1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Метаболизм в печени гормонов липидов гемопротеинов

РОЛЬ ПЕЧЕНИ В ЛИПИДНОМ ОБМЕНЕ

Ферментные системы печени способны катализировать все реакции или значительное большинство реакций метаболизма липидов. Совокупность этих реакций лежит в основе таких процессов, как синтез высших жирных кислот, триглицеридов, фосфолипидов, холестерина и его эфиров, а также липолиз триглицеридов, окисление жирных кислот, образование ацетоновых (кетоновых) тел и т.д.

Напомним, что ферментативные реакции синтеза триглицеридов в печени и жировой ткани сходны. Так, КоА-производные жирной кислоты с длинной цепью взаимодействуют с глицерол-3-фосфатом с образованием фосфатидной кислоты, которая затем гидролизуется до диглицерида. Путем присоединения к последнему еще одной молекулы КоА-производного жирной кислоты образуется триглицерид. Синтезированные в печени три-глицериды либо остаются в печени, либо секретируются в кровь в форме липопротеинов. Секреция происходит с известной задержкой (у человека 1–3 ч). Задержка секреции, вероятно, соответствует времени, необходимому для образования липопротеинов.

Как отмечалось, основным местом образования плазменных пре-β-липопротеинов (липопротеины очень низкой плотности – ЛПОНП) и α-липопротеинов (липопротеины высокой плотности – ЛПВП) является печень.

Рассмотрим образование ЛПОНП. Согласно данным литературы, основной белок апопротеин В-100 (апо Б-100) липопротеинов синтезируется в рибосомах шероховатого эндоплазматического ретикулума гепатоцитов. В гладком эндоплазматическом ретикулуме, где синтезируются и липидные компоненты, происходит сборка ЛПОНП. Одним из основных стимулов образования ЛПОНП является повышение концентрации неэстерифици-рованных жирных кислот (НЭЖК). Последние либо поступают в печень с током крови, будучи связанными с альбумином, либо синтезируются непосредственно в печени. НЭЖК служат главным источником образования триглицеридов (ТГ). Информация о наличии НЭЖК и ТГ передается на мембранно-связанные рибосомы шероховатого эндоплазматического ретикулума, что в свою очередь является сигналом для синтеза белка (апо В-100). Синтезированный белок внедряется в мембрану шероховатого ретикулума, и после взаимодействия с фосфолипидным бислоем от мембраны отделяется участок, состоящий из фосфолипидов (ФЛ) и белка, который и является предшественником ЛП-частицы. Далее белокфосфо-липидный комплекс поступает в гладкий эндоплазматический ретикулум, где взаимодействует с ТГ и эстерифицированным холестерином (ЭХС), в результате чего после соответствующих структурных перестроек формируются насцентные, т.е. незавершенные, частицы (н-ЛПОНП). Последние поступают через тубулярную сеть аппарата Гольджи в секреторные везикулы и в их составе доставляются к поверхности клетки, после чего очень низкой плотности (ЛПОНП) в печеночной клетке (по А.Н. Климову и Н.Г. Никульчевой).

Рис. 16.3. Образование липопротеинов

1 — ядро; 2 — шероховатый эндоплазматический ретикулум; 3 — гладкий эндоплазматический ре-тикулум, синтезированные в нем липиды и образовавшиеся н-ЛПОНП; 4 — аппарат Гольджи; 5 -секреторная везикула с частицей н-ЛПОНП; 6 -частица с н-ЛПОНП в пространстве Диссе; 7 -перенос апопротеинов С с ЛПВП на н-ЛПОНП; 8 — частица нативных ЛПОНП.

Путем экзоцитоза выделяются в перисинусоидные пространства (пространства Диссе). Из последнего н-ЛПОНП поступают в просвет кровяного синусоида, где происходят перенос апопротеинов С из ЛПВП на н-ЛПОНП и достраивание последних (рис. 16.3). Установлено, что время синтеза апо В-100, образования липид-белковых комплексов и секреции готовых частиц ЛПОНП составляет 40 мин.

У человека основная масса β-липопротеинов (липопротеины низкой плотности – ЛПНП) образуется в плазме крови из ЛПОНП при действии липопротеинлипазы. В ходе этого процесса образуются сначала промежуточные короткоживущие липопротеины (Пр.ЛП), а затем формируются частицы, обедненные триглицеридами и обогащенные холестерином, т.е. ЛПНП.

При высоком содержании жирных кислот в плазме их поглощение печенью возрастает, усиливается синтез триглицеридов, а также окисление жирных кислот, что может привести к повышенному образованию кетоновых тел.

Следует подчеркнуть, что кетоновые тела образуются в печени в ходе так называемого β-гидрокси-β-метилглутарил-КоА пути. Однако существует мнение, что ацетоацетил-КоА, являющийся исходным соединением при кетогенезе, может образоваться как непосредственно в ходе β-окисле-ния жирных кислот, так и в результате конденсации ацетил-КоА [Марри Р. и др., 1993]. Из печени кетоновые тела током крови доставляются в ткани и органы (мышцы, почки, мозг и др.), где они быстро окисляются при участии соответствующих ферментов, т.е. по сравнению с другими тканями печень является исключением.

В печени происходит интенсивный распад фосфолипидов, а также их синтез. Помимо глицерина и жирных кислот, которые входят в состав нейтральных жиров, для синтеза фосфолипидов необходимы неорганические фосфаты и азотистые соединения, в частности холин, для синтеза фосфатидхолина. Неорганические фосфаты в печени имеются в достаточном количестве. При недостаточном образовании или недостаточном поступлении в печень холина синтез фосфолипидов из компонентов нейтрального жира становится либо невозможным, либо резко снижается и нейтральный жир откладывается в печени. В этом случае говорят о жировой инфильтрации печени, которая может затем перейти в ее жировую дистрофию. Иными словами, синтез фосфолипидов лимитируется количеством азотистых оснований, т.е. для синтеза фосфоглицеридов необходим либо холин, либо соединения, которые могут являться донорами метильных групп и участвовать в образовании холина (например, метионин). Такие соединения получили название липотропных веществ. Отсюда становится ясным, почему при жировой инфильтрации печени весьма полезен творог, содержащий белок казеин, в составе которого имеется большое количество остатков аминокислоты метионина.

Рассмотрим роль печени в обмене стероидов, в частности холестерина. Часть холестерина поступает в организм с пищей, но значительно большее количество его синтезируется в печени из ацетил-КоА. Биосинтез холестерина в печени подавляется экзогенным холестерином, т.е. получаемым с пищей.

Таким образом, биосинтез холестерина в печени регулируется по принципу отрицательной обратной связи. Чем больше холестерина поступает с пищей, тем меньше его синтезируется в печени, и наоборот. Принято считать, что действие экзогенного холестерина на биосинтез его в печени связано с торможением β-гидрокси-β-метилглутарил-КоА-редуктазной реакции:

Часть синтезированного в печени холестерина выделяется из организма вместе с желчью, другая часть превращается в желчные кислоты и используется в других органах для синтеза стероидных гормонов и иных соединений.

В печени холестерин может взаимодействовать с жирными кислотами (в виде ацил-КоА) с образованием эфиров холестерина. Синтезированные в печени эфиры холестерина поступают в кровь, в которой содержится также определенное количество свободного холестерина.

Особенности обмена липидов в печени

Особенности обмена углеводов в печени

Особенности обмена аминокислот, белков и других азотсодержащих веществ в печени

Печень играет центральную роль в поддержании азотистого баланса в организме, так как регулирует процессы утилизации азотистых веществ и выделение их метаболитов из организма. В печени протекают основные анаболические и катаболические процессы аминокислот (переаминирование, дезаминирование, декарбоксилирование). Только в печени синтезируются белки свертывающей (протромбин, фибриноген, проконвертин, проакцелерин) и антисвертывающей системы (кроме плазминогена). Печень является единственным органом синтеза альбуминов, церулоплазмина, трансферрина, ангиотензиногена. Печень обеспечивает через кровь другие органы сбалансированной смесью незаменимых и заменимых аминокислот, необходимых для биосинтеза их собственных белков. В печени синтезируются многие азотсодержащие вещества небелковой природы (креатин, холин, мочевая кислота, индикан, гем и др.), биологически активные пептиды (глутатион, карнозин, анзерин), а также происходит биосинтез и распад пуриновых и пиримидиновых азотистых оснований. Только в печени происходит образование мочевины — основной путь обезвреживания аммиака в организме.

В печени протекают следующие метаболические процессы обмена углеводов: биосинтез и распад гликогена, необходимый для поддержания постоянства концентрации глюкозы в крови: глюконеогенез, аэробный гликолиз, пентозофосфаткый путь, обмен фруктозы и галактозы, цикл Кори, превращение глюкозы в ВЖК, биосинтез гетерополисахаридов. Печень является основным органом, поставляющим свободную глюкозу в кровь, так как в гепатоцитах печени имеется фермент глюкозо-6-фосфатаза, расщепляющий глюкозо-6-фосфат до свободной глюкозы.

Обмен липидов в печени наиболее интенсивно протекает по следующим метаболическим путям:

1) β — окисление ВЖК;

2) распад ТАГ, ФЛ, ХС, ЛВП-зрелых;

3) биосинтез транспортных форм липидов (ЛОНП, ЛВП-предшественни-ков);

4) биосинтез специфических ВЖК, ТАГ, ФЛ, холестерина, эфиров холестерина, кетоновых тел (ацетил-КоА →CH3COCH2COOH и

Печень участвует в поддержании постоянного уровня жирных кислот в крови, если их количество увеличивается, то печень поглощает их и превращает в ТАГ, ФЛ, ЭХС, ЛОНП. Уменьшение биосинтеза фосфолипидов, уменьшение образования ЛОНП привод к увеличению биосинтеза ТАГ и накоплению их в гепатоцитах, что сопровождается жировой дегенерацией печени. Кетоновые тела (ацетоацетат, ацетон, β — гидроксибутират) синтезируются только в гепатоцитах печени из ацетил-КоА в ходе так называемого β-гидрокси-β-метилглутарил-КоА пути. При голодании, при пониженном содержании углеводов в пище, сахарном диабете возрастает скорость синтеза кетоновых тел (кетогенез). Из печени кетоновые тела током крови переносятся в периферические ткани и органы (мышцы, почки, мозг и т. д.), где они превращаются в ацетил-КоА и в цикле лимонной кислоты и ЦПЭ дают энергию. Печень играет важную роль в обмене стероидов, в частности холестерина (ХС). Общий путь ХС в печени составляет:

1. ХС, синтезируемый заново в печени из ацетил-КоА (эндогенный ХС);

2. ХС, образующийся из эфиров холестерина;

3. ХС, поступающий с артериальной кровью в составе зрелых ЛВП;

4. ХС, образовавшийся из деградированных форм ХМ и ЛОНП.

В печени ХС (80%) расходится на образование первичных желчных кислот (холевой и хенодезоксихолевой), для построения биомембран гепатоцитов, на формирование ЛОНП и ЛВП-предшественников, синтез эфиров ХС.

Кроме многочисленных функций в промежуточном обмене, печень играет важную в пищеварении, так как в ней образуется желчь.

Читать еще:  Особенности составления диеты

Желчь — это жидкий секрет желтовато-коричневого цвета, который состоит из воды (97%), свободных и коньюгированных желчных кислот и солей (1%), билирубина и ХС, минеральных солей, фосфолипидов, ВЖК.

Различают печеночную желчь и пузырную, в которой образуются простые мицеллы, состоящие из фосфолипидов, холестерина и желчных кислот (2,5: 1: 12,5). Нерастворимый в воде холестерин удерживается в желчи в растворенном состоянии благодаря присутствию в ней солей желчных кислот и фосфатидилхолина. При недостатке желчных кислот в желчи холестерин выпадает в осадок, способствуя образованию камней. При нарушении желчеобразования или оттока желчи нарушаются переваривание липидов в ЖКТ, что приводит к стеаторее.

Печень играет важную роль в детоксикации чужеродных веществ или ксенобиотиков. Это имеет существенное значение для сохранения жизни организма. Чужеродные вещества попадают в организм с пищей, через кожу или с вдыхаемым воздухом и могут быть продуктами хозяйственной деятельности человека, веществами бытовой химии, лекарственным препаратами, этанолом. В печени инактивируются и токсические метаболиты распада азотсодержащих веществ: билирубина, продуктов распада аминокислот, биогенных аминов, аммиака, гормонов.

Гидрофильные ксенобиотики выводятся с мочой. Для удаления гидрофобных в процессе эволюции выработались механизмы, представляющие собой две фазы детоксикации: модификация и конъюгация. Возможные модификации: гидроксилирование (RH→ROH), сульфоокисление (R-S-R′→R-SO-R′), окислительное дезаминирование (RNH2→R=O+NH3) и т.д.

В печени наиболее активно микросомальное окисление (монооксигеназная система), отвечающее за обезвреживание ксенобиотиков (чужеродных веществ).

Гидроксилирование — чаще всего результат химической модификации токсичных веществ, происходящий в I — й фазе обезвреживания. Во II — фазе происходит реакция коньюгации, в результате обеих фаз образующиеся продукты, как правило, хорошо растворимы и легко удаляются из организма.

Основные ферменты, участвующие в окислительной системе: цитохром Р450-редуктаза – флавопротеин (кофермент ФАДН2 или ФМНН2), цитохром Р450, связывающий в активном центре липофильное вещество RH и молекулу кислорода. Один атом О2 присоединяет 2ē и переходит в форму О 2- . Донором электронов и протонов является НАДФН+Н + , который окисляется цитохром – Р450 – редуктазой, О 2- взаимодействует с протонами: О 2- +2Н + →Н2О. Второй атом молекулы кислорода включается в гидроксильную группу вещества RH с образованием R-OH, в роли конъюгантов могут выступать глицин (при обезвреживании бензойной кислоты с образованием гиппуровой кислоты) ФАФС – донор остатка серной кислоты, УДФ – глюкуронид – донор остатка глюкуроновой кислоты. Последние два конъюганта используются при обезвреживании собственных метаболитов (индол через индоксил конъюгируется с ФАФС, давая животный индикан), а также лекарственных препаратов (аспирин после гидролитического отщепления ацетата конъюгируется с УДФ – глюкуронидом, образуя гидрофильный салицилглюкуронид, выносимый из организма с мочой).

Некоторые ксенобиотики (полициклические ароматические углеводороды, ароматические амины, афлатоксины) подвергаясь в печени изменениям ферментами монооксигеназной системы, превращаются в канцерогены. Они могут повреждать ДНК генов, мутации в которых способствуют превращению нормальной клетки в опухолевую. Экспрессия таких онкогенов приводит к неконтролируемой пролиферации, т.е. к развитию опухоли.

Так, образовавшийся в результате гидроксилирования бензанитрацена, эпоксид, ковалентно связывает гуанин, разрывая водородные связи в паре Г≡Ц, чем нарушает взаимодействие ДНК с белками.

Нитрозамины, образующиеся из азотистой кислоты и вторичных аминов (HNO2+R2NH→R2N-N=O) превращают цитозин в урацил, Г≡Ц становится ГУ. В комплементарной цепи уже будет СА, которая в результате мутаций может превратиться в ИА и комплементарная ей пара будет АТ, т.е. полностью изменился кодовый смысл ДНК.

Печень играет важную роль и в обезвреживании билирубина, который образуется в клетках РЭС в результате распада гемоглобина, миоглобина, каталазы, цитохромов и других гемопротеинов. Образовавшийся при этом билирубин нерастворим в воде, переносится с кровью в виде комплекса с альбумином и называется «непрямым» билирубином. В печени 1/4 часть непрямого билирубина вступает в реакцию коньюгации с УДФ-глюкуроновой кислотой, образуя диглюкуронид билирубина, называемого «прямым» билирубином.

«Прямой» билирубин выводится из печени с желчью в тонкий кишечник, где происходит отщепление глюкуроновой кислоты под влиянием глюкуронидазы микробов кишечника с образованием свободного билирубина, который далее превращается с последующим образованием желчных пигментов: стеркобилиногена, стеркобилина, уробилиногена, уробилина. Показателем нарушения пигментного обмена в печени является содержание в крови «непрямого», «прямого» и общего билирубина. Повышение содержания билирубина в крови ведет к отложению его в тканях и вызывает желтухи различной этиологии. Основными причинами гипербилирубинемии являются: увеличение гемолиза эритроцитов, дефицит и дефект фермента глюкуронилтрансферазы, закупорка желчных протоков, нарушение равновесия между образованием и выведением билирубина, повреждение гепатоцитов (вирусами, токсическими гепатотропными веществами), гепатиты, цирроз печени и др.

В зависимости от причин гипербилирубинемии различают следующие основные виды желтухи: гемолитическую, паренхиматозную, обтурационную, наследственную, желтуху новорожденных и др.

Диагностическим тестом для определения происхождения желтухи являются следующие нормальные показатели:

1) «прямой» и «непрямой» билирубин в крови;

2) желчные пигменты в моче и кале.

1) в крови содержится общего билирубина от 8 до 20 мкмолъ/л, при этом 25% (

5 мкмоль/л) от общего билирубина приходится на «прямой» билирубин;

2) в моче — билирубина нет, уробилина — 1-4 мг/сутки;

3) в кале в сутки выделяется до 300 мг стеркобилина (окрашивает кал в коричневый цвет).

При гемолитической желтухе гипербилирубинемия возникает в основном вследствие усиленного гемолиза эритроцитов, в результате чего увеличивается:

1) в крови количество непрямого» (свободного) билирубина;

2) в моче количество уробилина (моча темная);

3) в кале количество стеркобилина (кал темный).

Кожа и слизистые окрашены в желтый цвет. При паренхиматозной (печеночно-клеточной) желтухе повреждаются клетки печени, вследствие чего увеличивается их проницаемость. Поэтому при паренхиматозной желтухе:

1) в крови увеличивается количество как «непрямого», так и «прямого» билирубина (желчь поступает прямо в кровь);

2) в моче уменьшается количество уробилина и обнаруживается «прямой» билирубин;

3) в кале уменьшается содержание стеркобилина.

При обтурационной (механической) желтухе нарушен отток желчи (закупорка общего желчного протока), что приводит:

1) в крови — к увеличению «прямого» билирубина;

2) в моче — к увеличению «прямого» билирубина и отсутствию уробилина;

3) в кале — к отсутствию желчных пигментов, кал обесцвечен.

Известно несколько заболеваний, при которых желтуха вызвана наследственными нарушениями метаболизма билирубина. Примерно у 5% населения диагностируют желтуху, вызванную генетическими нарушениями в структуре белков и ферментов, ответственных за захват непрямого билирубина в печень (синдром Жильбера), за его конъюгацию с глюкуроновой кислотой, обусловленной нарушением реакции глюкуронирования в печени (синдром Краглера-Найяра I и II типов), нарушением активного транспорта образованных в печени билирубинглюкуронидов в желчь (синдром Дабина-Ротора-Джонсона).

Дата добавления: 2015-07-02 ; Просмотров: 1430 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Основные реакции печеночного метаболизма, их значение

Биохимические реакции, протекаемые в печени, превращают ее в лабораторию. Она является тем местом, где пересекаются пути метаболизма белков, углеводов и липидов. Детоксикация ксенобиотиков, алкоголя придает ей значение защитного барьера. Она участвует в синтезе важнейших белков крови, гормонов, ферментов. Нарушение одного из звеньев метаболических реакций приводит к тяжелым последствиям для всего организма.

Метаболизм гемопротеинов

Соединения белка с гемом называют гемопротеинами. К этой группе относят гемоглобин крови, систему цитохрома, миоглобин мышц. Большее значение имеет гемоглобин. Распад остальных веществ не так выражен из-за небольшого их количества.

После гибели в селезенке старых эритроцитов, высвобождается гем и остатки аминокислот. Гем теряет железо, которое пойдет на синтез нового гемоглобина, а сам становится биливердином, затем под действием специальных ферментов – билирубином. Он попадает в кровь и связывается с альбуминами, которые доставляют его к печени. Гепатоциты захватывают токсичный непрямой билирубин, конъюгируют его с глюкуроновой кислотой и выводят с желчью. Во время пищеварения она попадает в кишечник, где из билирубина образуется уробилиноген. Часть его всасывавется обратно и поступает в почки, другая часть образует биливердин, который повторяет цикл метаболизма. Третья часть поступает далее по кишечнику, где метаболизируется до стеркобилина, а потом выводится с калом.

Метаболизм гликогена

Запасающая форма глюкозы в организме представлена гликогеном. Это разветвленный полимер, который не связывает воду. Если бы клетки запасали непосредственно глюкозу, которая образует связи с молекулами воды, их осмотическое давление повышалось бы, клетки распадались от перенасыщения влагой. Гликоген депонируется печенью и мышцами, но только печеночная фракция используется для поддержания концентрации глюкозы крови.

Синтез начинается через 1-2 часа после приема углеводов и протекает с энергетическими затратами. При участии АТФ глюкоза превращается в глюкозо-6-фосфат, затем через ряд необратимых реакций образуется УДФ-глюкоза. Ее остаток глюкозы используется для присоединения к ветви гликогена.

В клетке гликоген никогда не распадается до конца, всегда остается небольшая ветвь, к которой присоединяются молекулы глюкозы, и происходит ее запасание. Распад происходит между приемами еды, усиливается при физических нагрузках. Энергетических затрат этот процесс не требует. Последовательно с помощью биохимических реакций происходит отщепление концевых молекул глюкозы. Необратимость реакций синтеза и распада обеспечивает их регуляцию.

Метаболизм липидов

Гепатоциты насыщены ферментами для полного метаболизма липидов. Реакции распада протекают в митохондриях и лизосомах клеток, синтез – в цитозоле. Все пути метаболических реакций сходятся на ацетил-КоА. Его образование происходит после катаболизма аминокислот, переработки пирувата и окислительных процессов жирных кислот. Это вещество объединяет метаболические пути глюкозы, липидов и белков. Во время реакций на основе ацетил-КоА производятся жирные кислоты, кетоновые тела, холестерол. Он является субстратом цикла Кребса, в конце которого образуется вода и энергия.

Читать еще:  Как развивается заболевание

Во время еды в 12-перстную кишку выделяется желчь. Она эмульгирует поступившие жиры, чтобы обеспечить их транспорт через стенки кишечника. В форме хиломикронов происходит поступление жиров к гепатоцитам. Уже в капиллярах они распадаются до жирных кислот и глицерола. Первые проникают к гепатоцитам, используются для синтеза триацилглицероллов и фосфолипидов.

Жирные кислоты могут окисляться с помощью митохондрий до образования ацетил-КоА, который используется для цикла Кребса. Когда образуется недостаток оксалоацетата, то начинается синтезирование кетоновых тел, которые послужат субстратом при энергетическом голодании для остальных тканей.

Предшественником стероидов, желчных кислот и витамина Д3 является холестерол. Его синтезирует печень на основе жирных кислот. Производство тормозится избыточным количеством холестерола в крови, содержанием желчных кислот.

Печень синтезирует сложные белково-липидные молекулы. Они имеют различный состав и размер. Гепатоциты производят две разновидности:

  • липопротеины высокой плотности (ЛПВП);
  • липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП)

Их баланс, а также уровень холестерина, определяют риск развития атеросклероза. Атеросклеротические бляшки образуются при уменьшении ЛПОНП, увеличении холестерина и ЛПВП.

Метаболизм белков

Аминокислоты, выделенные из белков пищи, поступают в печень по воротной вене. Пути их метаболизма разнообразны:

  • синтез собственных белков;
  • метаболизм заменимых аминокислот путем трансаминирования;
  • образование и обезвреживание аммиака;
  • производство небелковых азотистых соединений (холин, нуклеотиды).

Гепатоцитами синтезируется 12 г альбуминов за сутки, белки иммунной системы – глобулины, свертывающие – фибриноген, протромбин, проакцелярин.

Метаболизм этанола

Алкоголь из желудка быстро всасывается и поступает для метаболизма в печень. Его утилизация происходит тремя путями с образованием токсичного вещества – ацетальдегида:

  1. Окисление алкогольдегидрогеназой.
  2. Микросомальное окисление.
  3. Каталазный путь.

Наиболее значимым является первый путь. Алкогольдегидрогеназа гидролизирует этанол, но реакция является обратимой. Участие в реакции принимает фермент НАД+/НАДН. Если преобладает первый, реакция идет в сторону образования ацетальдегида, если второй – синтезируется этанол.

В митохондриях количество гидрогеназы постоянное и не зависит от принятой дозы алкоголя. При хроническом злоупотреблении возникает недостаток фермента, тогда метаболизм перенаправляется по микросомальному пути. Система цитохрома Р 450 может утилизировать 50-70% поступившего спирта. Недостатком является то, что попутно запускается реакция перекисного окисления липидов, что повреждает клеточные мембраны. Параллельно ингибируется синтез белков, глюконеогенез. Неиспользованный лактат выделяется в кровь и вызывает ацидоз. Накапливается ацетил-КоА, стимулируется синтез кетоновых тел, а утилизация жирных кислот тормозится. Происходит отложение жира в печени.

Каталазный путь перерабатывает 2% спирта и не имеет такого значения, как два других. Положительной стороной является то, что в ходе его реакций утилизируется перекись водорода.

Метаболизм лекарств

Лекарственные препараты являются ксенобиотиками для нашего организма и проходят обезвреживание печенью. Реакции протекают за два этапа.

Реакции первой фазы протекают в эндоплазматическом ретикулуме при участии цитохрома Р 450. Обезвреживание происходит через реакции окисления, восстановления или гидролиза. Вещества переходят в водорастворимую форму.

Некоторые лекарства в результате биотрансформации приобретают необходимый лечебный эффект, другие становятся более токсичными.

Вторая фаза детоксикации заключается в конъюгации с глутатионом. Ксенобиотики теряют свою активность и выводятся с мочой.

Особенностью системы детоксикации является то, что система микросомального окисления может индуцироваться или ингибироваться под действием определенных препаратов. Поэтому в инструкциях ко многим лекарствам указано, что они не могут сочетаться с определенными веществами, которые могут активировать систему цитохрома, что приведет к ускорению метаболизма и обезвреживанию препарата. Или наоборот, могут усилиться негативные проявления и побочные эффекты.

Метаболизм гормонов

Печень метаболизирует биологически активные вещества. Гормоны на основе пептидов, инсулин и глюкагон, обезвреживаются методом удаления азотистой группы или гидролиза. Гормоны щитовидной железы теряют йод. Надпочечниковые гормоны и альдостерон проходят несколько сложных реакций, конечным итогом которых является конъюгация с глюкуроновой кислотой. Тестостерон используется для образования андростерона и выводится через мочу. Эстроген распадается до эстриола и эстрона, которые связываются с сульфатами или глюкуроновой кислотой и выводятся почками.

Повреждения печени изменяют метаболизм всех веществ. Поэтому болезни печени сопровождаются гормональными нарушениями, сбоем в иммунной системе, жировом, углеводном обмене.

Роль печени в липидном обмене

В регуляции метаболизма липидов печени принадлежит ведущая роль. В печени синтезируются желчные кислоты, при дефиците которых переваривания жиров практически не происходит. Ферментные системы печени способны катализировать большинство реакций метаболизма липидов. Ферментативные реакции синтеза триглицеридов в печени и жировой ткани сходны. Синтезированные в печени триглицериды либо остаются в печени, либо секретируются в кровь в форме липопротеинов — ЛПОНП и ЛПВП. В условиях избытка глюкозы в гепатоцитах происходит синтез триглицеридов и фосфолипидов из жирных кислот, которые поступают в печень из кишечника. При высоком содержании жирных кислот в плазме их поглощение печенью возрастает, усиливается синтез триглицеридов, а также окисление жирных кислот, увеличивается продукция кетоновых тел. Из печени кетоновые тела током крови доставляются в мышцы, почки, мозг и др., где окисляются. При дефиците глюкозы в печени активируется окисление жирных кислот.

Для синтеза фосфолипидов необходим либо холин, либо соединения — доноры метильных групп, участвующие в образовании холина (например, метионин). При недостаточном поступлении или образовании холина синтез фосфолипидов прекращается или замедляется, и нейтральный жир откладывается в печени. Жировая инфильтрация печени может перейти в ее жировую дистрофию.

Обмен холестерина. Часть холестерина поступает в организм с пищей, но значительно большее количество его синтезируется в печени из ацетата. Биосинтез холестерина в печени подавляется экзогенным холестерином, т.е. регулируется по принципу отрицательной обратной связи.

Действие экзогенного холестерина на биосинтез его в печени связано с торможением b-гидрокси-b-метилглутарил-КоА-редуктазной реакции:

Холестерин наиболее интенсивно синтезируется в печени. В печени же происходит и расщепление холестерина. Часть холестерина выделяется с желчью в неизменном виде в просвет кишечника, но большая часть холестерина – 75% превращается в желчные кислоты.

В печени холестерин может взаимодействовать с жирными кислотами с образованием эфиров холестерина. Образовавшиеся эфиры поступают в кровь, в которой содержится также определенное количество свободного холестерина. В печени синтезируется лецитинхолестеринацилтрансфераза (ЛХАТ), катализирующая этерификацию холестерина в плазме крови.

Из холестерина образуются все стероидные гормоны: глюкокортикоиды, минералокортикоиды, половые гормоны. На все стероидные гормоны расходуется лишь 3% холестерина.

На жировой обмен в печени влияют такие гормоны, как инсулин, АКТГ, диабетогенный фактор гипофиза, глюкокортикоиды. Действие инсулина способствует накоплению жира в печени. Действие АКТГ, диабетогенного фактора, глюкокортикоидов прямо противоположно.

Определение холестерина в крови позволяет в известной мере судить о функции печени. Холестеринсинтезирующая функция печени и функция синтеза желчных кислот достаточно устойчивы к различным острым повреждениям печени. При паренхиматозных поражениях печени синтетическая активность ее клеток ослаблена, и концентрация холестерина и особенно его эфиров в крови снижается. При механических желтухах функция печеночных клеток нарушена мало, а выделение холестерина с желчью снижено, что приводит к повышению содержания общего холестерина в крови.

Гипохолестеринемия наблюдается при тяжелых хронических заболеваниях печени, включая далеко зашедшие формы цирроза печени и ХАГ. При тяжелых повреждениях печени возникают ситуации, когда она не успевает преобразовывать жирные кислоты с короткой цепью (4-8 атомов углерода), они накапливаются в сыворотке крови, оказывая высокотоксическое воздействие на головной мозг.

Кортикостероиды и половые гормоны в печени переходят в 17-кетостероиды, которые выделяются с мочой. В печени под влиянием ароматазы возможно превращение тестостерона в эстрадиол. Повышенная активность этого фермента, по-видимому, играет важную роль в «эстрогенизации» при циррозе печени и ожирении. При тяжелых заболеваниях печени превращение стероидных гормонов в 17-кетостероиды может быть нарушено, количество кетостероидов в моче уменьшается, а неизмененных стероидных гормонов увеличивается. Повышение содержания в крови альдостерона является одной из причин развития отеков при тяжелых нарушениях функций печени.

Наиболее выраженные нарушения липидного обмена (гиперлипидемия, повышение содержания желчных кислот, холестерина, b-липопротеинов, реже — триглицеридов) наблюдаются при алкогольных поражениях печени, для которых характерны повышение транспорта жира и синтез липопротеинов, подавление активности липопротеинлипазы.

Витамины. Все жирорастворимые витамины (А, Д, Е, К и др.) всасываются в стенки кишечника только в присутствии желчных кислот, выделяемых печенью. Некоторые витамины (А, В1, Р, Е, К, РР и др.) депонируются печенью. Многие из них участвуют в химических реакция, происходящих в печени (В1, В2, В5, В12, С, К и др.). Часть витаминов активизируется в печени, подвергаясь в ней фосфорилированию (В1, В2, В6 и др.).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9558 — | 7357 — или читать все.

188.64.174.65 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Читать еще:  Клинические формы пигментного гепатоза

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Метаболизм печени

Все органы ЖКТ тесно взаимосвязаны. Метаболизм в печени проходят не только питательные вещества, но и ферменты, лекарственные препараты, гормоны и другие биологически активные компоненты. Все они претерпевают определенные химические изменения, становясь активными или, наоборот, инактивируясь. Это необходимо для правильного обмена веществ и поддержания функции каждого органа и системы.

Что такое метаболизм?

Термином специалисты обозначают обмен веществ. Это комбинация химических реакций, которые протекают в клетках, тканях и органах живых организмов. Метаболизируется все: белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты, гормональные вещества, медикаментозные препараты и биологически активные комплексы. Организовать эти процессы помогают ферменты. Конечные продукты поступают на поддержание правильного функционирования здорового организма.

Метаболические процессы делятся на ассимиляцию или анаболизм — создание новых веществ из более простых компонентов, и диссимиляцию, или катаболизм — разрушение молекулярных комплексов с образованием новых биологически активных составляющих.

Виды метаболизма в печени

Выделяют такие виды обмена веществ, зависящие от химической природы его участников:

  • Гемопротеиновый. В цикле этих химических реакций метаболизируются красный пигмент гем и белки плазмы крови.
  • Гормональный. При нем совершается активация и деактивация гормонально-активных веществ.
  • Белковый. Обеспечивает способность печени вырабатывать факторы иммунитета, свертываемости крови и другие протеиновые комплексы.
  • Гликогеновый. Заключается в двух взаимно противоположных процессах: гликогенолизе — расщеплении гликогена до глюкозы, и глюконеогенезе — образовании из сахаров гликогенового комка.
  • Липидный. Жиры в печеночных клетках разлагаются до триглицеридов и жирных кислот.
  • Этанольный. Расщепление компонентов алкоголя производится гепатоцитами.
  • Лекарственный. Медикаментозные средства проходят через печень, метаболизируясь в гепатоцитах.

Вернуться к оглавлению

Метаболизм гемопротеинов

Этим термином обозначают комплексы частички-гема и белкового компонента. К ним относятся красный пигмент крови гемоглобин и мышечный миоглобин. Эритроциты разрушаются в селезенке. Высвободившиеся пигментные вещества и железо идут на построение нового пигмента. Сначала гем становится беливердином, который превращается в билирубин. Непрямые фракции последнего токсичны. Именно они заглатываются печеночными гепатоцитами и соединяются с веществом глюкуроном. Образовавшиеся комплексы поступают с желчью в пищеварительный тракт, откуда потом выделяются с калом.

Метаболизм гормонов

Гормональные вещества также проходят через печеночные клетки. Гепатоциты влияют на инсулин и глюкагон, синтезируемые поджелудочной железой. Печень инактивирует эти гормоны, отщепляя от их молекул азотистые хвосты. Этот процесс именуется гидролизом. Гепатоциты забирают йод у тироксина и трийодтиронина щитовидной железы. Они также обезвреживают гормоны надпочечников и половых желез.

Метаболизм белков

Белковые компоненты пищи распадаются еще в желудке под действием фермента пепсина. Их структурные элементы (аминокислоты) поступают через стенку кишечника в кровь, а оттуда идут в печень. В этом органе из них формируются новые белки. Последние поступают на нужды иммунной, пищеварительной, кровеносной и других систем. Из некоторых аминокислот образуются небелковые структуры. К таковым относятся нуклеотиды и холин. Они содержат азот и включаются в сложные цепи химических реакций, протекающих в клетках.

Метаболизм гликогена

В этом веществе запасается сахар для дальнейших потребностей организма. Сама глюкоза способна образовывать тесные связи с молекулярной водой. Это ведет к повышению осмотического давления внутри клеток. В них накапливается влага и они рискуют лопнуть. Когда же глюкоза переходит в гликогеновую фракцию, эта опасность устраняется. Гликоген образуется и в мышцах, но только печеночный его подтип способен в будущем выступать донором сахара. Высвобождение его усиливается во время физической работы. Появившаяся энергия, прописанная в АТФ, идет на восстановление клеточного резерва.

Метаболизм липидов

Жиры расщепляются в печеночных клетках до триглицеридов и жирных кислот. Происходит это при участии разных ферментов. Распад совершается внутри митохондрий и лизосом. Обратный синтез производится в клеточном золе. Важным метаболитом в цикле липидных превращений является ацетил-КоА. Из гепатоцитов жиры поступают в эмульгированном виде. Это значит, что образовались хиломикроны. Из жирных кислот гепатоциты синтезируют холестерол, который дальше идет на построение стероидных гормонов, желчных кислот и витамина D3. В печени вырабатываются липопротеины высокой и низкой плотности. Правильное соотношение этих веществ отвечает за профилактику атеросклероза.

Метаболизм этанола

Составляющие алкогольных напитков, всосавшиеся из желудочно-кишечного тракта, прямиком направляются в печень. Есть 3 варианта дальнейшей переработки алкоголя. Но в итоге образуется токсический ацетальдегид. Первый вариант — окисление этанола ферментом алкогольдегидрогеназой. Второй тип метаболизма — это микросомальное присоединение кислорода. Третий путь переработки происходит с использованием энзима каталазы.

Метаболизм лекарств

В печеночных клетках медикаменты обезвреживаются путем 2 последовательных реакций. Первая состоит в окислении, восстановлении или гидролизе лекарственных средств с помощью цитохрома p450 в эндоплазматической сети. Продукт этой реакции водорастворим. Таким образом, некоторые медикаменты приобретают ожидаемые лечебные свойства, а другие становятся токсичными. На втором этапе продукты метаболизма объединяются с веществом глюкуроном, который попадает в мочу и с ней выносит токсины из организма.

Печень перекрещивает метаболизм углеводов, липидов и белков

Печень, являясь центральным органом метаболизма, участвует в поддержании метаболического гомеостаза и способна осуществлять взаимодействие реакций обмена белков, жиров и углеводов.

Местами «соединения» обмена углеводов и белков является пировиноградная кислота, щавелевоуксусная и α-кетоглутаровая кислоты из цикла трикарбоновых кислот, способных в реакциях трансаминирования превращаться, соответственно, в аланин, аспартат и глутамат. Аналогично протекает процесс превращения аминокислот в кетокислоты.

С обменом липидов углеводы связаны еще более тесно:

  • образуемые в пентозофосфатном пути молекулы НАДФН используются для синтеза жирных кислот и холестерола,
  • глицеральдегидфосфат , также образуемый в пентозофосфатном пути, включается в гликолиз и превращается в диоксиацетонфосфат,
  • глицерол-3-фосфат , образуемый из диоксиацетонфосфата гликолиза, направляется для синтеза триацилглицеролов. Также для этой цели может быть использован глицеральдегид-3-фосфат, синтезированный в этапе структурных перестроек пентозофосфатного пути,
  • «глюкозный» и «аминокислотный» ацетил-SКоА способен участвовать в синтезе жирных кислот и холестерола.

Взаимосвязь обмена белков, жиров и углеводов

Углеводный обмен

В гепатоцитах активно протекают процессы углеводного обмена. Благодаря синтезу и распаду гликогена печень поддерживает концентрацию глюкозы в крови. Активный синтез гликогена происходит после приема пищи, когда концентрация глюкозы в крови воротной вены достигает 20 ммоль/л. Запасы гликогена в печени составляют от 30 до 100 г. При кратковременном голодании происходит гликогенолиз, в случае длительного голодания основным источником глюкозы крови является глюконеогенез из аминокислот и глицерина.

Печень осуществляет взаимопревращение сахаров, т.е. превращение гексоз (фруктозы, галактозы) в глюкозу.

Активные реакции пентозофосфатного пути обеспечивают наработку НАДФН, необходимого для микросомального окисления и синтеза жирных кислот и холестерола из глюкозы.

Липидный обмен

Если во время приема пищи в печень поступает избыток глюкозы, который не используется для синтеза гликогена и других синтезов, то она превращается в липиды – холестерол и триацилглицеролы. Поскольку запасать ТАГ печень не может, то их удаление происходит при помощи липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП). Холестерол используется, в первую очередь, для синтеза желчных кислот, также он включается в состав липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) и ЛПОНП.

При определенных условиях – голодание, длительная мышечная нагрузка, сахарный диабет I типа, богатая жирами диета – в печени активируется синтез кетоновых тел, используемых большинством тканей как альтернативный источник энергии.

Белковый обмен

Больше половины синтезируемого за сутки в организме белка приходится на печень. Скорость обновления всех белков печени составляет 7 суток, тогда как в других органах эта величина соответствует 17 суткам и более. К ним относятся не только белки собственно гепатоцитов, но и идущие на «экспорт», составляющие понятие «белки крови» – альбумины, многие глобулины, ферменты крови, а также фибриноген и факторы свертывания крови.

Аминокислоты подвергаются катаболическим реакциям с трансаминированием и дезаминированием, декарбоксилированию с образованием биогенных аминов. Происходят реакции синтеза холина и креатина благодаря переносу метильной группы от аденозилметионина. В печени идет утилизация избыточного азота и включение его в состав мочевины.

Реакции синтеза мочевины теснейшим образом связаны с циклом трикарбоновых кислот.

Тесное взаимодействие синтеза мочевины и ЦТК

Пигментный обмен

Участие печени в пигментном обмене заключается в превращении гидрофобного билирубина в гидрофильную форму (прямой билирубин) и секреция его в желчь.

К пигментному обмену можно отнести и обмен железа, поскольку железо входит в состав многочисленных гемопротеинов по всему организму. В гепатоцитах находится белок ферритин, играющий роль депо железа, и синтезируется гепсидин, регулирующий всасывание железа в ЖКТ.

Оценка метаболической функции

В клинической практике существуют приемы оценки той или иной функции:

Участие в углеводном обмене оценивается:

  • по концентрации глюкозы крови,
  • по крутизне кривой теста толерантности к глюкозе,
  • по «сахарной» кривой после нагрузки галактозой,
  • по величине гипергликемии после введения гормонов (например, проба с адреналином).

Роль в липидном обмене рассматривается:

  • по концентрации в крови триацилглицеролов, холестерола, ЛПОНП, ЛПНП, ЛПВП,
  • по коэффициенту атерогенности.

Белковый обмен оценивается:

  • по концентрации общего белка и его фракций в сыворотке крови,
  • по показателям коагулограммы,
  • по уровню мочевины в крови и моче,
  • по активности ферментов АСТ и АЛТ, ЛДГ-4,5, щелочной фосфатазы, глутаматдегидрогеназы.

Пигментный обмен оценивается:

  • по концентрации общего и прямого билирубина в сыворотке крови.
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector