Биохимия печени

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

НЕГОСУДАРСТВЕНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

САМАРСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «РЕАВИЗ»

Кафедра медико-биологических дисциплин

Реферат

«Биохимия печени»

Выполнила: Кузнецова М. А.

Специальность: лечебное дело

2 Курс, группа 201

Проверила: Сокол О.В.

Заведующая кафедрой: Зарубина Е.Г.

Самара 2017

Содержание

I. Введение

II. Роль печени в обмене веществ

1. Роль печени в обмене углеводов

2. Роль печени в липидном обмене

3. Роль печени в белковом обмене

4. Участие печени в обмене витаминов

5. Участие печени в минеральном обмене

III. Роль печени в детоксикации

IV. Роль печени в образовании желчных кислот

V. Патологии, вызванные нарушением функционирования печени

VI. Вывод

VII. Список литературы

I. Введение

Печень является крупнейшей пищеварительной железой. Она образует желчь, включающую воду (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.

По форме печень несколько напоминает шляпку большого гриба, имеет верхнюю выпуклую и нижнюю слегка вогнутую поверхности. Однако выпуклость лишена симметричности, так как наиболее выступающей и объемистой частью является не центральная, а правая задняя, которая кпереди и влево клинообразно суживается.

Печень располагается в правой подреберной области, в надчревной области и частично в левой подреберной области. Скелетотопически печень определяется проекцией на грудные стенки. Справа и спереди по средне ключичной линии наиболее высокая точка положения печени (правая доля) определяется на уровне четвертого межреберья; слева от грудины высшая точка (левая доля) находится на уровне пятого межреберья. Нижний край печени справа по средней подмышечной линии опреде­ляется на уровне десятого межреберья; далее вперед нижняя граница печени следует по правой половине реберной дуги. На уровне правой среднеключичной линии она выходит из-под дуги, идет справа налево и вверх, пересекая надчревную область. Белую линию живота нижний край печени пересекает на середине расстояния ме­жду мечевидным отростком и пупочным кольцом. Далее на уровне VIII левого реберного хряща нижняя граница левой доли пересекает реберную дугу, чтобы слева от грудины встретиться с верхней границей.

Печень представляет собой орган, в котором питательные вещества, всосавшиеся в пищеварительном тракте, проходят обработку и накапливаются для последующего использования другими частями тела. Следовательно, печень представляет собой связующее звено между пищеварительной системой и кровью. Большая часть ее крови (70--80%) происходит из воротной вены, которая собирает кровь от желудка, кишки и селезенки; лишь меньший объем (20--30%) приносится печеночной артерией.

Все вещества, которые всасываются в кишке, попадают в печень через воротную вену, исключение составляют сложные липиды (хиломикроны), которые транспортируются, главным образом, лимфатическими сосудами. Положение печени в сосудистой системе оптимально для собирания, видоизменения и накопления метаболитов и для нейтрализации и устранения токсических веществ.

Удаление из организма осуществляется желчью -- экзокринным секретом печени, который важен для переваривания липидов. Печень обладает также очень важной функцией выработки белков плазмы, таких, как альбумин, другие белки-переносчики, факторы свертывания и факторы роста.

II. Роль печени в обмене веществ

1. Роль печени в обмене углеводов

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.

После приема пищи содержание глюкозы в воротной вене резко возрастает: в тех же пределах увеличивается и ее внутрипеченочная концентрация. Повышение концентрации глюкозы в печени вызывает существенное увеличение активности глюкокиназы и автоматически увеличивает поглощение глюкозы печенью (образовавшийся

глюкозо-6-фосфат либо затрачивается на синтез гликогена, либо расщепляется).

В реакциях пентозофосфатного пути в печени образуется НАДФН, используемый для восстановительных реакций в процессах синтеза жирных кислот, холестерина и других стероидов.

Наряду с утилизацией глюкозы в печени происходит и ее образование.

Непосредственным источником глюкозы в печени служит гликоген.

Кроме того, глюкоза в печени образуется также в процессе глюконеогенеза.

В печени происходят превращения фруктозы и галактозы.

После приёма пищи большое количество глюкозы поступает в печень по воротной вене. Эта глюкоза используется прежде всего для синтеза гликогена.

1 - фосфорилирование глюкозы; 2 - гидролиз глюкозо-6-фосфата; 3 - синтез гликогена; 4 - мобилизация гликогена; 5 - пентозофосфатный путь; 6 - гликолиз; 7 - глюконеогенез.

печень нарушение обмен детоксикация

2. Роль печени в липидном обмене

Ферментные системы печени способны катализировать все реакции или значительное большинство реакций метаболизма липидов. Совокупность этих реакций лежит в основе таких процессов, как синтез высших жирных кислот, триглицеридов, фосфолипидов, холестерина и его эфиров, а также липолиз триглицеридов, окисление жирных кислот, образование ацетоновых (кетоновых) тел и т.д. Из печени кетоновые тела током крови доставляются в ткани и органы (мышцы, почки, мозг и др.), где они быстро окисляются при участии соответствующих ферментов

Основным местом образования плазменных пре-в-липопротеинов (липопротеины очень низкой плотности - ЛПОНП) и б-липопротеинов (липопротеины высокой плотности - ЛПВП) является печень.

Основной белок апопротеин В-100 (апо Б-100) липопротеинов синтезируется в рибосомах шероховатого эндоплазматического ретикулума гепатоцитов.

В гладком эндоплазматическом ретикулуме, где синтезируются и липидные компоненты, происходит сборка ЛПОНП.

В печени происходит интенсивный распад фосфолипидов, а также их синтез. Помимо глицерина и жирных кислот, которые входят в состав нейтральных жиров, для синтеза фосфолипидов необходимы неорганические фосфаты и азотистые соединения, в частности холин, для синтеза фосфатидхолина.

Синтез фосфолипидов лимитируется количеством азотистых оснований, т.е. для синтеза фосфоглицеридов необходим либо холин, либо соединения, которые могут являться донорами метильных групп и участвовать в образовании холина (например, метионин). Такие соединения получили название липотропных веществ.

Часть холестерина поступает в организм с пищей, но значительно большее количество его синтезируется в печени из ацетил-КоА. Биосинтез холестерина в печени подавляется экзогенным холестерином, т.е. получаемым с пищей.

Часть синтезированного в печени холестерина выделяется из организма вместе с желчью, другая часть превращается в желчные кислоты и используется в других органах для синтеза стероидных гормонов и иных соединений.

3. Роль печени в белковом обмене

Печень является органом, регулирующим поступление азотистых веществ в организм и их выведение. Печень является единственным органом, где синтезируются такие важные для организма белки, как протромбин, фибриноген, проконвертин и проакцелерин.

В периферических тканях постоянно протекают реакции биосинтеза с использованием свободных аминокислот, либо выделение их в кровь при распаде тканевых белков. Несмотря на это, уровень белков и свободных аминокислот в плазме крови остаётся постоянным. Это происходит благодаря тому, что в клетках печени имеется уникальный набор ферментов, катализирующих специфические реакции обмена белков.

После приёма белковой пищи в клетки печени по воротной вене поступает большое количество аминокислот. Эти соединения могут претерпевать в печени ряд превращений, прежде чем поступить в общий кровоток. К этим реакциям относятся:

1) использование аминокислот для синтеза белков;

2) трансаминирование - путь синтеза заменимых аминокислот; осуществляет также взаимосвязь обмена аминокислот с глюконеогенезом и общим путём катаболизма;

3) дезаминирование - образование б-кетокислот и аммиака;

4) синтез мочевины - путь обезвреживания аммиака (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);

5) синтез небелковых азотсодержащих веществ (креатина, нуклеотидов.).

В клетках печени синтезируются многие белки плазмы крови: альбумины (около 12 г в сутки), большинство б- и в-глобулинов, в том числе транспортные белки (ферритин, церулоплазмин, транскортин, ретинолсвязывающий белок и др.).

4. Участие печени в обмене витаминов

Печень секретирует жёлчь, компоненты которой - соли жёлчных кислот -- ответственны за всасывание липовитаминов (А, Д, Е, К, F).

Все жирорастворимые и многие из гидровитаминов (В12, фолиевая кислота, В1, В6, РР и др.) способны депонироваться в печени.

В печени происходит активация витаминов:

а) фолиевая кислота с помощью витамина С восстанавливается в тетрагидрофолиевую кислоту (ТГФК);

б) витамины В1 и В6 фосфорилируются в тиаминдифосфат и пиридоксальфосфат соответственно;

в) часть каротинов преобразуется в витамин А под влиянием каротиндиоксигеназы;

г) витамин Д подвергается первому гидроксилированию на пути получения гормона кальцитриола;

д) окислившийся витамин С восстанавливается в аскорбиновую кислоту;

е) витамины РР, В2, пантотеновая кислота включаются в соответствующие нуклеотиды (НАД+, НАД+Ф, ФМН, ФАД, КоА-SH);

ж) витамин К окисляется, чтобы в виде своего пероксида служить коферментом в созревании (посттрансляционной модификации) белковых факторов свёртывания крови.

В печени синтезируются белки, выполняющие транспортные функции по отношению к витаминам. Например, ретинолсвязывающий белок (его содержание уменьшается при опухолях), витамин Е-связывающий белок. Часть витаминов, в первую очередь жирорастворимых, а также продуктов их преобразований выделяется из организма в составе жёлчи.

5. Участие печени в минеральном обмене

Печень служит депо различных макро- (К, Na, Ca, Mg, Fe) и микро-(Cu, Mn, Zn, Cо, As, Cd, Pb, Se) элементов.

Для накопления железа гепатоциты синтезируют специальный белок - ферритин. В ретикулоэндотелиоцитах печени и селезенки регистрируется водонерастворимый железосодержащий протеиновый комплекс - гемосидерин.

В гепатоцитах синтезируется церулоплазмин, который, выполняет роль транспортного белка для ионов меди. В печени ион Zn включается в алкогольдегидрогеназу, необходимую для биотрансформации этанола.

Поступившие в гепатоциты соединения селена преобразуются в Se-содержащие аминокислоты и с помощью специфической т-РНК включаются в различные Se-протеины: глутатионпероксидазу (ГПО), I-йодтиронин-5'--дейодиназу, Se-протеин Р. Последний считают основным транспортёром этого микроэлемента. Дейодиназа, обнаруженная не только в печени, обеспечивает конверсию прогормона тироксина в активную форму - трийодтиронин. Что же касается ГПО, активность этого фермента регистрируется практически во всех тканях, но особенно она велика в гепатоцитах. Как известно, глутатионпероксидаза - ключевой фермент антирадикальной защиты.

В печени сера, включённая в аминокислоты, окисляется до сульфатов, которые в виде ФАФС (фосфоаденозилфосфосульфатов) используются в реакциях сульфирования ГАГов, липидов, а также в процессах биотрансформации ксенобиотиков и некоторых эндогенных веществ (примеры продуктов инактивации - скатоксилсульфат, индоксилсульфат).

Печень способна служить временным депо воды, особенно при отёках (количество Н2О может составлять до 80 % от массы органа).

III. Роль печени в детоксикации

Ксенобиотики-- условная категория для обозначения чужеродных для живых организмов химических веществ, естественно не входящих в биотический круговорот. Как правило, повышение концентрации ксенобиотиков в окружающей среде прямо или косвенно связано с хозяйственной деятельностью человека. К ним в ряде случаев относят: пестициды, некоторые моющие средства (детергенты), радионуклиды, синтетические красители, полиароматические углеводороды и др. Попадая в окружающую природную среду, они могут вызвать повышение частоты аллергических реакций, гибель организмов, изменить наследственные признаки, снизить иммунитет, нарушить обмен веществ, нарушить ход процессов в естественных экосистемах вплоть до уровня биосферы в целом.

В печени обезвреживаются неполярные соединения различного происхождения, в том числе эндогенные вещества, лекарственные препараты и яды. Процесс обезвреживания веществ включает две стадии (фазы):

1) фаза модификации - включает реакции окисления, восстановления, гидролиза; для ряда соединений необязательна;

2) фаза конъюгации - включает реакции взаимодействия веществ с глюкуроновой и серной кислотами, глицином, глутаматом, таурином и другими соединениями.

Обезвреживание фенола, крезола, скатола и индола в печени происходит в результате взаимодействия этих соединений не со свободными серной и глюкуроновой кислотами, а с их так называемыми активными формами: ФАФС и УДФГК.

Примером обезвреживания токсичных продуктов в печени путем восстановления является превращение нитробензола в парааминофенол. Многие ароматические углеводы обезвреживаются путем окисления с образованием соответствующих карбоновых кислот.

IV. Роль печени в образовании желчных кислот

Желчные кислоты. Являются продуктами метаболизма холестерола, образуются в гепатоцитах. Различают первичные (холевая, хенодезоксихолевая) и вторичные (дезоксихолевая, литохолевая) желчные кислоты. В желчи присутствуют главным образом желчные кислоты, конъюгированные с глицином или таурином (например, гликохолевая, кислота, таурохолевая кислота).

Желчные кислоты принимают непосредственное участие в переваривании жиров в кишечнике:

- оказывают на пищевые жиры эмульгирующее действие;

- активируют панкреатическую липазу;

- способствуют всасыванию жирных кислот и жирорастворимых витаминов;

- стимулируют перистальтику кишечника.

При нарушении оттока желчи желчные кислоты проникают в кровь и мочу.

С желчью выводится из организма избыток холестерола. Холестерол и его эфиры присутствуют в желчи в виде комплексов с желчными кислотами (холеиновые комплексы). При этом отношение содержания желчных кислот к содержанию холестерола (холатный коэффициент) должно быть не ниже 15. В противном случае нерастворимый в воде холестерол выпадает в осадок и откладывается в виде камней желчного пузыря (желчно-каменная болезнь).

Из пигментов в желчи преобладает конъюгированный билирубин (моно- и диглюкуронид билирубина). Он образуется в клетках печени в результате взаимодействия свободного билирубина с УДФ-глюкуроновой кислотой. При этом снижается токсичность билирубина и увеличивается его растворимость в воде; далее конъюгированный билирубин секретируется в желчь. При нарушении оттока желчи (механическая желтуха) в крови значительно увеличивается содержание прямого билирубина, в моче обнаруживается билирубин, в кале и моче снижено содержание стеркобилина.

В желчи обнаруживается фермент - щелочную фосфатазу. Это экскреторный фермент, синтезируемый в печени. При нарушении оттока желчи активность щелочной фосфатазы в крови возрастает.

V. Патологии, вызванные нарушением функционирования печени

1) Гипогликемия, развивающаяся после потребления непривычных количеств алкоголя, обусловлена конкурентными взаимоотношениями между необходимостью биотрансформировать этиловый спирт и потребностью глюконеогенеза для поддержания гомеостаза глюкозы крови. Для окисления этанола, так же как и для окисления лактата, требуются значительные величины НАД+; возникает ситуация, характерная для буриданова осла. Чаще она разрешается в пользу алкоголя, провоцируя тем самым гипогликемию.

2) Разрушение старых и больных эритроцитов осуществляется клетками РЭС, в том числе печени. При этом деградация гема завершается образованием билирубина - потенциально токсического соединения. Где бы ни синтезировался, он должен быть доставлен в гепатоциты для окончательной инактивации. Ключевую роль в этой ситуации играет фермент УДФ-глюкуронилтрансфераза (УДФГ-трансфераза), с помощью которой и получаются относительно растворимые билирубинмоно- и билирубиндиглюкурониды (связанный билирубин), выделяющиеся из организма в составе жёлчи.

При подавляющем большинстве заболеваний внутренних органов, сопровождающихся сдвигами в белковом обмене, обнаруживается гипопротеинемия, носящая обычно вторичный, приобретённый характер. Абсолютную гипопротеинемию, возникающую, как правило, из-за снижения величин альбуминов, обусловливают многочисленные причины (недостаточное поступление белков с пищей, их повышенный распад в организме, потеря с кровью и мочой, перемещение в другие ткани при формировании экссудатов и отёков, генетически детерминированные нарушения в генезе ферментов), а также подавление протеосинтетической функции печени. Последнее наблюдается при паренхиматозных гепатитах и циррозах.

Более половины всего количества белков плазмы (35-55 г/л) приходится на долю альбуминов, которые обновляются достаточно быстро: в течение суток образуется и разрушается 10-16 г подобных соединений. Благодаря значительной концентрации, высокой гидрофильности и небольшим размерам молекул они выполняют важную функцию по поддержанию коллоидоосмотического давления плазмы, тем самым участвуя в обмене воды между кровью и межтканевым пространством.

При содержании указанной фракции протеинов в плазме крови ниже 30 г/л онкотическое давление уменьшается настолько, что вода переходит из внутри- во внесосудистый сектор, что может обусловить возникновение отёков. Определение уровня альбуминов в сыворотке крови играет существенную роль для оценки тяжести течения заболеваний, сопровождающихся гипоальбуминемией, одной из причин которой является распад гепатоцитов.

3) Вторичная гипоальбуминемия наблюдается при альтерациях печени, портальном циррозе, длительной механической желтухе. Снижение цифр данных белков крови при хронических поражениях органа (тяжёлом длительном вирусном гепатите, циррозах печени) имеет прогностическое значение и служит неблагоприятным признаком. При острых повреждениях гепатоцитов определение содержания альбуминов в биологических жидкостях особого значения не имеет.

VI. Вывод

Таким образом, печень - главная лаборатория организма. Она является центральным местом, где осуществляется взаимосвязь метаболических функций; помимо этого, орган обладает огромными резервными возможностями. Известно, что для поддержания нормального течения биохимических процессов, находящихся в прямой зависимости от физиологии гепатоцитов, достаточно приблизительно 1/5 от её общей массы.

В последние годы в гепатологии широко внедрена и активно применяется посиндромная клинико-биохимическая лабораторная диагностика, где наряду с ферментным спектром изучается дисбаланс в пигментном обмене и метаболизме углеводов, липидов и белков. Её использование эффективно уже на ранних стадиях страданий печени, так как оценку характера поражения гепатоцитов и дифференциальную диагностику заболеваний в этот период можно провести только на основании лабораторных исследований. Клиницисты одновременно с результатами биохимических тестов учитывают данные анамнеза, объективного обследования, радионуклидной диагностики, компьютерной томографии и биопсии органа.

VII. Список литературы

1) Ленинджер А. Биохимия. Молекулярные основы структуры и функций клетки // М.: Мир, 1974, 956 с.;

2) Биохимия: учебник для вузов/ под ред. Е.С.Северина - 5-е изд., - 2009. - 768 с.

3) Клиническая биохимия : учебное пособие. 3-е издание / под ред. В.А. Ткачука. - 2008

4) Макурина О.Н. Опорная тетрадь по биохимии. Обмен липидов. -2015-2016. -11с.

5) Гистология, эмбриология, цитология : учебник / Ю. И. Афанасьев, Н. А. Юрина, Е. Ф. Котовский и др.. - 6-е изд., перераб. и доп. - 2012. - 800 с.

Размещено на Allbest.ru