Pečeň hrá ústrednú úlohu v metabolizme proteínov. Vykonáva tieto hlavné funkcie: syntéza špecifických plazmatických proteínov; tvorba močoviny a kyseliny močovej; syntézu cholínu a kreatínu; transaminácia a deaminácia aminokyselín, čo je veľmi dôležité pre vzájomné transformácie aminokyselín, ako aj pre proces glukoneogenézy a tvorby ketónových telies. Všetky plazmatické albumíny, 75 - 90% α-globulínov a 50% β-globulínov sú syntetizované hepatocytmi. Iba y-globulíny nie sú produkované hepatocytmi, ale makrofágovým systémom, ku ktorému patria retelloendotelové bunky (Kupfferove bunky). V pečeni sa tvoria prevažne y-globulíny. Pečeň je jediným orgánom, kde sú takéto dôležité proteíny pre telo syntetizované ako protrombín, fibrinogén, prokonvertín a proaccelerín.
Pri ochoreniach pečene je často dôležité, aby sa určilo frakčné zloženie plazmatických proteínov (alebo séra) krvi z diagnostického aj prognostického hľadiska. Je známe, že patologický proces v hepatocytoch dramaticky znižuje ich syntetické schopnosti. Výsledkom je, že obsah albumínu v krvnej plazme prudko klesá, čo môže viesť k poklesu onkotického tlaku krvnej plazmy, vzniku edému a potom ascitu. Je známe, že pri cirhóze pečene, ktorá sa vyskytuje pri príznakoch ascitu, je obsah albumínu v krvnom sére o 20% nižší ako pri cirhóze bez ascitu.
Porušenie syntézy mnohých proteínových faktorov systému zrážania krvi pri ťažkých ochoreniach pečene môže viesť k hemoragickým príhodám.
Pri poškodení pečene je tiež narušený proces deaminácie aminokyselín, čo prispieva k zvýšeniu ich koncentrácie v krvi a moči. Ak je teda normálny obsah dusíka v aminokyselinách v sére asi 2,9–4,3 mmol / l, potom pri ťažkých ochoreniach pečene (atrofické procesy) sa táto hodnota zvyšuje na 21 mmol / l, čo vedie k aminoacidúrii. Napríklad pri akútnej atrofii pečene môže množstvo tyrozínu v dennom množstve moču dosiahnuť 2 g (rýchlosťou 0,02 - 0,05 g / deň).
V tele sa tvorba močoviny vyskytuje hlavne v pečeni. Syntéza močoviny je spojená s vynaložením pomerne významného množstva energie (3 molekuly ATP sa spotrebujú na tvorbu 1 molekuly močoviny). Pri ochorení pečene, keď je znížené množstvo ATP v hepatocytoch, je narušená syntéza močoviny. V týchto prípadoch je indikatívne stanovenie pomeru dusíka močoviny k dusíku aminoskupiny v sére. Normálne je tento pomer 2: 1 a v prípade závažného poškodenia pečene je 1: 1.
Väčšina kyseliny močovej sa tvorí aj v pečeni, kde sa množstvo enzýmu xantínoxidázy, za účasti ktorého sa hydroxypurín (hypoxantín a xantín) premieňa na kyselinu močovú. Nesmieme zabúdať na úlohu pečene pri syntéze kreatínu. V tele sú dva zdroje kreatínu. Existuje exogénny kreatín, t.j. kreatínové potraviny (mäso, pečeň atď.) a endogénny kreatín syntetizovaný v tkanivách. Syntéza kreatínu sa vyskytuje hlavne v pečeni, odkiaľ vstupuje do svalového tkaniva cez krvný obeh. Kreatín, fosforylovaný, sa tu premieňa na kreatínfosfát az neho sa tvorí kreatinín.
Úloha pečene v metabolizme sacharidov
Hlavnou úlohou pečene pri metabolizme sacharidov je udržanie normoglykémie. Udržiavanie normálnej koncentrácie glukózy v krvi sa vykonáva tromi hlavnými mechanizmami:
1. schopnosť pečene ukladať glukózu absorbovanú z čreva a podľa potreby ju dodávať do celkového krvného obehu (pripomeňme si, že glukóza-6-fosfát vznikajúci pri reakciách glykogenolýzy v rôznych tkanivách nemôže preniknúť do plazmatickej membrány buniek, ale hepatocyty sú schopné syntetizovať glukózu-6- fosfatázu, ktorá štiepi fosfát, čím sa vytvára voľná glukóza, ktorá ľahko opúšťa pečeňové bunky;
2. na tvorbu glukózy z ne-sacharidových produktov (glukoneogenéza).
3. previesť iné hexózy (galaktóza a fruktóza) na glukózu.
Absorpcia glukózy z čreva je sprevádzaná súčasným uvoľňovaním inzulínu, ktorý stimuluje syntézu glykogénu v pečeni a urýchľuje jeho oxidačný rozklad. Medzi jedlami (nízka hladina glukózy → nízka koncentrácia inzulínu) v pečeni sa aktivujú glykogenolytické reakcie, ktoré zabraňujú vzniku hypoglykémie. Pri dlhodobom hladovaní sa najprv používajú glykogénne aminokyseliny (glukoneogenéza) a potom sa usadené tuky rozkladajú (tvorba ketónových teliesok).
Úloha pečene v metabolizme lipidov.
Pečeň ukladá lipidy a hrá kľúčovú úlohu v ich metabolizme:
• Syntetizuje, rozkladá, predlžuje alebo skracuje mastné kyseliny (pochádzajúce z potravy alebo vznikajúce pri rozklade jednoduchých a komplexných lipidov);
Dezintegrovať, triacylglyceroly sa syntetizujú alebo modifikujú;
Väčšina lipoproteínov sa syntetizuje a 90% celkového množstva cholesterolu v tele (približne 1 g / s). Všetky orgány s nedostatočnou syntézou cholesterolu (napr. Obličky) sú dodávané s pečeňovým cholesterolom;
V pečeni sa žlčové kyseliny syntetizujú z cholesterolu, ktorý je súčasťou žlče potrebného na trávenie tukov v čreve;
Pečeň je jediným orgánom, v ktorom sa syntetizujú telieska acetónu.
Úloha pečene v metabolizme proteínov.
V pečeni intenzívne prebiehajú reakcie biosyntézy proteínov, ktoré sú nevyhnutné pre udržanie vitálnej aktivity hepatocytov samotných aj pre potreby organizmu ako celku. Taktiež končí proces rozkladu proteínov tela (syntéza močoviny).
Aminokyseliny uvoľnené v procese trávenia, ktoré sa dostávajú s krvným tokom portálnej žily do pečene, sa používajú na:
Syntéza plazmatických proteínov (albumín, rôzne globulíny, koagulačné faktory),
· Tvorba α-ketokyselín transamináciou alebo oxidačnou deamináciou aminokyselín,
· Glukoneogenéza z glykogénnych aminokyselín,
Ketogenéza z ketogénnych aminokyselín,
· Syntéza mastných kyselín,
Aminokyseliny sa používajú na energiu a rozkladajú sa v cykle trikarboxylovej kyseliny.
Amoniak produkovaný v metabolizme aminokyselín v pečeni, ako aj v NH3, vznikajúce v procese rozpadu proteínov v hrubom čreve, sa premieňajú na močovinu v hepatocytoch a sú teda neutralizované.
Kreatín sa syntetizuje v pečeni, ktorá sa dodáva do krvného obehu na ďalšie použitie srdca a kostrových svalov.
Syntéza kreatínu prebieha v dvoch fázach: │
1. Guanidínová skupina arginínu (NH.)2 - C = NH), s tvorbou guanidinoacetátu. Enzýmom je arginylglycín transamináza. Táto reakcia prebieha v obličkách.
2. Z obličiek sa guanidinoacetát transportuje do pečene, kde je metylovaný S-adenosylmetionínom (aktívna forma metionínu) - vzniká kreatín. Enzýmom je guanidinoacetát transmethyláza.
COOH Arginyl Glycín CH2 - COOH
Pečeň prechádza metabolizmom sacharidov, lipidov a proteínov
Pečeň, ktorá je centrálnym orgánom metabolizmu, sa podieľa na udržiavaní metabolickej homeostázy a je schopná vykonávať interakciu metabolizmu proteínov, tukov a sacharidov.
Niektoré "zlúčeniny" metabolizmu uhľohydrátov a proteínov sú kyselina pyrohroznová, kyselina oxaloctová a kyselina a-ketoglutárová z TCAA, ktoré môžu byť premenené na alanín, aspartát a glutamát v transaminových reakciách. Podobným spôsobom prebieha proces transformácie aminokyselín na ketokyseliny.
Sacharidy sú ešte viac spojené s metabolizmom lipidov:
- Molekuly NADPH vytvorené v pentózo-fosfátovej ceste sa používajú na syntézu mastných kyselín a cholesterolu,
- glyceraldehydfosfát, ktorý sa tiež tvorí v pentózo-fosfátovej ceste, je zahrnutý v glykolýze a konvertovaný na dioxyacetónfosfát,
- glycerol-3-fosfát, vytvorený z glykolýzového dioxyacetonfosfátu, sa posiela na syntézu triacylglycerolov. Na tento účel sa môže tiež použiť glyceraldehyd-3-fosfát, syntetizovaný počas štrukturálnych preskupení fosfátovej dráhy pentózy,
- "Glukóza" a "aminokyselina" acetyl-SkoA je schopná podieľať sa na syntéze mastných kyselín a cholesterolu.
Vzťah metabolizmu proteínov, tukov a sacharidov
Výmena sacharidov
V hepatocytoch sú aktívne procesy metabolizmu sacharidov. V dôsledku syntézy a rozpadu glykogénu si pečeň udržiava koncentráciu glukózy v krvi. Aktívna syntéza glykogénu nastáva po jedle, keď koncentrácia glukózy v krvi portálnej žily dosahuje 20 mmol / l. Zásoby glykogénu v pečeni sa pohybujú od 30 do 100 g. Pri krátkodobom hladovaní dochádza ku glykogenolýze, v prípade dlhodobého hladovania je hlavným zdrojom glukózy v krvi glukoneogenéza z aminokyselín a glycerolu.
Pečeň vykonáva interkonverziu cukrov, t.j. konverzie hexóz (fruktóza, galaktóza) na glukózu.
Aktívne reakcie pentózo-fosfátovej cesty umožňujú produkciu NADPH, ktorá je nevyhnutná pre mikrozomálnu oxidáciu a syntézu mastných kyselín a cholesterolu z glukózy.
Výmena lipidov
Ak prebytok glukózy, ktorá sa nepoužíva na syntézu glykogénu a iných syntéz, vstúpi do pečene počas jedla, zmení sa na lipidy - cholesterol a triacylglyceroly. Pretože pečeň nemôže akumulovať TAG, sú odstránené lipoproteínmi s veľmi nízkou hustotou (VLDL). Cholesterol sa používa primárne na syntézu žlčových kyselín, je tiež zahrnutý v kompozícii lipoproteínov s nízkou hustotou (LDL) a VLDL.
Za určitých podmienok - nalačno, predĺžená svalová záťaž, diabetes mellitus typu I, diéta bohatá na tuky - v pečeni sa aktivuje syntéza ketónových telies používaných vo väčšine tkanív ako alternatívny zdroj energie.
Výmena proteínov
Viac ako polovica proteínu syntetizovaného za deň v tele padá na pečeň. Rýchlosť obnovy všetkých pečeňových proteínov je 7 dní, zatiaľ čo v iných orgánoch táto hodnota zodpovedá 17 alebo viac dní. Medzi ne patria nielen proteíny vlastné hepatocytom, ale aj bielkoviny pre export - albumín, mnohé globulíny, krvné enzýmy, ako aj fibrinogén a faktory zrážania krvi.
Aminokyseliny podliehajú katabolickým reakciám s transamináciou a deamináciou, dekarboxyláciou s tvorbou biogénnych amínov. Reakcie syntézy cholínu a kreatínu vznikajú v dôsledku prenosu metylovej skupiny z adenozylmetionínu. V pečeni je likvidácia prebytočného dusíka a jeho zahrnutie do zloženia močoviny.
Reakcie syntézy močoviny úzko súvisia s cyklom trikarboxylovej kyseliny.
Úzka interakcia syntézy močoviny a TCA
Výmena pigmentov
Zapojenie pečene do metabolizmu pigmentov spočíva v konverzii hydrofóbneho bilirubínu na hydrofilnú formu a jeho vylučovanie do žlče.
Metabolizmus pigmentov má zase dôležitú úlohu v metabolizme železa v tele - feritínový proteín obsahujúci železo sa nachádza v hepatocytoch.
Hodnotenie metabolickej funkcie
V klinickej praxi existujú techniky hodnotenia určitej funkcie:
Účasť na metabolizme sacharidov sa odhaduje:
- koncentrácie glukózy v krvi
- pozdĺž krivky testu tolerancie glukózy,
- na krivke "cukru" po naložení galaktózy,
- najväčšia hyperglykémia po podaní hormónov (napr. adrenalín).
Uvažuje sa o úlohe metabolizmu lipidov:
- na hladinu krvných triacylglycerolov, cholesterolu, VLDL, LDL, HDL,
- aterogénny koeficient.
Stanovuje sa metabolizmus bielkovín:
- o koncentrácii celkového proteínu a jeho frakcií v sére, t
- z hľadiska koagulogramu,
- pokiaľ ide o močovinu v krvi a moči,
- o aktivite enzýmov AST a ALT, LDH-4,5, alkalickej fosfatázy, glutamátdehydrogenázy.
Vyhodnocuje sa metabolizmus pigmentov:
- na koncentráciu celkového a priameho bilirubínu v sére.
Zapojenie pečene do metabolizmu proteínov
Údaje o porušovaní všetkých typov metabolizmu pri ochoreniach pečene sú určite informatívne pri skúmaní pacientov, ale nevýhodou definície týchto ukazovateľov, s výnimkou tých, ktoré budú uvedené nižšie, je to, že nie sú charakteristické pre počiatočné štádiá ochorenia, vzhľadom na veľkú rezervnú kapacitu orgánu., Ostré metabolické poruchy sa zvyčajne zisťujú vo výške ochorenia.
Indikátory aktivity mnohých enzýmov a indikátorov metabolizmu pigmentov, ktoré budú diskutované nižšie, sú oveľa informatívnejšie. Včasná diagnostika ochorení pečene je dôležitá nielen preto, že majú tendenciu byť chronickými a často nezvratnými, ale aj z hľadiska epidemiologických opatrení vzhľadom na vírusovú etiológiu mnohých ochorení.
Ak chcete pokračovať v preberaní, musíte obrázok zhromaždiť:
ÚLOHA ŽIVOTA VO VÝMENE PROTEÍNOV;
Pečeň hrá ústrednú úlohu v metabolizme proteínov. Vykonáva tieto hlavné funkcie: syntéza špecifických plazmatických proteínov; tvorba močoviny a kyseliny močovej; syntézu cholínu a kreatínu; transaminácia a deaminácia
aminokyseliny, ktoré sú veľmi dôležité pre vzájomnú transformáciu aminokyselín, ako aj pre proces glukoneogenézy a tvorbu ketónových telies. Všetky plazmy albumínu 1, 75 - 90% o-globulínov a 50% (3-globulíny sú syntetizované hepatocytmi. Len globulíny nie sú produkované hepatocytmi, ale makrofágovým systémom, ktorý zahŕňa retikuloendoteliálne bunky (Kupferove bunky). pečeň je jediným orgánom, kde sú takéto dôležité proteíny pre telo syntetizované ako protrombín, fibrinogén, prokonvertín a proaccelerín.
V súvislosti s vyššie uvedeným, pri ochoreniach pečene, stanovenie frakčného zloženia plazmatických proteínov (alebo séra) krvi je často zaujímavé z diagnostického aj prognostického hľadiska. Je známe, že patologický proces v hepatocytoch dramaticky znižuje ich syntetické schopnosti; Výsledkom je, že obsah albumínu v krvnej plazme prudko klesá, čo môže viesť k poklesu onkotického tlaku krvnej plazmy, vzniku edému a potom ascitu. Je známe, že pri cirhóze pečene, ktorá sa vyskytuje pri príznakoch ascitu, je obsah albumínu v krvnom sére o 20% nižší ako pri cirhóze bez ascitu.
Porušenie syntézy mnohých proteínových faktorov systému zrážania krvi pri ťažkých ochoreniach pečene môže viesť k hemoragickým príhodám.
Pri poškodení pečene je tiež narušený proces deaminácie aminokyselín, čo vedie k zvýšeniu ich koncentrácie v krvi a moči. Ak je teda normálny obsah dusíka v sére približne 2,9 - 4,3 mmol / l, potom sa pri ťažkých ochoreniach pečene (atrofické procesy) táto hodnota zvyšuje na 21 mmol / l, čo vedie k aminoacidúrii. Napríklad v prípade akútnej atrofie pečene môže obsah tyrozínu v dennom množstve moču dosiahnuť 2 g (rýchlosťou 0,02 - 0,05 g / deň).
V tele sa tvorba močoviny vyskytuje hlavne v pečeni. Syntéza močoviny je spojená s vynaložením pomerne významného množstva energie (3 molekuly ATP sa spotrebujú na tvorbu 1 molekuly močoviny). Pri ochorení pečene, keď je znížené množstvo ATP v hepatocytoch, je narušená syntéza močoviny. V týchto prípadoch je indikatívne stanovenie pomeru dusíka močoviny k dusíku aminoskupiny v sére. Normálne je tento pomer 2: 1 a pri vážnom poškodení pečene sa stáva 1: 1.
Veľká časť kyseliny močovej u ľudí sa tiež tvorí v pečeni, kde sa veľa enzýmu xantínoxidázy, za účasti ktorého sa hydroxypurín (hypoxantín a xantín) premieňa na kyselinu močovú. Nesmieme zabudnúť na úlohu pečene v syntéze kreatínu. Existujú dva zdroje, ktoré určujú prítomnosť kreatínu v tele. Existuje exogénny kreatín, t.j. kreatín v potravinárskych výrobkoch (mäso, pečeň, atď.) A endogénny kreatín, ktorý je syntetizovaný v tkanivách. Syntéza kreatínu sa vyskytuje hlavne v pečeni (pozri kapitolu 11), odkiaľ vstupuje do svalového tkaniva cez krvný obeh. Kreatín, fosforylovaný, sa tu premieňa na kreatínfosfát a z neho sa tvorí kreatinín.
Detoxikácia rôznych látok v pečeni
Cudzie látky (xenobiotiká) v pečeni sa často stávajú menej toxickými a niekedy ľahostajnými látkami. Zdá sa, že len v tomto zmysle možno hovoriť o „neutralizácii“ v pečeni. To sa deje oxidáciou, redukciou, metyláciou, acetyláciou a konjugáciou s určitými látkami. Je potrebné poznamenať, že v pečeni sa oxidácia, redukcia a hydrolýza cudzorodých zlúčenín uskutočňuje hlavne mikrozomálnymi enzýmami.
Popri mikrozómoch (pozri kapitolu 8) existuje v pečeni aj peroxizomálna oxidácia. Peroxizómy - mikrobody nachádzajúce sa v hepatocytoch; môžu byť považované za špecializované oxidačné organely. Tieto mikroorganizmy obsahujú oxidázu kyseliny močovej, oxidázu laktátu, oxidázu D-aminokyseliny a katalázu. Tento katalyzátor katalyzuje štiepenie peroxidu vodíka, ktorý vzniká pri pôsobení týchto oxydáz, teda názov týchto mikroorganizmov, peroxizómov. Peroxizomálna oxidácia, rovnako ako mikrozomálna, nie je sprevádzaná tvorbou makroergických väzieb.
„Ochranné“ syntézy sú tiež široko zastúpené v pečeni, napríklad v syntéze močoviny, v dôsledku čoho je vysoko toxický amoniak neutralizovaný. V dôsledku hnilobných procesov, ktoré sa vyskytujú v čreve, sa fenol a krezol tvoria z tyrozínu a skatolu a indolu z tryptofánu. Tieto látky sú absorbované as prietokom krvi do pečene, kde sú neutralizované tvorbou párovaných zlúčenín s kyselinou sírovou alebo glukurónovou (pozri kapitolu 11).
Neutralizácia fenolu, krezolu, skatolu a indolu v pečeni nastáva v dôsledku interakcie týchto zlúčenín s voľnými kyselinami sírovou a glukurónovou, ale s ich takzvanými aktívnymi formami: FAPS a UDPC '.
Kyselina glukurónová sa podieľa nielen na neutralizácii hnilobných produktov proteínových látok vytvorených v čreve, ale aj na väzbe mnohých ďalších toxických zlúčenín, ktoré sa tvoria v procese metabolizmu v tkanivách. Najmä voľný alebo nepriamy bilirubín, ktorý je vysoko toxický, interaguje s kyselinou glukurónovou v pečeni, pričom tvorí mono- a diglukonický bilirubín. Normálnym metabolitom je kyselina hippurová, ktorá sa tvorí v pečeni z kyseliny benzoovej a glycínu.
Vzhľadom na to, že syntéza kyseliny hippurovej u ľudí sa vyskytuje prevažne v pečeni, v klinickej praxi často stačí testovať antitoxickú funkciu pečene pomocou Quick-Pytelovho testu (s normálnou funkčnou schopnosťou obličiek). Testom sa naplní benzoát sodný, nasleduje stanovenie v moči vytvorenej kyseliny hippurovej. Pri poškodení parenchymálnej pečene sa redukuje syntéza kyseliny hippurovej.
V pečeni sú metylačné procesy široko zastúpené. Takže pred vylučovaním moču je amid kyseliny nikotínovej (vitamín PP) metylovaný v pečeni; ako výsledok sa vytvorí N-metylnikotínamid. Spolu s metyláciou intenzívne prebiehajú acetylačné procesy 2. Najmä rôzne sulfanilamidové prípravky podliehajú acetylácii v pečeni.
Príkladom neutralizácie toxických produktov v pečeni redukciou je premena nitrobenzénu na para-aminofenol. Mnohé aromatické uhľovodíky sa neutralizujú oxidáciou za vzniku zodpovedajúcich karboxylových kyselín.
Pečeň sa tiež aktívne podieľa na inaktivácii rôznych hormónov. V dôsledku vniknutia hormónov krvným obehom do pečene ich aktivita vo väčšine prípadov prudko klesá alebo je úplne stratená. Takže steroidné hormóny, ktoré prechádzajú mikrozomálnou oxidáciou, sú inaktivované, potom sa menia na zodpovedajúce glukuronidy a sulfáty. Pod vplyvom aminoxidáz sú katecholamíny oxidované v pečeni atď.
Z vyššie uvedených príkladov je zrejmé, že pečeň je schopná inaktivovať rad silných fyziologických a cudzích (vrátane toxických) látok.
Úloha pečene v metabolizme pigmentov
Zvážte len hemochromogénne pigmenty, ktoré sa tvoria v tele počas rozpadu hemoglobínu (v oveľa menšej miere počas rozpadu myoglobínu, cytochrómu atď.). Dezintegrácia hemoglobínu sa vyskytuje v bunkách makrofágov; najmä v retelloendotelových bunkách hviezd, ako aj v histiocytoch spojivového tkaniva akéhokoľvek orgánu.
Ako už bolo uvedené (pozri kapitolu 12), počiatočným štádiom rozpadu hemoglobínu je rozbitie jedného metínového mostíka za vzniku verdoglobínu. Ďalej sa atóm železa a globínový proteín oddeľujú od molekuly verdoglobínu. V dôsledku toho sa vytvorí biliverdin, čo je reťazec štyroch pyrrólových kruhov spojených metánovými mostíkmi. Potom sa biliverdin, zotavujúci, mení na bilirubín - pigment vylučovaný zo žlče, a preto sa nazýva žlčový pigment. Výsledný bilirubin sa nazýva nepriamy (nekonjugovaný) bilirubín. Je nerozpustný vo vode, poskytuje nepriamu reakciu s diazoreaktívnou, t.j. reakcia sa získava až po predošetrení alkoholom.
V pečeni sa bilirubín viaže (konjuguje) s kyselinou glukurónovou. Táto reakcia je katalyzovaná enzýmom UDP-glukuronyltransferázou. V tomto prípade kyselina glukurónová reaguje v aktívnej forme, t.j. vo forme UDHP. Výsledný bilirubín glukuronid sa nazýva priamy bilirubin (konjugovaný bilirubín). Je rozpustný vo vode a poskytuje priamu reakciu s diazoreaktívnym. Väčšina bilirubínu sa viaže na dve molekuly kyseliny glukurónovej a vytvára diglukuronid bilirubínu:
Priamy bilirubín spolu s veľmi malou časťou nepriameho bilirubínu, ktorý sa tvorí v pečeni, sa vylučuje žlčou do tenkého čreva. Tu sa kyselina glukurónová štiepi z priameho bilirubínu a redukuje sa následnou tvorbou mezobilubínu a mezobilinogénu (urobilinogénu). Predpokladá sa, že približne 10% bilirubínu sa obnoví na mesobilicín na ceste do tenkého čreva, t.j. v extrahepatickom žlčovom trakte a žlčníku. Z tenkého čreva sa časť vytvoreného mesobliogenogénu (urobilinogén) resorbuje cez črevnú stenu, vstupuje do v. portae a prietok krvi sa prenáša do pečene, kde sa úplne delí na di- a tripyroly. Mesosynogén teda nevstupuje do všeobecnej cirkulácie krvi a moču.
Hlavné množstvo mezobilinogénu z tenkého čreva vstupuje do hrubého čreva, kde sa redukuje na sterkobilinogén za účasti anaeróbnych látok.
mikroflóry. Stercobilinogén tvorený v dolných častiach hrubého čreva (hlavne v konečníku) sa oxiduje na stercobilin a vylučuje sa vo výkaloch. Len malá časť sterkobilinogénu sa absorbuje v dolných častiach hrubého čreva do systému dolnej dutej žily (najprv vstupuje do vv. Haemorrhoidalis) a následne sa vylučuje do moču obličkami. V dôsledku toho v normálnom ľudskom moči obsahuje stopy sterkobilinogénu (denne sa vylučuje močom do 4 mg). Bohužiaľ, až donedávna v klinickej praxi, stercobilinogen, obsiahnutý v normálnom moči, sa stále nazýva urobilinogén. Toto je nesprávne. Na obr. 15.2 schematicky znázorňuje spôsoby tvorby urobilinogénnych telies v ľudskom tele.
Stanovenie obsahu celkového bilirubínu a jeho frakcií ako aj urobilinogénnych telies na klinike je dôležité v diferenciálnej diagnostike žltačiek rôznych etiológií. Pri hemolytikežltáHyperbilirubinémia sa vyskytuje hlavne v dôsledku tvorby nepriameho bilirubínu. Vďaka zvýšenej hemolýze sa intenzívne vytvára v bunkách makrofágového systému pred rozpadom hemoglobínu. Pečeň nie je schopná tvoriť taký veľký počet bilirubín-glukuronidov, čo vedie k akumulácii nepriameho bilirubínu v krvi a tkanivách (Obr. 15.3). Je známe, že nepriamy bilirubín neprechádza renálnym prahom, preto sa bilirubín v moči s hemolytickou žltačkou zvyčajne nedeteguje.
Pri žltačke v pečeni dochádza k deštrukcii pečeňových buniek, je narušené vylučovanie priameho bilirubínu do žlčových kapilár a vstupuje do krvného obehu, jeho obsah sa výrazne zvyšuje. Okrem toho sa znižuje schopnosť pečeňových buniek syntetizovať bilirubin-glukuronidy; v dôsledku toho sa tiež zvyšuje množstvo nepriameho bilirubínu v sére. Porážka hepatocytov je sprevádzaná porušením ich schopnosti zničiť až do
di- a tripyrroly mezobilinogén nasiaknutý z tenkého čreva. Ten vstupuje do systémového obehu a vylučuje sa obličkami močom.
Obštrukčná žltačka narúša vylučovanie žlčou, čo vedie k prudkému zvýšeniu obsahu priameho bilirubínu v krvi. Koncentrácia nepriameho bilirubínu sa v krvi mierne zvyšuje. Obsah sterkobilogénu (stercobilin) v stolici prudko klesá. Plné obchuratsiya žlčových ciest sprevádzané nedostatkom žlčových pigmentov vo výkaloch (acholic stoličky). Charakteristické zmeny laboratórnych parametrov metabolizmu pigmentov v rôznych žltačkách sú uvedené v tabuľke č. 15.2.
N-Norm: | - zvýšené; | - znížené; f je určené; 0- nie je definované.
Žlč - tekuté tajomstvo žltohnedej farby, oddelené pečeňovými bunkami. Osoba produkuje 500-700 ml žlče denne (10 ml na 1 kg telesnej hmotnosti). Tvorba žlče prebieha nepretržite, hoci intenzita tohto procesu počas dňa prudko kolíše. Mimo trávenie, žlč pečene vstupuje do žlčníka, kde sa zahusťuje v dôsledku absorpcie vody a elektrolytov. Relatívna hustota pečeňovej žlče je 1,01 a cystická žlč je 1,04. Koncentrácia hlavných zložiek v cystickej žlči je 5 - 10 krát vyššia ako v pečeni (tabuľka 15.3).
Tabuľka 15.3. Obsah hlavných zložiek ľudskej žlče
Fiziologiya_Pechen_metabolizm
Hlavné funkcie pečene
Zapojenie pečene do metabolizmu proteínov
Úloha pečene v metabolizme sacharidov
Úloha pečene v metabolizme lipidov
Pečeň v metabolizme vody a soli
Úloha pečene v metabolizme vtákov
Referencie
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 aminokyselín pochádzajúcich z krvi sa tvorí proteín v pečeni. Vytvára fibrinogén, protrombín, ktorý plní dôležité funkcie pri zrážaní krvi. Uskutočňujú sa tu procesy preskupovania aminokyselín: 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. [1]
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. [6.]
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.
Hlavné funkcie pečene.
Podľa rôznych funkcií, ktoré vykonáva pečeň, sa dá nazvať bez zveličenia hlavným biochemickým laboratóriom ľudského tela. Pečeň je dôležitý orgán, bez nej nemôžu existovať ani zvieratá, ani človek.
Hlavné funkcie pečene sú:
1. Účasť na trávení (tvorba a vylučovanie žlče): pečeň produkuje žlč, ktorá vstupuje do dvanástnika. Žlč sa podieľa na črevnom trávení, pomáha neutralizovať kyslú buničinu pochádzajúcu zo žalúdka, rozkladá tuky a podporuje ich vstrebávanie, má stimulujúci účinok na pohyblivosť hrubého čreva. Počas dňa pečeň produkuje až 1-1,5 litra žlče.
2. Bariérová funkcia: pečeň neutralizuje toxické látky, mikróby, baktérie a vírusy pochádzajúce z krvi a lymfy. Aj v pečeni sa rozkladajú chemikálie, vrátane liekov.
3. Účasť na metabolizme: všetky živiny absorbované do krvi z tráviaceho traktu, produkty trávenia sacharidov, bielkovín a tukov, minerálov a vitamínov, prechádzajú pečeňou a sú v nej spracovávané. Niektoré aminokyseliny (fragmenty proteínov) a niektoré tuky sa premieňajú na sacharidy, takže pečeň je najväčším depotom glykogénu v tele. Syntetizuje bielkoviny krvných plazmatických globulínov a albumínu, ako aj reakciu transformácie aminokyselín. Ketónové telieska (produkty metabolizmu mastných kyselín) a cholesterol sú tiež syntetizované v pečeni. [2]
Ako výsledok, môžeme povedať, že pečeň je druh skladu živín tela, rovnako ako chemická továreň, "postavený" medzi dvoma systémami - trávenie a krvný obeh. Zhoršenie činnosti tohto komplexného mechanizmu je príčinou mnohých ochorení zažívacieho traktu, kardiovaskulárneho systému, najmä srdca. Existuje najužšie spojenie tráviaceho systému, pečene a krvného obehu.
Pečeň sa podieľa na takmer všetkých typoch metabolizmu: proteín, lipid, sacharid, voda-minerál, pigment.
Zapojenie pečene do metabolizmu proteínov:
Vyznačuje sa tým, že aktívne pokračuje so syntézou a rozpadom proteínov, ktoré sú pre organizmus dôležité. Denne sa v pečeni syntetizuje približne 13 až 18 g proteínov. Z nich sa tvorí len albumín, fibrinogén, protrombín a pečeň. Okrem toho sa tu syntetizuje až 90% alfa-globulínov a asi 50% gama-globulínov v tele. V tomto ohľade ochorenia pečene v ňom buď znižujú syntézu bielkovín, čo vedie k zníženiu množstva krvných bielkovín, alebo dochádza k tvorbe proteínov so zmenenými fyzikálno-chemickými vlastnosťami, čo vedie k zníženiu koloidnej stability krvných proteínov a je jednoduchšie, než je obvyklé. v sedimente pôsobením zrážacích činidiel (soli kovov alkalických kovov a kovov alkalických zemín, tymolu, chloridu ortuťnatého atď.). Je možné detegovať zmeny v množstve alebo vlastnostiach proteínov pomocou testov rezistencie na koloidy alebo sedimentárnych vzoriek, medzi ktorými sa často používajú Veltman, tymol a sublimatické vzorky. [6; 1.]
Pečeň je hlavným miestom syntézy proteínov, čo zabezpečuje proces zrážania krvi (fibrinogén, protrombín atď.). Porušenie ich syntézy, ako aj nedostatok vitamínu K, ktorý sa vyvíja v dôsledku porušenia sekrécie žlče a vylučovania žlčou, vedie k hemoragickým príhodám.
Procesy transformácie aminokyselín (transaminácia, deaminácia, atď.), Ktoré sa aktívne vyskytujú v pečeni počas jej závažných lézií, sa významne menia, čo je charakterizované zvýšením koncentrácie voľných aminokyselín v krvi a ich vylučovaním v moči (hyperaminoacidúria). Kryštály leucínu a tyrozínu sa môžu tiež nachádzať v moči.
Tvorba močoviny sa vyskytuje len v pečeni a porušenie funkcií hepatocytov vedie k zvýšeniu jej množstva v krvi, čo má negatívny vplyv na celé telo a môže sa prejaviť napríklad v pečeňovej kóme, čo často vedie k smrti pacienta.
Metabolické procesy, ktoré prebiehajú v pečeni, sú katalyzované rôznymi enzýmami, ktoré v prípade svojich ochorení vstupujú do krvi a vstupujú do moču. Je dôležité, aby uvoľňovanie enzýmov z buniek nastalo nielen vtedy, keď sú poškodené, ale aj v rozpore s permeabilitou bunkových membrán, ku ktorej dochádza v počiatočnom období ochorenia, preto meniace sa enzýmové spektrá sú jedným z najdôležitejších diagnostických ukazovateľov na hodnotenie stavu pacienta v predklinickom období. Napríklad v prípade Botkinovej choroby sa pozorovalo zvýšenie krvnej aktivity AlTA, LDH a AsTA v období pred žltačkou a pri rachitíde sa pozorovalo zvýšenie hladiny alkalickej fosfatázy.
Pečeň vykonáva nevyhnutnú antitoxickú funkciu pre organizmus. Je to tak, že dochádza k neutralizácii takých škodlivých látok, ako je indol, skatol, fenol, kadaverín, bilirubín, amoniak, produkty metabolizmu steroidných hormónov atď. Spôsoby neutralizácie toxických látok sú rôzne: amoniak sa premieňa na močovinu; indol, fenol, bilirubin a iné tvoria zlúčeniny, ktoré sú pre organizmus neškodné s kyselinou sírovou alebo glukurónovou, ktoré sa vylučujú močom. [5]
Úloha pečene v metabolizme sacharidov:
je determinovaný predovšetkým jeho účasťou na procesoch syntézy a rozkladu glykogénu. Má veľký význam pre reguláciu hladín glukózy v krvi. Okrem toho, interkonverzné procesy monosacharidov aktívne pokračujú v pečeni. Galaktóza a fruktóza sa konvertujú na glukózu a glukóza môže byť zdrojom syntézy fruktózy.
Proces glukoneogenézy prebieha aj v pečeni, v ktorej sa tvorí glukóza z ne-sacharidových látok - kyseliny mliečnej, glycerolu a glykogénnych aminokyselín. Pečeň sa podieľa na regulácii metabolizmu sacharidov kontrolou hladiny inzulínu v krvi, pretože pečeň obsahuje enzým inzulinázu, ktorá v závislosti od potrieb organizmu rozkladá inzulín.
Energetické potreby samotnej pečene sú uspokojené rozpadom glukózy, najprv pozdĺž anaeróbnej dráhy s tvorbou laktátu a po druhé pozdĺž peptotickej dráhy. Význam týchto procesov nie je len tvorba NADPH2 pre rôzne biosyntézy, ale aj schopnosť používať produkty rozkladu sacharidov ako východiskových látok pre rôzne metabolické procesy [1; 5; 6.]
hlavnú úlohu hrajú parenchymálne pečeňové bunky. Procesy biosyntézy cholesterolu, žlčových kyselín, tvorby plazmových fosfolipidov, ketónových teliesok a lipoproteínov prebiehajú priamo v hepatocytoch. Na druhej strane pečeň reguluje metabolizmus lipidov celého organizmu. Hoci triacylglyceroly tvoria iba 1% z celkovej hmotnosti pečene, práve toto reguluje procesy syntézy a transportu mastných kyselín v tele. V pečeni sa dodáva veľké množstvo lipidov, ktoré sú „triedené“ podľa potrieb orgánov a tkanív. Súčasne sa môže v niektorých prípadoch zvýšiť ich rozklad na konečné produkty, zatiaľ čo v iných môžu žlčové kyseliny ísť na syntézu fosfolipidov a môžu byť transportované krvou do buniek, kde sú potrebné na tvorbu membrán, alebo lipoproteínmi, ktoré môžu byť transportované do buniek, ktoré nemajú energiu., atď.
Zhrnutím úlohy pečene v metabolizme lipidov je teda možné poznamenať, že používa lipidy pre potreby hepatocytov a tiež plní funkciu monitorovania stavu metabolizmu lipidov v celom tele. [5]
Rovnako dôležité je metabolizmus pečene a vody. Je to teda zásoba krvi, a preto extracelulárna tekutina môže akumulovať až 20% celkového objemu krvi. Okrem toho pre niektoré minerálne látky slúži pečeň ako miesto akumulácie a skladovania. Patrí medzi ne sodík, horčík, mangán, meď, železo, atď. Pečeň syntetizuje proteíny, ktoré transportujú minerály krvou: transferín, ceruloplazmín, atď. Nakoniec, pečeň je miestom inaktivácie hormónov, ktoré regulujú metabolizmus vody a minerálov (aldosterón vazopresín).
Z toho všetkého je jasné, prečo sa pečeň nazýva „biochemické laboratórium“ organizmu a narušenie jeho činnosti ovplyvňuje jeho rôzne funkcie. [6.]
Úloha pečene v metabolizme vtákov.
U zvierat a vtákov je pečeň centrálnym orgánom zodpovedným za metabolické procesy v celom tele. Mnohí odborníci ho nazývajú najväčšou žľazou zvierat a vtákov. V pečeni sa produkuje žlč a množstvo životne dôležitých proteínov, ktoré sa podieľajú na zásobovaní tela množstvom živín (cez obehový systém). Práve tu sa biotransformácia väčšiny extrémne toxických látok dostáva do tela potravou. Takáto biotransformácia zahŕňa transformáciu toxických chemických látok na nové látky, ktoré už nie sú pre telo nebezpečné a dajú sa z nich ľahko odstrániť. Pečeň je schopná obnoviť svoje vlastné choré bunky, regenerovať ich alebo ich nahradiť, pričom si zachováva svoje funkcie v relatívnom poradí.
Pečeň je najväčšou "žľazou" tela vtáka, využívajúc najdôležitejšie funkcie v hlavnom metabolizme Tieto funkcie sú najrôznorodejšie a sú spôsobené vlastnosťami pečeňových buniek, ktoré predstavujú anatomickú a fyziologickú jednotu organizmu. V biochemickom aspekte sú najdôležitejšie funkcie pečene spojené s tvorbou, zložením a úlohou žlče, ako aj s rôznymi metabolickými zmenami. Vylučovanie žlče u vtákov je 1 ml / h. Zloženie žlče vtákov zahŕňa najmä kyselinu taurohenodesoxykrylovú v neprítomnosti kyseliny deoxycholovej. Fungovanie pečene vtákov sa do určitej miery líši od fungovania pečene cicavcov. Najmä tvorba močoviny je výraznou funkciou pečene u cicavcov, zatiaľ čo u vtákov je hlavnou konečnou látkou metabolizmu dusíka kyselina močová.
V pečeni vtákov dochádza k aktívnej syntéze plazmatických proteínov. Sérový albumín, fibrinogén,? - a? globulíny sa syntetizujú v hydinovej pečeni a predstavujú približne polovicu proteínov syntetizovaných týmto orgánom. Polčas albumínu je 7 dní, pre globulíny -10 dní. V pečeni existuje syntéza a rozpad plazmatických proteínov, ktoré sa používajú ako zdroj aminokyselín pre následné rôzne tkanivové syntézy.
Telo kurčiat takmer nie je schopné syntetizovať glycín. Použitie glycínu pri syntéze purínových báz, štruktúra drahokamu je hlavným dôvodom vysokej potreby vtákov pre túto kyselinu. U cicavcov sa približne 50% arginínu poskytuje syntézou v pečeni, zatiaľ čo u vtákov sa to nevyskytuje. Vtáky majú výraznú schopnosť transaminačných reakcií zahŕňajúcich aktívnu dehydrogenázu kyseliny glutámovej. V metabolizme lipidov vtákov sa pečeň identifikuje ako hlavné miesto lipogenézy. Koncentrácia a-hydroximálnej kyseliny v pečeni vtákov je 5-krát vyššia ako v pečeni cicavcov, čo indikuje aktivitu oxidačných procesov v tomto orgáne. Kombinácia vysokého stupňa? - oxidácia a lipogenéza mastných kyselín poskytuje mechanizmy na reguláciu množstva mastných kyselín, ktoré idú k syntéze lipoproteínov s veľmi nízkou hustotou. Metabolická aktivita pečene je počas obdobia znášky extrémne vysoká u vtákov, keď množstvo syntetizovaného tuku počas roka je takmer presne telesnou hmotnosťou vtáka. Najmä u brojlerov môže hmotnosť tukového tkaniva dosiahnuť 18% telesnej hmotnosti.
Pečeň má obrovskú schopnosť ukladať glykogén. Obsah glykogénu v pečeni sa líši v závislosti od obsahu sacharidov v strave hydiny.
Najčastejšou patológiou tohto orgánu je postupná „obezita“ jej buniek, ktorá vedie k rozvoju ochorenia v priebehu času, čo veterinári nazývajú mastnou degeneráciou pečene. Dôvodom je zvyčajne dlhodobý účinok bunkových toxínov, účinných liekov, vakcín, kokcidiostatík atď., Ktoré vyžadujú maximálny stres z pečene, ako aj nesprávne alebo zle vyvážené kŕmenie. To všetko je spravidla sprevádzané fyzickou nečinnosťou vtákov a zvierat, najmä s bunkovým obsahom. [4; 6.]
Referencie:
1. Lysov VF, Maksimov VI: Fyziológia a etológia zvierat; Vyd.: MOSKVA, 2012, 605s.
2. Fyziológia. Základy a funkčné systémy. Ed. Sudakova K.V.; Novosibirsk, 2000, 784c.
3. Skalny AV: Chemické prvky v ľudskej fyziológii a ekológii: Súprava nástrojov; Rostov-on-Don, 2004, 216s.
4. Článok: Zvláštnosti metabolizmu u vtákov: autor nie je známy; Petrohrad, 2001.
Článok: Úloha pečene v metabolizme: autor nie je známy; Moskva, 2006.
6. VV Rogozhin: Biochémia zvierat; Ed.: MOSCOW, 2005.
Zapojenie pečene do metabolizmu proteínov
Bez účasti pečene na metabolizme bielkovín, telo nemôže urobiť viac ako niekoľko dní, potom smrť nastane. Medzi najdôležitejšie funkcie pečene v metabolizme proteínov patria nasledujúce funkcie.
1. Deaminácia aminokyselín.
2. Tvorba močoviny a regenerácia amoniaku z telesných tekutín.
3. Tvorba plazmatických proteínov.
4. Vzájomná transformácia rôznych aminokyselín a syntéza aminokyselín z iných zlúčenín.
Pre-deaminácia aminokyselín je nevyhnutná pre ich použitie pri výrobe energie a premene na sacharidy a tuky. V malých množstvách sa deaminácia vykonáva v iných tkanivách tela, najmä v obličkách, ale z hľadiska dôležitosti nie sú tieto procesy porovnateľné s deamináciou aminokyselín v pečeni.
Tvorba močoviny v pečeni pomáha extrahovať amoniak z telesných tekutín. Veľké množstvo amoniaku sa tvorí v procese deaminácie aminokyselín, ďalšie množstvo je neustále tvorené baktériami v čreve a vstrebáva sa do krvi. V tomto ohľade, ak sa v pečeni netvorí močovina, koncentrácia amoniaku v krvnej plazme sa rýchlo zvyšuje, čo vedie k hepatálnej kóme a smrti. Aj v prípade prudkého poklesu prietoku krvi cez pečeň, ku ktorému niekedy dochádza v dôsledku vytvorenia skratu medzi portálom a vena cava, sa obsah amoniaku v krvi dramaticky zvyšuje s vytváraním podmienok pre toxikózu.
Všetky hlavné plazmatické proteíny, s výnimkou niektorých gama globulínov, sú tvorené pečeňovými bunkami. Ich počet je približne 90% všetkých plazmatických proteínov. Zostávajúce gama globulíny sú protilátky tvorené hlavne lymfoidnými plazmatickými bunkami. Maximálna rýchlosť tvorby proteínov v pečeni je 15-50 g / deň, takže ak telo stráca približne polovicu plazmatických proteínov, ich množstvo môže byť obnovené do 1-2 týždňov.
Treba mať na pamäti, že deplécia plazmatických proteínov je príčinou rýchleho nástupu mitotického delenia hepatocytov a zvýšenia veľkosti pečene. Tento účinok sa kombinuje s uvoľňovaním proteínov krvnej plazmy pečeňou, ktorá pokračuje dovtedy, kým sa koncentrácia proteínov v krvi nevráti na normálne hodnoty. Pri chronických ochoreniach pečene (vrátane cirhózy) môže hladina proteínov v krvi, najmä albumíne, klesnúť na veľmi nízke hodnoty, čo je príčinou vzniku generalizovaného edému a ascites.
Medzi najdôležitejšie funkcie pečene patrí schopnosť syntetizovať niektoré aminokyseliny spolu s chemickými zlúčeninami, ktoré zahŕňajú aminokyseliny. Napríklad v pečeni sa syntetizujú tzv. Esenciálne aminokyseliny. V procese takejto syntézy sú zahrnuté ketokyseliny s podobnou chemickou štruktúrou ako aminokyseliny (okrem kyslíka v polohe keto). Amino radikály prechádzajú niekoľkými stupňami transaminácie, pričom sa pohybujú z aminokyselín prítomných v keto kyseline na miesto kyslíka v polohe keto.
Biochémia pečene
Téma: "ŽIVÁ BIOCHÉMIA"
1. Chemické zloženie pečene: obsah glykogénu, lipidov, proteínov, minerálneho zloženia.
2. Úloha pečene v metabolizme sacharidov: udržiavanie konštantnej koncentrácie glukózy, syntéza a mobilizácia glykogénu, glukoneogenéza, hlavné spôsoby konverzie glukóza-6-fosfátu, interkonverzia monosacharidov.
3. Úloha pečene v metabolizme lipidov: syntéza vyšších mastných kyselín, acylglycerolov, fosfolipidov, cholesterolu, teliesok ketónov, syntéza a metabolizmus lipoproteínov, koncept lipotropného účinku a lipotropných faktorov.
4. Úloha pečene v metabolizme proteínov: syntéza špecifických plazmatických proteínov, tvorba močoviny a kyseliny močovej, cholínu, kreatínu, interkonverzie keto kyselín a aminokyselín.
5. Metabolizmus alkoholu v pečeni, tuková degenerácia pečene so zneužívaním alkoholu.
6. Neutralizačná funkcia pečene: štádiá (fázy) neutralizácie toxických látok v pečeni.
7. Výmena bilirubínu v pečeni. Zmeny v obsahu žlčových pigmentov v krvi, moči a výkaloch v rôznych typoch žltačky (adepatická, parenchymálna, obštrukčná).
8. Chemické zloženie žlče a jej úloha; faktory, ktoré prispievajú k tvorbe žlčových kameňov.
31.1. Funkcia pečene.
Pečeň je jedinečný orgán v metabolizme. Každá pečeňová bunka obsahuje niekoľko tisíc enzýmov katalyzujúcich reakcie mnohých metabolických ciest. Preto pečeň vykonáva v tele rad metabolických funkcií. Najdôležitejšie z nich sú:
- biosyntéza látok, ktoré fungujú alebo sa používajú v iných orgánoch. Tieto látky zahŕňajú plazmatické proteíny, glukózu, lipidy, ketónové telieska a mnohé ďalšie zlúčeniny;
- biosyntéza konečného produktu metabolizmu dusíka v tele - močovina;
- účasť na procesoch trávenia - syntéza žlčových kyselín, tvorba a vylučovanie žlče;
- biotransformácia (modifikácia a konjugácia) endogénnych metabolitov, liečiv a jedov;
- vylučovanie určitých metabolických produktov (žlčové pigmenty, prebytok cholesterolu, neutralizačné produkty).
31.2. Úloha pečene v metabolizme sacharidov.
Hlavnou úlohou pečene v metabolizme sacharidov je udržanie konštantnej hladiny glukózy v krvi. To sa dosahuje reguláciou pomeru procesov tvorby a využitia glukózy v pečeni.
Pečeňové bunky obsahujú enzým glukokinázu, ktorý katalyzuje fosforylačnú reakciu glukózy s tvorbou glukóza-6-fosfátu. Glukóza-6-fosfát je kľúčovým metabolitom metabolizmu sacharidov; Hlavné spôsoby jeho transformácie sú uvedené na obr.
31.2.1. Spôsoby využitia glukózy. Po jedle veľké množstvo glukózy vstupuje do pečene cez portálnu žilu. Táto glukóza sa používa primárne na syntézu glykogénu (reakčná schéma je znázornená na obrázku 2). Obsah glykogénu v pečeni zdravých ľudí sa zvyčajne pohybuje od 2 do 8% hmotnosti tohto orgánu.
Glykolýza a pentózová fosfátová cesta oxidácie glukózy v pečeni slúžia predovšetkým ako dodávatelia prekurzorových metabolitov na biosyntézu aminokyselín, mastných kyselín, glycerolu a nukleotidov. V menšej miere sú oxidačné cesty konverzie glukózy v pečeni zdrojom energie pre biosyntetické procesy.
Obrázok 1. Hlavné cesty konverzie glukózy-6-fosfátu v pečeni. Čísla označujú: 1 - fosforyláciu glukózy; 2 - hydrolýza glukóza-6-fosfátu; 3 - syntéza glykogénu; 4 - mobilizácia glykogénu; 5 - pentózo-fosfátová cesta; 6 - glykolýza; 7 - glukoneogenéza.
Obrázok 2. Schéma reakcií syntézy glykogénu v pečeni.
Obrázok 3. Schéma mobilizačných reakcií glykogénu v pečeni.
31.2.2. Spôsoby tvorby glukózy. V niektorých podmienkach (s nízkym obsahom sacharidov nalačno, predĺženou fyzickou námahou) telo potrebuje sacharidy vyššie ako množstvo, ktoré sa vstrebáva z gastrointestinálneho traktu. V tomto prípade sa tvorba glukózy uskutočňuje s použitím glukóza-6-fosfatázy, ktorá katalyzuje hydrolýzu glukóza-6-fosfátu v pečeňových bunkách. Glykogén slúži ako priamy zdroj glukóza-6-fosfátu. Schéma mobilizácie glykogénu je znázornená na obr.
Mobilizácia glykogénu poskytuje potrebám ľudského tela glukózu počas prvých 12 až 24 hodín pôstu. Hlavným zdrojom glukózy sa neskôr stáva glukoneogenéza, biosyntéza z nekarbohydrátových zdrojov.
Hlavnými substrátmi pre glukoneogenézu sú laktát, glycerol a aminokyseliny (s výnimkou leucínu). Tieto zlúčeniny sa najprv konvertujú na pyruvát alebo oxaloacetát, ktorý je kľúčovým metabolitom glukoneogenézy.
Glukoneogenéza je opačný proces glykolýzy. Súčasne sa pomocou špeciálnych enzýmov, ktoré katalyzujú bypassové reakcie, prekonávajú bariéry vytvorené ireverzibilnými reakciami glykolýzy (pozri obrázok 4).
Medzi inými spôsobmi metabolizmu sacharidov v pečeni treba poznamenať, že glukóza sa premieňa na iné diétne monosacharidy - fruktózu a galaktózu.
Obrázok 4. Glykolýza a glukoneogenéza v pečeni.
Enzýmy, ktoré katalyzujú ireverzibilné glykolytické reakcie: 1 - glukokináza; 2 - fosfofruktokinázu; 3 - pyruvátkináza.
Enzýmy, ktoré katalyzujú bypassové reakcie glukoneogenézy: 4-pyruvátkarboxyláza; 5-fosfoenolpyruvátkarboxykinázu; 6 -fruktozo-1,6-difosfataza; 7-glukóza-6-fosfatáza.
31.3. Úloha pečene v metabolizme lipidov.
Hepatocyty obsahujú takmer všetky enzýmy podieľajúce sa na metabolizme lipidov. Preto parenchymálne bunky pečene do značnej miery kontrolujú pomer medzi spotrebou a syntézou lipidov v tele. Katabolizmus lipidov v pečeňových bunkách sa vyskytuje hlavne v mitochondriách a lyzozómoch, biosyntéze v cytosóle a endoplazmatickom retikule. Kľúčovým metabolitom metabolizmu lipidov v pečeni je acetyl-CoA, ktorého hlavné spôsoby tvorby a použitia sú znázornené na obr.
Obrázok 5. Tvorba a použitie acetyl-CoA v pečeni.
31.3.1. Metabolizmus mastných kyselín v pečeni. Dietetické tuky vo forme chylomikrónov vstupujú do pečene cez systém pečene. Pri pôsobení lipoproteínovej lipázy, ktorá sa nachádza v endoteli kapilár, sa rozkladajú na mastné kyseliny a glycerol. Mastné kyseliny, ktoré prenikajú do hepatocytov, môžu podstúpiť oxidáciu, modifikáciu (skrátenie alebo predĺženie uhlíkového reťazca, tvorbu dvojitých väzieb) a použiť na syntézu endogénnych triacylglycerolov a fosfolipidov.
31.3.2. Syntéza ketónových telies. Keď β-oxidácia mastných kyselín v mitochondriách pečene, vzniká acetyl-CoA, ktorý podlieha ďalšej oxidácii v Krebsovom cykle. Ak je v pečeňových bunkách nedostatok oxaloacetátu (napríklad počas pôstu, diabetes mellitus), potom acetylové skupiny kondenzujú na ketónové telieska (acetoacetát, β-hydroxybutyrát, acetón). Tieto látky môžu slúžiť ako energetické substráty v iných tkanivách tela (kostrový sval, myokard, obličky, s dlhodobým hladovaním - mozog). Pečeň nevyužíva telieska ketónov. S nadbytkom ketónových teliesok v krvi sa vyvíja metabolická acidóza. Schéma tvorby ketónových telies je znázornená na obr.
Obrázok 6. Syntéza ketónových teliesok v mitochondriách pečene.
31.3.3. Vzdelávanie a spôsoby použitia kyseliny fosfatidovej. Bežným prekurzorom triacylglycerolov a fosfolipidov v pečeni je kyselina fosfatidová. Je syntetizovaný z glycerol-3-fosfátu a dvoch acyl-CoA-aktívnych foriem mastných kyselín (obrázok 7). Glycerol-3-fosfát môže byť vytvorený buď z dioxyacetón fosfátu (metabolit glykolýzy) alebo z voľného glycerolu (produkt lipolýzy).
Obrázok 7. Tvorba kyseliny fosfatidovej (schéma).
Na syntézu fosfolipidov (fosfatidylcholínu) z kyseliny fosfatidovej je potrebné dodávať potravinám dostatočné množstvo lipotropných faktorov (látok, ktoré zabraňujú vzniku tukovej degenerácie pečene). Tieto faktory zahŕňajú cholín, metionín, vitamín B12, kyselinu listovú a niektoré ďalšie látky. Fosfolipidy sú zahrnuté v lipoproteínových komplexoch a podieľajú sa na transporte lipidov syntetizovaných v hepatocytoch do iných tkanív a orgánov. Nedostatok lipotropných faktorov (so zneužívaním tukových potravín, chronickým alkoholizmom, diabetom) prispieva k tomu, že kyselina fosfatidová sa používa na syntézu triacylglycerolov (nerozpustných vo vode). Porušenie tvorby lipoproteínov vedie k tomu, že prebytok TAG sa akumuluje v pečeňových bunkách (tuková degenerácia) a funkcia tohto orgánu je narušená. Spôsoby použitia kyseliny fosfatidovej v hepatocytoch a úloha lipotropných faktorov sú znázornené na obr.
Obrázok 8. Použitie kyseliny fosfatidovej na syntézu triacylglycerolov a fosfolipidov. Lipotropné faktory sú označené *.
31.3.4. Tvorba cholesterolu. Pečeň je hlavným miestom syntézy endogénneho cholesterolu. Táto zlúčenina je nevyhnutná pre konštrukciu bunkových membrán, je prekurzorom žlčových kyselín, steroidných hormónov, vitamínu D3. Prvé dve reakcie syntézy cholesterolu sa podobajú syntéze ketónových teliesok, ale pokračujú v cytoplazme hepatocytov. Kľúčový enzým pri syntéze cholesterolu, β-hydroxy-β-metylglutaryl-CoA reduktáza (HMG-CoA reduktáza), je inhibovaný nadbytkom cholesterolu a žlčových kyselín na základe negatívnej spätnej väzby (obrázok 9).
Obrázok 9. Syntéza cholesterolu v pečeni a jej regulácia.
31.3.5. Tvorba lipoproteínov. Lipoproteíny - komplexy proteín-lipid, ktoré zahŕňajú fosfolipidy, triacylglyceroly, cholesterol a jeho estery, ako aj proteíny (apoproteíny). Lipoproteíny transportujú vo vode nerozpustné lipidy do tkanív. Dve skupiny lipoproteínov sa tvoria v hepatocytoch - lipoproteínoch s vysokou hustotou (HDL) a lipoproteínoch s veľmi nízkou hustotou (VLDL).
31.4. Úloha pečene v metabolizme proteínov.
Pečeň je telo, ktoré reguluje príjem dusíkatých látok v tele a ich vylučovanie. V periférnych tkanivách sa neustále vyskytujú reakcie biosyntézy s použitím voľných aminokyselín alebo sa uvoľňujú do krvi počas rozpadu tkanivových tkanív. Napriek tomu zostáva hladina proteínov a voľných aminokyselín v krvnej plazme konštantná. Je to spôsobené tým, že pečeňové bunky majú unikátny súbor enzýmov, ktoré katalyzujú špecifické reakcie metabolizmu proteínov.
31.4.1. Spôsoby použitia aminokyselín v pečeni. Po požití proteínových potravín vstupuje veľké množstvo aminokyselín do pečeňových buniek cez portálnu žilu. Tieto zlúčeniny môžu prejsť radom transformácií v pečeni pred vstupom do všeobecného obehu. Tieto reakcie zahŕňajú (obrázok 10):
a) použitie aminokyselín na syntézu proteínov;
b) transaminácia - cesta syntézy vymeniteľných aminokyselín; tiež spája výmenu aminokyselín s glukoneogenézou a všeobecnou cestou katabolizmu;
c) deaminácia - tvorba a-keto kyselín a amoniaku;
d) syntéza močoviny - spôsob neutralizácie amoniaku (pozri schému v časti "Výmena proteínov");
e) syntézu neproteínových látok obsahujúcich dusík (cholín, kreatín, nikotínamid, nukleotidy atď.).
Obrázok 10. Metabolizmus aminokyselín v pečeni (schéma).
31.4.2. Biosyntéza proteínov. Mnohé plazmatické proteíny sa syntetizujú v pečeňových bunkách: albumín (približne 12 g denne), väčšina a- a β-globulínov, vrátane transportných proteínov (feritín, ceruloplazmín, transkortín, proteín viažuci retinol atď.). V pečeni sa tiež syntetizuje mnoho faktorov zrážania krvi (fibrinogén, protrombín, prokonvertín, proaccelerín atď.).
31.5. Neutralizačná funkcia pečene.
Nepolárne zlúčeniny rôzneho pôvodu, vrátane endogénnych látok, liečiv a jedov, sú neutralizované v pečeni. Proces neutralizácie látok zahŕňa dve fázy (fázy):
1) fázová modifikácia - zahŕňa reakciu oxidácie, redukcie, hydrolýzy; pre rad zlúčenín je voliteľné;
2) fázová konjugácia - zahŕňa reakciu interakcií látok s kyselinou glukurónovou a kyselinou sírovou, glycínom, glutamátom, taurínom a ďalšími zlúčeninami.
Podrobnejšie sa neutralizačné reakcie budú diskutovať v časti "Biotransformácia xenobiotík".
31.6. Biliárna tvorba pečene.
Žlč je tekuté tajomstvo žltohnedej farby, vylučované pečeňovými bunkami (500-700 ml denne). Zloženie žlče zahŕňa: žlčové kyseliny, cholesterol a jeho estery, žlčové pigmenty, fosfolipidy, proteíny, minerálne látky (Na +, K +, Ca2 +, Сl -) a vodu.
31.6.1. Žlčové kyseliny. V hepatocytoch vznikajú produkty metabolizmu cholesterolu. Existujú primárne (cholové, chenodeoxycholové) a sekundárne (deoxycholické, lithocholické) žlčové kyseliny. Žlč obsahuje hlavne žlčové kyseliny konjugované s glycínom alebo taurínom (napríklad glykochol, kyselina, kyselina taurocholová atď.).
Žlčové kyseliny sa priamo podieľajú na trávení tukov v črevách:
- majú emulgačný účinok na jedlé tuky;
- aktivovať pankreatickú lipázu;
- podporujú absorpciu mastných kyselín a vitamínov rozpustných v tukoch;
- stimulujú črevnú peristaltiku.
Pri poruchách odtoku žlčových kyselín sa dostávajú do krvi a moču.
31.6.2. Cholesterol. Prebytok cholesterolu sa vylučuje žlčou. Cholesterol a jeho estery sú v žlči prítomné ako komplexy so žlčovými kyselinami (komplexy cholínu). Pomer žlčových kyselín k cholesterolu (pomer cholátu) by nemal byť menší ako 15. Inak sa vo vode nerozpustný cholesterol vyzráža a ukladá sa vo forme žlčníkových kameňov (ochorenie žlčových kameňov).
31.6.3. Žlčové pigmenty. Konjugovaný bilirubin (mono- a diglukuronid bilirubin) prevláda medzi pigmentmi v žlči. Vzniká v pečeňových bunkách ako výsledok interakcie voľného bilirubínu s kyselinou UDP-glukurónovou. To znižuje toxicitu bilirubínu a zvyšuje jeho rozpustnosť vo vode; ďalší konjugovaný bilirubín je vylučovaný do žlče. Ak dôjde k porušeniu odtoku žlče (obštrukčná žltačka), obsah priameho bilirubínu v krvi sa výrazne zvýši, v moči sa zistí bilirubín a obsah stolice a moču sa zníži. Pre diferenciálnu diagnostiku žltačky pozri "Výmena komplexných proteínov".
31.6.4. Enzýmy. Z enzýmov nachádzajúcich sa v žlči treba najskôr zaznamenať alkalickú fosfatázu. Jedná sa o vylučovací enzým syntetizovaný v pečeni. Pri porušení odtoku žlče sa zvyšuje aktivita alkalickej fosfatázy v krvi.