Биохимия печени

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЧЕЧЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

МЕДИЦИНСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

 

 

КАФЕДРА

Биохимии  и фармакологии 2 курс

Дисциплина: «Биохимия»

 

 

РЕФЕРАТ

 

 

 

 

 

 

 

По внеаудиторной  работе на тему:

 

«Биохимия печени».

 

 

 

Руководитель: Алтамирова Л. А.

Исполнитель: Асаева М. Н.

203 гр.

 

 

Грозный 2012 г.

 

 

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3

Особенности строения гепатоцита………………………………………………5

Роль печени в метаболизме  углеводов…………………………………………..5

Углеводный обмен………………………………………………………………...6

Липидный обмен…………………………………………………………………..6

Белковый обмен…………………………………………………………………...7

Пигментный обмен………………………………………………………………..7

Метаболизм липидов……………………………………………………………...9

Метаболизм белков……………………………………………………………….9

Детоксицирующая функция  печени……………………………………………10

Зональность ферментных систем……………………………………………….11

Заключение……………………………………………………………………….13

Список использованной литературы…………………………………………...14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Печень – самый крупный  орган в организме человека, состоит  примерно из 300 млрд клеток, 80% из которых  составляют гепатоциты. Масса печени достигает 1,5 кг, что составляет 2-3% от массы тела взрослого человека. На печень приходится от 20 до 30% потребляемого  организмом кислорода. Клетки печени занимают центральное место в реакциях промежуточного метаболизма и поддержании  гомеостаза крови. Поэтому в биохимическом  отношении гепатоциты являются как  бы прототипом всех остальных клеток.

Артериальная кровь, поступающая  по печёночной артерии, и кровь воротной вены от желудка, селезёнки, кишечника, поджелудочной железы и других органов  брюшной полости, проходит к центру печеночной дольки по разветвленной  сети капилляров между рядами гепатоцитов, называемой синусоидами. Синусоиды  соприкасаются с каждым гепатоцитом. В отличие от капилляров других тканей синусоиды не имеют базальной  мембраны, их стенка представлена только эндотелиальными клетками. Между  эндотелием и гепатоцитами расположено  перисинусоидальное пространство –  пространство Диссе. Вдоль синусоид располагаются клетки ретикуло-эндотелиальной системы – клетки Купфера. После  взаимодействия с гепатоцитами кровь  из капилляров поступает в центральные  вены, которые далее впадают в  нижнюю полую вену.

В зонах соприкосновения  мембран двух или более гепатоцитов  формируются желчные канальцы, которые  поначалу не имеют собственных стенок – ими служат цитоплазматические мембраны гепатоцитов. На периферии  печеночной дольки они сливаются  в более крупные желчные ходы.

Поверхность печеночной капиллярной  сети достигает 400 м2 и обеспечивает прохождение через печень около 2 тыс. литров крови в сутки, при этом 80% её поступает по системе воротной вены, а 20% — через печёночную артерию.

Печень, являясь центральным  органом метаболизма, участвует  в поддержании метаболического  гомеостаза и способна осуществлять взаимодействие реакций обмена белков, жиров и углеводов.

Местами "соединения" обмена углеводов и белков является пировиноградная  кислота, щавелевоуксусная и α-кетоглутаровая кислоты из ЦТК, способных в реакциях трансаминирования превращаться, соответственно, в аланин, аспартат и глутамат. Аналогично протекает процесс превращения  аминокислот в кетокислоты.

С обменом липидов углеводы связаны еще более тесно:

образуемые в пентозофосфатном пути молекулы НАДФН используются для  синтеза жирных кислот и холестерола, глицеральдегидфосфат, также образуемый в пентозофосфатном пути, включается в гликолиз и превращается в диоксиацетонфосфат, глицерол-3-фосфат, образуемый из диоксиацетонфосфата гликолиза, направляется для синтеза триацилглицеролов. Также для этой цели может быть использован глицеральдегид-3-фосфат, синтезированный в этапе структурных перестроек пентозофосфатного пути, "глюкозный" и "аминокислотный" ацетил-SКоА способен участвовать в синтезе жирных кислот и холестерола.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Особенности строения гепатоцита

Такие разнообразные функции  обусловлены особенностями строения печени и ее отдельных клеток. Гепатоцит  имеет хорошо развитую систему эндоплазматического  ретикулума (ЭР), причем как гладкую, так и шероховатую. Одна из главных  функций ЭР - синтез белков, которые  используются другими органами и  тканями (альбумины), или ферментов  работающих в печени. Кроме того, в ЭР синтезируются фосфолипиды, триглицериды и холестерол. Гладкий  ЭР содержит ферменты детоксикации ксенобиотиков.  

 

Роль печени в  метаболизме углеводов

Печень играет ведущую  роль в поддержании физиологической  концентрации глюкозы в крови. Из общего количества поступающей из кишечника  глюкозы печень извлекает ее большую  часть и тратит: 10-15 % от этого количества на синтез гликогена, 60 % на окислительный  распад, 30 % на синтез жирных кислот.

При физиологической гипогликемии в печени активируется распад гликогена. Первая стадия этого процесса заключается  в отщеплении молекулы глюкозы и  ее фосфорилировании (фермент фосфорилаза). Далее Глю-5-Ф может расходоваться  по трем направлениям:

1.      по пути глтколиза с образованием пировиноградной кислоты и лактата;

2.      по пентозофосфатному пути;

3.      расщепляться под действием фосфотазы на глюкозу и фосфор.

Преобладает последний путь, который приводит к выбросу в  общий кровоток свободной глюкозы.

В печени активно протекает  глюконеогенез, при котором предшественниками  глюкозы являются пируват и аланин (поступающий из мышц), глицерол - из жировой ткани и с пищей ряд глюкогенных АК. Избыточное поступление глюкозы с пищей увеличивает в гепатоците интенсивность всех путей ее превращения. Так активируется ее окисление с образованием большого количества пирувата.  Для его дальнейшего окисления необходимо также большое количество КоА, который также используется и для окисления жирных кислот. В результате окисление жирных кислот и распад липидов в жировых депо замедляется.

 

Углеводный обмен

В гепатоцитах активно  протекают процессы углеводного  обмена. Благодаря синтезу и распаду  гликогена печень поддерживает концентрацию глюкозы в крови. Активный синтез гликогена происходит после приема пищи, когда концентрация глюкозы  в крови воротной вены достигает 20 ммоль/л. Запасы гликогена в печени составляют от 30 до 100 г. При кратковременном  голодании происходит гликогенолиз, в случае длительного голодания  основным источником глюкозы крови  является глюконеогенез из аминокислот  и глицерина.

Печень осуществляет взаимопревращение  сахаров, т.е. превращение гексоз (фруктозы, галактозы) в глюкозу.

Активные реакции пентозофосфатного  пути обеспечивают наработку НАДФН, необходимого для микросомального  окисления и синтеза жирных кислот и холестерола из глюкозы.

 

Липидный обмен

Если во время приема пищи в печень поступает избыток глюкозы, который не используется для синтеза  гликогена и других синтезов, то она превращается в липиды – холестерол и триацилглицеролы. Поскольку запасать ТАГ печень не может, то их удаление происходит при помощи липопротеинов  очень низкой плотности (ЛПОНП). Холестерол используется, в первую очередь, для синтеза желчных кислот, также он включается в состав липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) и ЛПОНП.

При определенных условиях – голодание, длительная мышечная нагрузка, сахарный диабет I типа, богатая жирами диета – в печени активируется синтез кетоновых тел, используемых большинством тканей как альтернативный источник энергии.

 

Белковый обмен

Больше половины синтезируемого за сутки в организме белка  приходится на печень. Скорость обновления всех белков печени составляет 7 суток, тогда как в других органах  эта величина соответствует 17 суткам и более. К ним относятся не только белки собственно гепатоцитов, но и идущие на "экспорт" – альбумины, многие глобулины, ферменты крови, а  также фибриноген и факторы свертывания  крови.

Аминокислоты подвергаются катаболическим реакциям с трансаминированием и дезаминированием, декарбоксилированию  с образованием биогенных аминов. Происходят реакции синтеза холина и креатина благодаря переносу метильной  группы от аденозилметионина. В печени идет утилизация избыточного азота  и включение его в состав мочевины.

 

Пигментный обмен

Участие печени в пигментном обмене заключается в превращении  гидрофобного билирубина в гидрофильную форму и секреция его в желчь.

Пигментный обмен, в свою очередь, играет важную роль в обмене железа в организме – в гепатоцитах  находится железосодержащий белок  ферритин.

Оценка метаболической функции. В клинической практике существуют приемы оценки той или иной функции. Участие в углеводном обмене оценивается:

по концентрации глюкозы  крови,

по крутизне кривой теста  толерантности к глюкозе,

по "сахарной" кривой после  нагрузки галактозой,

по величине гипергликемии  после введения гормонов (например, адреналина).

Роль в липидном обмене рассматривается:

по уровню в крови триацилглицеролов, холестерола, ЛПОНП, ЛПНП, ЛПВП,

по коэффициенту атерогенности.

Белковый обмен оценивается:

по концентрации общего белка  и его фракций в сыворотке  крови,

по показателям коагулограммы,

по уровню мочевины в крови  и моче,

по активности ферментов  АСТ и АЛТ, ЛДГ-4,5, щелочной фосфатазы, глутаматдегидрогеназы.

Пигментный обмен оценивается:

по концентрации общего и  прямого билирубина в сыворотке  крови.

Обезвреживание (детоксикация, биотрансформация) естественных метаболитов  и чужеродных соединений (ксенобиотиков) непрерывно протекает в любом  организме.

Для попадания токсичных  и чужеродных веществ существует три пути: желудочно-кишечный тракт, легкие и кожа. Далее эти вещества либо могут подвергнуться каким-либо превращениям (биотрансформации) в  легких и ЖКТ, либо перейти в кровь. С током крови любые соединения попадают в печень и другие органы. Если это водорастворимое вещество, то оно в состоянии профильтроваться в почках, если летучее – оказаться  в выдыхаемом воздухе и покинуть организм, если жирорастворимое –  оно либо фиксируется в тканях (кожа, нервная система, жировая ткань  и т.п.), либо подвергается биотрансформации в печени. После превращений в  печени модифицированное соединение направляется либо в желчь и далее в фекалии, либо в кровь и мочу.

Кожа также является органом  выделения, однако обычно эта функция  проявляется слабо. Однако при нарушении  выделительной функции почек  и печени нагрузка на кожу возрастает.

Ксенобиотики – вещества, которые не используются как источник энергии, не встраиваются в структуры  организма и не используются для  пластических целей. 

 

Метаболизм липидов

В печени синтезируются желчные  кислоты, при дефиците которых переваривания  жиров практически не происходит. В регуляции метаболизма липидов  печени принадлежит ведущая роль. Так, при дефиците основного энергетического  материала - глюкозы, в печени активируется окисление жирных кислот. В условиях избытка глюкозы в гепатоцитах  происходит синтез триглицеридов и  фосфолипидов из жирных кислот, которые  поступают в печень из кишечника.

Печени принадлежит ведущая  роль в регуляции обмена холестерола. Исходное вещество в его синтезе - ацетил-КоА. Т. е. Избыточное питание  стимулирует образование холестерола.

В печени синтезируются транспортные формы липопротеинов.

В печени, кроме того, синтезируются  кетоновые тела, в частности ацетоацетат и гидрооксимаслянная кислота, которые разносятся кровью по организму. Сердечная мышца и корковый слой надпочечников предпочитают в качестве источника энергии использовать именно эти соединения, а не глюкозу.

 

Метаболизм белков

Печень использует АК, поступающие  из пищеварительного тракта для синтеза  собственных белков, но большая их часть идет на синтез белков плазмы крови. В печени синтезируются фибриноген, альбумины, a- и b-глобулины и липопротеиды. В печени синтезируется также т.н. лабильный резервный белок, который является как бы запасом АК, которые затем могут использоваться различными органами и тканями по мере необходимости.

Печень занимает центральное  место в обмене АК, т.к. в ней  активно протекают процессы их химической модификации. Кроме того, именно в  печени происходит синтез мочевины.  

 

Детоксицирующая функция печени

Детоксикация ядовитых метаболитов  и чужеродных соединений (ксенобиотиков) протекает в гепатоцитах в  две стадии. Реакции первой стадии катализируются монооксигеназной системой, компоненты которой встроены  в  мембраны эндоплазматического ретикулума. Реакции окисления, восстановления или гидролиза являются первой стадией  в системе выведения из организма  гидрофобных молекул. Они превращают вещества в полярные водорастворимые  метаболиты.