роль печени в обмене веществ. печень. Одеське обласне базове медичне училище Самостійна робота студента за темою
 Скачать 20.07 Kb.
|
|
Одеське обласне базове медичне училище Самостійна робота студента за темою: «Роль печінки в обміні речовин» Студентки 3 курсу 37 групи Гончаренко Аліни Одеса 2016 р. Печінка – найбільша залоза травної системи, у дорослої людини її вага становить 1,3 – 1,8 кг, вона займає центральне місце в регуляції та інтеграції міжорганного обміну речовин і є „центральною біохімічною лабораторією організму”. Печінка слугує проміжною ланкою між портальним і загальним колом кровообігу. Оскільки понад 70 % крові надходить у печінку з v. porta, решта – з печінкової артерії, всі сполуки, які всмоктуються в травному тракті (за винятком ліпідів, які надходять спочатку в лімфатичну систему), надходять у печінку, де зазнають низки перетворень і далі з током крові транспортуються до органів і тканин. Печінка компенсує надходження до органів і тканин поживних речовин у період між прийманням їжі (у фазу абсорбції в печінці синтезуються глікоген і жири, а в постабсорбційний період там відбувається глікогеноліз, ектогенез тощо). У печінці знешкоджуються продукти метаболізму (білірубін, продукти обміну амінокислот), інактивуються лікарські препарати та токсичні речовини екзогенного походження. Гепатоцити відіграють ключову роль у реакціях проміжного метаболізму: у них синтезуються найважливіші білки (альбумін, протромбін, фібриноген тощо), що обумовлює участь печінки у підтриманні онкотичного та регуляції артеріального тиску, об’єму циркулюючої крові, механізмах її згортання; утворюються ліпопротеїни, низькомолекулярні біологічно активні речовини – креатин, 25-оксихолекальциферол тощо; відбувається синтез кінцевого продукту азотистого обміну – сечовини; депонуються метали (залізо, мідь, марганець тощо), вітаміни (А, D, Е, К, РР, В1, В2, В12) та глікоген, вміст якого може досягати 20 % маси печінки; утворюються жовчні кислоти та жовч, необхідні для травлення ліпідів; синтезується глюкуронова кислота, яка бере участь у реакціях кон’югації, а також є попередником для синтезу глікозаміногліканів. Отже, гепатоцити виконують метаболічну, білоксинтетичну, детоксикаційну та екскреторну функції, кожен шлях обміну речовин (білків, амінокислот, ліпідів, вуглеводів, біологічно активних речовин – гормонів, біогенних амінів, вітамінів, мікроелементів і води) прямо або опосередковано контролюється печінкою. Тканини вищих організмів потребують постійного надходження збагачених енергією речовин і попередників для синтезу складніших молекул. Ці потреби забезпечуються харчуванням, яке часто буває нерегулярним і нерівномірним. печінка компенсує перерви в поступленні поживних речовин. Так, в фазу абсорбції в печінці синтезуються глікоген і жири. А в пост абсорбційний період там відбувається глікогеноліз, ектогенез тощо. Роль печінки в обміні вуглеводів Моносахариди (глюкоза, фруктоза та галактоза), що утворюються та всмоктуються в тонкій кишці, надходять у печінку, основна роль якої у вуглеводному обміні полягає в підтриманні на постійному рівні концентрації глюкози в крові. Це досягається регуляцією співвідношення між синтезом і розпадом глікогену, який депонується в цьому органі. Синтез глікогену в печінці забезпечує за умов норми тимчасовий резерв вуглеводів, необхідний для підтримання концентрації глюкози в крові тоді, коли її вміст значно знижується (при недостатньому поступленні вуглеводів з їжею або коли проміжок між прийманням їжі значно зростає). Після вживання їжі вміст глюкози у ворітній вені та печінці зростає до 20 ммоль/л, що зумовлює активацію глюкокінази ( меншою мірою гексокінази), яка каталізує фосфорилування глюкози з утворенням глюкозо-6-фосфату. останній або витрачається на синтез глікогену, або використовується на утворення інших сполук, тобто напрям його використання залежить від активності ферментних систем клітини. Швидке фосфорилування глюкози та затримка її в печінці попереджують значне підвищення вмісту глюкози у загальному колі кровообігу, оскільки фосфорилована глюкоза не виходить із клітин у кров. Одночасно з утилізацією глюкози в печінці відбувається її утворення. Безпосереднім джерелом глюкози в печінці слугує глікоген, вміст якого в цьому органі за умов норми становить 70 – 100 г, а під час споживання їжі, збагаченої вуглеводами, зростає до 150 г. Зниження рівня глюкози в крові активує фосфоролітичний шлях розщеплення глікогену, якщо ж запаси глікогену вичерпуються (вміст глікогену в печінці знижується майже до нуля приблизно через 24 год голодування), глюкоза утворюється в процесі глюконеогенезу, основними субстратами якого є лактат, піруват, гліцерин і амінокислоти. У печінці також відбувається метаболізм фруктози та галактози, який включає шляхи їх використання для синтезу інших сполук (гетерополісахаридів, лактози тощо) та в енергозабезпеченні організму. У цьому випадку фруктоза та галактоза перетворюються в печінці або на глюкозу, або на проміжні продукти її метаболізму, або використовуватися на синтез глікогену чи тріацилгліцеролів. У реакціях пентозофосфатного шляху в печінці утворюється кофермент НАДФН2, необхідний для відновних реакцій у процесах синтезу жирних кислот, холестерину, стероїдних гормонів, а також пентозофосфати, необхідні для синтезу пуринових і піримідинових нуклеотидів. Роль печінки в обміні ліпідів У печінці зосереджені майже всі шляхи метаболізму ліпідів – синтез і окиснення вищих жирних кислот, ліпогенез і ліполіз, синтез жовчних кислот, фосфоліпідів, гліколіпідів, холестерину та його ефірів, утворення кетонових тіл, транспортних форм ліпідів (здебільшого, ЛПДНЩ і ЛПВЩ), 25-гідроксилування вітаміну D3 тощо. Важливим біосинтетичним шляхом є утворення жирних кислот і жирів. Жирні кислоти синтезуються в печінці з ацетил-КоА, джерелом якого можуть бути глюкоза й амінокислоти. Швидкість синтезу печінкою жирних кислот і жирів залежить від складу їжі: якщо вона містить понад 10 % жирів, то швидкість синтезу жиру в печінці різко знижується. Оскільки в печінці може зберігатися тільки обмежена кількість жирів (менше 1 % маси органа), то їх надлишок виводиться в кров у складі ЛПДНЩ і ЛПВЩ, які теж синтезуються в печінці. За добу печінка виділяє в кров близько 20 – 50 г жиру. Порушення виведення жирів із печінки в складі ліпопротеїнів є однією з причин жирового переродження печінки. Для енергозабезпечення організму велике значення має здатність печінки перетворювати жирні кислоти на кетонові тіла (ектогенез), які можуть використовуватися нервовою тканиною, а також м’язами (за умов тривалого голодування чи тривалого фізичного навантаження) в якості джерела енергії. У печінці відбувається метаболізм фосфоліпідів. Для їх синтезу необхідний холін або сполуки, які можуть бути донорами метильних груп (ліпотропні сполуки), наприклад, метіонін та неорганічні фосфати, які присутні в печінці у достатній кількості. За умов недостатності донорів метильних груп відбувається відщеплення цих радикалів від фосфоліпідів і перетворення їх на нейтральні жири з подальшим розвитком жирової інфільтрації печінки. Печінка відіграє важливу роль в обміні холестерину, 80 % усієї його кількості (невелика частина надходить у складі їжі) синтезується в ній із ацетил-КоА та згодом у складі ЛПДНЩ транспортується кров’ю до тканин або у складі жовчі виводиться в тонку кишку. Частина холестерину безпосередньо в печінці перетворюється на жовчні кислоти, які використовуються в інших органах на синтез стероїдних гормонів і інших сполук. При взаємодії холестерину з жирними кислотами утворюються його ефіри. Роль печінки в обміні білків Синтез більшості білків плазми крові відбувається в печінці. Так, увесь альбумін плазми, 75 – 90 % α-глобулінів і 50 % β-глобулінів синтезуються гепатоцитами; лише в цитоплазмі гепатоцитів утворюються білки, що беруть участь у гемостазі – фібриноген, протромбін, плазмін, проакселерин і проконвертин. У клітинах печінки, на відміну від інших органів, присутній повний спектр ферментів амінокислотного обміну, тому синтез білків у печінці відбувається з вільних амінокислот, які надходять у складі крові ворітної вени з тонкої кишки. Тут також синтезуються складні білки та білкові комплекси (глікопротеїни, ліпопротеїни), транспортні білки (церулоплазмін, трансферин та інші білки, що беруть участь у транспорті гормонів, вітамінів). У печінці відбувається дезамінування та трансамінування амінокислот, утворюються замінні амінокислоти, зазнають специфічних шляхів обміну фенілаланін (з утворенням тирозину), триптофан (з утворенням серотоніну), гістидин (з утворенням гістаміну), серин (з утворенням етанол аміну – складового компонента фосфоліпідів) тощо. із амінокислот у печінці активно відбувається синтез небілкових азотистих сполук – холіну, креатину, глутатіону, нікотинової кислоти, пуринів і піримідинів, порфіринів, дипептидів, коферментів тощо, окиснення амінокислот із утворенням аміаку. У печінці здійснюється синтез численних ферментів. Під час голодування печінка витрачає власні білки (приблизно 20 %) на глюконеогенез для забезпечення потреб організму глюкозою. У печінці вивільнений при окиснювальному дезамінуванні амінокислот аміак зв’язується з утворенням сечовини (орнітиновий цикл), тут відбувається і синтез глутаміну – транспортної форми аміаку та аргініну. За умов інтенсивного катаболізму білків і небілкових азотистих сполук (амінокислот, пуринів, піримідинів, біогенних амінів) утворення сечовини в печінці зростає. Ураження печінки знижують її детоксикаційні можливості, що призводять до підвищення вмісту в крові та тканинах аміаку та амінокислот (першою чергою, глутаміну та аланіну). Більша частина сечової кислоти у людини теж утворюється в печінці, оскільки в цьому органі висока активність ферменту ксантиноксидази, за участі якого оксипурини (ксантин і гіпоксантин) перетворюються на сечову кислоту. Жовчоутворювальна функція печінки Зовнішньосекреторна функція печінки пов’язана з тим, що вона є травною залозою. У печінці відбувається синтез жовчних кислот та утворення жовчі. З печінки різні речовини ендо- та екзогенного походження або надходять у жовчні протоки й виводяться в складі жовчі (близько 40 сполук), або потрапляють у кров, а потім виводяться нирками. Деякі хімічні елементи, наприклад, плутоній, виводяться з організму тільки печінкою. Жовчоутворення та жовчовиділення – одна з інтегративних функцій печінки, що об’єднує участь цього органа в пігментному, ліпідному, білковому, мінеральному обміні, кліренсі крові від зайвих метаболітів, процесах травлення. Це складний безперервний процес, який відбувається в гепатоцитах шляхом пасивного й активного транспорту в них води, електролітів, жовчних кислот, холестерину, білірубіну, глюкози, креатину, вітамінів, гормонів тощо. Він включає в себе синтез і секрецію жовчі гепатоцитами, секрецію води та її реабсорбцію епітеліальними клітинами жовчних протоків, екскрецію гепатоцитами органічних і неорганічних компонентів. Утворення жовчі розпочинається в міжклітинних жовчних канальцях, внутрішня поверхня котрих слугує плазматичною мембраною гепатоцита. Останній захоплює воду та розчинні складові частини жовчі з крові та транспортує їх після низки біохімічних перетворень у жовчні канальці. Надходження жовчних кислот у печінку через систему ворітної вени відбувається здебільшого за допомогою натрійзалежної транспортної системи, оскільки передумовою для поступлення жовчних кислот у печінку є градієнт концентрації іонів натрію між внутрішньою поверхнею мембрани гепатоцита та його синусоїдальною мембраною (синусоїдом). Утворення холестерину визначає присутній в гепатоциті фермент β-гідрокси-β-метилглутарил-КоА-редуктаза; надмірна активність цього фермента перенасичує жовч холестерином, кількість жовчних кислот у ній зменшується, що може бути передумовою утворення каміння. Секреція білірубіну в жовч відбувається проти градієнта концентрації шляхом активного транспорту, який лімітує швидкість метаболічної трансформації білірубіну в печінці. Виділена з гепатоцитів жовч накопичується в жовчному міхурі, де з неї реабсорбується вода, а вміст основних органічних компонентів і муцину зростає у 5 – 10 разів, тому міхурова жовч містить 92 % води та 8 % сухого залишку. Ця жовч темніша, густіша, її в’язкість вища порівняно з печінковою, завдяки чому вона може накопичуватися в жовчному міхурі впродовж 12 год. Під час травлення жовч надходить у дванадцятипалу кишку, де виконує низку функцій, а саме: бере участь у емульгуванні жирів; активує ферменти, особливо ліпази; інактивує пепсини та нейтралізує кислий хімус, що надходить з шлунка; сприяє всмоктуванню жирних кислот із довгим ланцюгом і жиророзчинних вітамінів через мембрану ентероцитів; сприяє ресинтезу тріацилгліцеролів у цих клітинах, їх проліферації та злущуванні; стимулює секрецію підшлункового та кишкового соків; посилює моторику кишки; чинить бактерицидну дію на мікроорганізми кишки і, у такий спосіб, запобігає розвитку там гнилісних процесів. Крім того, вона усуває з організму низку лікарських речовин, токсинів, жовчних пігментів і неорганічних речовин, таких як мідь, цинк і ртуть. |