1、第第1717章章 肝脏毒理学肝脏毒理学 v1 1 概述概述v2 2 肝脏作为毒作用靶器官肝脏作为毒作用靶器官v3 3 肝对外源化学物的毒性反应机制肝对外源化学物的毒性反应机制v4 4 肝损害所致的生物功能障碍肝损害所致的生物功能障碍v5 5 化学性肝损伤的检测与评价化学性肝损伤的检测与评价1 1 概述概述v肝脏不仅是人体物质与能量代谢的重要器官，而且也肝脏不仅是人体物质与能量代谢的重要器官，而且也是许多外来化学物包括某些医药毒作用的靶器官。是许多外来化学物包括某些医药毒作用的靶器官。v肝脏毒理学肝脏毒理学: :是利用毒理学的基本原理和方法研究外源是利用毒理学的基本原理和方法研究外源化学物对肝脏
2、的损害作用及其机制的学科。是靶器官化学物对肝脏的损害作用及其机制的学科。是靶器官毒理学的主要研究领域。毒理学的主要研究领域。v化学性肝损害的程度与类型与化学物的种类及暴露时化学性肝损害的程度与类型与化学物的种类及暴露时间的长短有关。间的长短有关。v短期暴露主要引起肝细胞内脂质蓄积、肝细胞坏死、短期暴露主要引起肝细胞内脂质蓄积、肝细胞坏死、肝胆功能障碍等。肝胆功能障碍等。v长期暴露可引起肝硬化和瘤样改变。长期暴露可引起肝硬化和瘤样改变。v化学性肝损伤发生的频率与严重程度存在较大的种属化学性肝损伤发生的频率与严重程度存在较大的种属差异。差异。2 2 肝脏作为毒作用靶器官肝脏作为毒作用靶器官v2.1
3、 2.1 肝脏作为靶器官的原因肝脏作为靶器官的原因：v肝脏的基本结构单位肝脏的基本结构单位： 肝小叶肝小叶、肝腺泡肝腺泡、门管小叶门管小叶v肝细胞肝细胞v肝脏的生理生化功能肝脏的生理生化功能v2.2 2.2 常见的肝毒物常见的肝毒物2.1 2.1 肝脏作为靶器官的原因肝脏作为靶器官的原因v肝脏最易作为毒作用靶器官的原因：肝脏最易作为毒作用靶器官的原因：v其一是肝脏的解剖位置和组织结构其一是肝脏的解剖位置和组织结构：肝脏是个被血液充盈的：肝脏是个被血液充盈的器官，与血液循环系统密切相连，因其存在门静脉和肝动脉器官，与血液循环系统密切相连，因其存在门静脉和肝动脉两套入肝血管，分别接受来自胃肠道静脉
4、血液和体循环的动两套入肝血管，分别接受来自胃肠道静脉血液和体循环的动脉血，所以无论何种途径进入人体的毒物都会迅速进入肝脏，脉血，所以无论何种途径进入人体的毒物都会迅速进入肝脏，尤其是胃肠道吸收的毒物，在进入血液循环前就达到肝脏。尤其是胃肠道吸收的毒物，在进入血液循环前就达到肝脏。v其二是肝脏是主要的毒物代谢器官其二是肝脏是主要的毒物代谢器官：易受毒物的损害，尤其：易受毒物的损害，尤其是经其活化的毒物首先接触肝脏细胞而引起损害。是经其活化的毒物首先接触肝脏细胞而引起损害。v其三是由胆汁排泄的毒物可通过肝其三是由胆汁排泄的毒物可通过肝- -肠循环肠循环而对肝脏重复发而对肝脏重复发挥毒性作用。挥毒性
5、作用。肝小叶肝小叶v18331833年年KiernanKiernan提出，肝小叶的立体形态一般呈六角形棱柱提出，肝小叶的立体形态一般呈六角形棱柱体，长约体，长约2mm2mm，宽，宽0.1mm0.1mm，其中以中央静脉横穿长轴。最早认，其中以中央静脉横穿长轴。最早认为肝细胞是以中央静脉为中心，呈放射状向四周排列，因此为肝细胞是以中央静脉为中心，呈放射状向四周排列，因此称为肝细胞索。肝细胞索的细胞则呈一行或双行排列，并相称为肝细胞索。肝细胞索的细胞则呈一行或双行排列，并相互连接，肝细胞索之间为窦状隙互连接，肝细胞索之间为窦状隙-“肝窦肝窦”或或“血窦血窦”。肝。肝小叶之间以结缔组织分隔，并有肝门管
6、的分支分布其间，但小叶之间以结缔组织分隔，并有肝门管的分支分布其间，但人的肝内结缔组织较少，一般分界不清。成人肝脏大约有人的肝内结缔组织较少，一般分界不清。成人肝脏大约有100100万肝小叶。这种肝小叶的形态易于观察辨认，也是迄今万肝小叶。这种肝小叶的形态易于观察辨认，也是迄今组织学、生理学、病理学所常用的肝脏基本功能单位。组织学、生理学、病理学所常用的肝脏基本功能单位。v肝小叶的立体构型，近年认为人和成年哺乳动物的肝细胞排肝小叶的立体构型，近年认为人和成年哺乳动物的肝细胞排列并不呈长的索状，而是呈立体的板状结构，即所谓肝板。列并不呈长的索状，而是呈立体的板状结构，即所谓肝板。肝板是由类似单层
7、立方上皮组成，在肝小叶内凹凸不平，互肝板是由类似单层立方上皮组成，在肝小叶内凹凸不平，互相连接吻合，在靠近肝小叶周边区有一层比较平整的环行肝相连接吻合，在靠近肝小叶周边区有一层比较平整的环行肝板板-“界板界板”。肝腺泡肝腺泡v19541954年由年由RappaportRappaport及其同仁们提出，肝基本功能单位体积及其同仁们提出，肝基本功能单位体积较小，一般呈卵圆形，它是以门管区的小叶间动脉、小叶间较小，一般呈卵圆形，它是以门管区的小叶间动脉、小叶间静脉、小叶间胆管各发出的一支终末管道为中轴，两端以中静脉、小叶间胆管各发出的一支终末管道为中轴，两端以中央静脉为界。一般若按经典肝小叶的横断面
8、为视野，一个经央静脉为界。一般若按经典肝小叶的横断面为视野，一个经典小叶可包含六个肝腺泡。典小叶可包含六个肝腺泡。v肝腺泡中轴血管发出的入口小血管，穿过界板与窦状隙相连肝腺泡中轴血管发出的入口小血管，穿过界板与窦状隙相连续，腺泡内的血流是从中央流向外周。肝腺泡根据血流方向续，腺泡内的血流是从中央流向外周。肝腺泡根据血流方向和获得营养的先后状态，将其分为三带：近中轴血管的部分和获得营养的先后状态，将其分为三带：近中轴血管的部分为为带，此带肝细胞最先获得营养和含氧的新鲜血液，细胞带，此带肝细胞最先获得营养和含氧的新鲜血液，细胞新陈代谢比较活跃，抵御疾病力强，细胞再生最早出现。腺新陈代谢比较活跃，抵
9、御疾病力强，细胞再生最早出现。腺泡远端近中央静脉的部分为泡远端近中央静脉的部分为带，肝细胞的营养条件较差，带，肝细胞的营养条件较差，肝细胞对有害因素的抵抗力及再生能力均较肝细胞对有害因素的抵抗力及再生能力均较带的肝细胞弱。带的肝细胞弱。而位于而位于带和带和带之间的部分为带之间的部分为带，肝细胞的营养、代谢带，肝细胞的营养、代谢和再生能力等功能均在和再生能力等功能均在-带之间。带之间。门管小叶门管小叶v19061906年年MallMall根据胆管和血管都是从门管区发出分支进入肝实根据胆管和血管都是从门管区发出分支进入肝实质，认为肝小叶应以排泄导管为中轴，即以门管区为中轴的质，认为肝小叶应以排泄导
10、管为中轴，即以门管区为中轴的小叶结构小叶结构-门管小叶。它一般为三角形柱状体；其长轴与肝门管小叶。它一般为三角形柱状体；其长轴与肝小叶一致，中心为胆管及伴行的血管，周围以三个中央静脉小叶一致，中心为胆管及伴行的血管，周围以三个中央静脉的连线为界。的连线为界。v门管小叶的概念着重强调肝细胞分泌的胆汁，从门管小叶的门管小叶的概念着重强调肝细胞分泌的胆汁，从门管小叶的周边向中央汇集，导入胆管，以肝的外分泌功能为主，实质周边向中央汇集，导入胆管，以肝的外分泌功能为主，实质上肝的血液供应及肝板的活动都是以门管区为中心。上肝的血液供应及肝板的活动都是以门管区为中心。v门管区是指相邻肝小叶间的三角形或椭圆形
11、区域，其中主要门管区是指相邻肝小叶间的三角形或椭圆形区域，其中主要有三种管道，即小叶间动脉、小叶间静脉、小叶间胆管，此有三种管道，即小叶间动脉、小叶间静脉、小叶间胆管，此外还有小淋巴管和神经纤维。小叶间动脉为肝动脉分支，管外还有小淋巴管和神经纤维。小叶间动脉为肝动脉分支，管径细而管壁厚。小叶间静脉是门静脉的小支，管径大而壁薄，径细而管壁厚。小叶间静脉是门静脉的小支，管径大而壁薄，形状不规则。小叶间胆管是肝管的分支，由单层立方上皮组形状不规则。小叶间胆管是肝管的分支，由单层立方上皮组成。每个肝小叶周围有成。每个肝小叶周围有3-43-4个门管区。每分钟由肝动脉入肝个门管区。每分钟由肝动脉入肝的流量
12、为的流量为400ml400ml，门静脉入肝的血流量为，门静脉入肝的血流量为1000-1200ml1000-1200ml。肝细胞肝细胞v肝脏的实质细胞是肝细胞，为组成肝脏的主要细胞，其功能肝脏的实质细胞是肝细胞，为组成肝脏的主要细胞，其功能复杂，主要执行代谢功能。单个肝细胞的直径最大可达复杂，主要执行代谢功能。单个肝细胞的直径最大可达20-20-30m30m，细胞体积约，细胞体积约4900m34900m3，表面积约，表面积约1700m21700m2，每个肝，每个肝细胞的表面可分为肝窦（血窦）面、毛细胆管面和相邻的肝细胞的表面可分为肝窦（血窦）面、毛细胆管面和相邻的肝细胞面。细胞面。v生活状态的肝
13、细胞有一定的弹性，不同的动物和不同的生理生活状态的肝细胞有一定的弹性，不同的动物和不同的生理状态体积变化较大。状态体积变化较大。v这些多边形的细胞邻近血液充盈的血窦并排列成片状或板状这些多边形的细胞邻近血液充盈的血窦并排列成片状或板状结构，板状结构从每个门管三联体向着相邻的中央静脉呈放结构，板状结构从每个门管三联体向着相邻的中央静脉呈放射状分布。射状分布。v肝脏除肝细胞外，还有非实质性细胞，包括胆管上皮细胞、肝脏除肝细胞外，还有非实质性细胞，包括胆管上皮细胞、内皮细胞、库弗细胞、贮脂细胞、陷窝细胞、星状细胞等。内皮细胞、库弗细胞、贮脂细胞、陷窝细胞、星状细胞等。肝脏的生理生化功能肝脏的生理生化
14、功能v肝脏是人体最大的腺体，它在人的代谢肝脏是人体最大的腺体，它在人的代谢胆汁生成胆汁生成解毒解毒凝血凝血 免疫免疫热量产生及水与电解质的热量产生及水与电解质的调节中均起着非常重要的作用，因些有人把肝脏称调节中均起着非常重要的作用，因些有人把肝脏称做从体内的一个巨大的做从体内的一个巨大的“化工厂化工厂”，肝内进行的生，肝内进行的生物化学反应达物化学反应达500500种以上，其主要生理功能是：种以上，其主要生理功能是：v代谢功能代谢功能v胆汁生成和排泄胆汁生成和排泄 v解毒作用和免疫功能解毒作用和免疫功能v凝血和其它功能凝血和其它功能代谢功能代谢功能v糖代谢糖代谢：食物消化变成葡萄糖经肠道吸收后
15、，肝脏：食物消化变成葡萄糖经肠道吸收后，肝脏将它合成肝糖原贮存起来；当机体需要时，又能把将它合成肝糖原贮存起来；当机体需要时，又能把肝糖原分解为葡萄糖供机体利用。肝糖原分解为葡萄糖供机体利用。v蛋白质代谢蛋白质代谢：肝脏是人体白蛋白唯一的合成器官；：肝脏是人体白蛋白唯一的合成器官；球蛋以外的球蛋白、酶蛋白及血浆蛋白的生成；球蛋以外的球蛋白、酶蛋白及血浆蛋白的生成；氨基酸代谢、尿素合成及氨的处理。氨基酸代谢、尿素合成及氨的处理。v脂肪代谢脂肪代谢：脂肪的合成和释放：脂肪的合成和释放脂肪酸分解脂肪酸分解酮体酮体生成与氧化生成与氧化胆固醇与磷脂的合成胆固醇与磷脂的合成脂蛋白合成和脂蛋白合成和运输等。
16、运输等。v维生素代谢维生素代谢：许多维生素如：许多维生素如A A、B B、C C、D D和和K K的合成的合成与储存。与储存。v激素代谢激素代谢：肝脏参与激素的灭活。：肝脏参与激素的灭活。胆汁生成和排泄胆汁生成和排泄v胆红素的摄取胆红素的摄取结合和排泄，胆汁酸的生成结合和排泄，胆汁酸的生成和排泄都由肝脏承担。肝细胞制造和排泄都由肝脏承担。肝细胞制造分泌的分泌的胆汁，经胆管输送到胆囊，胆囊浓缩后排放胆汁，经胆管输送到胆囊，胆囊浓缩后排放入小肠，帮助脂肪的消化和吸收。如果没有入小肠，帮助脂肪的消化和吸收。如果没有胆汁，食入的脂肪约有胆汁，食入的脂肪约有40%40%从粪便中丢失，而从粪便中丢失，而且
17、还伴有脂溶性维生素的吸收不良，如维生且还伴有脂溶性维生素的吸收不良，如维生素素A A、D D、E E。 解毒作用和免疫功能解毒作用和免疫功能v解毒作用解毒作用：人体代谢过程中所产生的一些有：人体代谢过程中所产生的一些有害废物及外来的毒物害废物及外来的毒物毒素、药物的代谢和毒素、药物的代谢和分解产物，均在肝脏解毒。分解产物，均在肝脏解毒。v免疫功能免疫功能：肝脏是最大的网状内皮细胞吞噬：肝脏是最大的网状内皮细胞吞噬系统，它能通过吞噬系统，它能通过吞噬隔离和消除入侵和内隔离和消除入侵和内生的各种抗原。生的各种抗原。凝血和其它功能凝血和其它功能v凝血功能凝血功能：几乎所有的凝血因子都由肝脏制：几乎所
18、有的凝血因子都由肝脏制造，肝脏在人体凝血和抗凝两个系统的动态造，肝脏在人体凝血和抗凝两个系统的动态平衡中起着重要的调节作用。平衡中起着重要的调节作用。v其它功能其它功能：肝脏参与人体血容量的调节：肝脏参与人体血容量的调节热热量的产生和水、电解质的调节量的产生和水、电解质的调节、代偿造血、代偿造血 。 2.2 2.2 常见的肝毒物常见的肝毒物v体质依赖性肝毒物体质依赖性肝毒物：表现为肝细胞坏死和胆汁淤积。：表现为肝细胞坏死和胆汁淤积。其毒性与特异易感体质有关，损害作用不易通过动其毒性与特异易感体质有关，损害作用不易通过动物模型复制，也无明显剂量依赖性。物模型复制，也无明显剂量依赖性。v真性肝毒物
19、真性肝毒物：其损害作用有量：其损害作用有量- -效关系，可在动物效关系，可在动物模型中复制。根据其损害机制可分为直接肝毒物模型中复制。根据其损害机制可分为直接肝毒物（直接导致肝脏细胞膜脂过氧化、膜蛋白质变性、（直接导致肝脏细胞膜脂过氧化、膜蛋白质变性、结构破坏和细胞坏死。如结构破坏和细胞坏死。如CClCCl4 4）和间接肝毒物（间）和间接肝毒物（间接通过干扰细胞的代谢功能而损伤肝脏细胞。如乙接通过干扰细胞的代谢功能而损伤肝脏细胞。如乙硫氨酸可通过抑制脂蛋白合成酶，使甘油三酯不能硫氨酸可通过抑制脂蛋白合成酶，使甘油三酯不能从肝细胞排出而导致脂肪变性）。从肝细胞排出而导致脂肪变性）。3 3 肝对外
20、源化学物的毒性反应机制肝对外源化学物的毒性反应机制v肝对化学物的毒性反应依赖于化学毒物的性质、受肝对化学物的毒性反应依赖于化学毒物的性质、受损细胞群种类、接触剂量与接触方式。具体表现：损细胞群种类、接触剂量与接触方式。具体表现：v3.1 3.1 肝细胞死亡肝细胞死亡v3.2 3.2 脂肪变性脂肪变性（steatosissteatosis）v3.3 3.3 胆汁淤积胆汁淤积（cholestasischolestasis）v3.4 3.4 肝窦状隙损害肝窦状隙损害v3.5 3.5 肝纤维化（肝纤维化（hepatic fibrosishepatic fibrosis）与肝硬化）与肝硬化（cirrho
21、siscirrhosis）v3.6 3.6 肝癌变肝癌变3.1 3.1 肝细胞死亡肝细胞死亡-死亡方式死亡方式v坏死（坏死（necrosisnecrosis） ：直接由损伤因子引起细胞死：直接由损伤因子引起细胞死亡（他杀）。是细胞被动死亡过程，表现为细胞肿亡（他杀）。是细胞被动死亡过程，表现为细胞肿胀、渗漏、核崩溃、细胞膜破裂，并伴有炎细胞浸胀、渗漏、核崩溃、细胞膜破裂，并伴有炎细胞浸润。润。v凋亡（凋亡（apoptosisapoptosis） ：是机体为了维持自身组织中：是机体为了维持自身组织中细胞生成与死亡的平衡，所出现的细胞基因指导下细胞生成与死亡的平衡，所出现的细胞基因指导下的主动自我
22、消亡过程（自杀）。是细胞主动死亡过的主动自我消亡过程（自杀）。是细胞主动死亡过程，表现为细胞收缩、核片段化、凋亡小体形成，程，表现为细胞收缩、核片段化、凋亡小体形成，但没有炎症。但没有炎症。3.1 3.1 肝细胞死亡肝细胞死亡-死亡机制死亡机制v肝细胞膜脂质过氧化，膜通透性增加；肝细胞膜脂质过氧化，膜通透性增加；v毒物及其代谢产物与生物大分子结合，使生毒物及其代谢产物与生物大分子结合，使生物大分子丧失功能；物大分子丧失功能；v损伤肝细胞线粒体，影响细胞呼吸链中酶蛋损伤肝细胞线粒体，影响细胞呼吸链中酶蛋白的合成，使细胞内呼吸停止；白的合成，使细胞内呼吸停止；v细胞骨架损伤，膜通透性改变，钙稳态失
23、调。细胞骨架损伤，膜通透性改变，钙稳态失调。3.2 3.2 脂肪变性脂肪变性v表现：表现：脂肪以脂滴的形式在肝细胞质中呈圆脂肪以脂滴的形式在肝细胞质中呈圆形空泡。小泡性脂肪变性脂滴微小，细胞核形空泡。小泡性脂肪变性脂滴微小，细胞核不受挤压；大泡性脂肪变性脂滴较大，细胞不受挤压；大泡性脂肪变性脂滴较大，细胞核被挤压推向一侧。核被挤压推向一侧。v机制：机制：脂肪酸氧化减少；甘油三酯合成增加；脂肪酸氧化减少；甘油三酯合成增加；运脂蛋白合成减少；肝外游离脂肪进入肝脏运脂蛋白合成减少；肝外游离脂肪进入肝脏增加。增加。3.3 3.3 胆汁淤积胆汁淤积v表现：表现： 胆汁形成减少、分泌与排泄受阻；胆盐和胆汁
24、形成减少、分泌与排泄受阻；胆盐和胆红素在血清中含量增加；黄疸（皮肤粘膜及尿色胆红素在血清中含量增加；黄疸（皮肤粘膜及尿色变黄）。胆小管肿胀、胆管与胆小管中胆栓形成，变黄）。胆小管肿胀、胆管与胆小管中胆栓形成，可伴有肝细胞肿胀、死亡和炎症。可伴有肝细胞肿胀、死亡和炎症。v机制：机制：肝细胞膜胆固醇酯堆积，使肝窦状隙膜的流肝细胞膜胆固醇酯堆积，使肝窦状隙膜的流动性与钠动性与钠/钾钾- ATPATP酶活性降低，导致胆汁流动性降低，酶活性降低，导致胆汁流动性降低，胆小管分泌减少；胆管上皮细胞通透性降低，导致胆小管分泌减少；胆管上皮细胞通透性降低，导致胆汁流动性降低；化学物在胆管内沉淀，胆栓形成胆汁流动
25、性降低；化学物在胆管内沉淀，胆栓形成而阻塞胆管，胆汁排泄障碍。而阻塞胆管，胆汁排泄障碍。3.4 3.4 肝窦状隙损害肝窦状隙损害v肝血液流传被阻断，使肝窦扩张、窦状隙阻肝血液流传被阻断，使肝窦扩张、窦状隙阻塞、肝脏充血，从而影响窦状隙的功能。塞、肝脏充血，从而影响窦状隙的功能。v窦状隙上皮细胞壁的损害，导致窦状隙内皮窦状隙上皮细胞壁的损害，导致窦状隙内皮间隙的屏障功能丧失，使血液充满肝窦状隙间隙的屏障功能丧失，使血液充满肝窦状隙而产生炎症。而产生炎症。3.5 3.5 肝纤维化与肝硬化肝纤维化与肝硬化v肝硬化是慢性肝损伤的最后阶段，具有致命和不可肝硬化是慢性肝损伤的最后阶段，具有致命和不可逆性。
26、是化学物反复作用导致纤维组织代替损伤的逆性。是化学物反复作用导致纤维组织代替损伤的肝细胞的结果。肝细胞的结果。v表现表现：主要为广泛的纤维（尤其是胶原）蓄积。纤：主要为广泛的纤维（尤其是胶原）蓄积。纤维化可发展到中央静脉、肝门束或窦状隙中间，肝维化可发展到中央静脉、肝门束或窦状隙中间，肝脏被纤维组织分隔成小结节。这不仅肝细胞功能受脏被纤维组织分隔成小结节。这不仅肝细胞功能受损，窦状隙纤维化使其对物质的弥散功能受限。损，窦状隙纤维化使其对物质的弥散功能受限。v机制机制：肝细胞受损坏死后被分解、吸收，成纤维细：肝细胞受损坏死后被分解、吸收，成纤维细胞增生，合成胶原增多，胶原沉积而纤维化；肝细胞增生
27、，合成胶原增多，胶原沉积而纤维化；肝细胞受损激活贮脂细胞，使其变为肌成纤维细胞；肝胞受损激活贮脂细胞，使其变为肌成纤维细胞；肝细胞受损激活肝星形细胞，使细胞外基质合成和纤细胞受损激活肝星形细胞，使细胞外基质合成和纤维化介质分泌增加，收缩力增强。维化介质分泌增加，收缩力增强。3.6 3.6 肝癌变肝癌变v癌变细胞包括肝细胞、胆管上皮细胞和窦状癌变细胞包括肝细胞、胆管上皮细胞和窦状隙细胞。引起肝细胞和胆管上皮细胞癌和高隙细胞。引起肝细胞和胆管上皮细胞癌和高度恶性的窦状隙细胞血管肉瘤。度恶性的窦状隙细胞血管肉瘤。v目前资料见，肝炎病毒和黄曲霉素是主要的目前资料见，肝炎病毒和黄曲霉素是主要的致癌因素。
28、致癌因素。v机制机制：毒物及其代谢产物对生物大分子特别：毒物及其代谢产物对生物大分子特别是是DNADNA造成损害或与生物大分子结合或活化肝造成损害或与生物大分子结合或活化肝细胞癌基因或抑制肝细胞抑癌基因。细胞癌基因或抑制肝细胞抑癌基因。4 4 肝损害所致的生物功能障碍肝损害所致的生物功能障碍v4.1 4.1 物质代谢障碍物质代谢障碍：v营养物质代谢功能障碍营养物质代谢功能障碍v化学毒物解毒功能障碍化学毒物解毒功能障碍v4.2 4.2 凝血功能障碍凝血功能障碍v4.3 4.3 免疫功能障碍免疫功能障碍v病原微生物感染病原微生物感染v肠源性内毒素侵害肠源性内毒素侵害营养物质代谢功能障碍营养物质代谢
29、功能障碍v肝糖原储备和分解减少肝糖原储备和分解减少, ,血糖降低血糖降低, ,机体能量机体能量供应不足。供应不足。v肝脂肪氧化和外运能力下降肝脂肪氧化和外运能力下降, , 在肝内堆积形在肝内堆积形成脂肪肝成脂肪肝; ;血浆胆固醇的酯化作用减弱血浆胆固醇的酯化作用减弱, ,使血使血浆胆固醇酯浓度降低。浆胆固醇酯浓度降低。v肝脏出现纤维化或肝硬化时，由于有效肝细肝脏出现纤维化或肝硬化时，由于有效肝细胞总数减少，肝细胞的代谢能力降低，清蛋胞总数减少，肝细胞的代谢能力降低，清蛋白合成发生障碍，血浆清蛋白浓度降低；某白合成发生障碍，血浆清蛋白浓度降低；某些氨基酸在肝内的分解代谢障碍，导致其在些氨基酸在肝
30、内的分解代谢障碍，导致其在血浆中的浓度升高，血浆氨基酸失衡。血浆中的浓度升高，血浆氨基酸失衡。化学毒物解毒功能障碍化学毒物解毒功能障碍v肝损害引起化学物的生物转化能力下降，尤其是肝损害引起化学物的生物转化能力下降，尤其是相反应功能障碍，使外源性和内源性毒物（包括药相反应功能障碍，使外源性和内源性毒物（包括药物）的解毒功能降低。物）的解毒功能降低。v许多药物的许多药物的相反应是在肝细胞滑面内质网上的微相反应是在肝细胞滑面内质网上的微粒体混合功能氧化酶系作用下进行各种氧化作用，粒体混合功能氧化酶系作用下进行各种氧化作用，肝损害时，使其代谢减弱而导致药物蓄积，半衰期肝损害时，使其代谢减弱而导致药物蓄
31、积，半衰期延长；肝纤维化和硬化，门静脉中的药物绕过肝脏延长；肝纤维化和硬化，门静脉中的药物绕过肝脏而直接进入体循环，潜伏期缩短；肝损害引起的血而直接进入体循环，潜伏期缩短；肝损害引起的血清蛋白合成较少，使药物的血浆蛋白结合率降低，清蛋白合成较少，使药物的血浆蛋白结合率降低，游离药物浓度增加，作用增强。游离药物浓度增加，作用增强。4.2 4.2 凝血功能障碍凝血功能障碍v肝功能障碍，使肝脏合成与灭活凝血因子和凝血抑肝功能障碍，使肝脏合成与灭活凝血因子和凝血抑制因子的能力均减弱，导致机体凝血与抗凝功能失制因子的能力均减弱，导致机体凝血与抗凝功能失衡而引起出血或血栓形成，但多表现为凝血功能障衡而引起
32、出血或血栓形成，但多表现为凝血功能障碍为主，引起出血。碍为主，引起出血。v导致凝血功能障碍的主要原因：凝血因子尤其是依导致凝血功能障碍的主要原因：凝血因子尤其是依赖维生素赖维生素K K的凝血因子的凝血因子、的合成较少；的合成较少；清除纤溶酶能力减弱，引起纤溶亢进，纤维蛋白溶清除纤溶酶能力减弱，引起纤溶亢进，纤维蛋白溶解；清除纤溶酶原激活物能力减弱，抗纤溶酶活性解；清除纤溶酶原激活物能力减弱，抗纤溶酶活性降低，引起纤溶亢进，纤维蛋白溶解。降低，引起纤溶亢进，纤维蛋白溶解。4.3 4.3 免疫功能障碍免疫功能障碍v肝脏虽不是专职的免疫器官，但因其具有特殊的生肝脏虽不是专职的免疫器官，但因其具有特殊
33、的生理功能、解剖位置与双途径血液供应系统，与机体理功能、解剖位置与双途径血液供应系统，与机体免疫作用有密切联系。免疫作用有密切联系。v在机体自身保护方面，肝脏可作为消化系统的第二在机体自身保护方面，肝脏可作为消化系统的第二道屏障。进入门静脉的绝大部分细菌、病毒在经过道屏障。进入门静脉的绝大部分细菌、病毒在经过肝窦时被吞噬。肝窦时被吞噬。v因此，肝脏严重损害后，机体易遭受病原微生物感因此，肝脏严重损害后，机体易遭受病原微生物感染和肠源性内毒素的侵害。染和肠源性内毒素的侵害。病原微生物感染病原微生物感染v肝脏库弗细胞具有较强的吞噬能力，能吞噬血中许肝脏库弗细胞具有较强的吞噬能力，能吞噬血中许多外来
34、细菌、病毒、内毒素及其它颗粒物质，在纤多外来细菌、病毒、内毒素及其它颗粒物质，在纤维粘连蛋白协助下其能力更强。维粘连蛋白协助下其能力更强。v库弗细胞能产生超氧阴离子而杀灭细菌，产生干扰库弗细胞能产生超氧阴离子而杀灭细菌，产生干扰素而具有抗病毒作用。素而具有抗病毒作用。v肝细胞能合成许多补体成分，而补体可通过趋化、肝细胞能合成许多补体成分，而补体可通过趋化、调理和免疫粘附等作用扩大吞噬细胞的吞噬功能。调理和免疫粘附等作用扩大吞噬细胞的吞噬功能。v肝损害时，上述功能受损，易出现细菌和病毒等感肝损害时，上述功能受损，易出现细菌和病毒等感染。因肝损害引起的主要感染有菌血症、细菌性心染。因肝损害引起的主
35、要感染有菌血症、细菌性心内膜炎、尿路感染等。内膜炎、尿路感染等。肠源性内毒素侵害肠源性内毒素侵害v正常情况下，肠道革兰阴性菌产生的内毒素少量进正常情况下，肠道革兰阴性菌产生的内毒素少量进入肝脏可被库弗细胞迅速吞噬而被清除。入肝脏可被库弗细胞迅速吞噬而被清除。v肝损伤时，内毒素则可进入体循环而引起肠源性内肝损伤时，内毒素则可进入体循环而引起肠源性内毒素血症。因为肝损伤时：毒素血症。因为肝损伤时： 因结构破坏而使门静脉因结构破坏而使门静脉血形成肝内外短路，毒素未与库弗细胞细胞接触而血形成肝内外短路，毒素未与库弗细胞细胞接触而直接进入体循环；库弗细胞受损、肝内胆汁淤积的直接进入体循环；库弗细胞受损、
36、肝内胆汁淤积的胆汁酸和结合胆红素抑制库弗细胞功能等，使库弗胆汁酸和结合胆红素抑制库弗细胞功能等，使库弗细胞清除内毒素能力下降；肝损伤引起肠粘膜屏障细胞清除内毒素能力下降；肝损伤引起肠粘膜屏障功能受损，使内毒素进入体内过多。功能受损，使内毒素进入体内过多。5 5 化学性肝损伤的检测与评价化学性肝损伤的检测与评价v化学性肝损伤的检测可用以评价化学毒物导化学性肝损伤的检测可用以评价化学毒物导致肝损伤的程度和性质。其评价方法包括：致肝损伤的程度和性质。其评价方法包括：v5.1 5.1 肝损伤的体内试验评价肝损伤的体内试验评价v5.2 5.2 肝损伤的体外试验评价肝损伤的体外试验评价5.1 5.1 肝损
37、伤的体内试验评价肝损伤的体内试验评价v体内试验评价是将肝毒物给予受试动物，然后再对体内试验评价是将肝毒物给予受试动物，然后再对动物进行各种生物检测，以评价肝毒物对肝损害的动物进行各种生物检测，以评价肝毒物对肝损害的强度和性质。动物的选择、染毒途径与一般毒性试强度和性质。动物的选择、染毒途径与一般毒性试验相似。具体体内试验的检测方法有：验相似。具体体内试验的检测方法有：v5.1.1 5.1.1 血清酶学检测血清酶学检测v5.1.2 5.1.2 肝脏排泄功能检测肝脏排泄功能检测v5.1.3 5.1.3 肝脏化学组成成分改变的检测肝脏化学组成成分改变的检测v5.1.4 5.1.4 肝脏组织病理学检查
38、肝脏组织病理学检查5.1.1 5.1.1 血清酶学检测血清酶学检测v其检测评价的基本原理是，肝损伤时，肝酶被释放到血液中，其检测评价的基本原理是，肝损伤时，肝酶被释放到血液中，使血清中肝酶活性升高。使血清中肝酶活性升高。v血清中不同的酶活性变化反映肝损伤的类型和敏感性不同：血清中不同的酶活性变化反映肝损伤的类型和敏感性不同：v1 1组较好反应胆汁淤积型肝损伤：碱性磷酸酶、组较好反应胆汁淤积型肝损伤：碱性磷酸酶、5 5- -核苷酸酶、核苷酸酶、-谷氨酰转肽酶；谷氨酰转肽酶；v2 2组敏感反映细胞毒性肝损伤：组敏感反映细胞毒性肝损伤：A A类肝内外组织均存在：谷草类肝内外组织均存在：谷草转氨酶、乳
39、酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶；转氨酶、乳酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶；B B类主要存在于肝脏：类主要存在于肝脏：谷丙转氨酶、谷氨酸脱氢酶；谷丙转氨酶、谷氨酸脱氢酶；C C类几乎只存在于肝脏（研究类几乎只存在于肝脏（研究未知肝毒物时具有特别的意义）：鸟氨酸氨基甲酰转移酶、未知肝毒物时具有特别的意义）：鸟氨酸氨基甲酰转移酶、山梨醇脱氢酶；山梨醇脱氢酶；v3 3组对肝损伤相对不敏感，而对肝外组织损伤敏感：肌酐磷组对肝损伤相对不敏感，而对肝外组织损伤敏感：肌酐磷酸激酶；酸激酶；v4 4组肝细胞损伤时酶活性降低：胆碱酯酶。组肝细胞损伤时酶活性降低：胆碱酯酶。5.1.2 5.1.2 肝脏排泄功能检测肝脏排泄功能检测v
40、根据胆汁与血浆浓度比值，将随汁排泄物质分根据胆汁与血浆浓度比值，将随汁排泄物质分3 3类：类：A A类比值等于类比值等于1 1：钠、钾、氯离子、葡萄糖等；：钠、钾、氯离子、葡萄糖等；B B类类比值大于比值大于1 1（常在（常在10-100010-1000）：胆盐、胆红素、磺溴）：胆盐、胆红素、磺溴酞钠及许多外源化学物；酞钠及许多外源化学物；C C类比值小于类比值小于1 1：是一些大：是一些大分子物质如磷脂、粘蛋白、菊粉、清蛋白等。分子物质如磷脂、粘蛋白、菊粉、清蛋白等。vB B类物质在血中的清除速率减慢，反映肝脏损伤而类物质在血中的清除速率减慢，反映肝脏损伤而对这类物质的排泄功能受损。对这类物
41、质的排泄功能受损。v最常用于检测肝排泄功能损伤的检测方法有血清磺最常用于检测肝排泄功能损伤的检测方法有血清磺溴酞钠溴酞钠（BSPBSP）和）和靛青绿靛青绿（ICGICG）排泄试验。）排泄试验。磺溴酞钠排泄试验磺溴酞钠排泄试验vBSPBSP在体循环中的清除速率取决于肝的摄取。在体循环中的清除速率取决于肝的摄取。vBSPBSP的清除速率具有饱和性，因此适当的试验剂量的清除速率具有饱和性，因此适当的试验剂量选择非常重要。选择非常重要。vBSPBSP排泄试验是肝脏排泄功能中较为敏感的指标，排泄试验是肝脏排泄功能中较为敏感的指标，其反映胆汁淤积性肝损伤比反映实质细胞性肝损伤其反映胆汁淤积性肝损伤比反映实
42、质细胞性肝损伤更为敏感。更为敏感。v值得注意的是某些外来因素可干扰值得注意的是某些外来因素可干扰BSPBSP的分泌与排的分泌与排泄，如肝微粒体酶诱导剂苯巴比妥能大大加快泄，如肝微粒体酶诱导剂苯巴比妥能大大加快BSPBSP的排泄。的排泄。靛青绿排泄试验靛青绿排泄试验vICGICG与与BSPBSP排泄试验意义类似，但排泄试验意义类似，但ICGICG有以下特性：有以下特性：v进入血液后很快并几乎完全与血浆蛋白结合；进入血液后很快并几乎完全与血浆蛋白结合；v97%97%以原形经胆汁排泄；以原形经胆汁排泄；v不从尿液中排泄；不从尿液中排泄；v其分泌不受肝外因素的影响；其分泌不受肝外因素的影响；v体重、胆
43、红素、玫瑰红、体重、胆红素、玫瑰红、BSPBSP能干扰其分泌；能干扰其分泌；v无刺激与过敏作用；无刺激与过敏作用；v血中清除速率与血中清除速率与BSPBSP类似。类似。vICGICG排泄试验常作为排泄试验常作为BSPBSP排泄试验的补充试验。排泄试验的补充试验。5.1.3 5.1.3 肝脏化学组成成分改变的检测肝脏化学组成成分改变的检测v甘油三酯（甘油三酯（TGTG）：）：肝损伤使肝损伤使TGTG的合成增加和释放到的合成增加和释放到血液中减少，使肝内血液中减少，使肝内TGTG蓄积。蓄积。v葡萄糖葡萄糖6 6磷酸酶（磷酸酶（G-6-PG-6-P）：）：肝细胞内质网损伤，导肝细胞内质网损伤，导致肝
44、内特异性的致肝内特异性的G-6-PG-6-P活性活性降低降低。v肝胶原纤维肝胶原纤维: :肝脏受损肝脏受损, ,贮脂细胞转化为肌成纤维细贮脂细胞转化为肌成纤维细胞胞, ,胶原纤维合成增加胶原纤维合成增加, ,使肝纤维化。使肝纤维化。v丙二醛（丙二醛（MDAMDA）：）：肝细胞膜和细胞器膜脂质过氧化，肝细胞膜和细胞器膜脂质过氧化，使其产物使其产物MDAMDA增加。增加。v肝毒物及其代谢产物与肝细胞生物大分子结合物肝毒物及其代谢产物与肝细胞生物大分子结合物（加合物加合物）：与）：与DNADNA、RNARNA、蛋白质和脂质形成的加、蛋白质和脂质形成的加合物增加。合物增加。5.1.4 5.1.4 肝脏
45、组织病理学检查肝脏组织病理学检查v常用方法包括：常用方法包括：v一般检查一般检查v光镜检查光镜检查v电镜检查电镜检查一般检查一般检查v整体动物实验结束，解剖受试动物：整体动物实验结束，解剖受试动物：v肉眼观察肝脏颜色和外观，可发现脂肪肝与肉眼观察肝脏颜色和外观，可发现脂肪肝与肝硬化等改变。肝硬化等改变。v肝脏系数：肝损伤引起肝细胞肿胀、增生，肝脏系数：肝损伤引起肝细胞肿胀、增生，使脏器系数增高；也可因肝细胞坏死吸收，使脏器系数增高；也可因肝细胞坏死吸收，血液供应减少，肝萎缩，使脏器系数降低。血液供应减少，肝萎缩，使脏器系数降低。光镜检查光镜检查v通过光镜可发现肝细胞坏死、肿胀、脂肪空通过光镜可
46、发现肝细胞坏死、肿胀、脂肪空泡、细胞癌变以及肝组织纤维化、结节性增泡、细胞癌变以及肝组织纤维化、结节性增生等多种病理改变。生等多种病理改变。电镜检查电镜检查v能提供肝细胞早期损伤的形态学改变依据，鉴别光能提供肝细胞早期损伤的形态学改变依据，鉴别光镜下难于发现的各种亚细胞结构的精细变化：镜下难于发现的各种亚细胞结构的精细变化：v滑面内质网滑面内质网：受损时引起混合功能氧化酶系活性降：受损时引起混合功能氧化酶系活性降低，细胞色素低，细胞色素P450P450降解；降解；v粗面内质网粗面内质网：受损时引起核糖体脱落；：受损时引起核糖体脱落；v线粒体线粒体：受损时表现为肿胀、外膜相对扩张、内外：受损时表
47、现为肿胀、外膜相对扩张、内外膜空隙增大，嵴缩短甚至消失；膜空隙增大，嵴缩短甚至消失；v其他其他：溶酶体膜受损，细胞核致密与固缩，高尔基：溶酶体膜受损，细胞核致密与固缩，高尔基体断裂及空泡化，糖原颗粒解聚、减少或消失，过体断裂及空泡化，糖原颗粒解聚、减少或消失，过氧化小体增加。氧化小体增加。5.2 5.2 肝损伤的体外试验评价肝损伤的体外试验评价v体外试验是在没有肝外因素影响下来评价化学毒物体外试验是在没有肝外因素影响下来评价化学毒物引起肝损伤。其研究毒对肝的损害作用机制具有特引起肝损伤。其研究毒对肝的损害作用机制具有特别意义，但却没有考虑生物机体对毒物的整体反应，别意义，但却没有考虑生物机体对
48、毒物的整体反应，其外推到人存在较大差距。其外推到人存在较大差距。v5.2.1 5.2.1 离体灌流肝试验离体灌流肝试验v5.2.2 5.2.2 肝匀浆试验肝匀浆试验v5.2.3 5.2.3 肝薄片孵育试验肝薄片孵育试验v5.2.4 5.2.4 原代肝细胞培养试验原代肝细胞培养试验v5.2.5 5.2.5 肝细胞系（株）试验肝细胞系（株）试验5.2.1 5.2.1 离体灌流肝试验离体灌流肝试验v是介于整体动物试验和是介于整体动物试验和肝薄片孵育试验之间的体外肝薄片孵育试验之间的体外试验，可用于各种肝毒物的体外研究。试验，可用于各种肝毒物的体外研究。v其在保持肝组织结构完整的条件下，运用体外肝灌其
49、在保持肝组织结构完整的条件下，运用体外肝灌流技术研究毒物对肝脏生物合成功能、物质代谢、流技术研究毒物对肝脏生物合成功能、物质代谢、转运和排泄等过程的影响。转运和排泄等过程的影响。v优点优点：保持肝脏的完整性，毒进入肝脏的途径接近：保持肝脏的完整性，毒进入肝脏的途径接近生理状态。生理状态。v缺点缺点：重现性差；仅局限于毒物对肝脏的急性损害：重现性差；仅局限于毒物对肝脏的急性损害研究。研究。5.2.2 5.2.2 肝匀浆试验肝匀浆试验v肝匀浆试验用于毒物代谢、蛋白质合成能力肝匀浆试验用于毒物代谢、蛋白质合成能力和脂质过氧化作用等研究。和脂质过氧化作用等研究。v本试验的缺点是失去了正常存在的细胞内各
50、本试验的缺点是失去了正常存在的细胞内各种细胞器之间的生理调节。种细胞器之间的生理调节。v注意：本试验的介质液与试验条件应根据试注意：本试验的介质液与试验条件应根据试验目的而定。验目的而定。5.2.3 5.2.3 肝薄片孵育试验肝薄片孵育试验v肝薄片孵育试验可用于观察毒物对肝细胞膜肝薄片孵育试验可用于观察毒物对肝细胞膜的损伤和对脂质分泌功能抑制作用的研究。的损伤和对脂质分泌功能抑制作用的研究。v注意：由于物质通过介质转移到细胞内必须注意：由于物质通过介质转移到细胞内必须依赖于被动扩散，而扩散速率与物质迁移距依赖于被动扩散，而扩散速率与物质迁移距离的平方成反比，因此肝薄片要薄，否则会离的平方成反比
