Kepenų dalyvavimą palaikant gliukozės koncentraciją kraujyje lemia tai, kad joje atsiranda glikogenezė, glikogenolizė, glikolizė ir gliukogenogenezė. Šiuos procesus reguliuoja daugelis hormonų, įskaitant insuliną, gliukagoną, GH, gliukokortikoidus ir katecholaminus. Gliukozė, patekusi į kraują, greitai absorbuojama kepenyse. Manoma, kad taip yra dėl labai didelio hepatocitų jautrumo insulinui (nors yra įrodymų, kad kyla abejonių dėl šio mechanizmo svarbos). Kai nevalgius, insulino koncentracija mažėja, o gliukagono ir kortizolio koncentracija padidėja. Atsakant į tai, kepenyse padidėja glikogenolizė ir gliukogenogenezė. Aminorūgštys, ypač alaninas, kurios susidaro skaidant raumenų baltymus, yra būtinos gliukogenogenezei. Atvirkščiai, po nurijimo, alanino ir šakotosios aminorūgštys iš kepenų patenka į raumenis, kur jos dalyvauja baltymų sintezėje. Šį gliukozės ir alanino ciklą reguliuoja insulino, gliukagono ir kortizolio koncentracijos serume pokyčiai.
Daroma prielaida, kad po valgio glikogenas ir riebalų rūgštys sintetinamos tiesiogiai iš gliukozės. Tačiau iš tikrųjų šie transformacijos vyksta netiesiogiai, dalyvaujant gliukozės (pvz., Laktato) trikarboksilo metabolitams arba kitiems gliukogenogenezės substratams, pvz., Fruktozei ir alaninui.
Kepenų cirozė dažnai keičia gliukozės kiekį kraujyje (293.1 lentelė). Paprastai stebima hiperglikemija ir gliukozės toleravimo sutrikimas. Insulino aktyvumas kraujyje yra normalus arba padidėjęs (išskyrus hemochromatozę); todėl gliukozės tolerancijos sutrikimas yra dėl atsparumo insulinui. Tai gali sukelti veikiančių hepatocitų skaičiaus sumažėjimas.
Taip pat yra įrodymų, kad kepenų ciroze stebimas hepatocitų atsparumas receptoriams ir po receptorių. Be to, mažinant insulino ir gliukagono kepenų šalinimą, sumažėja kepenų eliminacija, todėl padidėja šių hormonų koncentracija. Tačiau, esant hemochromatozei, insulino kiekis gali sumažėti (iki cukrinio diabeto atsiradimo) dėl geležies nusėdimo kasoje. Kepenų cirozės atveju sumažėja kepenų gebėjimas vartoti laktatą gliukogenogenezės reakcijose, todėl jo koncentracija kraujyje gali padidėti.
Nors hipoglikemija dažniausiai pasitaiko su hepatitu, kuris gali pasireikšti, jis taip pat gali išsivystyti galutinėse cirozės stadijose dėl sumažėjusio glikogeno kiekio kepenyse, sumažėjusio hepatocitų atsako į gliukagoną, sumažėjusio kepenų gebėjimo sintezuoti glikogeną dėl didelio ląstelių naikinimo. Tai dar labiau apsunkina tai, kad glikogeno kiekis kepenyse yra netgi ribotas (apie 70 g), organizmui reikia nuolat tiekti gliukozę (apie 150 g per parą). Todėl glikogeno atsargos kepenyse labai greitai išnyksta (paprastai - po pirmos nevalgiusios dienos).
Kepenų ir angliavandenių metabolizmas
Kepenų biochemija
Kepenys užima pagrindinę metabolizmo vietą. Ji turi daug funkcijų, iš kurių svarbiausios yra šios:
* kraujo baltymų ir lipoprotidų biosintezė,
* narkotikų ir hormonų metabolizmas,
* geležį, vitaminus B12 ir B9,
Taigi, kepenų funkcinė specializacija susideda iš „biocheminio altruizmo“, t.y. kepenys suteikia gyvenimo sąlygas kitiems organams. Viena vertus, tai yra įvairių medžiagų, skirtų organizmams ir audiniams, gamyba ir saugojimas, kita vertus, jų apsauga nuo jose susidarančių toksiškų medžiagų arba iš svetimų medžiagų.
Kepenys atlieka šias funkcijas:
homeostatinis regatatorius (angliavandeniai, baltymai, lipidai, vitaminai, iš dalies vandeniniai mineraliniai junginiai, pigmentų metabolizmas, azoto turinčios medžiagos, kurių sudėtyje nėra baltymų);
neutralizavimas (natūralūs medžiagų apykaitos produktai ir pašalinės medžiagos).
Kepenys susideda iš 80% parenchiminių ląstelių, iš kurių 16% yra retikuloendotelinės ląstelės, 4% kraujagyslių endotelio.
Kepenų ir angliavandenių metabolizmas
Parenchiminės kepenų ląstelės yra pagrindinė maisto angliavandenių biocheminių transformacijų vieta ir turi reguliavimo poveikį jų metabolizmui. Sugerti cukrus iš žarnyno epitelio ląstelių į portalinę veną; per jį maisto monosacharidai patenka į kepenis (1) čia galaktozė, fruktozė ir manozė paverčiami gliukoze. (2) Viena svarbiausių kepenų funkcijų yra išlaikyti pastovus gliukozės kiekis kraujyje (gliukostatinė funkcija), perteklius, gliukozė paverčiama saugojimui tinkama forma, kad atsargos būtų grąžintos į gliukozę tuo metu, kai maistas tiekiamas ribotais kiekiais.
Patys kepenų energijos poreikiai, kaip ir kiti kūno audiniai, patenkinti gaunamo gliukozės katabolizmu. Gliukozės katabolizme dalyvauja du skirtingi procesai: (3)
* glikolitinis kelias 1 molio gliukozės konversijai į 2 molius laktato su 2 molų ATP formavimu.
* (4) 1 molio gliukozės fosfoglukonato transformacija su 6 moliais CO2 ir 12 molų ATP formavimosi.
Abu procesai vyksta anaerobinėmis sąlygomis, abu fermentai yra tirpioje citoplazmos dalyje, ir abu šie fermentai reikalauja iš anksto fosforilinti gliukozę į glu-6f, dalyvaujant nuo ATP priklausomo fermento. gliukokinazės. Jei glikolizė suteikia energiją ląstelių organeliams fosforilinimo reakcijoms, fosforilintas kelias yra pagrindinis biosintetinių procesų ekvivalentų mažinimo šaltinis. Riebalų sintezėje alfa-glicerofosfatui formuoti gali būti naudojami tarpiniai glikolizės produktai - fosforioze. Piruvatas gali būti naudojamas alanino, aspartato ir kitų junginių, susidarančių iš acetil-CoA, sintezei.
Be to, gliukozės reakcijos gali vykti priešinga kryptimi, dėl kurių (5) gliukozės sintezuoja gliukogenogenezė.
Fosoglukonato oksidacijos metu susidaro pentozės, kurios gali būti naudojamos nukleidų ir nukleino rūgščių sintezei.
Kepenyse maždaug 1/3 gliukozės oksiduojasi per fosfoglukonato kelią, o likusieji 2/3 - glikolitiniu keliu.
194.48.155.245 © studopedia.ru nėra skelbiamų medžiagų autorius. Bet suteikia galimybę nemokamai naudotis. Ar yra autorių teisių pažeidimas? Rašykite mums | Atsiliepimai.
Išjungti adBlock!
ir atnaujinkite puslapį (F5)
labai reikalinga
Kepenys kerta angliavandenių, lipidų ir baltymų metabolizmą
Kepenys, būdami pagrindiniu metabolizmo organu, dalyvauja palaikant medžiagų apykaitos homeostazę ir geba atlikti baltymų, riebalų ir angliavandenių metabolizmo sąveiką.
Kai kurie angliavandenių ir baltymų apykaitos junginiai yra piruvinės rūgšties, oksaloacetinės ir α-ketoglutarinės rūgštys iš TCAA, kurios transaminacijos reakcijose gali būti konvertuojamos į alanino, aspartato ir glutamato. Panašiai vyksta aminorūgščių transformavimo į keto rūgštis procesas.
Angliavandeniai yra dar labiau susiję su lipidų metabolizmu:
- NADPH molekulės, susidariusios pentozės fosfato keliuose, yra naudojamos riebalų rūgščių ir cholesterolio sintezei,
- gliceraldehido fosfatas, taip pat susidarantis pentozės fosfato keliu, yra įtrauktas į glikolizę ir paverčiamas dioksacetono fosfatu, t
- glicerol-3-fosfatas, susidaręs iš glikolizės dioksacetonfosfato, siunčiamas triacilglicerolių sintezei. Šiam tikslui taip pat gali būti naudojamas gliceraldehido-3-fosfatas, susintetintas struktūrinio pentozės fosfato kelio pertvarkymo metu, t
- "Gliukozė" ir "amino rūgštis" acetil-SkoA gali dalyvauti riebalų rūgščių ir cholesterolio sintezėje.
Baltymų, riebalų ir angliavandenių metabolizmo ryšys
Angliavandenių mainai
Kepenų ląstelėse aktyvūs angliavandenių apykaitos procesai. Dėl glikogeno sintezės ir suskirstymo kepenyse palaikoma gliukozės koncentracija kraujyje. Aktyvi glikogeno sintezė įvyksta po valgio, kai gliukozės koncentracija porto venų kraujyje pasiekia 20 mmol / l. Glikogeno atsargos kepenyse svyruoja nuo 30 iki 100 g. Trumpalaikės nevalgius, glikogenolizė vyksta ilgai nevalgius, gliukogenogenezė iš amino rūgščių ir glicerolio yra pagrindinis gliukozės kiekis kraujyje.
Kepenys konvertuoja cukrų, t.y. heksozių (fruktozės, galaktozės) konversija į gliukozę.
Pentozės fosfato kelio aktyviosios reakcijos suteikia NADPH gamybą, kuri yra reikalinga gliukozės riebalų rūgščių ir cholesterolio oksidacijai ir sintezei.
Lipidų mainai
Jei gliukozės perteklius, kuris nėra naudojamas glikogeno ir kitų sintezių sintezei, patenka į kepenis valgio metu, jis virsta lipidais - cholesteroliu ir triacilgliceroliais. Kadangi kepenys negali kauptis TAG, jie pašalinami labai mažo tankio lipoproteinais (VLDL). Cholesterolis pirmiausia naudojamas tulžies rūgščių sintezei, jis taip pat įtrauktas į mažo tankio lipoproteinų (LDL) ir VLDL sudėtį.
Esant tam tikroms sąlygoms - nevalgius, ilgai trunkančiam raumenų krūviui, I tipo cukriniu diabetu, riebalų turinčia dieta, kepenyse aktyvuojama ketonų kūnų sintezė, kurią daugelis audinių naudoja kaip alternatyvų energijos šaltinį.
Baltymų mainai
Daugiau nei pusė organizme dieną sintezuojamų baltymų patenka ant kepenų. Visų kepenų baltymų atsinaujinimo greitis yra 7 dienos, o kituose organuose ši vertė atitinka 17 ar daugiau dienų. Tai apima ne tik tinkamus hepatocitų baltymus, bet ir tuos, kurie skirti eksportui - albuminą, daugelį globulinų, kraujo fermentų, taip pat fibrinogeno ir kraujo krešėjimo faktorius.
Aminorūgštys vyksta katabolinėmis reakcijomis, transaminuojant ir dezaminuojant, dekarboksilinant su biogeninių aminų susidarymu. Cholino ir kreatino sintezės reakcijos atsiranda dėl metilo grupės perkėlimo iš adenozilmetionino. Kepenyse yra perteklių azoto šalinimas ir jo įtraukimas į karbamido sudėtį.
Karbamido sintezės reakcijos yra glaudžiai susijusios su trikarboksirūgšties ciklu.
Glaudi karbamido ir TCA sintezės sąveika
Pigmentų mainai
Kepenų įtraukimas į pigmento metabolizmą yra hidrofobinio bilirubino konversija į hidrofilinę formą ir jos sekrecija į tulžį.
Pigmentų metabolizmas savo ruožtu vaidina svarbų vaidmenį geležies metabolizme organizme - geležies turintis feritino baltymas randamas hepatocituose.
Metabolinės funkcijos įvertinimas
Klinikinėje praktikoje yra tam tikros funkcijos vertinimo metodai:
Apskaičiuotas dalyvavimas angliavandenių apykaitoje:
- gliukozės koncentracija kraujyje
- gliukozės tolerancijos bandymo kreivėje,
- ant "cukraus" kreivės po galaktozės pakrovimo,
- didžiausia hiperglikemija po hormonų vartojimo (pvz., adrenalino).
Nagrinėjamas vaidmuo lipidų apykaitoje:
- dėl kraujo triacilglicerolių, cholesterolio, VLDL, LDL, HDL,
- aterogeninis koeficientas.
Įvertinamas baltymų metabolizmas:
- dėl viso baltymo ir jo frakcijų koncentracijos serume, t
- pagal koagulogramą,
- pagal karbamido kiekį kraujyje ir šlapime,
- dėl AST ir ALT, LDH-4,5, šarminės fosfatazės, glutamato dehidrogenazės aktyvumo.
Vertinamas pigmentų metabolizmas:
- dėl bendros ir tiesioginės bilirubino koncentracijos serume.
Physiology_Phechen_metabolism
Pagrindinės kepenų funkcijos
Kepenų dalyvavimas baltymų apykaitoje
Kepenų vaidmuo angliavandenių apykaitoje
Kepenų vaidmuo lipidų apykaitoje
Kepenys vandens ir druskos apykaitoje
Kepenų vaidmuo paukščių metabolizme
Nuorodos
Kepenys atlieka didžiulį vaidmenį virškinimui ir metabolizmui. Visos į kraują absorbuojamos medžiagos turi patekti į kepenis ir keisti jų metabolizmą. Kepenyse sintetinamos įvairios organinės medžiagos: baltymai, glikogenas, riebalai, fosfatidai ir kiti junginiai. Kraujas patenka per kepenų arteriją ir portalų veną. Be to, 80% kraujo, gaunamo iš pilvo organų, patenka per portalą, o tik 20% - per kepenų arteriją. Kraujas teka iš kepenų per kepenų veną.
Norėdami ištirti kepenų funkcijas, jie naudoja angiostatinį metodą - Ekka - Pavlov fistulę, kurios pagalba tiriamos A. Alievo sukurtos portalinės sistemos indų kateterizacijos metodo, naudojant infuzijos ir tekėjimo biocheminę sudėtį.
Kepenys vaidina svarbų vaidmenį baltymų apykaitoje. Iš amino rūgščių, gaunamų iš kraujo, kepenyse susidaro baltymai. Jis sudaro fibrinogeną, protrombiną, kuris atlieka svarbias kraujo krešėjimo funkcijas. Čia vyksta aminorūgščių perskirstymo procesai: dezaminacija, transaminuacija, dekarboksilinimas.
Kepenys yra pagrindinė vieta, kurioje neutralizuojami nuodingi azoto medžiagų apykaitos produktai, pirmiausia amoniakas, kuris paverčiamas karbamidu arba vyksta į rūgščių amidų susidarymą, nukleino rūgštys suskaidomos kepenyse, purino bazių oksidacija ir galutinis jų metabolizmo, šlapimo rūgšties, susidarymas. Medžiagos (indolis, skatolis, krezolis, fenolis), gaunamos iš storosios žarnos, derinant su sieros ir gliukurono rūgštimis, paverčiami eterio sieros rūgštimis. Kepenų pašalinimas iš gyvūnų kūno lemia jų mirtį. Akivaizdu, kad jis susidaro dėl amoniako ir kitų toksiškų tarpinių azoto metabolizmo produktų kaupimosi kraujyje. [1.]
Svarbų vaidmenį atlieka kepenys angliavandenių metabolizme. Gliukozė, patekusi iš žarnyno per portalinę veną, kepenyse paverčiama glikogenu. Dėl didelių glikogeno atsargų kepenys yra pagrindinis kūno angliavandenių depas. Kepenų glikogeninę funkciją užtikrina keletas fermentų, juos reguliuoja centrinė nervų sistema ir 1 hormonas - adrenalinas, insulinas, gliukagonas. Esant didesniam kūno poreikiui cukrui, pvz., Padidinus raumenų darbą ar nevalgius, glikogenas, veikiant fermentui fosforilazei, paverčiamas gliukoze ir patenka į kraują. Taigi kepenys reguliuoja gliukozės koncentraciją kraujyje ir normalų organų bei audinių aprūpinimą juo.
Kepenyse vyksta svarbiausia riebalų rūgščių transformacija, iš kurios sintetinami šio tipo gyvūnams būdingi riebalai. Dėl lipazės fermento riebalai yra suskirstyti į riebalų rūgštis ir glicerolį. Glicerino likimas panašus į gliukozės likimą. Jo transformacija prasideda dalyvaujant ATP ir baigiasi suirimu į pieno rūgštį, po to oksiduojasi į anglies dioksidą ir vandenį. Kartais, jei reikia, kepenys gali sintezuoti glikogeną iš pieno rūgšties.
Kepenys taip pat sintezuoja riebalus ir fosfatidus, kurie patenka į kraujotaką ir yra transportuojami per visą kūną. Jis vaidina svarbų vaidmenį cholesterolio ir jo esterių sintezėje. Su cholesterolio oksidacija kepenyse susidaro tulžies rūgštys, kurios išskiriamos su tulžimi ir dalyvauja virškinimo procesuose.
Kepenys yra susiję su riebaluose tirpių vitaminų metabolizmu, yra pagrindinis retinolio ir jo provitaminokarotino depas. Jis gali sintezuoti cianokobalaminą.
Kepenys gali išlaikyti perteklinį vandenį ir taip užkirsti kelią kraujo skiedimui: jame yra mineralinių druskų ir vitaminų, dalyvauja pigmentų apykaitoje.
Kepenys atlieka barjerinę funkciją. Jei į kraują patenka bet kokie patogeniniai mikrobai, jie dezinfekuoja. Šią funkciją atlieka kraujo kapiliarų sienelėse esančios stellatinės ląstelės, kurios sumažina kepenų lobules. Užfiksavus nuodingus junginius, stellato ląstelės kartu su kepenų ląstelėmis jas dezinfekuoja. Prireikus, iš kapiliarų sienelių atsiranda stellato ląstelės ir laisvai juda savo funkcijas. [6.]
Be to, kepenys gali paversti šviną, gyvsidabrį, arseną ir kitas toksiškas medžiagas į netoksiškus.
Kepenys yra pagrindinis organizmo angliavandenių depas ir reguliuoja gliukozės koncentraciją kraujyje. Jame yra mineralų ir vitaminų. Tai kraujo depas, gamina tulžį, kuri yra būtina virškinimui.
Pagrindinės kepenų funkcijos.
Atsižvelgiant į kepenų atliekamų funkcijų įvairovę, tai gali būti vadinama be pernelyg didelio žmogaus organizmo biocheminės laboratorijos. Kepenys yra svarbus organas, be jo nei gyvūnai, nei žmogus negali egzistuoti.
Pagrindinės kepenų funkcijos yra:
1. Dalyvavimas virškinimo procese (tulžies susidarymas ir išsiskyrimas): kepenys gamina tulžį, kuri patenka į dvylikapirštę žarną. Tulžis yra susijęs su žarnyno virškinimu, padeda neutralizuoti skrandį, gaunamą iš skrandžio, suskaido riebalus ir skatina jų absorbciją, skatina storosios žarnos judrumą. Per dieną kepenys gamina iki 1–1,5 litrų tulžies.
2. Barjero funkcija: kepenys neutralizuoja nuodingas medžiagas, mikrobus, bakterijas ir virusus, gaunamus iš kraujo ir limfos. Taip pat kepenyse yra suskirstyti chemikalai, įskaitant narkotikus.
3. Dalyvavimas medžiagų apykaitoje: visos maistinės medžiagos, absorbuojamos į kraujotaką iš virškinamojo trakto, angliavandenių, baltymų ir riebalų, mineralų ir vitaminų virškinimo produktai, pereina pro kepenis ir yra apdorojami jame. Tuo pačiu metu dalis amino rūgščių (baltymų fragmentų) ir dalies riebalų paverčiami angliavandeniais, todėl kepenys yra didžiausias glikogeno depas organizme. Jis sintezuoja kraujo plazmos baltymus - globulinus ir albuminą, taip pat aminorūgščių transformacijos reakciją. Kepenyse taip pat susintetinami ketonų organai (riebalų rūgščių metabolizmo produktai) ir cholesterolis. [2.]
Todėl galime pasakyti, kad kepenys yra kūno maistinių medžiagų sandėlis, taip pat chemijos gamykla, „pastatyta“ tarp dviejų sistemų - virškinimas ir kraujotaka. Debalansavimas šio sudėtingo mechanizmo veikloje yra daugelio virškinimo trakto ligų, širdies ir kraujagyslių sistemos, ypač širdies, priežastis. Yra artimiausias virškinimo sistemos, kepenų ir kraujotakos ryšys.
Kepenys yra susiję su beveik visais medžiagų apykaitos tipais: baltymų, lipidų, angliavandenių, vandens ir mineralinių medžiagų, pigmentų.
Kepenų dalyvavimas baltymų apykaitoje:
Jai būdinga tai, kad ji aktyviai tęsia organizmui svarbių baltymų sintezę ir skaidymą. Kepenyse per dieną sintezuojama apie 13-18 g baltymų. Iš jų susidaro tik albuminas, fibrinogenas, protrombinas ir kepenys. Be to, čia sintetinami iki 90% alfa-globulinų ir apie 50% kūno gama-globulinų. Dėl to kepenų ligos sumažina baltymų sintezę, o tai lemia kraujo baltymų kiekio sumažėjimą arba atsiranda baltymų, turinčių pasikeitusių fizikinių ir cheminių savybių, susidarymo, dėl ko sumažėja koloidinis kraujo baltymų stabilumas, ir jie yra lengviau nei įprastai. nuosėdose veikiant nusodinančioms medžiagoms (šarminių ir šarminių žemių metalų druskoms, timoliui, gyvsidabrio chloridui ir tt). Galima nustatyti baltymų kiekio ar savybių pokyčius, naudojant koloidinio atsparumo bandymus arba nuosėdų mėginius, tarp kurių dažnai naudojamas Veltmanas, timolis ir sublimacinis mėginys. [6; 1.]
Kepenys yra pagrindinė baltymų sintezės vieta, užtikrinanti kraujo krešėjimo procesą (fibrinogeną, protrombiną ir tt). Jų sintezės pažeidimas, taip pat vitamino K trūkumas, atsirandantis dėl tulžies sekrecijos ir tulžies išsiskyrimo pažeidimo, sukelia hemoraginius įvykius.
Aminorūgščių transformacijos procesai (transaminuojama, deaminacija ir kt.), Kurie kepenyse vyksta sunkių pažeidimų metu, žymiai pasikeičia, kuriai būdingas padidėjęs laisvųjų aminorūgščių koncentracija kraujyje ir jų išsiskyrimas su šlapimu (hiperaminoacidurija). Leucino ir tirozino kristalai taip pat yra šlapime.
Karbamido susidarymas vyksta tik kepenyse, o hepatocitų funkcijų pažeidimas padidina jo kiekį kraujyje, o tai turi neigiamą poveikį visam kūnui ir gali pasireikšti, pavyzdžiui, kepenų koma, dažnai dėl to, kad pacientas miršta.
Kepenyse vykstantys medžiagų apykaitos procesai yra katalizuojami įvairių fermentų, kurie ligų atveju patenka į kraują ir patenka į šlapimą. Svarbu, kad fermentų išsiskyrimas iš ląstelių vyktų ne tik tada, kai jie yra pažeisti, bet ir pažeidžiant ląstelių membranų pralaidumą, kuris atsiranda ligos pradžioje, todėl kintantis fermentų spektras yra vienas iš svarbiausių diagnostinių rodiklių vertinant paciento būklę ikiklinikiniu laikotarpiu. Pavyzdžiui, Botkinio ligos atveju AlTA, LDH ir AsTA kraujo aktyvumo padidėjimas buvo pastebėtas „prieš gelta“ laikotarpiu, o rachituose pastebėtas šarminės fosfatazės kiekio padidėjimas.
Kepenys atlieka esminę antitoksinę funkciją organizmui. Tokių kenksmingų medžiagų neutralizavimas vyksta kaip indolas, skatolis, fenolis, kadaverinas, bilirubinas, amoniakas, steroidų hormonų apykaitos produktai ir tt Toksiškų medžiagų neutralizavimo būdai yra skirtingi: amoniako paverčia karbamidu; indolis, fenolis, bilirubinas ir kiti junginiai, kurie yra nekenksmingi organizmui su sieros arba gliukurono rūgštimis, kurios išsiskiria su šlapimu. [5.]
Kepenų vaidmuo angliavandenių apykaitoje:
pirmiausia lemia jo dalyvavimas glikogeno sintezės ir skaidymo procesuose. Tai labai svarbu reguliuojant gliukozės kiekį kraujyje. Be to, kepenyse aktyviai vyksta monosacharidų konversijos procesai. Galaktozė ir fruktozė paverčiami gliukoze, o gliukozė gali būti fruktozės sintezės šaltinis.
Gliukogenogenezės procesas vyksta ir kepenyse, kuriuose gliukozė susidaro iš ne angliavandenių medžiagų - pieno rūgšties, glicerolio ir glikogeninių amino rūgščių. Kepenys reguliuoja angliavandenių apykaitą kontroliuodami insulino kiekį kraujyje, nes kepenyse yra insulino insulino, kuris suskaido insuliną, priklausomai nuo kūno poreikių.
Pačios kepenų energijos poreikiams tenkina gliukozės skaidymas, pirma, išilgai anaerobinio kelio su laktato formavimu, ir, antra, išilgai peptotinio kelio. Šių procesų reikšmė yra ne tik NADPH2 formavimasis įvairioms biosintezėms, bet ir gebėjimas naudoti angliavandenių skilimo produktus kaip pradines medžiagas įvairiems metaboliniams procesams [1; 5; 6.]
parenchiminės kepenų ląstelės vaidina pagrindinį vaidmenį. Cholesterolio biosintezės procesai, tulžies rūgštys, fosfolipidų, ketonų ir lipoproteinų susidarymas vyksta tiesiogiai hepatocituose. Kita vertus, kepenys kontroliuoja viso organizmo lipidų apykaitą. Nors triacilgliceroliai sudaro tik 1% visos kepenų masės, būtent tai reguliuoja organizmo riebalų rūgščių sintezę ir transportavimą. Kepenyse tiekiamas didelis kiekis lipidų, kurie „rūšiuojami“ pagal organų ir audinių poreikius. Tuo pačiu metu, kai kuriais atvejais jų skilimas gali padidėti, o galutiniams produktams, o kitose - tulžies rūgštys gali būti panaudotos fosfolipidų sintezei ir kraujo pernešimui į tas ląsteles, kuriose jos būtinos membranų susidarymui, arba lipoproteinai gali būti transportuojami į ląsteles, kuriose trūksta energijos ir tt
Taigi, apibendrinant kepenų vaidmenį lipidų apykaitoje, galima pastebėti, kad jis naudoja lipidus hepatocitų reikmėms ir atlieka lipidų apykaitos būklės stebėjimo funkciją visame kūne. [5.]
Taip pat svarbu kepenų ir vandens ir mineralinių medžiagų apykaitą. Taigi, tai yra kraujo depas, taigi, ekstraląstelinis skystis, jis gali kauptis iki 20% viso kraujo tūrio. Be to, kai kurioms mineralinėms medžiagoms kepenys yra kaupimo ir saugojimo vieta. Tai yra natrio, magnio, mangano, vario, geležies ir kt. Kepenys sintetina baltymus, kurie transportuoja mineralus per kraują: transferinas, ceruloplazminas ir tt Galiausiai, kepenys yra hormonų, reguliuojančių vandens ir mineralinių medžiagų apykaitą, inaktyvavimo vieta (aldosteronas, vazopresinas).
Iš to aišku, kodėl kepenys vadinama organizmo „biochemine laboratorija“, o jo veiklos sutrikimas paveikia įvairias jo funkcijas. [6.]
Kepenų vaidmuo paukščių metabolizme.
Tiek gyvūnams, tiek paukščiams kepenys yra pagrindinis organas, atsakingas už medžiagų apykaitos procesus. Daugelis ekspertų tai vadina didžiausiu gyvūnų ir paukščių liauka. Kepenyse susidaro tulžies ir daugelis gyvybiškai svarbių baltymų, jis dalyvauja teikiant organizmui daugybę maistinių medžiagų (per kraujotakos sistemą). Būtent čia daugumos labai toksiškų medžiagų patekimas į organizmą patenka į maistą. Tokia biotransformacija apima toksiškų cheminių medžiagų transformavimą į naujas medžiagas, kurios nebėra pavojingos organizmui ir gali būti lengvai pašalinamos iš jo. Kepenys sugeba atkurti savo ligas ląsteles, jas atkurti arba pakeisti, išlaikydamos savo funkcijas santykine tvarka.
Kepenys yra didžiausia paukščio kūno liauka, naudojant pagrindines metabolizmo funkcijas. Šios funkcijos yra labiausiai įvairios ir yra susijusios su kepenų ląstelių savybėmis, kurios sudaro anatominę ir fiziologinę organizmo vienybę. Biocheminiu požiūriu svarbiausios yra kepenų funkcijos, susijusios su tulžies susidarymu, sudėtimi ir vaidmeniu, taip pat su įvairiais metaboliniais pokyčiais. Tulžies išsiskyrimas paukščiams yra 1 ml / h. Paukščių tulžies sudėtyje daugiausia yra taurohenodesoksicilo rūgšties be dezoksicholio rūgšties. Paukščių kepenų funkcionavimas tam tikru mastu skiriasi nuo žinduolių kepenų veikimo. Ypač žinduolių kepenų susidarymas yra ryški kepenų funkcija, o paukščių šlapimo rūgštis yra pagrindinis azoto metabolizmo galutinis produktas.
Paukščių kepenyse vyksta aktyvi plazmos baltymų sintezė. Serumo albuminas, fibrinogenas,? - ir? globulinai sintetinami naminių paukščių kepenyse ir sudaro maždaug pusę šio organo sintezuotų baltymų. Albumino pusinės eliminacijos laikas - 7 dienos, globulinai - 10 dienų. Kepenyse yra sintezė ir plazmos baltymų suskirstymas, kurie naudojami kaip aminorūgščių šaltinis vėlesnėms įvairioms audinių sintezėms.
Viščiukų kūnas beveik nesugeba sintezuoti glicino. Glicino panaudojimas purino bazių sintezei, brangakmenių struktūra yra pagrindinė didelio paukščių poreikio šiai rūgščiai priežastis. Žinduoliuose apie 50% arginino gaunama sintezės metu kepenyse, o paukščiams tai nėra. Paukščiai turi ryškų gebėjimą transaminuojantis reakcijas, susijusias su aktyvia glutamo rūgšties dehidrogenaze. Paukščių lipidų metabolizme kepenys yra pagrindinė lipogenezės vieta. Α-hidroksimalo rūgšties koncentracija paukščių kepenyse yra 5 kartus didesnė nei žinduolių kepenyse, o tai rodo oksidacinių procesų aktyvumą šiame organe. Aukšto laipsnio derinys? - riebalų rūgščių oksidacija ir lipogenezė suteikia mechanizmų, skirtų kontroliuoti riebiųjų rūgščių kiekį, kuris vyksta labai mažo tankio lipoproteinų sintezei. Kiaušinių metabolinis aktyvumas yra labai didelis paukščių laikymo laikotarpiu, kai sintezuotų riebalų kiekis per metus yra beveik lygus paukščio kūno svoriui. Ypač broilerių riebalinio audinio masė gali siekti 18% kūno svorio.
Kepenys turi didžiulį glikogeno gebėjimą. Glikogeno kiekis kepenyse kinta priklausomai nuo angliavandenių kiekio paukštienoje.
Dažniausia šios organo patologija yra laipsniškas jo ląstelių nutukimas, dėl kurio laikui bėgant atsiranda liga, kurią veterinarijos gydytojai vadina riebiu kepenų degeneracija. Priežastis dažniausiai yra ilgalaikis ląstelių toksinų, stiprių vaistų, vakcinų, kokcidiostatų ir kt. Poveikis, reikalaujantis maksimalaus kepenų streso, netinkamo ar prastai subalansuoto šėrimo. Paprastai visa tai lydi fizinis paukščių ir gyvūnų neveiklumas, ypač su ląstelių turiniu. [4; 6.]
Nuorodos:
1. Lysov VF, Maksimov VI: Gyvūnų fiziologija ir etologija; Red.: MOSCOW, 2012, 605s.
2. Fiziologija. Pagrindai ir funkcinės sistemos. Ed. Sudakova K.V.; Novosibirskas, 2000, 784с.
3. Skalny AV: cheminiai elementai žmogaus fiziologijoje ir ekologijoje: įrankių rinkinys; Rostovas prie Dono, 2004, 216s.
4. Straipsnis: Paukščių metabolizmo ypatumai: autorius nežinomas; Sankt Peterburgas, 2001 m.
5. Straipsnis: Kepenų vaidmuo metabolizme: autorius nežinomas; Maskva, 2006 m.
6. VV Rogozhin: gyvūnų biochemija; Red.: MOSCOW, 2005.
GYVENTOJŲ VAIDMUO KAITOS KEITIME
Pagrindinis kepenų vaidmuo angliavandenių apykaitoje yra užtikrinti pastovią gliukozės koncentraciją kraujyje. Tai pasiekiama reguliuojant sintezę ir kepenyse nusodinto glikogeno skaidymą.
Kepenyse glikogeno sintezė ir jos reguliavimas iš esmės yra panašūs į procesus, vykstančius kituose organuose ir audiniuose, ypač raumenų audiniuose. Glikogeno sintezė iš gliukozės suteikia normalų laikiną angliavandenių rezervą, reikalingą gliukozės koncentracijai kraujyje išlaikyti, kai jo kiekis yra gerokai sumažintas (pvz., Žmonėms tai įvyksta, kai maiste nėra pakankamai angliavandenių arba naktį nevalgius).
Būtina pabrėžti svarbų gliukinazės fermento vaidmenį gliukozės panaudojimo procese kepenyse. Gliukokinazė, kaip ir heksokinazė, katalizuoja gliukozės fosforilinimą su gliukozės-6-fosfato formavimu, o gliukinazės aktyvumas kepenyse yra beveik 10 kartų didesnis nei heksokinazės aktyvumas. Svarbus skirtumas tarp šių dviejų fermentų yra tas, kad gliukinazė, priešingai nei heksokinazė, turi didelę K vertę.M gliukozės ir nėra slopinamas gliukozės-6-fosfato.
Po valgio gliukozės kiekis portalo venoje smarkiai didėja: jos intrahepatinė koncentracija didėja tame pačiame intervale. Gliukozės koncentracijos kepenyse didinimas sukelia reikšmingą gliukokinazės aktyvumo padidėjimą ir automatiškai padidina gliukozės įsisavinimą kepenyse (gautas gliukozės-6-fosfatas yra išleidžiamas glikogeno sintezei arba suskaidomas).
Manoma, kad pagrindinis kepenų vaidmuo - gliukozės suskirstymas - pirmiausia sumažinamas dėl pirmtakų metabolitų, reikalingų riebalų rūgščių ir glicerino biosintezei, saugojimo ir mažesniu mastu jos oksidacijos į CO.2 ir H2A. Kepenyse susintetinti trigliceridai paprastai išskiriami į kraują kaip lipoproteinų dalis ir gabenami į riebalinį audinį, kad jie būtų „nuolatiniai“.
Reakcijos į pentozės fosfato kelią kepenyse susidaro NADPH, kuri naudojama redukavimo reakcijoms riebalų rūgščių, cholesterolio ir kitų steroidų sintezėje. Be to, susidaro pentozės fosfatai, būtini nukleino rūgščių sintezei.
Kartu su gliukozės panaudojimu kepenyse taip pat susidaro jo susidarymas. Tiesioginis gliukozės šaltinis kepenyse yra glikogenas. Glikogeno skaidymas kepenyse daugiausia vyksta fosforolitiniu būdu. Ciklinių nukleotidų sistema yra labai svarbi reguliuojant glikogenolizės greitį kepenyse. Be to, gliukozė kepenyse taip pat susidaro gliukogenogenezės procese.
Pagrindiniai gliukonogenezės substratai yra laktatas, glicerinas ir amino rūgštys. Manoma, kad beveik visos aminorūgštys, išskyrus leuciną, gali papildyti gliukonogenezės pirmtakų baseiną.
Vertinant kepenų angliavandenių funkciją, reikia nepamiršti, kad panaudojimo procesų ir gliukozės susidarymo santykis pirmiausia reguliuojamas neurohumorinėmis priemonėmis, dalyvaujant endokrininėms liaukoms.
Gliukozės-6-fosfatas atlieka pagrindinį vaidmenį gliukozės transformacijose ir angliavandenių metabolizme kepenyse. Tai dramatiškai slopina fosforolitinį glikogeno skilimą, aktyvina gliukozės fermentinį perkėlimą iš uridino difosoglukozės į sintezuoto glikogeno molekulę, yra tolesnio glikolitinių transformacijų substratas, taip pat gliukozės oksidacija, įskaitant pentozės fosfato kelią. Galiausiai, gliukozės-6-fosfato suskaidymas fosfataze suteikia laisvo gliukozės srautą į kraują, kuris kraujotakoje patenka į visus organus ir audinius (16.1 pav.).
Kaip pažymėta, stipriausias fosforofrukokinazės-1 ir alerginės kepenų fruktozės-1,6-bisfosfatazės inhibitorius
Fig. 16.1. Gliukozės-6-fosfato dalyvavimas angliavandenių metabolizme.
Fig. 16.2. Hormoninis sistemos fruktozės-2,6-bisfosfato (F-2,6-P2) reguliavimas kepenyse dalyvaujant nuo cAMP priklausomiems baltymų kinazėms.
yra fruktozė-2,6-bisfosfatas (F-2,6-P2). F-2,6-P hepatocitų kiekio padidėjimas2 prisideda prie glikolizės padidėjimo ir sumažina gliukogenogenezės greitį. Ф-2,6-Р2 sumažina ATP slopinamąjį poveikį fosforo-frukokinazei-1 ir padidina šio fermento afinozę-6-fosfatą afinitetą. Su fruktozės-1,6-bisfosfatazės F-2,6-P slopinimu2 K vertė padidėjaM fruktozės-1,6-bisfosfato. F-2,6-P kiekis2 kepenyse, širdyje, skeleto raumenyse ir kituose audiniuose kontroliuoja bifunkcinis fermentas, kuris atlieka P-2,6-P sintezę.2 iš fruktozės-6-fosfato ir ATP ir jo hidrolizės iki fruktozės-6-fosfato ir Pi, t.y. fermentas vienu metu turi ir kinazės, ir bisfosfatazės aktyvumą. Bifunkcinis fermentas (fosfofruktokinazė-2 / fruktozė-2,6-bisfosfatazė), izoliuotas iš žiurkių kepenų, susideda iš dviejų identiškų subvienetų su mol. sveria 55 000, kiekvienas iš jų turi du skirtingus katalizinius centrus. Kinazės domenas yra N-gale, o bisfosfatazės domenas yra kiekvieno polipeptidinės grandinės C-gale. Taip pat žinoma, kad bifunkcinis kepenų fermentas yra puikus cAMP priklausomo baltymo kinazės A substratas. Pagal baltymų kinazės A serino likučius fosforilinami kiekviename bifunkcinio fermento subvienetame, dėl kurio sumažėja jo kinazė ir padidėja bisfosfatazės aktyvumas. Atkreipkite dėmesį, kad reguliuojant bifunkcinio fermento aktyvumą, esminis vaidmuo priklauso hormonams, ypač gliukagonui (16.2 pav.).
Daugelyje patologinių ligų, ypač cukrinio diabeto atveju, pastebimi reikšmingi P-2,6-P sistemos veikimo ir reguliavimo pokyčiai.2. Nustatyta, kad eksperimentiniuose (steptozotocino) diabetuose žiurkėms dėl padidėjusio gliukozės kiekio kraujyje ir šlapime hepatocituose, P-2,6-P kiekis2 sumažintas. Todėl glikolizės greitis mažėja ir gliukogenogenezė didėja. Šis faktas turi savo paaiškinimą. Hormoninis disbalansas, atsirandantis žiurkėms, sergančioms cukriniu diabetu: padidėjusi gliukagono koncentracija ir sumažėjęs insulino kiekis - padidina cAMP koncentraciją kepenų audinyje, padidina bifunkcinio fermento cAMP priklausomą fosforilinimą, o tai savo ruožtu sumažina jo kinazę ir padidina bisfosfatazės aktyvumą. Tai gali būti f-2,6-P kiekio mažinimo mechanizmas2 hepatocituose su eksperimentiniu diabetu. Matyt, yra ir kitų mechanizmų, dėl kurių sumažėja F-2,6-P lygis2 hepatocituose su streptozotosino diabetu. Buvo įrodyta, kad kepenų audinyje eksperimentiniame cukriniu diabetu sumažėja gliukinazės aktyvumas (galbūt sumažėja šio fermento kiekis). Dėl to sumažėja gliukozės fosforilinimo greitis ir sumažėja fruktozės-6-fosfato - bifunkcinio fermento substrato - kiekis. Galiausiai, pastaraisiais metais buvo įrodyta, kad su streptozotocino diabetu sumažėja bifunkcinio fermento mRNR kiekis hepatocituose, todėl P-2,6-P lygis sumažėja.2 kepenų audinyje padidėja gliukozės neogenezė. Visa tai dar kartą patvirtina, kad F-2,6-P2, Jis yra svarbus hormoninio signalo perdavimo grandinės komponentas, jis veikia kaip tretinis tarpininkas, veikiant hormonams, visų pirma glikolizės ir gliukogenogenezės procesams.
Atsižvelgiant į vidutinį angliavandenių metabolizmą kepenyse, taip pat būtina laikytis fruktozės ir galaktozės transformacijų. Fruktozė, patekusi į kepenis, gali būti fosforilinama 6 padėtyje prie fruktozės-6-fosfato, veikiant heksokinazei, kuri turi santykinį specifiškumą ir katalizuoja fosforilinimą, be gliukozės ir fruktozės, taip pat ir manozės. Tačiau kepenyse yra dar vienas būdas: fruktozė gali fosforilizuotis dalyvaujant konkretesniam fermentui, frukokinazei. Dėl to susidaro fruktozė-1-fosfatas. Ši reakcija nėra blokuojama gliukozės. Be to, fruktozė-1-fosfatas, veikiant aldolazei, yra padalintas į dvi triozes: dioksiacetono fosfatą ir glicerino dehidą. Pagal atitinkamą kinazę (triokinazę) ir dalyvaujant ATP, gliceraldehidas fosforilinamas į gliceraldehid-3-fosfatą. Pastarasis (jis lengvai perduodamas ir dioksetetonfosfatas) vyksta įprastomis transformacijomis, įskaitant tarpinės piruvinės rūgšties susidarymą.
Pažymėtina, kad esant genetiškai nustatytam fruktozės netoleravimui arba nepakankamai fruktozės-1,6-bisfosfatazės aktyvumui, atsiranda fruktozės sukelta hipoglikemija, kuri atsiranda nepaisant didelių glikogeno atsargų. Tikėtina, kad fruktozė-1-fosfatas ir fruktozė-1,6-bisfosfatas slopina kepenų fosforilazę alosteriniu mechanizmu.
Taip pat žinoma, kad fruktozės metabolizmas kartu su glikolitiniu keliu kepenyse vyksta daug greičiau nei gliukozės metabolizmas. Gliukozės metabolizmui būdinga fazofrukokinazės 1 katalizuojama stadija. Kaip žinote, šiame etape atliekamas gliukozės katabolizmo greitis. Fruktozė apeina šį etapą, kuris leidžia intensyvinti metabolinius procesus kepenyse, todėl susidaro riebalų rūgščių sintezė, jų esterinimas ir labai mažo tankio lipoproteinų sekrecija; dėl to gali padidėti trigliceridų koncentracija plazmoje.
Galaktozė kepenyse pirmą kartą fosforilinama dalyvaujant ATP ir galakto kinazės fermentui suformuojant galaktozės-1-fosfatą. H-laktozės kinazės kepenims vaisiui ir vaikui, kuriam būdingos K vertėsM ir Vmaks, maždaug 5 kartus didesnis nei suaugusiųjų fermentų. Didžioji dalis galaktozės-1-fosfato kepenyse transformuojama per reakciją, katalizuotą heksozės-1-fosfato-uridiltransferazės:
UDP-gliukozė + galaktozė-1-fosfatas -> UDP-galaktozė + gliukozė-1-fosfatas.
Tai yra unikali transferazės reakcija, kai galaktozė grįžta į angliavandenių metabolizmą. Paveldimas heksozės-1-fosfato-uridilo transferazės praradimas sukelia galaktosemiją, ligą, kuriai būdingas protinis atsilikimas ir lęšių katarakta. Šiuo atveju naujagimių kepenys praranda gebėjimą metabolizuoti D-galaktozę, kuri yra pieno laktozės dalis.
Kepenų vaidmuo angliavandenių apykaitoje
Kepenų vaidmuo angliavandenių apykaitoje
Pagrindinis kepenų vaidmuo angliavandenių apykaitoje yra palaikyti normalų gliukozės kiekį kraujyje, ty reguliuojant normoglikemiją.
Tai pasiekiama keliais mechanizmais.
1. Gliukinazės fermento buvimas kepenyse. Gliukokinazė, kaip ir heksokinazė, fosforilina gliukozę į gliukozės-6-fosfatą. Pažymėtina, kad gliukinazė, priešingai nei heksokinazė, randama tik Langerhanso salelių kepenyse ir ląstelėse. Gliukokinazės aktyvumas kepenyse yra 10 kartų didesnis už heksokinazės aktyvumą. Be to, glukokinazė, priešingai nei heksokinazė, turi didesnę gliukozės Km reikšmę (t. Y. Mažiau afiniteto gliukozei).
Po valgymo gliukozės kiekis portalo venoje labai padidėja ir pasiekia 10 mmol / l ar daugiau. Didinant gliukozės koncentraciją kepenyse, pastebimai padidėja gliukokinazės aktyvumas ir padidėja gliukozės įsisavinimas kepenyse. Dėl vienalaikio heksokinazės ir gliukinazės darbo kepenys greitai ir efektyviai fosforiluoja gliukozę į gliukozės-6-fosfatą, užtikrindamos normalų glikemiją sisteminiame kraujo tekėjime. Po to gliukozės-6-fosfatas gali būti metabolizuojamas keliais būdais (28.1 pav.).
2. Glikogeno sintezė ir skaidymas. Kepenų glikogenas atlieka gliukozės depo vaidmenį organizme. Po valgio angliavandenių perteklius kepenyse kaupiasi kaip glikogenas, kurio kiekis yra maždaug 6% kepenų masės (100-150 g). Laikotarpiu tarp valgio, taip pat „naktinio nevalgymo“ metu gliukozės kiekis kraujyje papildomas dėl žarnyno absorbcijos. Esant tokioms sąlygoms, aktyvuojamas glikogeno suskirstymas į gliukozę, kuri palaiko glikemijos lygį. Greitai gliukogeno atsargos išeikvotos 1 dienos pabaigoje.
3. Kepenyse aktyviai vyksta gliukogenogenezė - gliukozės sintezė iš ne angliavandenių pirmtakų (laktato, piruvato, glicerolio, glikogeninių amino rūgščių). Dėl gliukogenogenezės maždaug 70 g gliukozės per parą susidaro suaugusio žmogaus organizme. Glikonogenezės aktyvumas labai padidėja per antrą dieną nevalgius, kai išeikvoja glikogeno atsargos kepenyse.
Dėl gliukonogenezės kepenys dalyvauja Corey cikle - raumenyse susidariusios pieno rūgšties konversijos procesas į gliukozę.
4. Fruktozės ir galaktozės konversija į gliukozę vyksta kepenyse.
5. Kepenyse sintezuojama gliukurono rūgštis.
Fig. 28.1. Gliukozės-6-fosfato dalyvavimas angliavandenių metabolizme
Kepenų biochemija
Tema: „LIVER BIOCHEMISTRY“
1. Cheminė kepenų sudėtis: glikogeno, lipidų, baltymų, mineralų sudėtis.
2. Kepenų vaidmuo angliavandenių apykaitoje: palaikyti pastovią gliukozės koncentraciją, glikogeno sintezę ir mobilizaciją, gliukogenogenezę, pagrindinius gliukozės-6-fosfatų konversijos būdus, monosacharidų konversiją.
3. Kepenų vaidmuo lipidų apykaitoje: aukštesnių riebalų rūgščių, acilglicerolių, fosfolipidų, cholesterolio, ketonų organų sintezė, lipoproteinų sintezė ir metabolizmas, lipotropinio poveikio ir lipotropinių veiksnių samprata.
4. Kepenų vaidmuo baltymų apykaitoje: specifinių plazmos baltymų sintezė, karbamido ir šlapimo rūgšties, cholino, kreatino susidarymas, keto rūgščių ir amino rūgščių konversija.
5. Alkoholio metabolizmas kepenyse, riebalinis kepenų degeneracija su piktnaudžiavimu alkoholiu.
6. Neutralizuojanti kepenų funkcija: toksinių medžiagų neutralizavimo kepenyse etapai (fazės).
7. Bilirubino keitimas kepenyse. Kepenų pigmentų kiekio kraujyje, šlapime ir išmatose pokyčiai įvairių tipų gelta (adhepatinė, parenchiminė, obstrukcinė).
8. Cheminė tulžies sudėtis ir jos vaidmuo; veiksniai, lemiantys tulžies akmenų susidarymą.
31.1. Kepenų funkcija.
Kepenys yra unikalus metabolizmo organas. Kiekvienoje kepenų ląstelėje yra keli tūkstančiai fermentų, skatinančių daugelio metabolinių reakcijų reakcijas. Todėl kepenyse organizme veikia daug medžiagų apykaitos funkcijų. Svarbiausi iš jų yra:
- veikiančių arba naudojamų kitų organų biosintezė. Šios medžiagos apima plazmos baltymus, gliukozę, lipidus, ketoninius kūnus ir daugelį kitų junginių;
- azoto metabolizmo galutinio produkto organizme - karbamido biosintezė;
- dalyvavimas virškinimo procesuose - tulžies rūgščių sintezė, tulžies susidarymas ir išskyrimas;
- endogeninių metabolitų, vaistų ir nuodų biotransformacija (modifikacija ir konjugacija);
- tam tikrų medžiagų apykaitos produktų išsiskyrimas (tulžies pigmentai, cholesterolio perteklius, neutralizavimo produktai).
31.2. Kepenų vaidmuo angliavandenių metabolizme.
Pagrindinis kepenų vaidmuo angliavandenių apykaitoje yra palaikyti pastovų gliukozės kiekį kraujyje. Tai pasiekiama reguliuojant gliukozės susidarymo ir panaudojimo kepenyse procesų santykį.
Kepenų ląstelėse yra glikokinazės fermentas, kuris katalizuoja gliukozės fosforilinimo reakciją su gliukozės-6-fosfato susidarymu. Gliukozės-6-fosfatas yra pagrindinis angliavandenių metabolizmo metabolitas; Pagrindiniai jo transformavimo būdai pateikti 1 paveiksle.
31.2.1. Gliukozės panaudojimo būdai. Po valgymo dideliu kiekiu gliukozės patenka į kepenis per portalą. Ši gliukozė pirmiausia naudojama glikogeno sintezei (reakcijos schema parodyta 2 paveiksle). Glikogeno kiekis sveikų žmonių kepenyse paprastai svyruoja nuo 2 iki 8% šio organo masės.
Glikolizė ir gliukozės oksidacijos pentozės fosfato kelias kepenyse pirmiausia yra tiekėjų, kurie yra aminorūgščių, riebalų rūgščių, glicerino ir nukleotidų biosintezės, metabolitų tiekėjai. Mažesniu mastu gliukozės konversijos kepenyse oksidacijos būdai yra energijos šaltiniai biosintetiniams procesams.
1 pav. Pagrindiniai gliukozės-6-fosfato konversijos kepenyse būdai. Skaičiai rodo: 1 - gliukozės fosforilinimą; 2 - gliukozės-6-fosfato hidrolizė; 3 - glikogeno sintezė; 4 - glikogeno mobilizavimas; 5 - pentozės fosfato kelias; 6 - glikolizė; 7 - gliukonogenezė.
2 pav. Glikogeno sintezės reakcijų kepenyse schema.
3 pav. Glikogeno mobilizacijos reakcijų kepenyse diagrama.
31.2.2. Gliukozės susidarymo būdai. Kai kuriais atvejais (su nevalgius mažai angliavandenių, ilgai trunkantis fizinis krūvis) organizmo angliavandenių poreikis viršija kiekį, kuris absorbuojamas iš virškinimo trakto. Šiuo atveju gliukozės susidarymas atliekamas naudojant gliukozės-6-fosfatazę, kuri katalizuoja gliukozės-6-fosfato hidrolizę kepenų ląstelėse. Glikogenas yra tiesioginis gliukozės-6-fosfato šaltinis. Glikogeno mobilizavimo schema pateikta 3 paveiksle.
Glikogeno mobilizavimas užtikrina žmogaus organizmo poreikį gliukozei per pirmuosius 12–24 valandas nevalgius. Vėliau gliukogenogenezė, biosintezė iš ne angliavandenių šaltinių, tampa pagrindiniu gliukozės šaltiniu.
Pagrindiniai gliukonogenezės substratai yra laktatas, glicerolis ir amino rūgštys (išskyrus leuciną). Šie junginiai pirmiausia paverčiami piruvatu arba oksaloacetatu, pagrindiniais gliukogenogenezės metabolitais.
Glukonogenezė yra atvirkštinis glikolizės procesas. Tuo pačiu metu, negrįžtamų glikolizės reakcijų sukeltos kliūtys įveikiamos naudojant specialius fermentus, kurie katalizuoja apeiti reakcijas (žr. 4 pav.).
Be kitų angliavandenių metabolizmo būdų kepenyse, reikia pažymėti, kad gliukozė paverčiama kitais mitybiniais monosacharidais - fruktoze ir galaktoze.
4 pav. Glikolizė ir gliukogenogenezė kepenyse.
Fermentai, katalizuojantys negrįžtamąsias glikolizės reakcijas: 1 - gliukokinazė; 2 - fosfofrukokinazė; 3 - piruvato kinazė.
Fermentai, katalizuojantys glioneogenezės apėjimo reakcijas: 4-piruvato karboksilazė; 5 - fosfoenolpiruvato karboksikinazė; 6-fruktozė-1,6-difosfatazė; 7 - gliukozė-6-fosfatazė.
31.3. Kepenų vaidmuo lipidų apykaitoje.
Hepatocitai turi beveik visus fermentus, susijusius su lipidų metabolizmu. Todėl parenchiminės kepenų ląstelės didele dalimi kontroliuoja suvartojimo ir lipidų sintezės santykį organizme. Lipidų katabolizmas kepenų ląstelėse daugiausia vyksta mitochondrijose ir lizosomose, biosintezėje citozolyje ir endoplazminiame tinkle. Pagrindinis lipidų apykaitos metabolitas kepenyse yra acetil-CoA, kurių pagrindiniai formavimo ir naudojimo būdai pateikti 5 paveiksle.
5 pav. Acetilo CoA susidarymas ir naudojimas kepenyse.
31.3.1. Riebalų rūgščių metabolizmas kepenyse. Dietiniai riebalai chilomikronų pavidalu patenka į kepenis per kepenų arterijos sistemą. Pagal lipoproteinų lipazę, esančią kapiliarų endotelyje, jie suskirstomi į riebalų rūgštis ir glicerolį. Riebalų rūgštys, kurios prasiskverbia į hepatocitus, gali būti oksiduojamos, modifikuojamos (anglies grandinės sutrumpinimas arba pailgėjimas, dvigubų jungčių susidarymas) ir naudojamos endogeninių triacilglicerolių ir fosfolipidų sintezei.
31.3.2. Ketonų kūnų sintezė. Kai riebalų rūgščių β-oksidacija kepenų mitochondrijose susidaro acetil-CoA, kuris Krebs cikle toliau oksiduojamas. Jei yra kepenų ląstelių (pvz., Nevalgius, cukriniu diabetu) oksaloacetato trūkumas, tada acetilo grupės kondensuojasi, kad susidarytų ketoniniai organai (acetoacetatas, β-hidroksibutiratas, acetonas). Šios medžiagos gali būti energijos substratai kituose kūno audiniuose (skeleto raumenyse, miokardo, inkstų, su ilgalaike bada, smegenimis). Kepenyse nėra ketonų. Ketonų kūnų perteklius kraujyje susidaro metabolinė acidozė. Ketonų kūnų susidarymo schema parodyta 6 paveiksle.
6 pav. Ketonų kūnų sintezė kepenų mitochondrijose.
31.3.3. Švietimas ir būdai naudoti fosfatidą. Dažnas triacilglicerolių ir fosfolipidų pirmtakas kepenyse yra fosfatidinė rūgštis. Jis sintezuojamas iš glicerol-3-fosfato ir dviejų acil-CoA aktyvių riebalų rūgščių formų (7 pav.). Glicerol-3-fosfatas gali būti susidaręs iš dioksiacetono fosfato (glikolizės metabolito) arba iš laisvo glicerolio (lipolizės produkto).
7 pav. Fosfatidino rūgšties (schemos) formavimas.
Fosfolipidų (fosfatidilcholino) sintezei iš fosfatidino rūgšties būtina aprūpinti maistu pakankamą lipotropinių faktorių (medžiagų, kurios užkerta kelią riebalų kepenų degeneracijai). Šie veiksniai yra cholinas, metioninas, vitaminas B 12, folio rūgštis ir kai kurios kitos medžiagos. Fosfolipidai yra įtraukti į lipoproteinų kompleksų sudėtį ir dalyvauja lipidų, susintetintų hepatocituose, transportavimui į kitus audinius ir organus. Lipotropinių veiksnių trūkumas (piktnaudžiavimas riebaus maisto produktais, lėtinis alkoholizmas, diabetas) prisideda prie to, kad fosfatidinė rūgštis naudojama triacilglicerolių (netirpių vandenyje) sintezei. Lipoproteinų susidarymo pažeidimas lemia tai, kad TAG perteklius kaupiasi kepenų ląstelėse (riebalų degeneracija), o šio organo funkcija sutrikusi. Fosfatidino rūgšties panaudojimo hepatocituose būdai ir lipotropinių faktorių vaidmuo pavaizduoti 8 paveiksle.
8 pav. Fosfatidino rūgšties panaudojimas triacilglicerolių ir fosfolipidų sintezei. Lipotropiniai veiksniai nurodomi *.
31.3.4. Cholesterolio susidarymas. Kepenys yra pagrindinė endogeninio cholesterolio sintezės vieta. Šis junginys yra būtinas ląstelių membranų statybai, yra tulžies rūgščių, steroidinių hormonų, vitamino D 3 pirmtakas. Pirmosiose dviejose cholesterolio sintezės reakcijose panaši į ketonų kūnų sintezę, bet vyksta hepatocitų citoplazmoje. Pagrindinį cholesterolio sintezės fermentą, β-hidroksi-β-metilglutarilo-CoA reduktazę (HMG-CoA reduktazę) slopina cholesterolio ir tulžies rūgščių perteklius, remiantis neigiamu grįžtamuoju ryšiu (9 pav.).
Cholesterolio sintezė kepenyse ir jo reguliavimas.
31.3.5. Lipoproteinų susidarymas. Lipoproteinai - baltymų-lipidų kompleksai, kuriuose yra fosfolipidų, triacilglicerolių, cholesterolio ir jo esterių, taip pat baltymai (apoproteinai). Lipoproteinai transportuoja vandenyje netirpius lipidus į audinius. Dvi klasės lipoproteinų susidaro hepatocituose - didelio tankio lipoproteinuose (HDL) ir labai mažo tankio lipoproteinuose (VLDL).
31.4. Kepenų vaidmuo baltymų metabolizme.
Kepenys yra organizmas, reguliuojantis azoto medžiagų suvartojimą organizme ir jų išskyrimą. Periferiniuose audiniuose nuolat atsiranda biosintezės reakcijų su laisvųjų aminorūgščių naudojimu arba jie išsiskiria į kraują per audinių baltymų skaidymą. Nepaisant to, baltymų ir laisvųjų aminorūgščių kiekis kraujo plazmoje išlieka pastovus. Taip yra dėl to, kad kepenų ląstelėse yra unikalus fermentų rinkinys, kuris katalizuoja specifines baltymų apykaitos reakcijas.
31.4.1. Būdai, kaip naudoti aminorūgštis kepenyse. Prarijus baltyminius maisto produktus, per porcijos veną į kepenų ląsteles patenka daug amino rūgščių. Šie junginiai kepenyse gali patekti į daugybę transformacijų, prieš patekdami į bendrą apyvartą. Šios reakcijos apima (10 pav.):
a) aminorūgščių panaudojimas baltymų sintezei;
b) transamina - pakeistų aminorūgščių sintezės kelias; ji taip pat sujungia aminorūgščių mainus su gliukogenogeneze ir bendrą katabolizmo kelią;
c) deaminacija - α-keto rūgščių ir amoniako susidarymas;
d) karbamido sintezė - amoniako neutralizavimo būdas (žr. schemą skyriuje "Baltymų mainai");
e) ne baltymų turinčių medžiagų (cholino, kreatino, nikotinamido, nukleotidų ir kt.) sintezė.
10 pav. Amino rūgščių metabolizmas kepenyse (schema).
31.4.2. Baltymų biosintezė. Daugelis plazmos baltymų yra sintezuojami kepenų ląstelėse: albuminas (apie 12 g per dieną), dauguma α- ir β-globulinų, įskaitant transportinius baltymus (feritinas, ceruloplazminas, transcortinas, retinolį rišantis baltymas ir tt). Kepenyse taip pat sintetinami daug kraujo krešėjimo faktorių (fibrinogeno, protrombino, proconvertino, proaccelerino ir kt.).
31.5. Neutralizuojanti kepenų funkcija.
Įvairios kilmės poliniai junginiai, įskaitant endogenines medžiagas, vaistus ir nuodus, yra neutralizuojami kepenyse. Medžiagų neutralizavimo procesas apima du etapus (etapus):
1) fazės modifikavimas - apima oksidacijos, redukcijos, hidrolizės reakciją; daugeliui junginių yra neprivaloma;
2) fazės konjugacija - apima medžiagų sąveikos reakciją su gliukurono ir sieros rūgštimis, glicinu, glutamatu, taurinu ir kitais junginiais.
Detaliau neutralizavimo reakcijos bus aptartos skyriuje "Ksenobotikų biotransformacija".
31.6. Kepenų kepenų susidarymas.
Tulžis yra skystos rudos spalvos paslaptis, kurią išskiria kepenų ląstelės (500-700 ml per dieną). Tulžies sudėtis apima: tulžies rūgštis, cholesterolį ir jo esterius, tulžies pigmentus, fosfolipidus, baltymus, mineralines medžiagas (Na +, K +, Ca 2+, Сl) ir vandenį.
31.6.1. Tulžies rūgštys. Ar kepenų ląstelėse susidaro cholesterolio metabolizmo produktai. Yra pirminių (cholinių, chenodeoksikolinių) ir antrinių (deoksicholinių, litocholinių) tulžies rūgščių. Tulžies rūgštyje daugiausia yra tulžies rūgščių, konjuguotų su glicinu arba taurinu (pavyzdžiui, glikocholio, rūgšties, taurocholio rūgšties ir pan.).
Tulžies rūgštys yra tiesiogiai susijusios su riebalų virškinimu žarnyne:
- turėti emulsinančio poveikio valgomiems riebalams;
- aktyvinti kasos lipazę;
- skatinti riebalų rūgščių ir riebaluose tirpių vitaminų absorbciją;
- stimuliuoja žarnyno peristaltiką.
Sutrikus tulžies rūgšties nutekėjimui patenka į kraują ir šlapimą.
31.6.2. Cholesterolis. Cholesterolio perteklius išsiskiria su tulžimi. Cholesterolis ir jo esteriai yra tulžyje kaip kompleksai su tulžies rūgštimis (choliniai kompleksai). Tulžies rūgščių santykis su cholesteroliu (cholato santykis) neturėtų būti mažesnis kaip 15. Priešingu atveju, vandenyje netirpūs cholesteroliai nusėda ir kaupiasi tulžies pūslės akmenų pavidalu (tulžies pūslės liga).
31.6.3. Tulžies pigmentai. Tarp tulžies pigmentų vyrauja konjuguotas bilirubinas (mono- ir diglukuronido bilirubinas). Jis susidaro kepenų ląstelėse dėl laisvo bilirubino sąveikos su UDP-gliukurono rūgštimi. Tai sumažina bilirubino toksiškumą ir padidina jo tirpumą vandenyje; tolesnis konjuguotas bilirubinas išsiskiria į tulžį. Jei yra tulžies nutekėjimo pažeidimas (obstrukcinė gelta), tiesioginio bilirubino kiekis kraujyje žymiai padidėja, šlapime nustatomas bilirubino kiekis, o išmatose ir šlapime sumažėja stercobilino kiekis. Diferencinei gelta diagnozei žr. „Sudėtingų baltymų keitimas“.
31.6.4. Fermentai Iš fermentų, rastų tulžyje, pirmiausia reikia pažymėti šarminę fosfatazę. Tai yra išskiriamasis fermentas, susintetintas kepenyse. Pažeisdamas tulžį, padidėja šarminės fosfatazės aktyvumas kraujyje.