IL RUOLO DEL FEGATO NELLO SCAMBIO DI PROTEINE

Il fegato svolge un ruolo centrale nel metabolismo delle proteine. Svolge le seguenti funzioni principali: sintesi di specifiche proteine ​​plasmatiche; la formazione di urea e acido urico; colina e sintesi di creatina; transaminazione e deaminazione degli amminoacidi, che è molto importante per le mutue trasformazioni degli amminoacidi, così come per il processo di gluconeogenesi e la formazione di corpi chetonici. Tutta l'albumina plasmatica, il 75-90% delle α-globuline e il 50% delle β-globuline sono sintetizzate dagli epatociti. Solo le γ-globuline sono prodotte non dagli epatociti, ma dal sistema dei macrofagi, a cui appartengono le cellule reticoloendoteliali stellate (cellule di Kupffer). Per lo più γ-globuline si formano nel fegato. Il fegato è l'unico organo in cui proteine ​​così importanti per il corpo sono sintetizzate come protrombina, fibrinogeno, proconvertina e proaccelerina.

Nelle malattie del fegato, la determinazione della composizione frazionaria delle proteine ​​plasmatiche (o siero) del sangue è spesso di interesse sia in termini diagnostici che prognostici. È noto che il processo patologico negli epatociti riduce drasticamente le loro capacità sintetiche. Di conseguenza, il contenuto di albumina nel plasma sanguigno scende bruscamente, il che può portare a una diminuzione della pressione oncotica del plasma sanguigno, allo sviluppo di edema e quindi all'ascite. Si osserva che con la cirrosi epatica, che si manifesta con sintomi di ascite, il contenuto di albumina nel siero del sangue è inferiore del 20% rispetto alla cirrosi senza ascite.

La violazione della sintesi di numerosi fattori proteici del sistema di coagulazione del sangue in gravi malattie del fegato può portare a eventi emorragici.

Con danni al fegato, viene anche disturbato il processo di deaminazione degli amminoacidi, che contribuisce ad aumentare la loro concentrazione nel sangue e nelle urine. Così, in siero normale amminico contenuto di azoto di circa 2,9-4,3 mmoli / l, con malattia epatica (processi atrofiche), questo valore aumenta a 21 mmol / l, che porta a aminoaciduria. Ad esempio, nell'atrofia epatica acuta, la quantità di tirosina nella quantità giornaliera di urina può raggiungere 2 g (ad una velocità di 0,02-0,05 g / giorno).

Nel corpo, la formazione di urea si verifica principalmente nel fegato. La sintesi di urea è associata al dispendio di una quantità di energia abbastanza significativa (3 molecole di ATP sono consumate per la formazione di 1 molecola di urea). Con la malattia del fegato, quando la quantità di ATP negli epatociti viene ridotta, la sintesi dell'urea viene disturbata. Indicativo in questi casi è la determinazione nel siero del rapporto tra azoto ureico e azoto amminico. Normalmente, questo rapporto è 2: 1, e in caso di grave danno al fegato è 1: 1.

La maggior parte dell'acido urico si forma anche nel fegato, dove gran parte dell'enzima xantina ossidasi, con la partecipazione della quale l'idrossipirina (ipoxantina e xantina) viene convertita in acido urico. Non dobbiamo dimenticare il ruolo del fegato nella sintesi della creatina. Ci sono due fonti di creatina nel corpo. Esiste una creatina esogena, vale a dire alimenti di creatina (carne, fegato, ecc.) e creatina endogena, sintetizzati nei tessuti. La sintesi di creatina avviene principalmente nel fegato, da dove entra nel tessuto muscolare attraverso il flusso sanguigno. Qui la creatina, fosforilata, viene convertita in creatina fosfato e la creatinina è formata da quest'ultimo.

Il ruolo del fegato nel metabolismo dei carboidrati

Il ruolo principale del fegato nel metabolismo dei carboidrati è quello di mantenere la normoglicemia. Il mantenimento di una normale concentrazione di glucosio nel sangue viene effettuato da tre meccanismi principali:

1. La capacità del deposito fegato di aspirazione intestinale del glucosio e consegnarlo come necessario nella circolazione generale (ricordiamo che glicogenolisi formato in reazioni in vari tessuti di glucosio-6-fosfato non è in grado di penetrare la membrana plasmatica delle cellule, ma epatociti per sintetizzare glucosio-6- fosfatasi, che fende il fosfato, formando glucosio libero, quest'ultimo lascia facilmente le cellule del fegato;

2. per formare glucosio da prodotti non carboidrati (gluconeogenesi).

3. convertire altri esosi (galattosio e fruttosio) in glucosio.

L'assorbimento del glucosio dall'intestino è accompagnato da un rilascio simultaneo di insulina, che stimola la sintesi del glicogeno nel fegato e accelera la decomposizione ossidativa del glucosio in esso. Tra i pasti (basso glucosio → bassa concentrazione di insulina) nel fegato si attivano reazioni di glicogenolisi che impediscono lo sviluppo dell'ipoglicemia. Con il digiuno prolungato, gli amminoacidi glicogeni vengono utilizzati per la prima volta (gluconeogenesi), e quindi i grassi depositati si degradano (formazione di corpi chetonici).

Il ruolo del fegato nel metabolismo dei lipidi.

Il fegato deposita lipidi e svolge un ruolo chiave nel loro metabolismo:

· Sintetizza, scompone, allunga o accorcia gli acidi grassi (provenienti dal cibo o formati durante la scomposizione di lipidi semplici e complessi);

· Disintegrazione, i triacilgliceroli sono sintetizzati o modificati;

· La maggior parte delle lipoproteine ​​viene sintetizzata e il 90% della quantità totale di colesterolo nel corpo (circa 1 g / s). Tutti gli organi con insufficiente sintesi di colesterolo (ad es. Reni) sono forniti con colesterolo epatico;

· Nel fegato, gli acidi biliari sono sintetizzati dal colesterolo, che fanno parte della bile necessaria per la digestione dei lipidi nell'intestino;

· Il fegato è l'unico organo in cui vengono sintetizzati i corpi di acetone.

Il ruolo del fegato nel metabolismo delle proteine.

Nel fegato, le reazioni della biosintesi delle proteine, che sono necessarie per il mantenimento dell'attività vitale degli stessi epatociti e per i bisogni dell'organismo nel suo complesso, stanno procedendo in modo intensivo. Termina anche il processo di scomposizione delle proteine ​​corporee (sintesi di urea).

Gli amminoacidi rilasciati nel processo di digestione, ottenendo con il flusso sanguigno della vena porta al fegato, sono usati per:

· Sintesi di proteine ​​plasmatiche (albumina, varie globuline, fattori di coagulazione),

· Formazione di α-chetoacidi mediante transaminazione o deaminazione ossidativa di amminoacidi,

· Gluconeogenesi da amminoacidi glicogeni,

· Chetogenesi da amminoacidi chetogenici,

· Sintesi di acidi grassi,

· Gli aminoacidi sono usati per produrre energia, rompendosi in un ciclo di acido tricarbossilico.

Ammoniaca prodotta nel metabolismo degli amminoacidi nel fegato, così come l'NH₃, che si verifica nel processo di decadimento delle proteine ​​nell'intestino crasso, viene convertito in urea negli epatociti e viene quindi neutralizzato.

La creatina è sintetizzata nel fegato, che fornisce al flusso sanguigno per un ulteriore uso del cuore e dei muscoli scheletrici.

La sintesi della creatina procede in 2 fasi: │

1. Il gruppo guanidina di arginina (NH₂ - C = NH), con formazione di guanidinoacetato. L'enzima è arginil glicina transaminasi. Questa reazione avviene nei reni.

2. Dai reni, il guanidinoacetato viene trasportato nel fegato, dove viene metilato dalla S-adenosilmetionina (la forma attiva della metionina) - si forma la creatina. L'enzima è guanidinoacetato transmetilasi.

COOH Arginyl Glycine CH₂ - COOH

Il fegato attraversa il metabolismo di carboidrati, lipidi e proteine

Il fegato, essendo l'organo centrale del metabolismo, è coinvolto nel mantenimento dell'omeostasi metabolica ed è in grado di svolgere l'interazione del metabolismo di proteine, grassi e carboidrati.

Alcuni dei "composti" del metabolismo dei carboidrati e delle proteine ​​sono acidi piruvico, ossalacetico e acido α-chetoglutarico del TCAA, che possono essere convertiti in alanina, aspartato e glutammato nelle reazioni di transaminazione, rispettivamente. Il processo di trasformazione degli amminoacidi in chetoacidi procede in modo simile.

I carboidrati sono ancora più strettamente legati al metabolismo dei lipidi:

• Le molecole NADPH formate nella via del pentoso fosfato sono utilizzate per sintetizzare acidi grassi e colesterolo,
• il fosfato gliceraldeide, anch'esso formato nella via del pentoso fosfato, è incluso nella glicolisi e convertito in fosfato diossiacetone,
• glicerolo-3-fosfato, formato da glicolisi dioossiacetonefosfato, viene inviato per sintetizzare triacilgliceroli. Anche per questo scopo, può essere usato gliceraldeide-3-fosfato, sintetizzato durante i riarrangiamenti strutturali della via del pentoso fosfato,
• "Glucosio" e "aminoacido" acetil-SkoA sono in grado di partecipare alla sintesi di acidi grassi e colesterolo.

La relazione del metabolismo di proteine, grassi e carboidrati

Scambio di carboidrati

Negli epatociti, i processi di metabolismo dei carboidrati sono attivi. A causa della sintesi e della rottura del glicogeno, il fegato mantiene la concentrazione di glucosio nel sangue. La sintesi attiva del glicogeno si verifica dopo un pasto, quando la concentrazione di glucosio nel sangue della vena porta raggiunge 20 mmol / l. Glicogeno nel fegato sono da 30 a 100 g Per breve fame glicogenolisi avviene nel caso di sangue digiuno prolungato fonte primaria glucosio è gluconeogenesi da aminoacidi e glicerolo.

Il fegato esegue l'interconversione degli zuccheri, vale a dire conversione di esosi (fruttosio, galattosio) in glucosio.

Le reazioni attive della via del pentoso fosfato prevedono la produzione di NADPH, che è necessario per l'ossidazione e la sintesi microsomiale degli acidi grassi e del colesterolo dal glucosio.

Scambio lipidico

Se un eccesso di glucosio, che non viene utilizzato per la sintesi di glicogeno e altre sintesi, entra nel fegato durante un pasto, si trasforma in lipidi - colesterolo e triacilgliceroli. Poiché il fegato non può accumulare TAG, vengono rimossi dalle lipoproteine ​​a densità molto bassa (VLDL). Il colesterolo è utilizzato principalmente per la sintesi di acidi biliari, è anche incluso nella composizione di lipoproteine ​​a bassa densità (LDL) e VLDL.

In determinate condizioni - il digiuno, il carico muscolare prolungato, il diabete mellito di tipo I, una dieta ricca di grassi - nel fegato, viene attivata la sintesi dei corpi chetonici utilizzati dalla maggior parte dei tessuti come fonte di energia alternativa.

Scambio proteico

Più della metà della proteina sintetizzata al giorno nel corpo cade sul fegato. Il tasso di rinnovamento di tutte le proteine ​​del fegato è di 7 giorni, mentre in altri organi questo valore corrisponde a 17 giorni o più. Questi includono non solo le proteine ​​degli epatociti, ma anche quelle per l'esportazione - albumina, molte globuline, enzimi del sangue, nonché fattori di fibrinogeno e coagulazione del sangue.

Gli aminoacidi subiscono reazioni cataboliche con transaminazione e deaminazione, decarbossilazione con formazione di ammine biogeniche. Le reazioni di sintesi di colina e creatina si verificano a causa del trasferimento del gruppo metilico da adenosilmetionina. Nel fegato c'è lo smaltimento dell'azoto in eccesso e la sua inclusione nella composizione dell'urea.

Le reazioni della sintesi dell'urea sono strettamente collegate al ciclo dell'acido tricarbossilico.

La stretta interazione della sintesi di urea e TCA

Scambio di pigmenti

Il coinvolgimento del fegato nel metabolismo del pigmento consiste nella conversione della bilirubina idrofobica nella forma idrofila e nella sua secrezione nella bile.

Il metabolismo del pigmento, a sua volta, svolge un ruolo importante nel metabolismo del ferro nel corpo - la proteina ferritina contenente ferro si trova negli epatociti.

Valutazione della funzione metabolica

Nella pratica clinica, ci sono tecniche per valutare una particolare funzione:

La partecipazione al metabolismo dei carboidrati è stimata:

• dalla concentrazione di glucosio nel sangue
• lungo la curva del test di tolleranza al glucosio,
• sulla curva dello "zucchero" dopo il caricamento del galattosio,
• più grande iperglicemia dopo somministrazione di ormoni (ad es. adrenalina).

Il ruolo nel metabolismo dei lipidi è considerato:

• a livello di triacilgliceroli di sangue, colesterolo, VLDL, LDL, HDL,
• coefficiente aterogenico.

Il metabolismo delle proteine ​​è valutato:

• sulla concentrazione delle proteine ​​totali e delle sue frazioni nel siero,
• in termini di coagulogramma,
• in termini di urea nel sangue e nelle urine,
• sull'attività degli enzimi AST e ALT, LDH-4,5, fosfatasi alcalina, glutammato deidrogenasi.

Il metabolismo del pigmento è valutato:

• sulla concentrazione della bilirubina totale e diretta nel siero.

Coinvolgimento del fegato nel metabolismo delle proteine

I dati sulle violazioni di tutti i tipi di metabolismo nelle malattie del fegato sono certamente istruttivi quando si esaminano i pazienti, ma lo svantaggio della definizione di questi indicatori, ad eccezione di quelli che verranno discussi di seguito, è che non sono caratteristici delle prime fasi della malattia, data la grande capacità di riserva dell'organo.. I disordini metabolici taglienti sono solitamente rilevati all'altezza della malattia.

Gli indicatori di attività di un certo numero di enzimi e indicatori di metabolismo di pigmento, che saranno discussi sotto, sono molto più informativi. La diagnosi precoce delle malattie del fegato è importante non solo perché tende a diventare cronica e, spesso, irreversibile, ma anche in termini di misure epidemiologiche, data l'eziologia virale di un certo numero di malattie.

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RUOLO DEL FEGATO NELLO SCAMBIO DI PROTEINE;

Il fegato svolge un ruolo centrale nel metabolismo delle proteine. Svolge le seguenti funzioni principali: sintesi di specifiche proteine ​​plasmatiche; la formazione di urea e acido urico; colina e sintesi di creatina; transaminazione e deaminazione

amminoacidi, che è molto importante per la mutua trasformazione degli amminoacidi, così come per il processo di gluconeogenesi e la formazione di corpi chetonici. Tutti i plasma di albumina 1, il 75 - 90% di globuline e il 50% (3 globuline sono sintetizzati dagli epatociti.) Solo globuline non sono prodotte dagli epatociti, ma dal sistema macrofagico, che comprende cellule stellate reticoloendoteliali (cellule Kupfer). sono formati fuori dal fegato. Il fegato è l'unico organo in cui proteine ​​così importanti per il corpo sono sintetizzate come protrombina, fibrinogeno, proconvertina e proaccelerina.

In relazione a quanto sopra, nelle malattie del fegato, la determinazione della composizione frazionaria delle proteine ​​plasmatiche (o siero) del sangue è spesso di interesse sia in termini diagnostici che prognostici. È noto che il processo patologico negli epatociti riduce drasticamente le loro capacità sintetiche; Di conseguenza, il contenuto di albumina nel plasma sanguigno cala bruscamente, il che può portare a una diminuzione della pressione oncotica del plasma sanguigno, allo sviluppo di edema e quindi all'ascite. Si osserva che con la cirrosi epatica, che si manifesta con sintomi di ascite, il contenuto di albumina nel siero del sangue è inferiore del 20% rispetto alla cirrosi senza ascite.

La violazione della sintesi di numerosi fattori proteici del sistema di coagulazione del sangue in gravi malattie del fegato può portare a eventi emorragici.

Con il danno al fegato, viene anche disturbato il processo di deaminazione degli amminoacidi, che porta ad un aumento della loro concentrazione nel sangue e nelle urine. Quindi, se il normale contenuto di azoto degli amminoacidi nel siero è di circa 2,9 - 4,3 mmol / l, quindi nelle gravi malattie del fegato (processi atrofici), questo valore aumenta a 21 mmol / l, che porta all'amminoaciduria. Ad esempio, in caso di atrofia acuta del fegato, il contenuto di tirosina nella quantità giornaliera di urina può raggiungere 2 g (ad una velocità di 0,02 - 0,05 g / die).

Nel corpo, la formazione di urea si verifica principalmente nel fegato. La sintesi di urea è associata al dispendio di una quantità di energia abbastanza significativa (3 molecole di ATP sono consumate per la formazione di 1 molecola di urea). Con la malattia del fegato, quando la quantità di ATP negli epatociti viene ridotta, la sintesi dell'urea viene disturbata. Indicativo in questi casi è la determinazione nel siero del rapporto tra azoto ureico e azoto amminico. Normalmente, questo rapporto è 2: 1 e con gravi danni al fegato diventa 1: 1.

Una grande parte di acido urico nell'uomo si forma anche nel fegato, dove gran parte dell'enzima xantina ossidasi, con la partecipazione di cui l'idrossipirina (ipoxantina e xantina) viene convertita in acido urico. Non possiamo dimenticare il ruolo del fegato nella sintesi della creatina. Ci sono due fonti che determinano la presenza di creatina nel corpo. C'è creatina esogena, cioè creatina in prodotti alimentari (carne, fegato, ecc.) E creatina endogena, che viene sintetizzata nei tessuti. La sintesi di creatina si verifica principalmente nel fegato (vedi capitolo 11), da dove entra nel tessuto muscolare attraverso il flusso sanguigno. Qui la creatina, fosforilata, viene convertita in creatina fosfato e la creatinina è formata da quest'ultimo.

Disintossicazione di varie sostanze nel fegato

Le sostanze aliene (xenobiotiche) nel fegato spesso si trasformano in sostanze meno tossiche e talvolta indifferenti. Apparentemente, è solo in questo senso che si può parlare della loro "neutralizzazione" nel fegato. Questo accade per ossidazione, riduzione, metilazione, acetilazione e coniugazione con determinate sostanze. Va notato che nel fegato l'ossidazione, la riduzione e l'idrolisi di composti estranei vengono effettuate principalmente da enzimi microsomiali.

Insieme al microsomio (vedi Capitolo 8), l'ossidazione perossisomale esiste anche nel fegato. Perossisomi - microbody trovato negli epatociti; possono essere considerati organelli ossidativi specializzati. Questi microorganismi contengono acido urico ossidasi, lattato ossidasi, D-amminoacido ossidasi e catalasi. Quest'ultimo catalizza la scissione del perossido di idrogeno, che si forma sotto l'azione di queste ossidasi, da cui il nome di questi microrganismi, perossisomi. L'ossidazione perossisomale, così come il microsomio, non è accompagnata dalla formazione di legami macroergici.

Sintesi "protettive" sono anche ampiamente rappresentate nel fegato, ad esempio la sintesi dell'urea, a seguito della quale l'ammoniaca altamente tossica viene neutralizzata. Come risultato dei processi putrefattivi che si verificano nell'intestino, fenolo e cresolo sono formati dalla tirosina, e lo skatole e l'indolo dal triptofano. Queste sostanze vengono assorbite e con il flusso di sangue al fegato, dove vengono neutralizzate dalla formazione di composti accoppiati con acido solforico o glucuronico (vedi capitolo 11).

La neutralizzazione del fenolo, del cresolo, dello skatole e dell'indolo nel fegato avviene come risultato dell'interazione di questi composti non con acidi solforici e glucuronici liberi, ma con le loro cosiddette forme attive: FAPS e UDPC '.

L'acido glucuronico è coinvolto non solo nella neutralizzazione dei prodotti in decomposizione delle sostanze proteiche formate nell'intestino, ma anche nel legame di una serie di altri composti tossici formati nel processo del metabolismo nei tessuti. In particolare, la bilirubina libera o indiretta, che è altamente tossica, interagisce con l'acido glucuronico nel fegato, formando mono- e digluconico-bilirubina. Il normale metabolita è l'acido ippurico, che si forma nel fegato dall'acido benzoico e dalla glicina.

Considerando che la sintesi dell'acido ippurico nell'uomo si verifica prevalentemente nel fegato, nella pratica clinica è spesso sufficiente testare la funzione antitossica del fegato utilizzando il test Quick-Pytel (con normale capacità funzionale dei reni). Il test consiste nel caricare il benzoato di sodio, seguito dalla determinazione nell'urina dell'acido ippurico formato. Quando il danno al fegato parenchimale, la sintesi dell'acido ippurico è ridotta.

Nel fegato, i processi di metilazione sono ampiamente rappresentati. Quindi, prima dell'escrezione urinaria, l'ammide dell'acido nicotinico (vitamina PP) è metilata nel fegato; di conseguenza, si forma N-metilnicotinammide. Insieme alla metilazione, i processi di acetilazione procedono in modo intensivo 2. In particolare, vari preparati di sulfanilamide sono soggetti ad acetilazione nel fegato.

Un esempio di neutralizzazione di prodotti tossici nel fegato mediante riduzione è la conversione di nitrobenzene in para-amminofenolo. Molti idrocarburi aromatici sono neutralizzati dall'ossidazione per formare i corrispondenti acidi carbossilici.

Il fegato prende anche parte attiva nell'inattivazione di vari ormoni. Come risultato dell'ingresso di ormoni attraverso il flusso sanguigno nel fegato, la loro attività nella maggior parte dei casi diminuisce bruscamente o è completamente persa. Quindi, gli ormoni steroidei sottoposti a ossidazione microsomiale, sono inattivati, per poi trasformarsi nei corrispondenti glucuronidi e solfati. Sotto l'influenza delle aminoxidasi, le catecolamine vengono ossidate nel fegato, ecc.

Dagli esempi sopra riportati, è chiaro che il fegato è in grado di inattivare un certo numero di potenti sostanze fisiologiche e estranee (comprese quelle tossiche).

Il ruolo del fegato nel metabolismo dei pigmenti

Considerare solo i pigmenti emocromogeni che si formano nel corpo durante la scomposizione dell'emoglobina (in misura molto minore durante la scomposizione di mioglobina, citocromo, ecc.). La disintegrazione dell'emoglobina si verifica nelle cellule dei macrofagi; in particolare, in reticoloendoteliociti stellati, nonché negli istiociti del tessuto connettivo di qualsiasi organo.

Come già notato (vedi Capitolo 12), lo stadio iniziale della disintegrazione dell'emoglobina è la rottura di un ponte di metina per formare la verdoglobina. Inoltre, l'atomo di ferro e la proteina globina sono separati dalla molecola di verdoglobina. Di conseguenza, si forma la biliverdina, che è una catena di quattro anelli pirrolici collegati da ponti di metano. Quindi la biliverdina, recuperando, si trasforma in bilirubina - un pigmento secreto dalla bile e quindi chiamato pigmento biliare. La bilirubina risultante è chiamata bilirubina indiretta (non coniugata). È insolubile in acqua, dà una reazione indiretta con un diazoreattivo, cioè la reazione è ottenuta solo dopo il pretrattamento con alcool.

Nel fegato, la bilirubina lega (coniugato) con l'acido glucuronico. Questa reazione è catalizzata dall'enzima UDP-glucuroniltransferasi. In questo caso, l'acido glucuronico reagisce in una forma attiva, cioè sotto forma di UDHP. La bilirubina glucuronide risultante è chiamata bilirubina diretta (bilirubina coniugata). È solubile in acqua e dà una reazione diretta con un diazoreattivo. La maggior parte della bilirubina si lega a due molecole di acido glucuronico, formando la bilirubina diglucuronide:

Formata nel fegato, la bilirubina diretta insieme a una piccolissima parte della bilirubina indiretta viene escreta nella bile nell'intestino tenue con la bile. Qui l'acido glucuronico viene scisso dalla bilirubina diretta e viene ridotto con la successiva formazione di mezobilubina e mezobilinogeno (urobilinogeno). Si ritiene che circa il 10% della bilirubina venga ripristinato al mesobliogenogeno sulla via dell'intestino tenue, cioè nel tratto biliare extraepatico e nella cistifellea. Dall'intestino tenue, una parte del mesobliogenogeno formato (urobilinogeno) viene riassorbita attraverso la parete intestinale, entra in v. la porta e il flusso sanguigno vengono trasferiti al fegato, dove si divide completamente in di- e tripyrroles. Pertanto, il mesosindogeno non entra nella circolazione generale del sangue e delle urine.

La principale quantità di mezobilinogeno dall'intestino tenue entra nell'intestino crasso, dove viene ridotta a stercobilinogeno con la partecipazione di anaerobico

microflora. Stercobilinogeno formato nelle parti inferiori dell'intestino crasso (principalmente nel retto) viene ossidato a stercobilin ed escreto nelle feci. Solo una piccola parte di stercobilinogeno viene assorbita nelle parti inferiori dell'intestino crasso nel sistema della vena cava inferiore (entra per la prima volta nell'emorrosside vv) e successivamente viene escreta nelle urine dai reni. Di conseguenza, nella normale urina umana contiene tracce di stercobilinogeno (al giorno viene escreto nelle urine a 4 mg). Sfortunatamente, fino a poco tempo fa nella pratica clinica, lo stercobilinogeno, contenuto nell'urina normale, continua ad essere chiamato urobilinogeno. Questo non è corretto Nella fig. 15.2 mostra schematicamente le modalità di formazione dei corpi urobilinogenici nel corpo umano.

La determinazione nella clinica del contenuto della bilirubina totale e delle sue frazioni, così come dei corpi urobilinogenici, è importante nella diagnosi differenziale di ittero di varie eziologie. Quando emoliticoil gialloL'iperbilirubinemia si verifica principalmente a causa della formazione di bilirubina indiretta. A causa del miglioramento dell'emolisi, si forma intensivamente nelle cellule del sistema macrofagico dalla disintegrazione dell'emoglobina. Il fegato non è in grado di formare un numero così elevato di bilirubina-glucuronidi, che porta all'accumulo di bilirubina indiretta nel sangue e nei tessuti (Fig. 15.3). È noto che la bilirubina indiretta non passa attraverso la soglia renale, pertanto la bilirubina nelle urine con ittero emolitico di solito non viene rilevata.

Con ittero epatico, si verifica la distruzione delle cellule epatiche, l'escrezione della bilirubina diretta nei capillari biliari viene disturbata ed entra nel flusso sanguigno, il suo contenuto aumenta in modo significativo. Inoltre, diminuisce la capacità delle cellule epatiche di sintetizzare la bilirubina-glucuronide; di conseguenza, aumenta anche la quantità di bilirubina sierica indiretta. La sconfitta degli epatociti è accompagnata da una violazione della loro capacità di distruggere fino a

di- e tripyrroles mezobilinogen assorbito dall'intestino tenue. Quest'ultimo entra nella circolazione sistemica ed è espulso dai reni con l'urina.

L'ittero ostruttivo interrompe l'escrezione biliare, che porta ad un forte aumento del contenuto di bilirubina diretta nel sangue. La concentrazione di bilirubina indiretta è leggermente aumentata nel sangue. Il contenuto di sterkobilogen (stercobilina) nelle feci diminuisce drasticamente. Dotto biliare obchuratsiya completo accompagnato da una mancanza di pigmenti biliari nelle feci (sedia acholic). I cambiamenti caratteristici nei parametri di laboratorio del metabolismo dei pigmenti in vari itteri sono presentati in Tabella. 15.2.

N -Norm: | - aumentato; | - ridotto; f è determinato; 0- non definito.

Bile - un segreto liquido di colore bruno-giallastro, separato da cellule epatiche. Una persona produce 500-700 ml di bile al giorno (10 ml per 1 kg di peso corporeo). La formazione della bile avviene in modo continuo, sebbene l'intensità di questo processo oscilli nettamente durante il giorno. Al di fuori della digestione, la bile del fegato entra nella cistifellea, dove si ispessisce a causa dell'assorbimento di acqua ed elettroliti. La densità relativa della bile epatica è 1,01 e quella della bile cistica è 1,04. La concentrazione dei componenti principali nella bile cistica è 5-10 volte superiore a quella epatica (Tabella 15.3).

Tabella 15.3. Il contenuto dei componenti principali della bile umana

Fiziologiya_Pechen_metabolizm

Le principali funzioni del fegato

Coinvolgimento del fegato nel metabolismo delle proteine

Il ruolo del fegato nel metabolismo dei carboidrati

Il ruolo del fegato nel metabolismo dei lipidi

Fegato nel metabolismo del sale dell'acqua

Il ruolo del fegato nel metabolismo degli uccelli

riferimenti

Il fegato svolge un ruolo enorme nella digestione e nel metabolismo. Tutte le sostanze assorbite nel sangue devono entrare nel fegato e subire trasformazioni metaboliche. Varie sostanze organiche sono sintetizzate nel fegato: proteine, glicogeno, grassi, fosfatidi e altri composti. Il sangue penetra attraverso l'arteria epatica e la vena porta. Inoltre, l'80% del sangue proveniente dagli organi addominali passa attraverso la vena porta e solo il 20% attraverso l'arteria epatica. Il sangue scorre dal fegato attraverso la vena epatica.

Per studiare le funzioni del fegato, usano il metodo angiostatico, la fistola Ekka - Pavlov, con l'aiuto del quale studiano la composizione biochimica del flusso e del flusso, usando il metodo di cateterizzazione dei vasi del sistema portale, sviluppato da A. Aliev.

Il fegato svolge un ruolo significativo nel metabolismo delle proteine. Da aminoacidi provenienti dal sangue, la proteina si forma nel fegato. Forma fibrinogeno, protrombina, che svolge importanti funzioni nella coagulazione del sangue. I processi di riarrangiamento degli aminoacidi avvengono qui: deaminazione, transaminazione, decarbossilazione.

Il fegato è il luogo centrale per la neutralizzazione dei prodotti velenosi del metabolismo dell'azoto, principalmente l'ammoniaca, che viene convertita in urea o va alla formazione di ammidi degli acidi, gli acidi nucleici si degradano nel fegato, l'ossidazione delle basi puriniche e la formazione del prodotto finale del loro metabolismo, acido urico. Le sostanze (indolo, skatole, cresol, fenolo), provenienti dall'intestino crasso, combinate con gli acidi solforico e glucuronico, vengono convertite in acidi etere-solforico. La rimozione del fegato dal corpo degli animali porta alla loro morte. Apparentemente, a quanto pare, a causa dell'accumulo nel sangue di ammoniaca e altri prodotti intermedi tossici del metabolismo dell'azoto. [1]

Un ruolo importante è svolto dal fegato nel metabolismo dei carboidrati. Il glucosio, portato dall'intestino attraverso la vena porta, viene convertito in glicogeno nel fegato. A causa delle sue elevate riserve di glicogeno, il fegato funge da principale deposito di carboidrati del corpo. La funzione glicogenica del fegato è fornita dall'azione di un numero di enzimi ed è regolata dal sistema nervoso centrale e da 1 ormoni: adrenalina, insulina, glucagone. Nel caso di un aumentato bisogno di corpo nello zucchero, ad esempio, durante l'aumento del lavoro muscolare o del digiuno, il glicogeno sotto l'azione dell'enzima fosforilasi viene convertito in glucosio ed entra nel sangue. Pertanto, il fegato regola la costanza del glucosio nel sangue e il normale apporto di organi e tessuti con esso.

Nel fegato, ha luogo la trasformazione più importante degli acidi grassi, da cui vengono sintetizzati i grassi caratteristici di questo tipo di animale. Sotto l'azione dell'enzima lipasi, i grassi vengono scomposti in acidi grassi e glicerolo. Il destino del glicerolo è simile al destino del glucosio. La sua trasformazione inizia con la partecipazione dell'ATP e termina con la decomposizione in acido lattico, seguita dall'ossidazione in anidride carbonica e acqua. A volte, se necessario, il fegato può sintetizzare il glicogeno dall'acido lattico.

Il fegato sintetizza anche grassi e fosfatidi che entrano nel flusso sanguigno e vengono trasportati in tutto il corpo. Svolge un ruolo significativo nella sintesi del colesterolo e dei suoi esteri. Con l'ossidazione del colesterolo nel fegato, si formano gli acidi biliari, che sono secreti dalla bile e partecipano ai processi di digestione.

Il fegato è coinvolto nel metabolismo delle vitamine liposolubili, è il principale deposito di retinolo e la sua provitamina - carotene. È in grado di sintetizzare la cianocobalamina.

Il fegato può trattenere l'acqua in eccesso e quindi prevenire la diradamento del sangue: contiene un apporto di sali minerali e vitamine, è coinvolto nel metabolismo dei pigmenti.

Il fegato svolge una funzione di barriera. Se qualche microbo patogeno è entrato in esso con sangue, sono sottoposti a disinfezione da esso. Questa funzione viene eseguita da cellule stellate situate nelle pareti dei capillari sanguigni, che abbassano i lobuli epatici. Catturando composti tossici, le cellule stellate in combinazione con le cellule epatiche disinfettano. Come richiesto, le cellule stellate emergono dalle pareti dei capillari e, muovendosi liberamente, svolgono la loro funzione. [6.]

Inoltre, il fegato può tradurre piombo, mercurio, arsenico e altre sostanze tossiche in sostanze non tossiche.

Il fegato è il principale deposito di carboidrati del corpo e regola la costanza del glucosio nel sangue. Contiene minerali e vitamine. È un deposito di sangue, produce la bile, che è necessaria per la digestione.

Le principali funzioni del fegato.

Secondo la varietà di funzioni svolte dal fegato, può essere chiamato senza esagerazione il principale laboratorio biochimico del corpo umano. Il fegato è un organo importante, senza di esso né gli animali né l'uomo possono esistere.

Le principali funzioni del fegato sono:

1. Partecipazione alla digestione (la formazione e la secrezione della bile): il fegato produce la bile, che entra nel duodeno. La bile è coinvolta nella digestione intestinale, aiuta a neutralizzare la polpa acida proveniente dallo stomaco, scinde i grassi e ne promuove l'assorbimento, ha un effetto stimolante sulla motilità dell'intestino crasso. Durante il giorno, il fegato produce fino a 1-1,5 litri di bile.

2. Funzione barriera: il fegato neutralizza sostanze tossiche, microbi, batteri e virus provenienti dal sangue e dalla linfa. Anche nel fegato sono decomposti prodotti chimici, tra cui farmaci.

3. Partecipazione al metabolismo: tutti i nutrienti assorbiti nel sangue dal tratto digestivo, i prodotti della digestione di carboidrati, proteine ​​e grassi, minerali e vitamine, passano attraverso il fegato e vengono processati in esso. Allo stesso tempo, una parte di aminoacidi (frammenti proteici) e una parte di grassi vengono convertiti in carboidrati, quindi il fegato è il più grande "deposito" di glicogeno nel corpo. Sintetizza le proteine ​​del plasma sanguigno - globuline e albumina, così come la reazione di trasformazione degli aminoacidi. Anche i corpi chetonici (prodotti del metabolismo degli acidi grassi) e il colesterolo sono sintetizzati nel fegato. [2.]

Di conseguenza, possiamo dire che il fegato è una sorta di magazzino dei nutrienti del corpo, così come una fabbrica chimica, "costruita" tra i due sistemi - digestione e circolazione sanguigna. Il disequilibrio nell'azione di questo complesso meccanismo è la causa di numerose malattie dell'apparato digerente, del sistema cardiovascolare, in particolare del cuore. C'è la connessione più vicina del sistema digestivo, del fegato e della circolazione sanguigna.

Il fegato è coinvolto in quasi tutti i tipi di metabolismo: proteine, lipidi, carboidrati, acqua minerale, pigmento.

Coinvolgimento del fegato nel metabolismo delle proteine:

È caratterizzato dal fatto che procede attivamente con la sintesi e la rottura delle proteine ​​che sono importanti per l'organismo. Circa 13-18 g di proteine ​​sono sintetizzati al giorno nel fegato. Di questi, l'albumina, il fibrinogeno, la protrombina si formano solo e il fegato. Inoltre, qui vengono sintetizzati fino al 90% delle alfa-globuline e circa il 50% delle gamma-globuline del corpo. A questo proposito, le malattie del fegato o diminuiscono la sintesi proteica e questo porta ad una diminuzione della quantità di proteine ​​del sangue, o la formazione di proteine ​​con alterate proprietà fisico-chimiche, con conseguente diminuzione della stabilità colloidale delle proteine ​​del sangue e sono più facili del normale, abbandonare nei sedimenti sotto l'azione di agenti precipitanti (sali di metalli alcalini e alcalino-terrosi, timolo, cloruro mercurico, ecc.). È possibile rilevare i cambiamenti nella quantità o proprietà di proteine ​​utilizzando test di resistenza colloidale o campioni sedimentari, tra cui vengono spesso utilizzati Veltman, timolo e campioni sublimati. [6; 1.]

Il fegato è il sito principale per la sintesi delle proteine, garantendo il processo di coagulazione del sangue (fibrinogeno, protrombina, ecc.). La violazione della loro sintesi, così come la carenza di vitamina K, che si sviluppa a seguito della violazione della secrezione biliare e dell'escrezione biliare, porta a eventi emorragici.

I processi di trasformazione degli aminoacidi (transaminazione, deamminazione, ecc.) Che si verificano attivamente nel fegato durante le sue gravi lesioni cambiano significativamente, che è caratterizzato da un aumento della concentrazione di aminoacidi liberi nel sangue e dalla loro escrezione nelle urine (iperaminoaciduria). Leucine e cristalli di tirosina possono anche essere trovati nelle urine.

La formazione di urea si verifica solo nel fegato e la violazione delle funzioni degli epatociti porta ad un aumento della sua quantità nel sangue, che ha un effetto negativo su tutto il corpo e può manifestarsi, ad esempio, coma epatico, spesso con conseguente morte del paziente.

I processi metabolici che avvengono nel fegato sono catalizzati da vari enzimi che, in caso di malattie, entrano nel sangue e penetrano nelle urine. È importante che il rilascio di enzimi dalle cellule si verifichi non solo quando sono danneggiati, ma anche in violazione della permeabilità delle membrane cellulari che si verifica nel periodo iniziale della malattia, quindi cambiare gli spettri degli enzimi è uno degli indicatori diagnostici più importanti per valutare le condizioni del paziente nel periodo preclinico. Ad esempio, nel caso della malattia di Botkin, è stato osservato un aumento dell'attività del sangue di AlTA, LDH e AsTA nel periodo "pre-ittero" e nel rachitismo è stato osservato un aumento del livello di fosfatasi alcalina.

Il fegato svolge una funzione antitossica essenziale per il corpo. È lì che avviene la neutralizzazione di tali sostanze nocive come indolo, skatole, fenolo, cadaverina, bilirubina, ammoniaca, prodotti di metabolismo degli ormoni steroidei, ecc.. Le modalità di neutralizzazione delle sostanze tossiche sono diverse: l'ammoniaca viene convertita in urea; indolo, fenolo, bilirubina e altri formano composti che sono innocui per l'organismo con acidi solforici o glucuronici, che vengono escreti nelle urine. [5]

Il ruolo del fegato nel metabolismo dei carboidrati:

è determinato principalmente dalla sua partecipazione ai processi di sintesi e decomposizione del glicogeno. È di grande importanza per la regolazione dei livelli di glucosio nel sangue. Inoltre, i processi di interconversione dei monosaccaridi procedono attivamente nel fegato. Il galattosio e il fruttosio vengono convertiti in glucosio e il glucosio può essere una fonte per la sintesi del fruttosio.

Il processo di gluconeogenesi si verifica anche nel fegato, in cui il glucosio è formato da sostanze non carboidratiche - acido lattico, glicerolo e amminoacidi glicogenici. Il fegato è coinvolto nella regolazione del metabolismo dei carboidrati controllando il livello di insulina nel sangue, dal momento che il fegato contiene l'enzima insulinasi, che scompone l'insulina, a seconda delle esigenze del corpo.

Il fabbisogno energetico del fegato stesso è soddisfatto dalla rottura del glucosio, in primo luogo, lungo la via anaerobica con la formazione di lattato e, in secondo luogo, lungo la via peptotica. Il significato di questi processi non è solo la formazione di NADPH2 per varie biosintesi, ma anche la capacità di utilizzare i prodotti di decomposizione dei carboidrati come sostanze di partenza per vari processi metabolici. [1; 5; 6.]

le cellule epatiche parenchimali svolgono un ruolo di primo piano. I processi di biosintesi del colesterolo, acidi biliari, formazione di fosfolipidi plasmatici, corpi chetonici e lipoproteine ​​procedono direttamente negli epatociti. D'altra parte, il fegato controlla il metabolismo lipidico dell'intero organismo. Sebbene i triacilgliceroli costituiscano solo l'1% della massa totale del fegato, è proprio questo che regola i processi di sintesi e trasporto degli acidi grassi del corpo. Nel fegato viene fornita una grande quantità di lipidi, che vengono "ordinati" in base alle esigenze di organi e tessuti. Allo stesso tempo, in alcuni casi la loro decomposizione può aumentare, verso i prodotti finali, mentre in altri gli acidi biliari possono andare alla sintesi di fosfolipidi e essere trasportati dal sangue a quelle cellule dove sono necessari per la formazione delle membrane, oppure le lipoproteine ​​possono essere trasportate in cellule prive di energia. ecc.

Quindi, riassumendo il ruolo del fegato nel metabolismo dei lipidi, si può notare che usa i lipidi per i bisogni degli epatociti e svolge anche la funzione di monitorare lo stato del metabolismo dei lipidi in tutto il corpo. [5]

Altrettanto importante è metabolismo del fegato e dell'acqua minerale. Quindi, si tratta di un deposito di sangue e, quindi, di fluido extracellulare, che può accumulare fino al 20% del volume totale di sangue. Inoltre, per alcune sostanze minerali, il fegato funge da luogo di accumulo e stoccaggio. Questi includono sodio, magnesio, manganese, rame, ferro, ecc. Il fegato sta sintetizzando proteine ​​che trasportano minerali attraverso il sangue: transferrina, ceruloplasmina, ecc. Infine, il fegato è il sito di inattivazione degli ormoni che regolano il metabolismo di acqua e minerali (aldosterone, vasopressina).

Da tutto ciò, diventa chiaro perché il fegato è chiamato il "laboratorio biochimico" di un organismo, e la distruzione della sua attività influenza le sue varie funzioni. [6.]

Il ruolo del fegato nel metabolismo degli uccelli.

Sia negli animali che negli uccelli, il fegato è l'organo centrale responsabile dei processi metabolici in tutto il corpo. Molti esperti la chiamano la più grande "ghiandola" di animali e uccelli. Nel fegato, la bile e molte proteine ​​vitali sono prodotte, è coinvolto nel fornire al corpo numerose sostanze nutritive (attraverso il sistema circolatorio). È qui che la biotrasformazione della maggior parte delle sostanze estremamente tossiche entra nel corpo con il cibo. Tale biotrasformazione comporta la trasformazione di sostanze chimiche tossiche in nuove sostanze che non sono più pericolose per il corpo e possono essere facilmente rimosse da esso. Il fegato è in grado di ripristinare le proprie cellule malate, rigenerarle o sostituirle, mantenendo le sue funzioni in un ordine relativo.

Il fegato è la più grande "ghiandola" del corpo dell'uccello, utilizzando le funzioni più importanti nel metabolismo principale. Queste funzioni sono le più diverse e sono dovute alle proprietà delle cellule epatiche, che costituiscono l'unità anatomica e fisiologica dell'organismo. Nell'aspetto biochimico, le più importanti sono le funzioni del fegato associate alla formazione, alla composizione e al ruolo della bile, oltre che ai vari cambiamenti metabolici. La secrezione della bile negli uccelli è di 1 ml / h. La composizione della bile degli uccelli comprende principalmente acido taurohenodesoxyclic in assenza di acido desossicolico. Il funzionamento del fegato degli uccelli differisce in una certa misura dal funzionamento del fegato dei mammiferi. In particolare, la formazione di urea è una funzione pronunciata del fegato nei mammiferi, mentre negli uccelli l'acido urico è il principale prodotto finale del metabolismo dell'azoto.

Nel fegato degli uccelli si verifica una sintesi attiva delle proteine ​​plasmatiche. Siero albumina, fibrinogeno,? - e? le globuline sono sintetizzate nel fegato di pollame e rappresentano circa la metà delle proteine ​​sintetizzate da questo organo. L'emivita dell'albumina è di 7 giorni, per globuline -10 giorni. Nel fegato, c'è una sintesi e una rottura delle proteine ​​plasmatiche, che sono usate come fonte di amminoacidi per le varie sintesi tissutali successive.

Il corpo dei polli non è quasi in grado di sintetizzare la glicina. L'uso della glicina nella sintesi delle basi purine, la struttura della gemma è la ragione principale per l'elevato bisogno di uccelli per questo acido. Nei mammiferi, circa il 50% dell'arginina è fornito dalla sintesi nel fegato, mentre negli uccelli ciò non avviene. Gli uccelli hanno una pronunciata capacità di reazioni di transaminazione che coinvolgono l'acido glutammico deidrogenasi attivo. Nel metabolismo lipidico degli uccelli, il fegato è identificato come il sito principale della lipogenesi. La concentrazione di acido α-idrotermico nel fegato degli uccelli è 5 volte superiore rispetto al fegato dei mammiferi, il che indica l'attività dei processi ossidativi in ​​questo organo. Una combinazione di alto livello? - ossidazione degli acidi grassi e lipogenesi fornisce meccanismi per controllare la quantità di acidi grassi che vanno alla sintesi di lipoproteine ​​a bassissima densità. L'attività metabolica del fegato è estremamente elevata negli uccelli durante il periodo di deposizione, quando la quantità di grasso sintetizzato durante l'anno è quasi esattamente il peso corporeo dell'uccello. In particolare, nei polli da carne, la massa del tessuto adiposo può raggiungere il 18% del peso corporeo.

Il fegato ha un'enorme capacità di immagazzinare il glicogeno. Il contenuto di glicogeno nel fegato varia a seconda del contenuto di carboidrati nella dieta del pollame.

La patologia più comune di questo organo è la graduale "obesità" delle sue cellule, che porta allo sviluppo di una malattia nel tempo, che i veterinari chiamano degenerazione grassa del fegato. Il motivo è solitamente l'effetto a lungo termine delle tossine cellulari, dei potenti farmaci, dei vaccini, dei coccidiostatici, ecc., Che richiedono il massimo stress dal fegato e un'alimentazione scorretta o mal bilanciata. Di regola, tutto questo è accompagnato dall'inattività fisica degli uccelli e degli animali, soprattutto con il contenuto cellulare. [4; 6.]

riferimenti:

1. Lysov VF, Maksimov VI: La fisiologia e l'etologia degli animali; Ed.: MOSCOW, 2012, 605s.

2. Fisiologia. Fondamenti e sistemi funzionali. Ed. Sudakova K.V; Novosibirsk, 2000, 784 s.

3. Skalny AV: Elementi chimici in Fisiologia ed ecologia umana: toolkit; Rostov-on-Don, 2004, 216s.

4. Articolo: Peculiarità del metabolismo negli uccelli: l'autore è sconosciuto; San Pietroburgo, 2001.

5. Articolo: il ruolo del fegato nel metabolismo: l'autore è sconosciuto; Mosca, 2006.

6. VV Rogozhin: Biochimica degli animali; Ed.: MOSCOW, 2005.

Coinvolgimento del fegato nel metabolismo delle proteine

Senza la partecipazione del fegato al metabolismo delle proteine, il corpo non può fare più di alcuni giorni, quindi si verifica la morte. Le seguenti sono tra le funzioni più importanti del fegato nel metabolismo delle proteine.

1. Deamination di amminoacidi.
2. Formazione di urea e recupero dell'ammoniaca dai fluidi corporei.
3. La formazione di proteine ​​plasmatiche.
4. La mutua trasformazione di vari amminoacidi e la sintesi di aminoacidi da altri composti.

La pre-deamminazione degli amminoacidi è necessaria per il loro uso nella produzione di energia e nella conversione in carboidrati e grassi. In piccole quantità, la deaminazione viene effettuata in altri tessuti del corpo, specialmente nei reni, ma in termini di importanza, questi processi non sono paragonabili alla deaminazione degli amminoacidi nel fegato.

La formazione di urea nel fegato aiuta a estrarre l'ammoniaca dai fluidi corporei. Una grande quantità di ammoniaca si forma nel processo di deaminazione degli amminoacidi, una quantità aggiuntiva di essa viene costantemente formata dai batteri nell'intestino e viene assorbita nel sangue. A questo proposito, se l'urea non si forma nel fegato, la concentrazione di ammoniaca nel plasma sanguigno inizia ad aumentare rapidamente, portando a coma epatico e morte. Anche nel caso di una brusca diminuzione del flusso sanguigno attraverso il fegato, che a volte si verifica a seguito della formazione di uno shunt tra il portale e la vena cava, il contenuto di ammoniaca nel sangue aumenta drammaticamente con la creazione di condizioni di tossicosi.

Tutte le principali proteine ​​del plasma, ad eccezione di alcune gammaglobuline, sono formate da cellule epatiche. Il loro numero è circa il 90% di tutte le proteine ​​plasmatiche. Le restanti gamma globuline sono anticorpi formati principalmente da plasmacellule linfoidi. Il tasso massimo di formazione delle proteine ​​da parte del fegato è di 15-50 g / die, quindi se il corpo perde circa la metà delle proteine ​​plasmatiche, la loro quantità può essere ripristinata entro 1-2 settimane.

Va tenuto presente che l'esaurimento delle proteine ​​plasmatiche è la causa della rapida insorgenza della divisione mitotica degli epatociti e un aumento delle dimensioni del fegato. Questo effetto è combinato con il rilascio di proteine ​​del plasma sanguigno da parte del fegato, che continua fino a quando la concentrazione di proteine ​​nel sangue ritorna ai valori normali. Nelle malattie croniche del fegato (compresa la cirrosi), il livello delle proteine ​​nel sangue, in particolare l'albumina, può scendere a valori molto bassi, che è la causa della comparsa di edema generalizzato e ascite.

Tra le funzioni più importanti del fegato c'è la sua capacità di sintetizzare alcuni amminoacidi insieme a composti chimici, che includono gli amminoacidi. Ad esempio, nel fegato, vengono sintetizzati i cosiddetti aminoacidi essenziali. Nel processo di una tale sintesi, sono coinvolti chetoacidi aventi una struttura chimica simile con amminoacidi (escluso l'ossigeno nella posizione di keto). I radicali ammino passano attraverso diversi stadi di transaminazione, passando dagli amminoacidi presenti nel chetoacido al posto dell'ossigeno nella posizione cheto.

Biochimica del fegato

Tema: "FEGATO BIOCHEMISTRY"

1. La composizione chimica del fegato: il contenuto di glicogeno, lipidi, proteine, composizione minerale.

2. Il ruolo del fegato nel metabolismo dei carboidrati: mantenimento di una concentrazione di glucosio costante, sintesi del glicogeno e mobilizzazione, gluconeogenesi, i principali modi di conversione del glucosio-6-fosfato, interconversione dei monosaccaridi.

3. Il ruolo del fegato nel metabolismo lipidico: la sintesi di acidi grassi superiori, acilgliceroli, fosfolipidi, colesterolo, corpi chetonici, la sintesi e il metabolismo delle lipoproteine, il concetto di effetto lipotropico e fattori lipotropici.

4. Il ruolo del fegato nel metabolismo proteico: la sintesi di specifiche proteine ​​plasmatiche, la formazione di urea e acido urico, colina, creatina, l'interconversione di chetosaccaridi e amminoacidi.

5. Il metabolismo dell'alcool nel fegato, la degenerazione grassa del fegato con abuso di alcool.

6. Funzione neutralizzante del fegato: fasi (fasi) di neutralizzazione di sostanze tossiche nel fegato.

7. Scambio di bilirubina nel fegato. Cambiamenti nel contenuto dei pigmenti biliari nel sangue, nelle urine e nelle feci in vari tipi di ittero (adepatico, parenchimale, ostruttivo).

8. La composizione chimica della bile e il suo ruolo; fattori che contribuiscono alla formazione di calcoli biliari.

31.1. Funzione epatica

Il fegato è un organo unico nel metabolismo. Ogni cellula epatica contiene diverse migliaia di enzimi che catalizzano le reazioni di numerose vie metaboliche. Pertanto, il fegato svolge nel corpo una serie di funzioni metaboliche. I più importanti di questi sono:

• biosintesi di sostanze che funzionano o sono utilizzate in altri organi. Queste sostanze includono proteine ​​del plasma, glucosio, lipidi, corpi chetonici e molti altri composti;
• biosintesi del prodotto finale del metabolismo dell'azoto nel corpo - urea;
• partecipazione ai processi di digestione - sintesi degli acidi biliari, formazione ed escrezione della bile;
• biotrasformazione (modificazione e coniugazione) di metaboliti endogeni, droghe e veleni;
• escrezione di alcuni prodotti metabolici (pigmenti biliari, colesterolo in eccesso, prodotti di neutralizzazione).

31.2. Il ruolo del fegato nel metabolismo dei carboidrati.

Il ruolo principale del fegato nel metabolismo dei carboidrati è quello di mantenere un livello costante di glucosio nel sangue. Ciò si ottiene regolando il rapporto tra i processi di formazione e l'utilizzo del glucosio nel fegato.

Le cellule epatiche contengono l'enzima glucochinasi, che catalizza la reazione di fosforilazione del glucosio con la formazione di glucosio-6-fosfato. Il glucosio-6-fosfato è un metabolita chiave del metabolismo dei carboidrati; I principali modi della sua trasformazione sono presentati nella Figura 1.

31.2.1. Metodi di utilizzo del glucosio. Dopo aver mangiato una grande quantità di glucosio entra nel fegato attraverso la vena porta. Questo glucosio è usato principalmente per la sintesi del glicogeno (lo schema di reazione è mostrato in Figura 2). Il contenuto di glicogeno nel fegato di una persona sana varia generalmente dal 2 all'8% della massa di questo organo.

La glicolisi e la via del pentoso fosfato dell'ossidazione del glucosio nel fegato servono principalmente come fornitori di metaboliti precursori per la biosintesi di amminoacidi, acidi grassi, glicerolo e nucleotidi. In misura minore, le vie ossidative della conversione del glucosio nel fegato sono fonti di energia per i processi biosintetici.

Figura 1. Le principali vie di conversione del glucosio-6-fosfato nel fegato. I numeri indicano: 1 - fosforilazione del glucosio; 2 - idrolisi di glucosio-6-fosfato; 3 - sintesi del glicogeno; 4 - mobilizzazione del glicogeno; 5 - via del pentoso fosfato; 6 - glicolisi; 7 - gluconeogenesi.

Figura 2. Diagramma delle reazioni di sintesi del glicogeno nel fegato.

Figura 3. Diagramma delle reazioni di mobilizzazione del glicogeno nel fegato.

31.2.2. Modi di formazione di glucosio. In alcune condizioni (con una dieta a basso contenuto di carboidrati a digiuno, uno sforzo fisico prolungato) il fabbisogno di carboidrati del corpo supera la quantità assorbita dal tratto gastrointestinale. In questo caso, la formazione di glucosio viene effettuata utilizzando glucosio-6-fosfatasi, che catalizza l'idrolisi del glucosio-6-fosfato nelle cellule epatiche. Il glicogeno funge da fonte diretta di glucosio-6-fosfato. Lo schema di mobilitazione del glicogeno è presentato in Figura 3.

La mobilitazione del glicogeno fornisce le esigenze del corpo umano per il glucosio durante le prime 12-24 ore di digiuno. In un secondo momento, la gluconeogenesi, una biosintesi da fonti non di carboidrati, diventa la principale fonte di glucosio.

I principali substrati per la gluconeogenesi sono il lattato, il glicerolo e gli amminoacidi (ad eccezione della leucina). Questi composti vengono prima convertiti in piruvato o ossalacetato, i principali metaboliti della gluconeogenesi.

La gluconeogenesi è il processo inverso della glicolisi. Allo stesso tempo, le barriere create dalle reazioni irreversibili alla glicolisi vengono superate con l'aiuto di speciali enzimi che catalizzano le reazioni di bypass (vedi Figura 4).

Tra gli altri modi di metabolismo dei carboidrati nel fegato, va notato che il glucosio viene convertito in altri monosaccaridi alimentari - fruttosio e galattosio.

Figura 4. Glicolisi e gluconeogenesi nel fegato.

Enzimi che catalizzano reazioni di glicolisi irreversibili: 1 - glucochinasi; 2 - phosphofructokinase; 3 - piruvato chinasi.

Enzimi che catalizzano le reazioni di bypass della gluconeogenesi: 4-piruvato carbossilasi; 5 - fosfoenolpiruvato carbossichinasi; 6 -fruktozo-1,6-difosfataza; 7 - glucosio-6-fosfatasi.

31.3. Il ruolo del fegato nel metabolismo dei lipidi.

Gli epatociti contengono quasi tutti gli enzimi coinvolti nel metabolismo dei lipidi. Pertanto, le cellule parenchimali del fegato controllano in gran parte il rapporto tra consumo e sintesi lipidica nel corpo. Il catabolismo lipidico nelle cellule epatiche si verifica principalmente nei mitocondri e nei lisosomi, la biosintesi nel citosol e il reticolo endoplasmatico. Il metabolita chiave del metabolismo lipidico nel fegato è l'acetil-CoA, le cui principali modalità di formazione e utilizzo sono mostrate nella Figura 5.

Figura 5. La formazione e l'uso di acetil CoA nel fegato.

31.3.1. Metabolismo degli acidi grassi nel fegato. I grassi alimentari sotto forma di chilomicroni entrano nel fegato attraverso il sistema dell'arteria epatica. Sotto l'azione della lipoproteina lipasi, situata nell'endotelio dei capillari, vengono scomposti in acidi grassi e glicerolo. Gli acidi grassi che penetrano negli epatociti possono subire ossidazione, modificazione (accorciamento o allungamento della catena di carbonio, formazione di doppi legami) e utilizzati per sintetizzare triacilgliceroli e fosfolipidi endogeni.

31.3.2. Sintesi di corpi chetonici. Quando la β-ossidazione degli acidi grassi nei mitocondri del fegato, si forma acetil-CoA, che subisce un'ulteriore ossidazione nel ciclo di Krebs. Se c'è una carenza di ossalacetato nelle cellule del fegato (ad esempio durante il digiuno, il diabete mellito), allora i gruppi acetilici si condensano per formare corpi chetonici (acetoacetato, β-idrossibutirrato, acetone). Queste sostanze possono servire come substrati energetici in altri tessuti del corpo (muscolo scheletrico, miocardio, reni, con fame a lungo termine - il cervello). Il fegato non utilizza corpi chetonici. Con un eccesso di corpi chetonici nel sangue, si sviluppa l'acidosi metabolica. Un diagramma della formazione dei corpi chetonici è mostrato in Figura 6.

Figura 6. Sintesi di corpi chetonici nei mitocondri del fegato.

31.3.3. Istruzione e modi per utilizzare l'acido fosfatidico. Un precursore comune di triacilgliceroli e fosfolipidi nel fegato è l'acido fosfatidico. È sintetizzato da glicerolo-3-fosfato e due acil-CoA - forme attive di acidi grassi (Figura 7). Il glicerolo-3-fosfato può essere formato da dioxyacetone fosfato (metabolita della glicolisi) o da glicerolo libero (un prodotto della lipolisi).

Figura 7. Formazione di acido fosfatidico (schema).

Per la sintesi di fosfolipidi (fosfatidilcolina) da acido fosfatidico, è necessario fornire al cibo una quantità sufficiente di fattori lipotropici (sostanze che impediscono lo sviluppo di degenerazione grassa del fegato). Questi fattori includono colina, metionina, vitamina B 12, acido folico e alcune altre sostanze. I fosfolipidi sono inclusi nei complessi lipoproteici e partecipano al trasporto di lipidi sintetizzati negli epatociti ad altri tessuti e organi. La mancanza di fattori lipotropici (con l'abuso di cibi grassi, alcolismo cronico, diabete) contribuisce al fatto che l'acido fosfatidico viene utilizzato per la sintesi di triacilgliceroli (insolubili in acqua). La violazione della formazione di lipoproteine ​​porta al fatto che un eccesso di TAG si accumula nelle cellule del fegato (degenerazione grassa) e la funzione di questo organo è compromessa. I modi di usare l'acido fosfatidico negli epatociti e il ruolo dei fattori lipotropici sono mostrati nella Figura 8.

Figura 8. L'uso di acido fosfatidico per la sintesi di triacilgliceroli e fosfolipidi. I fattori lipotropici sono indicati da *.

31.3.4. Formazione di colesterolo Il fegato è il sito principale per la sintesi del colesterolo endogeno. Questo composto è necessario per la costruzione delle membrane cellulari, è un precursore degli acidi biliari, degli ormoni steroidei, della vitamina D 3. Le prime due reazioni di sintesi del colesterolo assomigliano alla sintesi di corpi chetonici, ma procedono nel citoplasma dell'epatocita. L'enzima chiave nella sintesi del colesterolo, la beta-idrossi-β-metilglutaril-CoA reduttasi (HMG-CoA reduttasi), è inibito da un eccesso di colesterolo e acidi biliari sulla base del feedback negativo (Figura 9).

Figura 9. Sintesi del colesterolo nel fegato e sua regolazione.

31.3.5. Formazione di lipoproteine Lipoproteine ​​- complessi proteico-lipidici, che comprendono fosfolipidi, triacilgliceroli, colesterolo e suoi esteri, nonché proteine ​​(apoproteine). Le lipoproteine ​​trasportano i lipidi insolubili in acqua ai tessuti. Due classi di lipoproteine ​​si formano negli epatociti - lipoproteine ​​ad alta densità (HDL) e lipoproteine ​​a densità molto bassa (VLDL).

31.4. Il ruolo del fegato nel metabolismo delle proteine.

Il fegato è l'organismo che regola l'assunzione di sostanze azotate nel corpo e la loro escrezione. Nei tessuti periferici, si verificano costantemente reazioni di biosintesi con l'uso di aminoacidi liberi, oppure vengono rilasciati nel sangue durante la scomposizione delle proteine ​​del tessuto. Nonostante questo, il livello di proteine ​​e amminoacidi liberi nel plasma sanguigno rimane costante. Ciò è dovuto al fatto che le cellule del fegato hanno un insieme unico di enzimi che catalizzano reazioni specifiche del metabolismo delle proteine.

31.4.1. Modi per usare gli amminoacidi nel fegato. Dopo l'ingestione di alimenti proteici, una grande quantità di aminoacidi entra nelle cellule del fegato attraverso la vena porta. Questi composti possono subire una serie di trasformazioni nel fegato prima di entrare nella circolazione generale. Queste reazioni includono (Figura 10):

a) l'uso di aminoacidi per la sintesi proteica;

b) transaminazione - il percorso di sintesi di amminoacidi sostituibili; interconnette anche lo scambio di aminoacidi con la gluconeogenesi e la via generale del catabolismo;

c) deamination - la formazione di α-chetoacidi e ammoniaca;

d) sintesi dell'urea - la via della neutralizzazione dell'ammoniaca (vedi lo schema nella sezione "Scambio proteico");

e) sintesi di sostanze non contenenti azoto proteico (colina, creatina, nicotinamide, nucleotidi, ecc.).

Figura 10. Metabolismo degli aminoacidi nel fegato (schema).

31.4.2. Biosintesi delle proteine. Nelle cellule epatiche, sintetizzato molte proteine ​​plasmatiche: (. Ferritina, ceruloplasmina, transcortina, retinolo proteina et al) albumina (circa 12 grammi al giorno), la maggior parte del α- e beta-globuline, comprese proteine ​​di trasporto. Molti fattori di coagulazione del sangue (fibrinogeno, protrombina, proconvertina, proaccelerina, ecc.) Sono anche sintetizzati nel fegato.

31.5. Funzione neutralizzante del fegato.

Composti non polari di varia origine, tra cui sostanze endogene, droghe e veleni, sono neutralizzati nel fegato. Il processo di neutralizzazione delle sostanze comprende due fasi (fasi):

1) modifica di fase - include la reazione di ossidazione, riduzione, idrolisi; per un numero di composti facoltativi;

2) coniugazione di fase - include la reazione dell'interazione di sostanze con acidi glucuronici e solforici, glicina, glutammato, taurina e altri composti.

Più in dettaglio le reazioni di neutralizzazione saranno discusse nella sezione "Biotransformation of xenobiotics".

31.6. Formazione biliare del fegato

La bile è un segreto liquido di colore bruno-giallastro, secreto dalle cellule epatiche (500-700 ml al giorno). La composizione della bile comprende: acidi biliari, colesterolo e suoi esteri, pigmenti biliari, fosfolipidi, proteine, sostanze minerali (Na +, K +, Ca 2+, Сl -) e acqua.

31.6.1. Acidi biliari. Sono prodotti del metabolismo del colesterolo, si formano negli epatociti. Esistono acidi biliari primari (colico, chenodeossicolico) e secondario (deossicolico, litochico). La bile contiene principalmente acidi biliari coniugati con glicina o taurina (ad esempio acido glicocolico, acido taurocolico, ecc.).

Gli acidi biliari sono direttamente coinvolti nella digestione dei grassi nell'intestino:

• avere un effetto emulsionante sui grassi commestibili;
• attivare la lipasi pancreatica;
• promuovere l'assorbimento degli acidi grassi e delle vitamine liposolubili;
• stimolare la peristalsi intestinale.

All'atto di violazione di deflusso di acidi biliari di bile entrano in sangue e urina.

31.6.2. Colesterolo. Il colesterolo in eccesso viene escreto nella bile. Il colesterolo e i suoi esteri sono presenti nella bile come complessi con acidi biliari (complessi choleici). Il rapporto tra acidi biliari e colesterolo (rapporto di coli) non deve essere inferiore a 15. In caso contrario, il colesterolo insolubile in acqua precipita e si deposita sotto forma di calcoli alla cistifellea (malattia del calcoli biliari).

31.6.3. Pigmenti biliari. La bilirubina coniugata (bilirubina mono- e diglucuronide) predomina tra i pigmenti nella bile. Si forma nelle cellule del fegato come risultato dell'interazione della bilirubina libera con l'acido UDP-glucuronico. Questo riduce la tossicità della bilirubina e aumenta la sua solubilità in acqua; inoltre la bilirubina coniugata viene secreta nella bile. Se c'è una violazione del deflusso della bile (ittero ostruttivo), il contenuto di bilirubina diretta nel sangue aumenta significativamente, la bilirubina viene rilevata nelle urine e il contenuto di stercobilina è diminuito nelle feci e nelle urine. Per la diagnosi differenziale dell'ittero, vedi "Scambio di proteine ​​complesse".

31.6.4. Enzimi. Degli enzimi trovati nella bile, la fosfatasi alcalina dovrebbe essere notata per prima. Questo è un enzima escretore sintetizzato nel fegato. In violazione del deflusso della bile, l'attività della fosfatasi alcalina nel sangue aumenta.