Tkanivá a orgány. pečeň
Pečeň: všeobecné informácie
Pečeň je najväčším orgánom u ľudí a zvierat; u dospelého váži 1,5 kg. Hoci pečeň je 2-3% telesnej hmotnosti, predstavuje 20 až 30% kyslíka spotrebovaného organizmom,
A. Schéma hepatocytu
Pečeň pozostáva z približne 300 miliárd buniek. 80% z nich sú hepatocyty. Pečeňové bunky sú centrálne pre prechodné metabolické reakcie. Preto v biochemickom ohľade sú hepatocyty, tak ako boli, prototypom všetkých ostatných buniek.
Najdôležitejšie funkcie pečene sú metabolické, ukladacie, bariérové, vylučovacie a homeostatické.
Metabolické (2B, K). Produkty degradácie živín vstupujú do pečene (1) z tráviaceho traktu cez portálovú žilu. V pečeni prebiehajú komplexné procesy metabolizmu proteínov a aminokyselín, lipidov, sacharidov, biologicky aktívnych látok (hormóny, biogénne amíny a vitamíny), mikroprvkov, regulácia metabolizmu vody. Mnohé látky sa syntetizujú v pečeni (napríklad žlč) potrebnej na fungovanie iných orgánov.
Vkladanie (2D). Pečeň akumuluje sacharidy (napríklad glykogén), bielkoviny, tuky, hormóny, vitamíny, minerály. Vysokoenergetické zlúčeniny a štruktúrne bloky potrebné na syntézu komplexných makromolekúl (3) neustále vstupujú do tela z pečene.
Bariéra (4). Neutralizácia (biochemická transformácia) cudzích a toxických zlúčenín z potravy alebo vytvorená v čreve, ako aj toxických látok exogénneho pôvodu (2K) sa uskutočňuje v pečeni.
Vylúčenie (5). Z pečene, rôzne látky endogénneho a exogénneho pôvodu buď vstupujú do žlčových ciest a vylučujú sa do žlče (viac ako 40 zlúčenín), alebo vstupujú do krvi, z ktorej sa vylučujú obličkami.
Homeostatický (na obrázku nie je znázornený). Pečeň vykonáva dôležité funkcie pri udržiavaní konštantného zloženia krvi (homeostáza), zabezpečuje syntézu, akumuláciu a uvoľňovanie rôznych metabolitov do krvi, ako aj absorpciu, transformáciu a vylučovanie mnohých zložiek krvnej plazmy.
B. Metabolizmus v pečeni
Pečeň sa zúčastňuje na metabolizme takmer všetkých tried látok.
Metabolizmus sacharidov. Glukóza a iné monosacharidy vstupujú do pečene z krvnej plazmy. Tu sa konvertujú na glukóza-6-fosfát a iné produkty glykolýzy (pozri str. 302). Potom sa glukóza uloží ako rezervný glykogénový polysacharid alebo sa prevedie na mastné kyseliny. Keď hladina glukózy klesá, pečeň začína dodávať glukózu mobilizáciou glykogénu. Ak je zásoba glykogénu vyčerpaná, glukóza sa môže syntetizovať v procese glukoneogenézy z prekurzorov, ako je laktát, pyruvát, glycerol alebo uhlíkový skelet aminokyselín.
Metabolizmus lipidov. Mastné kyseliny sa syntetizujú v pečeni z acetátových blokov (pozri str. 170). Potom sú zahrnuté do zloženia tukov a fosfolipidov, ktoré vstupujú do krvi vo forme lipoproteínov. Súčasne vstupujú mastné kyseliny do pečene z krvi. Pre zásobovanie tela energiou je veľmi dôležitá schopnosť pečene premeniť mastné kyseliny na telá ketónov, ktoré potom znovu vstupujú do krvného obehu (pozri str. 304).
V pečeni sa cholesterol syntetizuje z acetátových blokov. Potom sa cholesterol v zložení lipoproteínov transportuje do iných orgánov. Prebytok cholesterolu sa premieňa na žlčové kyseliny alebo sa vylučuje žlčou (pozri str. 306).
Metabolizmus aminokyselín a proteínov. Hladina aminokyselín v krvnej plazme je regulovaná pečeňou. Prebytočné aminokyseliny sa rozkladajú, amoniak sa viaže v močovinovom cykle (pozri str. 184), močovina sa prenáša do obličiek. Uhlíkový skelet aminokyselín je zahrnutý v intermediálnom metabolizme ako zdroj syntézy glukózy (glukoneogenézy) alebo ako zdroja energie. Okrem toho sa mnoho plazmových proteínov syntetizuje a štiepi v pečeni.
Biochemická transformácia. Steroidné hormóny a bilirubín, ako aj liečivé látky, etanol a iné xenobiotiká vstupujú do pečene, kde sa inaktivujú a konvertujú na vysoko polárne zlúčeniny (pozri str. 308).
Depozície. Pečeň slúži ako úložisko pre energetické zásoby tela (obsah glykogénu môže byť až 20% hmotnosti pečene) a prekurzorové látky; Je tu uložených mnoho minerálov, stopových prvkov, množstvo vitamínov, vrátane železa (asi 15% celkového obsahu železa v tele), retinolu, vitamínov A, D, K, B.12 a kyselina listová.
Metabolický metabolizmus
Metabolizmus v pečeni: proteíny
Okrem obnovy vlastných proteínov pečeň syntetizuje väčšinu plazmatických proteínov - takmer všetok albumín (približne 15 g denne), až 90% a-globulínov a približne polovicu B-globulínov, ako aj množstvo γ-globulínov. Tvorba týchto buniek je spojená s aktivitou Kupfferových buniek. Aminokyseliny zvonka, ako aj tie, ktoré sa objavujú v procese katabolizmu tkanivového proteínu, metabolizmu mastných kyselín a sacharidov, slúžia ako stavebný materiál na tieto účely. Vytvorením proteínového zloženia plazmy si pečeň udržiava určitý onkotický tlak v krvnom obehu.
Proteínová funkcia pečene zohráva dôležitú úlohu pri zabezpečovaní hemostázy. Iba pečeňové bunky syntetizujú takéto faktory systému zrážania krvi ako fibrinogén (I), protrombín (II), proaccelerín (V), prokonvertín (VII), vianočné faktory (IX), Stuart-Power (X), faktor PTA (XI), plazmatickú transglutaminázu (XIII).
Spolu s touto pečeňou sa produkujú prírodné antikoagulanciá - antitrombín III (hlavný plazmatický kofaktor heparínu), proteín C, proteín S. Mnohé zložky koagulačných a antikoagulačných systémov sú závislé od vitamínov a ich syntéza je narušená nielen v pečeňových léziách, ale aj v neprítomnosti žlče. čreva (napríklad s obštrukčnou žltačkou). Poruchy krvácania spolu s trombotickými komplikáciami sú často sprevádzané ochoreniami pečene a žlčových ciest.
Pečeň reguluje obsah aminokyselín nielen procesom syntézy proteínov, ale aj inými mechanizmami. Odstránením amoniaku (deamináciou) sa uvoľňuje uhlíkový skelet aminokyseliny, ktorý sa podieľa na iných metabolických procesoch v pečeni a NH3 sa využíva pri syntéze močoviny alebo glutamínu. V súlade s potrebami organizmu môžu byť aminokyseliny transformované z jedného do druhého pomocou enzýmov (aminotransferáz) z prenosu skupiny NH2 (transaminácia) na ketokyseliny podieľajúce sa na tejto transformácii. Avšak nie všetky aminokyseliny môžu byť syntetizované v tele. Takéto esenciálne aminokyseliny pre ľudí sú metionín, fenylalanín, leucín, izoleucín, tryptofán, lyzín, treonín, valín. Musia prísť v dostatočnom množstve z potravy.
Okrem samotných proteínov vznikajú v pečeni aj komplexy lipoproteínov a glykoproteínov obsahujúcich proteín.
Metabolizmus v pečeni: sacharidy
Sacharidy obsiahnuté v potravinárskych výrobkoch sú zastúpené hlavne poly- a disacharidmi. Sú rozdelené hydrolázami tráviacich štiav na monosacharidy a v tejto forme sú dodávané do pečene portálovou krvou. Tu sa konvertujú na glukóza-6-fosfát (G-6-F), z ktorého sa syntetizuje homopolysacharid glykogénu. Je uložený v pečeňových bunkách, ktoré pôsobia ako skladovanie biopalív. Zásoby glykogénu v pečeni tvoria približne 10% jeho hmotnosti. Proces glykogenézy je ľahko reverzibilný. S poklesom hladiny glukózy v krvi sa glykogén rozpadá a glukóza sa uvoľňuje z G-6-F hydrolýzou, ktorá vstupuje do krvného obehu. Glykogén sa nachádza vo väčšine orgánov a tkanív. Napríklad celkové zásoby glykogénu vo svalovom tkanive sú takmer trikrát väčšie ako v pečeni. Neexistuje však žiadny enzým glukóza-6-fosfatáza, ktorý by uvoľňoval glukózu. Preto je pečeň jediným zdrojom, ktorý udržuje stálosť hladín cukru v krvi.
Glukóza a glykogén sa môžu syntetizovať z uhľovodíkových zlúčenín. Substrátom pre glukoneogenézu je laktát, citrát, sukcinát, a-ketoglutarát, glycerín, mnoho aminokyselín, napríklad alanín, arginín, valín, histidín, glycín, kyselina glutámová a kyselina asparágová a ďalšie. Glukoneogenéza poskytuje vitálne potreby tela počas pôstu alebo nedostatku sacharidových potravín.
Rozpad glukózy dáva telu veľké množstvo energie. Jeho oxidácia na konečné produkty - vodu a oxid uhličitý - je teda sprevádzaná uvoľňovaním 686 kcal / mol, pričom polovica energie akumulovanej prostredníctvom ATP a ďalších makroergických zlúčenín. Rozpad glukózy sa vyskytuje v anaeróbnych podmienkach (glykolýza), čo je veľmi dôležité pre fungovanie mnohých tkanív. Zároveň sa uvoľňuje oveľa menej energie a vytvára sa kyselina mliečna. Toto je ďalšia cesta metabolizmu v pečeni.
Z medziproduktov konverzie glukózy v pečeni sa syntetizuje kyselina glukurónová, ktorá je nevyhnutná na tvorbu zmiešaných polysacharidov (heparín, chondroitín sulfát, hyalurónové kyseliny, atď.), Ako aj na metabolizmus pigmentov (konjugácia bilirubínu).
Metabolizmus sacharidov je regulovaný neurohumorálnou. Tieto procesy ovplyvňujú inzulín, adrenalín, glukagón, pohlavie a iné hormóny.
Metabolizmus v pečeni: lipidy
Tuky z potravín sú emulgované žlčou, čo značne uľahčuje ich následnú hydrolýzu pôsobením lipáz. Výsledné triglyceridy štiepenia mastných kyselín sa absorbujú v čreve a transportujú sa do pečene. Lipidy vstupujú do portálnej krvi a lymfatických ciev čreva vo forme chylomikrónov - lipoproteínových komplexov obsahujúcich veľmi malé množstvo proteínu (asi 1%). Sú tvorené v črevnom epiteli. Ich vysoký obsah sa prejavuje belavým zakalením krvnej plazmy a lymfy. Chylomikróny vstupujúce do pečene sú zachytené pinocytózou hepatocytmi a Kupfferovými bunkami. Chylomikróny lymfy prúdia do všeobecného krvného obehu a využívajú ich iné orgány, predovšetkým pľúca.
Pečeň hrá hlavnú úlohu v metabolizme látok, ako sú lipidy. Tu dochádza k výmene nielen tukových látok pochádzajúcich z čriev, ale aj ich metabolických produktov, privádzaných zo všetkých strán krvou.
Oxidácia produktov rozkladu triglyceridov - mastných kyselín a glycerolu - vedie k uvoľňovaniu veľkého množstva energie a tvorbe makroergickej zlúčeniny acetylkoenzýmu A (acetyl-KOA). Recykluje sa v cykle trikarboxylovej kyseliny (Krebsov cyklus). Na úplnú oxidáciu mastných kyselín je potrebné určité množstvo kyseliny oxalooctovej (medziprodukt metabolizmu sacharidov). S jeho nedostatkom acetyl-KOA nie je zapojený do Krebsovho cyklu a oxidačný proces sa odlišuje smerom k tvorbe ketónových telies (acetoacetických a P-hydroxymaslových kyselín, acetónu). U zdravého človeka sa môže katabolizmus mastných kyselín pozdĺž tejto cesty vyskytnúť počas nedostatku nalačno alebo sacharidov. V klinickej praxi sa to pozoruje pri poruchách metabolizmu sacharidov (diabetes).
Acetyl-KOA sa podieľa na rôznych metabolických procesoch, najmä sa používajú na syntézu novo vytvorených mastných kyselín. Mastné kyseliny sa však tvoria väčšinou mimo pečene. Pečeň hrá hlavnú úlohu pri syntéze triglyceridov, fosfolipidov, lipoproteínov, cholesterolu, žlčových kyselín.
Stavebným materiálom spoločným pre syntézu triglyceridov a fosfolipidov je glycerofosfát - produkt výmeny látok, ako je glukóza alebo glycerín. Za účasti acetyl-KOA sa z neho vytvorí kyselina fosfatidová. Ak je k nej pripojená tretia molekula mastnej kyseliny, vytvorí sa neutrálny tuk, a ak je to cholín alebo iná zlúčenina obsahujúca dusík, vzniká fosfolipidový komplex. Triglyceridy sa ukladajú do tukového tkaniva a slúžia ako rezervný energetický materiál. Fosfolipidy spolu s lipoproteínmi, na ktorých tvorbu najviac súvisia, poskytujú rôzne funkcie buniek, ktoré sú zložkami plazmatickej membrány a bunkových organel. Lipoproteíny tiež transportujú zle rozpustné triglyceridy, cholesterol a niekoľko ďalších látok. Nedostatok lipoproteínov s vysokou hustotou v tele prispieva k rozvoju aterosklerózy.
Dôležitým miestom v metabolizme látok, ako sú lipidy, je cholesterol. Niektoré z nich pochádzajú z potravy, ale väčšina sa tvorí endogénne z acetyl-KOA. Približne 1000 mg cholesterolu sa syntetizuje denne v tele dospelého. Príspevok pečene k tomuto procesu je približne 80%. Cholesterol sa nachádza vo všetkých orgánoch a tkanivách, čo predstavuje 0,2% telesnej hmotnosti. Je súčasťou cytoplazmatickej membrány a ovplyvňuje zmeny ich viskozity. Cholesterol je východiskovým materiálom na syntézu steroidných hormónov, vitamínu D3, žlčových kyselín. Cholesterol je základnou zložkou žlče a spolu so žlčovými kyselinami sa podieľa na enterohepatickej cirkulácii (až 80% cholesterolu žlče sa absorbuje v čreve). Narušenie enterohepatického návratu cholesterolu zvyšuje jeho syntézu a naopak, potraviny bohaté na cholesterol tento proces inhibujú.
Nedostatok tukov v strave a nedostatok sacharidov vedie k tomu, že telo začína intenzívne využívať vlastné proteíny na energetické účely, na úkor ich plastických funkcií. Pre pacientov, ktorí podstúpili traumatickú operáciu, má tento aspekt mimoriadny význam.
Zmeny metabolizmu sa nevyhnutne vyskytujú pri akejkoľvek chorobe, zdravotných účinkoch, chirurgických zákrokoch. Spôsoby chirurgickej liečby (odstránenie orgánu alebo jeho časti, rekonštrukčná chirurgia) môžu viesť k pretrvávajúcim, ťažko liečiteľným fyziologickým poruchám. Komplikácie ako peritonitída, strata krvi, hnisavá cholangitída, portálna hypertenzia, žlčové, pankreatické a tenké črevné fistuly a mnohé ďalšie sú sprevádzané závažnými metabolickými poruchami. V takýchto situáciách liečba pacientov vždy predstavuje značné ťažkosti a vyžaduje, aby lekár poznal patogenézu metabolických porúch v pečeni a schopnosť predísť alebo kompenzovať tieto poruchy.
Typy metabolizmu v pečeni
18. marec 2017, 10:04 Odborný článok: Nova Vladislavovna Izvchikova 0 1,958
V pečeni sa rad reakcií kombinuje do jednej skupiny - metabolickej. Na ich základe sa buduje celá životná aktivita živého organizmu. Pečeň je zapojená do syntézy proteínov, do vývoja látok na trávenie, do detoxikačných procesov. Bez hepatálneho metabolizmu nie je možné poskytnúť telu všetko potrebné na normálne fungovanie orgánov a systémov.
Podstata metabolickej funkcie
Pečeň je špeciálna žľaza, ktorá sa podieľa na výrobe a premene veľkého množstva látok, ktoré sa prenášajú do iných častí tela. V dôsledku vysokej miery hepatálneho metabolizmu dochádza k včasnej distribúcii energie a substrátov medzi rôznymi systémami a tkanivami. V prirodzenom biochemickom laboratóriu existujú štyri dôležité procesy:
- metabolizmus proteínov;
- štiepenie tuku;
- konverzia sacharidov;
- detoxikáciu krvi, napríklad pri dlhodobej liečbe drogami.
Metabolizmus sacharidov v pečeni
Poskytuje produkciu a spotrebu glykogénu potrebného na udržanie homeostázy sacharidov a stabilnú glykémiu. Ak sa v krvi vyskytnú výkyvy hladín glukózy, pozoruje sa zvýšenie alebo zníženie spotreby energie organizmom. V dôsledku toho sa vytvárajú hormóny nadobličiek a pankreasu, ako je adrenalín a glukagón. Tento proces je sprevádzaný glykogenézou pečene s elimináciou glukózy do krvnej plazmy. Čiastočne sa glukóza spotrebuje pri produkcii mastných a žlčových kyselín, glykoproteínov a steroidných hormónov.
Metabolizmus lipidov
Žlčové kyseliny z metabolizmu uhľohydrátov sú nevyhnutné na rozklad tukov. S ich nedostatočným lipidovým štiepením nenastáva. Metabolizmus lipidov je potrebný ako náhrada, ak je narušená syntéza glukózy. V tomto prípade pečeň aktivuje oxidáciu mastných kyselín tvorbou potrebného biomateriálu na získanie chýbajúceho cukru. V podmienkach nadbytku glukózy sa aktivujú produkty z mastných kyselín, ako sú triglyceridy a fosfolipidy v hepatocytoch. V metabolizme lipidov sa tiež vymieňa cholesterol. Ak sa látka začne tvoriť z acetyl-CoA vo veľkých množstvách, znamená to, že existuje nadmerná výživa tela zvonku.
Spôsoby spracovania a konverzie tukov ležia na pečeni.
Aby sa všetky látky dostali na miesto určenia, transportný lipoproteín sa metabolizuje v hepatocytoch. Zodpovedá za prenos všetkých užitočných mikroorganizmov do miest určenia krvou. Aby sa zaistila stabilná činnosť srdca a kôry nadobličiek v pečeni, vyrábajú sa ketónové častice vo forme acetoacetátu a kyseliny hydroxymaslovej. Tieto zlúčeniny sú absorbované orgánmi namiesto glukózy.
Proteínový metabolizmus
Tento proces je založený na spracovaní pečeňových aminokyselín z tráviaceho traktu. Hepatické proteíny sa z nich produkujú na ďalšiu transformáciu na plazmatické proteíny. Okrem toho sa v tkanivách pečene vytvárajú látky ako fibrinogén, albumín, a- a b-globulíny, lipoproteíny, ktoré sú potrebné pre prácu iných orgánov a systémov. Je povinné vytvoriť rezervnú zásobu aminokyselín vo forme labilného proteínu, ktorý sa bude ďalej používať podľa potreby alebo bez priameho pečeňového proteínu. Proces metabolizmu bielkovín pomocou intestinálnych aminokyselín zohráva hlavnú úlohu v metabolizme pečene. Ako doplnková funkcia v tkanivách pečene sa syntetizuje močovina.
Metabolizmus hormónov
Táto funkcia pečene je kľúčom k tvorbe steroidných gomónov, aj keď ich samotný orgán neprodukuje. V pečeňových tkanivách sa syntetizuje iba heparín. Napriek tomu, s porážkou hepatocytov, dochádza k významnému zvýšeniu obsahu hormónov v krvi, napríklad estrogénov, ketosteroidov, oxykortikosteroidov s poklesom ich vylučovania. V dôsledku toho sa v tele vyvinú viaceré dysfunkcie. Ak je syntéza transportného proteínu narušená v dôsledku smrti hepatocytov, proces viazania hydrokortizónu je narušený a inzulín je inaktivovaný. To vedie k hypoglykémii. Pečeň zároveň reguluje syntézu dopamínu, adrenalínu a jeho derivátov.
Metabolizmus liečiv
Štiepenie, transformácia a odstraňovanie liečiv sa uskutočňuje v pečeni. Aby však prenikli do tela, musia byť transformované do formy rozpustnej v tukoch. Po vstupe do pečene na pozadí vystavenia enzýmom mikrozomálnej oxidázy v hepatocytoch sú zložky liečiva podávané vo vode rozpustnej forme. Výsledné produkty rozkladu sa vylučujú močom a žlčou. Kvalita pečene na odstránenie liekov je určená:
- aktivity jeho enzýmov;
- prítomnosť dostatočného voľného priestoru;
- normálny prietok krvi;
- stupeň väzby liečiva krvnými proteínmi syntetizovanými v pečeni.
ÚLOHA ŽIVOTA VO VÝMENE LÁTOK. T
Pečeň hrá obrovskú úlohu pri trávení a metabolizme. Všetky látky absorbované do krvi musia vstúpiť do pečene a podstúpiť metabolické transformácie. V pečeni sú syntetizované rôzne organické látky: proteíny, glykogén, tuky, fosfatidy a ďalšie zlúčeniny. Krv vniká do pečeňovej tepny a portálnej žily. Okrem toho 80% krvi pochádzajúcej z brušných orgánov prechádza cez portálnu žilu a iba 20% cez pečeňovú tepnu. Krv prúdi z pečene cez pečeňovú žilu.
Na štúdium funkcie pečene využívajú angiostamickú metódu, Ekka - Pavlovovu fistulu, pomocou ktorej študujú biochemické zloženie prietoku a tečenia pomocou metódy katetrizácie ciev v portálovom systéme, vyvinutej A. Alievom.
Pečeň hrá významnú úlohu v metabolizme proteínov. z
Aminokyseliny z krvi, bielkoviny sa tvoria v pečeni. V nej
fibrinogén, protrombín, ktoré vykonávajú dôležité funkcie
pri zrážaní krvi. Tu sú procesy reštrukturalizácie
aminokyseliny: deaminácia, transaminácia, dekarboxylácia.
Pečeň je centrálnym miestom pre neutralizáciu jedovatých produktov metabolizmu dusíka, predovšetkým amoniaku, ktorý sa premieňa na močovinu alebo sa vytvára na amidy kyselín, nukleové kyseliny sa rozkladajú v pečeni, oxidácia purínových báz a tvorba konečného produktu ich metabolizmu, kyseliny močovej. Látky (indol, skatol, krezol, fenol) pochádzajúce z hrubého čreva, kombinované s kyselinou sírovou a glukurónovou, sa premieňajú na éter-kyselinu sírovú. Odstránenie pečene z tela zvierat vedie k ich smrti. Je to zrejme kvôli akumulácii amoniaku a iných toxických medziproduktov metabolizmu dusíka v krvi.
Hlavnú úlohu zohrávajú pečeň v metabolizme sacharidov. Glukóza, prenesená z čreva cez portálnu žilu, sa v pečeni premieňa na glykogén. Vzhľadom k vysokým glykogénovým zásobám, pečeň slúži ako hlavné sacharidov depot tela. Glykogénna funkcia pečene je zaistená pôsobením mnohých enzýmov a je regulovaná centrálnym nervovým systémom a 1 hormónmi - adrenalínom, inzulínom, glukagónom. V prípade zvýšenej potreby tela pri cukre, napríklad počas zvýšenej svalovej práce alebo nalačno, sa glykogén pôsobením enzýmu fosforylázy premieňa na glukózu a vstupuje do krvi. Pečeň teda reguluje stálosť glukózy v krvi a normálnu zásobu orgánov a tkanív s ňou.
V pečeni sa uskutočňuje najdôležitejšia transformácia mastných kyselín, z ktorej sa syntetizujú tuky, charakteristické pre tento typ živočícha. Pri pôsobení enzýmu lipázy sa tuky rozkladajú na mastné kyseliny a glycerol. Osud glycerolu je podobný osudu glukózy. Jeho transformácia začína účasťou ATP a končí rozkladom na kyselinu mliečnu, po ktorej nasleduje oxidácia na oxid uhličitý a vodu. Niekedy, ak je to potrebné, pečeň môže syntetizovať glykogén z kyseliny mliečnej.
Pečeň tiež syntetizuje tuky a fosfatidy, ktoré vstupujú do krvného obehu a sú transportované po celom tele. Zohráva významnú úlohu pri syntéze cholesterolu a jeho esterov. S oxidáciou cholesterolu v pečeni sa tvoria žlčové kyseliny, ktoré sú vylučované žlčou a podieľajú sa na procesoch trávenia.
Pečeň sa podieľa na metabolizme vitamínov rozpustných v tukoch, je hlavným depotom retinolu a jeho provitamín - karotén. Je schopný syntetizovať kyanokobalamín.
Pečeň môže zadržať prebytočnú vodu sama o sebe a tým zabraňovať riedeniu krvi: obsahuje zásoby minerálnych solí a vitamínov, podieľa sa na metabolizme pigmentov.
Pečeň vykonáva bariérovú funkciu. Ak sa do neho vložia akékoľvek patogénne mikróby s krvou, podrobia sa dezinfekcii. Táto funkcia sa vykonáva stelátovými bunkami umiestnenými v stenách krvných kapilár, ktoré znižujú pečeňové laloky. Zachytením jedovatých zlúčenín ich stelátové bunky spolu s pečeňovými bunkami dezinfikujú. Podľa potreby sa stelátové bunky vynoria zo stien kapilár a voľne sa pohybujú a vykonávajú svoju funkciu.
Okrem toho pečeň môže preložiť olovo, ortuť, arzén a iné toxické látky do netoxických látok.
Pečeň je hlavným sacharidovým depotom tela a reguluje stálosť glukózy v krvi. Obsahuje minerály a vitamíny. Je to krv, ktorá produkuje žlč, ktorá je nevyhnutná pre trávenie.
Metabolizmus v ľudskom tele
Hlavným mechanizmom, ktorým telo pracuje, je metabolizmus. Prispieva k rozvoju a výdavkom v tele energie alebo kalórií pre všetky druhy činností. Ak je tento proces narušený v tele, potom je vystavený častým ochoreniam, štítnej žľaze, hypofýze, pohlavným žliazam a nadobličkám trpia.
Porucha metabolizmu sa často vyskytuje v dôsledku podvýživy, zlyhaní nervového systému. Veľmi často dôvodom pre porušenie metabolizmu je zlé spracovanie tukov v pečeni. Úloha tuku v metabolizme je skvelá. To je vysvetlené tým, že tuky alebo, lepšie povedané, cholesterol v tele začína presahovať normu, sú postupne uložené v rezerve. To môže spôsobiť vaskulárne lézie, rozvoj srdcových ochorení a mŕtvice. A najdôležitejšou chorobou pre nás, ktorá prispieva k metabolickým poruchám, je obezita.
Úloha vitamínov v metabolizme
Veľmi často nedostatok vitamínu znižuje aktivitu enzýmu, spomaľuje alebo úplne zastavuje reakciu, ktorú katalyzujú. V dôsledku toho dochádza k metabolickej poruche, po ktorej sa ochorenia začínajú rozvíjať.
S nedostatkom vitamínov existuje špeciálna metabolická porucha - hypovitaminóza. Je veľmi dôležité, aby nedostatok jedného vitamínu v tele nemohli byť doplnení inými. Stáva sa tiež, že jedlo obsahuje dostatok vitamínov a hypovitaminóza sa stále vyvíja, potom je dôvodom jeho zlá absorpcia.
Úloha pečene v metabolizme
Pre metabolizmus trávenia znamená veľa pečene. Pretože vstupuje do látky, preniká do krvi a trpí metabolickou transformáciou. V pečeni sa syntetizuje tuk, proteíny, sacharidy, fosfáty, glykogén a mnoho ďalších zlúčenín.
Dôležitou úlohou v metabolizme je metabolizmus proteínov v pečeni. Pri tvorbe bielkovín sa významnú úlohu venujú aminokyselinám, pochádzajú z krvi a pomáhajú pri metabolizme. Fibrinogén, protrombín, ktorý sa tvorí v pečeni, sa zúčastňuje na zrážaní krvi.
Tiež jeden z hlavných úloh v metabolizme sacharidov hrať. Pečeň je hlavným úložným miestom pre sacharidy v tele, pretože obsahuje veľkú zásobu glykogénu. Pečeň reguluje množstvo glukózy, ktorá je určená pre krv, ako aj dostatočné množstvo jej naplnenia tkanivami a orgánmi.
Okrem toho, pečeň je výrobcom mastných kyselín, z ktorých sa tvoria tuky, znamenajú veľa v metabolizme. Pečeň tiež syntetizuje tuky a fosfatidy. Sú prenášané krvou do každej bunky tela.
Významnú úlohu v metabolizme majú enzýmy, voda, dýchanie, hormóny a kyslík.
Enzýmy urýchľujú chemické reakcie v tele. Každá živá bunka má tieto molekuly. S ich pomocou sa niektoré látky transformujú na iné. Enzýmy patria medzi jednu z najdôležitejších funkcií v tele - reguláciu metabolizmu.
Voda má tiež dôležitú úlohu v metabolizme:
- dostatok vody v krvi dodáva organizmu živiny;
- z nedostatku metabolizmu vody sa spomaľuje;
- ak v krvi nie je dostatok vody, potom je telo horšie zásobované kyslíkom, vďaka čomu je možné pozorovať letargiu, zníženie počtu spálených kalórií;
- ak je nedostatok vody, potravina sa nielen zle vstrebáva, ale potraviny sa považujú za neúplné
Z vyššie uvedeného je zrejmé, že kyslík tiež hrá významnú úlohu v metabolizme. S jeho nedostatkom, kalórie sú zle spálené, a telo sa stáva pomalý. Správna spotreba kyslíka organizmom závisí od dýchania.
Je veľmi ťažké preceňovať úlohu hormónov v procese metabolizmu. Vďaka nim sa mnohé chemické procesy urýchľujú na bunkovej úrovni. Vďaka stabilnej práci hormónov je naše telo aktívne, človek vyzerá a cíti sa dobre.
Pečeň, jej úloha v metabolizme
Štruktúra pečene
Pečeň (hepar) je nepárový orgán brušnej dutiny, najväčšej žľazy v ľudskom tele. Ľudská pečeň váži jeden a pol až dva kilogramy. Je to najväčšia žľaza tela. V brušnej dutine zaberá pravú a ľavú hypochondrium. Pečeň je hustá na dotyk, ale veľmi elastická: susedné orgány na nej zanechávajú dobre viditeľné stopy. Dokonca aj vonkajšie príčiny, ako napríklad mechanický tlak, môžu spôsobiť zmenu tvaru pečene. V pečeni dochádza k neutralizácii toxických látok, ktoré do nej vstupujú krvou z gastrointestinálneho traktu; syntetizuje najdôležitejšie proteíny v krvi, tvorí glykogén, žlč; pečeň sa podieľa na tvorbe lymfy, hrá významnú úlohu v metabolizme [10]. Celá pečeň sa skladá zo sady hranolových lalokov v rozsahu od jedného do dvoch a pol milimetrov. Každý jednotlivý lobule obsahuje všetky konštrukčné prvky celého orgánu a je ako miniatúrna pečeň. Žlč je tvorená pečeňou nepretržite, ale vstupuje do čreva iba v prípade potreby. Počas určitých časových úsekov sa žlčovod uzatvára.
Veľmi výrazný je obehový systém pečene. Krv k nej prúdi nielen cez pečeňovú tepnu, ktorá vedie z aorty, ale aj cez portálovú žilu, ktorá zhromažďuje žilovú krv z orgánov brušnej dutiny. Tepny a žily husto lemujú pečeňové bunky. Blízky kontakt medzi krvou a žlčovými kapilárami, ako aj skutočnosť, že krv v pečeni prúdi pomalšie ako v iných orgánoch, prispieva k úplnejšiemu metabolizmu medzi krvou a pečeňovými bunkami. Pečeňové žily sa postupne zjednocujú a prúdia do veľkej nádrže - dolnej dutej žily, do ktorej všetka krv, ktorá prešla pečeňovými tokmi.
Pečeň je jedným z mála orgánov, ktoré môžu obnoviť svoju pôvodnú veľkosť, aj keď zostáva len 25% jej normálneho tkaniva. V skutočnosti dochádza k regenerácii, ale veľmi pomaly, a rýchly návrat pečene do pôvodnej veľkosti je pravdepodobnejší v dôsledku zvýšenia objemu zvyšných buniek. [11]
Funkcia pečene
Pečeň je zároveň orgánom trávenia, krvného obehu a metabolizmu všetkého druhu, vrátane hormonálneho. Vykonáva viac ako 70 funkcií. Zvážte tie hlavné. Najdôležitejšie funkcie pečene, ktoré sú navzájom úzko spojené, sú metabolické (účasť na intersticiálnom metabolizme), vylučovacie a bariérové funkcie. Funkcia vylučovania pečene poskytuje viac ako 40 zlúčenín z tela so žlčou, ktoré sú syntetizované samotnou pečeňou a zachytené v krvi. Na rozdiel od obličiek vylučuje aj látky s vysokou molekulovou hmotnosťou a nerozpustné vo vode. Žlčové kyseliny, cholesterol, fosfolipidy, bilirubin, mnohé proteíny, meď atď. Patria medzi látky vylučované pečeňou ako súčasť žlče. z krvi a koncentrované. Tu sa tvoria párované zlúčeniny (konjugácia s kyselinou glukurónovou a ďalšími zlúčeninami), čo prispieva k zvýšeniu rozpustnosti východiskových substrátov vo vode. Z hepatocytov žlč vstupuje do žlčovodného systému, kde k jej ďalšiemu vzniku dochádza v dôsledku sekrécie alebo reabsorpcie vody, elektrolytov a niektorých nízkomolekulových zlúčenín.
Bariérovou funkciou pečene je ochrana tela pred škodlivými účinkami cudzích látok a metabolických produktov, udržiavanie homeostázy. Bariérová funkcia sa vykonáva vďaka ochrannému a neutralizačnému účinku pečene. Ochranný účinok je poskytovaný nešpecifickými a špecifickými (imunitnými) mechanizmami. Prvý z nich je primárne spojený so stelátovými retikuloendoteliocytmi, ktoré sú najdôležitejšou zložkou (až 85%) systému mononukleárnych fagocytov. Špecifické ochranné reakcie sa uskutočňujú ako výsledok aktivity lymfocytov lymfatických uzlín pečene a protilátok, ktoré syntetizujú. Neutralizačný účinok pečene zaisťuje chemickú transformáciu toxických produktov, ktoré prichádzajú zvonka a vznikajú počas intersticiálnej výmeny. V dôsledku metabolických transformácií v pečeni (oxidácia, redukcia, hydrolýza, konjugácia s kyselinou glukurónovou alebo inými zlúčeninami) sa toxicita týchto produktov znižuje a (alebo) sa zvyšuje ich rozpustnosť vo vode, čo umožňuje ich vylučovanie z tela.
Úloha pečene v metabolizme
Vzhľadom na metabolizmus proteínov, tukov a sacharidov sme opakovane zasiahli pečeň. Pečeň je najdôležitejším orgánom na syntézu proteínov. V ňom sa tvorí všetok krvný albumín, hlavná masa faktorov zrážanlivosti, proteínové komplexy (glykoproteíny, lipoproteíny) a pod. Podieľa sa na výmene aminokyselín, syntéze glutamínu a kreatínu; tvorba močoviny sa vyskytuje takmer výlučne v pečeni. Významnú úlohu zohrávajú pečeň v metabolizme lipidov. Väčšinou syntetizuje triglyceridy, fosfolipidy a žlčové kyseliny, tvorí sa tu významná časť endogénneho cholesterolu, oxidujú sa triglyceridy a tvoria sa telá acetónu; žlč vylučovaná pečeňou je dôležitá pre rozpad a vstrebávanie tuku v čreve. Pečeň sa aktívne podieľa na intersticiálnom metabolizme sacharidov: v ňom sa tvorí cukor, oxidácia glukózy, syntéza a rozklad glykogénu. Pečeň je jedným z najdôležitejších zásob glykogénu v tele. Účasť pečene na metabolizme pigmentov je tvorba bilirubínu, jeho zachytenie z krvi, konjugácia a vylučovanie do žlče. Pečeň sa podieľa na metabolizme biologicky aktívnych látok - hormónov, biogénnych amínov, vitamínov. Tu sa tvoria aktívne formy niektorých z týchto zlúčenín, ktoré sa ukladajú, inaktivujú. Súvisiace s pečeňou a výmenou stopových prvkov, pretože pečeň syntetizuje bielkoviny, ktoré transportujú železo a meď v krvi a plní funkciu depa pre mnohé z nich.
Aktivita pečene je ovplyvnená inými orgánmi nášho tela, a čo je najdôležitejšie, je pod neustálym a neustálym ovládaním nervového systému. Pod mikroskopom môžete vidieť, že nervové vlákna husto lemujú každý pečeň. Nervový systém však nemá len priamy účinok na pečeň. Koordinuje prácu iných orgánov pôsobiacich na pečeň. To sa týka predovšetkým orgánov vnútornej sekrécie. Je možné preukázať, že centrálna nervová sústava reguluje činnosť pečene - priamo alebo cez iné systémy tela. Stanovuje intenzitu a smer metabolických procesov pečene v súlade s potrebami tela v súčasnosti. Biochemické procesy v pečeňových bunkách spôsobujú podráždenie zmyslových nervových vlákien a tým ovplyvňujú stav nervového systému.
Metabolizmus látok v pečeni
Pečeň je najväčším orgánom v orgánoch ľudí a zvierat; u dospelého váži 1,5 kg. Hoci pečeň je 2-3% telesnej hmotnosti, predstavuje 20 až 30% kyslíka spotrebovaného organizmom.
Pečeň, pozostávajúca z dvoch lalokov, je pokrytá viscerálnym peritoneom, pod ktorým je tenká a hustá vláknitá membrána (kapsula glisson). Na spodnom povrchu pečene sú brány pečene, medzi ktoré patrí portálna žila, samotná hepatálna artéria a nervy a lymfatické cievy a spoločný pečeňový kanál. Ten, ktorý sa spája s cystickým kanálom žlčníka, tvorí spoločný žlčový kanál, ktorý prúdi do zostupnej časti dvanástnika, spája sa s pankreatickým kanálikom (Wirsungov kanál) a vo väčšine prípadov (90%) tvorí spoločnú ampulku pečeňovej pankreasu.
Morfhofunkčná jednotka pečene je lobule pečene. Rezy sú hranolové formy výučby v rozsahu od 1 do 2,5 mm, ktoré sú konštruované zo spojenia pečeňových dosiek (lúčov) vo forme dvoch radiálne ležiacich radov pečeňových buniek. V strede každého lobula je centrálna (lobulárna) žila. Medzi pečeňovými doskami sú sinusoidy, v ktorých je zmiešaná krv pochádzajúca z vetiev portálnej žily a pečeňovej tepny. Sinusoidy, ktoré prúdia do lobulárnej žily, sú v priamom kontakte s každým hepatocytom, čo uľahčuje výmenu medzi krvou a pečeňovými bunkami. Hepatocyt má dobre vyvinutý systém endoplazmatického retikula (EPR), hladký aj hrubý. Jednou z hlavných funkcií EPR je syntéza proteínov, ktoré používajú iné orgány a tkanivá (albumín) alebo enzýmy pracujúce v pečeni. Okrem toho sa v EPR syntetizujú fosfolipidy, triglyceridy a cholesterol. Smooth EPR obsahuje xenobiotické detoxikačné enzýmy.
Zonalita metabolických komplexov pečene, hlavného orgánu na udržanie chemickej homeostázy, určuje rozdiel v zložení enzýmov medzi hepatocytmi perivenóznych (centrálnych) a periportálnych (periférnych) zón acini. Je to kvôli ich nerovnomernej spotrebe kyslíka rôznych enzýmových systémov.
Najvyššia koncentrácia kyanogénnych enzýmov, katabolizmus aminoskupín a mastných kyselín, cyklus močoviny a glukoneogenéza boli pozorované v periportálnej zóne, ktorá dostala viac okysličenej krvi. Pretože zložky reakcií druhej fázy biotransformácie sú lokalizované v bunkách tejto zóny acinus, sú viac chránené pred pôsobením toxických produktov. V hepatocytoch pericentrálnej zóny sú glykolýza a prvý stupeň xenobiotickej biotransformácie aktívnejšie.
V každej pečeňovej platničke medzi dvomi radmi pečeňových buniek sú medzibunkové žlčové kanáliky (drážky), ktoré nesú žlč na periférii pečeňových lalokov v medzibunkových žlčových kanálikoch, ktoré sa navzájom spájajú a tvoria nakoniec extrahepatické žlčové cesty: dva pečeňové kanály (ľavé a pravé) ), spoločné pečeňové a potom spoločné žlčovody.
Prívod krvi do pečene pochádza z dvoch zdrojov: z portálovej žily, cez ktorú sa do pečene dostane pečeň a do pečeňovej tepny približne 70% celej krvi. Portálna žila zhromažďuje krv z nepárových brušných orgánov (črevo, slezina, žalúdok, pankreas). V tomto prípade krv prechádza cez dve kapilárne siete: 1) kapiláry nespárovaných brušných orgánov; 2) sínusový priebeh pečene (sinusoid).
Portálna žila má početné anastomózy s nižšou a nižšou vena cava, ktoré sa zvyšujú s rastúcim tlakom v systéme portálnej žily, predovšetkým so zvyšujúcou sa rezistenciou v intrahepatickej kapilárnej sieti.
CHEMICKÉ ZLOŽENIE ŽIVOTA.
Viac ako polovica suchých zvyškov pečene predstavuje bielkoviny a asi 90% z nich sú naglobulíny. Pečeň je bohatá na rôzne enzýmy. Približne 5% hmotnosti pečene sa skladá z lipidov: neutrálnych tukov (triglyceridov), fosfolipidov, cholesterolu, atď. Pri vyjadrení v tukoch môže obsah lipidov dosiahnuť 20% hmotnosti orgánu a v tukovej degenerácii pečene môže byť množstvo lipidov 50% surovej hmoty.
Pečeň môže obsahovať 150 až 200 g glykogénu. Pri závažných léziách pečeňových parenchýmov spravidla klesá množstvo glykogénu. Naopak, pri niektorých glykogenózach dosahuje glykogenéza 20% alebo viac hmotnosti pečene.
Rôzne je aj minerálne zloženie pečene. Množstvo železa, medi, mangánu, niklu a niektorých ďalších prvkov prevyšuje ich obsah v iných orgánoch a tkaninách. Skupina makronutrientov zahŕňa sodík, draslík (90-1000 mg%), vápnik, fosfor (až 700 mg%), horčík (25-70 mg%). Tieto elementy sú súčasťou biologických tekutín (podieľajú sa na metabolizme soli a osmoregulácii), biologicky aktívnych látkach a sú nevyhnutné.
Viac ako 70% hmotnosti pečene je voda. Treba však pripomenúť, že hmotnosť pečene a jej zloženie podlieha výrazným výkyvom v normálnych podmienkach a najmä v patologických podmienkach. Napríklad pri edéme môže byť množstvo vody až 80% hmotnosti pečene a pri nadmernom ukladaní tuku v pečeni sa môže znížiť na 55%.
Chemické zloženie pečene u hospodárskych zvierat je približne rovnaké (%): voda - 71,2-72,9; popol - 1,3-1,5; surový proteín - 17,4-18,8; surový tuk 2,9-3,6; extrakty bez dusíka - 4,7-5,8. Pomer plne rozvinutých proteínov k nižším proteínom je 9,5, čo je o niečo menej ako u srdca, ale významne vyššie ako u iných typov vedľajších produktov. Pečeň obsahuje vysoké koncentrácie vitamínov B12, A, D, ako aj kyseliny pantoténovej, kyseliny listovej, para-aminobenzoovej, askorbovej a nikotínovej, biotínu, cholínu, tiamínu, riboflavínu, pyrodoxínu, vikasolu, tokoferolu a ďalších. Jeho zloženie obsahuje asi 1% proteínových zlúčenín obsahujúcich železo - ferín a feritín, v ktorých je 15,7% a 21,1% organicky viazaného trojmocného železa. Okrem toho sa v pečeni našli granule hemosiderínu, vrátane 50% železa.
Najdôležitejšie funkcie pečene sú metabolické, ukladacie, bariérové, vylučovacie a homeostatické.
Metabolické. Produkty degradácie živín vstupujú do pečene z tráviaceho traktu cez portálovú žilu. V pečeni sú komplexné procesy metabolizmu proteín-aminokyselín, lipidov, sacharidov, biologicky aktívnych látok (hormóny, biogénne amíny a vitamíny), mikroprvkov, regulácia metabolizmu vody. Mnohé látky sa syntetizujú v pečeni (napríklad žlč), ktorá je nevyhnutná pre fungovanie iných orgánov.
Depozitár. Pečeň akumuluje sacharidy (napríklad glykogén), bielkoviny, tuky, hormóny, vitamíny, minerály. Z pečene organizmus neustále dostáva vysokoenergetické zlúčeniny a štrukturálne bloky potrebné na syntézu komplexných makromolekúl.
Bariéra. Neutralizácia (biochemická transformácia) cudzích a toxických zlúčenín z potravy alebo vytvorená v čreve, ako aj toxických látok exogénneho pôvodu sa uskutočňuje v pečeni.
Vylučovací. Z pečene, rôzne látky endogénneho a exogénneho pôvodu buď vstupujú do žlčových ciest a vylučujú sa do žlče (viac ako 40 zlúčenín), alebo vstupujú do krvi, z ktorej sa vylučujú obličkami.
Homeostatickej. Pečeň plní dôležité funkcie udržiavania konštantného zloženia krvi (homeostázy), zabezpečuje syntézu, akumuláciu a uvoľňovanie rôznych metabolitov do krvi, ako aj absorpciu, transformáciu a vylučovanie mnohých zložiek krvnej plazmy.
Pečeň hrá vedúcu úlohu pri udržiavaní fyziologickej koncentrácie glukózy v krvi. Z celkového množstva glukózy pochádzajúcej z čreva, väčšina z nej odoberá pečeň a vynakladá: 10-15% tohto množstva na syntézu glykogénu, 60% na oxidačný rozklad, 30% na syntézu mastných kyselín.
Je potrebné zdôrazniť dôležitú úlohu enzýmu aglukokinázy v procese využitia glukózy v pečeni. Glukokináza, podobná hexokináze, katalyzuje fosforyláciu glukózy tvorbou glukóza-6-fosfátu, zatiaľ čo aktivita glukokinázy v pečeni je takmer 10-krát vyššia ako aktivita hexokinázy. Dôležitým rozdielom medzi týmito dvoma enzýmami je, že glukokináza má na rozdiel od hexokinázy vysokú hodnotu K.Mpre glukózu nie je inhibovaný glukózo-6-fosfátom.
Po jedle sa obsah glukózy portálnej žily dramaticky zvyšuje: jej intrahepatická koncentrácia sa zvyšuje v rovnakom rozsahu. Zvýšenie koncentrácie glukózy v pečeni spôsobuje významné zvýšenie aktivity glukokinázy a automaticky zvyšuje absorpciu glukózy v pečeni.
Počas fyziologickej hypoglykémie sa rozpad glykogénu aktivuje v pečeni. Prvá fáza tohto procesu spočíva v odštiepení molekuly glukózy a jej fosforylácii (enzým fosforylázy). Ďalej môže byť glukóza-6-fosfát spotrebovaný v troch oblastiach:
1. pozdĺž cesty glykolýzy s tvorbou kyseliny pyrohroznovej a laktátu; Predpokladá sa, že hlavná úloha pečene - štiepenie glukózy - je primárne spôsobená skladovaním prekurzorových metabolitov potrebných pre mastné kyseliny Iglycerínu av menšej miere acidifikáciou na CO2a H2O.
2. pozdĺž cesty fosforečnanu pentózy; V reakciách pentózo-fosfátovej cesty v pečeni vzniká NADPH, ktorý sa používa na redukciu reakcií pri syntéze mastných kyselín, cholesterolu a ďalších steroidov. Okrem toho, tvorba pentózových fosfátov, ktoré sú nevyhnutné pre synanukleové kyseliny.
3. aby boli rozdelené pôsobením fosfatázy na glukózu a fosfor.
Prevláda posledná cesta, ktorá vedie k uvoľneniu voľnej glukózy do celkového obehu.
V pečeni sa syntetizujú žlčové kyseliny s nedostatkom, pri ktorom prakticky nedochádza k tráveniu tukov. Pri regulácii metabolizmu pečene hrá vedúcu úlohu metabolizmus pečeňových lipidov. V prípade nedostatku hlavného energetického materiálu - glukózy - sa v pečeni aktivuje oxidácia mastných kyselín. V podmienkach nadbytku glukózy v hepatocytoch sú triglyceridy a fosfolipidy syntetizované z mastných kyselín, ktoré vstupujú do pečene z čreva.
Pečeň má vedúcu úlohu v regulácii metabolizmu cholesterolu. Východiskovým materiálom pri jeho syntéze je acetyl-CoA. Prebytok výživy stimuluje tvorbu cholesterolu. Biosyntéza cholesterolu v pečeni je teda regulovaná princípom negatívnej spätnej väzby. Čím viac cholesterolu sa konzumuje s jedlom, tým menej sa syntetizuje v pečeni a naopak. Predpokladá sa, že účinok exogénneho cholesterolu anabiostesego v pečeni je spojený s inhibíciou reakcie p-hydroxy-p-metylglutaryl-CoA reduktázy:
Časť cholesterolu syntetizovaného v pečeni sa vylučuje z organizmu spolu so žlčou, druhá časť sa premieňa na gélové kyseliny a používa sa v iných orgánoch na syntézu hormónov asteroidov a ďalších zlúčenín.
V pečeni môže cholesterol interagovať s mastnými kyselinami (vo forme acyl-CoA) za vzniku éter cholesterolu. Syntetizované v pečeň éter cholesterolu vstúpiť do krvi, ktorá tiež obsahuje určité množstvo voľného cholesterolu.
V pečeni sa syntetizujú transportné formy lipoproteínov. Pečeň syntetizuje triglyceridy a vylučuje ich do krvi spolu s cholesterolom vo forme lipoproteínov s veľmi nízkou hustotou (VLDL).
Podľa literatúry je hlavný lipoproteín belokapoproteínu B-100 (apo B-100) syntetizovaný v ribozómovom hrubom endoplazmatickom retikule hepatocytov. V hladkom endoplazmatickom retikule, kde sú tiež syntetizované lipidové zložky, je VLDL zostavený. Jedným z hlavných stimulov na tvorbu VLDL je zvýšenie koncentrácie esterifikovaných mastných kyselín (NEFA). Posledne menované buď vstupujú do pečene cez krvný obeh, sú viazané salbumínom, alebo sú syntetizované priamo v pečeni. NEFA sú hlavným zdrojom triglyceridov (TG). Informácie o dostupnosti NELC a TG sa prenášajú na membránovo viazané fibrózy výstredného endoplazmatického retikula, ktoré je zase signálom pre proteín syntézy (apo B-100). Syntetizovaný proteín je zavedený do membránovo hrubého retikula a po interakcii s fosfolipidovou dvojvrstvou je oblasť pozostávajúca z fosfolipidov (PL) a proteínu, ktorý je prekurzorom LP-častíc, oddelená od membrány. Ďalej, komplex proteín-fosfát-lipid vstupuje do hladkého endoplazmatického retikula, kde interaguje s TG a esterifikovaným cholesterolom (ECS), v dôsledku čoho sa po zodpovedajúcich štrukturálnych prestavbách vytvárajú vznikajúce, tj. neúplné častice (n-VLDL). Posledne uvedené vstupujú cez trubicovú sieť Golgiho aparátu do sekrečných vezikúl a v ich zložení sa dodávajú na povrch bunky, po čom nasleduje veľmi nízka hustota (VLDL) v pečeňovej bunke. VLDL - veľké častice, nesú 5-10 krát viac triglyceridov ako estery cholesterolu; Aproteíny súvisiace s VLDL ich prenášajú do tkanív, kde lipoproteínová lipáza hydrolyzuje triglyceridy. Zvyšky VLDL sa buď vracajú do pečene na opätovné použitie, alebo konvertujú na lipoproteíny s nízkou hustotou (LDL). LDL cholesterol sa dodáva do buniek umiestnených mimo pečene (kortikálne bunky nadobličiek, lymfocytov, ako aj myocytov a obličkových buniek). LDL sa viažu na špecifické receptory lokalizované na povrchu bunky a potom podliehajú endocytóze a štiepeniu v lyzozómoch. Uvoľnený cholesterol je zapojený do membránovej syntézy a metabolizmu. Okrem toho určité množstvo LDL je zničené fagocytmi "lapačmi" v retikuloendotelovom systéme. Kým metabolizmus prebieha v bunkových membránach, neesterifikovaný cholesterol sa uvoľňuje do plazmy, kde sa viaže na lipoproteín s vysokou hustotou (HDL) a esterifikuje sa mastnými kyselinami s použitím lecitín cholesterol acetyl transferázy (LH AT). Estery HDL cholesterolu sa konvertujú na VLDL a nakoniec na LDL. Počas tohto cyklu LDL dodáva cholesterolu do buniek a cholesterol sa vracia z extrahepatických zón pomocou HDL.
Intenzívny rozklad fosfolipidov sa vyskytuje v pečeni, ako aj ich syntéza. Okrem glycerolu a mastných kyselín, ktoré sú súčasťou neutrálnych tukov, sú na syntézu fosfolipidov na syntézu fosfatidcholínu potrebné aj neorganické fosfáty a dusíkaté zlúčeniny, najmä cholín, v dostatočnom množstve sú k dispozícii anorganické fosfáty v pečeni. V prípade nedostatočnej tvorby alebo nedostatočného príjmu do pečene sa cholínom syntetizovaná fosfolipidýza zložiek neutrálneho výkrmu stane nemožnou alebo sa prudko zníži a neutrálny tuk sa uloží v pečeni. V tomto prípade hovoria o tukovej infiltrácii pečene, ktorá potom môže ísť do svojej mastnej dystrofie. Inými slovami, syntéza fosfolipidu je obmedzená množstvom dusíkatých báz, t.j. pre syntézu fosfoglyceridov sú potrebné buď cholín alebo zlúčeniny, ktoré môžu byť donorovými metylovými skupinami a podieľajú sa na tvorbe cholínu (napríklad metionín). Takéto zlúčeniny sa nazývajú lipotropné látky. Preto je jasné, prečo je v prípade mastnej infiltrácie pečene veľmi užitočný tvaroh obsahujúci belokkaseín, ktorý obsahuje veľké množstvo aminokyselinových zvyškov metionínu.
Okrem toho sa v pečeni syntetizujú ketónové telieska, najmä acetoacetát a kyselina hydroxymaslová, ktoré sa prenášajú krvou do tela. Srdcový sval a kortikálna vrstva nadobličiek radšej používajú tieto zlúčeniny ako glukózu ako zdroj energie.
Pečeň hrá dôležitú úlohu v metabolizme proteínov. Najväčšie množstvo proteínu sa syntetizuje vo svaloch, avšak v množstve 1 g hmoty v pečeni sa produkuje viac. Tu sa tvoria nielen vlastné proteíny hepatocytov, ale aj veľké množstvo vylučovaných proteínov potrebných pre potreby organizmu ako celku. Najdôležitejšie z nich sú albumín, ktorého syntéza predstavuje 25% celkovej tvorby proteínov v pečeni a 50% množstva vylučovaných proteínov.
Denne sa produkuje asi 12 galbumínov. Jeho T1 / 2 je 17-20 dní. V závislosti od potrieb organizmu sa albumín syntetizuje v 10-60% hepatocytov. Približne 60% krvnej cievy pozitívnej na albumín, ale zvyšných 40% je najväčšou frakciou plazmatických proteínov.
Albumeniagraet hrá dôležitú úlohu pri udržiavaní onkotického krvného tlaku. Okrem toho je nevyhnutné pre viazanie a transport mnohých látok, vrátane určitých hormónov, mastných kyselín, stopových prvkov, tryptofánu, bilirubínu, mnohých endogénnych a exogénnych organických aniónov. V prípade zriedkavej kongenitálnej poruchy -analbuminemiínu sa však vyskytujú závažné fyziologické zmeny s výnimkou nadmerného hromadenia tekutiny v tkanivách.
Zdá sa, že iné plazmatické proteíny môžu tiež viazať a transportovať rôzne látky; okrem toho sa mnohé hydrofilné látky môžu prepravovať vo voľnom stave.
Mechanizmy syntézy vylučovaných proteínov, najmä albumínu, sú dobre známe. K translácii mRNA dochádza na polyribozóme hrubého endoplazmatického retikula (naopak intracelulárne proteíny, ako je feritín, sa syntetizujú hlavne na voľných polyribozómoch). Pri syntéze albumínu, ako aj ďalších sekretovaných proteínov sa najprv tvoria väčšie prekurzory. Preproalbumín obsahuje takzvaný signálny peptid s 24 aminokyselinami na N-konci. Je nevyhnutné, aby preproalbumín bol rozpoznávaný proteínovým transportným systémom v membráne endoplazmatického retikula a poslaný do svojej dutiny na spracovanie a následnú sekréciu (namiesto toho, aby bol použitý vo vnútri bunky a nebol zničený). Počas spracovania sa signálny peptid odštiepi v dvoch stupňoch, pričom prvý sa vyskytuje ešte pred koncom vysielania (toto produkuje proalbumín). Po ukončení syntézy a spracovania sa molekula albumínu prenesie do Golgiho aparátu, odkiaľ sa transportuje na povrch hepatocytu. Do tohto procesu sú zapojené mikrovlákna a mikrotubuly, ale samotný mechanizmus prenosu nie je známy.
Novo syntetizovaný albumín môže zostať v priestore Disse, ale väčšina z neho, podobne ako iné vylučované proteíny, vstupuje do krvi. Nie je známe, kde dochádza k decadalbumínu.
Syntéza albumínu je regulovaná množstvom faktorov, vrátane rýchlosti transkripcie mRNA a dostupnosti tRNA. Proces translácie závisí od faktorov ovplyvňujúcich iniciáciu, predĺženie a uvoľnenie proteínu, ako aj od prítomnosti ATP, GTPi a iónu horčíka. Syntéza albumínu tiež závisí od príjmu prekurzorov aminokyselín, najmä tryptofánu, čo je najvzácnejšia väčšina esenciálnych aminokyselín. U pacientov s rozsiahlou karcinoidnou syntézou albumínu sa môže dramaticky znížiť, pretože nádorové bunky používajú tryptofágovú syntézu serotonínu.
S poklesom onkotického tlaku v plazme sa zvyšuje syntéza albumínu.
Nakoniec hormóny ako glukagóninzulín ovplyvňujú metabolizmus proteínov v pečeni.
V pečeni sa tvoria ďalšie vylučované proteíny. Syntéza a spracovanie väčšiny z nich je rovnaká ako albumín. Mnoho proteínov s hrubým endoplazmatickým retikulom alebo Golgiho iglykozylačným aparátom sa transformuje na glykoproteíny; ich záchvat v ďalších tkanivách a väzba na receptory závisia od sacharidovej oblasti.
Väčšina proteínovej plazmy sa syntetizuje v pečeni.
Mnohé koagulačné faktory sú syntetizované v pečeni: fibrinogén (faktor I), protrombín (faktor II), faktor V, faktor VII, faktor IX, faktor X, faktor XI, faktor XII, faktor XIII, ako aj inhibítory koagulácie a fibrinolýzy.
Syntéza protrombínu a faktorov VII, IX a X závisí od dostupnosti vitamínu C, a teda absorpcie tukov v čreve (rozpustný vitamín Kgiro) Vitamín Kaktivuje enzýmy endoplazmatického retikula hepatocytov katalyzujúcich gama-karboxyláciu zvyškov kyseliny glutámovej v prekurzoroch skladacích faktorov. Vďaka gama-karboxylácii sa zvyšuje najmä schopnosť protrombínu viazať vápenaté fosfolipidové ióny vápnika a rýchlo sa premieňať na trombín v prítomnosti faktorov V a X.
Metabolická funkcia pečene má veľký význam pri regulácii hemostázy. Ťažké poškodenie pečene vedie k zníženiu syntézy pro-trombínu Hypoprotrombinémia sa môže zintenzívniť v dôsledku zníženia absorpcie vitamínu Kpripistochenii, zavedenia širokospektrálnych antibiotík alebo narušenia absorpcie tuku znížením koncentrácie žlčových kyselín v čreve (napríklad cholestáza). V takýchto prípadoch sa na normalizáciu hladiny pro-protrombinázy použijú prípravky vitamínu Kv / m alebo v / v.
Ak však koagulopatia vzniká v dôsledku dysfunkcie hepatocytov a nie je spojená s cholestázou alebo zhoršenou absorpciou, potom podávanie prípravkov vitamínu K neovplyvňuje syntézu prototrombínu. T1 / 2 koagulačných faktorov závislých od vitamínu K je významne nižšia ako T1 / 2 albumínu, preto hypoproprotrombinémia zvyčajne predchádza vzniku hypopalibuminémie, najmä pri akútnom poškodení pečene.
U pacientov s cirhózou pečene sa môžu hemostatické poruchy zhoršiť v dôsledku trombocytopénie spôsobenej hypersplenizmom.
Pri ochoreniach pečene môže byť narušená syntéza a iné faktory zrážanlivosti. Ťažké poškodenie pečene niekedy vedie k poklesu plazmatického faktora V. Koncentrácia fibrinogénu zvyčajne zostáva takmer nezmenená, s výnimkou prípadov, keď sa vyvíja syndróm DLS. Z neznámych dôvodov môže poškodená pečeň syntetizovať zvýšené množstvo fibrinogénu, ako aj iných proteínov, ktoré sa nazývajú proteíny akútnej fázy zápalu (C-reaktívny proteín, haptoglobin, ceruloplasminitransferín). Posledne uvedený je tvorený ako pri poškodení pečene, tak pri systémových ochoreniach zhubných nádorov, reumatoidnej artritídy, bakteriálnych infekcií, popálenín, infarktu myokardu. Zdá sa, že syntetické proteíny akútnej fázy zápalu sú stimulované cytokínmi, vrátane IL-1 a IL-6.
Hoci poškodená pečeň môže syntetizovať normálne alebo zvýšené množstvo fibrinogénu, ale jeho molekulárna štruktúra môže byť významne zmenená vďaka jemnému porušeniu syntézy proteínov. Možno je to jeden z mechanizmov narušenia hemostázy, často sa vyskytujúci pri chronickom ochorení pečene.
Pečeň je stredobodom metabolizmu aminokyselín, pretože v nich sa aktívne vykonávajú procesy ich chemickej modifikácie. Okrem toho je v pečeni syntetizovaná močovina.
Detoxikačná funkcia pečene
Detoxikácia toxických metabolitov a cudzorodých látok (xenobiotík) sa vyskytuje v hepatocytoch v dvoch štádiách. Reakcie prvého stupňa sú katalyzované monooxygenázovým systémom, ktorého zložky sú uložené v membránach endoplazmatického retikula. Reakcie oxidácie, redukcie alebo hydrolýzy sú prvým stupňom v systéme vylučovania hydrofóbnych molekúl. Premieňajú látky na polárne vo vode rozpustné metabolity.
Hlavným enzýmom je hemoproteínový cytochróm P-450. Doteraz bolo identifikovaných mnoho izoforiem tohto enzýmu a v závislosti od ich vlastností a funkcií sú priradené viacerým rodinám. U cicavcov sa identifikovalo 13 podrodín rx 450, podmienečne sa predpokladá, že enzýmy rodiny I-IV sa podieľajú na biotransformácii xenobiotík, zvyšok metabolizuje endogénne zlúčeniny (steroidné hormóny, prostaglandíny, mastné kyseliny atď.).
Dôležitou vlastnosťou chi R-450 je schopnosť indukovať pôsobenie exogénnych substrátov, ktoré tvorili základ pre klasifikáciu izoforiem v závislosti od indukovateľnosti konkrétnej chemickej štruktúry.
V prvom stupni biotransformácie nastáva tvorba alebo uvoľňovanie hydroxylových, karboxylových, tiolových a aminoskupín, ktoré sú hydrofilné, a molekula môže prejsť ďalšou transformáciou a odstránením z tela. NADPH sa používa ako koenzým. Okrem rx R-450 sa v prvom stupni biotransformácie zúčastňujú cx b5a cytochróm reduktázy.
V prvej fáze biotransformácie sa mnohé liečivé látky, vstupujúce do tela, menia na aktívne formy a vytvárajú potrebný terapeutický účinok. Často však nie je množstvo xenobiotík detoxikované, ale skôr je toxické za účasti monooxygenázového systému a stáva sa reaktívnejším.
Metabolické produkty cudzorodých látok vytvorených v prvom stupni biotransformácie sa ďalej detoxikujú s použitím série reakcií druhého stupňa. Výsledné zlúčeniny sú menej polárne, a preto sa ľahko odstránia z buniek. Prevládajúcim procesom je konjugácia, katalyzovaná glutatión-S-transferázou, sulfotransferázou a UDP-glukuronyltransferázou. Konjugácia s glutatiónom, ktorá vedie k tvorbe merkapturových kyselín, je všeobecne považovaná za hlavný mechanizmus detoxikácie.
Glutatión (vedúca zložka bunkového redox pufra) je zlúčenina obsahujúca reaktívnu tiolovú skupinu. Väčšina z nich je v redukovanej forme (GSH) a hrá ústrednú úlohu pri inaktivácii toxických a reaktívnych produktov. Redukcia oxidovaného glutatiónu sa uskutočňuje enzýmom glutatiónreduktázou, pričom sa ako koenzým používa NADPH. Konjugáty s kyselinou glutatiónovou, kyselinou sírovou a glukurónovou sa vylučujú hlavne močom.
BIOCHEMICKÉ INDIKÁTORY ŽIVOTNÉHO VZDUCHU.
Proteíny Závažné poškodenie pečene môže viesť k poklesu krvného albumínu, protrombínu, fibrinogénu a ďalších proteínov syntetizovaných iba hepatocytmi. Obsah týchto proteínov v krvi umožňuje vyhodnotiť syntetické funkcie pečene a nielen stupeň poškodenia hepatocytov. Tento ukazovateľ má zároveň významné nevýhody:
- jeho citlivosť je malá a mení sa len v neskorších štádiách poškodenia pečene (v dôsledku významného prísunu proteínov v pečeni a ich veľkého T1 / 2);
- jeho hodnota v diferenciálnej diagnostike ochorenia pečene je malá;
- nie je špecifický pre ochorenie pečene.
Sérové globulíny sú heterogénnou skupinou proteínov, vrátane elektroforetických frakcií alfa, beta a gama globulínov (tieto sú hlavne reprezentované imunoglobulínmi).