Tkanki i narządy. Wątroba
Wątroba: informacje ogólne
Wątroba jest największym organem u ludzi i zwierząt; u osoby dorosłej waży 1,5 kg. Chociaż wątroba stanowi 2-3% masy ciała, odpowiada za 20 do 30% tlenu zużywanego przez organizm,
A. Schemat hepatocytu
Wątroba składa się z około 300 miliardów komórek. 80% z nich to hepatocyty. Komórki wątroby są kluczowe dla pośrednich reakcji metabolicznych. W związku z tym pod względem biochemicznym hepatocyty są jakby prototypem wszystkich innych komórek.
Najważniejsze funkcje wątroby są metaboliczne, odkładające się, barierowe, wydalnicze i homeostatyczne.
Metaboliczne (2B, K). Produkty degradacji składników odżywczych przedostają się do wątroby (1) z przewodu pokarmowego przez żyłę wrotną. Złożone procesy metabolizmu białek i aminokwasów, lipidów, węglowodanów, substancji biologicznie czynnych (hormonów, amin biogennych i witamin), mikroelementów, regulacji metabolizmu wody zachodzą w wątrobie. Wiele substancji jest syntetyzowanych w wątrobie (na przykład żółć) niezbędnych do funkcjonowania innych narządów.
Deponowanie (2D). Wątroba gromadzi węglowodany (na przykład glikogen), białka, tłuszcze, hormony, witaminy, minerały. Związki wysokoenergetyczne i bloki strukturalne niezbędne do syntezy złożonych makrocząsteczek (3) stale przedostają się do wątroby z organizmu.
Bariera (4). Neutralizacja (transformacja biochemiczna) obcych i toksycznych związków z pożywienia lub powstających w jelitach, a także substancji toksycznych pochodzenia egzogennego (2K) odbywa się w wątrobie.
Wydalanie (5). Z wątroby różne substancje pochodzenia endogennego i egzogennego wchodzą do dróg żółciowych i są wydalane z żółcią (ponad 40 związków) lub do krwiobiegu, z którego są wydalane przez nerki.
Homeostatyczny (nie pokazano na schemacie). Wątroba pełni ważne funkcje w utrzymywaniu stałego składu krwi (homeostazy), zapewniając syntezę, akumulację i uwalnianie do krwi różnych metabolitów, jak również wchłanianie, transformację i wydalanie wielu składników osocza krwi.
B. Metabolizm w wątrobie
Wątroba bierze udział w metabolizmie prawie wszystkich klas substancji.
Metabolizm węglowodanów. Glukoza i inne monosacharydy przedostają się do wątroby z osocza krwi. Tutaj są one przekształcane w glukozo-6-fosforan i inne produkty glikolizy (patrz str. 302). Następnie glukoza zostaje zdeponowana jako rezerwowy polisacharyd glikogenu lub jest przekształcana w kwasy tłuszczowe. Gdy poziom glukozy spada, wątroba zaczyna dostarczać glukozę poprzez mobilizację glikogenu. Jeśli zapas glikogenu zostanie wyczerpany, glukoza może być syntetyzowana w procesie glukoneogenezy z prekursorów, takich jak mleczan, pirogronian, glicerol lub szkielet węglowy aminokwasów.
Metabolizm lipidów. Kwasy tłuszczowe są syntetyzowane w wątrobie z bloków octanowych (patrz str. 170). Następnie są one zawarte w składzie tłuszczów i fosfolipidów, które wchodzą do krwi w postaci lipoprotein. Jednocześnie kwasy tłuszczowe przedostają się do wątroby z krwi. Dla zaopatrzenia ciała w energię zdolność wątroby do przekształcania kwasów tłuszczowych w ciała ketonowe, które następnie są ponownie wprowadzane do krwi, ma ogromne znaczenie (patrz str. 304).
W wątrobie cholesterol jest syntetyzowany z bloków octanowych. Następnie cholesterol w składzie lipoprotein jest transportowany do innych narządów. Nadmiar cholesterolu jest przekształcany w kwasy żółciowe lub wydalany z żółcią (patrz str. 306).
Metabolizm aminokwasów i białek. Poziom aminokwasów w osoczu krwi jest regulowany przez wątrobę. Nadmiar aminokwasów ulega rozkładowi, amoniak jest związany w cyklu mocznikowym (patrz str. 184), mocznik jest przenoszony do nerek. Szkielet węglowy aminokwasów jest włączony do metabolizmu pośredniego jako źródło syntezy glukozy (glukoneogenezy) lub jako źródło energii. Ponadto wiele białek osocza jest syntetyzowanych i rozszczepianych w wątrobie.
Transformacja biochemiczna. Hormony steroidowe i bilirubina, a także substancje lecznicze, etanol i inne ksenobiotyki dostają się do wątroby, gdzie są inaktywowane i przekształcane w związki wysoce polarne (patrz str. 308).
Osadzanie. Wątroba służy jako miejsce przechowywania rezerw energetycznych organizmu (zawartość glikogenu może wynosić nawet 20% masy wątroby) i substancji prekursorowych; Wiele minerałów, pierwiastków śladowych, wiele witamin, w tym żelazo (około 15% całkowitego żelaza zawartego w organizmie), retinol, witaminy A, D, K, B są również odkładane tutaj.12 i kwas foliowy.
Metabolizm metaboliczny
Metabolizm w wątrobie: białka
Oprócz odnawiania własnych białek, wątroba syntetyzuje większość białek osocza - prawie całą albuminę (około 15 g dziennie), do 90% α-globulin i około połowy globulin B, jak również szereg γ-globulin. Powstawanie tego ostatniego wiąże się z aktywnością komórek Kupffera. Aminokwasy z zewnątrz, a także te występujące w procesie katabolizmu białek tkankowych, metabolizm kwasów tłuszczowych i węglowodanów, służą jako materiał budowlany do tych celów. Tworząc skład białkowy osocza, wątroba utrzymuje pewne ciśnienie onkotyczne w krwiobiegu.
Działanie białka w wątrobie odgrywa ważną rolę w zapewnieniu hemostazy. Tylko komórki wątroby syntetyzują takie czynniki układu krzepnięcia krwi, jak fibrynogen (I), protrombina (II), proacceleryna (V), proconvertin (VII), czynniki świąteczne (IX), Stuart-Power (X), czynnik PTA (XI), plazma transgluta minase (XIII).
Wraz z tym wytwarzane są naturalne antykoagulanty - antytrombina III (główny kofaktor heparyny w osoczu), białko C, białko S. jelita (na przykład z żółtaczką obturacyjną). Dlatego zaburzeniom krwawienia wraz z powikłaniami zakrzepowymi często towarzyszą choroby wątroby i dróg żółciowych.
Wątroba reguluje zawartość aminokwasów nie tylko przez proces syntezy białek, ale także przez inne mechanizmy. Poprzez usunięcie amoniaku (deaminacja) uwalniany jest szkielet węglowy aminokwasu, który bierze udział w innych procesach metabolicznych w wątrobie, a NH3 jest wykorzystywany w syntezie mocznika lub glutaminy. W zależności od potrzeb organizmu, aminokwasy mogą być przekształcane z jednego na drugi za pomocą enzymów (aminotransferaz) z przeniesienia grupy NH2 (transaminacja) do kwasów ketonowych zaangażowanych w tę transformację. Jednak nie wszystkie aminokwasy mogą być syntetyzowane w organizmie. Takimi niezbędnymi aminokwasami dla ludzi są metionina, fenyloalanina, leucyna, izoleucyna, tryptofan, lizyna, treonina, walina. Muszą pochodzić z wystarczającej ilości pożywienia.
Oprócz samych białek w wątrobie powstają kompleksy lipoprotein i glikoprotein zawierające białka.
Metabolizm w wątrobie: węglowodany
Węglowodany zawarte w produktach spożywczych są głównie reprezentowane przez poli- i disacharydy. Są one rozdzielane przez hydrolazy soków trawiennych na monosacharydy iw tej postaci są dostarczane do wątroby z krwią wrotną. Tutaj są one przekształcane w glukozo-6-fosforan (G-6-F), z którego syntetyzowany jest homopolisacharyd glikogenu. Odkłada się w komórkach wątroby, które pełnią rolę magazynowania biopaliw. Zapasy glikogenu w wątrobie stanowią około 10% jego masy. Proces glikogenezy jest łatwo odwracalny. Wraz ze spadkiem poziomu glukozy we krwi, glikogen rozszczepia się, a glukoza jest uwalniana z G-6-F przez hydrolizę, która dostaje się do krwiobiegu. Glikogen znajduje się w większości narządów i tkanek. Na przykład całkowite rezerwy glikogenu w tkance mięśniowej są prawie trzy razy większe niż w wątrobie. Jednak nie ma enzymu glukozo-6-fosfatazy, który uwalnia glukozę. Dlatego wątroba jest jedynym źródłem, które utrzymuje stałość poziomu cukru we krwi.
Glukozę i glikogen można syntetyzować ze związków innych niż węglowodany. Substratem do glukoneogenezy jest mleczan, cytrynian, bursztynian, a-ketoglutaran, gliceryna, wiele aminokwasów, na przykład alanina, arginina, walina, histydyna, glicyna, kwas glutaminowy i asparaginowy i inne. Glukoneogeneza zapewnia istotne potrzeby organizmu podczas postu lub braku pokarmów węglowodanowych.
Rozkład glukozy daje organizmowi dużą ilość energii. Tak więc, utlenianiu do produktów końcowych - wody i dwutlenku węgla - towarzyszy uwalnianie 686 kcal / mol, przy czym połowa energii jest akumulowana przez ATP i inne związki makroergiczne. Rozkład glukozy występuje w warunkach beztlenowych (glikoliza), co jest bardzo ważne dla funkcjonowania wielu tkanek. Jednocześnie energia jest uwalniana znacznie mniej i powstaje kwas mlekowy. Jest to dodatkowy szlak metabolizmu w wątrobie.
Z produktów pośrednich konwersji glukozy w wątrobie syntetyzowany jest kwas glukuronowy, który jest niezbędny do tworzenia mieszanych polisacharydów (heparyna, siarczan chondroityny, kwasy hialuronowe itp.), Jak również do metabolizmu pigmentu (koniugacja bilirubiny).
Metabolizm węglowodanów jest regulowany przez neurohumoral. Insulina, adrenalina, glukagon, seks i inne hormony wpływają na te procesy.
Metabolizm w wątrobie: lipidy
Tłuszcze z żywności są emulgowane przez żółć, co znacznie ułatwia ich późniejszą hydrolizę pod działaniem lipaz. Powstałe triglicerydy rozszczepiające kwasy tłuszczowe są absorbowane w jelicie i transportowane do wątroby. Lipidy wchodzą do krwi wrotnej i naczyń limfatycznych jelita w postaci chylomikronów - kompleksów lipoproteinowych zawierających bardzo małą ilość białka (około 1%). Powstają w nabłonku jelitowym. Ich wysoka zawartość objawia się białawym zmętnieniem osocza krwi i limfy. Wchodzące do wątroby chylomikrony są wychwytywane przez pinocytozę przez hepatocyty i komórki Kupffera. Chylomikrony limfy wpływają do ogólnego krwiobiegu i są wykorzystywane przez inne narządy, głównie płuca.
Wątroba odgrywa główną rolę w metabolizmie substancji, takich jak lipidy. Tu następuje wymiana nie tylko substancji tłuszczowych pochodzących z jelit, ale także ich produktów przemiany materii, sprowadzanych zewsząd przez krew.
Utlenianie produktów rozpadu triglicerydów - kwasów tłuszczowych i glicerolu - prowadzi do uwolnienia dużej ilości energii i utworzenia związku makroergicznego acetylokoenzymu A (acetylo-KOA). Jest poddawany recyklingowi w cyklu kwasu trikarboksylowego (cykl Krebsa). Do całkowitego utlenienia kwasów tłuszczowych konieczna jest pewna ilość kwasu szczawiowego (produkt pośredni metabolizmu węglowodanów). Ze względu na brak acetylo-KOA nie bierze udziału w cyklu Krebsa, a proces utleniania odbiega w kierunku tworzenia ciał ketonowych (kwasów acetooctowych i P-hydroksymasłowych, acetonu). U zdrowej osoby katabolizm kwasów tłuszczowych wzdłuż tej drogi może wystąpić podczas niedoboru na czczo lub węglowodanów. W praktyce klinicznej obserwuje się to w zaburzeniach metabolizmu węglowodanów (cukrzyca).
Acetyl-KOA bierze udział w różnych procesach metabolicznych, w szczególności stosuje się je do syntezy nowo utworzonych kwasów tłuszczowych. Jednak kwasy tłuszczowe powstają głównie poza wątrobą. Wątroba odgrywa główną rolę w syntezie triglicerydów, fosfolipidów, lipoprotein, cholesterolu, kwasów żółciowych.
Materiałem budulcowym wspólnym dla syntezy triglicerydów i fosfolipidów jest glicerofosforan - produkt wymiany substancji takich jak glukoza lub gliceryna. Z udziałem acetylo-KOA powstaje z niego kwas fosfatydowy. Jeśli przyłączona jest do niego trzecia cząsteczka kwasu tłuszczowego, powstaje obojętny tłuszcz, a jeśli jest to cholina lub inny związek zawierający azot, powstaje kompleks fosfolipidowy. Trójglicerydy osadzają się w tkance tłuszczowej i służą jako zapasowy materiał energetyczny. Fosfolipidy wraz z lipoproteinami, których tworzenie są najbardziej bezpośrednio związane, zapewniają różne funkcje komórek, będących składnikami błony komórkowej i organelli komórkowych. Lipoproteiny transportują również słabo rozpuszczalne w wodzie triglicerydy, cholesterol i kilka innych substancji. Brak lipoprotein o wysokiej gęstości w organizmie przyczynia się do rozwoju miażdżycy.
Ważnym miejscem w metabolizmie substancji takich jak lipidy jest cholesterol. Część pochodzi z pożywienia, ale większość powstaje endogennie z acetylo-KOA. Około 1000 mg cholesterolu jest syntetyzowane codziennie w organizmie osoby dorosłej. Udział wątroby w tym procesie wynosi około 80%. Cholesterol występuje we wszystkich narządach i tkankach, co stanowi 0,2% masy ciała. Jest częścią błony cytoplazmatycznej i wpływa na zmiany ich lepkości. Cholesterol jest materiałem wyjściowym do syntezy hormonów steroidowych, witaminy D3, kwasów żółciowych. Cholesterol jest niezbędnym składnikiem żółci i wraz z kwasami żółciowymi uczestniczy w krążeniu jelitowo-wątrobowym (do 80% cholesterolu żółciowego jest wchłaniany w jelitach). Zakłócenie jelitowo-wątrobowego powrotu cholesterolu zwiększa jego syntezę i odwrotnie, żywność bogata w cholesterol hamuje ten proces.
Brak tłuszczu w diecie i brak węglowodanów prowadzi do tego, że organizm zaczyna intensywnie wykorzystywać własne białka do celów energetycznych, ze szkodą dla ich funkcji plastycznych. Dla pacjentów, którzy przeszli traumatyczną operację, ten aspekt ma szczególne znaczenie.
Zmiany w metabolizmie nieuchronnie pojawiają się w przypadku każdej choroby, skutków medycznych, interwencji chirurgicznych. Metody leczenia chirurgicznego (usunięcie narządu lub jego części, operacja rekonstrukcyjna) mogą prowadzić do uporczywych, trudnych do skorygowania zaburzeń fizjologicznych. Powikłaniom takim jak zapalenie otrzewnej, utrata krwi, ropne zapalenie dróg żółciowych, nadciśnienie wrotne, przetoki żółciowe, przetoki trzustkowe i jelita cienkiego i wiele innych towarzyszą poważne zaburzenia metaboliczne. W takich sytuacjach leczenie pacjentów zawsze stanowi znaczne trudności i wymaga od lekarza poznania patogenezy zaburzeń metabolicznych w wątrobie i zdolności do zapobiegania lub kompensowania tych zaburzeń.
Rodzaje metabolizmu w wątrobie
18 marca 2017, 10:04 Artykuł ekspercki: Nova Vladislavovna Izvchikova 0 1,958
W wątrobie szereg reakcji łączy się w jedną grupę - metaboliczną. Na ich podstawie budowana jest cała żywotna aktywność żywego organizmu. Wątroba bierze udział w syntezie białek, w rozwoju substancji do trawienia, w procesach detoksykacji. Bez metabolizmu wątrobowego niemożliwe jest zapewnienie organizmowi wszystkiego, co jest niezbędne do prawidłowego funkcjonowania narządów i układów.
Istota funkcji metabolicznej
Wątroba jest specjalnym gruczołem, który bierze udział w produkcji i konwersji dużej ilości substancji przenoszonych na inne części ciała. Ze względu na wysoki wskaźnik metabolizmu wątrobowego następuje terminowa redystrybucja energii i substratów między różnymi systemami i tkankami. W naturalnym laboratorium biochemicznym występują cztery ważne procesy:
- metabolizm białek;
- dzielenie tłuszczu;
- konwersja węglowodanów;
- detoksykacja krwi, na przykład przy długotrwałej terapii lekowej.
Metabolizm węglowodanów w wątrobie
Zapewnia produkcję i zużycie glikogenu niezbędnego do utrzymania homeostazy węglowodanów i stabilnej glikemii. Jeśli we krwi występują wahania stężenia glukozy, obserwuje się wzrost lub spadek zużycia energii przez organizm. W rezultacie wytwarzane są hormony nadnerczy i trzustki, takie jak adrenalina i glukagon. Procesowi towarzyszy glikogeneza wątrobowa z eliminacją glukozy do osocza krwi. Częściowo glukoza jest spożywana w produkcji kwasów tłuszczowych i kwasów żółciowych, glikoprotein i hormonów steroidowych.
Metabolizm lipidów
Kwasy żółciowe z metabolizmu węglowodanów są niezbędne do rozkładu tłuszczów. Z ich brakiem nie występuje trawienie lipidów. Metabolizm lipidów jest niezbędny jako zabezpieczenie, jeśli synteza glukozy jest zaburzona. W tym przypadku wątroba aktywuje utlenianie kwasów tłuszczowych, tworząc niezbędny biomateriał do uzyskania brakującego cukru. W warunkach nadmiaru glukozy aktywowane są produkty z kwasów tłuszczowych, takich jak triglicerydy i fosfolipidy w hepatocytach. W metabolizmie lipidów wymienia się również cholesterol. Jeśli substancja zaczyna tworzyć się z acetylo-CoA w dużych ilościach, oznacza to, że organizm jest nadmiernie odżywiony z zewnątrz.
Procesy przetwarzania i konwersji tłuszczów leżą w wątrobie.
Aby wszystkie substancje dostały się do miejsca przeznaczenia, transport lipoprotein jest metabolizowany w hepatocytach. Jest odpowiedzialny za przenoszenie wszystkich korzystnych mikro-substancji do miejsc przeznaczenia poprzez krew. Aby zapewnić stabilne działanie kory serca i nadnerczy w wątrobie, cząsteczki ketonu są wytwarzane w postaci acetooctanu i kwasu hydroksymasłowego. Związki te są absorbowane przez narządy zamiast glukozy.
Metabolizm białek
Proces opiera się na przetwarzaniu aminokwasów wątrobowych z przewodu pokarmowego. Białka wątrobowe są z nich wytwarzane w celu dalszej transformacji w białka osocza. Ponadto w tkankach wątroby powstają takie substancje, jak fibrynogen, albumina, a- i b-globuliny, lipoproteiny, niezbędne do pracy innych narządów i układów. Obowiązkowe jest stworzenie zapasu aminokwasów w postaci labilnego białka, które będzie dalej wykorzystywane w razie potrzeby lub braku bezpośredniego białka wątrobowego. Proces metabolizmu białek przy użyciu aminokwasów jelitowych odgrywa główną rolę w metabolizmie wątroby. Jako funkcja komplementarna w tkankach wątroby syntetyzowany jest mocznik.
Metabolizm hormonów
Ta funkcja wątroby ma kluczowe znaczenie dla powstawania gomonów steroidowych, chociaż sam organ ich nie wytwarza. W tkankach wątroby syntetyzowana jest tylko heparyna. Pomimo tego, wraz z porażką hepatocytów następuje znaczny wzrost zawartości hormonów we krwi, na przykład estrogenów, ketosteroidów, oksykortykosteroidów ze zmniejszeniem ich wydalania. W rezultacie rozwija się wiele dysfunkcji w organizmie. Jeśli synteza białka transportowego zostanie zakłócona z powodu śmierci hepatocytów, proces wiązania hydrokortyzonu jest zaburzony i insulina ulega inaktywacji. Prowadzi to do hipoglikemii. W tym samym czasie wątroba reguluje syntezę dopaminy, adrenaliny i jej pochodnych.
Metabolizm narkotyków
Cięcie, transformacja i usuwanie leków zachodzi w wątrobie. Aby jednak wniknąć w ciało, muszą zostać przekształcone w formę rozpuszczalną w tłuszczach. Po wejściu do wątroby na tle ekspozycji na enzymy oksydazy mikrosomalnej w hepatocytach składniki leku otrzymują postać rozpuszczalną w wodzie. Powstałe produkty rozpadu są wydalane z moczem i żółcią. Jakość wątroby do usuwania narkotyków zależy od:
- aktywność jego enzymów;
- obecność wystarczającego prześwitu;
- normalny przepływ krwi;
- stopień wiązania leku przez białka krwi syntetyzowane przez wątrobę.
ROLA WĄTROBY W WYMIANIE SUBSTANCJI
Wątroba odgrywa ogromną rolę w trawieniu i metabolizmie. Wszystkie substancje wchłonięte przez krew muszą dostać się do wątroby i ulegać przemianom metabolicznym. W wątrobie syntetyzowane są różne substancje organiczne: białka, glikogen, tłuszcze, fosfatydy i inne związki. Krew przedostaje się przez tętnicę wątrobową i żyłę wrotną. Co więcej, 80% krwi pochodzącej z narządów jamy brzusznej przechodzi przez żyłę wrotną, a tylko 20% przez tętnicę wątrobową. Krew płynie z wątroby przez żyłę wątrobową.
Aby zbadać funkcje wątroby, wykorzystują metodę angiostamiczną, przetokę Ekka-Pavlov, za pomocą której badają skład biochemiczny napływających i płynących, stosując metodę cewnikowania naczyń systemu portalowego, opracowaną przez A. Alieva.
Wątroba odgrywa znaczącą rolę w metabolizmie białek. Of
Aminokwasy z krwi, białko powstaje w wątrobie. W niej
fibrynogen, protrombina, które pełnią ważne funkcje
w krzepnięciu krwi. Oto procesy restrukturyzacji
aminokwasy: deaminacja, transaminacja, dekarboksylacja.
Wątroba jest centralnym miejscem neutralizacji trujących produktów przemiany azotu, głównie amoniaku, który przekształca się w mocznik lub przechodzi do tworzenia amidów kwasów, kwasów nukleinowych rozpadających się w wątrobie, utleniania zasad purynowych i tworzenia się końcowego produktu ich metabolizmu, kwasu moczowego. Substancje (indol, skatol, krezol, fenol), pochodzące z jelita grubego, w połączeniu z kwasami siarkowym i glukuronowym, są przekształcane w kwasy eterowo-siarkowe. Usunięcie wątroby z ciała zwierząt prowadzi do ich śmierci. Najwyraźniej jest to spowodowane gromadzeniem się we krwi amoniaku i innych toksycznych produktów pośrednich metabolizmu azotu.
Główną rolę odgrywa wątroba w metabolizmie węglowodanów. Glukoza, sprowadzona z jelita przez żyłę wrotną, jest przekształcana w glikogen w wątrobie. Ze względu na wysokie zapasy glikogenu wątroba służy jako główny magazyn węglowodanów w organizmie. Glikogeniczna funkcja wątroby jest zapewniana przez działanie wielu enzymów i jest regulowana przez centralny układ nerwowy i 1 hormony - adrenalinę, insulinę, glukagon. W przypadku zwiększonego zapotrzebowania organizmu na cukier, na przykład podczas zwiększonej pracy mięśni lub na czczo, glikogen pod wpływem fosforylazy enzymu przekształca się w glukozę i wchodzi do krwi. W ten sposób wątroba reguluje stałość glukozy we krwi i normalne zaopatrzenie w nią narządów i tkanek.
W wątrobie zachodzi najważniejsza transformacja kwasów tłuszczowych, z której syntetyzowane są tłuszcze charakterystyczne dla tego typu zwierząt. Pod działaniem enzymu lipazy tłuszcze są rozkładane na kwasy tłuszczowe i glicerol. Los glicerolu jest podobny do losu glukozy. Jego transformacja rozpoczyna się z udziałem ATP i kończy się rozkładem na kwas mlekowy, a następnie utlenianiem do dwutlenku węgla i wody. Czasami, jeśli to konieczne, wątroba może syntetyzować glikogen z kwasu mlekowego.
Wątroba syntetyzuje również tłuszcze i fosfatydy, które dostają się do krwiobiegu i są transportowane w całym ciele. Odgrywa znaczącą rolę w syntezie cholesterolu i jego estrów. Wraz z utlenianiem cholesterolu w wątrobie powstają kwasy żółciowe, które są wydzielane z żółcią i uczestniczą w procesach trawienia.
Wątroba bierze udział w metabolizmie witamin rozpuszczalnych w tłuszczach, jest głównym składnikiem retinolu i jego prowitaminy - karotenu. Jest w stanie syntetyzować cyjanokobalaminę.
Wątroba może sama zatrzymywać nadmiar wody, a tym samym zapobiegać rozrzedzaniu krwi: zawiera zapas soli mineralnych i witamin, bierze udział w metabolizmie pigmentów.
Wątroba pełni funkcję barierową. Jeśli jakiekolwiek patogenne drobnoustroje zostaną wprowadzone do krwi z krwią, zostaną przez nią poddane dezynfekcji. Ta funkcja jest wykonywana przez komórki gwiaździste zlokalizowane w ścianach naczyń włosowatych, które obniżają zraziki wątrobowe. Przechwytując trujące związki, komórki gwiaździste w połączeniu z komórkami wątroby dezynfekują je. W razie potrzeby komórki gwiaździste wyłaniają się ze ścian naczyń włosowatych i swobodnie poruszają się, spełniając swoją funkcję.
Ponadto wątroba może przekształcić ołów, rtęć, arsen i inne substancje toksyczne w nietoksyczne.
Wątroba jest głównym magazynem węglowodanów w organizmie i reguluje stałość glukozy we krwi. Zawiera minerały i witaminy. Jest to skład krwi, produkuje żółć, która jest niezbędna do trawienia.
Metabolizm w ludzkim ciele
Głównym mechanizmem działania organizmu jest metabolizm. Przyczynia się do rozwoju i wydatków na energię lub kalorie dla wszystkich rodzajów aktywności. Jeśli ten proces jest zakłócany w organizmie, cierpi na częste choroby, tarczycę, przysadkę mózgową, gruczoły płciowe i nadnercza.
Zaburzony metabolizm często występuje z powodu niedożywienia, niepowodzeń w układzie nerwowym. Bardzo często przyczyną naruszenia metabolizmu jest złe przetwarzanie tłuszczów w wątrobie. Rola tłuszczu w metabolizmie jest świetna. Wyjaśnia to fakt, że tłuszcze lub, mówiąc lepiej, cholesterol w organizmie zaczyna przekraczać normę, są one stopniowo deponowane w rezerwie. Może to powodować zmiany naczyniowe, rozwój chorób serca i udarów. A najważniejszą dla nas chorobą, która przyczynia się do zaburzeń metabolicznych, jest otyłość.
Rola witamin w metabolizmie
Bardzo często brak jakiejkolwiek witaminy zmniejsza aktywność enzymu, spowalnia lub całkowicie zatrzymuje reakcję, która jest przez nie katalizowana. Z tego powodu występuje zaburzenie metaboliczne, po którym choroby zaczynają się rozwijać.
Przy braku witamin występuje szczególne zaburzenie metaboliczne - hipowitaminoza. Bardzo ważne jest, aby brak jednej witaminy w organizmie nie mógł zostać uzupełniony przez innych. Zdarza się również, że żywność zawiera wystarczającą ilość witamin, a hipowitaminoza wciąż się rozwija, dlatego przyczyną jest jej słaba absorpcja.
Rola wątroby w metabolizmie
Dla metabolizmu trawienia oznacza dużo wątroby. Ponieważ wchodzi do substancji, przenika do krwi i ulega przemianie metabolicznej. Tłuszcz, białka, węglowodany, fosforany, glikogen i wiele innych związków jest syntetyzowanych w wątrobie.
Ważną rolę w metabolizmie odgrywa metabolizm białek w wątrobie. W tworzeniu białka znaczącą rolę odgrywają aminokwasy, pochodzą one z krwi i pomagają w metabolizmie. Fibrynogen, protrombina, która tworzy się w wątrobie, bierze udział w krzepnięciu krwi.
Gra także jedna z głównych ról w metabolizmie węglowodanów. Wątroba jest głównym miejscem przechowywania węglowodanów w organizmie, ponieważ zawiera duże ilości glikogenu. Wątroba reguluje ilość glukozy, która jest przeznaczona na krew, a także wystarczającą ilość wypełnienia jej tkankami i narządami.
Ponadto wątroba jest producentem kwasów tłuszczowych, z których powstają tłuszcze, w metabolizmie wiele znaczą. Wątroba również syntetyzuje tłuszcze i fosfatydy. Przenoszone są przez krew do każdej komórki ciała.
Znaczącą rolę w metabolizmie odgrywają enzymy, woda, oddychanie, hormony i tlen.
Enzymy przyspieszają reakcje chemiczne w organizmie. Każda żywa komórka ma te cząsteczki. Z ich pomocą niektóre substancje są przekształcane w inne. Enzymy należą do jednej z najważniejszych funkcji w organizmie - regulacji metabolizmu.
Woda odgrywa również ważną rolę w metabolizmie:
- wystarczająca ilość wody we krwi dostarcza organizmowi składników odżywczych;
- z braku metabolizmu wody spowalnia;
- jeśli we krwi nie ma wystarczającej ilości wody, organizm jest gorzej zaopatrywany w tlen, dzięki czemu można zaobserwować letarg, spadek liczby spalonych kalorii;
- gdy brakuje wody, jedzenie jest nie tylko słabo wchłaniane, ale jedzenie jest uważane za niekompletne
Z powyższego można zrozumieć, że tlen odgrywa również znaczącą rolę w metabolizmie. Z jego niedoborem kalorie są mocno spalone, a ciało staje się powolne. Właściwe zużycie tlenu przez organizm zależy od oddychania.
Bardzo trudno przecenić rolę hormonów w procesie metabolizmu. Dzięki nim wiele procesów chemicznych jest przyspieszanych na poziomie komórkowym. Dzięki stabilnej pracy hormonów nasze ciało jest aktywne, osoba wygląda i czuje się dobrze.
Wątroba, jej rola w metabolizmie
Struktura wątroby
Wątroba (hepar) jest niesparowanym organem jamy brzusznej, największym gruczołem w ludzkim ciele. Ludzka wątroba waży półtora do dwóch kilogramów. Jest to największy gruczoł ciała. W jamie brzusznej zajmuje prawą i część lewego podbrzusza. Wątroba jest gęsta w dotyku, ale bardzo elastyczna: sąsiednie organy pozostawiają na niej dobrze widoczne ślady. Nawet przyczyny zewnętrzne, takie jak nacisk mechaniczny, mogą spowodować zmianę kształtu wątroby. W wątrobie dochodzi do neutralizacji substancji toksycznych, które przedostają się do niej z krwi z przewodu pokarmowego; syntetyzuje najważniejsze białka we krwi, tworzy glikogen, żółć; wątroba bierze udział w tworzeniu limfy, odgrywa istotną rolę w metabolizmie [10]. Cała wątroba składa się z zestawu pryzmatycznych zrazików o wielkości od jednego do dwóch i pół milimetra. Każdy pojedynczy płatek zawiera wszystkie elementy strukturalne całego narządu i jest jak wątroba w miniaturze. Żółć jest wytwarzana przez wątrobę w sposób ciągły, ale wchodzi do jelita tylko wtedy, gdy jest potrzebna. W pewnych okresach przewód żółciowy zamyka się.
Bardzo charakterystyczny jest układ krążenia wątroby. Krew płynie do niej nie tylko przez tętnicę wątrobową, która wypływa z aorty, ale także przez żyłę wrotną, która zbiera krew żylną z narządów jamy brzusznej. Tętnice i żyły gęsto oplatane komórkami wątroby. Bliski kontakt krwi i naczyń włosowatych żółci, a także fakt, że krew płynie wolniej w wątrobie niż w innych narządach, przyczyniają się do bardziej kompletnego metabolizmu między krwią a komórkami wątroby. Żyłki wątroby stopniowo łączą się i wpadają do dużego zbiornika - żyły głównej dolnej, do której płynie cała krew, która przeszła przez wątrobę.
Wątroba jest jednym z niewielu narządów, które mogą przywrócić pierwotny rozmiar, nawet jeśli pozostaje tylko 25% normalnej tkanki. W rzeczywistości regeneracja zachodzi bardzo powoli, a szybki powrót wątroby do jej pierwotnego rozmiaru jest bardziej prawdopodobny ze względu na wzrost objętości pozostałych komórek. [11]
Funkcja wątroby
Wątroba jest jednocześnie organem trawienia, krążenia krwi i wszelkiego rodzaju metabolizmu, w tym hormonalnego. Wykonuje ponad 70 funkcji. Rozważ główne. Najważniejsze funkcje wątroby, które są ściśle ze sobą powiązane, to funkcje metaboliczne (udział w metabolizmie śródmiąższowym), wydalnicze i barierowe. Wydalnicza funkcja wątroby dostarcza ponad 40 związków z organizmu wraz z żółcią, z których oba są syntetyzowane przez samą wątrobę i wychwytywane przez nią z krwi. W przeciwieństwie do nerek, wydala także substancje o wysokiej masie cząsteczkowej i nierozpuszczalne w wodzie. Kwasy żółciowe, cholesterol, fosfolipidy, bilirubina, wiele białek, miedzi itp. Należą do substancji wydzielanych przez wątrobę jako część żółci. z krwi i skoncentrowany. Tworzą się tutaj sparowane związki (sprzęganie z kwasem glukuronowym i innymi związkami), co przyczynia się do zwiększenia rozpuszczalności początkowych substratów w wodzie. Z hepatocytów żółć dostaje się do układu dróg żółciowych, gdzie następuje jej dalsze powstawanie z powodu wydzielania lub ponownego wchłaniania wody, elektrolitów i niektórych związków o niskiej masie cząsteczkowej.
Funkcją barierową wątroby jest ochrona organizmu przed szkodliwym działaniem obcych czynników i produktów metabolicznych, przy zachowaniu homeostazy. Funkcja barierowa jest realizowana dzięki działaniu ochronnemu i neutralizującemu wątrobę. Działanie ochronne jest zapewniane przez niespecyficzne i specyficzne (immunologiczne) mechanizmy. Pierwsze są związane przede wszystkim z retikuloendotheliocytami gwiaździstymi, które są najważniejszym składnikiem (do 85%) układu jednojądrzastych fagocytów. Specyficzne reakcje ochronne są przeprowadzane w wyniku aktywności limfocytów węzłów chłonnych wątroby i przeciwciał, które syntetyzują. Neutralizujące działanie wątroby zapewnia chemiczną przemianę toksycznych produktów, zarówno pochodzących z zewnątrz, jak i powstałych podczas wymiany międzywęzłowej. W wyniku przemian metabolicznych w wątrobie (utlenianie, redukcja, hydroliza, sprzęganie z kwasem glukuronowym lub innymi związkami) toksyczność tych produktów zmniejsza się i (lub) zwiększa się ich rozpuszczalność w wodzie, co umożliwia ich wydalenie z organizmu.
Rola wątroby w metabolizmie
Biorąc pod uwagę metabolizm białek, tłuszczów i węglowodanów, wielokrotnie atakowaliśmy wątrobę. Wątroba jest najważniejszym organem syntezy białka. Tworzy się w nim cała albumina krwi, główna masa czynników krzepnięcia, kompleksy białkowe (glikoproteiny, lipoproteiny) itp. Najbardziej intensywny rozpad białka występuje w wątrobie. Bierze udział w wymianie aminokwasów, syntezie glutaminy i kreatyny; tworzenie mocznika występuje prawie wyłącznie w wątrobie. Istotną rolę odgrywa wątroba w metabolizmie lipidów. Najczęściej syntetyzuje triglicerydy, fosfolipidy i kwasy żółciowe, tworzy się znaczna część endogennego cholesterolu, triglicerydy są utlenione i tworzą się ciała acetonowe; żółć wydzielana przez wątrobę jest ważna dla rozpadu i wchłaniania tłuszczu w jelicie. Wątroba jest aktywnie zaangażowana w metabolizm śródmiąższowy węglowodanów: w niej powstaje cukier, utlenianie glukozy, synteza i rozkład glikogenu. Wątroba jest jednym z najważniejszych magazynów glikogenu w organizmie. Zaangażowanie wątroby w metabolizm pigmentu polega na tworzeniu bilirubiny, jej wychwytywaniu z krwi, koniugacji i wydalaniu do żółci. Wątroba bierze udział w metabolizmie substancji biologicznie czynnych - hormonów, amin biogennych, witamin. Tutaj tworzą się aktywne formy niektórych z tych związków, są one osadzane, inaktywowane. Ściśle związany z wątrobą i wymianą pierwiastków śladowych, ponieważ wątroba syntetyzuje białka, które transportują żelazo i miedź we krwi i pełnią funkcję depot dla wielu z nich.
Na aktywność wątroby wpływają inne narządy naszego ciała, a co najważniejsze, jest ona pod stałą i nieustającą kontrolą układu nerwowego. Pod mikroskopem widać, że włókna nerwowe gęsto splatają każdy płat z wątroby. Ale układ nerwowy ma nie tylko bezpośredni wpływ na wątrobę. Koordynuje pracę innych organów działających na wątrobę. Dotyczy to przede wszystkim narządów wydzielania wewnętrznego. Można uznać, że udowodniono, że centralny układ nerwowy reguluje funkcjonowanie wątroby - bezpośrednio lub przez inne układy organizmu. Określa intensywność i kierunek procesów metabolicznych wątroby zgodnie z potrzebami ciała w danym momencie. Z kolei procesy biochemiczne w komórkach wątroby powodują podrażnienie czuciowych włókien nerwowych i tym samym wpływają na stan układu nerwowego.
Metabolizm substancji w wątrobie
Wątroba jest największym narządem w organach ludzi i zwierząt; u osoby dorosłej waży 1,5 kg. Chociaż wątroba stanowi 2-3% masy ciała, stanowi od 20 do 30% tlenu zużywanego przez organizm.
Wątroba, składająca się z dwóch płatów, jest pokryta otrzewną trzewną, pod którą znajduje się cienka i gęsta włóknista membrana (kapsułka glissona). Na dolnej powierzchni wątroby znajdują się bramy wątroby, które obejmują żyłę wrotną, samą tętnicę wątrobową i nerwy oraz naczynia limfatyczne i wspólny przewód wątrobowy. Ten ostatni, łączący się z przewodem pęcherzykowym pęcherzyka żółciowego, tworzy wspólny przewód żółciowy, który przepływa do opadającej części dwunastnicy, łącząc się z przewodem trzustkowym (przewód Wirsung) iw większości przypadków (90%) tworząc wspólną bańkę wątrobowo-trzustkową.
Jednostką morfofunkcyjną wątroby jest zrazik wątroby. Plastry są pryzmatycznymi formami edukacji o wielkości od 1 do 2,5 mm, które są zbudowane z łączących płytek wątroby (belek) w postaci dwóch promieniowo leżących rzędów komórek wątroby. W środku każdego płatka znajduje się centralna (zrazikowa) żyła. Pomiędzy płytkami wątroby znajdują się sinusoidy, w których mieszana jest krew pochodząca z gałęzi żyły wrotnej i tętnicy wątrobowej. Sinusoidy, które wpływają do żyły zrazikowej, są w bezpośrednim kontakcie z każdym hepatocytem, co ułatwia wymianę między krwią a komórkami wątroby. Hepatocyt ma dobrze rozwinięty układ siateczki śródplazmatycznej (EPR), zarówno gładki, jak i szorstki. Jedną z głównych funkcji EPR jest synteza białek, które są wykorzystywane przez inne narządy i tkanki (albumina) lub enzymy działające w wątrobie. Ponadto syntetyzuje się w EPR fosfolipidy, triglicerydy i cholesterol. Gładka EPR zawiera ksenobiotyczne enzymy detoksykacyjne.
Strefowość kompleksów metabolicznych wątroby, głównego narządu do utrzymania homeostazy chemicznej, określa różnicę w składzie enzymu między hepatocytami stref perinentnych (centralnych) i obwodowych (obwodowych) acini. Wynika to z ich nierównego zapotrzebowania na tlen różnych systemów enzymatycznych.
Zatem najwyższe stężenie enzymów cyjanogennych, katabolizm aminokwasów i kwasów tłuszczowych, cykl mocznikowy i glukoneogeneza zaobserwowano w strefie okołoportalnej, która otrzymywała bardziej natlenioną krew. Ponieważ składniki reakcji drugiej fazy biotransformacji są zlokalizowane w komórkach tej strefy zrazikowej, są one bardziej chronione przed działaniem produktów toksycznych. W hepatocytach strefy pericentral glikoliza i pierwszy etap biotransformacji ksenobiotyków są bardziej aktywne.
W każdej płytce wątrobowej między dwoma rzędami komórek wątroby znajdują się międzykomórkowe kanaliki żółciowe (rowki), które przenoszą żółć do obrzeży płatów wątrobowych w międzyziarnowych przewodach żółciowych, które łączą się ze sobą ostatecznie tworząc pozawątrobowe przewody żółciowe: dwa przewody wątrobowe (lewy i prawy ), wspólny wątrobowy, a następnie wspólny przewód żółciowy.
Dopływ krwi do wątroby pochodzi z dwóch źródeł: żyły wrotnej, przez którą około 70% pełnej krwi dostaje się do wątroby i tętnicy wątrobowej. Żyła wrotna zbiera krew z niesparowanych narządów jamy brzusznej (jelita, śledziona, żołądek, trzustka). W tym przypadku krew przechodzi przez dwie sieci kapilarne: 1) naczynia włosowate niesparowanych narządów jamy brzusznej; 2) przebieg sinusoidalny wątroby (sinusoidalny).
W żyle wrotnej występują liczne zespolenia z żyłą główną dolną i dolną, które rozszerzają się wraz ze wzrostem ciśnienia w układzie żyły wrotnej, głównie ze wzrostem oporności w wewnątrzwątrobowej sieci naczyń włosowatych.
SKŁAD CHEMICZNY WĄTROBY.
Ponad połowa suchej pozostałości wątroby stanowi białka, a około 90% z nich to naglobuliny. Wątroba jest bogata w różne enzymy. Około 5% masy wątroby składa się z lipidów: obojętnego tłuszczu (trójglicerydów), fosfolipidów, cholesterolu itp. Zawartość lipidów w tłuszczu może osiągnąć 20% masy narządu, aw tłuszczowej degeneracji wątroby ilość lipidów może wynosić 50% surowej masy.
Wątroba może zawierać 150-200 g glikogenu. Z reguły w ciężkich zmianach miąższowych wątroby zmniejsza się ilość glikogenu. Przeciwnie, w przypadku niektórych glikogenoz glikogeneza osiąga 20% lub więcej masy wątroby.
Skład mineralny wątroby jest również zróżnicowany. Ilość żelaza, miedzi, manganu, niklu i niektórych innych pierwiastków przekracza ich zawartość w innych organach i tkaninach. Grupa makroelementów obejmuje sód, potas (90-1000 mg%), wapń, fosfor (do 700 mg%), magnez (25-70 mg%). Elementy te są częścią płynów biologicznych (uczestniczą w metabolizmie soli i osmoregulacji), substancji biologicznie czynnych i są niezbędne.
Ponad 70% masy wątroby to woda. Należy jednak pamiętać, że masa wątroby i jej skład podlegają znacznym wahaniom zarówno w warunkach normalnych, jak i zwłaszcza w stanach patologicznych. Na przykład, z obrzękiem, ilość wody może wynosić do 80% masy wątroby, a przy nadmiernym odkładaniu się tłuszczu w wątrobie może być zmniejszona do 55%.
Skład chemiczny wątroby u zwierząt gospodarskich jest mniej więcej taki sam (%): woda - 71,2–72,9; popiół - 1,3-1,5; białko surowe - 17,4-18,8; surowy tłuszcz 2,9-3,6; beztlenowe ekstrakty - 4,7-5,8. Stosunek pełnoprawnych białek do gorszych wynosi 9,5, czyli nieco mniej niż serca, ale znacznie wyższy niż w przypadku innych rodzajów produktów ubocznych. Wątroba zawiera wysokie stężenia witamin B12, A, D, a także kwasów pantotenowych, foliowych, paraaminobenzoesowych, askorbinowych i nikotynowych, biotyny, choliny, tiaminy, ryboflawiny, pirrodoksyny, vikasolu, tokoferolu i innych Fosfatydy i tłuszcze obojętne są również zawarte. Jego skład obejmuje około 1% związków białkowych zawierających żelazo - ferrynę i ferrytynę, w których znajduje się odpowiednio 15,7 i 21,1% związanego organicznie żelaza trójwartościowego. Ponadto w wątrobie znaleziono granulki hemosyderyny, w tym 50% żelaza.
Najważniejsze funkcje wątroby są metaboliczne, odkładające się, barierowe, wydalnicze i homeostatyczne.
Metaboliczny. Produkty degradacji składników odżywczych przedostają się do wątroby z przewodu pokarmowego przez żyłę wrotną. W wątrobie występują złożone procesy metabolizmu białko-aminokwasy, lipidy, węglowodany, substancje biologicznie czynne (hormony, aminy biogenne i witaminy), mikroelementy, regulacja metabolizmu wody. Wiele substancji jest syntetyzowanych w wątrobie (na przykład żółć), niezbędnych do funkcjonowania innych narządów.
Depozytariusz. Wątroba gromadzi węglowodany (na przykład glikogen), białka, tłuszcze, hormony, witaminy, minerały. Z wątroby organizm stale otrzymuje wysokoenergetyczne związki i bloki strukturalne niezbędne do syntezy złożonych makrocząsteczek.
Bariera. Neutralizacja (transformacja biochemiczna) obcych i toksycznych związków z pożywienia lub powstających w jelitach, jak również substancji toksycznych pochodzenia egzogennego, odbywa się w wątrobie.
Wydalenie. Z wątroby różne substancje pochodzenia endogennego i egzogennego wchodzą do dróg żółciowych i są wydalane z żółcią (ponad 40 związków) lub wchodzą do krwi, z której są wydalane przez nerki.
Homeostatyczny. Wątroba pełni ważne funkcje utrzymywania stałego składu krwi (homeostazy), zapewniając syntezę, akumulację i uwalnianie różnych metabolitów do krwi, jak również wchłanianie, transformację i wydalanie wielu składników osocza krwi.
Wątroba odgrywa wiodącą rolę w utrzymywaniu fizjologicznego stężenia glukozy we krwi. Z całkowitej ilości glukozy pochodzącej z jelita, wątroba wydobywa większość jej i wydaje: 10-15% tej ilości na syntezę glikogenu, 60% na rozkład oksydacyjny, 30% na syntezę kwasów tłuszczowych.
Konieczne jest podkreślenie ważnej roli enzymu aglukokinazy w procesie wykorzystania glukozy w wątrobie. Glukokinaza, podobnie jak heksokinaza, katalizuje fosforylację glukozy przez tworzenie glukozo-6-fosforanu, podczas gdy aktywność glukokinazy w wątrobie jest prawie 10 razy wyższa niż aktywność heksokinazy. Ważną różnicą między tymi dwoma enzymami jest to, że glukokinaza, w przeciwieństwie do heksokinazy, ma wysoką wartość K.Mdla glukozy nie jest hamowany przez glukozo-6-fosforan.
Po posiłku zawartość glukozy w żyle wrotnej gwałtownie wzrasta: jej stężenie wewnątrzwątrobowe wzrasta w tym samym zakresie. Zwiększenie stężenia glukozy w wątrobie powoduje znaczny wzrost aktywności glukokinazy i automatycznie zwiększa wchłanianie glukozy w wątrobie.
Podczas fizjologicznej hipoglikemii rozpad glikogenu jest aktywowany w wątrobie. Pierwszy etap tego procesu polega na rozszczepieniu cząsteczki glukozy i jej fosforylacji (enzym fosforylazy). Następnie glukozo-6-fosforan można spożywać w trzech obszarach:
1. wzdłuż ścieżki glikolizy z utworzeniem kwasu pirogronowego i mleczanu; Uważa się, że główna rola wątroby - rozszczepienie glukozy - wynika przede wszystkim z przechowywania metabolitów prekursorów niezbędnych dla kwasów tłuszczowych gliceryny, aw mniejszym stopniu zakwaszenia CO2i H2O.
2. wzdłuż szlaku pentozofosforanowego; W reakcjach szlaku pentozofosforanowego w wątrobie powstaje NADPH, który jest stosowany do redukcji reakcji w syntezie kwasów tłuszczowych, cholesterolu i innych steroidów. Ponadto tworzenie się fosforanów pentozy, które są niezbędne dla kwasów synanukleinowych.
3. być podzielone przez działanie fosfatazy na glukozę i fosfor.
Przeważa ostatnia ścieżka, która prowadzi do uwolnienia wolnej glukozy do ogólnego obiegu.
W wątrobie syntetyzowane są kwasy żółciowe, których niedobór praktycznie nie powoduje trawienia tłuszczów. W regulacji wątrobowego metabolizmu lipidów odgrywa wiodącą rolę. Tak więc w przypadku niedoboru głównego materiału energetycznego - glukozy, utlenianie kwasów tłuszczowych jest aktywowane w wątrobie. W warunkach nadmiaru glukozy w hepatocytach, triglicerydy i fosfolipidy są syntetyzowane z kwasów tłuszczowych, które wchodzą do wątroby z jelita.
Wątroba odgrywa wiodącą rolę w regulacji metabolizmu cholesterolu. Materiałem wyjściowym w jego syntezie jest acetylo-CoA. Oznacza to, że nadmiar odżywiania stymuluje powstawanie cholesterolu. Zatem biosynteza cholesterolu w wątrobie jest regulowana zasadą ujemnego sprzężenia zwrotnego. Im więcej cholesterolu spożywa się z pokarmem, tym mniej syntetyzuje się w wątrobie i odwrotnie. Uważa się, że działanie egzogennego cholesterolu anabiostesego w wątrobie jest związane z hamowaniem reakcji reduktazy β-hydroksy-β-metyloglutarylo-CoA:
Część cholesterolu syntetyzowanego w wątrobie jest wydzielana z organizmu wraz z żółcią, druga część jest przekształcana w kwasy żelowe i jest wykorzystywana w innych organach do syntezy hormonów asteroidowych i innych związków.
W wątrobie cholesterol może wchodzić w interakcje z kwasami tłuszczowymi (w postaci acylo-CoA), tworząc cholesterol eterowy. Syntetyzowany w wątrobie eter cholesterolu wchodzi do krwi, która zawiera również pewną ilość wolnego cholesterolu.
W wątrobie syntetyzowane są formy transportowe lipoprotein. Wątroba syntetyzuje triglicerydy i wydziela je do krwi wraz z cholesterolem w postaci lipoprotein o bardzo niskiej gęstości (VLDL).
Według literatury główna lipoproteina belokapoproteiny B-100 (apo B-100) jest syntetyzowana w rybosomalnej szorstkiej siateczce endoplazmatycznej hepatocytów. W gładkiej retikulum endoplazmatycznym, gdzie syntetyzowane są również składniki lipidowe, montuje się VLDL. Jedną z głównych zachęt do tworzenia VLDL jest zwiększenie stężenia zestryfikowanych kwasów tłuszczowych (NEFA). Te ostatnie albo wchodzą do wątroby przez krew, są związane przez salbuminę, albo są syntetyzowane bezpośrednio w wątrobie. NEFA są głównym źródłem triglicerydów (TG). Informacje na temat dostępności NELC i TG są przekazywane do związanych z błoną fibrosomów grungy retikulum endoplazmatycznego, co z kolei jest sygnałem dla białka syntezy (apo B-100). Zsyntetyzowane białko wprowadza się do retikulum szorstkiego w membranie i po oddziaływaniu z dwuwarstwą fosfolipidową, obszar składający się z fosfolipidów (PL) i białka, który jest prekursorem cząstki LP, jest oddzielany od membrany. Następnie kompleks białko-fosforan-lipid wchodzi do gładkiej retikulum endoplazmatycznego, gdzie oddziałuje z TG i estryfikowanym cholesterolem (ECS), w wyniku czego, po odpowiednich strukturalnych rearanżacjach, powstają te powstające, tj. niekompletne, cząstki (n-VLDL). Te ostatnie wchodzą przez sieć rurkową aparatu Golgiego do pęcherzyków wydzielniczych iw ich składzie są dostarczane na powierzchnię komórki, po czym następuje bardzo mała gęstość (VLDL) w komórce wątroby. VLDL - duże cząstki, niosą 5-10 razy więcej triglicerydów niż estry cholesterolu; Apoproteiny związane z VLDL przenoszą je do tkanek, w których lipaza lipoproteinowa hydrolizuje triglicerydy. Reszty VLDL są albo zwracane do wątroby do ponownego użycia, albo przekształcane w lipoproteiny o niskiej gęstości (LDL). Cholesterol LDL jest dostarczany do komórek znajdujących się poza wątrobą (komórki korowe nadnerczy, limfocyty, a także miocyty i komórki nerkowe). LDL wiążą się ze specyficznymi receptorami zlokalizowanymi na powierzchni komórki, a następnie ulegają endocytozie i trawieniu w lizosomach. Uwolniony cholesterol bierze udział w syntezie błonowej i metabolizmie. Ponadto pewna ilość LDL jest niszczona przez „zmiatacze” fagocytów w układzie siateczkowo-śródbłonkowym. Podczas gdy metabolizm zachodzi w błonach komórkowych, nieestryfikowany cholesterol jest uwalniany do osocza, gdzie wiąże się z lipoproteiną o wysokiej gęstości (HDL) i jest estryfikowany kwasami tłuszczowymi z użyciem lecytynowo-cholesterolowej acetylotransferazy (LH AT). Estry cholesterolu HDL są przekształcane w VLDL i ostatecznie w LDL. Poprzez ten cykl LDL dostarcza cholesterol do komórek, a cholesterol jest zwracany ze stref pozawątrobowych za pomocą HDL.
Intensywny rozpad fosfolipidów występuje w wątrobie, jak również ich synteza. Poza glicerolem i kwasami tłuszczowymi, które są częścią obojętnych tłuszczów, nieorganiczne fosforany i związki azotowe, w szczególności cholina, są niezbędne do syntezy fosfolipidów do syntezy fosfatydocholiny, przy czym nieorganiczne fosforany w wątrobie są dostępne w wystarczających ilościach. W przypadku niewystarczającej formacji lub niedostatecznego przyjęcia do wątroby fosfolipidiza syntetyzowana choliną składników obojętnego tuczu staje się albo niemożliwa, albo gwałtownie maleje, a w wątrobie odkłada się obojętny tłuszcz. W tym przypadku mówią o infiltracji tłuszczowej wątroby, która może następnie przejść do dystrofii tłuszczowej. Innymi słowy, synteza fosfolipidu jest ograniczona ilością zasad azotowych, tj. do syntezy fosfoglicerydów konieczna jest albo cholina, albo związki, które mogą być donorowymi grupami metylowymi i uczestniczą w tworzeniu choliny (na przykład metioniny). Takie związki nazywane są substancjami lipotropowymi. Staje się zatem jasne, dlaczego w przypadku infiltracji tłuszczowej wątroby twaróg zawierający belokkaseinę, która zawiera dużą ilość reszt aminokwasowych metioniny, jest bardzo przydatny.
W wątrobie dodatkowo syntetyzowane są ciała ketonowe, w szczególności acetooctan i kwas hydroksymasłowy, które są przenoszone przez krew do organizmu. Mięsień sercowy i warstwa korowa nadnerczy wolą używać tych związków niż glukozy jako źródła energii.
Wątroba odgrywa ważną rolę w metabolizmie białek. Największa ilość białka jest syntetyzowana w mięśniach, jednak w przeliczeniu na 1 g masy w wątrobie są one produkowane więcej. Tutaj powstają nie tylko własne białka hepatocytów, ale także duża liczba wydzielanych białek niezbędnych dla potrzeb całego organizmu. Najważniejsze z nich to albumina, której synteza stanowi 25% całkowitego białka w wątrobie i 50% ilości wydzielanych białek.
Codziennie produkuje się około 12 galbumin. Jego T1 / 2 wynosi 17-20 dni. W zależności od potrzeb organizmu albumina jest syntetyzowana w 10–60% hepatocytów. Około 60% dodatniego dla albuminy naczynia krwionośnego, ale pozostałe 40% jest największą frakcją białek osocza.
Albumenagraet odgrywa ważną rolę w utrzymywaniu onkotycznego ciśnienia krwi. Ponadto jest niezbędny do wiązania i transportu wielu substancji, w tym niektórych hormonów, kwasów tłuszczowych, pierwiastków śladowych, tryptofanu, bilirubiny, wielu endogennych i egzogennych anionów organicznych. Jednak w przypadku rzadkich zaburzeń wrodzonych - albumineminy, występują poważne zmiany fizjologiczne, z wyjątkiem nadmiernego gromadzenia się płynu w tkankach.
Najwyraźniej inne białka osocza mogą również wiązać i transportować różne substancje; ponadto wiele substancji hydrofilowych można transportować w stanie wolnym.
Mechanizmy syntezy wydzielanych białek, zwłaszcza albuminy, są dobrze znane. Translacja mRNA zachodzi na polirybosomie szorstkiej retikulum endoplazmatycznego (przeciwnie, białka wewnątrzkomórkowe, takie jak ferrytyna, są syntetyzowane głównie na wolnych polirybosomach). W syntezie albuminy, jak również innych wydzielanych białek, najpierw powstają większe prekursory. Preproalbumin zawiera tak zwany 24-aminokwasowy peptyd sygnałowy na N-końcu. Konieczne jest, aby preproalbumina była rozpoznawana przez system transportu białka w błonie retikulum endoplazmatycznego i wysyłana do jego jamy w celu przetworzenia i późniejszego wydzielenia (zamiast być używana wewnątrz komórki i nie zniszczona). Podczas przetwarzania peptyd sygnałowy jest odcinany w 2 etapach, pierwszy występuje nawet przed końcem transmisji (wytwarza to proalbuminę). Po zakończeniu syntezy i przetwarzania cząsteczki, cząsteczka albuminy jest przenoszona do aparatu Golgiego, skąd jest transportowana na powierzchnię hepatocytu. Mikrofilamenty i mikrotubule są zaangażowane w ten proces, ale sam mechanizm przenoszenia jest nieznany.
Nowo syntetyzowana albumina może pozostać w przestrzeni Disse, ale większość z nich, podobnie jak inne wydzielane białka, wchodzi do krwi. Nie wiadomo, gdzie występuje albumina dezintegrantowa.
Synteza albuminy jest regulowana przez szereg czynników, w tym szybkość transkrypcji mRNA i dostępność tRNA. Proces translacji zależy od czynników wpływających na inicjację, wydłużenie i uwalnianie białka, a także obecność ATP, GTPi i jonu magnezu. Synteza albuminy zależy również od spożycia prekursorów aminokwasów, zwłaszcza tryptofanu, najrzadszego z najbardziej niezbędnych aminokwasów. U pacjentów z rakowiakową syntezą albuminy może ona dramatycznie się zmniejszyć, ponieważ komórki nowotworowe wykorzystują tryptofandalną syntezę serotoniny.
Wraz ze spadkiem ciśnienia onkotycznego w osoczu wzrasta synteza albuminy.
Wreszcie hormony, takie jak glukagoniinsulin, wpływają na metabolizm białek w wątrobie.
Inne wydzielane białka powstają w wątrobie. Synteza i obróbka większości z nich jest taka sama jak albumina. Wiele białek z szorstką siateczką endoplazmatyczną lub aparatem iglikozylacji Golgiego przekształca się w glikoproteiny; ich napad w kolejnych tkankach i wiązanie z receptorami zależy od regionu węglowodanowego.
Większość osocza białkowego jest syntetyzowana w wątrobie.
W wątrobie syntetyzowanych jest wiele czynników krzepnięcia: fibrynogen (czynnik I), protrombina (czynnik II), czynnik V, czynnik VII, czynnik IX, czynnik X, czynnik XI, czynnik XII, czynnik XIII, a także inhibitory krzepnięcia i fibrynolizy.
Synteza protrombiny i czynników VII, IX i X zależy od dostępności witaminy C, a tym samym absorpcji tłuszczów w jelicie (rozpuszczalna witamina Kgiro).Witamina aktywuje enzymy siateczki endoplazmatycznej hepatocytów katalizujących gamma-karboksylację reszt kwasu glutaminowego w prekursorach czynników fałdujących. Dzięki gamma-karboksylacji, w szczególności, zdolność protrombiny do wiązania jonów fosfolipidowych wapnia z wapniem wzrasta i szybko przekształca się w trombinę w obecności czynników V i X.
Funkcja metaboliczna wątroby ma ogromne znaczenie w regulacji hemostazy. Poważne uszkodzenie wątroby prowadzi do zmniejszenia syntezy pro-trombiny, Hipoprotrombinemia może być nasilona ze względu na zmniejszenie wchłaniania witaminy Kpripistochenii, wprowadzenie antybiotyków o szerokim spektrum działania lub naruszenie wchłaniania tłuszczu przez zmniejszenie stężenia kwasów żółciowych w jelicie (na przykład cholestaza). W takich przypadkach, aby znormalizować poziom pro-protrombinazy, stosuje się preparaty witaminy Kv / m lub v / v.
Jeśli jednak koagulopatia powstaje w wyniku dysfunkcji hepatocytów i nie jest związana z cholestazą lub upośledzonym wchłanianiem, wówczas podawanie preparatów witaminy K nie wpływa na syntezę protrotrombiny. T1 / 2 zależnych od witaminy K czynników krzepnięcia jest znacznie mniejsza niż T1 / 2 albuminy, dlatego hipoproprotrombinemia zwykle poprzedza rozwój hipopalibuminemii, zwłaszcza w ostrym uszkodzeniu wątroby.
U pacjentów z marskością wątroby zaburzenia hemostatyczne mogą być nasilone z powodu małopłytkowości spowodowanej hipersplenizmem.
W chorobach wątroby synteza i inne czynniki krzepnięcia mogą być upośledzone. Tak więc ciężkie uszkodzenie wątroby czasami prowadzi do zmniejszenia czynnika V. Osiągnięcie stężenia fibrynogenu zwykle pozostaje prawie niezmienione, z wyjątkiem przypadków, gdy rozwija się zespół DLS. Z nieznanych przyczyn uszkodzona wątroba może syntetyzować zwiększoną ilość fibrynogenu, a także innych białek, które nazywane są białkami ostrej fazy zapalenia (białko C-reaktywne, haptoglobina, ceruloplazmina-transferryna). Ta ostatnia powstaje zarówno w uszkodzeniu wątroby, jak iw chorobach układowych nowotworów złośliwych, reumatoidalnego zapalenia stawów, zakażeniach bakteryjnych, oparzeniach, zawale mięśnia sercowego. Najwyraźniej białka syntezy ostrej fazy zapalenia są stymulowane przez cytokiny, w tym IL-1 i IL-6.
Chociaż uszkodzona wątroba może syntetyzować normalną lub zwiększoną ilość fibrynogenu, ale jego struktura molekularna może być znacząco zmieniona z powodu subtelnych naruszeń syntezy białek. Być może jest to jeden z mechanizmów naruszania hemostazy, często występujący w przewlekłej chorobie wątroby.
Wątroba ma kluczowe znaczenie dla metabolizmu aminokwasów, ponieważ zachodzą w nim procesy ich modyfikacji chemicznej. Ponadto w wątrobie syntetyzowany jest mocznik.
Odtruwająca funkcja wątroby
Detoksykacja toksycznych metabolitów i obcych związków (ksenobiotyków) zachodzi w hepatocytach w dwóch etapach. Reakcje pierwszego etapu są katalizowane przez układ monooksygenazy, którego składniki są osadzone w błonach retikulum endoplazmatycznego. Reakcje utleniania, redukcji lub hydrolizy są pierwszym etapem w systemie wydalania cząsteczek hydrofobowych. Przekształcają substancje w polarne metabolity rozpuszczalne w wodzie.
Głównym enzymem jest hemoproteina cytochromu P-450. Do tej pory zidentyfikowano wiele izoform tego enzymu i, w zależności od ich właściwości i funkcji, przypisano je kilku rodzinom. U ssaków zidentyfikowano 13 podrodzin rx-450, warunkowo zakłada się, że enzymy z rodziny I-IV biorą udział w biotransformacji ksenobiotyków, reszta metabolizuje związki endogenne (hormony steroidowe, prostaglandyny, kwasy tłuszczowe itp.).
Ważną właściwością chi R-450 jest zdolność do indukowania pod działaniem substratów egzogennych, które stanowiły podstawę klasyfikacji izoform w zależności od indukowalności określonej struktury chemicznej.
W pierwszym etapie biotransformacji zachodzi tworzenie lub uwalnianie grup hydroksylowych, karboksylowych, tiolowych i aminowych, które są hydrofilowe, a cząsteczka może ulegać dalszej przemianie i usuwaniu z organizmu. NADPH jest stosowany jako koenzym. Oprócz rx R-450, w pierwszym etapie biotransformacji uczestniczą cxb5i reduktaza cytochromu.
Na pierwszym etapie biotransformacji wiele substancji leczniczych, wchodzących do organizmu, zamienia się w aktywne formy i wywołuje niezbędny efekt terapeutyczny. Jednak często pewna liczba ksenobiotyków nie jest odtruwana, ale raczej jest toksyczna z udziałem układu monooksygenazy i staje się bardziej reaktywna.
Produkty metaboliczne obcych substancji powstających w pierwszym etapie biotransformacji są dalej detoksykowane przy użyciu serii reakcji drugiego etapu. Powstałe związki są mniej polarne, a zatem łatwo usuwane z komórek. Dominującym procesem jest koniugacja, katalizowana przez S-transferazę glutationową, sulfotransferazę i UDP-glukuronylotransferazę. Koniugacja z glutationem, prowadząca do powstawania kwasów merkapturowych, jest powszechnie uważana za główny mechanizm detoksykacji.
Glutation (wiodący składnik buforu redoks komórki) jest związkiem zawierającym reaktywną grupę tiolową. Większość z nich ma postać zredukowaną (GSH) i odgrywa główną rolę w dezaktywacji toksycznych i reaktywnych produktów. Redukcję utlenionego glutationu prowadzi enzym reduktaza glutationowa, wykorzystując NADPH jako koenzym. Koniugaty z glutationem, kwasem siarkowym i kwasem glukuronowym są wydalane głównie z moczem.
BIOCHEMICZNE WSKAŹNIKI ZABURZENIA WĄTROBY.
Białka Poważne uszkodzenie wątroby może prowadzić do zmniejszenia poziomu albuminy we krwi, protrombiny, fibrynogenu i innych białek syntetyzowanych tylko przez hepatocyty. Zawartość tych białek we krwi umożliwia ocenę syntetycznych funkcji wątroby, a nie tylko stopnia uszkodzenia hepatocytów. Jednocześnie wskaźnik ten ma istotne wady:
- jego czułość jest niewielka i zmienia się tylko w późniejszych stadiach uszkodzenia wątroby (ze względu na znaczną podaż białek w wątrobie i ich dużych T1 / 2);
- jego wartość w diagnostyce różnicowej chorób wątroby jest niewielka;
- nie jest specyficzny dla chorób wątroby.
Globuliny surowicy są heterogenną grupą białek, w tym frakcjami elektroforetycznymi alfa, beta i gamma globulin (te ostatnie są reprezentowane głównie przez immunoglobuliny).