Биохимия печени и поджелудочной железы.

Поджелудочная железа:

Экзокринная часть поджелудочной железы представлена расположенным в дольках панкреатическими ацинусами, являющимися структурно-функциональной единицей органа. По форме ацинуc представляет собой округлое образование размером 100—150 мкм, в своей структуре содержит секреторный отдел и вставочный проток, дающий начало всей системе протоков органа. Ацинусы состоят из двух видов клеток: секреторных — экзокринных панкреатоцитов и протоковых — эпителиоцитов. Экзокринные панкреатоциты синтезируют ферменты пищеварения амилазу, липазу, трипсин, химотрипсин, карбоксипептидазу и эластазу, поступающих в кишечник с соком поджелудочной железы. Эндокринная часть поджелудочной железы образована лежащими между ацинусов панкреатическими островками, или островками Лангерганса. Островки состоят из клеток — инсулоцитов, среди которыхвыделяют бета-клетки, синтезирующие инсулин и альфа-клетки, продуцирующие глюкагон;

БИОХИМИЯ ПЕЧЕНИ.

Печень как никакой другой орган отличается разнообразием ферментов и метаболических превращений. в организме нет путей метаболизма, которые прямо или косвенно не контролировались бы печенью. Центральное место, которое занимает печень в обмене веществ, определяется в 1-ую очередь тем, что в нее по воротной вене попадает бóльшая часть веществ, всосавшихся в кишечнике (за исключением липидов, транспорт которых в основном осуществляется через лимфатическую систему), поэтому печень выступает в роли первичного регулятора содержания многих жизненно важных компонентов крови. Это орган - 1) обеспечивает другие ткани различными веществами, необходимыми для их функционирования; 2) защищает эти ткани от токсинов, как экзогенных, так и эндогенных

Функции печени

1. Пищеварительная – печень является крупнейшей пищеварительной железой. Она образует желчь(состав желчи - вода (82%), желчные кислоты (12%), фосфатидилхолин (4%), и удаляемые из организма вещества – холестерол (0,7%), прямой билирубин, белки, электролиты, другие вещества крови, лекарственные средства и их метаболиты.)Желчь обеспечивает эмульгирование и переваривание жиров пищи, стимулирует перистальтику кишечника. После всасывания пищевых липидов существенная доля желчных кислот реабсорбируется в подвздошной кишке и по воротной системе достигает печени, что получило название "кишечно-печеночная циркуляция".

 

Из крови воротной вены желчные кислоты поглощаются симпортом с ионами Na⁺. В желчный капилляр синтезированные de novo и используемые вторично желчные кислоты секретируются АТФ-зависимым транспортом.

2. Экскреторная функция, близка к пищеварительной – с помощью желчи выводятся прямой билирубин, немного креатинина и мочевины, продукты распада стероидных гормонов, ксенобиотики и продукты их обезвреживания, холестерол. Последний выводится из организма только в составе желчи.

3. Секреторная – печень осуществляет биосинтез и секрецию в кровь альбумина и некоторых белков других фракций, белков свертывающей системы, липопротеинов, глюкозы, кетоновых тел, 25-оксикальциферола, креатина.

4. Депонирующая – здесь находится место депонирования энергетических резервов гликогена, накапливаются минеральные вещества, особенно железо, витамины A, D, K, B₁₂ и фолиевая кислота.

5. Метаболическая функция

Печень перекрещивает метаболизм углеводов, липидов и белков

Печень, являясь центральным органом метаболизма, участвует в поддержании метаболического гомеостаза и способна осуществлять взаимодействие реакций обмена белков, жиров и углеводов.

Местами "соединения" обмена углеводов и белков является пировиноградная кислота, оксалоацетат и α-кетоглутаровая кислоты из ЦТК, способных в реакциях трансаминирования превращаться, соответственно, в аланин, аспартат и глутамат. Аналогично протекает процесс превращения аминокислот в кетокислоты.

С обменом липидов углеводы связаны еще более тесно:

образуемые в пентозофосфатном пути молекулы НАДФН используются для синтеза жирных кислот и холестерола, глицеральдегидфосфат, также образуемый в пентозофосфатном пути, включается в гликолиз и превращается в диоксиацетонфосфат, глицерол-3-фосфат, образуемый из диоксиацетонфосфата гликолиза, направляется для синтеза триацилглицеролов. Также для этой цели может быть использован глицеральдегид-3-фосфат, синтезированный в этапе структурных перестроек пентозофосфатного пути,

"глюкозный" и "аминокислотный" ацетил-SКоА способен участвовать в синтезе жирных кислот и холестерола.

Взаимосвязь обмена белков, жиров и углеводов

Углеводный обмен

В гепатоцитах активно протекают процессы углеводного обмена. Благодаря синтезу и распаду гликогена печень поддерживает концентрацию глюкозы в крови. Активный синтез гликогена происходит после приема пищи, когда концентрация глюкозы в крови воротной вены достигает 20 ммоль/л. При кратковременном голодании происходит гликогенолиз, в случае длительного голодания основным источником глюкозы крови является глюконеогенез из аминокислот и жирных кислот. Печень осуществляет взаимопревращение сахаров, т.е. превращение гексоз (фруктозы, галактозы) в глюкозу.

Активные реакции пентозофосфатного пути обеспечивают наработку НАДФН, необходимого для микросомального окисления и синтеза жирных кислот и холестерола из глюкозы.

Липидный обмен

Если во время приема пищи в печень поступает избыток глюкозы, который не используется для синтеза гликогена и других синтезов, то она превращается в липиды – холестерол и триацилглицеролы. Поскольку запасать ТАГ печень не может, то их удаление происходит при помощи липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП). Холестерол используется, в первую очередь, для синтеза желчных кислот, также он включается в состав липопротеинов низкой плотности (ЛПНП).

При определенных условиях – голодание, длительная мышечная нагрузка, сахарный диабет I типа, богатая жирами диета – в печени активируется синтез кетоновых тел, используемых большинством тканей как альтернативный источник энергии.

Белковый обмен

Больше половины синтезируемого за сутки в организме белка приходится на печень. Скорость обновления всех белков печени составляет 7 суток, тогда как в других органах эта величина соответствует 17 суткам и более. К ним относятся не только белки собственно гепатоцитов, но и идущие на "экспорт" – альбумины, многие глобулины, ферменты крови, а также фибриноген и факторы свертывания крови.

Аминокислоты подвергаются катаболическим реакциям с трансаминированием и дезаминированием, декарбоксилированию с образованием биогенных аминов.. В печени идет обезвреживание амиака путем синтеза мочевины.

Реакции синтеза мочевины теснейшим образом связаны с циклом трикарбоновых кислот.

Пигментный обмен

Участие печени в пигментном обмене заключается в превращении гидрофобного билирубина в гидрофильную форму и секреция его в желчь.

Пигментный обмен, в свою очередь, играет важную роль в обмене железа в организме – в гепатоцитах находится железосодержащий белок ферритин.

Оценка метаболической функции

В клинической практике существуют приемы оценки той или иной функции:

Участие в углеводном обмене оценивается:

по концентрации глюкозы крови,

по крутизне кривой теста толерантности к глюкозе,

Роль в липидном обмене рассматривается:

по уровню в крови триацилглицеролов, холестерола, ЛПОНП, ЛПНП, ЛПВП,

по коэффициенту атерогенности.

Белковый обмен оценивается:

по концентрации общего белка и его фракций в сыворотке крови,

по показателям коагулограммы,

по уровню мочевины в крови и моче,

по активности ферментов АСТ и АЛТ, ЛДГ-4,5, щелочной фосфатазы.

Пигментный обмен оценивается:

по концентрации общего и прямого билирубина в сыворотке крови.

 

Обезвреживающая функция

Большая часть токсинов обезвреживается в печени

Обезвреживание (детоксикация, биотрансформация) естественных метаболитов и чужеродных соединений (ксенобиотиков) непрерывно протекает в любом организме.

Для попадания токсичных и чужеродных веществ существует три пути: желудочно-кишечный тракт, легкие и кожа.. С током крови любые соединения попадают в печень и другие органы. Если это водорастворимое вещество, то оно в состоянии профильтроваться в почках, если летучее – оказаться в выдыхаемом воздухе и покинуть организм, если жирорастворимое – оно либо фиксируется в тканях (кожа, нервная система, жировая ткань и т.п.), либо подвергается биотрансформации в печени. После превращений в печени модифицированное соединение направляется либо в желчь и далее в фекалии, либо в кровь и мочу.

Судьба ксенобиотиков

Места биотрансформации, задержки и выведения ксенобиотиков

Ксенобиотики – вещества, которые не используются как источник энергии, не встраиваются в структуры организма и не используются для строительных целей.

Например, биотрансформации в печени подвергаются следующие вещества:

 

стероидные и тиреоидные гормоны, инсулин, адреналин,

продукты распада гемопротеинов (билирубин),

продукты гниения из толстого кишечника – кадаверин, путресцин, крезол и фенол и других токсинов,