總量的80%以上，是血漿膽固醇的主要來源。此外，肝臟還合成并分泌卵磷脂膽固醇酰基轉移酶(LCAT)，促使膽固醇酯化。當肝臟嚴重損傷時，不僅膽固醇合成減少，血漿膽固醇酯的降低往往出現更早和更明顯。
肝臟還是合成磷脂的重要器官。肝內磷脂的合成與甘油三酯的合成及轉運有密切關系。磷脂合成障礙將會導致甘油三酯在肝內堆積，形成脂肪肝(fatty liver)。其原因一方面由于磷脂合成障礙，導致前β脂蛋白合成障礙，使肝內脂肪不能順利運出；另一方面是肝內脂肪合成增加。卵磷脂與脂肪生物合成有密切關系。卵磷脂合成過程的中間產物——甘油二酯有兩條去路：即合成磷脂和合成脂肪，當磷脂合成障礙時，甘油二酯生成甘油三酯明顯增多。
三、肝臟在蛋白質代謝中的作用
肝內蛋白質的代謝極為活躍，肝蛋白質的半壽期為10天，而肌肉蛋白質半壽期則為180天，可見肝內蛋白質的更新速度較快。肝臟除合成自身所需蛋白質外，還合成多種分泌蛋白質。如血漿蛋白中，除γ-珠蛋白外，白蛋白、凝血酶原、纖維蛋白原及血漿脂蛋白所含的多種載脂蛋白(ApoA,Apo B,C.E)等均在肝臟合成。故肝功能嚴重損害時，常出現水腫及血液凝固機能障礙。
肝臟合成白蛋白的能力很強。成人肝臟每日約合成12g白蛋白，占肝臟合成蛋白質總量的四分。白蛋白在肝內合成與其它分泌蛋白相似，首先以前身物形式合成，即前白蛋白原(preproalbumin)，經剪切信號肽后轉變為白蛋白原(proalturnin)。再進一步修飾加工，成為成熟的白蛋白(alturnin)。分子量69，000，由550個氨基酸殘基組成。血漿白蛋白的半壽期為10天，由于血漿中含量多而分子量小，在維持血漿膠體滲透壓中起著重要作用。
肝臟在血漿蛋白質分解代謝中亦起重要作用。肝細胞表面有特異性受體可識別某些血漿蛋白質(如銅蘭蛋白、α1抗胰蛋白酶等)，經胞飲作用吞入肝細胞，被溶酶體水解酶降解。而蛋白所含氨基酸可在肝臟進行轉氨基、脫氨基及脫羧基等反應進一步分解。肝臟中有關氨基酸分解代謝的酶含量豐富，體內大部分氨基酸，除支鏈氨基酸在肌肉中分解外，其余氨基酸特別是芳香族氨基酸主要在肝臟分解。故嚴重肝病時，血漿中支鏈氨基酸與芳香族氨基酸的比值下降。
在蛋白質代謝中，肝臟還具有一個極為重要的功能：即將氨基酸代謝產生的有毒的氨通過鳥氨酸循環的特殊酶系合成尿素以解氨毒。鳥氨酸循環不僅解除氨的毒性，而且由于尿素合成中消耗了產生呼吸性H＋的CO2，故在維持機體酸堿平衡中具有重要作用。
肝臟也是胺類物質解毒的重要器官，腸道細菌作用于氨基酸產生的芳香胺類等有毒物質，被吸收入血，主要在肝細胞中進行轉化以減少其毒性。當肝功不全或門體側支循環形成時，這些芳香胺可不經處理進入神經組織，進行β-羥化生成苯乙醇胺和β-羥酪胺。它們的結構類似于兒茶酚胺類神經遞質，并能抑制后者的功能，屬于“假神經遞質”，與肝性腦病的發生有一定關系。
四、肝臟在維生素代謝中的作用
肝臟在維生素的貯存、吸收、運輸、改造和利用等方面具有重要作用。肝臟是體內含維生素較多的器官。某些維生素，如維生素A、D、K、B2、PP、B6、B12等在體內主要貯存于肝臟，其中，肝臟中維生素A的含量占體內總量的95%。因此，維生素A缺乏形成夜盲癥時，動物肝臟有較好療效。
肝臟所分泌的膽汁酸鹽可協助脂溶性維生素的吸收。所以肝膽系統疾患，可伴有維生素的吸收障礙。例如嚴重肝病時，維生素B1的磷酸化作用受影響，從而引起有關代謝的紊亂，由于維生素K及A的吸收、儲存與代謝障礙而表現出血傾向及夜盲癥。
肝臟直接參與多種維生素的代謝轉化。如將β-胡羅卜素轉變為維生素A，將維生素D3轉變為25-(OH)D3。多種維生素在肝臟中，參與合成輔酶。例如將尼克酰胺(維生素PP)合成NAD＋及NADP＋；泛酸合成輔酶A；維生素B6合成磷酸吡哆醛；維生素B2合成FAD，以及維生素B1合成TPP等，對機體內的物質代謝起著重要作用。
五、肝臟在激素代謝中的作用
許多激素在發揮其調節作用后，主要在肝臟內被分解轉化，從而降低或失去其活性。此過程稱激素的滅活(inactivation)。滅活過程對于激素的作用具調節作用。
肝細胞膜有某些水溶性激素(如胰島素、去甲腎上腺素)的受體。此類激素與受體結合而發揮調節作用，同時自身則通過肝細胞內吞作用進入細胞內。而游離態的脂溶性激素則通過擴散作用進入肝細胞。
一些激素(如雌激素、醛固酮)可在肝內與葡萄糖醛酸或活性硫酸等結合而滅活。垂體后葉分泌的抗利尿激素亦可在肝內被水解而“滅活”。因此肝病時由于對激素“滅活”功能降低，使體內雌激素、醛固酮、抗利尿激素等水平升高，則可出現男性乳房發育、肝掌、蜘蛛痣及水鈉潴溜等現象。
許多蛋白質及多肽類激素也主要在肝臟內“滅活”。如胰島素和甲狀腺素的滅活。甲狀腺素滅活包括脫碘、移去氨基等，其產物與葡萄糖醛酸結合。胰島素滅活時，則包括胰島素分子二硫鍵斷裂，形成A、B鏈，再在胰島素酶作用下水解。嚴重肝病時，此激素的滅活減弱，于是血中胰島素含量增高。
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