Метаболізм у печінці

Біохімічні реакції, що протікають в печінці, перетворюють її в лабораторію. Вона є тим місцем, де перетинаються шляхи метаболізму білків, вуглеводів і ліпідів. Детоксикація ксенобіотиків, алкоголю надає їй значення захисного бар'єру. Вона бере участь в синтезі найважливіших білків крові, гормонів, ферментів. Порушення одного з ланок метаболічних реакцій призводить до тяжких наслідків для всього організму.

метаболізм гемопротеинов

З'єднання білка з гемом називають гемопротеинов. До цієї групи відносять гемоглобін крові, систему цитохрому, міоглобін м'язів. Більше значення має гемоглобін. Розпад інших речовин не так виражений через невелику їх кількості.

Після загибелі в селезінці старих еритроцитів, вивільняється гем і залишки амінокислот. Гем втрачає залізо, яке піде на синтез нового гемоглобіну, а сам стає биливердина, потім під дією спеціальних ферментів - білірубіном. Він потрапляє в кров і зв'язується з альбумінами, які доставляють його до печінки. Гепатоцити захоплюють токсичний непрямий білірубін, кон'югують його з глюкуроновою кислотою і виводять з жовчю. Під час травлення вона потрапляє в кишечник, де з білірубіну утворюється уробіліноген. Частина його всасивавется назад і надходить в нирки, інша частина утворює биливердин, який повторює цикл метаболізму. Третя частина надходить далі по кишечнику, де метаболізується до стеркобилина, а потім виводиться з калом.

метаболізм глікогену

Запасающая форма глюкози в організмі представлена глікогеном. Це розгалужений полімер, який не пов'язує воду. Якби клітини запасати безпосередньо глюкозу, яка утворює зв'язки з молекулами води, їх осмотичний тиск підвищувався б, клітини розпадалися від перенасичення вологою. Глікоген депонується печінкою і м'язами, але тільки печінкова фракція використовується для підтримки концентрації глюкози крові.

Синтез починається через 1-2 години після прийому вуглеводів і протікає з енергетичними затратами. За участю АТФ глюкоза перетворюється в глюкозо-6-фосфат, потім через ряд незворотних реакцій утворюється УДФ-глюкоза. Її залишок глюкози використовується для приєднання до гілки глікогену.

У клітці глікоген ніколи не розпадається до кінця, завжди залишається невелика гілка, до якої приєднуються молекули глюкози, і відбувається її запасання. Розпад відбувається між прийомами їжі, посилюється при фізичних навантаженнях. Енергетичних витрат цей процес не вимагає. Послідовно за допомогою біохімічних реакцій відбувається відщеплення кінцевих молекул глюкози. Незворотність реакцій синтезу і розпаду забезпечує їх регуляцію.

метаболізм ліпідів

Гепатоцити насичені ферментами для повного метаболізму ліпідів. Реакції розпаду протікають в мітохондріях і лізосомах клітин, синтез - в цитоплазмі. Всі шляхи метаболічних реакцій сходяться на ацетил-КоА. Його утворення відбувається після катаболізму амінокислот, переробки пірувату і окислювальних процесів жирних кислот. Ця речовина об'єднує метаболічні шляхи глюкози, ліпідів і білків. Під час реакцій на основі ацетил-КоА виробляються жирні кислоти, кетонові тіла, холестерол. Він є субстратом циклу Кребса, в кінці якого утворюється вода і енергія.

Під час їжі в 12-палої кишки виділяється жовч. Вона емульгує надійшли жири, щоб забезпечити їх транспорт через стінки кишечника. У формі хіломікронів відбувається надходження жирів до гепатоцитах. Уже в капілярах вони розпадаються до жирних кислот і гліцерину. Перші проникають до гепатоцитах, використовуються для синтезу тріацілгліцероллов і фосфоліпідів.

Жирні кислоти можуть окислюватися з допомогою мітохондрій до освіти ацетил-КоА, який використовується для циклу Кребса. Коли утворюється недолік оксалоацетата, то починається синтезування кетонових тіл, які послужать субстратом при енергетичному голодуванні для інших тканин.

Печінка синтезує складні білково-ліпідні молекули. Вони мають різний склад і розмір. Гепатоцити виробляють два різновиди:

ліпопротеїни високої щільності (ЛПВЩ);
ліпопротеїни дуже низької щільності (ЛПДНЩ)

Їх баланс, а також рівень холестерину, визначають ризик розвитку атеросклерозу. Атеросклеротичні бляшки утворюються при зменшенні ЛПДНЩ, збільшенні холестерину і ЛПВЩ.

метаболізм білків

Амінокислоти, виділені з білків їжі, надходять в печінку по ворітної вени. Шляхи їх метаболізму різноманітні:

синтез власних білків;
метаболізм замінних амінокислот шляхом трансамінування;
освіту і знешкодження аміаку;
виробництво небілкових азотистих сполук (холін, нуклеотиди).

Гепатоцитами синтезується 12 г альбумінів за добу, білки імунної системи - глобуліни, згортають - фібриноген, протромбін, проакцелярін.

метаболізм етанолу

Алкоголь зі шлунка швидко всмоктується і надходить для метаболізму в печінку. Його утилізація відбувається трьома шляхами з утворенням токсичного речовини - ацетальдегіду:

Окислення алкогольдегидрогеназой.
Мікросомальне окислення.
Каталазна шлях.

Найбільш значущим є перший шлях. Алкогольдегідрогеназа гідролізує етанол, але реакція є оборотною. Участь в реакції бере фермент НАД + / НАДН. Якщо переважає перший, реакція йде в бік освіти ацетальдегіду, якщо другий - синтезується етанол.

В мітохондріях кількість гідрогенази постійне і не залежить від прийнятої дози алкоголю. При хронічному зловживанні виникає нестача ферменту, тоді метаболізм перенаправляється по мікросомального шляху. Система цитохрому Р 450 може утилізувати 50-70% надходження спирту. Недоліком є те, що попутно запускається реакція перекисного окислення ліпідів, що ушкоджує клітинні мембрани. Паралельно відзначено зниження синтез білків, глюконеогенез. Невикористаний лактат виділяється в кров і викликає ацидоз. Накопичується ацетил-КоА, стимулюється синтез кетонових тіл, а утилізація жирних кислот гальмується. Відбувається відкладення жиру в печінці.

Каталазна шлях переробляє 2% спирту і не має такого значення, як два інших. Позитивною стороною є те, що в ході його реакцій утилізується перекис водню.

метаболізм ліків

Лікарські препарати є ксенобіотиками для нашого організму і проходять знешкодження печінкою. Реакції протікають за два етапи.

Реакції першої фази протікають в ЕПР за участю цитохрому Р 450. Знешкодження відбувається через реакції окислення, відновлення або гідролізу. Речовини переходять в водорастворимую форму.

Деякі ліки в результаті біотрансформації здобувають необхідний лікувальний ефект, інші стають більш токсичними.

Друга фаза детоксикації полягає в кон'югації з глутатионом. Ксенобіотики втрачають свою активність і виводяться з сечею.

Особливістю системи детоксикації є те, що система мікросомального окислення може індукувати або інгібувати під дією певних препаратів. Тому в інструкціях до багатьох ліків зазначено, що вони не можуть поєднуватися з певними речовинами, які можуть активувати систему цитохрому, що призведе до прискорення метаболізму та знешкодження препарату. Або навпаки, можуть посилитися негативні прояви і побічні ефекти.

метаболізм гормонів

Печінка метаболизирует біологічно активні речовини. Гормони на основі пептидів, інсулін і глюкагон, знешкоджуються методом видалення азотної групи або гідролізу. Гормони щитовидної залози втрачають йод. Надниркових гормони і альдостерон проходять кілька складних реакцій, кінцевим підсумком яких є кон'югація з глюкуроновою кислотою. Тестостерон використовується для освіти андростерона і виводиться через сечу. Естроген розпадається до естріолу та естрону, які зв'язуються з сульфатами або глюкуроновою кислотою і виводяться нирками.

Пошкодження печінки змінюють метаболізм всіх речовин. Тому хвороби печінки супроводжуються гормональними порушеннями, збоєм в імунній системі, жировому, вуглеводному обміні.