Fegato: metabolismo dei carboidrati e disordini metabolici

La partecipazione del fegato al mantenimento della concentrazione di glucosio nel sangue è determinata dal fatto che si verificano glicogenesi, glicogenolisi, glicolisi e gluconeogenesi. Questi processi sono regolati da molti ormoni, tra cui insulina, glucagone, GH, glucocorticoidi e catecolamine. Il glucosio che entra nel sangue viene velocemente assorbito dal fegato. Si ritiene che ciò sia dovuto all'estrema sensibilità degli epatociti all'insulina (sebbene vi siano prove che mettono in dubbio l'importanza di questo meccanismo). Durante il digiuno, i livelli di insulina diminuiscono e i livelli di glucagone e cortisolo aumentano. In risposta a questo, la glicogenolisi e la gluconeogenesi sono migliorate nel fegato. Gli amminoacidi, specialmente l'alanina, che si formano durante la disgregazione delle proteine ​​muscolari, sono necessari per la gluconeogenesi. Al contrario, dopo l'ingestione, alanina e aminoacidi ramificati provengono dal fegato ai muscoli, dove partecipano alla sintesi delle proteine. Questo ciclo glicemico-alanino è regolato da variazioni delle concentrazioni sieriche di insulina, glucagone e cortisolo.

Si è ipotizzato che dopo un pasto, il glicogeno e gli acidi grassi siano sintetizzati direttamente dal glucosio. Tuttavia, in realtà, queste trasformazioni si verificano indirettamente con la partecipazione di metaboliti tricarbossilici di glucosio (ad esempio, lattato) o altri substrati di gluconeogenesi, come fruttosio e alanina.

Con la cirrosi epatica, il livello di glucosio nel sangue cambia spesso (Tabella 293.1). Di solito si osservano iperglicemia e ridotta tolleranza al glucosio. L'attività dell'insulina nel sangue è normale o aumentata (con l'eccezione dell'emocromatosi); pertanto, la ridotta tolleranza al glucosio è dovuta alla resistenza all'insulina. Può essere causato da una diminuzione del numero di epatociti funzionanti.

Esistono anche evidenze che la cirrosi epatica osservi la resistenza all'insulina recettoriale e post-recettoriale degli epatociti. Inoltre, con lo shunt portocavale, l'eliminazione epatica di insulina e glucagone diminuisce, quindi la concentrazione di questi ormoni aumenta. Tuttavia, con l'emocromatosi, il livello di insulina può diminuire (fino allo sviluppo del diabete mellito) a causa della deposizione di ferro nel pancreas. Nella cirrosi diminuisce la capacità del fegato di usare il lattato nelle reazioni di gluconeogenesi, il che può aumentare la sua concentrazione nel sangue.

Sebbene l'ipoglicemia si manifesti il ​​più delle volte con epatite fulminante, essa può anche svilupparsi negli stadi finali della cirrosi a causa di una diminuzione delle riserve di glicogeno nel fegato, una diminuzione della risposta degli epatociti al glucagone, una diminuzione della capacità del fegato di sintetizzare il glicogeno a causa dell'estesa distruzione cellulare. Ciò è aggravato dal fatto che la quantità di glicogeno nel fegato è anche normalmente limitata (circa 70 g), il corpo ha bisogno di un apporto costante di glucosio (circa 150 g / giorno). Pertanto, le riserve di glicogeno nel fegato si esauriscono molto rapidamente (normalmente - dopo il primo giorno di digiuno).

Metabolismo del fegato e dei carboidrati

Biochimica del fegato

Il fegato occupa un posto centrale nel metabolismo. Ha numerose funzioni, di cui le più importanti sono le seguenti:

* biosintesi di proteine ​​del sangue e lipoproteidi,

* metabolismo di droghe e ormoni,

* deposito di ferro, vitamine B12 e B9,

Pertanto, la specializzazione funzionale del fegato consiste nel seguente "altruismo biochimico", vale a dire il fegato fornisce condizioni di vita per altri organi. Da un lato, è la produzione e lo stoccaggio di varie sostanze per organismi e tessuti, e dall'altra la loro protezione da sostanze tossiche formate in esse o da sostanze estranee in entrata.

Il fegato svolge le seguenti funzioni:

regatatore omeostatico (carboidrati, proteine, lipidi, vitamine, composti parzialmente minerali-acqua, metabolismo dei pigmenti, sostanze non contenenti azoto proteico);

neutralizzante (prodotti naturali del metabolismo e sostanze estranee).

Il fegato consiste nell'80% delle cellule parenchimali, il 16% delle quali sono cellule reticoloendoteliali, il 4% dell'endotelio dei vasi sanguigni.

Metabolismo del fegato e dei carboidrati

Le cellule parenchimali del fegato servono come il luogo principale delle trasformazioni biochimiche dei carboidrati alimentari e hanno un effetto regolatore sul loro metabolismo. Zuccheri assorbenti dalle cellule dell'epitelio intestinale alla vena porta; attraverso di esso, i monosaccaridi alimentari entrano nel fegato (1) qui galattosio, fruttosio e mannosio vengono convertiti in glucosio. (2) Una delle funzioni più importanti del fegato è quella di mantenere glucosio costante nel sangue (funzione glucostatica), il glucosio, in eccesso, viene convertito in una forma di conservazione adatta per lo stoccaggio, al fine di ripristinare le scorte in glucosio in un momento in cui il cibo viene fornito in quantità limitata.

Il fabbisogno energetico del fegato stesso, come altri tessuti del corpo, è soddisfatto dal catabolismo intracellulare del glucosio in entrata. Due diversi processi sono coinvolti nel catabolismo del glucosio: (3)

* La via glicolitica per la conversione di 1 mole di glucosio a 2 moli di lattato per formare 2 moli di ATP.

* (4) trasformazione del fosfogluconato di 1 mole di glucosio con la formazione di 6 moli di CO₂ e la formazione di 12 moli di ATP.

Entrambi i processi avvengono in condizioni anaerobiche, entrambi gli enzimi sono contenuti nella parte solubile del citoplasma ed entrambi richiedono una precedente fosforilazione del glucosio a glu-6f con la partecipazione di un enzima dipendente da ATP glucochinasi. Se la glicolisi fornisce energia agli organelli cellulari per le reazioni di fosforilazione, quindi la via fosforilata serve da principale fonte di riduzione degli equivalenti per i processi biosintetici. Prodotti intermedi di glicolisi - fosforoosio - possono essere usati per formare alfa - glicerofosfato nella sintesi dei grassi. Il piruvato può essere utilizzato per sintetizzare alanina, aspartato e altri composti formati da acetil-CoA.

Inoltre, le reazioni del glucosio possono procedere nella direzione opposta, a causa della quale (5) il glucosio viene sintetizzato dalla gluconeogenesi.

Durante l'ossidazione del fosfogluconato si formano pentosi che possono essere utilizzati nella sintesi di nuclei e acidi nucleici.

Nel fegato, circa 1/3 del glucosio viene ossidato lungo la via del fosfogluconato e i rimanenti 2/3 lungo la via glicolitica.

194.48.155.245 © studopedia.ru non è l'autore dei materiali pubblicati. Ma offre la possibilità di un uso gratuito. C'è una violazione del copyright? Scrivici | Contattaci.

Disabilita adBlock!
e aggiorna la pagina (F5)
molto necessario

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.

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.

RUOLO DEL FEGATO NELLO SCAMBIO DI CARBONIO

Il ruolo principale del fegato nel metabolismo dei carboidrati è garantire una costante concentrazione di glucosio nel sangue. Ciò si ottiene mediante la regolazione tra la sintesi e la rottura del glicogeno depositato nel fegato.

Nel fegato, la sintesi del glicogeno e la sua regolazione sono fondamentalmente simili a quei processi che avvengono in altri organi e tessuti, in particolare nel tessuto muscolare. La sintesi di glicogeno dal glucosio fornisce la normale riserva temporanea di carboidrati necessaria per mantenere la concentrazione di glucosio nel sangue nei casi in cui il suo contenuto è significativamente ridotto (per esempio, negli umani accade quando c'è insufficiente assunzione di carboidrati dal cibo o durante la notte "digiuno").

È necessario sottolineare l'importante ruolo dell'enzima glucochinasi nel processo di utilizzazione del glucosio da parte del fegato. La glucochinasi, come l'esochinasi, catalizza la fosforilazione del glucosio con la formazione di glucosio-6-fosfato, mentre l'attività della glucochinasi nel fegato è quasi 10 volte superiore all'attività di esochinasi. Una differenza importante tra questi due enzimi è che la glucochinasi, in contrasto con l'esochinasi, ha un valore K elevato._M per il glucosio e non è inibito dal glucosio-6-fosfato.

Dopo un pasto, il contenuto di glucosio nella vena porta aumenta nettamente: la sua concentrazione intraepatica aumenta nello stesso intervallo. L'aumento della concentrazione di glucosio nel fegato provoca un aumento significativo dell'attività della glucochinasi e aumenta automaticamente l'assorbimento di glucosio da parte del fegato (il glucosio-6-fosfato risultante viene speso nella sintesi di glicogeno o è scomposto).

Si ritiene che il ruolo principale del fegato - la rottura del glucosio - sia ridotto principalmente alla conservazione dei metaboliti dei precursori necessari per la biosintesi degli acidi grassi e della glicerina e, in misura minore, alla sua ossidazione a CO₂ e H₂A. I trigliceridi sintetizzati nel fegato sono normalmente secreti nel sangue come parte delle lipoproteine ​​e trasportati nel tessuto adiposo per una conservazione più "permanente".

Nelle reazioni della via del pentoso fosfato nel fegato, si forma NADPH, che viene utilizzato per reazioni di riduzione nella sintesi di acidi grassi, colesterolo e altri steroidi. Inoltre, la formazione di pentoso fosfato, necessari per la sintesi di acidi nucleici.

Insieme all'utilizzo del glucosio nel fegato, si verifica anche la sua formazione. La fonte diretta di glucosio nel fegato è il glicogeno. La disgregazione del glicogeno nel fegato si verifica principalmente per fosforescenza. Il sistema dei nucleotidi ciclici è di grande importanza nella regolazione del tasso di glicogenolisi nel fegato. Inoltre, il glucosio nel fegato si forma anche nel processo di gluconeogenesi.

I principali substrati della gluconeogenesi sono il lattato, la glicerina e gli amminoacidi. Si ritiene che quasi tutti gli amminoacidi, ad eccezione della leucina, possano ricostituire il pool di precursori della gluconeogenesi.

Quando si valuta la funzione dei carboidrati del fegato, si deve tenere presente che il rapporto tra i processi di utilizzazione e la formazione del glucosio è regolato principalmente da mezzi neuroumorali, con la partecipazione delle ghiandole endocrine.

Il glucosio-6-fosfato svolge un ruolo centrale nelle trasformazioni del glucosio e nel metabolismo dei carboidrati nel fegato. Inibisce radicalmente la scissione fosforescente del glicogeno, attiva il trasferimento enzimatico del glucosio dall'uridina difosfoglucosio alla molecola del glicogeno sintetizzato, è un substrato per ulteriori trasformazioni glicolitiche, nonché l'ossidazione del glucosio, compresa la via del pentoso fosfato. Infine, la scissione del glucosio-6-fosfato mediante fosfatasi fornisce il flusso di glucosio libero nel sangue, che viene erogato dal flusso sanguigno a tutti gli organi e i tessuti (Figura 16.1).

Come notato, l'attivatore allosterico più potente della fosfofuctokinasi-1 e l'inibitore del fegato fruttosio-1,6-bisfosfatasi

Fig. 16.1. La partecipazione di glucosio-6-fosfato nel metabolismo dei carboidrati.

Fig. 16.2. Regolazione ormonale del sistema fruttosio-2,6-bisfosfato (F-2,6-P2) nel fegato con la partecipazione di protein chinasi cAMP-dipendenti.

è fruttosio-2,6-bisfosfato (F-2,6-P₂). L'aumento del livello di epatociti f-2,6-P₂ contribuisce ad aumentare la glicolisi e ridurre il tasso di gluconeogenesi. F-2,6-P₂ riduce l'effetto inibitorio dell'ATP sulla fosfo-fructokinasi-1 e aumenta l'affinità di questo enzima per il fruttosio-6-fosfato. Con l'inibizione di fruttosio-1,6-bisfosfatasi F-2,6-P₂ il valore di K aumenta_M per il fruttosio-1,6-bisfosfato. Il contenuto di f-2,6-P₂ nel fegato, cuore, muscoli scheletrici e altri tessuti è controllato da un enzima bifunzionale che esegue la sintesi di P-2,6-P₂ da fruttosio-6-fosfato e ATP e la sua idrolisi a fruttosio-6-fosfato e P_io, vale a dire l'enzima ha contemporaneamente attività sia della chinasi che della bisfosfatasi. L'enzima bifunzionale (fosfofuctokinase-2 / fruttosio-2,6-bisfosfatasi), isolato dal fegato di ratto, è costituito da due subunità identiche con mol. del peso di 55.000, ciascuno dei quali ha due diversi centri catalitici. Il dominio della chinasi si trova sull'N-terminale e il dominio della bisfosfatasi si trova sul terminale C di ognuna delle catene polipeptidiche. È anche noto che l'enzima epatico bifunzionale è un eccellente substrato per la chinasi di proteina A. cAMP-dipendente. Sotto l'azione della proteina chinasi A, i residui di serina sono fosforilati in ciascuna delle subunità dell'enzima bifunzionale, che porta ad una diminuzione della sua chinasi e all'aumentata attività bisfosfatasica. Si noti che nella regolazione dell'attività di un enzima bifunzionale, un ruolo essenziale appartiene agli ormoni, in particolare al glucagone (Fig. 16.2).

In molte condizioni patologiche, in particolare nel diabete mellito, si notano cambiamenti significativi nel funzionamento e nella regolazione del sistema P-2,6-P.₂. È stato stabilito che nel diabete sperimentale (steptozotocin) nei ratti sullo sfondo di un forte aumento del livello di glucosio nel sangue e nelle urine negli epatociti, il contenuto di P-2,6-P₂ ridotto. Di conseguenza, il tasso di glicolisi diminuisce e aumenta la gluconeogenesi. Questo fatto ha una sua spiegazione. Squilibrio ormonale insorto nei ratti con diabete: un aumento della concentrazione di glucagone e una diminuzione del contenuto di insulina - causano un aumento della concentrazione di cAMP nel tessuto epatico, un aumento della fosforilazione di un enzima bifunzionale, che a sua volta porta ad una diminuzione della sua chinasi e aumento dell'attività bisfosfatasica. Questo potrebbe essere il meccanismo per ridurre il livello di f-2,6-P₂ negli epatociti con diabete sperimentale. Apparentemente, ci sono altri meccanismi che portano ad una diminuzione del livello di F-2,6-P₂ negli epatociti con il diabete di streptozotosine. È stato dimostrato che nel diabete sperimentale nel tessuto epatico c'è una diminuzione dell'attività della glucochinasi (probabilmente una diminuzione della quantità di questo enzima). Ciò porta ad una diminuzione del tasso di fosforilazione del glucosio e quindi ad una diminuzione del contenuto di fruttosio-6-fosfato - un substrato di un enzima bifunzionale. Infine, negli ultimi anni, è stato dimostrato che con il diabete di streptozotocina, la quantità di mRNA enzimatico bifunzionale negli epatociti diminuisce e, di conseguenza, il livello di P-2,6-P diminuisce.₂ nel tessuto epatico, la glucogenesi è potenziata. Tutto ciò conferma ancora una volta la posizione che F-2,6-P₂, essendo un componente importante nella catena di trasmissione del segnale ormonale, agisce come mediatore terziario sotto l'azione degli ormoni, principalmente sui processi di glicolisi e gluconeogenesi.

Considerando il metabolismo intermedio dei carboidrati nel fegato, è anche necessario soffermarsi sulle trasformazioni di fruttosio e galattosio. Il fruttosio che entra nel fegato può essere fosforilato in posizione 6 al fruttosio-6-fosfato sotto l'azione di esochinasi, che ha relativa specificità e catalizza la fosforilazione, oltre al glucosio e al fruttosio, anche il mannosio. Tuttavia, c'è un altro modo nel fegato: il fruttosio è in grado di fosforilare con la partecipazione di un enzima più specifico, la fruttochinasi. Di conseguenza, si forma il fruttosio-1-fosfato. Questa reazione non è bloccata dal glucosio. Inoltre, il fruttosio-1-fosfato sotto l'azione dell'aldolasi viene diviso in due triosi: dioxyacetone fosfato e glicerico deidrato. Sotto l'influenza della chinasi corrispondente (triochinasi) e con la partecipazione dell'ATP, la gliceraldeide è fosforilata a gliceraldeide-3-fosfato. Quest'ultimo (facilmente passa e dioxyacetonephosphate) subisce trasformazioni ordinarie, tra cui la formazione di acido piruvico come intermedio.

Va notato che con l'intolleranza al fruttosio geneticamente determinata o l'attività insufficiente di fruttosio-1,6-bisfosfatasi si verifica l'ipoglicemia indotta da fruttosio, che si verifica nonostante la presenza di grandi depositi di glicogeno. È probabile che il fruttosio-1-fosfato e il fruttosio-1,6-bifosfato inibiscano la fosforilasi epatica da un meccanismo allosterico.

È anche noto che il metabolismo del fruttosio lungo la via glicolitica nel fegato si verifica molto più rapidamente del metabolismo del glucosio. Per il metabolismo del glucosio, uno stadio catalizzato dalla fosfofrucocinasi 1 è caratteristico. Come sapete, il controllo metabolico del tasso di catabolismo del glucosio viene effettuato in questa fase. Il fruttosio aggira questo stadio, che gli consente di intensificare i processi metabolici nel fegato, portando alla sintesi degli acidi grassi, alla loro esterificazione e alla secrezione di lipoproteine ​​a bassissima densità; di conseguenza, le concentrazioni di trigliceridi plasmatici possono aumentare.

Il galattosio nel fegato viene dapprima fosforilato con la partecipazione dell'ATP e dell'enzima galacto chinasi con la formazione di galattosio-1-fosfato. Per fegato di ha-lattosio chinasi del feto e del bambino caratterizzato dai valori di K_M e V_max, circa 5 volte maggiore di quelli degli enzimi adulti. La maggior parte del galattosio-1-fosfato nel fegato viene trasformato durante la reazione catalizzata dall'esoso-1-fosfato-uridiltransferasi:

UDP-glucosio + galattosio-1-fosfato -> UDP-galattosio + glucosio-1-fosfato.

Questa è una reazione unica al transferasi del ritorno del galattosio nella corrente principale del metabolismo dei carboidrati. La perdita ereditaria di esose-1-fosfato-uridil transferasi porta alla galattosemia, una malattia caratterizzata da ritardo mentale e cataratta dell'obiettivo. In questo caso, il fegato dei neonati perde la capacità di metabolizzare il D-galattosio, che è parte del latte lattosio.

Il ruolo del fegato nel metabolismo dei carboidrati

Il ruolo del fegato nel metabolismo dei carboidrati

Il ruolo principale del fegato nel metabolismo dei carboidrati è quello di mantenere il normale glucosio nel sangue - cioè nella regolazione della normoglicemia.

Questo è ottenuto attraverso diversi meccanismi.

1. La presenza nel fegato dell'enzima glucochinasi. Glucokinase, come esochinasi, fosforila il glucosio a glucosio-6-fosfato. Va notato che la glucochinasi, in contrasto con l'esochinasi, si trova solo nel fegato e nelle cellule delle isole di Langerhans. L'attività della glucochinasi nel fegato è 10 volte l'attività di esochinasi. Inoltre, la glucochinasi, in contrasto con l'esochinasi, ha un valore di Km più alto per il glucosio (cioè meno affinità per il glucosio).

Dopo aver mangiato, il contenuto di glucosio nella vena porta aumenta drasticamente e raggiunge 10 mmol / lo più. L'aumento della concentrazione di glucosio nel fegato provoca un aumento significativo dell'attività della glucochinasi e aumenta l'assorbimento di glucosio da parte del fegato. A causa del lavoro simultaneo di esochinasi e glucochinasi, il fegato rapidamente ed efficientemente fosforila il glucosio in glucosio-6-fosfato, fornendo una normale glicemia nel flusso sanguigno sistemico. Successivamente, il glucosio-6-fosfato può essere metabolizzato in diversi modi (Figura 28.1).

2. Sintesi e decomposizione del glicogeno. Il glicogeno epatico svolge il ruolo di un deposito di glucosio nel corpo. Dopo un pasto, l'eccesso di carboidrati viene depositato nel fegato sotto forma di glicogeno, il cui livello è pari a circa il 6% della massa del fegato (100-150 g). Negli intervalli tra i pasti, così come durante il "digiuno notturno", non si verifica il reintegro del pool di glucosio nel sangue dovuto all'assorbimento dall'intestino. In queste condizioni, viene attivata la scomposizione del glicogeno in glucosio, che mantiene il livello di glicemia. Le riserve di glicogeno si esauriscono entro la fine del digiuno di 1 giorno.

3. La gluconeogenesi si manifesta attivamente nel fegato - la sintesi del glucosio da precursori non carboidrati (lattato, piruvato, glicerolo, amminoacidi glicogenici). A causa della gluconeogenesi, circa 70 g di glucosio al giorno vengono prodotti nel corpo di un adulto. L'attività della gluconeogenesi aumenta drasticamente durante il digiuno del 2 ° giorno quando le riserve di glicogeno nel fegato si esauriscono.

A causa della gluconeogenesi, il fegato è coinvolto nel ciclo Corey - il processo di conversione dell'acido lattico, che si forma nei muscoli, in glucosio.

4. La conversione di fruttosio e galattosio in glucosio avviene nel fegato.

5. Nel fegato viene sintetizzato l'acido glucuronico.

Fig. 28.1. La partecipazione di glucosio-6-fosfato nel metabolismo dei carboidrati

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.