Játra hrají v metabolismu proteinů ústřední roli. Provádí následující hlavní funkce: syntéza specifických plazmatických proteinů; tvorbu močoviny a kyseliny močové; syntézu cholinu a kreatinu; transaminace a deaminace aminokyselin, což je velmi důležité pro vzájemné transformace aminokyselin, jakož i pro proces glukoneogeneze a tvorbu ketonových těl. Všechny plazmatické albuminy, 75–90% α-globulinů a 50% β-globulinů jsou syntetizovány hepatocyty. Pouze γ-globuliny nejsou produkovány hepatocyty, ale makrofágovým systémem, ke kterému patří retelloendotelové buňky (Kupfferovy buňky). Většinou se v játrech tvoří γ-globuliny. Játra jsou jediným orgánem, kde jsou tyto důležité proteiny pro tělo syntetizovány jako protrombin, fibrinogen, prokonvertin a proaccelerin.
Při onemocněních jater je stanovení frakčního složení plazmatických proteinů (nebo séra) krve často zajímavé jak z hlediska diagnostického, tak prognostického. Je známo, že patologický proces v hepatocytech dramaticky snižuje jejich syntetické schopnosti. Výsledkem je, že obsah albuminu v krevní plazmě prudce klesá, což může vést ke snížení onkotického tlaku krevní plazmy, vzniku edému a následně ascitu. Je třeba poznamenat, že s cirhózou jater, vyskytující se s příznaky ascites, je obsah albuminu v krevním séru o 20% nižší než u cirhózy bez ascitu.
Porušení syntézy řady proteinových faktorů systému srážení krve při závažných onemocněních jater může vést k hemoragickým příhodám.
S poškozením jater je také narušen proces deaminace aminokyselin, což přispívá ke zvýšení jejich koncentrace v krvi a moči. Pokud je tedy normální obsah dusíku v aminokyselinách v séru asi 2,9–4,3 mmol / l, pak se u závažných onemocnění jater (atrofických procesů) tato hodnota zvyšuje na 21 mmol / l, což vede k aminoacidurii. Například při akutní atrofii jater může množství tyrosinu v denním množství moči dosáhnout 2 g (rychlostí 0,02–0,05 g / den).
V těle se tvorba močoviny vyskytuje hlavně v játrech. Syntéza močoviny je spojena s výdajem poměrně významného množství energie (3 molekuly ATP jsou spotřebovány pro tvorbu 1 molekuly močoviny). Při onemocnění jater, kdy je množství ATP v hepatocytech sníženo, je narušena syntéza močoviny. V těchto případech je indikativní stanovení poměru dusíku močoviny k dusíku aminoskupiny v séru. Normálně je tento poměr 2: 1 a v případě závažného poškození jater je 1: 1.
Většina kyseliny močové je také tvořena v játrech, kde mnoho enzymu xanthin oxidase, s účastí kterého hydroxypurine (hypo-xanthine a xanthine) být přeměněn na kyselinu močovou. Nesmíme zapomenout na úlohu jater při syntéze kreatinu. V těle existují dva zdroje kreatinu. Existuje exogenní kreatin, tj. kreatinové potraviny (maso, játra atd.) a endogenní kreatin syntetizovaný ve tkáních. K syntéze kreatinu dochází hlavně v játrech, odkud vstupuje do svalové tkáně krevním oběhem. Zde se kreatin, fosforylovaný, přeměňuje na kreatin fosfát a z nich se tvoří kreatinin.
Úloha jater v metabolismu sacharidů
Hlavní úlohou jater v metabolismu sacharidů je udržení normoglykémie. Udržování normální koncentrace glukózy v krvi se provádí třemi hlavními mechanismy:
1. schopnost jater ukládat glukózu absorbovanou ze střeva a dodávat ji podle potřeby do celkové cirkulace (připomenout, že glukóza-6-fosfát vznikající při reakcích glykogenolýzy v různých tkáních nemůže proniknout do plazmatické membrány buněk, ale hepatocyty jsou schopny syntetizovat glukózu-6- fosfatázu, která štěpí fosfát, tvořící volnou glukózu, druhá snadno opouští jaterní buňky;
2. vytvořit glukózu z nekarbohydrátových produktů (glukoneogeneze).
3. převést jiné hexózy (galaktóza a fruktóza) na glukózu.
Absorpce glukózy ze střeva je doprovázena současným uvolňováním inzulínu, který stimuluje syntézu glykogenu v játrech a urychluje jeho oxidační rozklad. Mezi jídly (nízká glukóza → nízká koncentrace inzulínu) v játrech jsou aktivovány glykogenolytické reakce, které zabraňují rozvoji hypoglykémie. Při prodlouženém půstu se nejprve používají glykogenní aminokyseliny (glukoneogeneze) a pak se usazené tuky rozkládají (tvorba ketonových těl).
Úloha jater v metabolismu lipidů.
Játra ukládají lipidy a hrají klíčovou roli v jejich metabolismu:
· Syntetizuje, rozkládá, prodlužuje nebo zkracuje mastné kyseliny (pochází z potravin nebo vzniká při rozpadu jednoduchých a komplexních lipidů);
Dezintegrovat, syntetizovat nebo modifikovat triacylglyceroly;
Většina lipoproteinů je syntetizována a 90% celkového množství cholesterolu v těle (asi 1 g / s). Všechny orgány s nedostatečnou syntézou cholesterolu (např. Ledviny) jsou zásobovány cholesterolem jater;
V játrech se syntetizují žlučové kyseliny z cholesterolu, který je součástí žluči nezbytné pro trávení lipidů ve střevě;
Játra jsou jediným orgánem, ve kterém jsou syntetizována těla acetonu.
Úloha jater v metabolismu proteinů.
V játrech intenzivně probíhají reakce biosyntézy proteinů, které jsou nezbytné pro udržení vitální aktivity jak hepatocytů samotných, tak i potřeb organismu jako celku. Rovněž končí proces rozpadu bílkovin v těle (syntéza močoviny).
Aminokyseliny uvolňované v procesu trávení, které se dostávají do krevního oběhu portální žíly do jater, se používají pro:
· Syntéza plazmatických proteinů (albumin, různé globuliny, koagulační faktory),
· Tvorba α-ketokyselin transaminací nebo oxidační deaminací aminokyselin,
· Glukoneogeneze z glykogenních aminokyselin,
Ketogeneze z ketogenních aminokyselin,
· Syntéza mastných kyselin,
Aminokyseliny se používají pro energii, rozkládají se v cyklu trikarboxylové kyseliny.
Amoniak produkovaný v metabolismu aminokyselin v játrech, stejně jako NH3, vznikající v procesu rozpadu proteinů ve tlustém střevě, je přeměněn na močovinu v hepatocytech a je tak neutralizován.
Kreatin je syntetizován v játrech, které dodává do krevního oběhu pro další využití srdce a kosterních svalů.
Syntéza kreatinu probíhá ve dvou fázích: │
1. Guanidinová skupina argininu (NH.)2 - C = NH), s tvorbou guanidinoacetátu. Enzymem je arginylglycin transamináza. Tato reakce probíhá v ledvinách.
2. Z ledvin je guanidinoacetát transportován do jater, kde je metylován S-adenosylmethioninem (aktivní forma methioninu) - vzniká kreatin. Enzymem je guanidinoacetát transmethyláza.
COOH Arginyl Glycin CH2 - COOH
Játra procházejí metabolismem sacharidů, lipidů a proteinů
Játra, která jsou centrálním orgánem metabolismu, se podílejí na udržování metabolické homeostázy a jsou schopny provádět interakci metabolismu proteinů, tuků a sacharidů.
Některé "sloučeniny" metabolismu sacharidů a bílkovin jsou kyselina pyrohroznová, kyselina oxaloctová a kyselina a-ketoglutarová z TCAA, které mohou být přeměněny na alanin, aspartát a glutamát v transaminových reakcích. Podobným způsobem probíhá proces transformace aminokyselin na ketokyseliny.
Sacharidy jsou ještě více spojeny s metabolismem lipidů:
- Molekuly NADPH vytvořené v cestě fosforečnanu pentózy se používají k syntéze mastných kyselin a cholesterolu,
- glyceraldehydfosfát, také vytvořený v pentózové fosfátové dráze, je zahrnut do glykolýzy a přeměněn na dioxyaceton fosfát,
- glycerol-3-fosfát, vytvořený z glykolýzy dioxyacetonfosfátu, je odeslán k syntéze triacylglycerolů. Také pro tento účel může být použit glyceraldehyd-3-fosfát, syntetizovaný během strukturního přeskupení pentózové fosfátové dráhy,
- "Glukóza" a "aminokyselina" acetyl-SkoA je schopna se podílet na syntéze mastných kyselin a cholesterolu.
Vztah metabolismu proteinů, tuků a sacharidů
Výměna sacharidů
V hepatocytech jsou aktivní metabolické procesy sacharidů. Díky syntéze a rozpadu glykogenu si játra udržují koncentraci glukózy v krvi. Aktivní syntéza glykogenu nastává po jídle, kdy koncentrace glukózy v krvi portální žíly dosáhne 20 mmol / l. Zásoby glykogenu v játrech se pohybují od 30 do 100 g. Při krátkodobém hladovění dochází ke glykogenolýze, v případě dlouhodobého hladovění je hlavním zdrojem glukózy v krvi glukoneogeneze z aminokyselin a glycerolu.
Játra provádějí interkonverzi cukrů, tj. konverze hexóz (fruktóza, galaktóza) na glukózu.
Aktivní reakce pentózové fosfátové cesty zajišťují produkci NADPH, která je nezbytná pro mikrosomální oxidaci a syntézu mastných kyselin a cholesterolu z glukózy.
Výměna lipidů
Jestliže nadbytek glukózy, který není používán pro syntézu glykogenu a jiných syntéz, vstupuje do jater během jídla, promění se v lipidy - cholesterol a triacylglyceroly. Jelikož játra nemohou akumulovat TAG, odstraňují je lipoproteiny o velmi nízké hustotě (VLDL). Cholesterol se používá primárně pro syntézu žlučových kyselin, je také obsažen ve složení lipoproteinů s nízkou hustotou (LDL) a VLDL.
Za určitých podmínek - nalačno, prodloužená svalová zátěž, diabetes mellitus typ I, dieta bohatá na tuky - v játrech, je aktivována syntéza ketonových těl, používaných ve většině tkání jako alternativní zdroj energie.
Výměna proteinů
Více než polovina proteinu syntetizovaného za den v těle padá na játra. Rychlost obnovy všech jaterních proteinů je 7 dní, zatímco v jiných orgánech tato hodnota odpovídá 17 nebo více dnů. Patří mezi ně nejen proteiny vlastních hepatocytů, ale také proteiny pro export - albumin, mnoho globulinů, krevní enzymy, stejně jako fibrinogen a faktory srážení krve.
Aminokyseliny podléhají katabolickým reakcím s transaminací a deaminací, dekarboxylací s tvorbou biogenních aminů. Reakce syntézy cholinu a kreatinu probíhají v důsledku přenosu methylové skupiny z adenosylmethioninu. V játrech je likvidace přebytečného dusíku a jeho zahrnutí do složení močoviny.
Reakce syntézy močoviny úzce souvisí s cyklem trikarboxylové kyseliny.
Úzká interakce syntézy močoviny a TCA
Výměna pigmentů
Zapojení jater do metabolismu pigmentů spočívá v přeměně hydrofobního bilirubinu na hydrofilní formu a jeho vylučování do žluči.
Metabolismus pigmentů pak hraje důležitou roli v metabolismu železa v těle - feritinový protein obsahující železo se nachází v hepatocytech.
Vyhodnocení metabolické funkce
V klinické praxi existují techniky hodnocení konkrétní funkce:
Odhaduje se účast na metabolismu sacharidů:
- koncentrace glukózy v krvi
- podél křivky glukózového tolerančního testu,
- na křivce "cukru" po naložení galaktózy,
- největší hyperglykémie po podání hormonů (např. adrenalin).
Úloha v metabolismu lipidů je zvažována: t
- na úrovni krevních triacylglycerolů, cholesterolu, VLDL, LDL, HDL,
- aterogenní koeficient.
Je hodnocen metabolismus proteinů:
- o koncentraci celkového proteinu a jeho frakcí v séru, t
- z hlediska coagulogramu,
- pokud jde o močovinu v krvi a moči,
- o aktivitě enzymů AST a ALT, LDH-4,5, alkalické fosfatáze, glutamátdehydrogenáze.
Je hodnocen metabolismus pigmentů:
- koncentrace celkového a přímého bilirubinu v séru.
Zapojení jater do metabolismu proteinů
Údaje o porušování všech typů metabolismu u onemocnění jater jsou jistě informativní při vyšetřování pacientů, ale nevýhodou definice těchto ukazatelů, s výjimkou těch, které budou diskutovány níže, je to, že nejsou charakteristické pro rané stádia onemocnění, vzhledem k velké rezervní kapacitě orgánu.. Ostré metabolické poruchy jsou obvykle detekovány ve výšce onemocnění.
Mnohem více informativních ukazatelů aktivity řady enzymů a ukazatelů metabolismu pigmentů, které budou diskutovány níže. Včasná diagnostika onemocnění jater je důležitá nejen proto, že mají sklon se stát chronickými a často nevratnými, ale také z hlediska epidemiologických opatření, vzhledem k virové etiologii řady onemocnění.
Chcete-li pokračovat ve stahování, je třeba obrázek shromáždit:
ÚLOHA ŽIVOTA VE VÝMĚNĚ PROTEINU;
Játra hrají v metabolismu proteinů ústřední roli. Provádí následující hlavní funkce: syntéza specifických plazmatických proteinů; tvorbu močoviny a kyseliny močové; syntézu cholinu a kreatinu; transaminace a deaminace
aminokyseliny, které jsou velmi důležité pro vzájemnou transformaci aminokyselin, jakož i pro proces glukoneogeneze a tvorbu ketonových těl. Všechny plazmy albuminu 1, 75 - 90% o-globulinů a 50% (3-globuliny jsou syntetizovány hepatocyty. Pouze globuliny nejsou produkovány hepatocyty, ale makrofágovým systémem, který zahrnuje retikuloendoteliální buňky (Kupferovy buňky). Játra jsou jediným orgánem, kde jsou tyto důležité proteiny pro tělo syntetizovány jako protrombin, fibrinogen, prokonvertin a proaccelerin.
V souvislosti s výše uvedenými skutečnostmi je u nemocných jater často určováno stanovení frakčního složení plazmatických proteinů (nebo séra) krve jak diagnostickými, tak prognostickými termíny. Je známo, že patologický proces v hepatocytech dramaticky snižuje jejich syntetické schopnosti; Výsledkem je, že obsah albuminu v krevní plazmě prudce klesá, což může vést k poklesu onkotického tlaku krevní plazmy, vzniku edému a následně ascitu. Je třeba poznamenat, že s cirhózou jater, vyskytující se s příznaky ascites, je obsah albuminu v krevním séru o 20% nižší než u cirhózy bez ascitu.
Porušení syntézy řady proteinových faktorů systému srážení krve při závažných onemocněních jater může vést k hemoragickým příhodám.
S poškozením jater je také narušen proces deaminace aminokyselin, což vede ke zvýšení jejich koncentrace v krvi a moči. Pokud je tedy normální obsah dusíku v aminokyselinách v séru asi 2,9 - 4,3 mmol / l, pak se u závažných onemocnění jater (atrofických procesů) tato hodnota zvyšuje na 21 mmol / l, což vede k aminoacidurii. Například v případě akutní atrofie jater může obsah tyrosinu v denním množství moči dosáhnout 2 g (rychlostí 0,02 - 0,05 g / den).
V těle se tvorba močoviny vyskytuje hlavně v játrech. Syntéza močoviny je spojena s výdajem poměrně významného množství energie (3 molekuly ATP jsou spotřebovány pro tvorbu 1 molekuly močoviny). Při onemocnění jater, kdy je množství ATP v hepatocytech sníženo, je narušena syntéza močoviny. V těchto případech je indikativní stanovení poměru dusíku močoviny k dusíku aminoskupiny v séru. Normálně je tento poměr 2: 1 a při těžkém poškození jater se stává 1: 1.
Velká část kyseliny močové u lidí je také tvořena v játrech, kde hodně enzymu xanthin oxidase, s jehož účastí hydroxypurine (hypoxanthine a xanthine) být přeměněn na kyselinu močovou. Nesmíme zapomenout na úlohu jater při syntéze kreatinu. Existují dva zdroje, které určují přítomnost kreatinu v těle. Existuje exogenní kreatin, tj. Kreatin v potravinářských výrobcích (maso, játra atd.) A endogenní kreatin, který je syntetizován ve tkáních. K syntéze kreatinu dochází hlavně v játrech (viz kapitola 11), odkud vstupuje do svalové tkáně krevním oběhem. Zde se kreatin, fosforylovaný, přeměňuje na kreatin fosfát a z nich se tvoří kreatinin.
Detoxikace různých látek v játrech
Cizí látky (xenobiotika) v játrech se často proměňují v méně toxické a někdy lhostejné látky. Je zřejmé, že v tomto smyslu lze hovořit o „neutralizaci“ v játrech. K tomu dochází oxidací, redukcí, methylací, acetylací a konjugací s určitými látkami. Je třeba poznamenat, že v játrech se oxidace, redukce a hydrolýza cizích sloučenin provádí převážně mikrozomálními enzymy.
Spolu s mikrosomem (viz kapitola 8) existuje také peroxizomální oxidace v játrech. Peroxizomy - mikrobody nalezené v hepatocytech; mohou být považovány za specializované oxidační organely. Tyto mikroorganismy obsahují oxidázu kyseliny močové, oxidázu laktátu, oxidázu D-aminokyseliny a katalázu. Ten katalyzuje štěpení peroxidu vodíku, který vzniká při působení těchto oxydáz, a tedy název těchto mikroorganismů, peroxizomů. Peroxizomální oxidace, stejně jako mikrosomální, není doprovázena tvorbou makroergických vazeb.
„Ochranné“ syntézy jsou také široce zastoupeny v játrech, například syntéze močoviny, v důsledku čehož je vysoce toxický amoniak neutralizován. V důsledku hnilobných procesů probíhajících ve střevě se z tyrosinu tvoří fenol a krezol a z tryptofanu skatol a indol. Tyto látky jsou absorbovány as průtokem krve do jater, kde jsou neutralizovány tvorbou párovaných sloučenin s kyselinou sírovou nebo glukuronovou (viz kapitola 11).
Neutralizace fenolu, kresolu, skatolu a indolu v játrech vzniká v důsledku interakce těchto sloučenin s volnými kyselinami sírovou a glukuronovou, ale s jejich takzvanými aktivními formami: FAPS a UDPC '.
Kyselina glukuronová se podílí nejen na neutralizaci hnilobných produktů bílkovinných látek vytvořených ve střevě, ale také na vazbě řady dalších toxických sloučenin vznikajících v procesu metabolismu ve tkáních. Zvláště volný, nebo nepřímý bilirubin, který je vysoce toxický, interaguje s kyselinou glukuronovou v játrech a tvoří mono- a diglukonický bilirubin. Normální metabolit je kyselina hippurová, která vzniká v játrech z kyseliny benzoové a glycinu.
Vzhledem k tomu, že syntéza kyseliny hippurové u lidí se vyskytuje převážně v játrech, v klinické praxi je často dostačující testovat antitoxickou funkci jater pomocí testu Quick-Pytel (s normální funkční schopností ledvin). Zkouška spočívá v naplnění benzoátu sodného, po kterém následuje stanovení vytvořené kyseliny hippurové v moči. Při parenchymálním poškození jater se redukuje syntéza kyseliny hippurové.
V játrech jsou široce zastoupeny metylační procesy. Před vylučováním moči je tedy amid kyseliny nikotinové (vitamín PP) methylován v játrech; v důsledku toho se vytvoří N-methylnikotinamid. Spolu s methylací probíhají intenzivně acetylační procesy 2. Zejména různé sulfanilamidové přípravky podléhají acetylaci v játrech.
Příkladem neutralizace toxických produktů v játrech redukcí je přeměna nitrobenzenu na para-aminofenol. Mnoho aromatických uhlovodíků se neutralizuje oxidací za vzniku odpovídajících karboxylových kyselin.
Játra se také aktivně podílejí na inaktivaci různých hormonů. V důsledku pronikání hormonů krevním oběhem do jater se jejich aktivita ve většině případů prudce snižuje nebo je zcela ztracena. Steroidní hormony, které procházejí mikrosomální oxidací, jsou tedy inaktivovány, poté se mění na odpovídající glukuronidy a sulfáty. Pod vlivem aminoxidáz jsou katecholaminy oxidovány v játrech atd.
Z výše uvedených příkladů je zřejmé, že játra jsou schopna inaktivovat řadu silných fyziologických a cizích (včetně toxických) látek.
Úloha jater v metabolismu pigmentů
Zvažte pouze hemochromogenní pigmenty, které vznikají v těle během rozpadu hemoglobinu (v mnohem menší míře během rozpadu myoglobinu, cytochromu atd.). Rozpad hemoglobinu probíhá v buňkách makrofágů; zejména v retelloendotheliocytech stelátu, stejně jako v histiocytech pojivové tkáně jakéhokoliv orgánu.
Jak již bylo uvedeno (viz kapitola 12), počáteční fáze rozpadu hemoglobinu je rozbitím jednoho metinového můstku za vzniku verdoglobinu. Dále se atom železa a protein globinu oddělí od molekuly verdoglobin. Výsledkem je vytvoření biliverdinu, což je řetězec čtyř pyrrólových kruhů spojených metanovými můstky. Pak se biliverdin, zotavující, promění v bilirubin - pigment vylučovaný žlučí, a proto se nazývá žlučový pigment. Výsledný bilirubin se nazývá nepřímý (nekonjugovaný) bilirubin. Je nerozpustný ve vodě, poskytuje nepřímou reakci s diazoreaktivní, to znamená, že reakce se získá pouze po předběžné úpravě alkoholem.
V játrech se bilirubin váže (konjuguje) s kyselinou glukuronovou. Tato reakce je katalyzována enzymem UDP-glukuronyltransferázou. V tomto případě kyselina glukuronová reaguje v aktivní formě, tj. Ve formě UDHP. Výsledný bilirubinový glukuronid se nazývá přímý bilirubin (konjugovaný bilirubin). Je rozpustný ve vodě a poskytuje přímou reakci s diazoreaktivní. Většina bilirubinu se váže na dvě molekuly kyseliny glukuronové, což tvoří diglukuronid bilirubin:
Vznikl v játrech, přímý bilirubin spolu s velmi malou částí nepřímého bilirubinu se vylučuje žlučem do žluče do tenkého střeva. Kyselina glukuronová je zde štěpena z přímého bilirubinu a je redukována postupnou tvorbou mezobilubinu a mezobilinogenu (urobilinogen). Předpokládá se, že přibližně 10% bilirubinu je navráceno do mesobliogenogenu na cestě do tenkého střeva, tj. V extrahepatickém žlučovém traktu a žlučníku. Z tenkého střeva se část vytvořeného mesobliogenogenu (urobilinogen) resorbuje střevní stěnou do v. portae a průtok krve se přenáší do jater, kde se zcela rozštěpí na di- a tripyrroly. Mezosygen tedy nevstoupí do celkové cirkulace krve a moči.
Hlavní množství mezobilinogenu z tenkého střeva vstupuje do tlustého střeva, kde se redukuje na stercobilinogen za účasti anaerobního
mikroflóry. Stercobilinogen vytvořený v dolních částech tlustého střeva (hlavně v konečníku) je oxidován na stercobilin a vylučován stolicí. Pouze malá část stercobilinogenu je absorbována v dolních částech tlustého střeva do systému dolní duté žíly (nejprve vstupuje do vv. Haemorrhoidalis) a je následně vylučována močí ledvinami. Proto v normální lidské moči obsahuje stopy sterkobilinogenu (denně se vylučuje močí do 4 mg). Bohužel, až donedávna v klinické praxi, stercobilinogen, obsažený v normální moči, se nadále nazývá urobilinogen. To je nesprávné. Na Obr. 15.2 schematicky znázorňuje způsoby tvorby urobilinogenních těl v lidském těle.
Stanovení obsahu celkového bilirubinu a jeho frakcí, stejně jako urobilinogenních těl, v klinice je důležité v diferenciální diagnostice žlouten různých etiologií. Při hemolyticežlutáHyperbilirubinémie se vyskytuje především v důsledku tvorby nepřímého bilirubinu. Díky zvýšené hemolýze se intenzivně tvoří v buňkách makrofágového systému před rozpadem hemoglobinu. Játra nejsou schopna tvořit tak velký počet bilirubinových glukuronidů, což vede k hromadění nepřímého bilirubinu v krvi a tkáních (Obr. 15.3). Je známo, že nepřímý bilirubin neprochází renálním prahem, proto bilirubin v moči s hemolytickou žloutenkou obvykle není detekován.
S jaterní žloutenkou dochází k destrukci jaterních buněk, je narušeno vylučování přímého bilirubinu do žlučových kapilár a vstupuje do krevního oběhu, jeho obsah se významně zvyšuje. Navíc schopnost jaterních buněk syntetizovat bilirubin-glukuronidy se snižuje; v důsledku toho se také zvyšuje množství nepřímého bilirubinu v séru. Porážka hepatocytů je doprovázena porušením jejich schopnosti zničit
di- a tripyrroly mezobilinogen nasáklý z tenkého střeva. Ten vstupuje do systémové cirkulace a vylučuje se ledvinami močí.
Obstrukční žloutenka narušuje vylučování žlučových cest, což vede k prudkému zvýšení obsahu přímého bilirubinu v krvi. Koncentrace nepřímého bilirubinu se v krvi mírně zvyšuje. Obsah sterkobilogenu (stercobilin) ve stolici prudce klesá. Plný obchuratsiya žlučovodu doprovázený nedostatkem žlučových pigmentů ve výkalech (acholic židle). Charakteristické změny laboratorních parametrů metabolismu pigmentů v různých žloutenkach jsou uvedeny v tabulce. 15.2.
N-Norm: | - zvýšena; | - snížené; f je stanoveno; 0- není definováno.
Žluč - tekuté tajemství žlutohnědé barvy, oddělené jaterními buňkami. Osoba produkuje 500-700 ml žluči denně (10 ml na 1 kg tělesné hmotnosti). Tvorba žluče probíhá nepřetržitě, i když intenzita tohoto procesu během dne prudce kolísá. Mimo trávení, játra žluč vstoupí do žlučníku, kde to hustí jako výsledek absorpce vody a electrolytes. Relativní hustota jaterní žluč je 1,01 a cystická žluč 1,04. Koncentrace hlavních složek cystické žluči je 5–10krát vyšší než v játrech (Tabulka 15.3).
Tabulka 15.3. Obsah hlavních složek lidské žluč
Fyziologie_Phechen_metabolismus
Hlavní funkce jater
Zapojení jater do metabolismu proteinů
Úloha jater v metabolismu sacharidů
Úloha jater v metabolismu lipidů
Játra v metabolismu vody a soli
Úloha jater v metabolismu ptáků
Odkazy
Játra hrají obrovskou roli v trávení a metabolismu. Všechny látky absorbované do krve musí vstoupit do jater a podstoupit metabolické transformace. V játrech jsou syntetizovány různé organické látky: proteiny, glykogen, tuky, fosfatidy a další sloučeniny. Krev se dostává do jaterní tepny a portální žíly. Navíc 80% krve pocházející z břišních orgánů prochází portální žílou a pouze 20% jaterní tepnou. Krev proudí z jater přes jaterní žílu.
Pro studium funkce jater používají angiostamickou metodu, fistulu Ekka - Pavlov, pomocí které studují biochemické složení přítoku a proudění za použití metody katetrizace cév v portálovém systému vyvinuté A. Alievem.
Játra hrají významnou roli v metabolismu proteinů. Z aminokyselin pocházejících z krve se tvoří bílkoviny v játrech. Vytváří fibrinogen, protrombin, který plní důležité funkce při srážení krve. Probíhají zde procesy přeskupování aminokyselin: deaminace, transaminace, dekarboxylace.
Játra jsou ústředním místem pro neutralizaci jedovatých produktů metabolismu dusíku, především amoniaku, který je přeměněn na močovinu nebo jde na tvorbu amidů kyselin, nukleové kyseliny se štěpí v játrech, oxidace purinových bází a tvorba konečného produktu jejich metabolismu, kyseliny močové. Látky (indol, skatol, krezol, fenol), přicházející z tlustého střeva, kombinované s kyselinou sírovou a glukuronovou, se převádějí na ether-kyselinu sírovou. Odstranění jater z těla zvířat vede k jejich smrti. Přichází zřejmě kvůli hromadění amoniaku a jiných toxických meziproduktů metabolismu dusíku v krvi. [1.]
Hlavní roli hrají játra v metabolismu sacharidů. Glukóza, přivedená ze střeva přes portální žílu, je přeměněna na glykogen v játrech. Vzhledem ke svým vysokým zásobám glykogenu slouží játra jako hlavní uhlohydrátové tělísko. Glykogenní funkce jater je zajištěna působením řady enzymů a je regulována centrálním nervovým systémem a 1 hormony - adrenalinem, inzulínem, glukagonem. V případě zvýšené potřeby organismu u cukru, například při zvýšené svalové práci nebo nalačno, se glykogen působením enzymu fosforylázy přeměňuje na glukózu a vstupuje do krve. Játra tak regulují stálost glukózy v krvi a normální zásobování orgánů a tkání.
V játrech dochází k nejdůležitější transformaci mastných kyselin, ze které se syntetizují tuky, charakteristické pro tento typ živočichů. Při působení enzymu lipázy se tuky rozkládají na mastné kyseliny a glycerol. Osud glycerolu je podobný osudu glukózy. Jeho transformace začíná účastí ATP a končí rozkladem na kyselinu mléčnou, následovanou oxidací na oxid uhličitý a vodu. V případě potřeby mohou játra syntetizovat glykogen z kyseliny mléčné.
Játra také syntetizují tuky a fosfatidy, které vstupují do krevního oběhu a jsou transportovány po celém těle. To hraje významnou roli v syntéze cholesterolu a jeho esterů. S oxidací cholesterolu v játrech se tvoří žlučové kyseliny, které jsou vylučovány žlučí a účastní se procesů trávení.
Játra se podílejí na metabolismu vitamínů rozpustných v tucích, jsou hlavním depotem retinolu a jeho provitamin - karotenu. Je schopen syntetizovat kyanokobalamin.
Játra mohou zadržet přebytečnou vodu sama o sobě a tak zabraňují ředění krve: obsahuje zásobu minerálních solí a vitamínů, podílí se na metabolismu pigmentů.
Játra plní bariérovou funkci. Jsou-li do ní vloženy nějaké patogenní mikroby s krví, jsou jimi podrobeny dezinfekci. Tato funkce se provádí stelátovými buňkami umístěnými ve stěnách krevních kapilár, které snižují hladiny jaterních lobulů. Zachytáváním jedovatých sloučenin se stelátové buňky ve spojení s jaterními buňkami dezinfikují. V případě potřeby se stelátové buňky vynoří ze stěn kapilár a volně se pohybují a plní svou funkci. [6.]
Kromě toho mohou játra přenést olovo, rtuť, arsen a další toxické látky do netoxických látek.
Játra jsou hlavním sacharidovým depotem těla a regulují stálost glukózy v krvi. Obsahuje minerály a vitamíny. Je to krevní sklad, produkuje žluč, která je nezbytná pro trávení.
Hlavní funkce jater.
Podle různých funkcí jater může být nazývána bez nadsázky hlavní biochemickou laboratoří lidského těla. Játra jsou důležitým orgánem, bez něhož nemohou existovat ani zvířata, ani člověk.
Hlavní funkce jater jsou: t
1. Účast na trávení (tvorba a vylučování žluči): játra produkují žluč, která vstupuje do dvanácterníku. Žluč se podílí na trávení střev, pomáhá neutralizovat kyselé vlákniny přicházející ze žaludku, rozkládá tuky a podporuje jejich vstřebávání, má stimulační účinek na pohyblivost tlustého střeva. Během dne produkují játra až 1-1,5 litru žluči.
2. Bariérová funkce: játra neutralizují toxické látky, mikroby, bakterie a viry přicházející z krve a lymfy. Také v játrech jsou rozbité chemikálie, včetně léků.
3. Účast na metabolismu: všechny živiny absorbované do krve z trávicího traktu, produkty trávení sacharidů, bílkovin a tuků, minerálů a vitamínů, procházejí játry a jsou v nich zpracovávány. Současně se část aminokyselin (fragmenty bílkovin) a část tuků přemění na sacharidy, proto jsou játra největším „depotem“ glykogenu v těle. Syntetizuje bílkoviny krevní plazmy - globuliny a albumin, jakož i reakci transformace aminokyselin. Ketonová těla (produkty metabolismu mastných kyselin) a cholesterol jsou také syntetizovány v játrech. [2.]
V důsledku toho můžeme říci, že játra jsou jakýmsi skladištěm živin těla, stejně jako chemická továrna, „zabudovaná“ mezi oběma systémy - trávení a krevní oběh. Zhoršení činnosti tohoto komplexního mechanismu je příčinou četných onemocnění zažívacího traktu, kardiovaskulárního systému, zejména srdce. Existuje nejbližší spojení trávicího systému, jater a krevního oběhu.
Játra se podílejí na téměř všech typech metabolismu: protein, lipid, sacharid, voda-minerál, pigment.
Zapojení jater do metabolismu proteinů:
Vyznačuje se tím, že aktivně postupuje se syntézou a rozkladem proteinů, které jsou pro organismus důležité. Denně se v játrech syntetizuje asi 13-18 g proteinů. Z nich se tvoří pouze albumin, fibrinogen, protrombin a játra. Kromě toho se zde syntetizuje až 90% alfa-globulinů a asi 50% gama-globulinů v těle. V tomto ohledu onemocnění jater v ní buď snižují syntézu bílkovin, což vede ke snížení množství krevních bílkovin, nebo dochází k tvorbě bílkovin se změněnými fyzikálně-chemickými vlastnostmi, což vede ke snížení koloidní stability krevních bílkovin a je jednodušší než normální. v sedimentu působením srážecích činidel (soli kovů alkalických kovů a kovů alkalických zemin, thymolu, chloridu rtuťnatého atd.). Je možné detekovat změny v množství nebo vlastnostech proteinů pomocí testů koloidní rezistence nebo sedimentárních vzorků, mezi nimiž se často používají vzorky Veltman, thymol a sublima. [6; 1.]
Játra jsou hlavním místem syntézy proteinů, což zajišťuje proces srážení krve (fibrinogen, protrombin, atd.). Porušení jejich syntézy, stejně jako nedostatek vitaminu K, který se vyvíjí v důsledku porušení žlučové sekrece a vylučování žlučových cest, vede k hemoragickým příhodám.
Procesy transformace aminokyselin (transaminace, deaminace atd.), Které se aktivně vyskytují v játrech během těžkých lézí, se významně mění, což je charakterizováno zvýšením koncentrace volných aminokyselin v krvi a jejich vylučováním v moči (hyperaminoacidurie). Krystaly leucinu a tyrosinu lze nalézt také v moči.
Tvorba močoviny se vyskytuje pouze v játrech a porušení funkcí hepatocytů vede ke zvýšení jejího množství v krvi, což má negativní vliv na celé tělo a může se projevit například jaterní kóma, což často vede k úmrtí pacienta.
Metabolické procesy probíhající v játrech jsou katalyzovány různými enzymy, které v případě onemocnění vstupují do krve a vstupují do moči. Je důležité, aby k uvolňování enzymů z buněk docházelo nejen při jejich poškození, ale také při porušení permeability buněčných membrán, ke kterému dochází v počátečním období onemocnění, a proto je měnící se enzymové spektrum jedním z nejdůležitějších diagnostických ukazatelů pro posouzení stavu pacienta v preklinickém období. Například v případě Botkinovy choroby bylo pozorováno zvýšení krevní aktivity AlTA, LDH a AsTA v období před žloutenkou a na křivici bylo pozorováno zvýšení hladiny alkalické fosfatázy.
Játra mají pro tělo nezbytnou antitoxickou funkci. Zde dochází k neutralizaci takových škodlivých látek, jako je indol, skatol, fenol, kadaverin, bilirubin, amoniak, produkty metabolismu steroidních hormonů atd. Způsoby neutralizace toxických látek jsou různé: amoniak je přeměněn na močovinu; indol, fenol, bilirubin a další tvoří sloučeniny, které jsou pro tělo neškodné kyselinou sírovou nebo glukuronovou, které se vylučují močí. [5.]
Úloha jater v metabolismu sacharidů:
je primárně určován jeho účastí na procesech syntézy a rozkladu glykogenu. Má velký význam pro regulaci hladin glukózy v krvi. Navíc interkonverzní procesy monosacharidů aktivně probíhají v játrech. Galaktóza a fruktóza jsou přeměněny na glukózu a glukóza může být zdrojem syntézy fruktózy.
K procesu glukoneogeneze dochází také v játrech, ve kterých se tvoří glukóza z nekarbohydrátových látek - kyseliny mléčné, glycerolu a glykogenních aminokyselin. Játra se podílejí na regulaci metabolismu sacharidů kontrolou hladiny inzulínu v krvi, protože játra obsahují enzym inzulinázu, který v závislosti na potřebách těla rozkládá inzulín.
Energetické potřeby jater samotného jsou splněny rozpadem glukózy, nejprve podél anaerobní cesty s tvorbou laktátu, a zadruhé podél peptidické dráhy. Význam těchto procesů není jen tvorba NADPH2 pro různé biosyntézy, ale také schopnost použití produktů rozkladu sacharidů jako výchozích látek pro různé metabolické procesy [1; 5; 6.]
hlavní roli hrají parenchymální jaterní buňky. Procesy biosyntézy cholesterolu, žlučových kyselin, tvorby plazmových fosfolipidů, ketonových těl a lipoproteinů probíhají přímo v hepatocytech. Na druhé straně játra řídí metabolismus lipidů v celém organismu. Ačkoli triacylglyceroly tvoří pouze 1% z celkové hmotnosti jater, je to přesně to, co reguluje procesy syntézy a transportu mastných kyselin v těle. V játrech se dodává velké množství lipidů, které jsou „tříděny“ podle potřeb orgánů a tkání. Současně se může v některých případech zvýšit jejich rozklad na konečné produkty, zatímco v jiných kyselinách žlučových kyselin může jít o syntézu fosfolipidů a může být transportován krví do buněk, kde jsou nezbytné pro tvorbu membrán, nebo lipoproteiny, které mohou být transportovány do buněk, které postrádají energii, atd.
Shrnutí role jater v metabolismu lipidů je tedy možné poznamenat, že používá lipidy pro potřeby hepatocytů a také plní funkci monitorování stavu metabolismu lipidů v těle. [5.]
Stejně důležité je metabolismus jater a vody. Jedná se tedy o zásobu krve, a proto může extracelulární tekutina akumulovat až 20% celkového objemu krve. Navíc u některých minerálních látek slouží játra jako místo akumulace a skladování. Patří mezi ně sodík, hořčík, mangan, měď, železo atd. Játra syntetizují bílkoviny, které transportují minerály skrze krev: transferin, ceruloplasmin atd. Játra jsou místem inaktivace hormonů, které regulují metabolismus vody a minerálů (aldosteron vazopresin).
Z toho všeho je jasné, proč se játra nazývají „biochemickou laboratoří“ organismu a narušení jeho činnosti ovlivňuje jeho různé funkce. [6.]
Úloha jater v metabolismu ptáků.
U zvířat i ptáků je játry ústředním orgánem zodpovědným za metabolické procesy v celém těle. Mnozí odborníci ji nazývají největší "žlázou" zvířat a ptáků. V játrech, žluči a mnoha životně důležitých bílkovin jsou produkovány, je zapojen do zásobování těla s mnoha živin (přes oběhový systém). Zde se biotransformace většiny extrémně toxických látek dostává do organismu s jídlem. Taková biotransformace zahrnuje přeměnu toxických chemických látek na nové látky, které již nejsou pro tělo nebezpečné a lze z nich snadno odstranit. Játra jsou schopna obnovit své vlastní nemocné buňky, regenerovat je nebo je nahradit, přičemž si zachovávají své funkce v relativním pořadí.
Játra jsou největší "žláza" těla ptáka, s využitím nejdůležitějších funkcí v hlavním metabolismu. Tyto funkce jsou nejrozmanitější a jsou způsobeny vlastnostmi jaterních buněk, které tvoří anatomickou a fyziologickou jednotu organismu. V biochemickém aspektu jsou nejdůležitější funkce jater spojené s tvorbou, složením a úlohou žluči, stejně jako s různými metabolickými změnami. Vylučování žluči u ptáků je 1 ml / h. Složení žluči ptáků zahrnuje hlavně kyselinu taurohenodesoxyclic v nepřítomnosti kyseliny deoxycholové. Fungování jater ptáků se do jisté míry liší od fungování jater savců. Zejména tvorba močoviny je výraznou funkcí jater u savců, zatímco u ptáků je hlavním zdrojem metabolismu dusíku kyselina močová.
V játrech ptáků dochází k aktivní syntéze plazmatických proteinů. Sérum albumin, fibrinogen,? - a? globuliny jsou syntetizovány v drůbežích játrech a představují přibližně polovinu proteinů syntetizovaných tímto orgánem. Poločas albuminu je 7 dní, pro globuliny -10 dnů. V játrech je syntéza a rozpad plazmatických proteinů, které jsou používány jako zdroj aminokyselin pro následné různé tkáňové syntézy.
Tělo kuřat téměř není schopno syntetizovat glycin. Použití glycinu při syntéze purinových bází, struktura drahokamů je hlavním důvodem vysoké potřeby ptáků pro tuto kyselinu. U savců je přibližně 50% argininu poskytováno syntézou v játrech, zatímco u ptáků se to nevyskytuje. Ptáci mají výraznou schopnost transaminizačních reakcí zahrnujících aktivní dehydrogenázu kyseliny glutamové. V metabolismu lipidů ptáků je játra identifikována jako hlavní místo lipogeneze. Koncentrace kyseliny α-hydroximální v játrech ptáků je 5krát vyšší než v játrech savců, což ukazuje na aktivitu oxidačních procesů v tomto orgánu. Kombinace vysokého stupně? - oxidace a lipogeneze mastných kyselin poskytuje mechanismy pro řízení množství mastných kyselin, které jdou k syntéze lipoproteinů s velmi nízkou hustotou. Metabolická aktivita jater je extrémně vysoká u ptáků během snáškového období, kdy množství syntetizovaného tuku během roku je téměř přesně tělesná hmotnost ptáka. U brojlerů může hmota tukové tkáně dosáhnout 18% tělesné hmotnosti.
Játra mají obrovskou schopnost ukládat glykogen. Obsah glykogenu v játrech se liší v závislosti na obsahu sacharidů v krmivu pro drůbež.
Nejběžnější patologií tohoto orgánu je postupná „obezita“ jeho buněk, která vede k rozvoji nemoci v průběhu času, kterou veterináři nazývají mastnou degenerací jater. Důvodem je obvykle dlouhodobý účinek buněčných toxinů, účinných léků, vakcín, kokcidiostatik atd., Které vyžadují maximální stres z jater, stejně jako nesprávné nebo špatně vyvážené krmení. To vše je zpravidla doprovázeno fyzickou nečinností ptáků a zvířat, zejména s buněčným obsahem. [4; 6.]
Odkazy:
1. Lysov VF, Maksimov VI: Fyziologie a etologie zvířat; Ed.: MOSKVA, 2012, 605s.
2. Fyziologie. Základy a funkční systémy. Ed. Sudakova K.V.; Novosibirsk, 2000, 784с.
3. Skalny AV: Chemické prvky v lidské fyziologii a ekologii: Toolkit; Rostov-na-Don, 2004, 216s.
4. Článek: Zvláštnosti metabolismu u ptáků: autor není znám; Petrohrad, 2001.
Článek: Úloha jater v metabolismu: autor není znám; Moskva, 2006.
6. VV Rogozhin: Biochemie zvířat; Ed.: MOSCOW, 2005.
Zapojení jater do metabolismu proteinů
Bez účasti jater v metabolismu bílkovin, tělo nemůže dělat více než několik dní, pak smrt nastane. Mezi nejdůležitější funkce jater v metabolismu proteinů patří následující.
1. Deaminace aminokyselin.
2. Tvorba močoviny a regenerace amoniaku z tělních tekutin.
3. Tvorba plazmatických proteinů.
4. Vzájemná transformace různých aminokyselin a syntéza aminokyselin z jiných sloučenin.
Pre-deaminace aminokyselin je nezbytná pro jejich použití při výrobě energie a přeměně na sacharidy a tuky. Deaminace se také provádí v malých množstvích v jiných tkáních těla, zejména v ledvinách, ale z hlediska důležitosti nejsou tyto procesy srovnatelné s deaminací aminokyselin v játrech.
Tvorba močoviny v játrech pomáhá extrahovat amoniak z tělních tekutin. Velké množství amoniaku se tvoří v procesu deaminace aminokyselin, další množství je neustále tvořeno bakteriemi ve střevě a je absorbováno do krve. V tomto ohledu, pokud není močovina vytvořena v játrech, koncentrace amoniaku v krevní plazmě se rychle zvyšuje, což vede k jaterní komatu a smrti. I v případě prudkého poklesu průtoku krve játry, k němuž dochází někdy v důsledku vzniku shuntu mezi portálem a dutou žílou, se obsah amoniaku v krvi dramaticky zvyšuje s vytvořením podmínek pro toxikózu.
Všechny hlavní plazmatické proteiny, s výjimkou některých gama globulinů, jsou tvořeny jaterními buňkami. Jejich počet je přibližně 90% všech plazmatických proteinů. Zbývající gama globuliny jsou protilátky tvořené hlavně lymfoidními plazmatickými buňkami. Maximální rychlost tvorby proteinů v játrech je 15-50 g / den, takže pokud tělo ztrácí asi polovinu plazmatických proteinů, jejich množství může být obnoveno během 1-2 týdnů.
Je třeba mít na paměti, že deplece plazmatických proteinů je příčinou rychlého nástupu mitotického dělení hepatocytů a zvýšení velikosti jater. Tento účinek je kombinován s uvolňováním proteinů krevní plazmy játry, které pokračují, dokud se koncentrace proteinů v krvi nevrátí k normálním hodnotám. Při chronických onemocněních jater (včetně cirhózy) může hladina proteinů v krvi, zejména albuminu, klesnout na velmi nízké hodnoty, což je příčinou vzniku generalizovaného edému a ascitu.
Mezi nejdůležitější funkce jater patří schopnost syntetizovat některé aminokyseliny spolu s chemickými sloučeninami, které zahrnují aminokyseliny. Například v játrech jsou syntetizovány tzv. Esenciální aminokyseliny. V procesu takové syntézy jsou zahrnuty ketokyseliny, které mají podobnou chemickou strukturu jako aminokyseliny (s výjimkou kyslíku v poloze keto). Amino radikály procházejí několika fázemi transaminace, pohybující se od aminokyselin přítomných v keto kyselině na místo kyslíku v poloze keto.
Biochemie jater
Téma: "ŽIVÁ BIOCHEMIE"
1. Chemické složení jater: obsah glykogenu, lipidů, proteinů, minerálního složení.
2. Úloha jater v metabolismu sacharidů: udržování konstantní koncentrace glukózy, syntéza a mobilizace glykogenu, glukoneogeneze, hlavní způsoby konverze glukózy-6-fosfátu, interkonverze monosacharidů.
3. Úloha jater v metabolismu lipidů: syntéza vyšších mastných kyselin, acylglycerolů, fosfolipidů, cholesterolu, ketonů, syntéza a metabolismus lipoproteinů, koncept lipotropního účinku a lipotropních faktorů.
4. Úloha jater v metabolismu proteinů: syntéza specifických plazmatických proteinů, tvorba močoviny a kyseliny močové, cholin, kreatin, interkonverze keto kyselin a aminokyselin.
5. Metabolismus alkoholu v játrech, tuková degenerace jater se zneužíváním alkoholu.
6. Neutralizační funkce jater: stádia (fáze) neutralizace toxických látek v játrech.
7. Výměna bilirubinu v játrech. Změny v obsahu žlučových pigmentů v krvi, moči a výkalech v různých typech žloutenky (adhmatická, parenchymální, obstrukční).
8. Chemické složení žluči a její role; faktory, které přispívají k tvorbě žlučových kamenů.
31.1. Funkce jater.
Játra jsou jedinečným orgánem v metabolismu. Každá jaterní buňka obsahuje několik tisíc enzymů katalyzujících reakce mnoha metabolických drah. Proto játra provádí v těle řadu metabolických funkcí. Nejdůležitější z nich jsou:
- biosyntéza látek, které fungují nebo se používají v jiných orgánech. Tyto látky zahrnují plazmatické proteiny, glukózu, lipidy, ketony a mnoho dalších sloučenin;
- biosyntéza konečného produktu metabolismu dusíku v těle - močovina;
- účast v procesech trávení - syntéza žlučových kyselin, tvorba a vylučování žluče;
- biotransformace (modifikace a konjugace) endogenních metabolitů, léčiv a jedů;
- vylučování některých metabolických produktů (žlučových pigmentů, nadbytečného cholesterolu, neutralizačních produktů).
31.2. Úloha jater v metabolismu sacharidů.
Hlavní úlohou jater v metabolismu sacharidů je udržení konstantní hladiny glukózy v krvi. Toho je dosaženo regulací poměru tvorby a využití glukózy v játrech.
Jaterní buňky obsahují enzym glukokinázu, který katalyzuje fosforylační reakci glukózy s tvorbou glukóza-6-fosfátu. Glukóza-6-fosfát je klíčovým metabolitem metabolismu sacharidů; Hlavní způsoby jeho transformace jsou uvedeny na obr. 1. Obr.
31.2.1. Způsoby využití glukózy. Po jídle velké množství glukózy vstupuje do jater přes portální žílu. Tato glukóza se používá primárně pro syntézu glykogenu (reakční schéma je znázorněno na obrázku 2). Obsah glykogenu v játrech zdravých lidí se obvykle pohybuje od 2 do 8% hmotnosti tohoto orgánu.
Glykolýza a pentózová fosfátová cesta oxidace glukózy v játrech slouží především jako dodavatelé prekurzorových metabolitů pro biosyntézu aminokyselin, mastných kyselin, glycerolu a nukleotidů. V menší míře jsou oxidační cesty konverze glukózy v játrech zdrojem energie pro biosyntetické procesy.
Obrázek 1. Hlavní cesty konverze glukózy-6-fosfátu v játrech. Čísla označují: 1 - fosforylaci glukózy; 2 - hydrolýza glukóza-6-fosfátu; 3 - syntéza glykogenu; 4 - mobilizace glykogenu; 5 - pentózová fosfátová cesta; 6 - glykolýza; 7 - glukoneogeneze.
Obrázek 2. Schéma reakcí syntézy glykogenu v játrech.
Obrázek 3. Schéma mobilizačních reakcí glykogenu v játrech.
31.2.2. Způsoby tvorby glukózy. V některých podmínkách (s nízkotučnou dietou nalačno, prodlouženou fyzickou námahou) tělo potřebuje sacharidy překročit množství, které je absorbováno z gastrointestinálního traktu. V tomto případě se tvorba glukózy provádí za použití glukóza-6-fosfatázy, která katalyzuje hydrolýzu glukóza-6-fosfátu v jaterních buňkách. Glykogen slouží jako přímý zdroj glukóza-6-fosfátu. Schéma mobilizace glykogenu je znázorněno na obrázku 3.
Mobilizace glykogenu poskytuje potřebám lidského těla glukózu během prvních 12 až 24 hodin hladovění. Hlavním zdrojem glukózy se později stává glukoneogeneze, biosyntéza z nekarbohydrátových zdrojů.
Hlavními substráty pro glukoneogenezi jsou laktát, glycerol a aminokyseliny (s výjimkou leucinu). Tyto sloučeniny se nejprve přeměňují na pyruvát nebo oxaloacetát, což jsou klíčové metabolity glukoneogeneze.
Glukoneogeneze je reverzní proces glykolýzy. Současně jsou překonány bariéry vzniklé nevratnými reakcemi glykolýzy pomocí speciálních enzymů, které katalyzují bypassové reakce (viz obr. 4).
Mezi jinými způsoby metabolismu sacharidů v játrech je třeba poznamenat, že glukóza je přeměněna na jiné dietní monosacharidy - fruktózu a galaktózu.
Obrázek 4. Glykolýza a glukoneogeneze v játrech.
Enzymy, které katalyzují nevratné glykolytické reakce: 1 - glukokináza; 2 - fosfofruktokinázu; 3 - pyruvát kináza.
Enzymy, které katalyzují bypassové reakce glukoneogeneze: 4-pyruvátkarboxyláza; 5 - fosfoenolpyruvát karboxykináza; 6-fruktóza-l, 6-difosfatáza; 7 - glukóza-6-fosfatáza.
31.3. Úloha jater v metabolismu lipidů.
Hepatocyty obsahují téměř všechny enzymy podílející se na metabolismu lipidů. Proto parenchymální buňky jater značně ovlivňují poměr mezi spotřebou a syntézou lipidů v těle. Katabolismus lipidů v jaterních buňkách se vyskytuje hlavně v mitochondriích a lysozomech, biosyntéze v cytosolu a endoplazmatickém retikulu. Klíčovým metabolitem metabolismu lipidů v játrech je acetyl-CoA, hlavní způsoby jeho tvorby a použití jsou uvedeny na obr. 5.
Obrázek 5. Tvorba a použití acetyl-CoA v játrech.
31.3.1. Metabolismus mastných kyselin v játrech. Dietní tuky ve formě chylomikronů vstupují do jater přes systém jaterní tepny. Při působení lipoproteinové lipázy, která se nachází v endotelu kapilár, se štěpí na mastné kyseliny a glycerol. Mastné kyseliny, které pronikají do hepatocytů, mohou podstoupit oxidaci, modifikaci (zkrácení nebo prodloužení uhlíkového řetězce, tvorbu dvojných vazeb) a použít k syntéze endogenních triacylglycerolů a fosfolipidů.
31.3.2. Syntéza ketonových těl. Když β-oxidace mastných kyselin v játrech mitochondria, acetyl-CoA je tvořen, který podstoupí další oxidaci v Krebs cyklu. Pokud je v jaterních buňkách nedostatek oxaloacetátu (například při hladovění, diabetes mellitus), pak acetylové skupiny kondenzují za vzniku ketonových těl (acetoacetát, β-hydroxybutyrát, aceton). Tyto látky mohou sloužit jako energetické substráty v jiných tkáních těla (kosterní sval, myokard, ledviny, s dlouhodobým hladověním - mozek). Játra nevyužívají ketony. S nadbytkem ketonových těl v krvi se vyvíjí metabolická acidóza. Schéma tvorby ketonových těl je znázorněno na obrázku 6.
Obrázek 6. Syntéza ketonových těl v mitochondriích jater.
31.3.3. Vzdělávání a způsoby použití kyseliny fosfatidové. Běžným prekurzorem triacylglycerolů a fosfolipidů v játrech je kyselina fosfatidová. Je syntetizován z glycerol-3-fosfátu a dvou acyl-CoA aktivních forem mastných kyselin (Obrázek 7). Glycerol-3-fosfát může být vytvořen buď z dioxyaceton fosfátu (metabolit glykolýzy) nebo z volného glycerolu (produkt lipolýzy).
Obrázek 7. Tvorba kyseliny fosfatidové (schéma).
Pro syntézu fosfolipidů (fosfatidylcholin) z kyseliny fosfatidové je nutné dodávat potravě dostatečné množství lipotropních faktorů (látek, které zabraňují rozvoji tukové degenerace jater). Mezi tyto faktory patří cholin, methionin, vitamin B12, kyselina listová a některé další látky. Fosfolipidy jsou zahrnuty v lipoproteinových komplexech a účastní se transportu lipidů syntetizovaných v hepatocytech do jiných tkání a orgánů. Nedostatek lipotropních faktorů (se zneužíváním tukových potravin, chronickým alkoholismem, diabetem) přispívá k tomu, že kyselina fosfatidová se používá pro syntézu triacylglycerolů (nerozpustných ve vodě). Porušení tvorby lipoproteinů vede k tomu, že přebytek TAG se hromadí v jaterních buňkách (tuková degenerace) a funkce tohoto orgánu je narušena. Způsoby použití kyseliny fosfatidové v hepatocytech a úloha lipotropních faktorů jsou znázorněny na obrázku 8.
Obrázek 8. Použití kyseliny fosfatidové pro syntézu triacylglycerolů a fosfolipidů. Lipotropní faktory jsou označeny *.
31.3.4. Tvorba cholesterolu. Játra jsou hlavním místem syntézy endogenního cholesterolu. Tato sloučenina je nezbytná pro konstrukci buněčných membrán, je prekurzorem žlučových kyselin, steroidních hormonů, vitaminu D3. První dvě syntézy cholesterolu se podobají syntéze ketonových těl, ale pokračují v cytoplazmě hepatocytů. Klíčový enzym v syntéze cholesterolu, β-hydroxy-β-methylglutaryl-CoA reduktáza (HMG-CoA reduktáza), je inhibován nadbytkem cholesterolu a žlučových kyselin na základě negativní zpětné vazby (obrázek 9).
Obrázek 9. Syntéza cholesterolu v játrech a jeho regulace.
31.3.5. Tvorba lipoproteinů. Lipoproteiny - komplexy protein-lipid, které zahrnují fosfolipidy, triacylglyceroly, cholesterol a jeho estery, jakož i proteiny (apoproteiny). Lipoproteiny transportují ve vodě nerozpustné lipidy do tkání. Dvě skupiny lipoproteinů se tvoří v hepatocytech - lipoproteiny s vysokou hustotou (HDL) a lipoproteiny s velmi nízkou hustotou (VLDL).
31.4. Úloha jater v metabolismu proteinů.
Játra jsou tělem, které reguluje příjem dusíkatých látek v těle a jejich vylučování. V periferních tkáních dochází k biosyntetickým reakcím s použitím volných aminokyselin, nebo se uvolňují do krve během rozpadu tkáňových proteinů. Navzdory tomu zůstává hladina proteinů a volných aminokyselin v krevní plazmě konstantní. To je dáno tím, že jaterní buňky mají unikátní sadu enzymů, které katalyzují specifické reakce metabolismu proteinů.
31.4.1. Způsoby použití aminokyselin v játrech. Po požití proteinových potravin, velké množství aminokyselin vstupuje do jaterních buněk přes portální žílu. Tyto sloučeniny mohou projít řadou transformací v játrech před vstupem do celkové cirkulace. Tyto reakce zahrnují (Obrázek 10):
a) použití aminokyselin pro syntézu proteinů;
b) transaminace - cesta syntézy vyměnitelných aminokyselin; také propojuje výměnu aminokyselin s glukoneogenezí a obecným způsobem katabolismu;
c) deaminace - tvorba a-keto kyselin a amoniaku;
d) syntéza močoviny - způsob neutralizace amoniaku (viz schéma v sekci "Výměna proteinů");
e) syntéza neproteinových látek obsahujících dusík (cholin, kreatin, nikotinamid, nukleotidy atd.).
Obrázek 10. Metabolismus aminokyselin v játrech (schéma).
31.4.2. Biosyntéza proteinů. Mnoho plazmatických proteinů je syntetizováno v jaterních buňkách: albumin (asi 12 g denně), většina α- a β-globulinů, včetně transportních proteinů (feritin, ceruloplasmin, transkortin, protein vázající retinol, atd.). V játrech se také syntetizuje mnoho faktorů srážení krve (fibrinogen, protrombin, prokonvertin, proaccelerin atd.).
31.5. Neutralizační funkce jater.
Nepolární sloučeniny různého původu, včetně endogenních látek, léčiv a jedů, jsou neutralizovány v játrech. Proces neutralizace látek zahrnuje dvě fáze (fáze):
1) fázová modifikace - zahrnuje reakci oxidace, redukce, hydrolýzy; pro řadu sloučenin je volitelné;
2) fázová konjugace - zahrnuje reakci interakce látek s kyselinou glukuronovou a kyselinou sírovou, glycinem, glutamátem, taurinem a dalšími sloučeninami.
Podrobněji budou neutralizační reakce popsány v části "Biotransformace xenobiotik".
31.6. Biliární tvorba jater.
Žluč je tekuté tajemství žlutohnědé barvy, vylučované jaterními buňkami (500-700 ml denně). Složení žlučových kyselin zahrnuje: žlučové kyseliny, cholesterol a jeho estery, žlučové pigmenty, fosfolipidy, proteiny, minerální látky (Na +, K +, Ca2 +, Сl -) a vodu.
31.6.1. Žlučové kyseliny. V hepatocytech vznikají produkty metabolismu cholesterolu. Existují primární (cholické, chenodeoxycholické) a sekundární (deoxycholické, lithocholické) žlučové kyseliny. Žluč obsahuje hlavně žlučové kyseliny konjugované s glycinem nebo taurinem (například glykochol, kyselina, kyselina taurocholová atd.).
Žlučové kyseliny se přímo účastní trávení tuků ve střevech:
- mají emulgační účinek na jedlé tuky;
- aktivovat pankreatickou lipázu;
- podporovat absorpci mastných kyselin a vitaminů rozpustných v tucích;
- stimulovat střevní peristaltiku.
Při poruše odtoku žlučových kyselin se dostávají do krve a moči.
31.6.2. Cholesterol. Přebytek cholesterolu se vylučuje žlučí. Cholesterol a jeho estery jsou v žluči přítomny jako komplexy se žlučovými kyselinami (komplexy choleic). Poměr žlučových kyselin k cholesterolu (poměr cholátu) by neměl být menší než 15. Jinak se ve vodě nerozpustný cholesterol vysráží a je uložen ve formě žlučových kamenů (žlučových kamenů).
31.6.3. Žlučové pigmenty. Konjugovaný bilirubin (mono- a diglukuronid bilirubin) převládá mezi pigmenty v žluči. Vzniká v jaterních buňkách v důsledku interakce volného bilirubinu s kyselinou UDP-glukuronovou. To snižuje toxicitu bilirubinu a zvyšuje jeho rozpustnost ve vodě; další konjugovaný bilirubin je vylučován do žluči. Pokud dojde k narušení odtoku žluči (obstrukční žloutenka), obsah přímého bilirubinu v krvi významně vzroste, bilirubin je detekován v moči a obsah stercobilinu ve stolici a moči se sníží. Pro diferenciální diagnózu žloutenky viz "Výměna komplexních proteinů".
31.6.4. Enzymy Z enzymů nalezených v žluči je třeba nejprve poznamenat alkalickou fosfatázu. Jedná se o exkreční enzym syntetizovaný v játrech. Při porušení odtoku žluči se zvyšuje aktivita alkalické fosfatázy v krvi.