Aknām ir galvenā loma proteīnu metabolismā. Tā veic šādas galvenās funkcijas: specifisku plazmas proteīnu sintēze; urīnvielas un urīnskābes veidošanās; holīna un kreatīna sintēze; aminoskābju transaminācija un deaminācija, kas ir ļoti svarīga aminoskābju savstarpējām transformācijām, kā arī glikoneogenesis un ketona struktūru veidošanās procesam. Visus plazmas albumīnus, 75–90% α-globulīnu un 50% β-globulīnu sintezē hepatocīti. Tikai γ-globulīni ražo nevis hepatocīti, bet gan makrofāgu sistēma, kurai pieder stellāta-retikuloendoteliālās šūnas (Kupffera šūnas). Galvenokārt aknās veidojas γ-globulīni. Aknas ir vienīgais orgāns, kurā šādas svarīgas olbaltumvielas organismā tiek sintezētas kā protrombīns, fibrinogēns, proconvertīns un proaccelerīns.
Aknu slimību gadījumā asins plazmas olbaltumvielu (vai seruma) frakcionētā sastāva noteikšana bieži vien ir aktuāla gan diagnostikas, gan prognostikas ziņā. Ir zināms, ka patoloģiskais process hepatocītos būtiski samazina to sintētiskās spējas. Tā rezultātā strauji samazinās albumīna saturs asins plazmā, kas var izraisīt asins plazmas onkotiskā spiediena samazināšanos, tūskas attīstību un pēc tam ascītu. Jāatzīmē, ka ar aknu cirozi, kas rodas ar ascīta simptomiem, albumīna saturs asins serumā ir par 20% mazāks nekā cirozei bez ascīta.
Vairāku asins koagulācijas sistēmas proteīna faktoru sintēzes pārkāpums smagās aknu slimībās var izraisīt hemorāģiskus notikumus.
Ar aknu bojājumiem tiek traucēts arī aminoskābju deaminācijas process, kas veicina to koncentrācijas paaugstināšanos asinīs un urīnā. Tātad, ja normālais slāpekļa saturs aminoskābēs serumā ir apmēram 2,9–4,3 mmol / l, tad smagu aknu slimību gadījumā (atrofiski procesi) šī vērtība palielinās līdz 21 mmol / l, kas noved pie aminoacidūrijas. Piemēram, akūtas aknu atrofijas gadījumā tirozīna daudzums urīna dienā var sasniegt 2 g (ar ātrumu 0,02–0,05 g / dienā).
Ķermenī urīnvielas veidošanās notiek galvenokārt aknās. Urīnvielas sintēze ir saistīta ar samērā ievērojamu enerģijas daudzumu (1 urīnvielas molekulas veidošanai tiek izmantotas 3 ATP molekulas). Aknu slimības gadījumā, kad samazinās ATP daudzums hepatocītos, urīnvielas sintēze tiek traucēta. Šajos gadījumos indikatīvs ir urīnvielas slāpekļa un amonija slāpekļa attiecības noteikšana serumā. Parasti šī attiecība ir 2: 1, un smagu aknu bojājumu gadījumā tas ir 1: 1.
Lielākā daļa urīnskābes veidojas arī aknās, kur daudz ksantīna oksidāzes enzīma, kurā piedalās hidroksipurīns (hipo-ksantīns un ksantīns), pārvēršas urīnskābē. Mēs nedrīkstam aizmirst par aknu lomu kreatīna sintēzē. Ķermenī ir divi kreatīna avoti. Ir eksogēns kreatīns, t.i. kreatīna pārtika (gaļa, aknas utt.) un endogēns kreatīns, kas ir sintezēts audos. Kreatīna sintēze notiek galvenokārt aknās, no kurienes tā nonāk muskuļu audos caur asinsriti. Šeit kreatīns, fosforilēts, tiek pārvērsts kreatīna fosfātā, un kreatinīns veidojas no tā.
Aknu loma ogļhidrātu metabolismā
Aknu galvenā loma ogļhidrātu metabolismā ir normoglikēmijas saglabāšana. Glikozes normālas koncentrācijas saglabāšanu asinīs veic trīs galvenie mehānismi:
1. aknu spēja nogulsnēt glikozi, kas uzsūcas no zarnām, un nodrošināt to pēc nepieciešamības vispārējai cirkulācijai (atcerieties, ka glikoze-6-fosfāts, kas veidojas glikogenolīzes reakcijās dažādos audos, nevar iekļūt šūnu plazmas membrānā, bet hepatocīti spēj sintezēt glikozes-6- fosfatāze, kas šķeļ fosfātu, veidojot brīvu glikozi, pēdējā viegli pamet aknu šūnas;
2. veidot glikozi no produktiem, kas nav ogļhidrāti (glikoneogēze).
3. pārvērst citus heksozus (galaktozi un fruktozi) glikozē.
Glikozes uzsūkšanos no zarnām papildina vienlaicīga insulīna izdalīšanās, kas stimulē glikogēna sintēzi aknās un paātrina glikozes oksidatīvo sadalīšanos tajā. Starp ēdienreizēm (zema glikozes → zema insulīna koncentrācija) aknās tiek aktivizētas glikogenolīzes reakcijas, kas novērš hipoglikēmijas attīstību. Ar ilgstošu badošanos vispirms tiek izmantotas glikogēnās aminoskābes (glikoneogenesis), un tad nogulsnētie tauki sadalās (ketona struktūru veidošanās).
Aknu loma lipīdu metabolismā.
Aknas nogulsnējas lipīdos un tām ir būtiska nozīme vielmaiņas procesā:
· Tas sintezē, sadalās, pagarina vai saīsina taukskābes (kas rodas no pārtikas vai veidojas vienkāršu un sarežģītu lipīdu sadalīšanās laikā);
· Sintēze, triacilglicerīni tiek sintezēti vai pārveidoti;
· Lielākā daļa lipoproteīnu tiek sintezēti un 90% no kopējā holesterīna daudzuma organismā (apmēram 1 g / s). Visiem orgāniem ar nepietiekamu holesterīna sintēzi (piemēram, nierēm) tiek piegādāts aknu holesterīns;
· Aknās sālsskābes tiek sintezētas no holesterīna, kas ir daļa no žults, kas nepieciešams lipīdu sagremošanai zarnās;
· Aknas ir vienīgais orgāns, kurā tiek sintezētas acetona struktūras.
Aknu loma proteīnu metabolismā.
Aknās intensīvi turpinās olbaltumvielu biosintēzes reakcijas, kas ir nepieciešamas gan hepatocītu, gan visa organisma vajadzību uzturēšanai. Tas arī izbeidz ķermeņa proteīnu sadalīšanās procesu (urīnvielas sintēze).
Aminoskābes, kas izdalās gremošanas procesā, ar portāla vēnu asins plūsmu uz aknām, tiek izmantotas:
· Plazmas olbaltumvielu (albumīna, dažādu globulīnu, koagulācijas faktoru) sintēze, t
· Α-ketoacīdus veidojot aminoskābju transaminācija vai oksidatīvā deaminācija, t
· Glikogēnģenēze no glikogēnām aminoskābēm, t
· Ketogenoze no ketogēna aminoskābēm, t
· Taukskābju sintēze, t
· Aminoskābes izmanto enerģijai, sadaloties trikarboksilskābes ciklā.
Amonjaks, kas rodas aminoskābju metabolismā aknās, kā arī NH3, kas rodas olbaltumvielu sabrukšanas procesā resnajā zarnā, tiek pārvērsts par urīnvielu hepatocītos un tādējādi tiek neitralizēts.
Kreatīns tiek sintezēts aknās, ko tas piegādā asinsritei, lai turpmāk izmantotu sirds un skeleta muskuļus.
Kreatīna sintēze notiek divos posmos: │
1. arginīna guanidīna grupa (NH2 - C = NH), veidojot guanidinoacetātu. Enzīms ir arginilglicīna transamināze. Šī reakcija notiek nierēs.
2. No nierēm guanidinoacetātu transportē uz aknām, kur to metilē S-adenozilmetionīns (metionīna aktīvā forma) - veidojas kreatīns. Enzīms ir guanidinoacetāta transmetilāze.
COOH Arginilglicīns CH2 - COOH
Aknas šķērso ogļhidrātu, lipīdu un olbaltumvielu metabolismu
Aknas, kas ir vielmaiņas centrālais orgāns, ir iesaistītas vielmaiņas homeostāzes uzturēšanā un spēj veikt proteīnu, tauku un ogļhidrātu metabolisma mijiedarbību.
Daži no ogļhidrātu un olbaltumvielu vielmaiņas "savienojumiem" ir piruvīnskābe, oksaloacetskābes un α-ketoglutarskābes no TCAA, kuras transaminācijas reakcijās var pārvērst par alanīnu, aspartātu un glutamātu. Aminoskābju pārveidošanās par keto skābēm notiek līdzīgā veidā.
Ogļhidrāti ir vēl ciešāk saistīti ar lipīdu metabolismu:
- NADPH molekulas, kas veidojas pentozes fosfāta ceļā, tiek izmantotas taukskābju un holesterīna sintezēšanai, t
- gliceraldehīda fosfāts, kas arī veidojas pentozes fosfāta ceļā, tiek iekļauts glikolīzē un pārveidots par dioksiacetona fosfātu, t
- glicerīna-3-fosfāts, kas veidojas no glikolīzes dioksacetonfosfāta, tiek nosūtīts, lai sintezētu triacilglicerīnus. Šim nolūkam var izmantot arī gliceraldehīda-3-fosfātu, kas sintezēts pentozes fosfāta ceļa strukturālās pārkārtošanās laikā, t
- "Glikoze" un "aminoskābe" acetil-SkoA spēj piedalīties taukskābju un holesterīna sintēze.
Saistība starp olbaltumvielu, tauku un ogļhidrātu metabolismu
Ogļhidrātu apmaiņa
Hepatocītu gadījumā ir aktīvi ogļhidrātu metabolisma procesi. Glikogēna sintēzes un sadalīšanās dēļ aknas saglabā glikozes koncentrāciju asinīs. Aktīva glikogēna sintēze notiek pēc ēšanas, kad glikozes koncentrācija portāla vēnas asinīs sasniedz 20 mmol / l. Glikogēna krājumi aknās svārstās no 30 līdz 100 g Ar īstermiņa badošanos notiek glikogenolīze, ilgstošas badošanās gadījumā glikonogēnēze no aminoskābēm un glicerīns ir galvenais glikozes līmenis asinīs.
Aknas veic cukuru konversiju, t.i. heksozes (fruktozes, galaktozes) pārveidošana par glikozi.
Pentozes fosfāta ceļa aktīvās reakcijas nodrošina NADPH ražošanu, kas ir nepieciešama, lai glikozes mikrosomātiskā oksidēšanās un taukskābju un holesterīna sintēze.
Lipīdu apmaiņa
Ja glikozes pārpalikums, ko neizmanto glikogēna un citu sintēžu sintēzes laikā, iekļūst aknās ēdiena laikā, tas pārvēršas par lipīdiem - holesterīnu un triacilglicerīniem. Tā kā aknas nespēj uzkrāties TAG, tās izņem ļoti zema blīvuma lipoproteīni (VLDL). Holesterīns galvenokārt tiek izmantots žultsskābju sintēzes procesā, tas ir iekļauts arī zema blīvuma lipoproteīna (LDL) un VLDL sastāvā.
Noteiktos apstākļos - tukšā dūšā, ilgstošas muskuļu slodzes, I tipa cukura diabēta, tauku bagāta diēta - aknās tiek aktivizēta ketona ķermeņu sintēze, ko vairums audu izmanto kā alternatīvu enerģijas avotu.
Olbaltumvielu apmaiņa
Vairāk nekā puse no dienas organismā sintezētās olbaltumvielas nokrīt uz aknām. Visu aknu proteīnu atjaunošanās ātrums ir 7 dienas, bet citos orgānos šī vērtība atbilst 17 dienām vai ilgāk. Tie ietver ne tikai atbilstošos hepatocītu proteīnus, bet arī tos, kas paredzēti eksportam - albumīnam, daudziem globulīniem, asins fermentiem, kā arī fibrinogēna un asinsreces faktoriem.
Aminoskābes tiek pakļautas kataboliskām reakcijām ar transamināciju un deamināciju, dekarboksilēšanu ar biogēnu amīnu veidošanos. Kolīna un kreatīna sintēzes reakcijas rodas metilgrupas pārnešanas dēļ no adenozilmetionīna. Aknās ir pārmērīga slāpekļa iznīcināšana un tās iekļaušana urīnvielas sastāvā.
Urīnvielas sintēzes reakcijas ir cieši saistītas ar trikarboksilskābes ciklu.
Urejas un TCA sintēzes ciešā mijiedarbība
Pigmentu apmaiņa
Aknu iesaistīšanās pigmenta metabolismā ir hidrofobā bilirubīna pārvēršana hidrofilā formā un tā sekrēcija žulti.
Savukārt pigmenta metabolismam ir svarīga loma dzelzs metabolismā organismā - dzelzs saturošs feritīna proteīns ir atrodams hepatocītos.
Vielmaiņas funkcijas novērtēšana
Klīniskajā praksē ir metodes konkrētas funkcijas novērtēšanai:
Tiek lēsts, ka piedalās ogļhidrātu metabolismā:
- glikozes koncentrācija asinīs
- glikozes tolerances testa līkni, t
- uz "cukura" līknes pēc galaktozes slodzes, t
- vislielākā hiperglikēmija pēc hormonu ievadīšanas (piemēram, adrenalīns).
Tiek ņemta vērā loma lipīdu metabolismā:
- par triacilglicerīnu, holesterīna, VLDL, LDL, HDL līmeni,
- aterogēnais koeficients.
Tiek novērtēts olbaltumvielu metabolisms:
- par kopējā proteīna un tā frakciju koncentrāciju serumā, t
- koagulogrammas izteiksmē,
- attiecībā uz urīnvielu asinīs un urīnā, t
- par AST un ALT, LDH-4,5, sārmainās fosfatāzes, glutamāta dehidrogenāzes aktivitāti.
Novērtē pigmenta metabolismu:
- par kopējo un tiešo bilirubīna koncentrāciju serumā.
Aknu iesaistīšanās olbaltumvielu metabolismā
Dati par visu veidu metabolisma pārkāpumiem aknu slimībās noteikti ir informatīvi, pārbaudot pacientus, bet šo rādītāju definīcijas trūkums, izņemot tos, kas tiks aplūkoti turpmāk, ir tas, ka tie nav raksturīgi slimības agrīnajiem posmiem, ņemot vērā orgāna lielo rezerves jaudu.. Asas vielmaiņas traucējumi parasti tiek konstatēti slimības augstumā.
Vairāku fermentu un pigmenta vielmaiņas rādītāju darbības rādītāji, kas tiks aplūkoti turpmāk, ir daudz informatīvāki. Aknu slimību agrīna diagnostika ir svarīga ne tikai tāpēc, ka tās mēdz kļūt hroniskas un bieži vien neatgriezeniskas, bet arī epidemioloģisko pasākumu dēļ, ņemot vērā vairāku slimību vīrusu etioloģiju.
Lai turpinātu lejupielādi, jums ir nepieciešams savākt attēlu:
DZĪVNIEKU LOMA PROTEĪNA APMAIŅĀ;
Aknām ir galvenā loma proteīnu metabolismā. Tā veic šādas galvenās funkcijas: specifisku plazmas proteīnu sintēze; urīnvielas un urīnskābes veidošanās; holīna un kreatīna sintēze; transaminācija un deaminācija
aminoskābes, kas ir ļoti svarīgas aminoskābju savstarpējai transformācijai, kā arī glikoneogenesis un ketona struktūru veidošanās procesam. Visi albumīna 1 plazmas, 75 - 90% o-globulīnu un 50% (3-globulīni tiek sintezēti ar hepatocītiem. Tikai globulīnus ražo nevis hepatocīti, bet makrofāgu sistēma, kas ietver stellātu retikuloendoteliālās šūnas (Kupfer šūnas). aknas ir vienīgais orgāns, kur šādas svarīgas olbaltumvielas organismā tiek sintezētas kā protrombīns, fibrinogēns, proconvertīns un proaccelerīns.
Saistībā ar iepriekš minēto aknu slimībās asins plazmas olbaltumvielu (vai seruma) frakcionētā sastāva noteikšana bieži vien ir aktuāla gan diagnostikas, gan prognostiskā izteiksmē. Ir zināms, ka patoloģiskais process hepatocītos būtiski samazina to sintētiskās spējas; Rezultātā strauji samazinās albumīna saturs asins plazmā, kas var izraisīt asins plazmas onkotiskā spiediena samazināšanos, tūskas attīstību un pēc tam ascītu. Jāatzīmē, ka ar aknu cirozi, kas rodas ar ascīta simptomiem, albumīna saturs asins serumā ir par 20% mazāks nekā cirozei bez ascīta.
Vairāku asins koagulācijas sistēmas proteīna faktoru sintēzes pārkāpums smagās aknu slimībās var izraisīt hemorāģiskus notikumus.
Ar aknu bojājumiem tiek traucēta arī aminoskābju dezaminēšana, kas izraisa to koncentrācijas paaugstināšanos asinīs un urīnā. Tātad, ja normālais slāpekļa saturs aminoskābēs serumā ir apmēram 2,9 - 4,3 mmol / l, tad smagu aknu slimību gadījumā (atrofiski procesi) šī vērtība palielinās līdz 21 mmol / l, kas noved pie aminoacidūrijas. Piemēram, akūtas akūtas atrofijas gadījumā tirozīna saturs urīna dienā var sasniegt 2 g (ar ātrumu 0,02 - 0,05 g / dienā).
Ķermenī urīnvielas veidošanās notiek galvenokārt aknās. Urīnvielas sintēze ir saistīta ar samērā ievērojamu enerģijas daudzumu (1 urīnvielas molekulas veidošanai tiek izmantotas 3 ATP molekulas). Aknu slimības gadījumā, kad samazinās ATP daudzums hepatocītos, urīnvielas sintēze tiek traucēta. Šajos gadījumos indikatīvs ir urīnvielas slāpekļa un amonija slāpekļa attiecības noteikšana serumā. Parasti šī attiecība ir 2: 1, un ar smagu aknu bojājumu tā kļūst 1: 1.
Liela daļa urīnskābes cilvēkiem tiek veidota arī aknās, kur daudz ksantīna oksidāzes enzīma, kurā piedalās hidroksipurīns (hipoksantīns un ksantīns), tiek pārvērsts urīnskābes veidā. Mēs nevaram aizmirst par aknu lomu kreatīna sintēzē. Ir divi avoti, kas nosaka kreatīna klātbūtni organismā. Ir eksogēni kreatīns, t.i., kreatīns pārtikas produktos (gaļa, aknas uc) un endogēnā kreatīnā, kas tiek sintezēts audos. Kreatīna sintēze galvenokārt notiek aknās (skatīt 11. nodaļu), no kuras tā nonāk muskuļu audos caur asinsriti. Šeit kreatīns, fosforilēts, tiek pārvērsts par kreatīna fosfātu, un kreatinīns tiek veidots no tā.
Dažādu vielu detoksikācija aknās
Svešzemju vielas (ksenobiotikas) aknās bieži kļūst par mazāk toksiskām un dažreiz vienaldzīgām vielām. Acīmredzot tikai tādā nozīmē var runāt par to „neitralizāciju” aknās. Tas notiek, oksidējoties, samazinot, metilējot, acetilējot un konjugējot ar noteiktām vielām. Jāatzīmē, ka aknās svešķermeņu oksidēšana, reducēšana un hidrolīze tiek veikta galvenokārt ar mikrosomālo enzīmu palīdzību.
Līdztekus mikrosomam (skatīt 8. nodaļu), arī peroksisomālā oksidācija ir aknās. Peroksisomas - mikrobs, kas atrodams hepatocītos; tos var uzskatīt par specializētām oksidatīvām organelēm. Šie mikroorganismi satur urīnskābes oksidāzi, laktāta oksidāzi, D-aminoskābju oksidāzi un katalāzi. Pēdējais katalizē ūdeņraža peroksīda šķelšanos, kas veidojas šo oksidāžu darbības rezultātā, līdz ar to arī šo mikroorganismu, peroksisomu nosaukumu. Peroksisomāro oksidāciju, kā arī mikrosomālu, nerada makroģenētisko obligāciju veidošanās.
“Protective” sintēzes arī ir plaši pārstāvētas aknās, piemēram, urīnvielas sintēze, kā rezultātā tiek neitralizēts ļoti toksisks amonjaks. Zarnu trakta darbības rezultātā fenols un krezols veidojas no tirozīna un skatola un indola no triptofāna. Šīs vielas uzsūcas un asins plūsma nonāk aknās, kur tās tiek neitralizētas, veidojot pārī savienotus savienojumus ar sērskābi vai glikuronskābi (skatīt 11. nodaļu).
Fenola, krezola, skatola un indola neitralizācija aknās notiek šo savienojumu mijiedarbības rezultātā, nevis ar brīvu sērskābi un glikuronskābi, bet ar tā sauktajām aktīvajām formām: FAPS un UDPC '.
Glikuronskābe ir saistīta ne tikai ar zarnās veidoto olbaltumvielu vielu puves produktu neitralizāciju, bet arī vairāku citu toksisku savienojumu saistīšanos, kas veidojas metabolisma procesā audos. Jo īpaši brīvi vai netieši bilirubīns, kas ir ļoti toksisks, mijiedarbojas ar glikuronskābi aknās, veidojot mono- un diglukon-bilirubīnu. Normālais metabolīts ir hippurskābe, kas veidojas aknās no benzoskābes un glicīna.
Ņemot vērā, ka hippurskābes sintēze cilvēkiem notiek galvenokārt aknās, klīniskajā praksē bieži ir pietiekami, lai pārbaudītu aknu antitoksisko funkciju, izmantojot Quick-Pytel testu (ar normālu nieru funkcionālo spēju). Tests ir paredzēts nātrija benzoāta uzpildīšanai, kam seko veidojas veidota hippurskābes urīnā noteikšana. Ja parenhīma aknu bojājums, hippurskābes sintēze tiek samazināta.
Aknās metilēšanas procesi ir plaši pārstāvēti. Tātad, pirms izdalīšanās ar urīnu, aknās metilē nikotīnskābes amīdu (vitamīnu PP); kā rezultātā veidojas N-metilnikotinamīds. Līdztekus metilēšanai, acetilēšanas procesi intensīvi turpinās 2. Konkrēti, dažādi sulfanilamīda preparāti tiek pakļauti acetilēšanai aknās.
Toksisku produktu neitralizācija aknās, samazinot, ir nitrobenzola pārvēršana para-aminofenolu. Daudzi aromātiskie ogļūdeņraži tiek neitralizēti oksidējot, veidojot atbilstošas karboksilskābes.
Aknas arī aktīvi piedalās dažādu hormonu inaktivācijā. Tā kā hormoni iekļūst asinīs uz aknām, to aktivitāte vairumā gadījumu strauji samazinās vai ir pilnīgi zaudēta. Tātad, steroīdu hormoni, kas tiek pakļauti mikrosomu oksidācijai, tiek inaktivēti, pēc tam pārvēršoties par atbilstošajiem glikuronīdiem un sulfātiem. Aminoksidāžu ietekmē katecholamīni tiek oksidēti aknās utt.
No iepriekš minētajiem piemēriem ir skaidrs, ka aknas spēj inaktivēt vairākas spēcīgas fizioloģiskas un svešas (arī toksiskas) vielas.
Aknu loma pigmenta metabolismā
Apsveriet tikai hemohromogēnus pigmentus, kas organismā veidojas hemoglobīna sadalīšanās laikā (daudz mazākā mērā myoglobīna, citohroma uc sadalīšanās laikā). Hemoglobīna sadalīšanās notiek makrofāgu šūnās; jo īpaši stellātu retikuloendoteliocītos, kā arī jebkura orgāna saistaudu histiocītos.
Kā jau minēts (sk. 12. nodaļu), hemoglobīna sadalīšanās sākumposms ir viena metīna tilta laušana, veidojot verdoglobīnu. Turklāt dzelzs atoms un globīna proteīns tiek atdalīts no verdoglobīna molekulas. Rezultātā veidojas biliverdin, kas ir četru pirola gredzenu ķēde, kas savienota ar metāna tiltiem. Tad biliverdin, atgūstoties, pārvēršas bilirubīnā - pigmentā, kas izdalās no žults, un tāpēc to sauc par žults pigmentu. Iegūto bilirubīnu sauc par netiešo (nekonjugētu) bilirubīnu. Tas nešķīst ūdenī, dod netiešu reakciju ar diazoreaktīvu, t.i., reakciju iegūst tikai pēc pirmapstrādes ar spirtu.
Aknās bilirubīns saistās (konjugāti) ar glikuronskābi. Šo reakciju katalizē UDP-glikuroniltransferāzes enzīms. Šajā gadījumā glikuronskābe reaģē aktīvā formā, t.i., UDHP formā. Iegūto bilirubīna glikuronīdu sauc par tiešo bilirubīnu (konjugētu bilirubīnu). Tas šķīst ūdenī un nodrošina tiešu reakciju ar diazoreaktīvu. Lielākā daļa bilirubīna saistās ar divām glikuronskābes molekulām, veidojot diglukuronīda bilirubīnu:
Veidojot aknās, tiešais bilirubīns kopā ar ļoti nelielu netiešo bilirubīna daļu izdalās žults vēderā ar žulti. Šeit glikuronskābe tiek atdalīta no tiešā bilirubīna un tiek samazināta ar secīgu mezobilubīna un mezobilinogēna (urobilinogēna) veidošanos. Tiek uzskatīts, ka aptuveni 10% bilirubīna tiek atjaunots mezobliogenogēnā ceļā uz tievo zarnu, t.i. No tievās zarnas daļa no veidotā mezobliogenogēna (urobilinogēna) tiek resorbēta caur zarnu sieniņu, iekļūst v. portae un asins plūsma tiek pārnesta uz aknām, kur tā pilnībā sadalās di- un tripirrolos. Tādējādi mezosinogēns nenonāk asins un urīna vispārējā cirkulācijā.
Galvenais mezobilinogēna daudzums no tievo zarnu iekļūst tievajās zarnās, kur tas tiek samazināts līdz stercobilinogēnam, piedaloties anaerobam.
mikroflora. Stercobilinogēns, kas veidojas resnās zarnas apakšējās daļās (galvenokārt taisnajā zarnā), oksidējas līdz stercobilīnam un izdalās ekskrementos. Tikai neliela daļa stercobilinogēna uzsūcas resnās zarnas apakšējās daļās zemākā vena cava sistēmā (tā vispirms nonāk vem. Haemorrhoidalis) un pēc tam izdalās ar urīnu caur nierēm. Līdz ar to normālā cilvēka urīnā ir stercobilinogēna pēdas (dienā tas izdalās ar urīnu līdz 4 mg). Diemžēl klīniskajā praksē stercobilinogēns, kas atrodas normālā urīnā, joprojām tiek saukts par urobilinogēnu. Tas ir nepareizi. Att. 15.2. Shematiski attēloti urobilinogēnu ķermeņu veidošanās veidi cilvēka organismā.
Klīnikā kopējā bilirubīna un tā frakciju, kā arī urobilinogēno ķermeņu satura noteikšana ir svarīga dažādu etioloģiju dzelte diferenciāldiagnostikā. Kad hemolītiskith dzeltensViņš hiperbilirubinēmija rodas galvenokārt netiešā bilirubīna veidošanās rezultātā. Sakarā ar pastiprinātu hemolīzi, tā tiek intensīvi veidota makrofāgu sistēmas šūnās, kas izraisa hemoglobīna sabrukumu. Aknas nespēj veidot tik lielu bilirubīna-glikuronīdu skaitu, kas noved pie netiešā bilirubīna uzkrāšanās asinīs un audos (15.3. Att.). Ir zināms, ka netiešais bilirubīns neiztur nieru slieksni, tādēļ bilirubīns urīnā ar hemolītisku dzelti parasti nav konstatēts.
Aknu dzelte izraisa aknu šūnu iznīcināšanu, tiek traucēta tiešā bilirubīna izdalīšanās žults kapilāros un nonāk asinsritē, tā saturs ievērojami palielinās. Turklāt samazinās aknu šūnu spēja sintezēt bilirubīna-glikuronīdus; kā rezultātā palielinās arī netiešā bilirubīna līmenis serumā. Hepatocītu sakāvi papildina to spēju iznīcināt līdz
di- un tripirroles mezobilinogēns, kas uzsūkts no tievās zarnas. Pēdējais nonāk sistēmiskā asinsritē un izdalās caur nierēm ar urīnu.
Obstruktīva dzelte traucē žults ekskrēciju, kas izraisa strauju tiešā bilirubīna satura paaugstināšanos asinīs. Netiešā bilirubīna koncentrācija asinīs nedaudz palielinās. Sterkobilogēna (stercobilin) saturs izkārnījumos strauji samazinās. Pilnīgs obchuratsiya žultsvads kopā ar žults pigmentu trūkumu izkārnījumos (akoliskais krēsls). Raksturīgas izmaiņas pigmentu metabolisma laboratorijas parametros dažādās dzelte ir atspoguļotas tabulā. 15.2.
N —Norm: | - palielināts; | - samazināts; f ir noteikts; 0 - nav definēts.
Žults - dzeltenīgi brūnas krāsas šķidrs noslēpums, ko atdala aknu šūnas. Persona ražo 500-700 ml žults dienā (10 ml uz 1 kg ķermeņa masas). Žults veidošanās notiek nepārtraukti, lai gan šī procesa intensitāte strauji svārstās visas dienas garumā. Ārpus gremošanas aknu žults iekļūst žultspūšļa dobumā, kur tas sabiezē ūdens un elektrolītu absorbcijas rezultātā. Aknu žults relatīvais blīvums ir 1,01, bet cistiskās žults ir 1,04. Cistisko žults galveno komponentu koncentrācija ir 5–10 reizes lielāka nekā aknās (15.3. Tabula).
15.3. Tabula. Cilvēka žults galveno komponentu saturs
Physiology_Phechen_metabolism
Aknu galvenās funkcijas
Aknu iesaistīšanās olbaltumvielu metabolismā
Aknu loma ogļhidrātu vielmaiņā
Aknu loma lipīdu metabolismā
Aknas ūdens un sāls metabolismā
Aknu loma putnu metabolismā
Atsauces
Aknām ir liela nozīme gremošanu un vielmaiņu. Visām vielām, kas uzsūcas asinīs, jāiekļūst aknās un jāmainās vielmaiņas procesos. Aknās tiek sintezētas dažādas organiskās vielas: olbaltumvielas, glikogēns, tauki, fosfatīdi un citi savienojumi. Asinis nonāk caur aknu artēriju un portāla vēnu. Turklāt 80% asins, kas nāk no vēdera orgāniem, iziet cauri portāla vēnai un tikai 20% caur aknu artēriju. Asinis plūst no aknām caur aknu vēnu.
Lai izpētītu aknu funkcijas, tiek izmantota angiostamiskā metode - Ekka-Pavlov fistula, ar kuras palīdzību tiek pētīta ieplūdes un plūstošā bioķīmiskā kompozīcija, izmantojot portāla sistēmas kuģu kateterizācijas metodi, ko izstrādājusi A. Aliev.
Aknas spēlē nozīmīgu lomu proteīnu metabolismā. No olbaltumvielām, kas nāk no asinīm, olbaltumvielas veidojas aknās. Tas veido fibrinogēnu, protrombīnu, kas veic svarīgas asins koagulācijas funkcijas. Šeit notiek aminoskābju pārkārtošanās procesi: deaminācija, transaminācija, dekarboksilācija.
Aknas ir centrālā vieta, lai neitralizētu slāpekļa vielmaiņas indīgus produktus, galvenokārt amonjaku, kas pārvēršas par urīnvielu vai nonāk skābju amīdu veidošanā, nukleīnskābes sadalās aknās, purīna bāzes oksidēšanās un to metabolisma gala produkta veidošanās, urīnskābe. Vielas (indols, skatols, krezols, fenols), kas nāk no resnās zarnas, apvienojot tās ar sērskābi un glikuronskābi, pārvērš ētera sērskābēs. Aknu izņemšana no dzīvnieku ķermeņa izraisa viņu nāvi. Acīmredzot tas ir saistīts ar amonjaka un citu toksisku starpproduktu uzkrāšanos asinīs. [1]
Liela loma aknām ir ogļhidrātu metabolismā. Glikoze, kas ievesta no zarnām caur portāla vēnu, tiek pārvērsta glikogēnā aknās. Pateicoties augstajām glikogēna krātuvēm, aknas kalpo par galveno ogļhidrātu depo. Aknu glikogēnās funkcijas nodrošina vairāku fermentu darbība un to regulē centrālā nervu sistēma un 1 hormons - adrenalīns, insulīns, glikagons. Ja palielinās vajadzība pēc ķermeņa cukurā, piemēram, palielinot muskuļu darbu vai gavēni, glikogēns fermenta fosforilāzes iedarbībā tiek pārvērsts glikozē un nonāk asinīs. Tādējādi aknas regulē glikozes koncentrāciju asinīs un normālu orgānu un audu piegādi ar to.
Aknās notiek svarīgākā taukskābju transformācija, no kuras tiek sintezēti tauku veidi, kas raksturīgi šāda veida dzīvniekiem. Enzīmu lipāzes iedarbībā tauki tiek sadalīti taukskābēs un glicerīnā. Glicerīna liktenis ir līdzīgs glikozes liktenim. Tās transformācija sākas ar ATP piedalīšanos un beidzas ar sadalīšanos pienskābē, kam seko oksidēšana uz oglekļa dioksīdu un ūdeni. Dažreiz, ja nepieciešams, aknas var sintezēt glikogēnu no pienskābes.
Aknas arī sintezē taukus un fosfatīdus, kas nonāk asinsritē un tiek transportēti visā ķermenī. Tam ir nozīmīga loma holesterīna un tā esteru sintēzes procesā. Ar holesterīna oksidēšanos aknās veidojas žultsskābes, kas izdalās ar žulti un piedalās gremošanas procesos.
Aknas ir iesaistītas taukos šķīstošo vitamīnu metabolismā, ir galvenais retinola un tā provitamīnkarotīna depo. Tas spēj sintezēt cianokobalamīnu.
Aknas var paturēt lieko ūdeni un tādējādi novērst asins retināšanu: tā satur minerālūdeņu sāļus un vitamīnus, ir iesaistīta pigmenta metabolismā.
Aknas veic barjeras funkciju. Ja ar asinīm tiek ievadīti patogēni mikrobi, tie tos dezinficē. Šo funkciju veic stellātu šūnas, kas atrodas asins kapilāru sienās, kas pazemina aknu lobulas. Notverot indīgus savienojumus, stellātu šūnas kopā ar aknu šūnām tos dezinficē. Vajadzības gadījumā no kapilāru sienām rodas stellātu šūnas un brīvi kustas pilda savas funkcijas. [6.]
Turklāt aknas var pārvērst svinu, dzīvsudrabu, arsēnu un citas toksiskas vielas netoksiskos.
Aknas ir galvenais ķermeņa ogļhidrātu depo un regulē glikozes koncentrāciju asinīs. Tas satur minerālus un vitamīnus. Tā ir asins depo, tā ražo žulti, kas ir nepieciešama gremošanai.
Aknu galvenās funkcijas.
Atkarībā no aknu funkciju daudzveidības, to var saukt bez pārspīlējumiem par cilvēka ķermeņa galveno bioķīmisko laboratoriju. Aknas ir svarīgs orgāns, bez tā nav ne dzīvnieku, ne cilvēku.
Galvenās aknu funkcijas ir:
1. Dalība gremošanas procesā (žults veidošanās un sekrēcija): aknas veido žulti, kas nonāk divpadsmitpirkstu zarnā. Žults ir iesaistīts zarnu gremošanas procesā, palīdz neitralizēt skābju celulozi, kas nāk no kuņģa, izjauc taukus un veicina to uzsūkšanos, stimulē resnās zarnas kustību. Dienas laikā aknas veido 1-1,5 litrus žults.
2. Barjeras funkcija: aknas neitralizē toksiskas vielas, mikrobus, baktērijas un vīrusus, kas nāk no asinīm un limfām. Arī aknās ir sadalītas ķīmiskās vielas, ieskaitot narkotikas.
3. Dalība vielmaiņā: visas barības vielas, kas uzsūcas no gremošanas trakta asinīs, produkti, kas iegūti ogļhidrātu, olbaltumvielu un tauku, minerālvielu un vitamīnu gremošanas procesā, iziet cauri aknām un tiek apstrādāti tajā. Tajā pašā laikā daļa aminoskābju (olbaltumvielu fragmenti) un daļa tauku tiek pārvērsti ogļhidrātos, tāpēc aknas ir lielākais glikogēna depo organismā. Tā sintezē asins plazmas proteīnus - globulīnus un albumīnu, kā arī aminoskābju transformācijas reakciju. Aknās tiek sintezēti arī ketona ķermeņi (taukskābju vielmaiņas produkti) un holesterīns. [2.]
Tā rezultātā mēs varam teikt, ka aknas ir sava veida ķermeņa barības vielu krātuve, kā arī ķīmiskā rūpnīca, kas “iebūvēta” starp abām sistēmām - gremošanu un asinsriti. Debalansēšana šīs sarežģītā mehānisma darbībā ir iemesls daudzām gremošanas trakta slimībām, sirds un asinsvadu sistēmai, īpaši sirdij. Ir tuvākais gremošanas sistēmas, aknu un asinsrites savienojums.
Aknas ir iesaistītas gandrīz visos metabolisma veidos: olbaltumvielas, lipīdi, ogļhidrāti, ūdens minerāli, pigmenti.
Aknu iesaistīšanās olbaltumvielu metabolismā:
To raksturo fakts, ka tā aktīvi turpina organismam svarīgo proteīnu sintēzi un sadalīšanos. Aknās dienā sintezē aptuveni 13-18 g olbaltumvielu. No tiem veidojas tikai albumīns, fibrinogēns, protrombīns un aknas. Turklāt šeit tiek sintezēti līdz pat 90% alfa-globulīnu un aptuveni 50% ķermeņa gamma-globulīnu. Šajā sakarā aknu slimības vai nu samazina olbaltumvielu sintēzi, un tas samazina asins olbaltumvielu daudzumu, vai rodas proteīnu ar mainītu fizikāli ķīmisko īpašību veidošanās, kā rezultātā samazinās asins olbaltumvielu koloidālā stabilitāte un tie ir vieglāki nekā parasti nogulsnēs nogulsnējošo vielu iedarbībā (sārmu un sārmzemju metālu sāļi, timols, dzīvsudraba hlorīds uc). Ir iespējams noteikt izmaiņas olbaltumvielu daudzumā vai īpašībās, izmantojot koloidizturības testus vai nogulumu paraugus, kuru vidū bieži lieto Veltmanu, timolu un sublimācijas paraugus. [6; 1.]
Aknas ir galvenā proteīnu sintēzes vieta, nodrošinot asins koagulācijas procesu (fibrinogēns, protrombīns uc). To sintēzes pārkāpums, kā arī K vitamīna deficīts, kas attīstās žults sekrēcijas un žults ekskrēcijas pārkāpuma rezultātā, izraisa hemorāģiskus notikumus.
Būtiski būtiski mainās aminoskābju transformācijas procesi (transaminācija, deaminācija utt.), Kas aknās notiek smagi bojājumu laikā, ko raksturo brīvo aminoskābju koncentrācijas palielināšanās asinīs un to izdalīšanās urīnā (hiperaminoacidūrija). Leucīna un tirozīna kristāli var atrast arī urīnā.
Urīnvielas veidošanās notiek tikai aknās, un hepatocītu funkciju pārkāpums izraisa tā daudzuma palielināšanos asinīs, kas negatīvi ietekmē visu ķermeni un var izpausties, piemēram, aknu koma, kas bieži izraisa pacienta nāvi.
Metabolisma procesus, kas notiek aknās, katalizē dažādi fermenti, kas slimību gadījumā iekļūst asinīs un iekļūst urīnā. Ir svarīgi, lai fermentu izdalīšanās no šūnām notiktu ne tikai tad, kad tie ir bojāti, bet arī pārkāpj šūnu membrānu caurlaidību, kas notiek slimības sākotnējā periodā, tādēļ mainīgais enzīmu spektrs ir viens no svarīgākajiem diagnostikas rādītājiem pacienta stāvokļa novērtēšanai preklīniskajā periodā. Piemēram, Botkin slimības gadījumā Alta, LDH un AsTA asins aktivitātes pieaugums tika novērots “pirms dzelte” periodā, un rickets novēroja sārmainās fosfatāzes līmeņa paaugstināšanos.
Aknas ķermenim ir būtiska antitoksiska funkcija. Ir noticis tāds kaitīgo vielu kā indola, skatola, fenola, kadaverīna, bilirubīna, amonjaka, steroīdu hormonu metabolisma produktu uc neitralizācija, toksisko vielu neitralizācijas veidi ir atšķirīgi: amonjaku pārvērš urīnvielā; indols, fenols, bilirubīns un citi veido savienojumus, kas organismam ir nekaitīgi ar sērskābi vai glikuronskābi, kas izdalās ar urīnu. [5.]
Aknu loma ogļhidrātu metabolismā:
to nosaka galvenokārt tā līdzdalība glikogēna sintēzes un sadalīšanās procesos. Tas ir ļoti svarīgi, lai regulētu glikozes līmeni asinīs. Turklāt monosaharīdu interkonversijas procesi aktīvi turpinās aknās. Galaktozes un fruktozes pārvērš glikozē, un glikoze var būt fruktozes sintēzes avots.
Glikoneoģenēzes process notiek arī aknās, kurās glikoze veidojas no ne-ogļhidrātu vielām - pienskābes, glicerīna un glikogēna aminoskābēm. Aknas ir iesaistītas ogļhidrātu vielmaiņas regulēšanā, kontrolējot insulīna līmeni asinīs, jo aknās ir insulīna insulīns, kas sabojā insulīnu atkarībā no organisma vajadzībām.
Pašu aknu enerģētisko vajadzību apmierina glikozes sadalīšanās, pirmkārt, gar anaerobo ceļu, veidojot laktātu, un, otrkārt, gar peptētisko ceļu. Šo procesu nozīme ir ne tikai NADPH2 veidošanās dažādām biosintēzēm, bet arī spēja izmantot ogļhidrātu sadalīšanās produktus kā izejvielas dažādiem vielmaiņas procesiem [1; 5; 6.]
parenchimām aknu šūnām ir vadošā loma. Holesterīna biosintēzes procesi, žultsskābes, fosfolipīdu, ketonu un lipoproteīnu veidošanās notiek tieši hepatocītos. No otras puses, aknas kontrolē visa organisma lipīdu metabolismu. Lai gan triacilglicerīni veido tikai 1% no aknu kopējās masas, tieši tas regulē organisma taukskābju sintēzes un transportēšanas procesus. Aknās tiek piegādāts liels daudzums lipīdu, kas ir sakārtoti atbilstoši orgānu un audu vajadzībām. Tajā pašā laikā, dažos gadījumos to sadalīšanās var palielināties līdz galaproduktiem, savukārt citās žultsskābes var nonākt fosfolipīdu sintēzes procesā un tikt transportētas ar asinīm uz tām šūnām, kurās tās ir nepieciešamas membrānu veidošanai, vai arī lipoproteīni var tikt transportēti uz šūnām, kurām trūkst enerģijas. utt.
Tādējādi, apkopojot aknu lomu lipīdu vielmaiņā, var atzīmēt, ka tas izmanto lipīdus hepatocītu vajadzībām, kā arī veic lipīdu vielmaiņas stāvokļa uzraudzību visā organismā. [5.]
Tikpat svarīgi ir aknu un ūdens un minerālu metabolisms. Tātad, tas ir asins depo, un tāpēc ekstracelulārais šķidrums var uzkrāties līdz pat 20% no kopējā asins tilpuma. Turklāt dažām minerālvielām aknas kalpo kā uzkrāšanas un uzglabāšanas vieta. Tie ietver nātriju, magniju, mangānu, varu, dzelzi utt. Aknas sintezē olbaltumvielas, kas transportē minerālus caur asinīm: transferrīns, ceruloplasmīns utt. Visbeidzot, aknas ir hormonu, kas regulē ūdens un minerālvielu metabolismu, inaktivācijas vieta (aldosterons, vazopresīns).
No tā visa kļūst skaidrs, kāpēc aknas tiek sauktas par organisma "bioķīmisko laboratoriju", un tās darbības traucējumi ietekmē tās dažādās funkcijas. [6.]
Aknu loma putnu metabolismā.
Gan dzīvniekiem, gan putniem aknas ir galvenais orgāns, kas atbild par vielmaiņas procesiem visā organismā. Daudzi eksperti to sauc par lielāko dzīvnieku un putnu dziedzeri. Aknās tiek veidots žults un daudzas būtiskas olbaltumvielas, tas ir iesaistīts ķermeņa apgādē ar daudzām uzturvielām (caur asinsrites sistēmu). Tieši šeit biotransformācija lielākajā daļā ļoti toksisko vielu nonāk organismā ar pārtiku. Šāda biotransformācija ietver toksisku ķīmisku vielu pārveidi par jaunām vielām, kas vairs nav bīstamas ķermenim un kuras var viegli noņemt. Aknas spēj atjaunot savas slimās šūnas, tās atjaunot vai aizstāt, saglabājot tās funkcijas relatīvā secībā.
Aknas ir lielākais putnu ķermeņa dziedzeris, izmantojot galvenās vielmaiņas funkcijas. Šīs funkcijas ir visdaudzveidīgākās un ir saistītas ar aknu šūnu īpašībām, kas veido organisma anatomisko un fizioloģisko vienotību. Bioķīmiskajā aspektā vissvarīgākās ir aknu funkcijas, kas saistītas ar žults veidošanos, sastāvu un lomu, kā arī ar dažādām vielmaiņas izmaiņām. Žults sekrēcija putniem ir 1 ml / h. Putnu žults sastāvs galvenokārt ietver taurohenodesoksicskābi bez dezoksikolskābes. Putnu aknu darbība zināmā mērā atšķiras no zīdītāju aknu darbības. Konkrēti, urīnvielas veidošanās ir izteikta aknu funkcija zīdītājiem, savukārt putnu urīnskābe ir galvenais slāpekļa metabolisma galaprodukts.
Putnu aknās notiek aktīva plazmas proteīnu sintēze. Seruma albumīns, fibrinogēns,? - un? globulīni tiek sintezēti mājputnu aknās un veido aptuveni pusi no šīs orgāna sintezētajām olbaltumvielām. Albumīna eliminācijas pusperiods ir 7 dienas, globulīniem - 10 dienas. Aknās ir plazmas olbaltumvielu sintēze un sadalīšanās, ko izmanto kā aminoskābju avotu turpmākām dažādām audu sintēzēm.
Cāļu ķermenis gandrīz nespēj sintezēt glicīnu. Glicīna lietošana purīna bāzu sintēzē, dārgakmens struktūra ir galvenais iemesls tam, ka putniem ir nepieciešama šī skābe. Zīdītājiem aptuveni 50% arginīna nodrošina sintēze aknās, bet putniem tas nenotiek. Putniem ir izteikta spēja transaminācijas reakcijās, iesaistot aktīvo glutamīnskābes dehidrogenāzi. Putnu lipīdu metabolismā aknas tiek identificētas kā galvenā lipogēzes vieta. Α-hidroksimīnskābes koncentrācija putnu aknās ir 5 reizes augstāka nekā zīdītāju aknās, kas norāda uz oksidējošo procesu aktivitāti šajā orgānā. Augsta līmeņa kombinācija? - taukskābju oksidācija un lipogēnēze nodrošina mehānismus, lai kontrolētu taukskābju daudzumu, kas tiek novirzīts ļoti zema blīvuma lipoproteīnu sintēzei. Aknu vielmaiņas aktivitāte putnu gulēšanas periodā ir ļoti augsta, kad gada laikā sintezēto tauku daudzums ir gandrīz tieši putna ķermeņa masa. Jo īpaši broileros tauku audu masa var sasniegt 18% no ķermeņa masas.
Aknām ir milzīga spēja uzglabāt glikogēnu. Glikogēna saturs aknās ir atkarīgs no ogļhidrātu satura mājputnu uzturā.
Visbiežāk šī orgāna patoloģija ir tās šūnu pakāpeniska „aptaukošanās”, kas noved pie slimības attīstības laika gaitā, ko veterinārārsti sauc par aknu taukainu deģenerāciju. Iemesls parasti ir šūnu toksīnu, spēcīgu zāļu, vakcīnu, kokcidiostatu utt. Ilgtermiņa iedarbība, kam nepieciešama maksimāla aknu stresa ietekme, kā arī nepareiza vai slikti sabalansēta barošana. Parasti tas viss ir saistīts ar putnu un dzīvnieku fizisko neaktivitāti, īpaši ar šūnu saturu. [4; 6.]
Atsauces:
1. Lysov VF, Maksimov VI: dzīvnieku fizioloģija un etoloģija; Ed.: MOSCOW, 2012, 605s.
2. Fizioloģija. Pamati un funkcionālās sistēmas. Ed. Sudakova K.V.; Novosibirska, 2000, 784с.
3. Skalny AV: ķīmiskie elementi cilvēka fizioloģijā un ekoloģijā: rīkkopa; Rostova pie Donas, 2004, 216s.
4. Raksts: Putnu metabolisma īpatnības: autors nav zināms; Sanktpēterburga, 2001.
5. Pants: Aknu loma vielmaiņā: autors nav zināms; Maskava, 2006. gads.
6. VV Rogozhin: Dzīvnieku bioķīmija; Ed. MOSCOW, 2005.
Aknu iesaistīšanās olbaltumvielu metabolismā
Bez aknu piedalīšanās olbaltumvielu metabolismā, organisms var darīt ne vairāk kā dažas dienas, tad nāve notiek. Sekojošās ir viena no svarīgākajām aknu funkcijām olbaltumvielu metabolismā.
1. Aminoskābju dezaminēšana.
2. Urīnvielas veidošanās un amonjaka atgūšana no ķermeņa šķidrumiem.
3. plazmas proteīnu veidošanās.
4. Dažādu aminoskābju savstarpējā transformācija un aminoskābju sintēze no citiem savienojumiem.
Aminoskābju pirmsdezaminēšana ir nepieciešama to izmantošanai enerģijas ražošanā un pārvēršanā par ogļhidrātiem un taukiem. Nelielos daudzumos deaminācija tiek veikta citos ķermeņa audos, jo īpaši nierēs, bet svarīguma ziņā šie procesi nav salīdzināmi ar aminoskābju deamināciju aknās.
Urīnvielas veidošanās aknās palīdz iegūt amonjaku no ķermeņa šķidrumiem. Aminoskābju deaminācijas procesā veidojas liels amonjaka daudzums, papildu daudzumu to veido zarnu baktērijas un uzsūcas asinīs. Šajā sakarā, ja urīnviela netiek veidota aknās, amonjaka koncentrācija asins plazmā sāk strauji pieaugt, izraisot aknu komu un nāvi. Pat tad, ja asins plūsma strauji samazinās caur aknām, kas reizēm rodas, veidojoties šuntam starp portālu un vena cava, amonjaka saturs asinīs dramatiski palielinās, radot toksikozes apstākļus.
Visus galvenos plazmas proteīnus, izņemot dažus gamma globulīnus, veido aknu šūnas. To skaits ir aptuveni 90% no visiem plazmas proteīniem. Atlikušie gamma globulīni ir antivielas, ko veido galvenokārt limfoidās plazmas šūnas. Maksimālais olbaltumvielu veidošanās ātrums aknās ir 15-50 g dienā, tādēļ, ja organisms zaudē aptuveni pusi no plazmas olbaltumvielām, to daudzumu var atjaunot 1-2 nedēļu laikā.
Jāatceras, ka plazmas olbaltumvielu izsīkšana ir iemesls hepatocītu mitotisko sadalījumu straujai sākumam un aknu lieluma palielināšanai. Šo efektu apvieno ar asins plazmas proteīnu izdalīšanos no aknām, kas turpinās, līdz olbaltumvielu koncentrācija asinīs atgriežas normālā vērtībā. Hronisku aknu slimību gadījumā (ieskaitot cirozi) proteīnu līmenis asinīs, īpaši albumīnos, var samazināties līdz ļoti zemām vērtībām, kas ir vispārējās tūskas un ascīta parādīšanās cēlonis.
Viena no svarīgākajām aknu funkcijām ir tās spēja sintezēt dažas aminoskābes kopā ar ķīmiskiem savienojumiem, kas ietver aminoskābes. Piemēram, aknās tiek sintezētas tā saucamās būtiskās aminoskābes. Šādas sintēzes procesā ir iesaistītas keto skābes ar līdzīgu ķīmisko struktūru ar aminoskābēm (izņemot skābekli keto stāvoklī). Amino radikāļi iziet cauri vairākiem transaminācijas posmiem, pārvietojoties no keto skābē esošajām aminoskābēm līdz skābekļa vietai keto stāvoklī.
Aknu bioķīmija
Tēma: "LIVER BIOCHEMISTRY"
1. Aknu ķīmiskais sastāvs: glikogēna, lipīdu, olbaltumvielu, minerālu sastāva saturs.
2. Aknu loma ogļhidrātu vielmaiņā: nemainīga glikozes koncentrācijas uzturēšana, glikogēna sintēze un mobilizācija, glikoneogenesis, galvenie glikozes-6-fosfātu konversijas veidi, monosaharīdu savstarpējā konversija.
3. Aknu loma lipīdu vielmaiņā: augstāku taukskābju, acilglicerīnu, fosfolipīdu, holesterīna, ketona struktūru sintēze, lipoproteīnu sintēze un metabolisms, lipotropiskās iedarbības jēdziens un lipotropiskie faktori.
4. Aknu loma olbaltumvielu vielmaiņā: specifisku plazmas olbaltumvielu sintēze, urīnvielas un urīnskābes, holīna, kreatīna, keto skābju un aminoskābju savstarpējā konversija.
5. Alkohola metabolisms aknās, aknu tauku deģenerācija ar alkohola lietošanu.
6. Aknu neitralizējošā funkcija: toksisko vielu neitralizācijas pakāpes (fāzes) aknās.
7. Bilirubīna apmaiņa aknās. Izmaiņas žults pigmentu saturā asinīs, urīnā un izkārnījumos dažāda veida dzelte (adhepātiska, parenhīma, obstruktīva).
8. žults ķīmiskais sastāvs un tā loma; faktori, kas veicina žultsakmeņu veidošanos.
31.1. Aknu darbība.
Aknas ir unikāls vielmaiņas orgāns. Katrā aknu šūnā ir vairāki tūkstoši fermentu, kas katalizē daudzu vielmaiņas ceļu reakcijas. Tāpēc aknas organismā veic vairākas vielmaiņas funkcijas. Vissvarīgākie no tiem ir:
- biosintēze vielām, kas darbojas vai tiek izmantotas citos orgānos. Šīs vielas ir plazmas olbaltumvielas, glikoze, lipīdi, ketona ķermeņi un daudzi citi savienojumi;
- slāpekļa metabolisma galaprodukta biosintēze organismā - urīnviela;
- piedalīšanās gremošanas procesos - žultsskābju sintēze, žults veidošanās un izdalīšanās;
- endogēno metabolītu, zāļu un indīgu biotransformācija (modifikācija un konjugācija);
- dažu vielmaiņas produktu izdalīšanās (žults pigmenti, pārmērīgs holesterīna līmenis, neitralizācijas produkti).
31.2. Aknu loma ogļhidrātu metabolismā.
Aknu galvenā loma ogļhidrātu metabolismā ir saglabāt nemainīgu glikozes līmeni asinīs. Tas tiek panākts, regulējot glikozes veidošanās un izmantošanas procesu attiecību aknās.
Aknu šūnas satur glikokināzes fermentu, kas katalizē glikozes fosforilācijas reakciju, veidojot glikozes-6-fosfātu. Glikozes-6-fosfāts ir galvenais ogļhidrātu metabolisma metabolīts; Galvenie tās transformācijas veidi ir parādīti 1. attēlā.
31.2.1. Glikozes izmantošanas veidi. Pēc ēšanas liela daļa glikozes iekļūst aknās caur portāla vēnu. Šo glikozi galvenokārt izmanto glikogēna sintēzei (reakcijas shēma parādīta 2. attēlā). Glikogēna saturs veselo cilvēku aknās parasti svārstās no 2 līdz 8% no šī orgāna masas.
Glikolīze un glikozes oksidēšanās pentozes fosfāta ceļš aknās galvenokārt kalpo kā prekursoru metabolītu piegādātāji aminoskābju, taukskābju, glicerīna un nukleotīdu biosintēzes veikšanai. Mazākā mērā aknu glikozes konversijas oksidācijas ceļi ir enerģijas avoti biosintētiskiem procesiem.
1. attēls. Galvenie glikozes-6-fosfātu konversijas ceļi aknās. Skaitļi norāda: 1 - glikozes fosforilāciju; 2 - glikozes-6-fosfāta hidrolīze; 3 - glikogēna sintēze; 4 - glikogēna mobilizācija; 5 - pentozes fosfāta ceļš; 6 - glikolīze; 7 - glikoneogenesis.
2. attēls. Glikogēna sintēzes reakciju aknās diagramma.
3. attēls. Glikogēna mobilizācijas reakciju shēma aknās.
31.2.2. Glikozes veidošanās veidi. Dažos gadījumos (ar diētu ar zemu oglekļa dioksīdu, ilgstošu fizisko slodzi) organisma vajadzība pēc ogļhidrātiem pārsniedz daudzumu, kas uzsūcas no kuņģa-zarnu trakta. Šajā gadījumā glikozes veidošanās notiek, izmantojot glikozes-6-fosfatāzes, kas katalizē glikozes-6-fosfāta hidrolīzi aknu šūnās. Glikogēns kalpo kā tiešs glikozes-6-fosfāta avots. Glikogēna mobilizācijas shēma ir parādīta 3. attēlā.
Glikogēna mobilizācija nodrošina cilvēka ķermeņa vajadzības glikozei pirmo 12 līdz 24 stundu laikā. Vēlāk glikoneogenesis, biosintēze no ne-ogļhidrātu avotiem, kļūst par galveno glikozes avotu.
Galvenie glikoneoģenēzes substrāti ir laktāts, glicerīns un aminoskābes (izņemot leicīnu). Šos savienojumus vispirms pārvērš piruvātu vai oksaloacetātu, kas ir galvenie glikoneogenesis metabolīti.
Glikonogēze ir glikolīzes reversais process. Tajā pašā laikā ar neatgriezenisku glikolīzes reakciju radītās barjeras tiek pārvarētas, izmantojot īpašus fermentus, kas katalizē apvedceļu reakcijas (sk. 4. attēlu).
Citu veidu ogļhidrātu metabolisms aknās jānorāda, ka glikoze tiek pārvērsta par citiem diētiskiem monosaharīdiem - fruktozi un galaktozi.
4. attēls. Glikolīze un glikoneogēze aknās.
Fermenti, kas katalizē neatgriezeniskas glikolīzes reakcijas: 1 - glikokināze; 2 - fosfofruktokināze; 3 - piruvāta kināze.
Fermenti, kas katalizē glikoneogēzes apvedceļu reakcijas: 4-piruvāta karboksilāze; 5 - fosfenolpiruvāta karboksikināze; 6-fruktozes-1,6-difosfatāze; 7 - glikozes-6-fosfatāze.
31.3. Aknu loma lipīdu metabolismā.
Hepatocīti satur gandrīz visus lipīdu vielmaiņas procesus. Tāpēc aknu parenhīmas šūnas lielā mērā kontrolē attiecību starp patēriņu un lipīdu sintēzi organismā. Lipīdu katabolisms aknu šūnās notiek galvenokārt mitohondrijās un lizosomās, biosintēze citozolā un endoplazmatiskajā retikulā. Galvenais lipīdu vielmaiņas metabolīts aknās ir acetil-CoA, kuru galvenie veidošanās un lietošanas veidi ir parādīti 5. attēlā.
5. attēls. Acetil CoA veidošanās un izmantošana aknās.
31.3.1. Taukskābju metabolisms aknās. Uztura tauki hilomikronu veidā iekļūst aknās caur aknu artēriju sistēmu. Saskaņā ar lipoproteīna lipāzi, kas atrodas kapilāru endotēlijā, tie tiek sadalīti taukskābēs un glicerīnā. Taukskābes, kas iekļūst hepatocītos, var pakļaut oksidācijai, modifikācijai (oglekļa ķēdes saīsināšanai vai pagarināšanai, dubultu saikņu veidošanai) un izmantot endogēno triacilglicerīnu un fosfolipīdu sintezēšanai.
31.3.2. Ketona struktūru sintēze. Kad taukskābju β-oksidācija aknu mitohondrijās veidojas, acetil-CoA veidojas, kas Krebsa ciklā turpina oksidēties. Ja aknu šūnās ir trūkums oksaloacetāta (piemēram, tukšā dūšā, cukura diabēts), tad acetilgrupas kondensējas, veidojot ketona struktūras (acetoacetāts, β-hidroksibutirāts, acetons). Šīs vielas var kalpot par enerģijas substrātiem citos ķermeņa audos (skeleta muskuļos, miokardā, nierēs, ar ilgstošu badu - smadzenēm). Aknas neizmanto ketona ķermeņus. Ar ketona ķermeņu pārpalikumu asinīs attīstās metaboliskā acidoze. Ketona struktūru veidošanās diagramma parādīta 6. attēlā.
Ketona struktūru sintēze aknu mitohondrijās.
31.3.3. Izglītība un veidi, kā izmantot fosfatidskābi. Kopējais triacilglicerīnu un fosfolipīdu prekursors aknās ir fosfatidskābe. To sintezē no glicerīna-3-fosfāta un divām acil-CoA aktīvajām taukskābju formām (7. attēls). Glicerīna-3-fosfātu var veidot no dioksiacetona fosfāta (glikolīzes metabolīta) vai no brīvā glicerīna (lipolīzes produkta).
7. attēls. Fosfatidskābes veidošanās (shēma).
Fosfolipīdu (fosfatidilholīna) sintēzei no fosfatidskābes nepieciešams nodrošināt pietiekamu daudzumu lipotropo faktoru (vielas, kas novērš aknu tauku deģenerāciju). Šie faktori ietver holīnu, metionīnu, B12 vitamīnu, folskābi un dažas citas vielas. Fosfolipīdi ir iekļauti lipoproteīnu kompleksos un piedalās lipīdu pārnešanā, kas sintezēti hepatocītos, uz citiem audiem un orgāniem. Lipotropo faktoru trūkums (ļaunprātīgi izmantojot taukus saturošus pārtikas produktus, hronisku alkoholismu, diabētu) veicina to, ka fosfatidskābe tiek izmantota triacilglicerīnu (ūdenī nešķīstošu) sintēzei. Lipoproteīnu veidošanās pārkāpums noved pie tā, ka aknu šūnās uzkrājas TAG pārpalikums (tauku deģenerācija), un šī orgāna darbība ir traucēta. Fosfatidskābes lietošanas veidi hepatocītos un lipotropo faktoru loma parādīta 8. attēlā.
8. attēls. Fosfatidskābes izmantošana triacilglicerīnu un fosfolipīdu sintēzei. Lipotropiskos faktorus norāda *.
31.3.4. Holesterīna veidošanās. Aknas ir galvenā endogēnā holesterīna sintēzes vieta. Šis savienojums ir nepieciešams šūnu membrānu veidošanai, ir žultsskābju, steroīdu hormonu, D3 vitamīna prekursors. Pirmās divas holesterīna sintēzes reakcijas atgādina ketona struktūru sintēzi, bet turpinās hepatocītu citoplazmā. Galvenais holesterīna sintēzes, β-hidroksi-β-metilglutaril-CoA reduktāzes (HMG-CoA reduktāzes) enzīms tiek inhibēts ar holesterīna un žultsskābes pārpalikumu, pamatojoties uz negatīvu atgriezenisko saiti (9. attēls).
9. attēls. Holesterīna sintēze aknās un tā regulēšana.
31.3.5. Lipoproteīnu veidošanās. Lipoproteīni - proteīnu-lipīdu kompleksi, kas ietver fosfolipīdus, triacilglicerīnus, holesterīnu un tā esteri, kā arī proteīnus (apoproteīnus). Lipoproteīni transportē ūdenī nešķīstošos lipīdus audos. Divas lipoproteīnu klases veidojas hepatocītos - augsta blīvuma lipoproteīnos (HDL) un ļoti zema blīvuma lipoproteīnos (VLDL).
31.4. Aknu loma proteīnu metabolismā.
Aknas ir organisms, kas regulē slāpekļa vielu uzņemšanu organismā un to izdalīšanos. Perifēros audos pastāvīgi rodas biosintēzes reakcijas ar brīvu aminoskābju lietošanu vai arī tās izdalās asinīs audu proteīnu sadalīšanās laikā. Neskatoties uz to, proteīnu un brīvo aminoskābju līmenis asins plazmā paliek nemainīgs. Tas ir saistīts ar to, ka aknu šūnām ir unikāls fermentu kopums, kas katalizē specifiskas proteīnu metabolisma reakcijas.
31.4.1. Veidi, kā lietot aminoskābes aknās. Pēc olbaltumvielu ēdiena uzņemšanas liela daļa aminoskābju iekļūst aknu šūnās caur portāla vēnu. Šos savienojumus var veikt vairākās transformācijās aknās pirms ieiešanas vispārējā cirkulācijā. Šīs reakcijas ietver (10. attēls):
a) aminoskābju izmantošana proteīnu sintēzei;
b) transaminācija - nomaināmo aminoskābju sintēzes ceļš; tā savieno arī aminoskābju apmaiņu ar glikoneogēnismu un vispārējo katabolisma veidu;
c) deaminācija - α-keto skābju un amonjaka veidošanās;
d) urīnvielas sintēze - amonjaka neitralizācijas veids (sk. shēmu sadaļā "Proteīna apmaiņa");
e) ar proteīnu nesaistītu vielu (holīna, kreatīna, nikotīnamīda, nukleotīdu uc) sintēze.
10. attēls. Aminoskābju metabolisms aknās (shēma).
31.4.2. Olbaltumvielu biosintēze. Daudzas plazmas olbaltumvielas tiek sintezētas aknu šūnās: albumīns (apmēram 12 g dienā), lielākā daļa α- un β-globulīnu, tostarp transporta olbaltumvielas (feritīns, ceruloplazmīns, transcortīns, retinola saistošais proteīns uc). Aknās tiek sintezēti arī daudzi asinsreces faktori (fibrinogēns, protrombīns, proconvertīns, proaccelerīns uc).
31.5. Aknu neitralizējoša funkcija.
Dažādi izcelsmes polārie savienojumi, tostarp endogēnas vielas, zāles un indes, tiek neitralizēti aknās. Vielu neitralizācijas process ietver divus posmus (fāzes):
1) fāzes modifikācija - ietver oksidācijas, reducēšanas, hidrolīzes reakciju; vairākiem savienojumiem nav obligāta;
2) fāzes konjugācija - ietver vielu mijiedarbības reakciju ar glikuronskābi un sērskābi, glicīnu, glutamātu, taurīnu un citiem savienojumiem.
Detalizētāk neitralizācijas reakcijas tiks aplūkotas sadaļā "ksenobiotiku biotransformācija".
31.6. Miliņu veidošanās aknās.
Žults ir dzeltenīgi brūnas krāsas šķidrs noslēpums, ko izdalās aknu šūnas (500-700 ml dienā). Žults sastāvā ietilpst: žultsskābes, holesterīns un tā esteri, žults pigmenti, fosfolipīdi, proteīni, minerālvielas (Na +, K +, Ca 2+, Сl) un ūdens.
31.6.1. Žultsskābes. Hepatocītos veidojas holesterīna metabolisma produkti. Ir primārās (cholio, chenodeoxycholic) un sekundārās (deoksikoliskās, litoholiskās) žultsskābes. Žults satur galvenokārt žultsskābes, kas konjugētas ar glicīnu vai taurīnu (piemēram, glikohols, skābe, tauroholskābe uc).
Žultsskābes ir tieši iesaistītas tauku sagremošanā zarnās:
- ir emulģējoša iedarbība uz pārtikas taukiem;
- aktivizēt aizkuņģa dziedzera lipāzi;
- veicināt taukskābju un taukos šķīstošo vitamīnu uzsūkšanos;
- stimulē zarnu peristaltiku.
Pēc žults izplūdes traucējumiem nokļūst asinīs un urīnā.
31.6.2. Holesterīns. Pārmērīgs holesterīna līmenis izdalās ar žulti. Holesterīns un tā esteri atrodas žulti kā kompleksus ar žultsskābēm (holīnkompleksi). Žultsskābes attiecība pret holesterīnu (holāta attiecība) nedrīkst būt mazāka par 15. Pretējā gadījumā izšķīst ūdenī nešķīstošs holesterīns un tiek nogulsnēts žultspūšļa akmeņu veidā (žultsakmeņu slimība).
31.6.3. Žults pigmenti. Konjugētā bilirubīna (mono- un diglukuronīda bilirubīna) dominē starp žults pigmentiem. Tā veidojas aknu šūnās brīvā bilirubīna un UDP-glikuronskābes mijiedarbības rezultātā. Tas samazina bilirubīna toksicitāti un palielina tā šķīdību ūdenī; tālāk konjugēts bilirubīns tiek izdalīts žulti. Ja ir pārkāpts žults aizplūšana (obstruktīva dzelte), tiešā bilirubīna saturs asinīs ievērojami palielinās, bilirubīns tiek konstatēts urīnā, un stercobilīna saturs ir samazināts izkārnījumos un urīnā. Dzelzceļa diferenciāldiagnozes sk. "Sarežģītu proteīnu apmaiņa".
31.6.4. Fermenti No fermentiem, kas atrasti žulti, sārmainās fosfatāze vispirms jānorāda. Tas ir ekskrēcijas enzīms, ko sintezē aknās. Pārkāpjot žults aizplūšanu, palielinās sārmainās fosfatāzes aktivitāte asinīs.