Participarea ficatului la menținerea concentrației de glucoză în sânge este determinată de faptul că în acesta apar glicogeneza, glicogenoliza, glicoliza și gluconeogeneza. Aceste procese sunt reglementate de mulți hormoni, incluzând insulina, glucagonul, hormonul de creștere, glucocorticoizii și catecolaminele. Glucoza care intră în sânge este rapid absorbită de ficat. Se crede că acest lucru se datorează sensibilității extrem de ridicate a hepatocitelor la insulină (deși există dovezi care să pună la îndoială importanța acestui mecanism). La repaus, nivelul insulinei scade, iar nivelul glucagonului și cortizolului crește. Ca răspuns la aceasta, glicogenoliza și gluconeogeneza sunt crescute în ficat. Aminoacizii, în special alanina, care se formează în timpul defalcării proteinelor musculare, sunt necesare pentru gluconeogeneză. Dimpotrivă, după ingestie, alanina și aminoacizii ramificați provin de la ficat la mușchi, unde participă la sinteza proteinelor. Acest ciclu de glucoză-alanină este reglementat de modificările concentrațiilor serice ale insulinei, glucagonului și cortizolului.
Sa presupus că după o masă, glicogenul și acizii grași sunt sintetizați direct din glucoză. Totuși, în fapt, aceste transformări apar indirect, cu participarea metaboliților tricarboxilici ai glucozei (de exemplu lactatul) sau a altor substraturi de gluconeogeneză, cum ar fi fructoza și alanina.
În cazul cirozei hepatice, nivelul de glucoză din sânge se modifică adesea (Tabelul 293.1). În mod obișnuit, se observă hiperglicemie și toleranța la glucoză afectată. Activitatea insulinei din sânge este normală sau crescută (cu excepția hemocromatozelor); prin urmare, toleranța scăzută la glucoză se datorează rezistenței la insulină. Aceasta poate fi cauzată de o scădere a numărului de hepatocite care funcționează.
Există, de asemenea, dovezi că rezistența la receptori și la post-receptor de insulină a hepatocitelor este observată în ciroza hepatică. În plus, cu manevrarea portocavală, eliminarea hepatică a insulinei și a glucagonului este redusă, astfel încât concentrația acestor hormoni crește. Cu toate acestea, cu hemocromatoza, nivelurile de insulină pot scădea (până la dezvoltarea diabetului zaharat) datorită depunerii de fier în pancreas. În ciroză, capacitatea ficatului de a folosi lactatul în reacțiile de gluconeogeneză scade, rezultând o creștere a concentrației sale în sânge.
Deși hipoglicemia apare cel mai frecvent cu hepatită fulminantă, se poate dezvolta și în stadiile finale de ciroză datorită scăderii stocurilor de glicogen în ficat, scăderii răspunsului hepatocitelor la glucagon, scăderii abilității ficatului de a sintetiza glicogenul datorită distrugerii extensive a celulelor. Acest lucru este agravat de faptul că cantitatea de glicogen din ficat este chiar limitată (aproximativ 70 g), corpul are nevoie de o cantitate constantă de glucoză (aproximativ 150 g / zi). Prin urmare, rezervele de glicogen din ficat sunt epuizate foarte repede (în mod normal - după prima zi de post).
Metabolismul hepatic și al carbohidraților
Biochimie hepatică
Ficatul ocupă un loc central în metabolism. Are numeroase funcții, dintre care cele mai importante sunt următoarele:
* biosinteza proteinelor din sânge și a lipoproteilor,
* metabolismul medicamentelor și al hormonilor,
* depunerea de fier, vitaminele B12 și B9,
Astfel, specializarea funcțională a ficatului constă în următorul "altruism biochimic", adică ficatul oferă condiții de viață pentru alte organe. Pe de o parte, producerea și depozitarea diferitelor substanțe pentru organisme și țesături și, pe de altă parte, protejarea lor împotriva substanțelor toxice formate în ele sau a substanțelor străine care intră.
Ficatul îndeplinește următoarele funcții:
resorbtor homeostatic (carbohidrați, proteine, lipide, vitamine, compuși parțial apă minerali, metabolismul pigmentului, substanțe care nu conțin azot);
neutralizare (produse naturale ale metabolismului și substanțe străine).
Ficatul constă în 80% din celulele parenchimale, din care 16% sunt celule reticuloendoteliale, 4% din endoteliul vaselor de sânge.
Metabolismul hepatic și al carbohidraților
Celulele hepatice parenchimale servesc ca loc principal al transformărilor biochimice ale carbohidraților alimentari și au un efect de reglementare asupra metabolismului lor. Zaharuri absorbante din celulele epiteliale intestinale la vena portalului; prin aceasta, monozaharidele alimentare intră în ficat (1) aici, galactoza, fructoza și manoza sunt transformate în glucoză. (2) Una dintre cele mai importante funcții ale ficatului este menținerea glucoza constanta în sânge (funcția glucostatică), glucoza, în exces, este transformată într-o formă de depozitare adecvată pentru depozitare, pentru a relua stocurile în glucoză într-un moment în care alimentele sunt furnizate în cantități limitate.
Nevoile de energie ale ficatului, ca și alte țesuturi ale corpului, sunt satisfăcute de catabolismul intracelular al glucozei care intră. Două procese diferite sunt implicate în catabolismul glucozei: (3)
* calea glicolitică pentru conversia a 1 mol de glucoză la 2 moli de lactat cu formarea a 2 moli de ATP.
* (4) transformarea fosfogluconatului de 1 mol de glucoză cu formarea a 6 moli de CO2 și formarea a 12 moli de ATP.
Ambele procese au loc în condiții anaerobe, ambele enzime fiind conținute în partea solubilă a citoplasmei și ambele necesită fosforilarea anterioară a glucozei la glu-6f cu participarea unei enzime dependente de ATP glucokinaza. Dacă glicoliza furnizează energie organismelor celulare pentru reacțiile de fosforilare, astfel, calea fosforilată servește ca sursă principală de reducere a echivalenților pentru procesele biosintetice. Produsele intermediare de glicoliză - fosforoză - pot fi utilizate pentru a forma alfa - glicerofosfat în sinteza grăsimilor. Pyruvatul poate fi utilizat pentru a sintetiza alanina, aspartatul și alți compuși formați din acetil-CoA.
În plus, reacțiile de glucoză pot avea loc în direcția opusă, datorită cărora (5) glucoza este sintetizată prin gluconeogeneză.
În timpul oxidării fosfogluconatului, se formează pentoze, care pot fi utilizate în sinteza nucleotidelor și acizilor nucleici.
În ficat, aproximativ 1/3 din glucoză este oxidat de-a lungul căii fosfogluconatului, iar restul de 2/3 de-a lungul căii glicolitice.
194.48.155.245 © studopedia.ru nu este autorul materialelor care sunt postate. Dar oferă posibilitatea utilizării gratuite. Există o încălcare a drepturilor de autor? Scrie-ne | Contactați-ne.
Dezactivați adBlock-ul!
și actualizați pagina (F5)
foarte necesar
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.
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.
ROLUL FEROVIARULUI ÎN SCHIMBUL CARBONULUI
Principalul rol al ficatului în metabolismul carbohidraților este asigurarea unei concentrații constante de glucoză în sânge. Acest lucru se realizează prin reglarea între sinteza și defalcarea glicogenului depus în ficat.
În ficat, sinteza glicogenului și reglarea acestuia sunt practic similare cu acele procese care au loc în alte organe și țesuturi, în special în țesutul muscular. Sinteza glicogenului din glucoză asigură rezerva temporară normală de carbohidrați necesară pentru a menține concentrația de glucoză în sânge, în cazurile în care conținutul său este redus semnificativ (de exemplu, la oameni se întâmplă atunci când consumul de carbohidrați este insuficient din alimente sau în timpul nopții).
Este necesar să se sublinieze rolul important al enzimei de glucokinază în procesul de utilizare a glucozei de către ficat. Glucokinaza, ca și hexokinaza, catalizează fosforilarea glucozei cu formarea de glucozo-6-fosfat, în timp ce activitatea glucoinazei în ficat este de aproape 10 ori mai mare decât activitatea hexokinazei. O diferență importantă între aceste două enzime este că glucokinaza, spre deosebire de hexokinază, are o valoare K ridicată.M pentru glucoză și nu este inhibată de glucoz-6-fosfat.
După masă, conținutul de glucoză din vena portalului crește brusc: concentrația intrahepatică crește în același interval. Creșterea concentrației de glucoză în ficat determină o creștere semnificativă a activității glucokinazei și crește în mod automat absorbția glucozei de către ficat (glucoza-6-fosfat rezultată este fie consumată pe sinteza glicogenului, fie este defalcată).
Se crede că rolul principal al ficatului - defalcarea glucozei - este redus în primul rând la stocarea metaboliților precursori necesari pentru biosinteza acizilor grași și a glicerinei și într-o măsură mai mică la oxidarea sa la CO2 și H2A. Trigliceridele sintetizate în ficat sunt în mod normal secretate în sânge ca parte a lipoproteinelor și transportate în țesutul adipos pentru o depozitare mai "permanentă".
În reacțiile de cale pentoză fosfat în ficat, NADPH este format, care este utilizat pentru reacțiile de reducere în sinteza de acizi grași, colesterol și alte steroizi. În plus, formarea de fosfați de pentoză, necesară pentru sinteza acizilor nucleici.
Împreună cu utilizarea glucozei în ficat, apare și formarea acesteia. Sursa directă de glucoză din ficat este glicogen. Degradarea glicogenului în ficat apare în principal prin fosforolitice. Sistemul de nucleotide ciclice are o mare importanță în reglarea ratei de glicogenoliză în ficat. În plus, glucoza din ficat se formează, de asemenea, în procesul de gluconeogeneză.
Principalele substraturi ale gluconeogenezei sunt lactatul, glicerina și aminoacizii. Se crede că aproape toți aminoacizii, cu excepția leucinei, pot reumple grupul de precursori ai gluconeogenezei.
Atunci când se evaluează funcția carbohidrat a ficatului, trebuie avut în vedere că raportul dintre procesele de utilizare și formarea glucozei este reglat în principal prin mijloace neurohumorale, cu participarea glandelor endocrine.
Glucoza-6-fosfat joacă un rol central în transformările de glucoză și metabolismul carbohidraților în ficat. Inhibă dramatic scindarea fosforolitică a glicogenului, activează transferul enzimatic de glucoză din uridină difosfoglucoză la molecula de glicogen sintetizat, este un substrat pentru transformările glicolitice suplimentare, precum și oxidarea glucozei, incluzând calea pentoză fosfat. În cele din urmă, împărțirea glucozei-6-fosfatului prin fosfatază asigură fluxul de glucoză liberă în sânge, care este transmis prin fluxul sanguin către toate organele și țesuturile (Figura 16.1).
Așa cum sa observat, cel mai puternic activator alosteric al fosfofructokinazei-1 și inhibitor al fictozei-1,6-bisfosfatazei hepatice
Fig. 16.1. Participarea glucozei-6-fosfatului la metabolismul carbohidratilor.
Fig. 16.2. Reglarea hormonală a sistemului 2,6-bisfosfat de fructoză (F-2,6-P2) în ficat, cu participarea protein kinazelor dependente de cAMP.
este 2,6-bisfosfat de fructoză (F-2,6-P2). Creșterea nivelului hepatocitelor f-2,6-P2 contribuie la creșterea glicolizei și la reducerea ratei de gluconeogeneză. F-2,6-P2 reduce efectul inhibitor al ATP asupra fosfo-fructokinazei-1 și crește afinitatea acestei enzime pentru fructoza-6-fosfat. Prin inhibarea fructoză-1,6-bisfosfatazei F-2,6-P2 valoarea lui K creșteM pentru 1,6-bisfosfat de fructoză. Conținutul de f-2,6-P2 în ficat, inimă, mușchii scheletici și alte țesuturi este controlată de o enzimă bifuncțională care efectuează sinteza P-2,6-P2 din fructoză-6-fosfat și ATP și hidroliza sa la fructoză-6-fosfat și Peu, și anume enzima are simultan activitate de kinază și bisfosfatază. Enzima bifuncțională (fosfofructokinază-2 / fructoză-2,6-bisfosfatază), izolată din ficat de șobolan, constă din două subunități identice cu mol. cântărind 55.000, fiecare având două centre catalitice diferite. Domeniul kinazei este localizat la capătul N-terminal, iar domeniul bisfosfatazei este localizat la capătul C-terminal al fiecărui lanț polipeptidic. Este de asemenea cunoscut faptul că ficatul enzima bifuncțional este un substrat excelent pentru dependent de cAMP protein kinaza A. Sub acțiunea protein kinazei A fosforilarea are loc resturi de serină în fiecare dintre subunități ale unei enzime bifuncțional, ceea ce conduce la o reducere și creșterea bisfosfataznoy sale activitatea kinazei. Rețineți că, în reglarea activității unei enzime bifuncționale, un rol esențial aparține hormonilor, în special glucagonului (Figura 16.2).
În multe condiții patologice, în special în diabet zaharat, se observă modificări semnificative în funcționarea și reglarea sistemului P-2,6-P.2. Sa constatat că în diabetul experimental (steptozotocin) la șobolani, pe fundalul unei creșteri accentuate a nivelului de glucoză din sânge și urină în hepatocite, conținutul de P-2,6-P2 redusă. În consecință, rata de glicoliză scade și crește gluconeogeneza. Acest fapt are o explicație proprie. Ieșind la șobolani cu diabet zaharat de tulburări hormonale: creșterea concentrațiilor glyu-kagona și scăderea insulinei - determină o creștere a concentrației de cAMP în țesutul hepatic, fosforilare crescută de AMPc-dependentă a unei enzime bifuncționale, care, la rândul său, duce la o reducere a activității kinazei și creșterea bisfosfataznoy. Acesta poate fi mecanismul de reducere a nivelului de f-2,6-P2 în hepatocite cu diabet zaharat experimental. Se pare că există și alte mecanisme care conduc la scăderea nivelului de F-2,6-P2 în hepatocite cu diabet de streptozotozină. Sa demonstrat că în diabetul experimental din țesutul hepatic există o scădere a activității glucokinazei (posibil o scădere a cantității acestei enzime). Aceasta duce la o scădere a ratei de fosforilare a glucozei și apoi la o scădere a conținutului de fosfat de fructoză-6 - un substrat al unei enzime bifuncționale. În cele din urmă, în ultimii ani, sa demonstrat că cu diabet streptozotocin scade enzima bifunctional ARNm în hepatocite și ca o consecință - reduce nivelul F-2,6-P2 în țesutul hepatic, se îmbunătățește gluco-neogeneza. Toate acestea confirmă din nou poziția că F-2,6-P2, fiind o componentă importantă în lanțul transmiterii semnalului hormonal, acționează ca mediator terțiar sub acțiunea hormonilor, în primul rând pe procesele de glicoliză și gluconeogeneză.
Având în vedere metabolizarea intermediară a carbohidraților din ficat, este de asemenea necesar să se țină cont de transformările de fructoză și galactoză. Fructoza intra ficatul poate fi fosforilată la poziția 6 până la fructoza 6-fosfat prin acțiunea hexochinază având specificitate relativă și fosforilarea catalizând, adăugarea de glucoză și fructoză, manoză și alta. Cu toate acestea, există un alt mod în ficat: fructoza este capabilă să fosforileze cu participarea unei enzime mai specifice, fructokinaza. Ca rezultat, se formează fructoza-1-fosfat. Această reacție nu este blocată de glucoză. Mai mult, fructoza-1-fosfatul sub acțiunea aldolazei este împărțită în două trioze: fosfat de dioxiacetonă și de glicerol dehidră. Sub influența kinazei corespunzătoare (triokinază) și cu participarea ATP, gliceraldehida este fosforilată la gliceraldehidă-3-fosfat. Acesta din urmă (trece ușor și dioxoacetonfosfat) suferă transformări obișnuite, incluzând formarea acidului piruvic ca intermediar.
Trebuie remarcat faptul că, atunci când determinate genetic intoleranță la fructoză sau activitatea insuficientă de fructoză-1,6-bisfosfatazei observat hipoglicemie indusa de fructoza, are loc în ciuda prezenței unor rezerve mari de glicogen. Este posibil ca fructoza-1-fosfat și 1,6-bisfosfat de fructoză să inhibe fosforilaza hepatică printr-un mecanism alosteric.
Este de asemenea cunoscut faptul că metabolismul fructozei de-a lungul căii glicolitice din ficat are loc mult mai rapid decât metabolizarea glucozei. Pentru metabolizarea glucozei, o etapă catalizată de fosfofructokinază 1 este caracteristică. După cum știți, controlul metabolic al ratei catabolismului de glucoză se realizează în acest stadiu. Fructoza ocolește această etapă, care îi permite să intensifice procesele metabolice în ficat, conducând la sinteza acizilor grași, esterificarea lor și secreția de lipoproteine cu densitate foarte scăzută; ca urmare, concentrațiile plasmatice ale trigliceridelor pot crește.
Galactoza din ficat este mai întâi fosforilată cu participarea ATP și a enzimei galacto kinazei cu formarea de galactoz-1-fosfat. Pentru ficatul de ha-lactoză kinază al fătului și copilul caracterizat prin valorile lui KM și Vmax, de aproximativ 5 ori mai mare decât cele ale enzimelor adulte. Majoritatea galactoz-1-fosfatului din ficat este transformată în timpul reacției catalizată de hexoză-1-fosfat-uridiltransferază:
UDP-glucoză + galactoz-1-fosfat -> UDP-galactoză + glucoză-1-fosfat.
Aceasta este o reacție unică de transferază a revenirii galactozei în fluxul principal al metabolismului carbohidraților. Pierderea ereditară a hexozo-1-fosfat-uridil transferazei duce la galactosemie, o boală caracterizată prin retard mintal și cataractă a lentilei. În acest caz, ficatul nou-născuților își pierde capacitatea de a metaboliza D-galactoza, care face parte din lactoza lactoasă.
Rolul ficatului în metabolismul carbohidraților
Rolul ficatului în metabolismul carbohidraților
Rolul principal al ficatului în metabolismul carbohidraților este menținerea glucozei normale în sânge - adică, în reglarea normoglicemiei.
Acest lucru se realizează prin mai multe mecanisme.
1. Prezența în ficat a enzimei glucokinazei. Glucokinaza, ca hexokinaza, fosforilează glucoza la 6-fosfat de glucoză. Trebuie notat că glucokinaza, spre deosebire de hexokinază, se găsește numai în ficat și în celulele din insulele Langerhans. Activitatea glucoinazei în ficat este de 10 ori mai mare decât activitatea hexokinazei. În plus, glucokinaza, spre deosebire de hexokinază, are o valoare Km mai mare pentru glucoză (adică o afinitate mai mică pentru glucoză).
După consum, conținutul de glucoză din vena portalului crește dramatic și atinge 10 mmol / l sau mai mult. Creșterea concentrației de glucoză în ficat determină o creștere semnificativă a activității glucokinazei și crește absorbția glucozei de către ficat. Datorită muncii simultane a hexokinazei și a glucokinazei, ficatul rapid și eficient fosforizează glucoza la glucoz-6-fosfat, furnizând glicemie normală în fluxul sanguin sistemic. În continuare, glucoza-6-fosfat poate fi metabolizată în mai multe moduri (Figura 28.1).
2. Sinteza și descompunerea glicogenului. Glicogenul din ficat joacă rolul unui depozit de glucoză în organism. După masă, excesul de carbohidrați este depus în ficat sub formă de glicogen, nivelul căruia este de aproximativ 6% din masa ficatului (100-150 g). În intervalele dintre mese, precum și în timpul "nopții de noapte", nu se produce reumplerea bazinului de glucoză din sânge din cauza absorbției din intestin. În aceste condiții, se activează defalcarea glicogenului în glucoză, ceea ce menține nivelul glicemiei. Glucogenul se epuizează până la sfârșitul perioadei de 1 zi.
3. gluconeogeneza hepatica se produce in mod activ - sinteza glucozei din precursori non-carbohidrat (lactat, piruvat, glicerol, glicogen aminoacizi). Datorită gluconeogenezei, aproximativ 70 g de glucoză pe zi este produsă în corpul unui adult. Activitatea gluconeogenezei crește dramatic în timpul postului în a doua zi când rezervele de glicogen din ficat sunt epuizate.
Datorită gluconeogenezei, ficatul este implicat în ciclul Corey - procesul de transformare a acidului lactic, care se formează în mușchi, în glucoză.
4. Transformarea fructozei și a galactozei în glucoză are loc în ficat.
5. În ficat se sintetizează acidul glucuronic.
Fig. 28.1. Participarea glucozei-6-fosfatului la metabolismul carbohidratilor
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.