Глюкозата е основният енергиен материал за функционирането на човешкото тяло. Той влиза в организма с храна под формата на въглехидрати. В продължение на много хилядолетия човек е претърпял много еволюционни промени.
Една от най-важните придобити умения е способността на организма да съхранява енергийни материали в случай на глад и да ги синтезира от други съединения.
Излишните въглехидрати се натрупват в организма с участието на черния дроб и сложните биохимични реакции. Всички процеси на натрупване, синтез и използване на глюкоза се регулират от хормони.
Каква е ролята на черния дроб в натрупването на въглехидрати в организма?
Има следните начини за използване на глюкоза в черния дроб:
- Гликолиза. Комплексен многоетапен механизъм за окисляване на глюкоза без участието на кислород, който води до образуването на универсални енергийни източници: АТР и NADP - съединения, които осигуряват енергия за потока на всички биохимични и метаболитни процеси в организма;
- Съхранение под формата на гликоген с участието на хормона инсулин. Гликогенът е неактивна форма на глюкоза, която може да се натрупва и да се съхранява в организма;
- Липогенезата. Ако глюкозата навлезе повече от необходимото дори за образуването на гликоген, започва липидният синтез.
Ролята на черния дроб в метаболизма на въглехидратите е огромна, благодарение на което тялото постоянно има запас от въглехидрати, които са жизненоважни за организма.
Какво се случва с въглехидратите в организма?
Основната роля на черния дроб е регулирането на въглехидратния метаболизъм и глюкозата, последвано от отлагане на гликоген в човешките хепатоцити. Особена характеристика е превръщането на захарта под въздействието на високоспециализирани ензими и хормони в неговата специална форма, този процес се осъществява изключително в черния дроб (необходимо условие за консумацията му от клетките). Тези трансформации се ускоряват от хексо- и глюкокиназните ензими, тъй като нивото на захарта намалява.
В процеса на храносмилането (и въглехидратите започват да се разпадат веднага след попадането на храната в устната кухина) се повишава съдържанието на глюкоза в кръвта, в резултат на което се ускоряват реакциите, насочени към отлагане на излишъка. Това предотвратява появата на хипергликемия по време на хранене.
Кръвната захар се превръща в неактивно съединение, гликоген и се натрупва в хепатоцити и мускули чрез поредица от биохимични реакции в черния дроб. Когато енергиен глад се случи с помощта на хормони, тялото е в състояние да освободи гликоген от депото и да синтезира от него глюкоза - това е основният начин за получаване на енергия.
Схема за синтез на гликоген
Превишението на глюкозата в черния дроб се използва при производството на гликоген под въздействието на панкреатичен хормон - инсулин. Гликогенът (животинското нишесте) е полизахарид, чиято структурна характеристика е дървесната структура. Хепатоцитите се съхраняват под формата на гранули. Съдържанието на гликоген в човешкия черен дроб може да се увеличи до 8% от теглото на клетката след приемане на въглехидратна храна. Дезинтеграцията е необходима, за да се поддържа нивото на глюкозата по време на храносмилането. При продължително гладуване съдържанието на гликоген намалява почти до нула и отново се синтезира по време на храносмилането.
Биохимия на гликогенолизата
Ако нуждата на организма от глюкоза се повиши, гликогенът започва да се разпада. Механизмът за трансформация възниква, като правило, между храненията и се ускорява по време на мускулни натоварвания. Постенето (липса на прием на храна за поне 24 часа) води до почти пълно разграждане на гликоген в черния дроб. Но при редовно хранене резервите му са напълно възстановени. Такова натрупване на захар може да съществува за много дълго време, докато настъпи необходимостта от разлагане.
Биохимия на глюконеогенезата (начин за получаване на глюкоза)
Глюконеогенезата е процес на синтез на глюкоза от некарбохидратни съединения. Неговата основна задача е да поддържа стабилно съдържание на въглехидрати в кръвта при липса на гликоген или тежка физическа работа. Глюконеогенезата осигурява производството на захар до 100 грама на ден. В състояние на въглехидратен глад, тялото е в състояние да синтезира енергия от алтернативни съединения.
За да се използва пътят на гликогенолиза, когато е необходима енергия, са необходими следните вещества:
- Лактат (млечна киселина) - се синтезира чрез разлагане на глюкоза. След физическо натоварване той се връща в черния дроб, където отново се превръща в въглехидрати. Поради това млечната киселина постоянно участва в образуването на глюкоза;
- Глицеринът е резултат от разграждането на липидите;
- Аминокиселините - се синтезират по време на разграждането на мускулните протеини и започват да участват в образуването на глюкоза по време на изчерпване на запасите от гликоген.
Основното количество глюкоза се произвежда в черния дроб (повече от 70 грама на ден). Основната задача на глюконеогенезата е доставянето на захар в мозъка.
Въглехидратите влизат в тялото не само под формата на глюкоза - тя може да бъде и маноза, съдържаща се в цитрусовите плодове. Манозата в резултат на каскада от биохимични процеси се превръща в съединение като глюкоза. В това състояние той влиза в реакции на гликолиза.
Схема на регулиране на гликогенезата и гликогенолизата
Пътят на синтеза и разграждането на гликогена се регулира от такива хормони:
- Инсулинът е хормон на панкреаса на протеиновата природа. Той понижава кръвната захар. Като цяло, характеристиката на хормона инсулин е ефектът върху метаболизма на гликоген, за разлика от глюкагон. Инсулинът регулира по-нататъшния път на превръщане на глюкозата. Под неговото влияние въглехидратите се транспортират до клетките на тялото, а от излишните им количества се образува гликоген;
- Глюкагонът, хормонът на глада, се произвежда от панкреаса. Той има протеинов характер. За разлика от инсулина, той ускорява разграждането на гликогена и спомага за стабилизирането на нивата на кръвната захар;
- Адреналинът е хормон на стреса и страха. Производството и секрецията му се случват в надбъбречните жлези. Стимулира освобождаването на излишната захар от черния дроб в кръвта, за да снабдява тъканите с “хранене” в стресова ситуация. Подобно на глюкагон, за разлика от инсулина, той ускорява катаболизма на гликоген в черния дроб.
Разликата в количеството въглехидрати в кръвта активира производството на хормоните инсулин и глюкагон, промяна в тяхната концентрация, която превключва разграждането и образуването на гликоген в черния дроб.
Една от важните задачи на черния дроб е да регулира пътя на липидния синтез. Липидният метаболизъм в черния дроб включва производството на различни мазнини (холестерол, триацилглицериди, фосфолипиди и др.). Тези липиди влизат в кръвта, тяхното присъствие осигурява енергия за тъканите на тялото.
Черният дроб е пряко свързан с поддържането на енергийния баланс в организма. Нейните болести могат да доведат до нарушаване на важни биохимични процеси, в резултат на което всички органи и системи ще страдат. Трябва внимателно да следите здравето си и, ако е необходимо, да не отлагате посещението на лекар.
Какво се случва в черния дроб с аминокиселини
Черният дроб е един от основните органи на човешкото тяло. Взаимодействието с външната среда се осигурява с участието на нервната система, дихателната система, стомашно-чревния тракт, сърдечно-съдовата, ендокринната система и системата на органите на движение.
Различни процеси, протичащи вътре в тялото, се дължат на метаболизма или метаболизма. От особено значение при функционирането на организма са нервната, ендокринната, съдовата и храносмилателната системи. В храносмилателната система черният дроб заема една от водещите позиции, действайки като център за химическа обработка, образуване (синтез) на нови вещества, център за неутрализиране на токсични (вредни) вещества и ендокринен орган.
Черният дроб участва в процесите на синтез и разграждане на веществата, в превръщанията на една субстанция в друга, в обмяната на основните компоненти на тялото, а именно в метаболизма на протеини, мазнини и въглехидрати (захари) и също така е ендокринно-активен орган. Особено отбелязваме, че при дезинтеграция на черния дроб, синтез и отлагане на въглехидрати и мазнини, разграждане на протеини до амоняк, синтез на хем (основа за хемоглобин), синтез на многобройни кръвни протеини и интензивен аминокиселинен метаболизъм.
Хранителните компоненти, приготвени по време на предишните етапи на обработка, се абсорбират в кръвния поток и се доставят предимно в черния дроб. Заслужава да се отбележи, че ако токсичните вещества влязат в хранителните компоненти, те първо влизат в черния дроб. Черният дроб е най-голямото химическо предприятие в човешкото тяло, където се осъществяват метаболитни процеси, които засягат цялото тяло.
Чернодробна функция
1. Бариерните (защитните) и неутрализиращите функции се състоят в унищожаване на отровни продукти на протеинов метаболизъм и вредни вещества, абсорбирани в червата.
2. Черният дроб е храносмилателната жлеза, която произвежда жлъчка, която влиза в дванадесетопръстника през отделителния канал.
3. Участие във всички видове метаболизъм в организма.
Помислете за ролята на черния дроб в метаболитните процеси на тялото.
1. Аминокиселинен (протеинов) метаболизъм. Синтез на албумин и частично глобулини (кръвни протеини). Сред веществата, идващи от черния дроб в кръвта, на първо място по отношение на тяхното значение за тялото, можете да поставите протеини. Черният дроб е основното място за образуването на редица кръвни протеини, което осигурява комплексна реакция на съсирване на кръвта.
В черния дроб се синтезират редица протеини, които участват в процесите на възпаление и транспортиране на вещества в кръвта. Ето защо състоянието на черния дроб влияе значително върху състоянието на кръвосъсирващата система, реакцията на организма към какъвто и да е ефект, придружена от възпалителна реакция.
Чрез синтеза на протеини, черният дроб активно участва в имунологичните реакции на тялото, които са основа за защита на човешкото тяло от действието на инфекциозни или други имунологично активни фактори. Освен това, процесът на имунологична защита на стомашно-чревната лигавица включва прякото участие на черния дроб.
В черния дроб се образуват протеинови комплекси с мазнини (липопротеини), въглехидрати (гликопротеини) и носещи комплекси (транспортери) на определени вещества (например, трансферин - железен транспортер).
В черния дроб, продуктите от разпадането на протеини, влизащи в червата с храна, се използват за синтезиране на нови протеини, от които тялото се нуждае. Този процес се нарича аминокиселинно трансаминиране, а ензимите, участващи в метаболизма, се наричат трансаминази;
2. Участие в разграждането на протеините към техните крайни продукти, т.е. амоняк и урея. Амонякът е постоянен продукт на разграждането на протеините, като в същото време е токсичен за нервната система. системи. Черният дроб осигурява постоянен процес на превръщане на амоняка в ниско токсично вещество урея, което се екскретира чрез бъбреците.
Когато способността на черния дроб да неутрализира амоняка намалява, натрупва се в кръвта и нервната система, което е съпроводено с психични нарушения и завършва с пълно спиране на нервната система - кома. По този начин можем спокойно да кажем, че има изразена зависимост на състоянието на човешкия мозък от правилната и пълноценна работа на черния му дроб;
3. Липидна (мастна) обмяна. Най-важни са процесите на разделяне на мазнините към триглицеридите, образуването на мастни киселини, глицерол, холестерол, жлъчни киселини и др. В този случай мастните киселини с къса верига се образуват изключително в черния дроб. Такива мастни киселини са необходими за пълното функциониране на скелетните мускули и сърдечния мускул като източник на получаване на значителна част от енергията.
Тези същите киселини се използват за генериране на топлина в тялото. От мазнините холестеролът се синтезира 80-90% в черния дроб. От една страна, холестеролът е необходимо вещество за организма, от друга страна, когато холестеролът е нарушен в транспорта, той се отлага в съдовете и причинява развитие на атеросклероза. Всичко това дава възможност да се проследи връзката на черния дроб с развитието на заболявания на съдовата система;
4. Метаболизъм на въглехидрати. Синтез и разлагане на гликоген, превръщане на галактоза и фруктоза в глюкоза, окисление на глюкоза и др.;
5. Участие в усвояването, съхранението и образуването на витамини, особено А, D, Е и група В;
6. Участие в обмена на желязо, мед, кобалт и други микроелементи, необходими за образуването на кръв;
7. Включване на черния дроб в отстраняването на токсични вещества. Токсичните вещества (особено тези отвън) са разпределени и те са неравномерно разпределени в цялото тяло. Важен етап от тяхната неутрализация е етапът на промяна на техните свойства (трансформация). Трансформацията води до образуването на съединения с по-малка или по-токсична способност в сравнение с токсичното вещество, погълнато в тялото.
отстраняване
1. Обмяна на билирубин. Билирубин често се формира от продуктите на разпадането на хемоглобина, освободен от стареещите червени кръвни клетки. Всеки ден 1–1,5% от червените кръвни клетки се разрушават в човешкото тяло, в допълнение, около 20% от билирубина се произвежда в чернодробните клетки;
Нарушаването на метаболизма на билирубина води до увеличаване на съдържанието му в кръвната хипербилирубинемия, която се проявява чрез жълтеница;
2. Участие в процесите на кръвосъсирване. В клетките на черния дроб се образуват вещества, необходими за кръвосъсирването (протромбин, фибриноген), както и редица вещества, които забавят този процес (хепарин, антиплазмин).
Черният дроб се намира под диафрагмата в горната част на коремната кухина отдясно, а при нормално при възрастни не е палпиращ, тъй като е покрит с ребра. Но при малки деца тя може да излиза отпред на ребрата. Черният дроб има две дялове: дясна (голяма) и лява (по-малка) и е покрита с капсула.
Горната повърхност на черния дроб е изпъкнала, а долната - леко вдлъбната. На долната повърхност, в центъра, има особени порти на черния дроб, през които преминават съдовете, нервите и жлъчните пътища. В нишата под десния дял има жлъчен мехур, който съхранява жлъчката, произвеждана от чернодробните клетки, които се наричат хепатоцити. Денят на черния дроб произвежда от 500 до 1200 милилитра жлъчка. Жлъчката се образува непрекъснато, а влизането му в червата се свързва с приема на храна.
жлъчка
Жлъчката е жълта течност, която се състои от вода, жлъчни пигменти и киселини, холестерол, минерални соли. Чрез общия жлъчен канал се секретира в дванадесетопръстника.
Освобождаването на билирубин от черния дроб чрез жлъчката осигурява отстраняването на билирубина, който е токсичен за организма, в резултат на постоянното естествено разрушаване на хемоглобина (протеина на червените кръвни клетки) от кръвта. За нарушения на. На всеки от етапите на екстракция на билирубин (в самия чернодробен или жлъчен секрет по чернодробните канали) билирубинът се натрупва в кръвта и тъканите, което се проявява като жълт цвят на кожата и склерата, т.е. в развитието на жълтеница.
Жлъчни киселини (холат)
Жлъчните киселини (холати) заедно с други вещества осигуряват стационарно ниво на метаболизма на холестерола и неговото отделяне в жлъчката, докато холестеролът в жлъчката е в разтворена форма, или по-скоро е затворен в най-малките частици, които осигуряват екскрецията на холестерола. Нарушаването на метаболизма на жлъчните киселини и други компоненти, които осигуряват елиминирането на холестерола, е съпроводено с утаяване на холестеролните кристали в жлъчката и образуването на камъни в жлъчката.
При поддържането на стабилен обмен на жлъчни киселини се включва не само черния дроб, но и червата. В десните части на дебелото черво, холатите се реабсорбират в кръвта, което осигурява циркулацията на жлъчните киселини в човешкото тяло. Основният резервоар на жлъчката е жлъчният мехур.
жлъчен мехур
При нарушения на неговите функции също са отбелязани нарушения в секрецията на жлъчката и жлъчните киселини, което е друг фактор, допринасящ за образуването на камъни в жлъчката. В същото време, веществата на жлъчката са необходими за пълното усвояване на мазнини и мастноразтворими витамини.
При продължителна липса на жлъчни киселини и някои други вещества от жлъчката се образува недостиг на витамини (хиповитаминоза). Прекомерното натрупване на жлъчни киселини в кръвта в нарушение на тяхната екскреция с жлъчката е придружено от болезнен сърбеж на кожата и промени в пулса.
Особеността на черния дроб е, че получава венозна кръв от коремните органи (стомаха, панкреаса, червата и др.), Която, действайки през порталната вена, се изчиства от вредните вещества от чернодробните клетки и навлиза в долната вена кава сърце. Всички други органи на човешкото тяло получават само артериална кръв, а венозните - дават.
В статията се използват материали от открити източници: Автор: Трофимов С. - Книга: "Чернодробни заболявания"
проучване:
Сподели публикацията "Функции на черния дроб в човешкото тяло"
Какво се случва в черния дроб: с излишък на глюкоза; с аминокиселини; с амониеви соли
pomogiiiiiite!
Спестете време и не виждайте реклами с Knowledge Plus
Спестете време и не виждайте реклами с Knowledge Plus
Отговорът
Отговорът е даден
Shinigamisama
Свържете Knowledge Plus, за да получите достъп до всички отговори. Бързо, без реклама и паузи!
Не пропускайте важното - свържете се с Knowledge Plus, за да видите отговора точно сега.
Гледайте видеоклипа, за да получите достъп до отговора
О, не!
Прегледите на отговорите приключиха
Свържете Knowledge Plus, за да получите достъп до всички отговори. Бързо, без реклама и паузи!
Не пропускайте важното - свържете се с Knowledge Plus, за да видите отговора точно сега.
Ние лекуваме черния дроб
Лечение, симптоми, лекарства
Аминокиселинен черен дроб
От уроците по химия всеки знае, че аминокиселините са "градивни елементи" за изграждане на протеини. Има аминокиселини, които тялото ни е способно самостоятелно да синтезира, а има и такива, които се доставят само отвън, заедно с хранителни вещества. Разгледайте аминокиселините (списъка), тяхната роля в организма, от които продуктите идват при нас.
Ролята на аминокиселините
Нашите клетки постоянно имат нужда от аминокиселини. Хранителните протеини се разграждат в червата до аминокиселини. След това аминокиселините се абсорбират в кръвния поток, където се синтезират нови протеини в зависимост от генетичната програма и изискванията на организма. Основните аминокиселини, изброени по-долу, са получени от продукти. Сменяемият организъм се синтезира самостоятелно. Освен факта, че аминокиселините са структурни компоненти на протеините, те също синтезират различни вещества. Ролята на аминокиселините в организма е огромна. Не-протеиногенни и протеиногенни аминокиселини са предшественици на азотни бази, витамини, хормони, пептиди, алкалоиди, радиатори и много други важни съединения. Например, витамин РР се синтезира от триптофан; хормони норепинефрин, тироксин, адреналин - от тирозин. Пантотенова киселина се образува от аминокиселината валин. Пролин е защитник на клетките от различни стрес, като окислително.
Обща характеристика на аминокиселините
Органичните съединения с високо молекулно тегло, съдържащи азот, които са създадени от аминокиселинни остатъци, са свързани чрез пептидни връзки. Полимери, в които аминокиселините действат като мономери, са различни. Структурата на протеина включва стотици, хиляди аминокиселинни остатъци, свързани с пептидни връзки. Списъкът на аминокиселините, които са в природата, е доста голям, открили са около триста. Чрез способността им да бъдат включени в протеини, аминокиселините се подразделят на протеиногенни ("произвеждащи протеини", от думите "протеин" - протеин, "генезис" - за раждане) и не-протеиногенни. In vivo, количеството протеиногенни аминокиселини е относително малко, има само двадесет. В допълнение към тези стандартни двадесет, модифицирани аминокиселини могат да бъдат намерени в протеини, те са получени от обикновени аминокиселини. Не-протеиногенни включват тези, които не са част от протеина. Има α, β и γ. Всички протеинови аминокиселини са а-аминокиселини, те имат характерна структурна характеристика, която може да бъде наблюдавана на изображението по-долу: присъствието на амино и карбоксилни групи, те са свързани в а-позиция с въглеродния атом. Освен това, всяка аминокиселина има свой собствен радикал, неравномерен с цялата структура, разтворимост и електрически заряд.
Видове аминокиселини
Списъкът на аминокиселините е разделен на три основни вида: t
• Основни аминокиселини. Именно тези аминокиселини не могат да се синтезират в достатъчни количества.
• Сменяеми аминокиселини. Този тип организъм може самостоятелно да синтезира, използвайки други източници.
• Условно есенциални аминокиселини. Тялото ги синтезира самостоятелно, но в недостатъчни количества за нуждите му.
Съществени аминокиселини. Съдържание в продуктите
Есенциалните аминокиселини имат способността да получават тялото само от храна или от добавки. Функциите им са незаменими за формирането на здрави стави, красива коса, силни мускули. Какви храни съдържат аминокиселини от този тип? Списъкът е по-долу:
• фенилаланин - млечни продукти, месо, покълнали пшеница, овес;
• треонин - млечни продукти, яйца, месо;
• лизин - бобови растения, риба, птици, покълнали пшеница, млечни продукти, фъстъци;
• валин - зърнени храни, гъби, млечни продукти, месо;
• метионин - фъстъци, зеленчуци, бобови растения, постно месо, извара;
• триптофан - ядки, млечни продукти, пуешко месо, семена, яйца;
• левцин - млечни продукти, месо, овес, покълнали пшеница;
• изолевцин - птици, сирене, риба, покълнали пшеница, семена, ядки;
• Хистидин - покълнали пшеница, млечни продукти, месо.
Основни аминокиселинни функции
Всички тези “тухли” са отговорни за най-важните функции на човешкото тяло. Човек не мисли за техния брой, но с тяхната липса работата на всички системи започва незабавно да се влошава.
Химичната формула на левцина има следния -HoCCH (NH2) CH2CH (CH3). В човешкото тяло тази аминокиселина не се синтезира. Включен в състава на естествените протеини. Използва се за лечение на анемия, чернодробно заболяване. Левцин (формула - HO₂CCH (NH2) CH₂CH (CH2)) за тялото на ден се изисква в количество от 4 до 6 грама. Тази аминокиселина е компонент на много хранителни добавки. Като хранителна добавка, тя се кодира с Е641 (овкусител). Левцинът контролира нивото на кръвната глюкоза и левкоцитите, с увеличаването им, той включва имунната система, за да елиминира възпалението. Тази аминокиселина играе важна роля в образуването на мускули, сливането на костите, зарастването на рани, както и в метаболизма.
Хистидиновата аминокиселина е важен елемент в периода на растеж, когато се възстановява от наранявания и заболявания. Подобрява състава на кръвта, функцията на ставите. Помага за усвояването на мед и цинк. При липса на хистидин слуха се отслабва и мускулната тъкан се възпалява.
Аминокиселината изолевцин е включена в производството на хемоглобин. Увеличава издръжливостта, енергията, контролира нивата на кръвната захар. Участва в образуването на мускулна тъкан. Изолевцинът намалява ефектите на стресовите фактори. С липсата на чувство на безпокойство, страх, тревожност, увеличава умората.
Аминокиселинен валин - несравним източник на енергия, подновява мускулите, поддържа ги в тон. Валин е важен за възстановяване на чернодробните клетки (например за хепатит). При липса на тази аминокиселина, координацията на движенията е нарушена и чувствителността на кожата също може да се увеличи.
Метионинът е незаменима аминокиселина за черния дроб и храносмилателната система. Съдържа сяра, която помага за предотвратяване на заболявания на ноктите и кожата, спомага за растежа на косата. Метионинът се бори с токсикозата при бременни жени. Когато тя е дефицитна в организма, хемоглобинът намалява и мазнините се натрупват в чернодробните клетки.
Лизин - тази аминокиселина е помощник в усвояването на калция, допринася за образуването и укрепването на костите. Подобрява структурата на косата, произвежда колаген. Лизинът е анаболен, което ви позволява да изграждате мускулна маса. Участва в превенцията на вирусни заболявания.
Треонин - подобрява имунитета, подобрява храносмилателния тракт. Участва в процеса на създаване на колаген и еластин. Не позволява на мазнините да се отлагат в черния дроб. Играе роля в образуването на зъбния емайл.
Триптофанът е основният респондент за нашите емоции. Познатият хормон на щастието, серотонин, се произвежда от триптофан. Когато е нормално, настроението се повишава, сънят се нормализира, биоритмите се възстановяват. Благоприятен ефект върху работата на артериите и сърцето.
Фенилаланинът участва в производството на норепинефрин, който е отговорен за будността, активността и енергията на тялото. Той също така влияе на нивото на ендорфините - хормоните на радостта. Липсата на фенилаланин може да причини депресия.
Заменяеми аминокиселини. продукти
Тези видове аминокиселини се произвеждат в организма в процеса на метаболизма. Те се извличат от други органични вещества. Тялото може автоматично да превключи, за да създаде необходимите аминокиселини. Какви храни съдържат незаменими аминокиселини? Списъкът е по-долу:
• аргинин - овес, ядки, царевица, месо, желатин, млечни продукти, сусам, шоколад;
• аланин - морски дарове, яйчен белтък, месо, соя, бобови растения, ядки, царевица, кафяв ориз;
• аспарагин - риба, яйца, морски дарове, месо, аспержи, домати, ядки;
• глицин - черен дроб, говеждо, желатин, млечни продукти, риба, яйца;
• Пролин - плодови сокове, млечни продукти, пшеница, месо, яйца;
• таурин - мляко, рибни протеини; произведени в организма от витамин В6;
• глутамин - риба, месо, бобови растения, млечни продукти;
• Серин - соя, пшеничен глутен, месо, млечни продукти, фъстъци;
• карнитин - месо и карантия, млечни продукти, риба, червено месо.
Функции на заменяеми аминокиселини
Глутаминовата киселина, химичната формула на която е C₅H₉N₁O, е включена в протеините в живите организми, присъства в някои вещества с ниско молекулно тегло, както и в консолидирана форма. Голяма роля има за участие в азотния метаболизъм. Отговаря за мозъчната дейност. Глутаминовата киселина (формула C₅H₉N₁O₄) по време на продължително усилие преминава в глюкоза и спомага за производството на енергия. Глутаминът играе голяма роля за подобряване на имунитета, възстановява мускулите, създава хормони на растежа и ускорява обменните процеси.
Аланинът е най-важният източник на енергия за нервната система, мускулната тъкан и мозъка. Като произвежда антитела, аланинът укрепва имунната система, участва в метаболизма на органични киселини и захари, в черния дроб се превръща в глюкоза. Благодарение на аланина се поддържа киселинно-алкален баланс.
Аспарагин принадлежи към заменяеми аминокиселини, чиято задача е да намали образуването на амоняк при тежки натоварвания. Помага за противодействие на умората, превръща въглехидратите в мускулна енергия. Стимулира имунитета чрез продуциране на антитела и имуноглобулини. Аспарагиновата киселина балансира процесите, протичащи в централната нервна система, предотвратява прекомерното инхибиране и прекомерното възбуждане.
Глицинът е аминокиселина, която осигурява процеси на образуване на клетки с кислород. Глицинът е необходим за нормализиране на нивата на кръвната захар и кръвното налягане. Участва в разграждането на мазнините, в производството на хормони, отговорни за имунната система.
Карнитинът е важен транспортен агент, който премества мастните киселини в митохондриалната матрица. Карнитинът е в състояние да повиши ефективността на антиоксидантите, окислява мазнините, спомага за отстраняването им от организма.
Орнитинът е производител на растежни хормони. Тази аминокиселина е от съществено значение за имунната система и черния дроб, участва в производството на инсулин, в разграждането на мастни киселини, в процесите на образуване на урина.
Пролин - участва в производството на колаген, който е необходим за съединителните тъкани и костите. Поддържа и укрепва сърдечния мускул.
Серин е производител на клетъчна енергия. Помага за съхранението на мускулите и гликогена на черния дроб. Участва в укрепването на имунната система, като същевременно го осигурява с антитела. Стимулира функцията на нервната система и паметта.
Тауринът има благоприятен ефект върху сърдечно-съдовата система. Позволява ви да контролирате епилептични припадъци. Той играе важна роля в наблюдението на процеса на стареене. Намалява умората, освобождава организма от свободните радикали, понижава холестерола и налягането.
Условно несъществени аминокиселини
Цистеинът помага за отстраняване на токсични вещества, участва в създаването на мускулна тъкан и кожа. Цистеинът е естествен антиоксидант, почиства организма от химически токсини. Стимулира работата на белите кръвни клетки. Съдържа се в храни като месо, риба, овес, пшеница, соя.
Аминокиселината тирозин помага за борба със стреса и умората, намалява тревожността, подобрява настроението и общия тонус. Тирозинът има антиоксидантно действие, което ви позволява да свързвате свободните радикали. Играе важна роля в процеса на метаболизма. Съдържа се в месо и млечни продукти, в риба.
Хистидинът помага за възстановяването на тъканите, стимулира растежа им. Съдържа се в хемоглобин. Той помага при лечението на алергии, артрит, анемия и язви. При недостиг на тази аминокиселина, изслушването може да бъде облекчено.
Аминокиселини и протеини
Всички протеини са създадени от пептидни връзки с аминокиселини. Самите протеини, или протеини, са високомолекулни съединения, които съдържат азот. Понятието "протеин" за първи път е въведено през 1838 г. от Берцелиус. Думата идва от гръцката "първична", което означава водещото място на протеините в природата. Протеините дават живот на целия живот на Земята, от бактерии до комплексно човешко тяло. В природата те са много по-големи от всички останали макромолекули. Протеинът - основата на живота. От телесното тегло, протеините съставляват 20%, а ако приемате суха клетъчна маса, тогава 50%. Наличието на огромно количество протеини се обяснява с наличието на различни аминокиселини. Те от своя страна взаимодействат и създават с тези полимерни молекули. Най-забележителното свойство на протеините е способността им да създават собствена пространствена структура. Химичният състав на протеините постоянно съдържа азот - приблизително 16%. Развитието и растежът на тялото е напълно зависим от функциите на протеиновите аминокиселини. Протеините не могат да бъдат заменени с други елементи. Тяхната роля в организма е изключително важна.
Протеинови функции
Необходимостта от присъствие на протеини се изразява в следните основни функции на тези съединения:
• Протеинът играе важна роля в развитието и растежа, тъй като е строителен материал за нови клетки.
• Протеинът контролира метаболитните процеси по време на освобождаване на енергия. Например, ако храната се състои от въглехидрати, тогава метаболизмът се увеличава с 4%, а ако е от протеин, тогава с 30%.
• Поради хидрофилността протеините регулират водния баланс на организма.
• Подобряване на имунната система чрез синтезиране на антитела и от своя страна елиминират заплахата от болести и инфекции.
Протеинът в тялото е най-важният източник на енергия и строителен материал. Много е важно да се наблюдава менюто и да се ядат храни, съдържащи протеини всеки ден, те ще ви дадат необходимата жизненост, сила и защита. Всички горепосочени продукти съдържат протеини.
Черен дроб: аминокиселинен метаболизъм и метаболитни нарушения
Черният дроб е основното място за обмен на аминокиселини. За синтеза на протеини се използват аминокиселини, които се образуват по време на метаболизма на ендогенни (предимно мускулни) и хранителни протеини, както и се синтезират в самия черен дроб. Повечето от аминокиселините, които влизат в черния дроб през порталната вена, се метаболизират до урея (с изключение на разклонените аминокиселини левцин, изолевцин и валин). Някои аминокиселини (например аланин) в свободна форма се връщат в кръвта. Накрая, аминокиселините се използват за синтезиране на вътреклетъчни протеини на хепатоцити, суроватъчни протеини и вещества като глутатион, глутамин, таурин, карнозин и креатинин. Нарушаването на метаболизма на аминокиселините може да доведе до промени в серумните им концентрации. В същото време, нивото на ароматни аминокиселини и метионин се метаболизира в черния дроб, а разклонените аминокиселини, използвани от скелетните мускули, остават нормални или намаляват.
Смята се, че нарушението на съотношението на тези аминокиселини играе роля в патогенезата на чернодробната енцефалопатия, но това не е доказано.
Аминокиселините се разрушават в черния дроб чрез трансаминиране и реакции на окислително дезаминиране. При окислително деаминиране на аминокиселини се образуват кетокиселини и амоняк. Тези реакции се катализират от L-аминокиселинна оксидаза. Въпреки това, при хората активността на този ензим е ниска и затова основният начин за разграждането на аминокиселините е следното: първо, настъпва трансаминиране - прехвърляне на аминогрупа от аминокиселина към алфа-кетоглутарова киселина до образуване на съответната алфа-кето киселина и глутаминова киселина - и след това окислително дезаминиране на глутаминова киселина. Трансаминацията се катализира от аминотрансферази (трансаминази). Тези ензими се намират в големи количества в черния дроб; Те се срещат и в бъбреците, мускулите, сърцето, белите дробове и централната нервна система. Най-проучени като AT. Нейната серумна активност се увеличава при различни чернодробни заболявания (например при остър вирусен и медикаментозен хепатит). Окислителното дезаминиране на глутаминовата киселина се катализира от глутамат дехидрогеназа. Алфа-кетокиселините, получени в резултат на трансаминиране, могат да влязат в цикъла на Кребс, да участват в метаболизма на въглехидратите и липидите. В допълнение, много аминокиселини се синтезират в черния дроб, използвайки трансаминиране, с изключение на незаменими аминокиселини.
Разграждането на някои аминокиселини следва различен път: например, глицинът се деаминира с глицин оксидаза. При тежко чернодробно увреждане (например, обширна чернодробна некроза), метаболизмът на аминокиселините се нарушава, повишава се кръвта им в свободна форма и в резултат на това може да се развие хиперамино-асемична аминоацидурия.
Обмяна на аминокиселини и амоняк
В черния дроб, който заема господстващо положение в трансформацията на аминокиселини, се наблюдават различни процеси на анаболизъм и катаболизъм. Синтезът на протеините в черния дроб се извършва от аминокиселини, които се образуват или след смилане на хранителни протеини, или в резултат на разграждането на протеините на самия организъм (предимно мускулите), или по време на техния синтез директно в черния дроб.
Чернодробният катаболизъм или разграждането на аминокиселините в черния дроб включват две основни реакции: трансаминиране и окислително дезаминиране. По време на трансаминиране, т.е. в процеса на свързване на аминогрупа, отделена от аминокиселина с кетокиселина, ролята на катализатора се играе от аминотрансфераза. Тези ензими се намират в големи количества не само в черния дроб, но и в други тъкани (бъбреци, мускули, сърце, бели дробове и мозък). Най-изследван е аспартат аминотрансферазата, чието ниво в серума се увеличава при различни видове увреждане на чернодробната тъкан (например при остър вирусен или медикаментозен хепатит). В резултат на трансаминиране, аминокиселините могат да участват в цикъла на лимонената киселина и след това да участват в интерстициалния метаболизъм на въглехидратите и мазнините. Повечето от основните аминокиселини се синтезират и в черния дроб по време на процеса на трансаминиране. Окислителното деаминиране, което води до превръщане на аминокиселините в кетокиселини (и амоняк), се катализира с L-аминокиселинна оксидаза, с две изключения: окислението на ситин се катализира от глицин оксидаза, а това на глутамат чрез глутамат дехидрогеназа. При дълбоко увреждане на чернодробната тъкан (например при масивна некроза) се нарушава усвояването на аминокиселини, повишава се нивото на свободните аминокиселини в кръвта, което води до хипераминоацидурия.
Образуването на карбамид е тясно свързано с гореспоменатите пътища на метаболизма и осигурява елиминирането на амоняка, токсичен продукт на метаболизма на протеини, от организма. Нарушаването на този процес е от особено клинично значение при тежките остри и хронични чернодробни заболявания. Фиксирането на разцепени аминогрупи под формата на карбамид се извършва в цикъла на Кребс. Крайният му етап (образуването на карбамид под влиянието на аргиназата) е необратим. При пренебрегване на заболяванията на черния дроб, синтезата на урея се потиска, което води до натрупване на амоняк, обикновено на фона на забележимо намаление на нивото на карбамиден азот в кръвта, което е признак на чернодробна недостатъчност. Въпреки това, тя може да бъде засенчена от свързана бъбречна недостатъчност, която често се развива при пациенти с тежко чернодробно заболяване. Карбамидът се екскретира главно през бъбреците, но приблизително 25% от него се разпространява в червата, при което под въздействието на бактерията уреаза се превръща в амоняк.
Амонякът от червата се абсорбира през порталната вена и се транспортира до черния дроб, в който отново се превръща в урея. Бъбреците също произвеждат различни количества амоняк, главно чрез дезаминиране на глутамин. Ролята на червата и бъбреците при синтеза на амоняк е важна за лечението на пациенти с хипераммонемия, често развиваща се при напреднали чернодробни заболявания, обикновено във връзка с портално-системен байпас.
Въпреки че химичните медиатори на чернодробната енцефалопатия все още не са известни, повишаването на нивото на амоняка в серума обикновено корелира с неговата тежест, при около 10% от пациентите той остава в нормалните граници. Терапевтичните мерки, насочени към намаляване нивото на амоняк в серума, обикновено водят до подобряване на състоянието на пациента. На фиг. 244-2 показва схематично известните понастоящем механизми, които повишават нивото на амоняк в кръвта на пациенти с цироза. Това е, първо, излишък от азотни вещества в червата (в резултат на кървене или разрушаване на хранителния протеин), причинявайки излишък на амоняк по време на бактериално деаминиране на аминокиселини. Второ, в случаите на нарушена бъбречна функция (например при хепаторен синдром) се повишава нивото на уреения азот в кръвта, което води до увеличена дифузия на уреята в чревния лумен, при което уреазата на бактериите я превръща в амоняк. Трето, със значително намаление
Фиг. 244-2. Най-важните фактори (етапи 1-4), засягащи нивото на амоняка в кръвта.
В случай на цироза с портална хипертония, венозните колатерали позволяват на амоняка да заобикаля черния дроб (етап 5), в резултат на което може да навлезе в системното кръвообращение (портосистемна пункция). IVC - долна вена кава.
чернодробната функция може да намали синтеза на урея с последващо намаляване на елиминирането на амоняка. Четвърто, ако чернодробната декомпенсация е придружена от алкалоза (често поради централна хипервентилация) и хипокалиемия, нивото на водородните йони в бъбреците може да намалее. В резултат на това амонякът, произведен от глутамин, когато е изложен на бъбречна глутаминаза, може да влезе в бъбречната вена (вместо да бъде освободен като N4?), Което е съпроводено с увеличаване на амоняка в периферната кръв. Нещо повече, самото хипокалиемия води до увеличаване на производството на амоняк. На пето място, с портална хипертония и анастомози между порталната и долната вена, порткавалното шунтиране предотвратява детоксикацията на чревния амоняк в черния дроб, което води до повишаване на кръвните нива. По този начин, при портокавално шунтиране на кръвта, нивата на амоняка могат да се повишат дори при относително малка дисфункция на чернодробните клетки.
Допълнителен фактор, важен за определяне дали това ниво на амоняк в кръвта е вредно за централната нервна система, е рН на кръвта: с по-алкална реакция, той е по-токсичен. При 37 ° С рН на амоняка е 8,9, което е близко до стойността на рН на кръвта, така че най-малката промяна в последното може да повлияе на съотношението N ^ / N48. Поради факта, че нейонизираният амоняк прониква в мембраните по-лесно от NH4 йони, алкалозата благоприятства проникването на амоняк в мозъка (с последващи промени в метаболизма на неговите клетки), измествайки реакцията надясно:
Какво се случва в черния дроб с аминокиселини
Както може да се види от таблицата. 42, около 70% от чернодробната маса е вода. Въпреки това, трябва да се помни, че масата на черния дроб и неговия състав са подложени на значителни колебания както при нормални условия, така и особено при патологични състояния. Например, по време на оток количеството на водата може да бъде до 80% от масата на черния дроб, а при прекомерно отлагане на мазнините количеството на водата в черния дроб може да бъде намалено до 55%. Повече от половината от сухите остатъци от черния дроб представляват протеини, а приблизително 90% от тях са глобулини. Черният дроб също е богат на различни ензими. Около 5% от чернодробната маса се състои от липиди: неутрални мазнини, фосфолипиди, холестерол и др. При изразено затлъстяване съдържанието на липиди може да достигне 20% от телесната маса, а по време на мастната дегенерация на черния дроб, количеството на липидите в този орган може да бъде 50% от мократа маса.
В черния дроб може да съдържа 150-200 g гликоген. По правило при тежки чернодробни паренхимни увреждания количеството гликоген в него намалява. Напротив, с някои гликогенози, съдържанието на гликоген може да достигне 20% или повече от масата на черния дроб.
Минералният състав на черния дроб също е разнообразен. Количеството желязо, мед, манган, никел и някои други елементи надвишава съдържанието им в други органи и тъкани. Ролята на черния дроб при различни видове метаболизъм ще бъде разгледана по-долу.
РОЛЯ НА ЖИВОТА В ОБМЕНА НА КАРБОН
Основната роля на черния дроб в метаболизма на въглехидратите е преди всичко да се гарантира постоянството на концентрацията на глюкоза в кръвта. Това се постига чрез регулиране на съотношението между синтеза и разграждането на гликоген, отложен в черния дроб.
Синтезът на гликоген в черния дроб и неговото регулиране са по същество сходни с тези процеси, които протичат в други органи и тъкани, по-специално в мускулната тъкан. Синтезът на гликоген от глюкоза обикновено осигурява временен резерв от въглехидрати, необходим за поддържане на концентрацията на глюкоза в кръвта в случаите, когато съдържанието му е значително намалено (например, при хора това се случва, когато има недостатъчен прием на въглехидрати от храна или през нощта "гладно").
Говорейки за използването на глюкоза от черния дроб, е необходимо да се подчертае важната роля на ензима глюкокиназа в този процес. Глюкокиназата, подобно на хексокиназа, катализира глюкозното фосфорилиране, за да образува глюкозо-6-фосфат (виж Синтез на гликоген). В същото време активността на глюкокиназата в черния дроб е почти 10 пъти по-голяма от активността на хексокиназата. Важна разлика между тези два ензима е, че глюкокиназата, за разлика от хексокиназата, има висока стойност на К.m за глюкоза и не се инхибира от глюкозо-6-фосфат.
След хранене, съдържанието на глюкоза в порталната вена се увеличава драстично; В същия диапазон се увеличава и интрахепаталната захарна концентрация (Когато захарта се абсорбира от червата, глюкозата в кръвта на порталната вена може да се увеличи до 20 mmol / l, а периферната му кръв съдържа не повече от 5 mmol / l (90 mg / 100 ml).), Увеличаването на концентрацията на глюкоза в черния дроб води до значително повишаване на глюкокиназната активност и автоматично увеличава поемането на глюкоза от черния дроб (полученият глюкозо-6-фосфат е или изразходван за синтеза на гликоген, или е разрушен).
Смята се, че основната роля на разцепването на глюкозата в черния дроб се дължи главно на съхранението на метаболитите на прекурсорите, необходими за биосинтеза на мастни киселини и глицерин, и в по-малка степен до окисление до СО2 и Н20. Триглицеридите, синтезирани в черния дроб, обикновено се секретират в кръвта като част от липопротеините и се транспортират до мастната тъкан за по-трайно съхранение.
Използвайки пентозофосфатния път, NADPH се образува в черния дроб.2, Използва се за редукционни реакции в синтеза на мастни киселини, холестерол и други стероиди. В допълнение, пентозните фосфати се генерират по време на пентозния фосфатен път, който е необходим за синтеза на нуклеинови киселини.
Заедно с усвояването на глюкозата в черния дроб, естествено, настъпва образуването му. Директният източник на глюкоза в черния дроб е гликоген. Разграждането на гликоген в черния дроб е предимно фосфоролитично. Системата от циклични нуклеотиди е от голямо значение за регулиране скоростта на гликогенолизата в черния дроб (вж. Дезинтеграция на гликоген и освобождаване на глюкоза). В допълнение, глюкозата в черния дроб също се формира в процеса на глюконеогенезата. Глюконеогенезата в тялото се среща главно в черния дроб и кортикалното вещество на бъбреците.
Основните субстрати на глюконеогенезата са лактат, глицерин и аминокиселини. Смята се, че почти всички аминокиселини, с изключение на левцин, могат да попълнят пула от предшественици на глюконеогенезата.
При оценката на въглехидратната функция на черния дроб трябва да се има предвид, че съотношението между процесите на използване и образуването на глюкоза се регулира главно чрез неврохуморални средства, с участието на ендокринните жлези. Както може да се види от горните данни, глюкозо-6-фосфатът играе централна роля в трансформацията на въглехидратите и саморегулирането на въглехидратния метаболизъм в черния дроб. Той драстично инхибира фосфоролитичното разцепване на гликоген, активира ензимния трансфер на глюкоза от уридин дифосфоглюкоза до молекулата на синтезирания гликоген, е субстрат за по-нататъшни гликолитични трансформации, както и окисляване на глюкоза, включително пентозофосфатен път. И накрая, разделянето на глюкозо-6-фосфат от фосфатаза осигурява притока на свободна глюкоза в кръвта, която се подава от кръвния поток към всички органи и тъкани:
Като се има предвид междинния метаболизъм на въглехидратите в черния дроб, е необходимо също да се обсъдят трансформациите на фруктоза и галактоза. Фруктоза, влизаща в черния дроб, може да бъде фосфорилирана в позиция 6 до фруктоза-6-фосфат под действието на хексокиназа, която има относителна специфичност и катализира фосфорилирането, в допълнение към глюкозата и фруктозата, също така и маноза. Въпреки това, има и друг начин в черния дроб: фруктозата е в състояние да фосфорилира с участието на по-специфичен ензим, кетохексокиназа. В резултат се образува фруктозо-1-фосфат. Тази реакция не се блокира от глюкоза. Освен това, фруктозо-1-фосфатът под действието на специфична кето-1-фосфаталдолаза се разделя на две триози: диоксиацетонфосфат и глицерол алдехид (глицералдехид). (Активността на кетозо-1-фосфаталдолазата в серума (плазма) на кръвта се увеличава драматично при чернодробно заболяване, което е важен диагностичен тест.) Под влияние на съответната киназа (триозокиназа) и с участието на АТФ, глицерол алдехид се фосфорилира до 3-фосфоглицералдехид. Полученият 3-фосфоглицералдехид (последният лесно преминава и диоксиацетонфосфат) претърпява обикновени трансформации, включително образуването на пирувинова киселина като междинен продукт.
Що се отнася до галактозата, в черния дроб първо се фосфорилира с участието на АТР и ензима галактокиназа с образуването на галактоза-1-фосфат. Освен това, в черния дроб има два пътища на метаболизма на галактоза-1-фосфат с образуването на UDP-галактоза. Първият начин включва ензима хексоза-1-фосфат-уридилтрансфераза, вторият е свързан с ензима галактоза-1-фосфат-уридилтрансфераза.
Обикновено, в черния дроб на новородените, хексоза-1-фосфат-уридилтрансферазата се намира в големи количества, а галактоза-1-фосфат-уридилтрансферазата - в следи. Наследствената загуба на първия ензим води до галактоземия, заболяване, характеризиращо се с умствена изостаналост и катаракта на лещата. В този случай, черният дроб на новородените губи способността да метаболизира D-галактозата, която е част от млечната лактоза.
РОЛЯ НА ЖИВОТА В ОБМЕНА НА ЛИПИДИ
Ензимните системи на черния дроб са способни да катализират всички или по-голямата част от реакциите на липидния метаболизъм. Комбинацията от тези реакции е в основата на такива процеси като синтез на висши мастни киселини, триглицериди, фосфолипиди, холестерол и неговите естери, както и липолиза на триглицериди, окисляване на мастни киселини, образуване на ацетон (кетон) тела и др.
Припомнете си, че ензимните реакции за синтеза на триглицериди в черния дроб и мастната тъкан са сходни. А именно, CoA-производните на дълговерижни мастни киселини взаимодействат с глицерол-3-фосфат, за да образуват фосфатидна киселина, която след това се хидролизира до диглицерид.
Чрез добавяне на друга молекула от мастна киселина, получена от CoA, към получения диглицерид се образува триглицерид. Триглицеридите, синтезирани в черния дроб, или остават в черния дроб, или се секретират в кръвта под формата на липопротеини. Секрецията настъпва с известно забавяне (при хора - 1-3 часа). Забавянето на секрецията вероятно съответства на времето, необходимо за образуването на липопротеини.
Както вече беше отбелязано, основното място на образуване на плазмени пре-β-липопротеини (липопротеини с много ниска плътност - VLDL) и α-липопротеини (липопротеини с висока плътност - HDL) е черният дроб. За съжаление, няма точни данни за последователността на сглобяването на липопротеиновите частици в хепатоцитите, да не говорим за механизмите на този процес.
При хората по-голямата част от β-липопротеините (липопротеини с ниска плътност - LDL) се образуват в кръвната плазма от пре-β-липопротеини (VLDL) под действието на липопротеин липаза. По време на този процес първо се образуват междинни краткотрайни липопротеини (PrLP). Чрез етапа на образуване на междинни липопротеини се образуват частици, изчерпани с триглицериди и обогатени с холестерол, т.е. образуват се β-липопротеини (фиг. 122).
С високо съдържание на мастни киселини в плазмата, тяхната абсорбция от страна на черния дроб се увеличава, синтезата на триглицеридите се увеличава, както и окисляването на мастни киселини, което може да доведе до повишено образуване на кетонни тела.
Трябва да се подчертае, че кетоновите тела се образуват в черния дроб по време на така наречения път на р-хидрокси-В-метилглутарил-СоА. Предишни идеи, че кетоновите тела са междинни продукти на окисление на мастни киселини в черния дроб, са се оказали погрешни [Newholm E., Start K., 1977]. Установено е, че β-хидроксибутирил-КоА, който се образува в черния дроб по време на β-окислението на мастни киселини, има L-конфигурация, докато β-хидроксибутират (кетоново тяло), открит в кръвта, е D-изомер (този изомер се синтезира в черния дроб чрез разцепване на р-хидрокси-Р-метилглутарил-СоА). От черния дроб, кетоновите тела се доставят през кръвния поток в тъканите и органите (мускули, бъбреци, мозък и др.), Където бързо се окисляват с участието на съответните ензими. В самата тъкан на черния дроб, кетоновите тела не се окисляват, т.е. в това отношение черният дроб е изключение в сравнение с други тъкани.
Интензивното разграждане на фосфолипидите и техният синтез се срещат в черния дроб. В допълнение към глицерола и мастните киселини, които са част от неутрални мазнини, неорганични фосфати и азотни бази, по-специално, холин, са необходими за синтеза на фосфатидилхолин за синтеза на фосфолипиди. Неорганичните фосфати в черния дроб са на разположение в достатъчни количества. Друго нещо е холинът. При недостатъчно образование или недостатъчен прием в черния дроб, синтезата на фосфолипиди от компонентите на неутралните мазнини става или невъзможна или рязко намалена, а неутралните мазнини се отлагат в черния дроб. В този случай те говорят за мастна инфилтрация на черния дроб, която след това може да премине в мастната му дистрофия. С други думи, фосфолипидният синтез е ограничен от количеството на азотните основи, т.е., фосфиновият синтез изисква или холин или съединения, които могат да бъдат донори на метилови групи и участват в образуването на холин (например метионин). Последните съединения се наричат липотропни вещества. Следователно става ясно защо в случай на мастна инфилтрация на черния дроб, много полезно е извара, съдържаща казеинов протеин, който съдържа голямо количество метионинови аминокиселинни остатъци.
Нека разгледаме ролята на черния дроб в метаболизма на стероидите, по-специално на холестерола. Част от холестерола влиза в организма с храна, но много повече от него се синтезира в черния дроб от ацетил СоА. Биосинтезата на холестерола в черния дроб се потиска от екзогенен холестерол, т.е., получен от храна.
Така биосинтезата на холестерола в черния дроб се регулира съгласно принципа на отрицателната обратна връзка. Колкото повече холестерол идва от храната, толкова по-малко се синтезира в черния дроб и обратно. Счита се, че ефектът на екзогенния холестерол върху неговата биосинтеза в черния дроб е свързан с инхибиране на реакцията на бета-хидрокси-бета-метилглутарил-СоА редуктазата:
Част от синтезирания в черния дроб холестерол се отделя от тялото заедно с жлъчката, а другата част се превръща в жлъчни киселини. Част от холестерола се използва в други органи за синтеза на стероидни хормони и други съединения.
В черния дроб холестеролът може да взаимодейства с мастни киселини (под формата на ацил-CoA), за да образува холестеролови естери.
Холестеролови естери, синтезирани в черния дроб, влизат в кръвния поток, който също съдържа определено количество свободен холестерол. Обикновено съотношението на холестеролови естери и свободни холестеролови естери е 0.5-0.7. Когато чернодробните паренхимни увреждания, синтетичната активност на нейните клетки е отслабена, и следователно концентрацията на холестерол, особено холестеролови естери, в кръвната плазма намалява. В този случай посоченият коефициент намалява до 0.3-0.4, а неговото прогресивно понижение е неблагоприятен прогностичен знак.
РОЛЯ НА ЖИВОТА В ОБМЕНА НА ПРОТЕИНИ
Черният дроб играе централна роля в метаболизма на протеините. Извършва следните основни функции: синтез на специфични плазмени протеини; образуването на урея и пикочна киселина; синтез на холин и креатин; трансаминиране и деаминиране на аминокиселини, което е много важно за взаимните трансформации на аминокиселини, както и за процеса на глюконеогенеза и образуването на кетонни тела. Всички плазмени албумин, 75-90% а-глобулини и 50% β-глобулини се синтезират от хепатоцити. (Черният дроб на здрав човек може да синтезира 13-18 g албумин дневно.) Само γ-глобулините се произвеждат не от хепатоцити, а от ретикулоендотелната система, която включва звездните ретикулоендотелни клетки (клетки Купфер на черния дроб). Като цяло, у-глобулините се образуват извън черния дроб. Черният дроб е единственият орган, където такива важни протеини за тялото се синтезират като протромбин, фибриноген, проконвертин и проакцелерин.
Нарушаването на синтеза на редица протеинови фактори на кръвосъсирващата система при тежки чернодробни заболявания може да доведе до хеморагични събития.
При увреждане на черния дроб се нарушава и процесът на деаминиране на аминокиселини, което води до повишаване на концентрацията им в кръвта и урината. Така че, ако нормалното количество амино азот в серума е около 2.9-4.3 mmol / l, то при тежки чернодробни заболявания (атрофични процеси) концентрацията на аминокиселини в кръвта нараства до 21 mmol / l, което води до аминоацидурия. Например, в случай на остра атрофия на черния дроб, съдържанието на тирозин в дневното количество урина може да достигне 2 g.
В организма образуването на урея се появява главно в черния дроб. Синтезът на уреята е свързан с изразходването на значително количество енергия (3 mol АТР се консумира за образуването на 1 мол урея). При чернодробни заболявания, когато количеството на АТФ в хепатоцитите е намалено, синтеза на урея се нарушава. Показателен в тези случаи е определянето в серума на съотношението на азотния карбамид към амино азота. Обикновено това съотношение е 2: 1, а при тежко увреждане на черния дроб става 1: 1.
Голяма част от пикочната киселина при хората също се образува в черния дроб. Черният дроб е много богат на ензима ксантин оксидаза, с участието на който хидроксипуринът (хипоксантин и ксантин) се превръща в пикочна киселина. Не трябва да забравяме ролята на черния дроб в синтеза на креатина. Има два източника, които допринасят за наличието на креатин в организма. Има екзогенен креатин, т.е. креатин в хранителните продукти (месо, черен дроб и др.) И ендогенен креатин, който се образува по време на синтеза в тъканите. Синтезът на креатин възниква главно в черния дроб (в синтеза участват три аминокиселини: аргинин, глицин и метионин), откъдето влиза в мускулната тъкан през кръвния поток. Тук креатинът, фосфорилиран, се превръща в креатин фосфат и от него се образува креатинин.
ДЕТОКСИКАЦИЯ НА РАЗЛИЧНИТЕ ВЕЩЕСТВА В ЖИВОТНИТЕ
Чужди вещества в черния дроб често се превръщат в по-малко токсични, а понякога и безразлични вещества. Очевидно, само в този смисъл е възможно да се говори за тяхната "неутрализация" в черния дроб. Това се случва чрез окисление, редукция, метилиране, ацетилиране и конюгиране с определени вещества. Трябва да се отбележи, че в черния дроб окислението, редукцията и хидролизата на чужди съединения са главно микрозомални ензими.
В черния дроб, "защитните" синтези също са широко представени, например, синтеза на карбамид, в резултат на което високотоксичен амоняк се неутрализира. В резултат на гнилостни процеси, протичащи в червата, се образуват фенол и крезол от тирозин, и скатол и индол от триптофан. Тези вещества се абсорбират и с притока на кръв към черния дроб, където механизмът на тяхната неутрализация е образуването на сдвоени съединения със сярна или глюкуронова киселина.
Неутрализацията на фенол, крезол, скатол и индол в черния дроб се получава в резултат на взаимодействието на тези съединения не със свободната сярна и глюкуронова киселини, а с техните така наречени активни форми: 3'-фосфоаденозин-5'-фосфосулфат (ФАПС) и уридин дифосфарна глюкуронова киселина (UDPH), (Индол и скатол, преди взаимодействие с FAPS или UDHP, се окисляват до съединения, съдържащи хидроксилна група (индоксил и скатокси).Следователно, двойките съединения ще бъдат съответно скатоксил сярна киселина или скатоксилна глюкуронова киселина.)
Глюкуроновата киселина участва не само в неутрализирането на гниещите продукти на протеиновите вещества, образувани в червата, но и в свързването на редица други токсични съединения, образувани в процеса на метаболизма в тъканите. По-специално, свободен или индиректен, билирубин, който е силно токсичен, взаимодейства с глюкуроновата киселина в черния дроб, за да образува моно- и диглукурониди билирубин. Хипуровата киселина, образувана в черния дроб от бензоената киселина и глицина, също е нормален метаболит (хиппуровата киселина може да се синтезира и в бъбреците).
Като се има предвид, че синтезът на хипуровата киселина при хората се среща предимно в черния дроб, в клиничната практика, доста често, за да се изследва антитоксичната функция на черния дроб, се използва проба от Kvik (с нормална функционална способност на бъбреците). Тестът е да се зареди натриев бензоат, последвано от определяне в урината на образуваната хипурова киселина. При паренхимни лезии на черния дроб, синтезирането на хипуровата киселина е трудно.
В черния дроб са широко представени процесите на метилиране. Така, преди отделянето на урина, амидът на никотинова киселина (витамин РР) се метилира в черния дроб; В резултат се образува N-метилникотинамид. Заедно с метилирането протича интензивно процесите на ацетилиране (в черния дроб съдържанието на ацетилиране на коензим (HS-KoA) е 20 пъти по-високо от концентрацията му в мускулната тъкан). По-специално, различни сулфаниламидни препарати са подложени на ацетилиране в черния дроб.
Пример за неутрализация на токсичните продукти в черния дроб чрез редукция е превръщането на нитробензола в пара-аминофенол. Много ароматни въглеводороди се неутрализират чрез окисление до образуване на съответните карбоксилни киселини.
Черният дроб също участва активно в инактивирането на различни хормони. В резултат на проникването на хормони през кръвния поток към черния дроб, тяхната активност в повечето случаи е отслабена или напълно загубена. Така, стероидните хормони, подложени на микрозомално окисление, се инактивират, след което се превръщат в съответните глюкурониди и сулфати. Под въздействието на аминоксидази в черния дроб, катехоламини се окисляват и т.н. Като цяло най-вероятно това е физиологичен процес.
Както може да се види от горните примери, черният дроб е в състояние да инактивира редица мощни физиологични и чужди (токсични) вещества.
РОЛЯ НА ЖИВОТА В ОБМЕН НА ПИГМЕНТ
В този раздел ще разгледаме само хемохромогенни пигменти, които се образуват в организма по време на разграждането на хемоглобина (в много по-малка степен по време на разграждането на миоглобина, цитохромите и др.) Разрушаването на хемоглобина се извършва в клетките на ретикулоендотелната система, по-специално в клетките на червата на куперите както и в хистиоцитите на съединителната тъкан на всеки орган.
Както вече беше отбелязано, началният етап на разграждането на хемоглобина е разчупването на един метинов мост с образуването на вердоглобин. Освен това, атомът на желязото и глобиновия протеин се отделят от молекулата на вердоглобин. В резултат се образува биливердин, който е верига от четири пиролови пръстена, свързани с метанови мостове. След това биливердин, възстановяващ се, се превръща в билирубин - пигмент, отделен от жлъчката и следователно наречен жлъчен пигмент (виж разграждането на хемоглобина в тъканите (образуване на жлъчни пигменти)). Полученият билирубин се нарича непряк билирубин. Той е неразтворим във вода, дава непряка реакция с диазореактивен, т.е. реакцията се получава само след предварителна обработка с алкохол. Очевидно е по-правилно да наричаме този билирубин, или неконюгиран, билирубин.
В черния дроб билирубин се свързва (конюгати) с глюкуронова киселина. Тази реакция се катализира от ензима UDP - глюкуронилтрансфераза. В същото време, глюкуроновата киселина реагира в активна форма, т.е. във формата на уридиндифосфосоглукуронова киселина. Полученият гликуруид билирубин се нарича пряк билирубин (конюгиран билирубин). Той е разтворим във вода и дава директна реакция с диазореактивен. По-голямата част от билирубина се комбинира с две молекули глюкуронова киселина, за да образуват диглукуронидния билирубин.
Образуван в черния дроб, директният билирубин заедно с много малка част от индиректния билирубин се екскретира в жлъчката в тънките черва с жлъчка. Тук глюкуроновата киселина се отцепва от директния билирубин и възстановяването му се случва с последователното образуване на мезобилубин и мезобилиноген (уробилиноген). Смята се, че около 10% от билирубина се възстановява в мезолиогеноген по пътя към тънките черва, т.е. в екстрахепаталните жлъчни пътища и жлъчния мехур. От тънките черва част от образуванияя мезолиогеноген (уробилиноген) се резорбира през чревната стена, влиза в v. Порта и кръвният поток се пренася в черния дроб, където се разделя напълно на ди- и трипсироли. По този начин е нормално мезобиликоген (уробилиноген) да не навлиза в общата циркулация и урината.
Основното количество мезобилиноген от тънките черва навлиза в дебелото черво, където се възстановява до stercobilinogen с участието на анаеробна микрофлора. Stercobilinogen, образуван в долните части на дебелото черво (главно в ректума), се окислява до stercobilin и се екскретира в изпражненията. Само малка част от stercobilinogen се абсорбира в долните части на дебелото черво в системата на долната вена кава (тя първо влиза в Haemorrhoidalis) и впоследствие се екскретира от бъбреците с урината. Следователно, в нормалната човешка урина има следи от stercobilinogen (1-4 mg се екскретира с урината на ден). За съжаление, доскоро в клиничната практика stercobilinogen, съдържащ се в нормалната урина, продължава да се нарича urobilinogen. Това е неправилно. На фиг. 123 схематично показва начините на образуване на уробилиногенни тела в човешкото тяло.
Определянето в клиниката на съдържанието на общия билирубин и неговите фракции, както и на уробилиногенните органи, е важно при диференциалната диагностика на жълтениците с различна етиология. При хемолитична жълтеница хипербилирубинемията се проявява главно в резултат на образуването на индиректен (свободен) билирубин. Поради засилената хемолиза се появява интензивно образуване на индиректен билирубин от колапсиращ хемоглобин в ретикулоендотелната система. Черният дроб не е в състояние да формира толкова голям брой билирубин-глюкурониди, което води до натрупване на индиректен билирубин в кръвта и тъканите (фиг. 124). Известно е, че индиректният билирубин не преминава през бъбречния праг, следователно билирубин в урината с хемолитична жълтеница обикновено не се открива.
При появата на паренхимна жълтеница се извършва разрушаване на чернодробните клетки, нарушава се екскрецията на директния билирубин в жлъчните капиляри и той влиза директно в кръвта, където съдържанието му се увеличава значително. В допълнение, способността на чернодробните клетки да синтезират билирубин-глюкурониди намалява; в резултат на това се увеличава и количеството на индиректния серумен билирубин. Поражението на хепатоцитите е придружено от нарушение на способността им да унищожават мезо-билиноген (уробилиноген), абсорбиран от тънките черва до ди-и трипсироли. Последният влиза в системното кръвообращение и се отделя от бъбреците с урината.
При обструктивна жълтеница се нарушава жлъчната екскреция, което води до рязко увеличаване на съдържанието на директен билирубин в кръвта. Концентрацията на индиректния билирубин е леко повишена в кръвта. Съдържанието на stercobilinogen (stercobilin) в изпражненията намалява рязко. Пълна обструкция на жлъчния канал е придружена от липса на жлъчни пигменти в изпражненията (ахоличен стол). Характерните промени в лабораторните параметри на пигментния метаболизъм в различни жълтеници са представени в Таблица. 43.