Sodelovanje jeter pri ohranjanju koncentracije glukoze v krvi je odvisno od tega, da se v njem pojavlja glikogeneza, glikogenoliza, glikoliza in glukoneogeneza. Te procese uravnavajo mnogi hormoni, vključno z insulinom, glukagonom, GH, glukokortikoidi in kateholamini. Glukoza, ki vstopa v kri, se hitro absorbira v jetrih. Domneva se, da je to posledica izredno visoke občutljivosti hepatocitov na insulin (čeprav obstajajo dokazi, da dvomimo v pomen tega mehanizma). Pri tešče se koncentracija insulina zmanjša, glukagon in kortizol pa povečata. V odgovor na to se v jetrih izboljša glikogenoliza in glukoneogeneza. Za glukoneogenezo so potrebne aminokisline, zlasti alanin, ki nastanejo med razgradnjo mišičnih beljakovin. Nasprotno, po zaužitju pridejo alanin in razvejane aminokisline iz jeter v mišice, kjer sodelujejo pri sintezi beljakovin. Ta cikel glukoze-alanina uravnavajo spremembe serumskih koncentracij insulina, glukagona in kortizola.
Predvidevali smo, da se glikogen in maščobne kisline po obroku sintetizirajo neposredno iz glukoze. Vendar se te transformacije pojavljajo posredno s sodelovanjem trikarboksilnih metabolitov glukoze (na primer laktata) ali drugih substratov za glukoneogenezo, kot so fruktoza in alanin.
Pri cirozi jeter se raven glukoze v krvi pogosto spremeni (tabela 293.1). Običajno se opažata hiperglikemija in zmanjšana toleranca za glukozo. Aktivnost insulina v krvi je normalna ali povečana (z izjemo hemohromatoze); zato je zmanjšana toleranca za glukozo posledica odpornosti na insulin. Lahko je posledica zmanjšanja števila delujočih hepatocitov.
Obstajajo tudi dokazi, da se pri jetrni cirozi opazijo receptorska in post-receptorska insulinska rezistenca hepatocitov. Poleg tega se s portokavalnim ranžiranjem zmanjša izločanje insulina in glukagona iz jeter, zato se poveča koncentracija teh hormonov. Vendar pa se lahko pri hemokromatozi raven insulina zmanjša (do razvoja sladkorne bolezni) zaradi odlaganja železa v trebušni slinavki. Pri cirozi se sposobnost jeter za uporabo laktata v reakcijah glukoneogeneze zmanjša, zaradi česar se lahko poveča njegova koncentracija v krvi.
Čeprav se hipoglikemija najpogosteje pojavlja s fulminantnim hepatitisom, se lahko razvije tudi v končni fazi ciroze zaradi zmanjšanja zalog glikogena v jetrih, zmanjšanja odziva hepatocitov na glukagon, zmanjšanja sposobnosti jeter, da sintetizira glikogen zaradi obsežnega uničenja celic. To otežuje dejstvo, da je količina glikogena v jetrih celo normalno omejena (približno 70 g), telo potrebuje stalno dobavo glukoze (približno 150 g / dan). Zato se zaloge glikogena v jetrih zelo hitro izčrpajo (običajno - po prvem dnevu posta).
Presnova jeter in ogljikovih hidratov
Biokemija jeter
V presnovi je osrednje mesto jetra. Ima številne funkcije, od katerih so najpomembnejše naslednje:
* biosinteza krvnih beljakovin in lipoprotheidov,
* presnova zdravil in hormonov,
* odlaganje železa, vitaminov B12 in B9,
Tako je funkcionalna specializacija jeter sestavljena iz naslednjega "biokemičnega altruizma", tj. jetra zagotavljajo življenjske pogoje za druge organe. Po eni strani gre za proizvodnjo in skladiščenje različnih snovi za organizme in tkanine, po drugi strani pa njihovo zaščito pred strupenimi snovmi, ki nastanejo v njih, ali iz tujih snovi, ki prihajajo.
Jetra opravljajo naslednje funkcije:
homeostatični regatator (ogljikovi hidrati, beljakovine, lipidi, vitamini, delno vodno-mineralne spojine, presnova pigmentov, snovi, ki ne vsebujejo beljakovin);
nevtralizacijo (naravni proizvodi presnove in tujih snovi).
Jetra so sestavljena iz 80% parenhimskih celic, od katerih je 16% retikuloendotelnih celic, 4% endotelija krvnih žil.
Presnova jeter in ogljikovih hidratov
Parenhimske celice jeter služijo kot glavno mesto biokemičnih transformacij živilskih ogljikovih hidratov in imajo regulativni učinek na njihovo presnovo. Absorbira sladkorje iz celic črevesnega epitela v portalno veno; skozi njega vstopajo monosaharidi hrane v jetra (1), kjer se galaktoza, fruktoza in manoza pretvorijo v glukozo. (2) Ena najpomembnejših funkcij jeter je vzdrževanje konstantna glukoza v krvi (funkcija glukoze) se glukoza v prebitku pretvori v obliko shranjevanja, ki je primerna za shranjevanje, da se zaloge vrnejo v glukozo v času, ko je hrana dobavljena v omejenih količinah.
Energetske potrebe jeter same, tako kot druga telesna tkiva, zadovoljujejo intracelularni katabolizem prihajajoče glukoze. V katabolizmu glukoze sodelujeta dva različna procesa: (3)
* glikolitična pot za pretvorbo 1 mol glukoze v 2 mola laktata z nastankom 2 mol ATP.
* (4) transformacija fosfoglukonata 1 mol glukoze z nastankom 6 molov CO2 in tvorbo 12 molov ATP.
Oba procesa potekata v anaerobnih pogojih, oba encima sta vsebovana v topnem delu citoplazme in oba zahtevata predhodno fosforilacijo glukoze na glu-6f s sodelovanjem ATP-odvisnega encima. glukokinaze. Če glikoliza daje energijo celičnim organelam za fosforilacijske reakcije, je fosforilirana pot glavni vir redukcijskih ekvivalentov za biosintetske procese. Vmesne produkte glikolize - fosforioza - lahko uporabimo za tvorbo alfa-glicerofosfata v sintezi maščob. Piruvat se lahko uporablja za sintezo alanina, aspartata in drugih spojin, ki nastanejo iz Acetil-CoA.
Poleg tega lahko reakcije glukoze potekajo v nasprotni smeri, zaradi česar (5) se glukoza sintetizira z glukoneogenezo.
Med oksidacijo fosfoglukonata nastajajo pentoze, ki jih lahko uporabimo pri sintezi nukleidov in nukleinskih kislin.
V jetrih se približno 1/3 glukoze oksidira vzdolž poti fosfoglukonata, preostala 2/3 pa po glikolitični poti.
194.48.155.245 © studopedia.ru ni avtor objavljenih gradiv. Vendar pa ponuja možnost brezplačne uporabe. Ali obstaja kršitev avtorskih pravic? Pišite nam Povratne informacije.
Onemogoči adBlock!
in osvežite stran (F5)
zelo potrebno
Jetra prehajajo skozi presnovo ogljikovih hidratov, lipidov in beljakovin
Jetra, ki so osrednji organ metabolizma, sodelujejo pri ohranjanju metabolne homeostaze in so sposobni izvesti interakcijo presnove beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov.
Nekatere "spojine" presnove ogljikovih hidratov in beljakovin so piruvična kislina, oksaloacetična in a-ketoglutarska kislina iz TCAA, ki jo lahko pretvorimo v alanin, aspartat in glutamat v reakcijah transaminacije. Postopek transformacije aminokislin v keto kisline poteka na podoben način.
Ogljikovi hidrati so še bolj povezani s presnovo lipidov:
- NADPH molekule, ki se tvorijo v pentozni fosfatni poti, se uporabljajo za sintezo maščobnih kislin in holesterola,
- Gliceraldehid fosfat, ki je nastal tudi na poti pentoz fosfata, je vključen v glikolizo in pretvorjen v dioksiaceton fosfat,
- Glicerol-3-fosfat, ki nastane iz glikolize dioksiacetonfosfata, se pošlje za sintezo triacilglicerolov. Tudi za ta namen se lahko uporabi gliceraldehid-3-fosfat, sintetiziran med strukturnimi preureditvami poti pentoznega fosfata,
- "Glukoza" in "amino kislina" acetil-SkoA lahko sodelujeta pri sintezi maščobnih kislin in holesterola.
Razmerje med presnovo beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov
Izmenjava ogljikovih hidratov
V hepatocitih so aktivni procesi presnove ogljikovih hidratov. Zaradi sinteze in razgradnje glikogena jetra vzdržujejo koncentracijo glukoze v krvi. Aktivna sinteza glikogena poteka po obroku, ko koncentracija glukoze v krvi portalne vene doseže 20 mmol / l. Shranjevanje glikogena v jetrih se giblje od 30 do 100 g. Pri kratkotrajnem tešče se pojavlja glikogenoliza, pri dolgotrajnem tešče pa je glukoneogeneza iz aminokislin in glicerola glavni vir glukoze v krvi.
Jetra izvajajo interkonverzijo sladkorjev, t.j. pretvorba heksozov (fruktoze, galaktoze) v glukozo.
Aktivne reakcije poti pentoznega fosfata omogočajo proizvodnjo NADPH, ki je potrebna za mikrosomsko oksidacijo in sintezo maščobnih kislin in holesterola iz glukoze.
Izmenjava lipidov
Če presežek glukoze, ki se ne uporablja za sintezo glikogena in drugih sintez, vstopi v jetra med obrokom, se spremeni v lipide - holesterol in triacilglicerol. Ker se jetra ne morejo kopičiti v TAG, jih odstranijo lipoproteini z zelo nizko gostoto (VLDL). Holesterol se uporablja predvsem za sintezo žolčnih kislin, vključen je tudi v sestavo lipoproteinov nizke gostote (LDL) in VLDL.
V določenih pogojih - post, dolgotrajna mišična obremenitev, diabetes mellitus tip I, prehrana, bogata z maščobami - se v jetrih aktivira sinteza ketonskih teles, ki jih večina tkiv uporablja kot alternativni vir energije.
Izmenjava beljakovin
Več kot polovica sintetiziranih beljakovin na dan v telesu pade na jetra. Stopnja obnove vseh beljakovin jeter je 7 dni, v drugih organih pa ta vrednost ustreza 17 ali več dni. Ti vključujejo ne samo beljakovine hepatocitov, ampak tudi tiste za izvoz - albumin, številne globuline, krvne encime, pa tudi fibrinogene in faktorje strjevanja krvi.
Aminokisline so podvržene kataboličnim reakcijam s transaminacijo in deaminacijo, dekarboksilacijo z nastajanjem biogenih aminov. Reakcije sinteze holina in kreatina nastanejo zaradi prenosa metilne skupine iz adenosilmetionina. V jetrih se odstranjuje presežek dušika in njegova vključitev v sestavo sečnine.
Reakcije sinteze sečnine so tesno povezane s ciklom trikarboksilne kisline.
Tesna interakcija sinteze sečnine in TCA
Zamenjava pigmentov
Vpletenost jeter v metabolizem pigmenta je v pretvorbi hidrofobnega bilirubina v hidrofilno obliko in njeno izločanje v žolč.
Pigmentna presnova ima pomembno vlogo pri presnovi železa v telesu - feritin, ki vsebuje železo, najdemo v hepatocitih.
Ocena presnovne funkcije
V klinični praksi obstajajo tehnike za vrednotenje določene funkcije:
Ocenjuje se sodelovanje pri presnovi ogljikovih hidratov:
- koncentracijo glukoze v krvi
- vzdolž krivulje testa tolerance za glukozo,
- na krivulji "sladkor" po obremenitvi s galaktozo, t
- največja hiperglikemija po dajanju hormonov (npr. adrenalin).
Upošteva se vloga pri presnovi lipidov:
- na ravni triacilglicerolov v krvi, holesterola, VLDL, LDL, HDL,
- aterogeni koeficient.
Presnovo beljakovin ocenjujemo: t
- o koncentraciji celotnega proteina in njegovih frakcij v serumu, t
- v smislu koagulograma,
- kar zadeva sečnino v krvi in urinu, t
- o aktivnosti encimov AST in ALT, LDH-4,5, alkalne fosfataze, glutamat dehidrogenaze.
Presnavljanje pigmentov se ocenjuje:
- koncentracije celotnega in direktnega bilirubina v serumu.
Physiology_Phechen_metabolism
Glavne funkcije jeter
Vključevanje jeter v presnovo beljakovin
Vloga jeter pri presnovi ogljikovih hidratov
Vloga jeter pri presnovi lipidov
Jetra v presnovi vode in soli
Vloga jeter pri presnovi ptic
Reference
Jetra igrajo veliko vlogo pri prebavi in presnovi. Vse snovi, ki se absorbirajo v kri, morajo vstopiti v jetra in prestati presnovne transformacije. V jetrih se sintetizirajo različne organske snovi: beljakovine, glikogen, maščobe, fosfatidi in druge spojine. Kri vstopa skozi jetrno arterijo in portalno veno. Poleg tega 80% krvi iz trebušnih organov prihaja skozi portalno veno in le 20% skozi jetrno arterijo. Kri iz jeter teče skozi jetrno veno.
Za preučevanje funkcij jeter uporabljajo angiostamično metodo, Ekka - Pavlov fistula, s pomočjo katere proučujejo biokemično sestavo dotoka in iztekanja z metodo kateterizacije posode portalnega sistema, ki jo je razvil A. Aliev.
Jetra igrajo pomembno vlogo pri presnovi beljakovin. Iz aminokislin, ki prihajajo iz krvi, se v jetrih oblikujejo beljakovine. Oblikuje fibrinogen, protrombin, ki opravlja pomembne funkcije pri strjevanju krvi. Tu potekajo procesi aminokislinske preureditve: deaminacija, transaminacija, dekarboksilacija.
Jetra so osrednje mesto za nevtralizacijo strupenih produktov metabolizma dušika, predvsem amoniaka, ki se pretvori v sečnino ali gre za tvorbo amidov kislin, nukleinske kisline se razgradijo v jetrih, oksidacija purinskih baz in tvorba končnega produkta njihove presnove, sečne kisline. Snovi (indol, skatol, krezol, fenol), ki prihajajo iz debelega črevesa, v kombinaciji z žveplovo in glukuronsko kislino, se pretvorijo v eter žveplove kisline. Odstranitev jeter iz telesa živali vodi v smrt. Prihaja, očitno, zaradi kopičenja v krvi amoniaka in drugih toksičnih vmesnih produktov metabolizma dušika. [1.]
Glavno vlogo pri presnovi ogljikovih hidratov imajo jetra. Glukoza, ki jo prinaša iz črevesja skozi portalno veno, se v jetrih pretvori v glikogen. Zaradi visoke zaloge glikogena služi jetra glavno skladišče ogljikovih hidratov v telesu. Glikogena funkcija jeter je zagotovljena z delovanjem številnih encimov, regulira pa jo centralni živčni sistem in 1 hormon - adrenalin, insulin, glukagon. V primeru povečane potrebe po telesu v sladkorju, na primer med povečanim delom mišic ali postom, se glikogen pod vplivom encima fosforilaze pretvori v glukozo in vstopi v kri. Tako jetra uravnavajo stalnost glukoze v krvi in z njo normalno oskrbo organov in tkiv.
V jetrih poteka najpomembnejša transformacija maščobnih kislin, iz katere se sintetizirajo maščobe, značilne za to vrsto živali. Pod delovanjem encima lipaze se maščobe razgradijo v maščobne kisline in glicerol. Usoda glicerola je podobna usodi glukoze. Njegovo preoblikovanje se začne z udeležbo ATP in se konča z razgradnjo v mlečno kislino, ki ji sledi oksidacija do ogljikovega dioksida in vode. Včasih, če je potrebno, lahko jetra sintetizirajo glikogen iz mlečne kisline.
Jetra tudi sintetizirajo maščobe in fosfatide, ki vstopajo v krvni obtok in se prevažajo po vsem telesu. Ima pomembno vlogo pri sintezi holesterola in njegovih estrov. Z oksidacijo holesterola v jetrih nastajajo žolčne kisline, ki se izločajo z žolčem in sodelujejo v procesih prebave.
Jetra sodelujejo pri presnovi vitamina, topnih v maščobah, je glavna deponija retinola in njegov provitamin - karoten. Sposoben je sintetizirati cianokobalamin.
Jetra lahko sama zadržijo odvečno vodo in tako preprečijo redčenje krvi: vsebujejo zaloge mineralnih soli in vitaminov, sodelujejo pri metabolizmu pigmentov.
Jetra opravljajo pregradno funkcijo. Če se s krvjo vnesejo patogeni mikrobi, se z njim razkužijo. To funkcijo opravljajo zvezdaste celice, ki se nahajajo v stenah krvnih kapilarjev, ki spuščajo jetrne lobule. Z zajemanjem strupenih spojin se stelatne celice skupaj z jetrnimi celicami razkužijo. Po potrebi zvezdne celice izhajajo iz sten kapilar in prosto gibajo svojo funkcijo. [6.]
Poleg tega lahko jetra prevedejo svinec, živo srebro, arzen in druge strupene snovi v nestrupene.
Jetra so glavno ogljikohidratno depo telesa in uravnavajo konstantnost glukoze v krvi. Vsebuje minerale in vitamine. Je deponija krvi, ki proizvaja žolč, ki je potreben za prebavo.
Glavne funkcije jeter.
Glede na raznolikost funkcij, ki jih izvajajo jetra, jo lahko brez pretiravanja imenujemo glavni biokemični laboratorij človeškega telesa. Jetra so pomemben organ, brez katerih niti živali niti človek ne morejo obstajati.
Glavne funkcije jeter so:
1. Sodelovanje pri prebavi (nastajanje in izločanje žolča): jetra proizvajajo žolč, ki vstopa v dvanajstnik. Žuželka sodeluje pri prebavi črevesja, pomaga pri nevtralizaciji kisle pulpe, ki prihaja iz želodca, razgrajuje maščobe in spodbuja njihovo absorpcijo, ima spodbujevalni učinek na gibljivost debelega črevesa. Čez dan, jetra proizvajajo do 1-1,5 litra žolča.
2. Pregradna funkcija: jetra nevtralizirajo strupene snovi, mikrobe, bakterije in viruse, ki prihajajo iz krvi in limfe. Tudi v jetrih so razgrajene kemikalije, vključno z zdravili.
3. Sodelovanje v metabolizmu: vsa hranila, ki se absorbirajo v kri iz prebavnega trakta, produkti prebave ogljikovih hidratov, beljakovin in maščob, mineralov in vitaminov, prehajajo skozi jetra in se obdelujejo v njej. Hkrati se del aminokislin (delcev beljakovin) in del maščob pretvori v ogljikove hidrate, zato so jetra največje „skladišče“ glikogena v telesu. Sintetizira beljakovine krvne plazme - globuline in albumin ter reakcijo transformacije aminokislin. Ketonska telesa (produkti presnove maščobnih kislin) in holesterol se prav tako sintetizirajo v jetrih. [2.]
Posledično lahko rečemo, da so jetra neke vrste skladišče telesnih hranil, kot tudi kemična tovarna, »vgrajena« med obema sistemoma - prebavo in krvni obtok. Debalanca v delovanju tega kompleksnega mehanizma je vzrok številnih bolezni prebavnega trakta, srčno-žilnega sistema, zlasti srca. Najbolj je povezana prebavila, jetra in krvni obtok.
Jetra so vključeni v skoraj vse vrste presnove: beljakovine, lipidi, ogljikovi hidrati, vodni minerali, pigmenti.
Vključevanje jeter v presnovo beljakovin:
Zanj je značilno, da aktivno nadaljuje s sintezo in razgradnjo beljakovin, ki so pomembne za organizem. Vsak dan se v jetrih sintetizira približno 13-18 g beljakovin. Od teh se tvorijo samo albumin, fibrinogen, protrombin in jetra. Poleg tega je sintetiziranih do 90% alfa-globulinov in približno 50% gama-globulinov v telesu. V zvezi s tem jetrne bolezni zmanjšajo sintezo beljakovin, kar vodi v zmanjšanje količine krvnih beljakovin ali nastane beljakovina s spremenjenimi fizikalno-kemijskimi lastnostmi, kar povzroči zmanjšanje koloidne stabilnosti krvnih beljakovin in so lažje kot običajno, izpadajo. v sedimentu pod delovanjem precipitacijskih sredstev (soli alkalijskih in zemeljskoalkalijskih kovin, timol, živosrebrov klorid itd.). Možno je odkriti spremembe v količini ali lastnostih beljakovin z uporabo testov koloidne odpornosti ali sedimentnih vzorcev, med katerimi se pogosto uporabljajo vzorci Veltman, timol in sublimat. [6; 1.]
Jetra so glavno mesto za sintezo beljakovin, ki zagotavljajo proces koagulacije krvi (fibrinogen, protrombin itd.). Kršitev njihove sinteze, kot tudi pomanjkanje vitamina K, ki se razvije kot posledica kršitve sekrecije žolča in izločanja z žolčem, vodi do hemoragičnih dogodkov.
Aminokislinski transformacijski procesi (transaminacija, deaminacija itd.), Ki se aktivno pojavljajo v jetrih v času hudih lezij, se bistveno spremenijo, kar je značilno za povečanje koncentracije prostih aminokislin v krvi in izločanje v urinu (hiperaminoacidurija). Kristale levcina in tirozina lahko najdemo tudi v urinu.
Nastajanje sečnine se pojavi samo v jetrih in kršitev funkcij hepatocitov vodi v povečanje njegove količine v krvi, kar ima negativen učinek na celotno telo in se lahko manifestira, na primer, v jetrni komi, ki pogosto povzroči smrt bolnika.
Presnovni procesi, ki potekajo v jetrih, katalizirajo različni encimi, ki v primeru bolezni vstopijo v kri in vstopijo v urin. Pomembno je, da se sproščanje encimov iz celic pojavi ne samo takrat, ko so poškodovane, temveč tudi v nasprotju s prepustnostjo celičnih membran, ki se pojavi v začetnem obdobju bolezni, zato je spreminjanje encimskih spektrov eden najpomembnejših diagnostičnih kazalcev za ocenjevanje bolnikovega stanja v predkliničnem obdobju. Na primer, v primeru Botkinove bolezni so opazili povečanje krvne aktivnosti AlTA, LDH in AsTA v obdobju »pred zlatenico« in pri rahitisu opazili povečanje ravni alkalne fosfataze.
Jetra opravljajo bistveno protitoksično funkcijo za telo. Tam se odvija nevtralizacija škodljivih snovi, kot so indol, skatol, fenol, kadavein, bilirubin, amoniak, produkti presnove steroidnih hormonov itd. Načini nevtralizacije strupenih snovi so različni: amoniak se pretvori v sečnino; Indol, fenol, bilirubin in drugi tvorijo spojine, ki so neškodljive za telo z žveplovo ali glukuronsko kislino, ki se izloča z urinom. [5.]
Vloga jeter pri presnovi ogljikovih hidratov:
je določena predvsem s sodelovanjem v procesih sinteze in razgradnje glikogena. To je zelo pomembno za uravnavanje ravni glukoze v krvi. Poleg tega se procesi pretvorbe monosaharidov v interakcijo aktivno odvijajo v jetrih. Galaktoza in fruktoza se pretvorita v glukozo, glukoza pa je lahko vir za sintezo fruktoze.
Proces glukoneogeneze se pojavi tudi v jetrih, kjer se glukoza oblikuje iz ne-ogljikovih hidratov - mlečne kisline, glicerola in glikogenskih aminokislin. Jetra sodelujejo pri uravnavanju presnove ogljikovih hidratov z nadzorovanjem ravni insulina v krvi, saj jetra vsebujejo encim insulinaz, ki razgrajuje insulin, odvisno od potreb telesa.
Energijske potrebe same jeter so zadovoljene z razgradnjo glukoze, najprej vzdolž anaerobne poti z nastankom laktata, in drugič, vzdolž peptične poti. Pomen teh procesov ni le oblikovanje NADPH2 za različne biosinteze, temveč tudi sposobnost uporabe produktov razgradnje ogljikovih hidratov kot izhodnih snovi za različne metabolične procese [1; 5; 6.]
jetrne celice igrajo glavno vlogo. Procesi biosinteze holesterola, žolčnih kislin, tvorbe fosfolipidov v plazmi, ketonskih teles in lipoproteinov potekajo neposredno v hepatocitih. Po drugi strani pa jetra nadzorujejo metabolizem lipidov v celotnem organizmu. Čeprav triacilgliceroli predstavljajo le 1% skupne mase jeter, prav to uravnava procese sinteze in transporta maščobnih kislin v telesu. V jetrih je na voljo velika količina lipidov, ki so "sortirani" glede na potrebe organov in tkiv. Hkrati se lahko v nekaterih primerih njihova razgradnja poveča, do končnih produktov, medtem ko se lahko v drugih žolčnih kislinah sinteza fosfolipidov prenaša s krvjo v tiste celice, kjer so potrebne za tvorbo membran, ali pa se lahko lipoproteini transportirajo do celic, ki nimajo energije., itd.
Če povzamemo vlogo jeter v metabolizmu lipidov, lahko ugotovimo, da uporablja lipide za potrebe hepatocitov in opravlja tudi funkcijo spremljanja stanja metabolizma lipidov v telesu. [5.]
Enako pomembno je presnovo jeter in vode. Torej, to je skladišče krvi, in zato zunajcelične tekočine, lahko se kopiči do 20% celotnega volumna krvi. Poleg tega je za nekatere mineralne snovi jetra služijo kot mesto kopičenja in shranjevanja. Med njimi so natrij, magnezij, mangan, baker, železo itd. Jetra sintetizirajo beljakovine, ki prenašajo minerale skozi kri: transferin, ceruloplazmin itd. Končno, jetra so mesto inaktivacije hormonov, ki uravnavajo presnovo vode in mineralov (aldosterone)., vazopresin).
Iz vsega tega postane jasno, zakaj se jetra imenujejo »biokemični laboratorij« organizma, motnje v delovanju pa vplivajo na njegove različne funkcije. [6.]
Vloga jeter pri presnovi ptic.
Pri živalih in pticah so jetra osrednji organ, ki je odgovoren za presnovne procese v celotnem telesu. Mnogi strokovnjaki ga imenujejo največja "žleza" živali in ptic. V jetrih nastajajo žolč in številne vitalne beljakovine, ki sodelujejo pri oskrbi telesa s številnimi hranilnimi snovmi (prek krvnega obtoka). Prav tu je biotransformacija večine zelo strupenih snovi, ki vstopajo v telo s hrano. Takšna biotransformacija vključuje pretvorbo strupenih kemičnih snovi v nove snovi, ki za telo niso več nevarne in jih je mogoče zlahka odstraniti. Jetra so sposobna obnoviti svoje bolne celice, jih regenerirati ali nadomestiti, hkrati pa ohraniti svoje funkcije v relativnem zaporedju.
Jetra so največja "žleza" telesa ptice z uporabo najpomembnejših funkcij v glavnem metabolizmu. Te funkcije so najrazličnejše in so posledica lastnosti jetrnih celic, ki tvorijo anatomsko in fiziološko enotnost organizma. V biokemičnem vidiku so najpomembnejše funkcije jeter, povezane z nastajanjem, sestavo in vlogo žolča, kot tudi z različnimi presnovnimi spremembami. Izločanje žolča pri pticah je 1 ml / h. Sestava žolča ptic v glavnem vključuje tauroenodoksiklično kislino v odsotnosti deoksiholne kisline. Delovanje jeter ptic se v določeni meri razlikuje od delovanja jeter sesalcev. Predvsem nastajanje sečnine je izrazita funkcija jeter pri sesalcih, medtem ko je pri pticah mokra kislina glavni končni produkt metabolizma dušika.
V jetrih ptic pride do aktivne sinteze beljakovin v plazmi. Serumski albumin, fibrinogen,? - in? Globulini se sintetizirajo v perutninski jetra in predstavljajo približno polovico beljakovin, ki jih sintetizira ta organ. Razpolovna doba albumina je 7 dni, za globuline -10 dni. V jetrih obstaja sinteza in razgradnja beljakovin v plazmi, ki se uporabljajo kot vir aminokislin za nadaljnje sinteze različnih tkiv.
Telo piščancev skoraj ne more sintetizirati glicina. Uporaba glicina pri sintezi purinskih baz, struktura gema je glavni razlog za veliko potrebnost ptic za to kislino. Pri sesalcih približno 50% arginina zagotavlja sinteza v jetrih, medtem ko pri pticah to ni. Ptice imajo izrazito sposobnost reakcij transaminacije, ki vključujejo aktivno dehidrogenazo glutaminske kisline. Pri presnovi lipidov v pticah so jetra opredeljena kot glavno mesto lipogeneze. Koncentracija α-hidroksi kisline v jetrih ptic je 5-krat višja kot v jetrih sesalcev, kar kaže na aktivnost oksidativnih procesov v tem organu. Kombinacija visoke stopnje? - oksidacija in lipogeneza maščobnih kislin zagotavlja mehanizme za nadzor količine maščobnih kislin, ki se nanašajo na sintezo lipoproteinov zelo nizke gostote. Presnovna aktivnost jeter je v obdobju nesnosti izjemno visoka pri pticah, ko je količina sintetizirane maščobe med letom skoraj ravno telesna teža ptice. Zlasti pri brojlerjih lahko masa maščobnega tkiva doseže 18% telesne teže.
Jetra imajo ogromno sposobnost shranjevanja glikogena. Vsebnost glikogena v jetrih je odvisna od vsebnosti ogljikovih hidratov v prehrani perutnine.
Najpogostejša patologija tega organa je postopna "debelost" njenih celic, ki vodi do razvoja bolezni skozi čas, ki ga veterinarji imenujejo maščobna degeneracija jeter. Razlog je ponavadi dolgoročni učinek celičnih toksinov, močnih zdravil, cepiv, kokcidiostatikov itd., Ki zahtevajo največji stres iz jeter, pa tudi nepravilno ali slabo uravnoteženo hranjenje. Praviloma vse to spremlja fizična neaktivnost ptic in živali, zlasti s celično vsebino. [4; 6.]
Reference:
1. Lysov VF, Maksimov VI: Fiziologija in etologija živali; Ed.: MOSCOW, 2012, 605s.
2. Fiziologija. Osnove in funkcionalni sistemi. Ed. Sudakova K.V.; Novosibirsk, 2000, 784s.
3. Skalny AV: Kemijski elementi v človeški fiziologiji in ekologiji: Zbirka orodij; Rostov-on-Don, 2004, 216s.
4. Člen: Posebnosti metabolizma pri pticah: avtor ni znan; Sankt Peterburg, 2001.
5. člen: Vloga jeter v presnovi: avtor ni znan; Moskva, 2006.
6. VV Rogozhin: Biokemija živali; Ed.: MOSCOW, 2005.
Vloga življenja v izmenjavi ogljika
Glavna vloga jeter pri presnovi ogljikovih hidratov je zagotoviti stalno koncentracijo glukoze v krvi. To se doseže z regulacijo med sintezo in razgradnjo glikogena, deponiranega v jetrih.
V jetrih je sinteza glikogena in njegova regulacija v bistvu podobna tistim procesom, ki potekajo v drugih organih in tkivih, zlasti v mišičnem tkivu. Sinteza glikogena iz glukoze zagotavlja običajno začasno rezervo ogljikovih hidratov, ki je potrebna za vzdrževanje koncentracije glukoze v krvi v primerih, ko se njegova vsebnost bistveno zmanjša (na primer pri ljudeh, ko pride do nezadostnega vnosa ogljikovih hidratov iz hrane ali nočnega “posta”).
Poudariti je treba pomembno vlogo encima glukokinaze v procesu uporabe glukoze v jetrih. Glukokinaza, tako kot heksokinaza, katalizira fosforilacijo glukoze z nastajanjem glukoza-6-fosfata, medtem ko je aktivnost glukokinaze v jetrih skoraj 10-krat večja od heksokinazne aktivnosti. Pomembna razlika med tema dvema encimoma je, da ima glukokinaza, v nasprotju s heksokinazo, visoko K-vrednost.M glukoze in ga ne inhibira glukoza-6-fosfat.
Po obroku se vsebnost glukoze v portalni veni močno poveča: v istem območju se poveča njena intrahepatična koncentracija. Povečanje koncentracije glukoze v jetrih povzroči znatno povečanje aktivnosti glukokinaze in samodejno poveča privzem glukoze v jetrih (nastala glukoza-6-fosfat se bodisi porabi za sintezo glikogena ali se razgradi).
Domneva se, da je glavna vloga jeter - razgradnja glukoze - zmanjšana predvsem na shranjevanje metabolitov predhodnikov, ki so potrebni za biosintezo maščobnih kislin in glicerina, in v manjši meri do njegove oksidacije v CO t2 in H2A. Trigliceridi, sintetizirani v jetrih, se običajno izločajo v kri kot del lipoproteinov in se prenašajo v maščobno tkivo za bolj "trajno" shranjevanje.
V reakcijah pentozne fosfatne poti v jetrih nastane NADPH, ki se uporablja za redukcijske reakcije v sintezi maščobnih kislin, holesterola in drugih steroidov. Poleg tega nastajanje pentoznih fosfatov, potrebnih za sintezo nukleinskih kislin.
Poleg uporabe glukoze v jetrih se pojavi tudi njegova tvorba. Neposreden vir glukoze v jetrih je glikogen. Razgradnja glikogena v jetrih poteka predvsem s fosforolitikom. Sistem cikličnih nukleotidov je zelo pomemben pri uravnavanju stopnje glikogenolize v jetrih. Poleg tega se glukoza v jetrih oblikuje tudi v procesu glukoneogeneze.
Glavni substrati za glukoneogenezo so laktat, glicerin in aminokisline. Menijo, da lahko skoraj vse aminokisline, razen levcina, dopolnijo bazo predhodnikov glukoneogeneze.
Pri ocenjevanju ogljikohidratne funkcije jeter je treba upoštevati, da je razmerje med procesi izkoriščanja in tvorbo glukoze regulirano predvsem z nevrohumoralnimi sredstvi, pri čemer sodelujejo endokrine žleze.
Glukoza-6-fosfat igra osrednjo vlogo pri transformacijah glukoze in presnovi ogljikovih hidratov v jetrih. Dramatično zavira fosforolitsko cepitev glikogena, aktivira encimski prenos glukoze iz uridinske difosfoglukoze v molekulo sintetiziranega glikogena, je substrat za nadaljnje glikolitične transformacije, kakor tudi oksidacijo glukoze, vključno s pentozno fosfatno potjo. Končno, cepljenje glukoze-6-fosfata s fosfatazo zagotavlja pretok proste glukoze v kri, ki jo pretok krvi prenaša v vse organe in tkiva (slika 16.1).
Kot je bilo navedeno, je najmočnejši alosterični aktivator fosfofruktokinaze-1 in zaviralec fruktoze-1,6-bisfosfataze jeter
Sl. 16.1. Sodelovanje glukoze-6-fosfata v presnovi ogljikovih hidratov.
Sl. 16.2. Hormonska regulacija sistema fruktoza-2,6-bisfosfata (F-2,6-P2) v jetrih s sodelovanjem cAMP-odvisnih protein kinaz.
je fruktoza-2,6-bisfosfat (F-2,6-P2). Povečanje ravni hepatocitov f-2,6-P2 prispeva k povečani glikolizi in zmanjšuje stopnjo glukoneogeneze. Ф-2,6-Р2 zmanjšuje zaviralni učinek ATP na fosfo-fruktokinazo-1 in povečuje afiniteto tega encima za fruktozo-6-fosfat. Z inhibicijo fruktoze-1,6-bisfosfataze F-2,6-P2 vrednost K se povečaM za fruktozo-1,6-bisfosfat. Vsebnost f-2,6-P2 v jetrih, srcu, skeletnih mišicah in drugih tkivih nadzira bifunkcionalni encim, ki izvaja sintezo P-2,6-P2 iz fruktoze-6-fosfata in ATP ter njegove hidrolize v fruktozo-6-fosfat in Pi, t.j. encim hkrati ima aktivnost kinaze in bisfosfataze. Bifunkcionalni encim (fosfofruktokinaza-2 / fruktoza-2,6-bisfosfataza), izoliran iz jeter podgan, je sestavljen iz dveh enakih podenot z mol. tehtajo 55.000, od katerih ima vsaka dva različna katalitična središča. Domena kinaze se nahaja na N-koncu in bisfosfatazna domena se nahaja na C-koncu vsake polipeptidne verige. Znano je tudi, da je bifunkcionalni jetrni encim odličen substrat za cAMP-odvisno proteinsko kinazo A. Pod delovanjem protein-kinaze A so serinski ostanki fosforilirani v vsaki podenoti bifunkcionalnega encima, kar vodi do zmanjšanja njegove kinaze in povečane aktivnosti bisfosfataze. Upoštevajte, da pri regulaciji aktivnosti bifunkcionalnega encima bistveno vlogo igrajo hormoni, zlasti glukagon (sl. 16.2).
Pri mnogih patoloških stanjih, zlasti pri sladkorni bolezni, so opažene pomembne spremembe v delovanju in regulaciji sistema P-2,6-P.2. Ugotovljeno je bilo, da pri eksperimentalnem (steptozotocin) sladkorni bolezni pri podganah na ozadju močnega povečanja ravni glukoze v krvi in urinu v hepatocitih, vsebnost P-2,6-P2 zmanjšati. Posledično se stopnja glikolize zmanjša in glukoneogeneza se poveča. To dejstvo ima svojo razlago. Hormonsko neravnovesje, ki se pojavi pri podganah s sladkorno boleznijo: povečanje koncentracije glukagona in zmanjšanje vsebnosti insulina - povzroči povečanje koncentracije cAMP v jetrnem tkivu, povečanje cAMP-odvisne fosforilacije bifunkcionalnega encima, kar pa vodi do zmanjšanja njegove kinaze in povečane aktivnosti bisfosfataze. To je lahko mehanizem za zmanjšanje ravni f-2,6-P2 v hepatocitih s poskusnim diabetesom. Očitno obstajajo drugi mehanizmi, ki vodijo v zmanjšanje ravni F-2,6-P2 v hepatocitih s sladkorno boleznijo streptozotozina. Dokazano je bilo, da se pri eksperimentalnih sladkornih boleznih v jetrnem tkivu zmanjša aktivnost glukokinaze (po možnosti zmanjšanje količine tega encima). To povzroči padec stopnje fosforilacije glukoze in nato zmanjšanje vsebnosti fruktoze-6-fosfata - substrata bifunkcionalnega encima. Nazadnje je bilo v zadnjih letih dokazano, da se pri diabetesu s streptozotocinom zmanjša količina bifunkcionalnega encima mRNA v hepatocitih in se zato raven P-2,6-P zmanjša.2 V tkivih jeter se poveča gluko-neogeneza. Vse to še enkrat potrjuje stališče, da je F-2,6-P2, Kot pomembna sestavina v verigi prenosa hormonskega signala deluje kot terciarni posrednik pod vplivom hormonov, predvsem na procesih glikolize in glukoneogeneze.
Glede na vmesni metabolizem ogljikovih hidratov v jetrih je treba preučiti tudi transformacije fruktoze in galaktoze. Fruktozo, ki vstopa v jetra, lahko fosforiliramo na položaju 6 na fruktozo-6-fosfat pod delovanjem heksokinaze, ki ima relativno specifičnost in katalizira fosforilacijo poleg glukoze in fruktoze tudi manozo. Vendar pa je v jetrih še en način: fruktoza lahko fosforilira s sodelovanjem bolj specifičnega encima, fruktokinaze. Tako nastane fruktoza-1-fosfat. Ta reakcija ni blokirana z glukozo. Poleg tega se fruktoza-1-fosfat pod delovanjem aldolaze razdeli na dve triosi: dioksiaceton fosfat in gliceral dehid. Pod vplivom ustrezne kinaze (triokinaze) in s sodelovanjem ATP se gliceraldehid fosforilira v gliceraldehid-3-fosfat. Slednji (zlahka prehaja in dioksiacetonfosfat) je podvržen običajnim transformacijam, vključno z nastajanjem piruvične kisline kot intermediata.
Opozoriti je treba, da se z genetsko določeno intoleranco za fruktozo ali nezadostno aktivnostjo fruktoze-1,6-bisfosfataze pojavi hipoglikemija, ki jo povzroča fruktoza kljub prisotnosti velikih zalog glikogena. Verjetno je, da fruktoza-1-fosfat in fruktoza-1,6-bisfosfat zavirata jetrno fosforilazo z alosteričnim mehanizmom.
Znano je tudi, da se presnova fruktoze vzdolž glikolitične poti v jetrih pojavlja veliko hitreje kot presnova glukoze. Za presnovo glukoze je značilna faza, ki jo katalizira fosfofruktokinaza 1. Kot veste, se v tej fazi izvaja presnovna kontrola hitrosti katabolizma glukoze. Fruktoza zaobide to fazo, kar ji omogoča intenziviranje presnovnih procesov v jetrih, kar vodi v sintezo maščobnih kislin, njihovo zaestrenje in izločanje lipoproteinov zelo nizke gostote; posledično se lahko koncentracije trigliceridov v plazmi povečajo.
Galaktozo v jetrih najprej fosforiliramo z udeležbo ATP in encima galaktokinaze z nastajanjem galaktoze-1-fosfata. Za jetrno tkivo ha-laktozne kinaze zarodka in otroka, za katero so značilne vrednosti KM in Vmaks, približno 5-krat večji kot pri odraslih encimih. Večina galaktoze-1-fosfata v jetrih se med reakcijo, ki jo katalizira heksose-1-fosfat-uridil-transferaza, transformira:
UDP-glukoza + galaktoza-1-fosfat -> UDP-galaktoza + glukoza-1-fosfat.
To je edinstvena transferazna reakcija vrnitve galaktoze v glavno jedro presnove ogljikovih hidratov. Dedna izguba heksoze-1-fosfat-uridil transferaze vodi do galaktozemije, bolezni, za katero je značilna duševna zaostalost in očesna mrena. V tem primeru jetra novorojenčkov izgubijo sposobnost presnove D-galaktoze, ki je del mlečne laktoze.
Vloga jeter pri presnovi ogljikovih hidratov
Vloga jeter pri presnovi ogljikovih hidratov
Glavna vloga jeter pri presnovi ogljikovih hidratov je ohranjanje normalne glukoze v krvi, to je v regulaciji normoglikemije.
To se doseže z več mehanizmi.
1. Prisotnost encima glukokinaze v jetrih. Glukokinaza, kot heksokinaza, fosforilira glukozo v glukozo-6-fosfat. Opozoriti je treba, da se glukokinaza, v nasprotju s heksokinazo, nahaja le v jetrih in celicah Langerhansovih otočkov. Aktivnost glukokinaze v jetrih je 10-krat večja od aktivnosti heksokinaze. Poleg tega ima glukokinaza, v nasprotju s heksokinazo, višjo vrednost Km za glukozo (t.j. manjšo afiniteto za glukozo).
Po jedi se vsebnost glukoze v portalni veni dramatično poveča in doseže 10 mmol / l ali več. Povečanje koncentracije glukoze v jetrih povzroči znatno povečanje aktivnosti glukokinaze in povečanje privzema glukoze v jetrih. Zaradi hkratnega delovanja heksokinaze in glukokinaze jetra hitro in učinkovito fosforilirajo glukozo v glukozo-6-fosfat, kar zagotavlja normalno glikemijo v sistemskem pretoku krvi. Nato lahko glukozo-6-fosfat presnovimo na več načinov (sl. 28.1).
2. Sinteza in razgradnja glikogena. Glikogen iz jeter igra vlogo depoja glukoze v telesu. Po obroku se presežek ogljikovih hidratov deponira v jetrih kot glikogen, katerega raven je približno 6% mase jeter (100-150 g). V presledkih med obroki, kot tudi med "nočnim postom", ne pride do polnjenja glukoze v krvi zaradi absorpcije iz črevesja. V teh pogojih se aktivira razgradnja glikogena na glukozo, ki ohranja raven glikemije. Skladišča glikogena se do konca prvega dne hitro zmanjšajo.
3. Glukoneogeneza se aktivno pojavlja v jetrih - sinteza glukoze iz predhodnih sestavin brez ogljikovih hidratov (laktat, piruvat, glicerol, glikogene aminokisline). Zaradi glukoneogeneze se v telesu odrasle osebe proizvede približno 70 g glukoze na dan. Aktivnost glukoneogeneze se dramatično poveča na tešče 2. dan, ko so izčrpane zaloge glikogena v jetrih.
Zaradi glukoneogeneze so jetra vključena v cikel Corey - proces pretvorbe mlečne kisline, ki nastane v mišicah, v glukozo.
4. Pretvorba fruktoze in galaktoze v glukozo poteka v jetrih.
5. V jetrih se sintetizira glukuronska kislina.
Sl. 28.1. Sodelovanje glukoze-6-fosfata v presnovi ogljikovih hidratov
Biokemija jeter
Tema: "ŽIVLJSKA BIOKEMIJA"
1. Kemična sestava jeter: vsebnost glikogena, lipidov, beljakovin, mineralne sestave.
2. Vloga jeter pri presnovi ogljikovih hidratov: ohranjanje konstantne koncentracije glukoze, sinteza in mobilizacija glikogena, glukoneogeneza, glavni načini pretvorbe glukoze-6-fosfata, interkonverzija monosaharidov.
3. Vloga jeter pri presnovi lipidov: sinteza višjih maščobnih kislin, acilglicerolov, fosfolipidov, holesterola, ketonskih teles, sinteza in presnova lipoproteinov, koncept lipotropnega učinka in lipotropni faktorji.
4. Vloga jeter v presnovi beljakovin: sinteza specifičnih beljakovin v plazmi, nastajanje sečnine in sečne kisline, holin, kreatin, interkonverzija keto kislin in aminokislin.
5. Presnova alkohola v jetrih, maščobna degeneracija jeter z zlorabo alkohola.
6. Nevtralizacijska funkcija jeter: faze (faze) nevtralizacije strupenih snovi v jetrih.
7. Izmenjava bilirubina v jetrih. Spremembe v vsebnosti žolčnih pigmentov v krvi, urinu in blatu pri različnih vrstah zlatenice (adhepatični, parenhimski, obstruktivni).
8. Kemična sestava žolča in njegova vloga; dejavniki, ki prispevajo k nastanku žolčnih kamnov.
31.1. Delovanje jeter.
Jetra so edinstven organ v presnovi. Vsaka jetrna celica vsebuje več tisoč encimov, ki katalizirajo reakcije številnih presnovnih poti. Zato jetra opravljajo v telesu številne presnovne funkcije. Najpomembnejši med njimi so:
- biosinteza snovi, ki delujejo ali se uporabljajo v drugih organih. Te snovi vključujejo plazemske beljakovine, glukozo, lipide, ketonska telesa in številne druge spojine;
- biosinteza končnega produkta metabolizma dušika v telesu - sečnina;
- sodelovanje pri procesih prebave - sinteza žolčnih kislin, nastajanje in izločanje žolča;
- biotransformacija (modifikacija in konjugacija) endogenih metabolitov, zdravil in strupov;
- izločanje nekaterih presnovnih produktov (žolčnih pigmentov, presežnega holesterola, nevtralizacijskih produktov).
31.2. Vloga jeter pri presnovi ogljikovih hidratov.
Glavna vloga jeter pri presnovi ogljikovih hidratov je ohranjanje konstantne ravni glukoze v krvi. To dosežemo z uravnavanjem razmerja med procesi nastajanja in izkoriščanja glukoze v jetrih.
Jetrne celice vsebujejo encim glukokinazo, ki katalizira reakcijo fosforilacije glukoze z nastajanjem glukoze-6-fosfata. Glukoza-6-fosfat je ključni metabolit presnove ogljikovih hidratov; Glavni načini njegovega preoblikovanja so predstavljeni na sliki 1.
31.2.1. Načini uporabe glukoze. Po zaužitju velika količina glukoze vstopi v jetra skozi portalno veno. Ta glukoza se uporablja predvsem za sintezo glikogena (reakcijska shema je prikazana na sliki 2). Vsebnost glikogena v jetrih zdravih ljudi je običajno od 2 do 8% mase tega organa.
Glikoliza in pentozna fosfatna pot oksidacije glukoze v jetrih služita predvsem kot dobavitelji predhodnih metabolitov za biosintezo aminokislin, maščobnih kislin, glicerola in nukleotidov. V manjši meri so oksidacijski poti pretvorbe glukoze v jetrih viri energije za biosintetske procese.
Slika 1. Glavne poti pretvorbe glukoze-6-fosfata v jetrih. Številke označujejo: 1 - fosforilacijo glukoze; 2 - hidroliza glukoza-6-fosfata; 3 - sinteza glikogena; 4 - mobilizacija glikogena; 5 - pot pentoznega fosfata; 6 - glikoliza; 7 - glukoneogeneza.
Slika 2. Diagnoza reakcij sinteze glikogena v jetrih.
Slika 3. Diagnoza reakcij mobilizacije glikogena v jetrih.
31.2.2. Načini nastajanja glukoze. V nekaterih pogojih (s prehrano z nizko vsebnostjo ogljikovih hidratov, dolgotrajnim fizičnim naporom) telesna potreba po ogljikovih hidratih presega količino, ki se absorbira iz prebavil. V tem primeru se tvorba glukoze izvaja z uporabo glukoze-6-fosfataze, ki katalizira hidrolizo glukoze-6-fosfata v jetrnih celicah. Glikogen služi kot neposredni vir glukoza-6-fosfata. Shema mobilizacije glikogena je prikazana na sliki 3.
Mobilizacija glikogena zagotavlja potrebe človeškega telesa za glukozo v prvih 12 do 24 urah posta. Kasneje postane glukoneogeneza, biosinteza iz virov brez ogljikovih hidratov, glavni vir glukoze.
Glavni substrati za glukoneogenezo so laktat, glicerol in aminokisline (razen levcina). Te spojine se najprej pretvorijo v piruvat ali oksaloacetat, ki so ključni metaboliti glukoneogeneze.
Glukoneogeneza je obratni proces glikolize. Hkrati se ovire, ki jih povzročajo ireverzibilne reakcije glikolize, premagajo s pomočjo posebnih encimov, ki katalizirajo reakcije obvoda (glej sliko 4).
Med drugimi načini presnove ogljikovih hidratov v jetrih je treba opozoriti, da se glukoza pretvori v druge prehranske monosaharide - fruktozo in galaktozo.
Slika 4. Glikoliza in glukoneogeneza v jetrih.
Encimi, ki katalizirajo ireverzibilne reakcije glikolize: 1 - glukokinaza; 2 - fosfofruktokinaza; 3 - piruvat kinaza.
Encimi, ki katalizirajo reakcije obvoda glukoneogeneze: 4-piruvat karboksilaza; 5-fosfoenolpiruvat karboksikinaze; 6-fruktoza-l, 6-difosfataze; 7 - glukoza-6-fosfataza.
31.3. Vloga jeter pri presnovi lipidov.
Hepatociti vsebujejo skoraj vse encime, ki sodelujejo pri presnovi lipidov. Zato parenhimske celice jeter v veliki meri nadzirajo razmerje med porabo in sintezo lipidov v telesu. Katabolizem lipidov v jetrnih celicah se pojavlja predvsem v mitohondrijih in lizosomih, biosintezi v citosolu in endoplazmatskem retikulumu. Ključni metabolit metabolizma lipidov v jetrih je acetil-CoA, katerega glavni načini nastajanja in uporabe so prikazani na sliki 5.
Slika 5. Oblikovanje in uporaba acetil CoA v jetrih.
31.3.1. Presnova maščobnih kislin v jetrih. Prehranske maščobe v obliki hilomikronov vstopajo v jetra skozi sistem jetrne arterije. Pod vplivom lipoproteinske lipaze, ki se nahaja v endoteliju kapilar, se razgradijo v maščobne kisline in glicerol. Maščobne kisline, ki prodrejo v hepatocite, se lahko oksidirajo, spremenijo (skrajšanje ali podaljšanje ogljikove verige, tvorba dvojnih vezi) in se uporabijo za sintezo endogenih triacilglicerolov in fosfolipidov.
31.3.2. Sinteza ketonskih teles. Ko se β-oksidacija maščobnih kislin v mitohondrijih jeter, oblikuje acetil-CoA, ki se podreja nadaljnji oksidaciji v Krebsovem ciklu. Če je v jetrnih celicah pomanjkanje oksaloacetata (na primer med postom, diabetesom mellitusom), potem acetilne skupine kondenzirajo in tvorijo ketonska telesa (acetoacetat, β-hidroksibutirat, aceton). Te snovi lahko služijo kot energetski substrati v drugih telesnih telesih (skeletne mišice, miokard, ledvice, z dolgotrajnim stradanjem, možgani). Jetra ne uporabljajo ketonskih teles. Z presežkom ketonskih teles v krvi se razvije presnovna acidoza. Diagram tvorbe ketonskih teles je prikazan na sliki 6.
Slika 6. Sinteza ketonskih teles v jetrnih mitohondrijih.
31.3.3. Izobraževanje in načini uporabe fosfatidne kisline. Najpogostejši predhodnik triacilglicerolov in fosfolipidov v jetrih je fosfatidna kislina. Sintetizira se iz glicerol-3-fosfata in dveh acil-CoA-aktivnih oblik maščobnih kislin (slika 7). Glicerol-3-fosfat se lahko tvori bodisi iz dioksiaceton fosfata (glikoliznega metabolita) ali iz prostega glicerola (produkta lipolize).
Slika 7. Nastanek fosfatidne kisline (shema).
Za sintezo fosfolipidov (fosfatidilholina) iz fosfatidne kisline je treba oskrbeti s hrano zadostno količino lipotropnih faktorjev (snovi, ki preprečujejo razvoj maščobne degeneracije jeter). Ti dejavniki vključujejo holin, metionin, vitamin B12, folno kislino in nekatere druge snovi. Fosfolipidi so vključeni v sestavo lipoproteinskih kompleksov in sodelujejo pri transportu lipidov, sintetiziranih v hepatocitih, v druga tkiva in organe. Pomanjkanje lipotropnih dejavnikov (z zlorabo mastne hrane, kroničnega alkoholizma, sladkorne bolezni) prispeva k dejstvu, da se fosfatidna kislina uporablja za sintezo triacilglicerolov (netopnih v vodi). Kršitev tvorbe lipoproteinov vodi v dejstvo, da se v jetrnih celicah (maščobna degeneracija) kopiči presežek TAG in poslabša delovanje tega organa. Načini uporabe fosfatidne kisline v hepatocitih in vloga lipotropnih faktorjev so prikazani na sliki 8.
Slika 8. Uporaba fosfatidne kisline za sintezo triacilglicerolov in fosfolipidov. Lipotropni faktorji so označeni z *.
31.3.4. Nastajanje holesterola. Jetra so glavno mesto za sintezo endogenega holesterola. Ta spojina je potrebna za izdelavo celičnih membran, je predhodnica žolčnih kislin, steroidnih hormonov, vitamina D3. Prvi dve reakciji sinteze holesterola spominjata na sintezo ketonskih teles, vendar se pojavita v citoplazmi hepatocita. Ključni encim v sintezi holesterola, β-hidroksi-β-metilglutaril-CoA reduktaza (HMG-CoA reduktaza), zavira presežek holesterola in žolčnih kislin na podlagi negativne povratne informacije (slika 9).
Slika 9. Sinteza holesterola v jetrih in njena regulacija.
31.3.5. Nastajanje lipoproteinov. Lipoproteini - protein-lipidni kompleksi, ki vključujejo fosfolipide, triacilglicerole, holesterol in njegove estre, pa tudi beljakovine (apoproteine). Lipoproteini prenašajo v tkiva netopne lipide. V hepatocitih se tvorita dva razreda lipoproteinov - lipoproteini visoke gostote (HDL) in lipoproteini zelo nizke gostote (VLDL).
31.4. Vloga jeter pri presnovi beljakovin.
Jetra so telo, ki uravnava vnos dušikovih snovi v telesu in njihovo izločanje. V perifernih tkivih se stalno pojavljajo reakcije biosinteze z uporabo prostih aminokislin ali pa se sproščajo v kri med razgradnjo tkivnih proteinov. Kljub temu ostaja raven beljakovin in prostih aminokislin v krvni plazmi konstantna. To je posledica dejstva, da jetrne celice imajo edinstven niz encimov, ki katalizirajo specifične reakcije presnove beljakovin.
31.4.1. Načini uporabe aminokislin v jetrih. Po zaužitju beljakovinske hrane velika količina aminokislin vstopi v jetrne celice skozi portalno veno. Te spojine lahko preidejo v serijo transformacij v jetrih pred vstopom v splošno cirkulacijo. Te reakcije vključujejo (Slika 10):
a) uporaba aminokislin za sintezo beljakovin;
b) transaminacija - pot sinteze zamenljivih aminokislin; med seboj povezuje tudi izmenjavo aminokislin z glukoneogenezo in splošnim načinom katabolizma
c) deaminacija - nastajanje α-keto kislin in amoniaka;
d) sinteza sečnine - način nevtralizacije amoniaka (glej shemo v poglavju "Izmenjevanje beljakovin");
e) sinteza snovi, ki ne vsebujejo beljakovin (holin, kreatin, nikotinamid, nukleotidi itd.).
Slika 10. Presnova aminokislin v jetrih (shema).
31.4.2. Biosinteza beljakovin. Veliko beljakovin v plazmi se sintetizira v jetrnih celicah: albumin (približno 12 g na dan), večina α- in β-globulinov, vključno s transportnimi beljakovinami (feritin, ceruloplazmin, transcortin, retinol-vezavni protein itd.). V jetrih se sintetizirajo tudi številni dejavniki strjevanja krvi (fibrinogen, protrombin, prokonvertin, proakcelerin itd.).
31.5. Nevtralizacijska funkcija jeter.
Nepolarne spojine različnega izvora, vključno z endogenimi snovmi, zdravili in strupi, so v jetrih nevtralizirane. Proces nevtralizacije snovi vključuje dve stopnji (faze):
1) fazna modifikacija - vključuje reakcijo oksidacije, redukcije, hidrolize; za številne spojine ni obvezna;
2) fazna konjugacija - vključuje reakcijo medsebojnega delovanja snovi z glukuronsko in žveplovo kislino, glicinom, glutamatom, tavrinom in drugimi spojinami.
Podrobneje bodo nevtralizacijske reakcije obravnavane v poglavju "Biotransformacija ksenobiotikov".
31.6. Biliarna tvorba jeter.
Žolč je tekoča skrivnost rumenkasto rjave barve, ki jo izločajo jetrne celice (500-700 ml na dan). Sestava žolča vključuje: žolčne kisline, holesterol in njegove estre, žolčne pigmente, fosfolipide, beljakovine, mineralne snovi (Na +, K +, Ca 2+, Sl -) in vodo.
31.6.1. Žolčne kisline. So produkti presnove holesterola, nastajajo v hepatocitih. Obstajajo primarne (holične, cenodeoksiholne) in sekundarne (deoksikolične, litokolične) žolčne kisline. Žuželke vsebujejo predvsem žolčne kisline, konjugirane z glicinom ali tavrinom (npr. Glikoholna, kislinska, tauroholična kislina itd.).
Žolčne kisline so neposredno vključene v prebavo maščob v črevesju:
- imajo emulgirni učinek na užitne maščobe;
- aktiviranje pankreatične lipaze;
- spodbujajo absorpcijo maščobnih kislin in vitaminov, ki so topni v maščobah;
- stimulira črevesno peristaltiko.
Pri motnjah iztoka žolča žolčne kisline pridejo v kri in urin.
31.6.2. Holesterol. Presežek holesterola se izloča v žolč. Holesterol in njegovi estri so prisotni v žolču kot kompleksi z žolčnimi kislinami (kolelovski kompleksi). Razmerje žolčnih kislin in holesterola (razmerje holata) ne sme biti manjše od 15. V nasprotnem primeru se v vodi netopni holesterol izloča in se odlaga v obliki kamnov žolčnika (žolčnih kamnov).
31.6.3. Žvečilni pigmenti. Konjugirani bilirubin (mono- in diglukuronid bilirubin) prevladuje med pigmenti v žolču. Nastane v jetrnih celicah zaradi interakcije prostega bilirubina z UDP-glukuronsko kislino. To zmanjšuje toksičnost bilirubina in povečuje njegovo topnost v vodi; nadaljnji konjugirani bilirubin se izloča v žolč. Če pride do kršitve iztoka žolča (obstruktivna zlatenica), se vsebnost direktnega bilirubina v krvi bistveno poveča, v urinu se odkrije bilirubin, vsebina stercobilina pa se zmanjša v blatu in urinu. Za diferencialno diagnozo zlatenice glej "Izmenjava kompleksnih beljakovin".
31.6.4. Encimi Od encimov, ki jih najdemo v žolču, je treba najprej navesti alkalno fosfatazo. To je izločilni encim, sintetiziran v jetrih. V nasprotju z odtokom žolča se poveča aktivnost alkalne fosfataze v krvi.