Ficatul joacă un rol central în metabolizarea proteinelor. Efectuează următoarele funcții principale: sinteza proteinelor plasmatice specifice; formarea ureei și a acidului uric; colina și sinteza creatinei; transaminarea și deaminarea aminoacizilor, care este foarte importantă pentru transformările reciproce ale aminoacizilor, precum și pentru procesul de gluconeogeneză și formarea corpurilor cetone. Toate albuminele plasmatice, 75-90% din α-globuline și 50% din β-globuline sunt sintetizate prin hepatocite. Numai y-globulinele sunt produse nu de hepatocite, ci de sistemul macrofagic, la care apar celulele reticuloendoteliale stellate (celulele lui Kupffer). Majoritatea globulinelor γ se formează în ficat. Ficatul este singurul organ în care astfel de proteine importante pentru organism sunt sintetizate ca prothrombin, fibrinogen, proconvertin și proaccelerin.
La bolile hepatice, determinarea compoziției fracționate a proteinelor plasmatice (sau a serului) de sânge este adesea de interes atât din punct de vedere al diagnosticului, cât și din perspectiva prognosticului. Se știe că procesul patologic din hepatocite reduce dramatic capacitățile lor sintetice. Ca urmare, conținutul de albumină din plasmă din sânge scade brusc, ceea ce poate duce la scăderea presiunii oncotice a plasmei sanguine, la dezvoltarea edemelor și apoi la ascite. Se observă că, în cazul cirozei hepatice, care apare cu simptome de ascită, conținutul de albumină din serul de sânge este cu 20% mai mic decât în cazul cirozei fără ascite.
Încălcarea sintezei unui număr de factori proteici ai sistemului de coagulare a sângelui în bolile hepatice severe poate duce la evenimente hemoragice.
Cu afectarea ficatului, procesul de deaminare a aminoacizilor este de asemenea perturbat, ceea ce contribuie la creșterea concentrației acestora în sânge și urină. Deci, dacă conținutul normal de azot al aminoacizilor din ser este de aproximativ 2,9-4,3 mmol / l, atunci în boli hepatice severe (procese atrofice), această valoare crește la 21 mmol / l, ceea ce duce la aminoacidurie. De exemplu, în cazul atrofiei hepatice acute, cantitatea de tirozină din urină poate ajunge la 2 g (la o rată de 0,02-0,05 g / zi).
În organism, formarea de uree apare în principal în ficat. Sinteza ureei este asociată cu o cantitate destul de semnificativă de energie (3 molecule de ATP sunt consumate pentru formarea unei molecule de uree). Cu boală hepatică, atunci când cantitatea de ATP din hepatocite este redusă, sinteza ureei este perturbată. Indicativ în aceste cazuri este determinarea în ser a raportului dintre azotul ureei și azotul amino. În mod normal, acest raport este de 2: 1, iar în caz de leziuni hepatice severe este de 1: 1.
Majoritatea acidului uric se formează și în ficat, unde multe enzime xantin oxidază, la care participă hidroxipurina (hipoxantină și xantină), sunt transformate în acid uric. Nu trebuie să uităm de rolul ficatului în sinteza creatinei. Există două surse de creatină în organism. Există creatină exogenă, adică creatină (carne, ficat etc.) și creatină endogenă, sintetizată în țesuturi. Sinteza creatinei apare în principal în ficat, de unde intră în țesutul muscular prin sânge. Aici, creatina, fosforilată, este transformată în fosfat de creatină, iar din acesta din urmă se formează creatinină.
Rolul ficatului în metabolismul carbohidraților
Rolul principal al ficatului în metabolismul carbohidraților este menținerea normoglicemiei. Menținerea unei concentrații normale de glucoză în sânge se realizează prin trei mecanisme principale:
1. capacitatea ficatului de a depune glucoza absorbita din intestin si sa o furnizeze fluxului sanguin general, dupa cum este necesar (aminteste-ti ca glucoza-6-fosfat format in reactiile de glicogenoliza in diferite tesuturi nu poate penetra membrana plasmatica a celulelor, dar hepatocitele sunt capabile sa sintetizeze 6- fosfatază, care scindează fosfatul, formând glucoză liberă, aceasta din urmă părăsește cu ușurință celulele hepatice;
2. pentru a forma glucoza din produse non-carbohidrati (gluconeogeneza).
3. convertiți alte hexoză (galactoză și fructoză) în glucoză.
Absorbția glucozei din intestin este însoțită de o eliberare simultană a insulinei, care stimulează sinteza glicogenului în ficat și accelerează descompunerea oxidativă a glucozei în acesta. Între mese (glucoză scăzută → concentrație scăzută a insulinei) în ficat, reacțiile de glicogenoliză sunt activate, ceea ce împiedică dezvoltarea hipoglicemiei. În cazul postului prelungit, se folosesc mai întâi aminoacizii glicogenici (gluconeogeneza) și apoi grăsimile depuse se descompun (formarea de corpuri cetone).
Rolul ficatului în metabolismul lipidic.
Ficatul depozitează lipidele și joacă un rol-cheie în metabolismul lor:
· Sintetizează, descompune, prelungește sau scurtează acizii grași (proveniți din alimente sau formați în timpul defalcării lipidelor simple și complexe);
· Dezintegrarea, triacilglicerolii sunt sintetizați sau modificați;
· Cele mai multe lipoproteine sunt sintetizate și 90% din cantitatea totală de colesterol din organism (aproximativ 1 g / s). Toate organele cu sinteză insuficientă de colesterol (de exemplu, rinichi) sunt alimentate cu colesterol la ficat;
· În ficat, acizii biliari sunt sintetizați din colesterol, care fac parte din bilă necesară pentru digestia lipidelor din intestin;
· Ficatul este singurul organ în care se sintetizează corpurile de acetonă.
Rolul ficatului în metabolismul proteinelor.
În ficat, reacțiile de biosinteză a proteinelor, care sunt necesare pentru menținerea activității vitale atât a hepatocitelor, cât și a nevoilor organismului în ansamblu, se desfășoară intensiv. De asemenea, se termină procesul de defalcare a proteinelor organismului (sinteza ureei).
Aminoacizii eliberați în procesul de digestie, obținuți cu fluxul sanguin al venei portalului către ficat, sunt utilizați pentru:
· Sinteza proteinelor plasmatice (albumină, diverse globuline, factori de coagulare);
· Formarea a-cetoacidelor prin transaminare sau dezaminare oxidativă a aminoacizilor,
· Gluconeogeneza din aminoacizii glicogenici,
· Ketogeneza din aminoacizii cetogenici,
· Sinteza acizilor grași,
· Aminoacizii sunt folosiți pentru energie, descompunându-se într-un ciclu de acid tricarboxilic.
Amoniacul produs în metabolismul aminoacizilor din ficat, precum și NH3, care apar în procesul de dezintegrare a proteinei în intestinul gros, este transformat în uree în hepatocite și este astfel neutralizat.
Creatina este sintetizată în ficat, pe care o livrează în fluxul sanguin pentru utilizarea în continuare a inimii și a mușchilor scheletici.
Sinteza creatinei are loc în două etape: │
1. Gruparea guanidinică a argininei (NH2 - C = NH), cu formarea de guanidinoacetat. Enzima este arginil glicin transaminaza. Această reacție are loc în rinichi.
2. Din rinichi, guanidinoacetatul este transportat în ficat, unde este metilat cu S-adenozilmetionina (forma activă a metioninei) - se formează creatina. Enzima este guanidinoacetat transmetilaza.
COOH Arginil Glicină CH2 - COOH
Ficatul traversează metabolismul carbohidraților, lipidelor și proteinelor
Ficatul, fiind organul central al metabolismului, este implicat în menținerea homeostaziei metabolice și este capabil să efectueze interacțiunea metabolismului proteinelor, grăsimilor și carbohidraților.
Unii dintre "compușii" metabolizării carbohidraților și proteinei sunt acidul piruvic, oxaloacetic și a-ketoglutaric din TCAA, care pot fi transformați în alanină, aspartat și glutamat în reacțiile de transaminare, respectiv. Procesul de transformare a aminoacizilor în cetoacizi are loc într-un mod similar.
Carbohidrații sunt chiar mai strâns legați de metabolismul lipidic:
- Moleculele NADPH formate în calea fosfatului de pentoză sunt utilizate pentru a sintetiza acizii grași și colesterolul,
- gliceraldehidă fosfat, formată de asemenea în calea fosfatului de pentoză, este inclusă în glicoliză și transformată în fosfat de dioxiacetonă,
- glicerol-3-fosfat, format din dioxiacetonifosfat de glicoliză, este trimis pentru a sintetiza triacilgliceroli. De asemenea, în acest scop, se poate utiliza gliceraldehid-3-fosfat, sintetizat în timpul rearanjamentelor structurale ale căii fosfat de pentoză,
- "Glucoza" și "aminoacidul" acetil-SkoA pot participa la sinteza acizilor grași și a colesterolului.
Relația dintre metabolismul proteinelor, grăsimilor și carbohidraților
Schimbul de carbohidrați
În hepatocite, procesele de metabolizare a carbohidraților sunt active. Datorită sintezei și defalcării glicogenului, ficatul menține concentrația de glucoză în sânge. Sinteza activă de glicogen are loc după o masă, când concentrația de glucoză din sângele venei portale atinge 20 mmol / l. Glicogenul se depozitează în intervalul ficatului de la 30 la 100 g. Cu un post pe termen scurt se produce glicogenoliza, în cazul unui post de lungă durată, gluconeogeneza din aminoacizi și glicerol este principala sursă de glucoză din sânge.
Ficatul efectuează interconversia zaharurilor, adică conversia hexozelor (fructoză, galactoză) în glucoză.
Reacțiile active ale căii fosfatului de pentoză asigură producerea de NADPH, care este necesară pentru oxidarea și sinteza microsomală a acizilor grași și a colesterolului din glucoză.
Schimbul de lipide
Dacă un exces de glucoză, care nu este utilizat pentru sinteza glicogenului și a altor sinteze, intră în ficat în timpul mesei, se transformă în lipide - colesterol și triacilgliceroli. Deoarece ficatul nu poate acumula TAG, acestea sunt îndepărtate prin lipoproteine cu densitate foarte scăzută (VLDL). Colesterolul este utilizat în principal pentru sinteza acizilor biliari, este, de asemenea, inclus în compoziția lipoproteinelor cu densitate scăzută (LDL) și VLDL.
În anumite condiții - în ficat, se activează sângele, sarcina musculară prelungită, diabetul zaharat tip I, o dietă bogată în grăsimi, sinteza corpurilor cetone utilizate de majoritatea țesuturilor ca sursă alternativă de energie.
Schimbul de proteine
Mai mult de jumătate din proteina sintetizată pe zi în organism cade pe ficat. Rata de reînnoire a tuturor proteinelor hepatice este de 7 zile, în timp ce în alte organe această valoare corespunde la 17 zile sau mai mult. Acestea includ nu numai proteinele hepatocitelor proprii, ci și cele pentru export - albumină, multe globuline, enzime sanguine, precum și factori de coagulare fibrinogen și sânge.
Aminoacizii suferă reacții catabolice cu transaminare și deaminare, decarboxilare cu formarea de amine biogene. Reacțiile de sinteză a colinei și creatininei apar datorită transferului grupării metil din adenozilmetionină. În ficat este eliminarea excesului de azot și includerea sa în compoziția ureei.
Reacțiile de sinteză a ureei sunt strâns legate de ciclul acidului tricarboxilic.
Interacțiunea strânsă a sintezei ureei și TCA
Schimbul de pigment
Implicarea ficatului în metabolismul pigmentului constă în transformarea bilirubinei hidrofobe în forma hidrofilă și secreția ei în bilă.
Metabolismul pigmentar, la rândul său, joacă un rol important în metabolismul fierului în organism - proteinele de feritină care conțin fier se găsesc în hepatocite.
Evaluarea funcției metabolice
În practica clinică, există tehnici pentru evaluarea unei anumite funcții:
Se estimează participarea la metabolismul carbohidraților:
- prin concentrația glucozei din sânge
- de-a lungul curbei testului de toleranță la glucoză,
- pe curba "zahărului" după încărcarea cu galactoză,
- cea mai mare hiperglicemie după administrarea de hormoni (de exemplu, adrenalină).
Rolul în metabolismul lipidic este luat în considerare:
- la nivelul triacilglicerolilor din sânge, colesterolului, VLDL, LDL, HDL,
- coeficientul aterogen.
Metabolismul proteinelor este evaluat:
- privind concentrația proteinei totale și a fracțiilor sale în ser,
- în ceea ce privește coagulograma,
- în ceea ce privește ureea în sânge și urină,
- asupra activității enzimelor AST și ALT, LDH-4,5, fosfatază alcalină, glutamat dehidrogenază.
Metabolismul pigmentului este evaluat:
- asupra concentrației bilirubinei totale și directe în ser.
Implicarea ficatului în metabolismul proteinelor
Datele privind încălcările tuturor tipurilor de metabolism în bolile hepatice sunt cu siguranță informative la examinarea pacienților, însă dezavantajul definirii acestor indicatori, cu excepția celor care vor fi discutate mai jos, este că ele nu sunt caracteristice pentru primele etape ale bolii, având în vedere capacitatea mare de rezervă a organului.. Tulburările metabolice acute sunt de obicei detectate la înălțimea bolii.
Indicatorii activității unui număr de enzime și indicatori ai metabolizării pigmentului, care vor fi discutate mai jos, sunt mult mai informativi. Diagnosticul precoce al bolilor hepatice este important nu numai pentru că acestea tind să devină cronice și adesea ireversibile, dar și în ceea ce privește măsurile epidemiologice, dat fiind etiologia virală a unui număr de boli.
Pentru a continua descărcarea, trebuie să colectați imaginea:
ROLUL LIVERULUI ÎN SCHIMBUL DE PROTEINE;
Ficatul joacă un rol central în metabolizarea proteinelor. Efectuează următoarele funcții principale: sinteza proteinelor plasmatice specifice; formarea ureei și a acidului uric; colina și sinteza creatinei; transaminare și deaminare
aminoacizi, care este foarte important pentru transformarea reciprocă a aminoacizilor, precum și pentru procesul de gluconeogeneză și formarea corpurilor cetone. Toate globulinele sunt produse nu de hepatocite, ci de sistemul macrofagic, care include celule reticuloendoteliale stellate (celule Kupfer), în principal în globuline se formează în afara ficatului. Ficatul este singurul organ în care astfel de proteine importante pentru organism sunt sintetizate ca prothrombin, fibrinogen, proconvertin și proaccelerin.
În legătură cu cele de mai sus, în afecțiunile hepatice, determinarea compoziției fracționate a proteinelor plasmatice (sau a serului) de sânge este adesea de interes atât din punct de vedere diagnostic cât și din punct de vedere prognostic. Se știe că procesul patologic din hepatocite reduce dramatic capacitățile lor sintetice; Ca rezultat, conținutul de albumină din plasmă din sânge scade brusc, ceea ce poate duce la scăderea presiunii oncotice a plasmei sanguine, la dezvoltarea edemelor și apoi la ascite. Se observă că, în cazul cirozei hepatice, care apare cu simptome de ascită, conținutul de albumină din serul de sânge este cu 20% mai mic decât în cazul cirozei fără ascite.
Încălcarea sintezei unui număr de factori proteici ai sistemului de coagulare a sângelui în bolile hepatice severe poate duce la evenimente hemoragice.
Cu afectarea ficatului, procesul de deaminare a aminoacizilor este de asemenea perturbat, ceea ce duce la o creștere a concentrației lor în sânge și urină. Deci, dacă conținutul normal de azot al aminoacizilor din ser este de aproximativ 2,9 - 4,3 mmol / l, atunci în boli hepatice severe (procese atrofice), această valoare crește la 21 mmol / l, ceea ce duce la aminoacidurie. De exemplu, în cazul atrofiei acute a ficatului, conținutul de tirozină în cantitatea zilnică de urină poate ajunge la 2 g (la o rată de 0,02 - 0,05 g / zi).
În organism, formarea de uree apare în principal în ficat. Sinteza ureei este asociată cu o cantitate destul de semnificativă de energie (3 molecule de ATP sunt consumate pentru formarea unei molecule de uree). Cu boală hepatică, atunci când cantitatea de ATP din hepatocite este redusă, sinteza ureei este perturbată. Indicativ în aceste cazuri este determinarea în ser a raportului dintre azotul ureei și azotul amino. În mod normal, acest raport este de 2: 1, iar cu leziuni hepatice severe devine 1: 1.
O mare parte a acidului uric la om se formează și în ficat, unde multe enzime xantin oxidaza, la care participă hidroxipurina (hipoxantină și xantină), sunt transformate în acid uric. Nu putem uita de rolul ficatului în sinteza creatinei. Există două surse care determină prezența creatinei în organism. Există creatină exogenă, adică creatină în produse alimentare (carne, ficat etc.) și creatină endogenă, care este sintetizată în țesuturi. Sinteza creatinei apare în principal în ficat (vezi capitolul 11), de unde intră în țesutul muscular prin sânge. Aici, creatina, fosforilată, este transformată în fosfat de creatină, iar din acesta din urmă se formează creatinină.
Detoxifierea diferitelor substanțe în ficat
Substanțele străine (xenobiotice) din ficat devin adesea substanțe mai puțin toxice și uneori indiferente. Aparent, numai în acest sens se poate vorbi despre "neutralizarea" lor în ficat. Acest lucru se întâmplă prin oxidare, reducere, metilare, acetilare și conjugare cu anumite substanțe. Trebuie remarcat faptul că în ficat oxidarea, reducerea și hidroliza compușilor străini se efectuează în principal prin enzime microzomale.
Împreună cu microzomal (vezi capitolul 8), oxidarea peroxizomală există și în ficat. Peroxizomi - microbii găsiți în hepatocite; ele pot fi considerate organele oxidative specializate. Aceste microbide conțin oxidază acid uric, oxidază lactat, oxidază D-aminoacid și catalază. Aceasta din urmă catalizează scindarea peroxidului de hidrogen, care se formează sub acțiunea acestor oxizaze, de aici și denumirea acestor microorganisme, peroxizomi. Oxidarea peroxizomală, precum și microzomal, nu este însoțită de formarea legăturilor macroergice.
Sintezele "protectoare" sunt, de asemenea, reprezentate pe larg în ficat, de exemplu, sinteza ureei, ca urmare a neutralizării amoniacului puternic toxic. Ca urmare a proceselor de putrefacție care apar în intestin, fenolul și crezolul sunt formate din tirozină și skatol și indol din triptofan. Aceste substanțe sunt absorbite și cu fluxul sanguin către ficat, unde acestea sunt neutralizate prin formarea de compuși în combinație cu acid sulfuric sau glucuronic (vezi capitolul 11).
Neutralizarea fenolului, crezolului, skatolului și indolului în ficat apare ca urmare a interacțiunii acestor compuși nu cu acizi sulfurici liberi și glucuroni liberi, ci cu așa-numitele forme active: FAPS și UDPC.
Acidul glucuronic este implicat nu numai în neutralizarea produselor putrezite ale substanțelor proteice formate în intestin, ci și în legarea unui număr de alți compuși toxici formați în procesul de metabolizare în țesuturi. În special, bilirubina liberă sau indirectă, care este foarte toxică, interacționează cu acidul glucuronic în ficat, formând bilirubină mono- și digluconică. Metabolitul normal este acidul hippuric, care se formează în ficat din acid benzoic și glicină.
Având în vedere că sinteza acidului hippuric la om se produce predominant în ficat, în practica clinică este adesea suficientă testarea funcției antitoxice a ficatului utilizând testul Quick-Pytel (cu capacitatea funcțională normală a rinichilor). Testul constă în încărcarea benzoatului de sodiu, urmată de determinarea în urină a acidului hippuric format. Atunci când leziunile hepatice parenchimatoase, sinteza acidului hipuric este redusă.
În ficat, procesele de metilare sunt reprezentate pe scară largă. Astfel, înainte de excreția urinei, amida acidului nicotinic (vitamina PP) este metilată în ficat; ca rezultat, se formează N-metilnicotinamida. Alături de metilare, procesele de acetilare se desfășoară intensiv 2. În particular, diferite preparate de sulfanilamidă sunt supuse acetilației în ficat.
Un exemplu de neutralizare a produselor toxice în ficat prin reducere este conversia nitrobenzenului în para-aminofenol. Multe hidrocarburi aromatice sunt neutralizate prin oxidare pentru a forma acizii carboxilici corespunzători.
Ficatul are, de asemenea, un rol activ în inactivarea diferiților hormoni. Ca urmare a intrării hormonilor prin fluxul sanguin către ficat, activitatea acestora în majoritatea cazurilor scade drastic sau este complet pierdută. Astfel, hormonii steroizi, supuși oxidării microzomale, sunt inactivi, apoi se transformă în glucuronuri și sulfați corespunzători. Sub influența aminoxidazelor, catecolaminele sunt oxidate în ficat etc.
Din exemplele de mai sus, este clar că ficatul este capabil să inactiveze o serie de substanțe fiziologice puternice și străine (inclusiv toxice).
Rolul ficatului în metabolismul pigmentului
Luați în considerare numai pigmenții hemocromogenici care se formează în organism în timpul defalcării hemoglobinei (într-o măsură mult mai mică în timpul defalcării mioglobinei, citocromului etc.). Dezintegrarea hemoglobinei apare în celulele macrofagelor; în special în reticuloendoteliocitele stellate, precum și în histiocitele țesutului conjunctiv al oricărui organ.
Așa cum am menționat deja (vezi capitolul 12), etapa inițială a dezintegrării hemoglobinei este ruperea unei punți metinice pentru a forma verdoglobina. În plus, atomul de fier și proteina globinei sunt separate de molecula de verdoglobină. Ca rezultat, se formează biliverdin, care este un lanț de patru inele de pirol conectate prin punți de metan. Apoi, biliverdin, recuperând, se transformă în bilirubină - un pigment secretat de la nivelul bilei și, prin urmare, numit pigment biliar. Bilirubina rezultata se numeste bilirubina indirecta (neconjugata). Este insolubil în apă, dă o reacție indirectă cu un agent diazoreactiv, adică reacția este obținută numai după pretratarea cu alcool.
În ficat, bilirubina se leagă (conjugați) cu acidul glucuronic. Această reacție este catalizată de enzima UDP-glucuroniltransferază. În acest caz, acidul glucuronic reacționează într-o formă activă, adică sub formă de UDHP. Burerubina glucuronida rezultata se numeste bilirubina directa (bilirubina conjugata). Este solubil în apă și dă o reacție directă cu un agent diazoreactiv. Majoritatea bilirubinei se leagă de două molecule de acid glucuronic, formând diglucuronid bilirubina:
Formată în ficat, bilirubina directă, împreună cu o mică parte a bilirubinei indirecte, se excretă în bilă în intestinul subțire cu bila. Aici, acidul glucuronic este scindat din bilirubina directa si este redus prin formarea succesiva a mezobilubin si mezobilinogen (urobilinogen). Se crede că aproximativ 10% din bilirubină este restabilită la mesobliogenogen pe calea spre intestinul subțire, adică în tractul biliar extrahepatic și în vezica biliară. Din intestinul subțire, o parte a mesobliogenogenului (urobilinogen) este resorbită prin peretele intestinal, intră v. portae și fluxul sanguin este transferat în ficat, unde se împarte complet la di- și tripirolii. Astfel, mesozinogenul nu intră în circulația generală a sângelui și a urinei.
Cantitatea principală de mezobilinogen din intestinul subțire intră în intestinul gros, unde este redusă la stercobilinogen cu participarea anaerobă
microflorei. Stercobilinogenul format în părțile inferioare ale intestinului gros (în special în rect) este oxidat până la stercobilină și excretat în fecale. Doar o mică parte a stercobilinogenului este absorbită în părțile inferioare ale intestinului gros în sistemul inferior vena cava (acesta intră mai întâi v. Haemorrhoidalis) și apoi este excretat în urină de către rinichi. În consecință, în urină normală umană sunt prezente urme de stercobilinogen (pe zi se excretă în urină până la 4 mg). Din păcate, până în prezent, în practica clinică, stercobilinogenul, conținut în urină normală, continuă să se numească urobilinogen. Acest lucru este incorect. În fig. 15.2 prezintă schematic modurile de formare a corpurilor urobilinogene în corpul uman.
Determinarea în clinică a conținutului total de bilirubină și a fracțiunilor sale, precum și a corpurilor urobilinogene, este importantă în diagnosticul diferențial al icterului cu diverse etiologii. Când este hemoliticeth galbenHiperbilirubinemia apare în principal ca urmare a formării bilirubinei indirecte. Datorită hemolizei intensificate, se formează intens în celulele sistemului macrofag din hemoglobină dezintegrabilă. Ficatul nu este în măsură să formeze un număr atât de mare de bilirubină-glucuronuri, ceea ce duce la acumularea bilirubinei indirecte în sânge și țesuturi (Figura 15.3). Se știe că bilirubina indirectă nu trece prin pragul renal, prin urmare bilirubina în urină cu icter hemolitic nu este de obicei detectată.
În cazul icterului hepatic, se produce distrugerea celulelor hepatice, excreția bilirubinei directe în capilare biliară este perturbată și intră în sânge, conținutul său crescând în mod semnificativ. În plus, capacitatea celulelor hepatice de a sintetiza bilirubina-glucuronide scade; ca urmare, cantitatea de bilirubină indirectă serică crește, de asemenea. Înfrângerea hepatocitelor este însoțită de o încălcare a capacității lor de a distruge până la
di- și tripyrroli mezobilinogen absorbit din intestinul subțire. Acesta din urmă intră în circulația sistemică și este excretat prin rinichi cu urină.
Icterul obstructiv perturbează excreția biliară, ceea ce duce la o creștere accentuată a conținutului bilirubinei directe în sânge. Concentrația bilirubinei indirecte este ușor crescută în sânge. Conținutul de stercobilogen (stercobilină) în fecale scade brusc. Plurala biliară obchuratsiya însoțită de o lipsă de pigmenți biliari în fecale (scaun acholic). Schimbările caracteristice ale parametrilor de laborator ai metabolizării pigmentului în diferite icteruri sunt prezentate în Tabelul. 15.2.
N-nor: - a crescut; | - redusă; f este determinat; 0- nu este definit.
Bile - un secret lichid de culoare maro-gălbuie, separat de celulele hepatice. O persoană produce 500-700 ml de bilă pe zi (10 ml pentru 1 kg de greutate corporală). Formarea bilei apare continuu, deși intensitatea acestui proces fluctuează brusc pe parcursul zilei. În afara digestiei, bilele de ficat intră în vezica biliară, unde se îngroașează ca urmare a absorbției apei și a electroliților. Densitatea relativă a bilei hepatice este de 1,01, iar cea a bilei chistetice este de 1,04. Concentrația componentelor principale în bilă chistică este de 5-10 ori mai mare decât în hepatică (Tabelul 15.3).
Tabelul 15.3. Conținutul componentelor principale ale bilei umane
Fiziologiya_Pechen_metabolizm
Funcțiile principale ale ficatului
Implicarea ficatului în metabolismul proteinelor
Rolul ficatului în metabolismul carbohidraților
Rolul ficatului în metabolismul lipidic
Ficat în metabolismul apei-sare
Rolul ficatului în metabolismul păsărilor
Referințe
Ficatul joacă un rol imens în digestie și metabolism. Toate substanțele absorbite în sânge trebuie să intre în ficat și să sufere transformări metabolice. Diferite substanțe organice sunt sintetizate în ficat: proteine, glicogen, grăsimi, fosfatide și alți compuși. Sângele intră prin artera hepatică și vena portalului. În plus, 80% din sângele provenit de la organele abdominale vine prin vena portalului și doar 20% prin artera hepatică. Sângele curge din ficat prin vena hepatică.
Pentru a studia funcțiile ficatului, ei folosesc metoda angiostamică, fistula Ekka - Pavlov, cu ajutorul căreia studiază compoziția biochimică a influxului și curgerii, folosind metoda de cateterizare a vaselor sistemului portal, dezvoltată de A. Aliev.
Ficatul joacă un rol semnificativ în metabolismul proteinelor. Din aminoacizii proveniți din sânge, se formează proteine în ficat. Formează fibrinogenul, protrombina, care îndeplinește funcții importante în coagularea sângelui. Procesele de rearanjare a aminoacizilor au loc aici: deaminare, transaminare, decarboxilare.
Ficatul este locul central pentru neutralizarea produselor otrăvitoare ale metabolismului azotului, în special amoniac, care este transformat în uree sau duce la formarea de amide de acizi, acizii nucleici defalcați în ficat, oxidarea bazelor purinice și formarea produsului final al metabolismului lor, acidul uric. Substanțele (indol, skatol, crezol, fenol) provenite din intestinul gros, combinate cu acizi sulfurici și glucuroni, sunt transformați în acizi eter-sulfurici. Îndepărtarea ficatului din corpul animalelor duce la moartea lor. Apare, aparent, din cauza acumulării în sânge a amoniacului și a altor produse intermediare toxice ale metabolismului azotului. [1]
Un rol major îl joacă ficatul în metabolismul carbohidraților. Glucoza, adusă din intestin prin vena portalului, este transformată în glicogen în ficat. Datorită depozitelor sale ridicate de glicogen, ficatul servește ca depozit principal al carbohidraților în organism. Funcția glicogenică a ficatului este asigurată de acțiunea unui număr de enzime și este reglată de sistemul nervos central și de 1 hormon - adrenalină, insulină, glucagon. În cazul unei necesități sporite a organismului în zahăr, de exemplu, în timpul muncii musculare sau postului crescut, glicogenul sub acțiunea enzimei fosforilază este transformat în glucoză și intră în sânge. Astfel, ficatul reglează constanța glucozei în sânge și furnizarea normală de organe și țesuturi cu ea.
În ficat are loc cea mai importantă transformare a acizilor grași, din care sunt sintetizate grăsimi caracteristice acestui tip de animal. Sub acțiunea enzimei lipaza, grăsimile sunt împărțite în acizi grași și glicerol. Soarta glicerolului este similară cu soarta glucozei. Transformarea sa începe cu participarea ATP și se termină cu descompunerea la acidul lactic, urmată de oxidare la dioxid de carbon și apă. Uneori, dacă este necesar, ficatul poate sintetiza glicogenul din acid lactic.
De asemenea, ficatul sintetizează grăsimi și fosfatide care intră în sânge și sunt transportate în întregul corp. Acesta joacă un rol semnificativ în sinteza colesterolului și a esterilor acestuia. Odată cu oxidarea colesterolului în ficat, se formează acizi biliari, care sunt secretați cu bilă și participă la procesele de digestie.
Ficatul este implicat în metabolismul vitaminelor solubile în grăsimi, este depozitul principal al retinolului și provitamin-carotenului său. Este capabil să sintetizeze cianocobalamina.
Ficatul poate reține excesul de apă în sine și, prin urmare, împiedică înrăutățirea sângelui: conține o cantitate de săruri minerale și vitamine, este implicată în metabolizarea pigmentului.
Ficatul îndeplinește o funcție de barieră. Dacă microbii patogeni sunt introduși în sânge, ei sunt supuși dezinfecției prin ea. Această funcție este efectuată de celule stelate situate în pereții capilarelor sanguine, ceea ce duce la scăderea lobulilor hepatice. Prin captarea compușilor otrăviți, celulele stelate împreună cu celulele hepatice le dezinfectă. După cum este necesar, celulele stelate izvorăsc din pereții capilarelor și, în mișcare liberă, își îndeplinesc funcția. [6]
În plus, ficatul poate traduce plumbul, mercurul, arsenicul și alte substanțe toxice în cele netoxice.
Ficatul este principalul depozit de carbohidrați al organismului și reglează constanța glucozei în sânge. Acesta conține minerale și vitamine. Este un depozit de sânge, produce bile, care este necesar pentru digestie.
Funcțiile principale ale ficatului.
În funcție de varietatea funcțiilor efectuate de ficat, poate fi numită fără exagerare principalul laborator biochimic al corpului uman. Ficatul este un organ important, fără ca nici animalele, nici omul să nu poată exista.
Funcțiile principale ale ficatului sunt:
1. Participarea la digestie (formarea și secreția de bilă): ficatul produce bilă, care intră în duoden. Bilele sunt implicate în digestia intestinală, ajută la neutralizarea pastei acide provenite din stomac, descompun grăsimile și promovează absorbția acestora, au un efect stimulativ asupra motilității intestinului gros. În timpul zilei, ficatul produce până la 1-1,5 litri de bilă.
2. Funcția de barieră: ficatul neutralizează substanțele toxice, microbii, bacteriile și virușii proveniți din sânge și limf. De asemenea, în ficat sunt rupte substanțele chimice, inclusiv drogurile.
3. Participarea la metabolism: toate substantele nutritive absorbite in sange din tractul digestiv, produsele digestiei carbohidratilor, proteine si grasimi, minerale si vitamine, trec prin ficat si sunt procesate in el. În același timp, o parte din aminoacizi (fragmente de proteine) și o parte din grăsimi sunt transformate în carbohidrați, deci ficatul este cel mai mare "depot" de glicogen din organism. Sintetizează proteinele plasmatice din sânge - globulele și albumina, precum și reacția de transformare a aminoacizilor. Organismele de cetonă (produse ale metabolismului acizilor grași) și colesterol sunt, de asemenea, sintetizate în ficat. [2]
Ca rezultat, putem spune că ficatul este un fel de depozit al substanțelor nutritive ale organismului, precum și o fabrică chimică, "construită" între cele două sisteme - digestia și circulația sângelui. Dezechilibrarea în acțiunea acestui mecanism complex este cauza numeroaselor boli ale tractului digestiv, ale sistemului cardiovascular, în special al inimii. Există cea mai strânsă legătură între sistemul digestiv, ficat și circulația sângelui.
Ficatul este implicat în aproape toate tipurile de metabolism: proteine, lipide, carbohidrați, apă minerală, pigment.
Implicarea ficatului în metabolismul proteinelor:
Se caracterizează prin faptul că acționează în mod activ cu sinteza și defalcarea proteinelor importante pentru organism. Aproximativ 13-18 g de proteine sunt sintetizate pe zi în ficat. Dintre acestea, se formează numai albumină, fibrinogen, protrombină și ficatul. În plus, aici sunt sintetizate până la 90% alfa-globuline și aproximativ 50% gama-globuline ale organismului. În această privință, bolile hepatice în aceasta scad fie sinteza proteinelor, ceea ce duce la o scădere a cantității de proteine din sânge, fie la formarea de proteine cu proprietăți fizico-chimice modificate, având ca rezultat o scădere a stabilității coloidale a proteinelor din sânge și sunt mai ușor decât în mod obișnuit în sedimentul sub acțiunea agenților de precipitare (săruri ale metalelor alcaline și alcalino-pământoase, timol, clorură de mercur, etc.). Este posibil să se detecteze modificări ale cantității sau proprietăților proteinelor utilizând teste de rezistență la coloizi sau probe sedimentare, printre care se utilizează deseori mostre Veltman, timol și sublimat. [6; 1.]
Ficatul este locul principal pentru sinteza proteinelor, asigurând procesul de coagulare a sângelui (fibrinogen, protrombină, etc.). Încălcarea sintezei lor, precum și deficitul de vitamină K, care se dezvoltă ca urmare a încălcării secreției biliare și a excreției biliare, conduc la evenimente hemoragice.
procese active care au loc în transformările hepatice aminoacizi (transaminare, dezaminare etc.) Cand este leziuni severe variază semnificativ, care se caracterizează printr-o creștere a concentrației de aminoacizi liberi în sânge și izolarea lor din urina (giperaminoatsidurii). Cristalele de leucină și tirozină pot fi găsite și în urină.
Formarea ureei are loc numai în hepatocitele ficatului și tulburări ale funcției duce la o creștere a valorii sale în sânge, care are un efect negativ asupra întregului organism și se poate manifesta, de exemplu, coma hepatica, de multe ori se termină la moartea pacientului.
Procesele metabolice care au loc în ficat sunt catalizate de diferite enzime care, în caz de boli, intră în sânge și intră în urină. Este important ca producția de enzime din celulele se produce nu numai atunci când acestea sunt deteriorate, dar, de asemenea, în încălcarea permeabilitatea membranelor celulare, care are un loc în faza inițială a bolii, astfel încât schimbarea spectrului enzimei este unul dintre cei mai importanți indicatori de diagnostic pentru evaluarea stării pacientului este încă în perioada de preclinice. De exemplu, în cazul bolii Botkin, o creștere a activității sângelui de AlTA, LDH și AsTA a fost observată în perioada "pre-icter", iar în rahitism sa observat o creștere a nivelului fosfatazei alcaline.
Ficatul îndeplinește o funcție antitoxică esențială pentru organism. Este în acest caz neutralizarea substanțelor nocive, cum ar fi indol, scatol, fenol, cadaverina, bilirubina, amoniac, metaboliți ai hormonilor steroizi, precum și alte modalități de eliminare a substanțelor toxice amoniac diferit este transformat în uree ;. indolul, fenolul, bilirubina și alții formează compuși care sunt inofensive organismului cu acizi sulfurici sau glucuroni, care sunt excretați în urină. [5]
Rolul ficatului în metabolismul carbohidraților:
este determinată în primul rând de participarea sa la procesele de sinteză și descompunere a glicogenului. Este foarte important pentru reglarea nivelului de glucoză din sânge. În plus, procesele de interconversie a monozaharidelor se desfășoară activ în ficat. Galactoza și fructoza sunt transformate în glucoză, iar glucoza poate fi o sursă pentru sinteza fructozei.
Procesul de gluconeogeneză are, de asemenea, loc în ficat, în care se formează glucoză din substanțe non-carbohidrați - acid lactic, glicerol și aminoacizi glicogenici. Ficatul este implicat în reglarea metabolismului carbohidraților prin controlul nivelului de insulină din sânge, deoarece ficatul conține enzima insulinază, care descompune insulina, în funcție de nevoile organismului.
Nevoile de energie ale ficatului în sine sunt acoperite de defalcarea glucozei, în primul rând, de-a lungul căii anaerobe cu formarea lactatului și, în al doilea rând, de-a lungul căii peptotice. Semnificația acestor procese nu este numai formarea NADPH2 pentru diverse biosinteze, ci și capacitatea de a utiliza produsele de descompunere ale carbohidraților ca substanțe de pornire pentru diverse procese metabolice [1; 5; 6.]
celulele hepatice parenchimatoase joaca un rol principal. Procesele de biosinteză a colesterolului, acizilor biliari, formarea fosfolipidelor plasmatice, a corpurilor cetone și a lipoproteinelor se desfășoară direct în hepatocite. Pe de altă parte, ficatul controlează metabolismul lipidic al întregului organism. Deși triacilglicerolii reprezintă doar 1% din masa totală a ficatului, tocmai acest lucru reglementează procesele de sinteză și transport a acizilor grași ai corpului. În ficat, se furnizează o cantitate mare de lipide, care sunt "sortate" în funcție de necesitățile organelor și țesuturilor. Astfel, în unele cazuri, pot fi îmbunătățite dezintegrarea lor la produsele finale, și alți acizi biliari pot merge pentru sinteza fosfolipidelor și sângelui livrate la celulele în care acestea sunt necesare pentru formarea membranelor sau lipoproteinele transportat la celule care nu energia, etc.
Astfel, rezumând rolul ficatului în metabolismul lipidic, se poate observa că el folosește lipidele pentru nevoile hepatocitelor și îndeplinește, de asemenea, funcția de monitorizare a stării metabolismului lipidic în organism. [5]
La fel de important este metabolismul ficatului și a apei minerale. Deci, este un depozit de sânge și, prin urmare, lichid extracelular, poate acumula până la 20% din volumul total de sânge. În plus, pentru unele substanțe minerale, ficatul servește ca un loc de acumulare și depozitare. Acestea includ sodiu, magneziu, mangan, cupru, fier, etc. Ficatul este sinteza de proteine care minerale de transport de sânge:.. transferinei, ceruloplasmina, etc. În final, ficatul - un loc hormoni de inactivare care furnizează metabolismului mineral apos (reglarea aldosteron, vasopresină).
Din toate acestea, devine clar de ce ficatul este numit "laboratorul biochimic" al unui organism, iar întreruperea activității sale afectează diferitele sale funcții. [6]
Rolul ficatului în metabolismul păsărilor.
Atât la animale cât și la păsări, ficatul este organul central care răspunde de procesele metabolice în organism. Mulți experți îl numesc cea mai mare "glandă" a animalelor și a păsărilor. În ficat, se produc bile și multe proteine vitale, care sunt implicate în furnizarea organismului cu numeroase substanțe nutritive (prin sistemul circulator). Aici se află biotransformarea majorității substanțelor extrem de toxice care intră în organism cu alimente. O astfel de biotransformare implică transformarea substanțelor chimice toxice în substanțe noi care nu mai sunt periculoase pentru organism și pot fi îndepărtate cu ușurință de acesta. Ficatul își poate restabili celulele bolnave, le poate regenera sau le înlocui, în timp ce își păstrează funcțiile în ordine relativă.
Ficatul este cea mai mare "glandă" a corpului unei păsări, folosind cele mai importante funcții ale metabolismului principal Aceste funcții sunt cele mai diverse și se datorează proprietăților celulelor hepatice, care constituie unitatea anatomică și fiziologică a organismului. În aspectul biochimic, cele mai importante sunt funcțiile ficatului asociate cu formarea, compoziția și rolul bilei, precum și cu diferite modificări metabolice. Secreția bilei la păsări este de 1 ml / h. Compoziția bilei de păsări cuprinde în principal acidul taurofenodeoxiclic în absența acidului deoxicolic. Funcționarea ficatului de păsări diferă într-o anumită măsură de funcționarea ficatului mamiferelor. În special, formarea ureei este o funcție pronunțată a ficatului la mamifere, în timp ce la păsări acidul uric este principalul produs final al metabolismului azotului.
În ficatul păsărilor, apare o sinteză activă de proteine plasmatice. Albuminul seric, fibrinogen,? - și? globulinele sunt sintetizate în ficatul de păsări și reprezintă aproximativ jumătate din proteinele sintetizate de acest organ. Timpul de înjumătățire plasmatică al albuminei este de 7 zile, pentru globuline -10 zile. În ficat, există o sinteză și o defalcare a proteinelor plasmatice, care sunt utilizate ca sursă de aminoacizi pentru diferitele sinteze de țesuturi ulterioare.
Corpul de pui nu este aproape în măsură să sintetizeze glicina. Utilizarea glicinei în sinteza bazelor purinice, structura bijuterie este principalul motiv pentru nevoia mare de păsări pentru acest acid. La mamifere, aproximativ 50% din arginină este furnizată prin sinteză în ficat, în timp ce la păsări acest lucru nu se întâmplă. Păsările au o capacitate pronunțată de reacții de transaminare care implică dehidrogenază acidă glutamică activă. În metabolismul lipidic al păsărilor, ficatul este identificat ca principalul loc al lipogenezei. Concentrația acidului α-hidroximal în ficatul păsărilor este de 5 ori mai mare decât în ficatul mamiferelor, ceea ce indică activitatea de procese oxidative în acest organ. O combinație de grad înalt? - oxidarea acidului gras și lipogeneza oferă mecanisme pentru a controla cantitatea de acizi grași care ajung la sinteza lipoproteinelor cu densitate foarte scăzută. Activitatea metabolică a ficatului este extrem de ridicată la păsări în timpul perioadei de ouat, când cantitatea de grăsimi sintetizate în timpul anului este aproape exact greutatea corporală a păsării. În special, la puii de carne, masa țesutului adipos poate ajunge la 18% din greutatea corporală.
Ficatul are o capacitate enormă de a stoca glicogen. Conținutul de glicogen din ficat variază în funcție de conținutul de carbohidrați din regimul de păsări.
Cea mai obișnuită patologie a acestui organ este "obezitatea" treptată a celulelor sale, ceea ce duce la dezvoltarea unei boli în timp, pe care medicii veterinari o numesc degenerare grasă a ficatului. Motivul este, de obicei, efectul pe termen lung al toxinelor celulare, al medicamentelor puternice, al vaccinurilor, al coccidiostaticelor etc., care necesită un nivel maxim de stres din ficat, precum și alimentația necorespunzătoare sau slab echilibrată. De regulă, toate acestea sunt însoțite de inactivitatea fizică a păsărilor și animalelor, în special a conținutului celular. [4; 6.]
Referințe:
1. Lysov VF, Maksimov VI: Fiziologia și etologia animalelor; Ed.: MOSCOVA, 2012, 605s.
2. Fiziologia. Bazele și sistemele funcționale. Ed. Sudakova K.V.; Novosibirsk, 2000, 784c.
3. Skalny AV: Elemente Chimice în Fiziologia și Ecologia Umană: Toolkit; Rostov-on-Don, 2004, 216 de ani.
4. Articolul: Particularitățile metabolismului la păsări: autorul este necunoscut; Sankt Petersburg, 2001.
5. Articolul: Rolul ficatului în metabolism: autorul este necunoscut; Moscova, 2006.
6. VV Rogozin: Biochimia animalelor; Ed.: MOSCOVA, 2005.
Implicarea ficatului în metabolismul proteinelor
Fără participarea ficatului la metabolizarea proteinelor, organismul nu poate face mai mult de câteva zile, apoi apare moartea. Următoarele sunt printre cele mai importante funcții ale ficatului în metabolismul proteinelor.
1. Deaminarea aminoacizilor.
2. Formarea ureei și recuperarea amoniacului de la fluidele corporale.
3. Formarea proteinelor plasmatice.
4. Transformarea reciprocă a diverșilor aminoacizi și sinteza aminoacizilor din alți compuși.
Pre-deaminarea aminoacizilor este necesară pentru utilizarea lor în producerea de energie și transformarea în carbohidrați și grăsimi. În cantități mici, deaminarea se efectuează în alte țesuturi ale corpului, în special în rinichi, dar din punct de vedere al importanței, aceste procese nu sunt comparabile cu deaminarea aminoacizilor din ficat.
Formarea ureei în ficat ajută la extragerea amoniacului din fluidele corporale. Se formează o cantitate mare de amoniac în procesul de deamidare a aminoacizilor, o cantitate suplimentară de aceasta este formată în mod constant de bacterii în intestin și este absorbită în sânge. În acest sens, dacă ureea nu este formată în ficat, concentrația de amoniac din plasma sanguină începe să crească rapid, ducând la comă hepatică și moarte. Chiar și în cazul unei scăderi accentuate a fluxului sanguin prin ficat, care apare uneori ca urmare a formării unui șunt între portal și vena cava, conținutul de amoniac în sânge crește dramatic prin crearea condițiilor de toxicoză.
Toate proteinele plasmatice majore, cu excepția unor globule globale, se formează prin celule hepatice. Numărul acestora este de aproximativ 90% din toate proteinele plasmatice. Gama globulinelor rămase sunt anticorpi formați în principal de celule plasmatice limfoide. Rata maximă de formare a proteinelor de către ficat este de 15-50 g / zi, deci dacă organismul pierde aproximativ jumătate din proteinele plasmatice, cantitatea lor poate fi restabilită în 1-2 săptămâni.
Trebuie avut în vedere faptul că epuizarea proteinelor plasmatice este cauza declanșării rapide a diviziunii mitotice a hepatocitelor și a creșterii mărimii ficatului. Acest efect este combinat cu eliberarea proteinelor plasmatice din sânge prin ficat, care continuă până când concentrația de proteine din sânge revine la valorile normale. În afecțiunile hepatice cronice (inclusiv ciroza), nivelul proteinelor din sânge, în special al albuminei, poate scădea la valori foarte scăzute, ceea ce este cauza apariției edemului generalizat și a ascităi.
Printre cele mai importante funcții ale ficatului este capacitatea sa de a sintetiza niște aminoacizi împreună cu compuși chimici, care includ aminoacizi. De exemplu, în ficat se sintetizează așa-numitele aminoacizi esențiali. În procesul unei astfel de sinteze, sunt implicați cetoacizii având o structură chimică similară cu aminoacizii (excluzând oxigenul în poziția ceto). Amino radicalii trec prin mai multe etape de transaminare, trecând de la aminoacizii prezenți în ceto acid la locul oxigenului în poziția ceto.
Biochimie hepatică
Tema: "BIOCHIMISTRUL LIVER"
1. Compoziția chimică a ficatului: conținutul de glicogen, lipide, proteine, compoziția minerală.
2. Rolul ficatului în metabolismul carbohidraților: menținerea unei concentrații constante de glucoză, sinteza și mobilizarea glicogenului, gluconeogeneza, principalele căi de conversie a glucozo-6-fosfatului, interconversia monozaharidelor.
3. Rolul ficatului în metabolismul lipidic: sinteza acizilor grași, acilgliceroli, fosfolipide, colesterol, corpuri cetone, sinteza și metabolismul lipoproteinelor, conceptul de efect lipotropic și factorii lipotropici.
4. Rolul ficatului în metabolismul proteinelor: sinteza proteinelor plasmatice specifice, formarea ureei și acidului uric, colina, creatina, interconversia cetoacidelor și aminoacizilor.
5. Metabolizarea alcoolului în ficat, degenerarea grasă a ficatului cu abuzul de alcool.
6. Funcția de neutralizare a ficatului: etapele (fazele) de neutralizare a substanțelor toxice în ficat.
7. Schimbul de bilirubină în ficat. Modificări ale conținutului pigmenților biliari din sânge, urină și fecale în diferite tipuri de icter (adhepatic, parenchimat, obstructiv).
8. Compoziția chimică a bilei și rolul său; factorii care contribuie la formarea calculilor biliari.
31.1. Funcția hepatică.
Ficatul este un organ unic în metabolism. Fiecare celulă hepatică conține câteva mii de enzime care catalizează reacțiile numeroaselor căi metabolice. Prin urmare, ficatul exercită în organism o serie de funcții metabolice. Cele mai importante dintre acestea sunt:
- biosinteza substanțelor care funcționează sau sunt utilizate în alte organe. Aceste substanțe includ proteine plasmatice, glucoză, lipide, corpuri cetone și mulți alți compuși;
- biosinteza produsului final al metabolismului azotului în organism - uree;
- participarea la procesele de digestie - sinteza acizilor biliari, formarea si excretia bilei;
- biotransformarea (modificarea și conjugarea) a metaboliților, medicamentelor și otrăvurilor endogene;
- excreția anumitor produse metabolice (pigmenți biliari, exces de colesterol, produse de neutralizare).
31.2. Rolul ficatului în metabolismul carbohidraților.
Rolul principal al ficatului în metabolismul carbohidraților este menținerea unui nivel constant de glucoză în sânge. Aceasta se realizează prin reglarea raportului dintre procesele de formare și utilizarea glucozei în ficat.
Celulele hepatice conțin enzima glucokinază, care catalizează reacția de fosforilare a glucozei cu formarea de glucoz-6-fosfat. Glucoza-6-fosfat este un metabolit-cheie al metabolismului carbohidraților; Principalele căi de transformare sunt prezentate în Figura 1.
31.2.1. Modalități de utilizare a glucozei. După ce mănâncă o cantitate mare de glucoză intră în ficat prin vena portalului. Această glucoză este utilizată în principal pentru sinteza glicogenului (schema de reacție este prezentată în figura 2). Conținutul de glicogen din ficatul persoanelor sănătoase variază de obicei între 2 și 8% din masa acestui organ.
Glicoliza și calea pentozelor fosfat de oxidare a glucozei în ficat servesc în principal ca furnizori de metaboliți precursori pentru biosinteza aminoacizilor, acizilor grași, glicerolului și nucleotidelor. Într-o măsură mai mică, căile oxidante de conversie a glucozei în ficat sunt surse de energie pentru procesele biosintetice.
Figura 1. Principalele căi de conversie a glucozei-6-fosfatului în ficat. Numerele indică: 1 - fosforilarea glucozei; 2 - hidroliza glucozei-6-fosfatului; 3 - sinteza glicogenului; 4 - mobilizarea glicogenului; 5 - calea fosfatului de pentoză; 6 - glicoliza; 7 - gluconeogeneza.
Figura 2. Diagrama reacțiilor de sinteză a glicogenului în ficat.
Figura 3. Diagrama reacțiilor de mobilizare a glicogenului în ficat.
31.2.2. Modalități de formare a glucozei. În anumite condiții (dieta cu conținut scăzut de carbohidrați, efort fizic prelungit) nevoia organismului de carbohidrați depășește cantitatea care este absorbită din tractul gastro-intestinal. În acest caz, formarea de glucoză se efectuează utilizând glucoza-6-fosfatază, care catalizează hidroliza 6-fosfatului de glucoză în celulele hepatice. Glicogenul servește ca o sursă directă de glucoz-6-fosfat. Schema de mobilizare a glicogenului este prezentată în Figura 3.
Mobilizarea glicogenului asigură nevoile corpului uman pentru glucoză în primele 12 până la 24 de ore de repaus. La o dată ulterioară, gluconeogeneza, o biosinteză din surse non-carbohidrați, devine principala sursă de glucoză.
Principalele substraturi pentru gluconeogeneza sunt lactatul, glicerolul și aminoacizii (cu excepția leucinei). Acești compuși sunt mai întâi transformați în piruvat sau oxaloacetat, metaboliții cheie ai gluconeogenezei.
Gluconeogeneza este procesul invers al glicolizei. În același timp, barierele create de reacțiile ireversibile de glicoliză sunt depășite cu ajutorul enzimelor speciale care catalizează reacțiile de by-pass (vezi Figura 4).
Printre alte metode de metabolizare a carbohidraților în ficat, trebuie remarcat faptul că glucoza este transformată în alte monozaharide dietetice - fructoză și galactoză.
Figura 4. Glicoliza și gluconeogeneza în ficat.
Enzime care catalizează reacțiile ireversibile de glicoliză: 1 - glucokinază; 2-fosfofructokinază; 3 - piruvat kinaza.
Enzimele care catalizează reacțiile de by-pass de gluconeogeneză: 4-piruvat carboxilază; 5-fosfoenolpiruvat carboxinază; 6 -fruktozo-1,6-difosfataza; 7 - glucoză-6-fosfatază.
31.3. Rolul ficatului în metabolismul lipidic.
Hepatocitele conțin aproape toate enzimele implicate în metabolismul lipidic. Prin urmare, celulele parenchimale ale ficatului controlează în mare măsură raportul dintre consumul și sinteza lipidelor din organism. Catabolismul lipidic în celulele hepatice apare în principal în mitocondriile și lizozomii, biosinteza în citozol și reticulul endoplasmic. Metabolitul-cheie al metabolismului lipidic în ficat este acetil-CoA, principalele căi de formare și utilizare a cărora sunt prezentate în Figura 5.
Figura 5. Formarea și utilizarea acetil CoA în ficat.
31.3.1. Metabolizarea acizilor grași în ficat. Grasimile grase sub formă de chilomicroni intră în ficat prin sistemul arterial hepatic. Sub acțiunea lipoprotein lipazei, localizată în endoteliul capilarelor, ele sunt împărțite în acizi grași și glicerol. Acizii grași care pătrund în hepatocite pot suferi oxidarea, modificarea (scurtarea sau prelungirea lanțului de carbon, formarea dublelor legături) și se utilizează pentru sinteza triacilglicerolilor și fosfolipidelor endogeni.
31.3.2. Sinteza corpurilor cetone. Când se oxidează β-acizii grași în mitocondriile hepatice, se formează acetil-CoA, care suferă o oxidare ulterioară în ciclul Krebs. Dacă există deficit de oxaloacetat în celulele hepatice (de exemplu, în timpul postului, diabetul zaharat), atunci grupările acetil se condensează pentru a forma corpuri cetone (acetoacetat, β-hidroxibutirat, acetonă). Aceste substanțe pot servi ca substraturi energetice în alte țesuturi ale corpului (mușchi scheletici, miocard, rinichi, cu foamete pe termen lung - creierul). Ficatul nu utilizează corpurile cetone. Cu un exces de corpuri cetone în sânge, acidoza metabolică se dezvoltă. O diagramă a formării corpurilor cetone este prezentată în figura 6.
Figura 6. Sinteza corpurilor cetone în mitocondriile hepatice.
31.3.3. Educație și modalități de utilizare a acidului fosfatidic. Un precursor comun al triacilglicerolilor și fosfolipidelor din ficat este acidul fosfatidic. Acesta este sintetizat din glicerol-3-fosfat și două forme active acil-CoA ale acizilor grași (Figura 7). Glicerol-3-fosfatul poate fi format fie din fosfat de dioxiacetonă (metabolit de glicoliză), fie din glicerol liber (produs de lipoliză).
Figura 7. Formarea acidului fosfatidic (schema).
Pentru sinteza fosfolipidelor (fosfatidilcolinei) din acid fosfatidic, este necesar să se furnizeze cu alimente o cantitate suficientă de factori lipotropici (substanțe care împiedică dezvoltarea degenerării grase a ficatului). Acești factori includ colina, metionina, vitamina B 12, acidul folic și alte substanțe. Fosfolipidele sunt incluse în complexele de lipoproteine și participă la transportul lipidelor sintetizate în hepatocite la alte țesuturi și organe. Lipsa factorilor lipotropici (cu abuzul de alimente grase, alcoolismul cronic, diabetul) contribuie la faptul că acidul fosfatidic este utilizat pentru sinteza triacilglicerolilor (insolubili în apă). Încălcarea formării lipoproteinelor conduce la faptul că un exces de TAG se acumulează în celulele hepatice (degenerare grasă) și funcția acestui organ este afectată. Modalitățile de utilizare a acidului fosfatidic în hepatocite și rolul factorilor lipotropici sunt arătați în Figura 8.
Figura 8. Utilizarea acidului fosfatidic pentru sinteza triacilglicerolilor și fosfolipidelor. Factorii lipotropici sunt indicați prin *.
31.3.4. Formarea colesterolului. Ficatul este locul principal pentru sinteza colesterolului endogen. Acest compus este necesar pentru construirea membranelor celulare, este un precursor al acizilor biliari, hormonilor steroizi, vitaminei D3. Primele două reacții de sinteză a colesterolului se aseamănă cu sinteza corpurilor cetone, dar se desfășoară în citoplasma hepatocitelor. Enzima cheie în sinteza colesterolului, β-hidroxi-β-metilglutaril-CoA reductaza (HMG-CoA reductaza), este inhibată de un exces de colesterol și acizi biliari pe baza feedback-ului negativ (Figura 9).
Figura 9. Sinteza colesterolului în ficat și reglarea acesteia.
31.3.5. Formarea lipoproteinelor. Lipoproteinele - complexe proteine-lipide, care includ fosfolipide, triacilgliceroli, colesterol și esterii săi, precum și proteine (apoproteine). Lipoproteinele transportă lipidele insolubile în apă în țesuturi. Două clase de lipoproteine se formează în hepatocite - lipoproteine cu densitate mare (HDL) și lipoproteine cu densitate foarte scăzută (VLDL).
31.4. Rolul ficatului în metabolismul proteinelor.
Ficatul este organismul care reglementează aportul de substanțe azotate în organism și excreția lor. În țesuturile periferice, reacțiile de biosinteză cu utilizarea aminoacizilor liberi apar în mod constant sau sunt eliberați în sânge în timpul defalcării proteinelor tisulare. În ciuda acestui fapt, nivelul proteinelor și aminoacizilor liberi din plasma sanguină rămâne constant. Acest lucru se datorează faptului că celulele hepatice au un set unic de enzime care catalizează reacțiile specifice ale metabolismului proteinelor.
31.4.1. Modalități de utilizare a aminoacizilor în ficat. După ingerarea alimentelor proteice, o cantitate mare de aminoacizi intră în celulele hepatice prin vena portalului. Acești compuși pot suferi o serie de transformări în ficat înainte de a intra în circulația generală. Aceste reacții includ (Figura 10):
a) utilizarea aminoacizilor pentru sinteza proteinelor;
b) transaminarea - calea de sinteză a aminoacizilor înlocuibili; interconectează de asemenea schimbul de aminoacizi cu gluconeogeneza și calea generală a catabolismului;
c) deaminarea - formarea a-cetoacidelor și a amoniacului;
d) sinteza ureei - modul de neutralizare a amoniacului (vezi schema din secțiunea "Protein Exchange");
e) sinteza substanțelor care conțin azot neproteic (colină, creatină, nicotinamidă, nucleotide etc.).
Figura 10. Metabolizarea aminoacizilor în ficat (schemă).
31.4.2. Biosinteza proteinelor. Multe proteine plasmatice sunt sintetizate în celulele hepatice: albumină (circa 12 g pe zi), majoritatea a- și β-globulinelor, inclusiv proteine de transport (feritină, ceruloplasmină, transcortină, proteină de legare a retinolului etc.). Mulți factori de coagulare a sângelui (fibrinogen, protrombină, proconvertin, proaccelerin etc.) sunt, de asemenea, sintetizați în ficat.
31.5. Funcția de neutralizare a ficatului.
Componenții nepolari de diverse origini, inclusiv substanțele endogene, medicamentele și otrăvurile, sunt neutralizate în ficat. Procesul de neutralizare a substanțelor include două etape (faze):
1) modificarea fazei - include reacția de oxidare, reducere, hidroliză; pentru un număr de compuși este opțional;
2) conjugarea fazei - include reacția interacțiunii substanțelor cu acizii glucuronic și sulfuric, glicina, glutamatul, taurina și alți compuși.
Mai detaliat, reacțiile de neutralizare vor fi discutate în secțiunea "Biotransformarea xenobioticii".
31.6. Formarea biliară a ficatului.
Bilă este un secret lichid de culoare maro-gălbuie, secretat de celulele hepatice (500-700 ml pe zi). Compoziția bilei include: acizii biliari, colesterolul și esterii acestuia, pigmenții biliari, fosfolipidele, proteinele, substanțele minerale (Na +, K +, Ca2 +, Cl -) și apă.
31.6.1. Acizii biliari. Sunt produse de metabolismul colesterolului, care se formează în hepatocite. Există acizi biliari primari (colici, chenodeoxicolici) și secundari (deoxicolici, litiocholi). Bilele conțin în principal acizii biliari conjugați cu glicină sau taurină (de exemplu acid glicolic, acid, acid taurocolic etc.).
Acizii biliari sunt implicați direct în digestia grăsimilor din intestine:
- au un efect de emulsifiere asupra grăsimilor comestibile;
- să activeze lipaza pancreatică;
- promovează absorbția acizilor grași și a vitaminelor solubile în grăsimi;
- stimulează peristaltismul intestinal.
La perturbarea fluxului de acizi biliari biliari intrați în sânge și urină.
31.6.2. Colesterol. Excesul de colesterol este excretat în bilă. Colesterolul și esterii acestuia sunt prezenți în bilă ca complexe cu acizi biliari (complexe coleice). Raportul dintre acizii biliari și colesterol (raportul colat) nu trebuie să fie mai mic de 15. În caz contrar, colesterolul insolubil în apă precipită și este depozitat sub formă de pietre veziculară (boala biliară).
31.6.3. Pigmenți biliari. Bilirubina conjugată (bilirubina mono- și diglucuronidă) predomină între pigmenții în bilă. Se formează în celulele hepatice ca urmare a interacțiunii bilirubinei libere cu acid UDP-glucuronic. Aceasta reduce toxicitatea bilirubinei și crește solubilitatea în apă; în plus, bilirubina conjugată este secretă în bilă. Dacă există o încălcare a fluxului de bilă (icter obstructiv), conținutul bilirubinei directe în sânge crește semnificativ, bilirubina este detectată în urină, iar conținutul de stercobilină este redus în fecale și urină. Pentru diagnosticul diferențial al icterului, consultați "Schimbul de proteine complexe".
31.6.4. Enzime. Dintre enzimele găsite în bilă, trebuie menționat mai întâi fosfatază alcalină. Aceasta este o enzimă excretoare sintetizată în ficat. În încălcarea fluxului de bilă, activitatea fosfatazei alcaline din sânge crește.