Роль печени в углеводном обмене

Основная роль печени в углеводном обмене заключается в обеспечении постоянства концентрации глюкозы в крови. Это достигается регуляцией между синтезом и распадом гликогена, депонируемого в печени.

В печени синтез гликогена и его регуляция в основном аналогичны тем процессам, которые протекают в других органах и тканях, в частности в мышечной ткани. Синтез гликогена из глюкозы обеспечивает в норме временный резерв углеводов, необходимый для поддержания концентрации глюкозы в крови в тех случаях, если ее содержание значительно уменьшается (например, у человека это происходит при недостаточном поступлении углеводов с пищей или в период ночного «голодания»).

Необходимо подчеркнуть важную роль фермента глюкокиназы в процессе утилизации глюкозы печенью. Глюкокиназа, подобно гексокиназе, катализирует фосфорилирование глюкозы с образованием глюкозо-6-фосфата, при этом активность глюкокиназы в печени почти в 10 раз превышает активность гексокиназы. Важное различие между этими двумя ферментами заключается в том, что глюкокиназа в противоположностьгексокиназе имеет высокое значение КМ для глюкозы и не ингибируется глюкозо-6-фосфатом.

Для диагностики целого ряда заболеваний (к числу которых прежде всего следует отнести сахарный диабет, патологические состояния, связанные с недостаточностью функции печени и почек, некоторые эндокринные заболевания, новообразования мозга, поджелудочной железы и надпочечников, гиповитаминоз В1, а также ряд наследственных аферментозов) важно иметь объективное представление о состоянии углеводного обмена, главным показателем которого служит содержание глюкозы в крови.

Гипергликемия – это увеличение содержания глюкозы в крови выше нормы (6,7 – 7,0 ммоль/л) наблюдается обычно при следующих состояниях:

1) сахарном диабете, остром панкреатите, панкреатических циррозах (эти заболевания дают гипергликемию, связанную с недостаточностью инсулина);

2) токсическом, травматическом, механическом раздражении центральной нервной системы. Травмы, опухоли мозга, а также эпилепсия, менингит, отравления ртутью, окисью углерода, синильной кислотой, эфиром дают так называемую центральную (нервную) гипергликемию;

3) при гипефункции щитовидной железы, коры и мозгового вещества надпочечников, гипофиза (в этом случае выделяется больше гипергликемических гормонов);

4) при сильных эмоциях и психическом возбуждении;

5) после обильного приема с пищей углеводов – алиментарная гипергликемия.

 

Гипогликемия – это снижение содержания глюкозы в крови встречается при:

1) передозировке инсулина (при лечении сахарного диабета);

2) заболеваниях почек, когда нарушается процесс реабсорбции в канальцах;

3) плохом всасывании углеводов вследствие заболевания тонкого кишечника;

4) недостаточной выработке гипергликемических гормонов;

5) при гиперфункции островков Лангерганса поджелудочной железы (аденомы, гиперплазии, гипертрофии);

6) при острых и хронических гепатитах, циррозах, дистрофии печени, механической желтухе, алкогольной интоксикации, при раке печени, отравлении фосфором, бензолом, хлороформом, мышьяком;

7) после больших потерь крови;

9) при спленомегалии (у детей);

10) при несбалансированной диете (неправильном соотношении пищевых веществ), от недоедания и голода – алиментарная гипогликемия.

 

Для выявления скрытых форм сахарного диабета в клинической практике применяют методы однократной или двукратной нагрузки глюкозой—тест толерантности к глюкозе (глюкозотолерантный тест). Смысл исследования заключается в том, чтобы определить, справляется ли организм с явлением искусственно вызванной гипергликемии. У обследуемого натощак берут кровь из пальца и определяют в ней содержание глюкозы. Если уровень глюкозы превышает норму, нагрузку проводить не рекомендуется. После этого больному дают выпить раствор глюкозы в воде (50 г глюкозы на 200—250 мл воды). Затем в течение 3 ч через каждые 30 мин берут кровь и определяют в ней содержание глюкозы. У здорового человека после нагрузки наблюдается увеличение концентрации глюкозы в крови, которое через час достигает максимального значения, не превышающего, однако, «сахарный порог» (9,0—10,0 ммоль/л). Затем наступает снижение и через 2 ч глюкоза может достичь уровня даже более низкого, чем исходный—гипогликемическая фаза, что объясняется выделением инсулина в кровь с некоторым запасом. К 3-му часу уровень глюкозы в крови равен исходному. У больного сахарным диабетом отмечается увеличение содержания глюкозы натощак и высокая гипергликемия через час (более 11 ммоль/л), через 2 ч уровень глюкозы остается на высоком уровне (более 8 ммоль/л), и к 3-му часу не приходит к исходному уровню. Как правило, отмечается глюкозурия.

Существует специфическая функциональная проба печени—нагрузка галактозой. Преимущества этой пробы заключаются в том, что только в печени происходит превращение галактозы в глюкозу и отложение ее в виде гликогена. Почечный порог галактозы очень низок и неиспользованная галактоза быстро выделяется с мочой. Обследуемый принимает утром натощак 40 г галактозы, растворенной в 0,4 л воды. После этого в течение 4—6 ч собирают всю выделившуюся мочу и определяют в ней количество галактозы. У здорового человека через 3—5 ч после нагрузки выделится не более 3 г галактозы с мочой, так как галактоза переводится в глюкозу и затем в гликоген печени. Если у больного будет выделяться более 3 г галактозы, проба считается положительной и свидетельствует о повреждениях паренхимы печени. Однако, хотя проба с галактозой и специфична, она мало чувствительна, так как и при тяжелых заболеваниях печени часто бывает отрицательной.

Техника построения гликемической кривой

На протяжении 24 часов каждые 4 часа проводят забор крови для выявления доли глюкозы в крови. Дополнительно производиться сбор суточной дозы мочи для установления в нем суточного объема сахара. Строится гликемическая кривая на основе полученных данных.

На гликемической кривой здорового человека через четверть часа после поступления в организм глюкозы будет наблюдаться ее подъем в крови. Максимум будет достигнут во временном промежутке 30-60 минут. Далее объем сахара в крови должен постепенно падать. Спустя 2 часа он вернется к исходному значению с малым отклонением в любую сторону. Через 180 минут объем глюкозы в крови станет привычным для человека.

При наличии сахарного диабета гликемическая кривая будет иметь совершенно другой вид. Начальная точка будет намного выше допустимого значения сахара. Через 60 минут после сахарной нагрузки будет наблюдаться высокая гипергликемия – более 8,0 ммоль/л. На протяжении следующих двух часов объем глюкозы в крови не вернется к исходному значению.

 

21. Роль печени в липидном обмене. Механизм развития жировой инфильтрации…

Печень регулирует уровень липидов в крови.

1. При избытке в крови липидов, печень их захватывает и большую часть гидролизует (ЖК, ТГ и фосфолипиды) на глицерин, ЖК и ряд других веществ (серин, холин, этаноламин и т.д.). Далее глицерин, идет на синтез глюкозы, а ЖК, могут разрушаться путем β-окисления до Ацетил-КоА.

2.При недостатке в крови липидов печень синтезирует ТГ, фосфолипиды и холестерин. Избыток в крови ЖК индуцируется в печени синтез ТГ, кетоновых тел и ХС.

3.Печень обеспечивает транспорт большинства липидов в крови. В печени синтезируются альбумины и другие белки, которые переносят в крови на своей поверхности свободные ЖК, жирорастворимые витамины, стероидные гормоны и т.д.

В печени синтезируются ЛПВП и ЛПОНП, которые обеспечивают транспорт в крови ТГ, ФЛ, ХС и других липидов. Кроме того, ЛПВП являются источником апобелков, необходимых для обмена ХМ.

4. Печень синтезирует желчь, которая участвует в эмульгировании и всасывании липидов в кишечнике, а также в секреции из организма некоторых липидов (холестерина, желчных кислот, 17-кетостероидов).

Жировая инфильтрация (стеатоз печени) - наиболее распространённый гепатоз, при котором в печёночных клетках происходит накопление жира. Накопление жира может быть реакцией печени на различные токсические воздействия, иногда этот процесс связан с некоторыми заболеваниями и патологическими состояниями организма.

Пути развития:

1. Избыточное поступление жира с пищей - высокая концентрация в крови хиломикронов - захват их печеночными клетками, поскольку эндотелий капилляров печени (Купферовские клетки) не имеет отграничительной от гепатоцита мембраны. Именно этим объясняют избирательное развитие жировой инфильтрации печени. Одновременное поступление холестерина с жиром усиливает ожирение печени.

2. Избыточное поступление в печень высших жирных кислот при усилении мобилизации жира из его депо. В печени из этих НЭЖК ресинтезируются триглицериды. Жировой инфильтрации такого происхождения способствует понижение уровня гликогена в печени при голодании, отравлении гепатотропными ядами и нарушение его образования. Обеднение печени гликогеном вызывает раздражение интерорецепторов, импульсы от которых поступают в ЦНС, а оттуда по симпатическим путям - к жировой ткани. Именно такой механизм жировой инфильтрации печени наблюдается при стрессе, анемии, гипоксии, которые, как известно, сопровождаются относительно длительным раздражением симпатической нервной системы и повышенной секрецией адреналина и норадреналина, усиливающих гликогенолиз в печени и липолиз в жировой ткани.

3. Большое значение в патогенезе жировой инфильтрации и дистрофии печени придается нарушению образования фосфолипидов. Достаточное содержание фосфолипидов в печени обеспечивает более тонкое диспергирование жира и возможность удаления из печени хиломикронов. Фосфолипиды, входящие в состав бета-липопротеинов, способствуют большей их гидрофильное и тем самым выходу из печени. Часть жирных кислот триглицеридов участвует в образовании фосфолипидов (лецитинов) и в их молекуле выходит из печени. Вот почему недостаточное образование фосфолипидов влечет за собой нарушение выхода жира из печени, его окисление и тем самым жировую инфильтрацию печени.

Холестерин

Концентрация ХС ммоль/л – идеальное < 5,2; допустимое – 5,2-6,5; патологическое > 6,5.
Повышенный уровень холестерина наблюдается при первичном циррозе, обтурационной желтухе. Гипохолестеринемия – при синдроме мальабсорции, терминальной стадии цирроза печени, раке печени. Печень основное место образования эфиров ХС. Соотношение эфир ХС/общий ХС = 0,55-0,60. Снижение коэффициента (до 0,2-0,4) происходит при острой атрофии печени.

Триглицериды

Концентрация ТГ в плазме крови в норме 0,5-2,1 ммоль/л. Она повышается при вирусном гепатите, циррозе печени.

Кетоновые тела

Кетоновые тела поступают из печени в кровь, где они хорошо растворимы. Концентрация кетоновых тел в крови возрастает в фазе пострезорбции (фаза голодания). Наряду с жирными кислотами 3-гидроксибутират и ацетоацетат в этот период являются основными энергоносителями. Ацетон, не имеющий метаболической ценности, удаляется через легкие.

Коэффициент атерогенности

Концентрация ХС в ЛПВП в норме > 0,9 ммоль/л. Концентрация ХС в ЛПНП в норме < 4,9 ммоль/л. Коэффициент атерогенности = (ХСобщ –ХСЛПВП) / ХСЛПВП < 3.

Общие липиды

Концентрация общих липидов в плазме крови в норме 4-8г. Увеличение общих липидов наблюдается при гепатите, паренхиматозной и обтурационной желтухе. Снижение общих липидов происходит при некрозе печени.

Фосфолипиды

Концентрация фосфолипидов в плазме крови в норме 2,52-2,91 ммоль/л. Повышенный уровень ФЛ наблюдается при биллиарном циррозе. Снижение ФЛ наблюдается при тяжелых формах острого гепатита, портального цирроза и жирового перерождения печени.

 

22. Роль печени в азотистом обмене: обмен белков и аминокислот, креатина, нуклеиновых кислот и др…

Печень играет центральную роль в обмене белков. Она выполняет следующие основные функции: синтез специфических белков плазмы; образование мочевины и мочевой кислоты; синтез холина и креатина; трансаминирование и дезаминирование аминокислот, что весьма важно для взаимных превращений аминокислот, а также для процесса глюконеогенеза и образования кетоновых тел. Все альбумины плазмы, 75–90% α-глобу-линов и 50% β-глобулинов синтезируются гепатоцитами. Лишь γ-гло-булины продуцируются не гепатоцитами, а системой макрофагов, к которой относятся звездчатые ретикулоэндотелиоциты (клетки Купфера). В основном γ-глобулины образуются в печени. Печень является единственным органом, где синтезируются такие важные для организма белки, как протромбин, фибриноген, проконвертин и проакцелерин.

При заболеваниях печени определение фракционного состава белков плазмы (или сыворотки) крови нередко представляет интерес как в диагностическом, так и в прогностическом плане. Известно, что патологический процесс в гепатоцитах резко снижает их синтетические возможности. В результате содержание альбумина в плазме крови резко падает, что может привести к снижению онкотического давления плазмы крови, развитию отеков, а затем асцита. Отмечено, что при циррозах печени, протекающих с явлениями асцита, содержание альбуминов в сыворотке крови на 20% ниже, чем при циррозах без асцита.

Нарушение синтеза ряда белковых факторов системы свертывания крови при тяжелых заболеваниях печени может привести к геморрагическим явлениям.

При поражениях печени нарушается также процесс дезаминирования аминокислот, что способствует увеличению их концентрации в крови и моче. Так, если в норме содержание азота аминокислот в сыворотке крови составляет примерно 2,9–4,3 ммоль/л, то при тяжелых заболеваниях печени (атрофические процессы) эта величина возрастает до 21 ммоль/л, что приводит к аминоацидурии. Например, при острой атрофии печени количество тирозина в суточном количестве мочи может достигать 2 г (при норме 0,02–0,05 г/сут).

В организме образование мочевины в основном происходит в печени. Синтез мочевины связан с затратой довольно значительного количества энергии (на образование 1 молекулы мочевины расходуется 3 молекулы АТФ). При заболевании печени, когда количество АТФ в гепатоцитах уменьшено, синтез мочевины нарушается.

Большая часть мочевой кислоты также образуется в печени, где много фермента ксантиноксидазы, при участии которого оксипурины (гипо-ксантин и ксантин) превращаются в мочевую кислоту. Нельзя забывать о роли печени и в синтезе креатина. Имеются два источника креатина в организме. Существует экзогенный креатин, т.е. креатин пищевых продуктов (мясо, печень и др.), и эндогенный креатин, синтезирующийся в тканях. Синтез креатина происходит в основном в печени, откуда он с током крови поступает в мышечную ткань. Здесь креатин, фосфорилируясь, превращается в креатинфосфат, а из последнего образуется креатинин. Нормальные значения креатинина:
Женщины - 53 - 97 мкмоль/л;
Мужчины - 62 – 115 мкмоль/л.

 

23. Клинико-диагностическое значение определения в крови концентрации общего и прямого билирубина, АлАТ, АсАТ, ЛДГ 4-5, ЩФ, ГДГ.

Билирубин общий

Желтый пигмент крови, который образуется в результате распада гемоглобина, миоглобина и цитохромов. Основные причины повышения количества общего билирубина в крови: поражение клеток печени (гепатиты, цирроз), усиленный распад эритроцитов (гемолитические анемии), нарушение оттока желчи (например, желчнокаменная болезнь).

Нормальные значения общего билирубина: 3,4 - 17,1 мкмоль/л.

Билирубин прямой (билирубин конъюгированный, связанный)

Фракция общего билирубина крови. Прямой билирубин повышается при желтухе, развившейся из-за нарушения оттока желчи из печени.

Нормальные значения прямого билирубина: 0 - 7,9 мкмоль/л.

АсАТ (АСТ, аспартатаминотрансфераза)

Один из основных ферментов, синтезирующихся в печени. В норме содержание этого фермента в сыворотке крови невелико, так как большая его часть находится в гепатоцитах (печеночных клетках). Повышение наблюдается при заболеваниях печени и сердца, а также при длительном приеме аспирина и гормональных контрацептивов.

Нормальные значения АсАТ:

Женщины – до 31 Ед/л;

Мужчины – до 37 Ед/л.

АлАТ (АЛТ, аланинаминотрансфераза)

Фермент, синтезирующийся в печени. Большая часть его находится и работает в клетках печени, поэтому в норме концентрация АЛТ в крови невелика. Повышение наблюдается при массовой гибели печеночных клеток (например, при гепатите, циррозе), тяжелой сердечной недостаточности и заболеваниях крови.

Нормальные значения АлАТ:

Женщины – до 34 Ед/л;

Мужчины – до 45 Ед/л.

Фосфатаза щелочная (ЩФ)

Фермент, широко распространенный в тканях человека. Наибольшее клиническое значение имеют печеночная и костная формы щелочной фосфатазы, активность которых и определяется в сыворотке крови.

Нормальные значения фосфатазы щелочной: 30-120 Ед/л.

ЛДГ 4-5 (лактатдегидрогеназа)

Все заболевания, протекающие с разрушением клеток, сопровождаются резким повышением активности ЛДГ в сыворотке крови. Нарастание общей активности фермента обнаруживается при таких заболеваниях как инфаркт миокарда, некротическое поражение почек, гепатит, панкреатит, воспаление и инфаркт легкого, опухоли различной локализации, повреждения, дистрофия и атрофия мышц, гемолитические анемии и физиологическая желтуха новорожденных, лимфогранулематоз, лейкозы. Для печени наиболее характерен изофермент ЛДГ-5, меньшая активность у ЛДГ-4.

Норма:
женский 135 - 214 Ед/л
мужской 135 - 225 Ед/л

Глутаматдегидрогеназа (ГДГ)

Участница обмена аминокислот. Отклонения от нормы наблюдаются при тяжелых поражениях печени и желчевыводящих путей, острых интоксикациях.
 Норма:

юноши и мужчины — не более 4 Ед/л;
девушки и женщины — не более 3 Ед/л.