APAKŠA LOMA proteīna apmaiņā

Aknām ir galvenā loma olbaltumvielu metabolismā. Tas veic šādas galvenās funkcijas: specifisku plazmas olbaltumvielu sintēze; urīnvielas un urīnskābes veidošanās; holīna un kreatīna sintēze; aminoskābju transaminēšana un deaminēšana, kas ir ļoti svarīga aminoskābju savstarpējām transformācijām, kā arī glikoneoģenēzes procesam un ketonu ķermeņu veidošanai. Hepatocīti sintezē visu plazmas albumīnu, 75–90% α-globulīnu un 50% β-globulīnu. Tikai γ-globulīnus ražo nevis hepatocīti, bet gan makrofāgu sistēma, kurā ietilpst zvaigžņu retikuloendoteliocīti (Kupffer šūnas). Galvenokārt γ-globulīni veidojas aknās. Aknas ir vienīgais orgāns, kurā tiek sintezēti tādi svarīgi proteīni kā protrombīns, fibrinogēns, prokonvertīns un proaccelerīns.

Aknu slimību gadījumā plazmas (vai seruma) olbaltumvielu frakcionētā sastāva noteikšana asinīs bieži interesē gan diagnostikas, gan prognožu ziņā. Ir zināms, ka patoloģiskais process hepatocītos strauji samazina to sintētiskās spējas. Rezultātā albumīna saturs asins plazmā strauji pazeminās, kas var izraisīt asins plazmas onkotiskā spiediena pazemināšanos, tūskas attīstību un pēc tam ascītu. Tiek atzīmēts, ka aknu cirozes gadījumā, kas rodas ar ascīta simptomiem, albumīna saturs asins serumā ir par 20% mazāks nekā cirozes gadījumā bez ascīta.

Vairāku asins koagulācijas sistēmas olbaltumvielu faktoru sintēzes pārkāpums smagu aknu slimību gadījumā var izraisīt hemorāģiskas parādības.

Ar aknu bojājumiem tiek traucēts arī aminoskābju deaminācijas process, kas veicina to koncentrācijas palielināšanos asinīs un urīnā. Tātad, ja normāls aminoskābju slāpekļa saturs asins serumā ir aptuveni 2,9-4,3 mmol / l, tad smagu aknu slimību gadījumā (atrofiski procesi) šī vērtība palielinās līdz 21 mmol / l, kas izraisa aminoaciduria. Piemēram, ar akūtu aknu atrofiju tirozīna daudzums ikdienas urīna daudzumā var sasniegt 2 g (ar ātrumu 0,02-0,05 g / dienā).

Organismā urīnvielas veidošanās notiek galvenokārt aknās. Karbamīda sintēze ir saistīta ar diezgan ievērojama enerģijas daudzuma iztērēšanu (1 urīnvielas molekulas veidošanai tiek patērētas 3 ATP molekulas). Aknu slimības gadījumā, kad ATP daudzums hepatocītos ir samazināts, tiek traucēta urīnvielas sintēze. Šajos gadījumos indikatīvs ir urīnvielas slāpekļa un aminoskābuma attiecības noteikšana serumā. Parasti šī attiecība ir 2: 1, un smagu aknu bojājumu gadījumā tā ir 1: 1.

Lielākā daļa urīnskābes veidojas arī aknās, kur ir daudz ksantīna oksidāzes enzīma, ar kura piedalīšanos oksipurīni (hipoksantīns un ksantīns) tiek pārveidoti par urīnskābi. Mēs nedrīkstam aizmirst par aknu lomu un kreatīna sintēzi. Ķermenī ir divi kreatīna avoti. Ir eksogēns kreatīns, t.i. pārtikas produktu (gaļas, aknu utt.) kreatīns un audos sintezēts endogēns kreatīns. Kreatīna sintēze galvenokārt notiek aknās, no kurienes tā ar asins plūsmu nonāk muskuļu audos. Šeit kreatīns, fosforilējoties, pārvēršas par kreatīna fosfātu, un no pēdējā veidojas kreatinīns.

APAKŠA LOMA proteīna apmaiņā

Aknām ir galvenā loma olbaltumvielu metabolismā. Tas veic šādas galvenās funkcijas: specifisku plazmas olbaltumvielu sintēze; urīnvielas un urīnskābes veidošanās; holīna un kreatīna sintēze; transaminācija un deaminācija

aminoskābes, kas ir ļoti svarīga aminoskābju savstarpējai pārvēršanai, kā arī glikoneoģenēzes procesam un ketonu ķermeņu veidošanai. Visa albumīna 1 plazma, 75 - 90% oe-globulīni un 50% (3-globulīnus sintezē hepatocīti. Tikai y-globulīnus ražo nevis hepatocīti, bet gan makrofāgu sistēma, kurā ietilpst stellāta retikuloendoteliocīti (Kupffer šūnas). Būtībā y-globulīni veidojas ārpus aknām. Aknas ir vienīgais orgāns, kurā tiek sintezēti tādi svarīgi proteīni kā protrombīns, fibrinogēns, prokonvertīns un proaccelerīns.

Saistībā ar iepriekš minēto, aknu slimību gadījumā plazmas (vai seruma) olbaltumvielu frakcionētā sastāva noteikšana asinīs bieži vien interesē gan diagnostiskā, gan prognostiskā ziņā. Ir zināms, ka patoloģiskais process hepatocītos strauji samazina to sintētiskās spējas; Tā rezultātā asins plazmā strauji samazinās albumīna saturs, kas var izraisīt asins plazmas onkotiskā spiediena pazemināšanos, tūskas attīstību un pēc tam ascītu. Tiek atzīmēts, ka aknu cirozes gadījumā, kas rodas ar ascīta simptomiem, albumīna saturs asins serumā ir par 20% mazāks nekā cirozes gadījumā bez ascīta.

Vairāku asins koagulācijas sistēmas olbaltumvielu faktoru sintēzes pārkāpums smagu aknu slimību gadījumā var izraisīt hemorāģiskas parādības.

Ar aknu bojājumiem tiek traucēts arī aminoskābju deaminācijas process, kas izraisa to koncentrācijas palielināšanos asinīs un urīnā. Tātad, ja normāls aminoskābju slāpekļa saturs asins serumā ir aptuveni 2,9 - 4,3 mmol / l, tad smagu aknu slimību (atrofisku procesu) laikā šī vērtība palielinās līdz 21 mmol / l, kas noved pie aminoskābijas. Piemēram, ar akūtu aknu atrofiju tirozīna saturs ikdienas urīna daudzumā var sasniegt 2 g (ar ātrumu 0,02 - 0,05 g / dienā).

Organismā urīnvielas veidošanās notiek galvenokārt aknās. Karbamīda sintēze ir saistīta ar diezgan ievērojama enerģijas daudzuma iztērēšanu (1 urīnvielas molekulas veidošanai tiek patērētas 3 ATP molekulas). Aknu slimības gadījumā, kad ATP daudzums hepatocītos ir samazināts, tiek traucēta urīnvielas sintēze. Šajos gadījumos indikatīvs ir urīnvielas slāpekļa un aminoskābuma attiecības noteikšana serumā. Parasti šī attiecība ir 2: 1, un ar smagiem aknu bojājumiem tā kļūst 1: 1.

Cilvēkiem lielākā daļa urīnskābes veidojas arī aknās, kur ir daudz ksantīna oksidāzes enzīma, ar kura piedalīšanos oksipurīni (hipoksantīns un ksantīns) tiek pārveidoti par urīnskābi. Mēs nedrīkstam aizmirst par aknu lomu kreatīna sintēzē. Ķermenī ir divi kreatīna avoti. Ir eksogēns kreatīns, t.i., pārtikas produktu (gaļa, aknas utt.) Kreatīns un audos sintezēts endogēns kreatīns. Kreatīns tiek sintezēts galvenokārt aknās (skat. 11. nodaļu), no kurienes tas caur asinsriti tiek nogādāts muskuļu audos. Šeit kreatīns, fosforilējoties, pārvēršas par kreatīna fosfātu, un no tā veidojas kreatinīns.

Dažādu vielu detoksikācija aknās

Svešās vielas (ksenobiotikas) aknās bieži pārvēršas par mazāk toksiskām un dažreiz vienaldzīgām vielām. Acīmredzot tikai šajā ziņā mēs varam runāt par to "neitralizēšanu" aknās. Tas notiek, oksidējoties, reducējot, metilējot, acetilējot un konjugējot ar noteiktām vielām. Jāatzīmē, ka svešu savienojumu oksidēšanu, reducēšanu un hidrolīzi aknās galvenokārt veic mikrosomu fermenti..

Kopā ar mikrosomu (sk. 8. nodaļu) aknās pastāv arī peroksisomu oksidēšanās. Peroksisomas - mikroorganismi, kas atrodami hepatocītos; tos var uzskatīt par specializētiem oksidējošiem organoīdiem. Šie mikrobu ķermeņi satur urīnskābes oksidāzi, laktāta oksidāzi, D-aminoskābju oksidāzi un katalāzi. Pēdējais katalizē ūdeņraža peroksīda sadalīšanos, kas veidojas, darbojoties norādītajām oksidāzēm - tātad šo mikrobu nosaukumam - peroksisomām. Peroksisomu oksidāciju, kā arī mikrosomu, nepapildina augstas enerģijas saišu veidošanās.

Aknās plaši pārstāvētas arī "aizsargājošās" sintēzes, piemēram, urīnvielas sintēze, kā rezultātā ļoti toksisks amonjaks tiek padarīts nekaitīgs. Putraktīvo procesu rezultātā zarnās no tirozīna veidojas fenols un krezols, no triptofāna - skatols un indols. Šīs vielas uzsūcas un ar asinīm nonāk aknās, kur tās padara nekaitīgas, veidojot pārī savienojumus ar sērskābi vai glikuronskābi (sk. 11. nodaļu)..

Fenola, krezola, skatola un indola neitralizācija aknās notiek šo savienojumu mijiedarbības rezultātā nevis ar brīvajām sērskābēm un glikuronskābēm, bet ar tā sauktajām aktīvajām formām: FAFS un UDFGK ”..

Glikuronskābe ir iesaistīta ne tikai zarnās izveidojušos olbaltumvielu vielu sabrukšanas produktu detoksikācijā, bet arī virknes citu toksisko savienojumu saistīšanās procesā, kas veidojas vielmaiņas procesā audos. Jo īpaši brīvais vai netiešais bilirubīns, kam ir ievērojama toksicitāte, aknās mijiedarbojas ar glikuronskābi, veidojot bilirubīna mono- un diglukuronīdus. Normāls metabolīts ir hipūrskābe, kas aknās veidojas no benzoskābes un glicīna..

Ņemot vērā to, ka hipurīnskābes sintēze cilvēkiem galvenokārt notiek aknās, klīniskajā praksē Quik-Pytel testu bieži izmanto, lai noteiktu aknu antitoksisko funkciju (ar normālu nieru funkcionālo spēju). Pārbaude sastāv no nātrija benzoāta iepildīšanas, kam seko izveidotās hipūrskābes noteikšana urīnā. Ar aknu parenhīmas bojājumiem hipurīnskābes sintēze tiek samazināta.

Metilēšanas procesi ir plaši pārstāvēti aknās. Tātad, pirms izdalīšanās ar urīnu, niacīna amīds (vitamīns PP) tiek metilēts aknās; rezultāts ir N-metilnikotinamīds. Līdz ar metilēšanu intensīvi norit arī acetilēšanas procesi 2. Jo īpaši aknās dažādas sulfāta zāles tiek acetilētas..

Toksisku produktu detoksikācijas piemērs aknās, reducējot, ir nitrobenzola pārvēršana paraminofenolā. Daudzi aromātiskie ogļūdeņraži tiek padarīti nekaitīgi oksidējoties, veidojot atbilstošās karbonskābes.

Aknas arī aktīvi piedalās dažādu hormonu inaktivācijā. Hormonu iekļūšanas rezultātā ar asins plūsmu aknās to aktivitāte vairumā gadījumu strauji samazinās vai tiek pilnībā zaudēta. Tātad steroīdie hormoni, kas tiek pakļauti mikrosomu oksidēšanai, tiek inaktivēti, pēc tam pārvēršoties attiecīgajos glikuronīdos un sulfātos. Amīnu oksidāžu ietekmē kateholamīnu oksidēšanās notiek aknās utt..

No iepriekš minētajiem piemēriem var redzēt, ka aknas spēj inaktivēt vairākas spēcīgas fizioloģiskas un svešas (arī toksiskas) vielas.

Aknu loma pigmenta metabolismā

Apskatīsim tikai hemohromogēnos pigmentus, kas organismā veidojas hemoglobīna sadalīšanās laikā (daudz mazākā mērā sadaloties mioglobīnam, citohromiem utt.). Hemoglobīna sadalīšanās notiek makrofāgu šūnās; īpaši zvaigžņu retikuloendoteliocītos, kā arī jebkura orgāna saistaudu histiocītos..

Kā jau atzīmēts (sk. 12. nodaļu), sākotnējais hemoglobīna sadalīšanās posms ir viena metīna tilta plīsums ar verdoglobīna veidošanos. Pēc tam no verdoglobīna molekulas tiek atdalīts dzelzs atoms un globīna proteīns. Tā rezultātā veidojas biliverdīns, kas ir četru pirolveida gredzenu ķēde, ko savieno metāna tilti. Tad biliverdīns, atjaunojoties, pārvēršas par bilirubīnu - pigmentu, kas izdalās ar žulti un tāpēc tiek saukts par žults pigmentu. Iegūto bilirubīnu sauc par netiešo (nekonjugēto) bilirubīnu. Tas nešķīst ūdenī, rada netiešu reakciju ar diazo reaģentu, t.i., reakcija tiek iegūta tikai pēc iepriekšējas apstrādes ar spirtu.

Aknās bilirubīns apvienojas (konjugāti) ar glikuronskābi. Šo reakciju katalizē ferments UDP-glikuroniltransferāze. Šajā gadījumā glikuronskābe reaģē aktīvā formā, tas ir, UDPHC formā. Iegūto bilirubīna glikuronīdu sauc par tiešo bilirubīnu (konjugēto bilirubīnu). Tas šķīst ūdenī un tieši reaģē ar diazo reaģentu. Lielākā daļa bilirubīna apvienojas ar divām glikuronskābes molekulām, veidojot bilirubīna diglukuronīdu:

Aknās izveidojies tiešais bilirubīns kopā ar ļoti nelielu netiešā bilirubīna daļu tiek izvadīts ar žulti tievajās zarnās. Šeit glikuronskābe tiek atdalīta no tiešā bilirubīna, un tās reducēšanās notiek, secīgi veidojoties mezobilirubīnam un mezobilinogēnam (urobilinogēnam). Parasti tiek pieņemts, ka apmēram 10% bilirubīna tiek reducēti par mezobilinogēnu ceļā uz tievo zarnu, t.i., ekstrahepatiskajā žults ceļā un žultspūslī. No tievās zarnas daļa izveidotā mezobilinogēna (urobilinogēna) tiek resorbēta caur zarnu sieniņu, nonāk v. portae un asins plūsma tiek pārnesta uz aknām, kur tā pilnībā sadalās līdz di- un tripiroliem. Tādējādi parasti mezobilinogēns nenonāk vispārējā cirkulācijā un urīnā..

Galvenais mezobilinogēna daudzums no tievās zarnas nonāk resnajā zarnā, kur tas tiek samazināts līdz stercobilinogēnam, piedaloties anaerobam

mikroflora. Izveidotais stercobilinogēns resnās zarnas apakšējās daļās (galvenokārt taisnās zarnās) tiek oksidēts līdz sterkobilīnam un izdalās ar fekālijām. Tikai neliela daļa stercobilinogēna tiek absorbēta resnās zarnas apakšējās daļās apakšējās dobās dobās dobās dobumā (vispirms vem. Haemorrhoidalis) un pēc tam tiek izvadīta ar urīnu caur nierēm. Tādēļ cilvēka urīnā parasti ir sterkobilinogēna pēdas (līdz 4 mg dienā tiek izvadīts ar urīnu). Diemžēl līdz nesenam laikam klīniskajā praksē sterkobilinogēnu, kas atrodas normālā urīnā, joprojām sauc par urobilinogēnu. Tā nav taisnība. Att. 15.2. Shematiski parāda urobilinogēno ķermeņu veidošanās ceļus cilvēka ķermenī.

Dažādu etioloģiju dzelte diferenciāldiagnozē ir svarīga kopējā bilirubīna un tā frakciju, kā arī urobilinogēno ķermeņu satura noteikšana klīnikā. Ar hemolītiskuth dzeltenshiperbilirubinēmija rodas galvenokārt netieša bilirubīna veidošanās rezultātā. Paaugstinātas hemolīzes dēļ tas intensīvi veidojas makrofāgu sistēmas šūnās, sadaloties hemoglobīnam. Aknas nespēj veidot tik lielu bilirubīna glikuronīdu daudzumu, kas noved pie netiešā bilirubīna uzkrāšanās asinīs un audos (15.3. Att.). Ir zināms, ka netiešais bilirubīns neiziet cauri nieru slieksnim, tāpēc bilirubīns urīnā ar hemolītisko dzelti parasti netiek atklāts.

Ar aknu dzelti notiek aknu šūnu iznīcināšana, tiek traucēta tiešā bilirubīna izdalīšanās žults kapilāros un tā tieši nonāk asinīs, tā saturs ievērojami palielinās. Turklāt samazinās aknu šūnu spēja sintezēt bilirubīna-glikuronīdus; rezultātā palielinās arī netiešā bilirubīna daudzums asins serumā. Hepatocītu sakāvi papildina to spēju iznīcināt līdz pat pārkāpums

di- un tripirola mezobilinogēns, kas absorbēts no tievās zarnas. Pēdējais nonāk sistēmiskajā cirkulācijā un tiek izvadīts caur nierēm ar urīnu.

Ar obstruktīvu dzelti tiek traucēta žults sekrēcija, kas izraisa strauju tiešā bilirubīna satura palielināšanos asinīs. Nedaudz palielinās arī netiešā bilirubīna koncentrācija asinīs. Sterkobilinogēna (sterkobilīna) saturs izkārnījumos strauji samazinās. Pilnīgu žultsvada aizsprostojumu papildina žults pigmentu izkārnījumos neesamība (ahola izkārnījumi). Tipiskas pigmenta metabolisma laboratorisko parametru izmaiņas dažādās dzeltenās parādītas tabulā. 15.2.

N - norma: | - palielinājās; | - samazināts; f -noteikts; 0- nav definēts.

Žults ir dzeltenīgi brūna šķidruma sekrēcija, ko atdala aknu šūnas. Cilvēks dienā ražo 500 - 700 ml žults (10 ml uz 1 kg svara). Žults veidošanās notiek nepārtraukti, lai gan šī procesa intensitāte visas dienas laikā strauji svārstās. Ārpus gremošanas aknu žults nonāk žultspūslī, kur tā sabiezējas ūdens un elektrolītu absorbcijas rezultātā. Aknu žults relatīvais blīvums ir 1,01, un žultspūšļa - 1,04. Galveno sastāvdaļu koncentrācija žultspūslī ir 5-10 reizes lielāka nekā aknu žulti (15.3. Tabula)..

15.3. Tabula. Cilvēka žults galveno sastāvdaļu saturs

KomponentiAknu žultsBrīva žultsKomponentiAknu žultsVezikulāra žults
Ūdens,%97.486.65Joni, mmol / l:
Blīvas vielas,%2.613.35katijoni:
žultsskābes sāļi1.039.14Na 4
pigmenti un mucīns0.532.98TO +
holesterīns0,060,26Ca 2 +2.5
taukskābes unanjoni:
lipīdi0,140,32NO "
neorganiskie sāļi0,840,65SJ,

Tiek pieņemts, ka žults veidošanās sākas ar hepatocītu aktīvo ūdens, žultsskābju un bilirubīna sekrēciju, kā rezultātā žults kanāliņos parādās tā sauktā primārā žults. Pēdējais, izejot caur žultsvadiem, nonāk saskarē ar asins plazmu, kā rezultātā starp žulti

15.2. Tabula. Dažādu dzelti veidu diferenciāldiagnoze

DzelteUrīnsIzkārnījumiAsinis
bilirubīnsurobili- LOG SIci yerkobi.chi- N (1GSNtiešais bilirubīnsnetiešais bilirubīnstiešā bilirubīna un kopējā bilirubīna attiecība
Hemolītiskā aknu obturācija+ +| vai N t J, vai Nt N vai | UN t tt t t0,2 0,2-0,7 0,5

un tiek izveidots elektrolītu līdzsvars plazmā, tas ir, žults veidošanā galvenokārt ir iesaistīti divi mehānismi - filtrācija un sekrēcija.

Aknu žults gadījumā var atšķirt divas vielu grupas. Pirmo grupu veido tās vielas, kuras žulti satur daudzumos, kas maz atšķiras no to koncentrācijas asins plazmā (piemēram, Na +, K + joni, kreatinīns utt.), Kas zināmā mērā kalpo kā pierādījums filtrācijas mehānisma klātbūtnei. Otrajā grupā ietilpst savienojumi, kuru koncentrācija aknu žulti daudzkārt pārsniedz to saturu asins plazmā (bilirubīns, žultsskābes utt.), Kas norāda uz sekrēcijas mehānisma klātbūtni. Nesen parādījās arvien vairāk datu par aktīvās sekrēcijas dominējošo lomu žults veidošanās mehānismā..

Kā jau minēts, holesterīns, tāpat kā augstākas taukskābes, ir ūdenī nešķīstošs savienojums, kas izšķīdušā stāvoklī tiek saglabāts žulti tikai žults sāļu un fosfatidilholīna klātbūtnes dēļ tajā. Ar žultsskābju trūkumu holesterīns nogulsnējas, veicinot akmeņu veidošanos.

Parasti akmeņiem ir iekšējais kodols, kas izgatavots no olbaltumvielām un krāsots ar žults pigmentu. Visizplatītākie akmeņi ir akmeņi, kuros kodolu ieskauj pārmaiņus holesterīna un kalcija bilirubināta slāņi. Šie akmeņi satur līdz 80% holesterīna.

Intensīva akmeņu veidošanās notiek ar žults stagnāciju un infekciju. Stagnējot žulti, tiek atrasti akmeņi, kas satur 90 - 95% holesterīna. Infekcijas gadījumā var veidoties akmeņi, kas sastāv no kalcija bilirubināta. Ir vispāratzīts, ka baktēriju klātbūtni papildina žults β-glikuronidāzes aktivitātes palielināšanās, kas izraisa bilirubīna konjugātu šķelšanos, un izdalītais bilirubīns kalpo kā substrāts akmeņu veidošanai..

Žulti atrodami vairāki fermenti, no kuriem īpaši jāatzīmē aknu izcelsmes sārmainā fosfatāze. Kad tiek traucēta žults aizplūšana, šī fermenta aktivitāte asins serumā palielinās. Ņemiet vērā, ka asins serumā ir arī kaulu izcelsmes sārmainā fosfatāze, t.i., sintezēta ar osteoblastiem. Tā ir vēl viena sārmainās fosfatāzes izoforma, kuras aktivitāte palielinās serumā, kad tiek bojāts kauls.

Asinis ir šķidri audi, kas organismā transportē ķīmiskas vielas (ieskaitot skābekli), kā rezultātā notiek dažādu šūnu un starpšūnu telpās notiekošo bioķīmisko procesu integrācija vienā sistēmā. Turklāt asinis veic aizsargājošas, regulējošas, termoregulējošas un citas funkcijas..

Asinis sastāv no plazmas un tajā suspendētiem korpuskulāriem elementiem. Pēdējie ietver eritrocītus, leikocītus un trombocītus. Normāls asins tilpums vīriešiem ir vidēji 5200 ml, sievietēm 3900 ml.

Plazma veido apmēram 55% no asins tilpuma. Eritrocīti veido lielāko daļu veidoto elementu - 44% no kopējā asins tilpuma, savukārt citas šūnas veido tikai aptuveni 1%.

Parasti visu asiņu relatīvais blīvums ir 1,050 - 1,064, plazma - 1,024 - 1,030, šūnas - 1,080-1,097. Asinis ir ļoti viskozas, pateicoties lielam olbaltumvielu un sarkano asins šūnu saturam. Asins viskozitāte ir 4-5 reizes lielāka nekā ūdens viskozitāte.

Svarīgs asins fizikāli ķīmiskais rādītājs ir asins plazmas osmotiskais spiediens. To nosaka osmotiskā koncentrācija, tas ir, visu daļiņu summa tilpuma vienībā. Ķermeņa temperatūrā 37 ° C asins plazmas osmotiskais spiediens

7,6 atm. Būtībā šī vērtība ir saistīta ar nātrija hlorīdu un citām vielām ar zemu molekulmasu asinīs;

0,03 atm nokrīt uz olbaltumvielu, galvenokārt albumīna, daļu un tiek saukts par koloidozmo vai onkotisko spiedienu.

Asins ciešā saistība ar visiem ķermeņa audiem ļauj noteikt (pārbaudot pacienta asinis) ķermeņa patoloģiskās izmaiņas, uzraudzīt patoloģiskā procesa attīstību un spriest par terapeitisko pasākumu efektivitāti.

Pievienošanas datums: 2014-12-27; Skatīts: 2618; Autortiesību pārkāpums?

Jūsu viedoklis mums ir svarīgs! Vai ievietotais materiāls bija noderīgs? Jā | Nē

Aknu bioķīmija

Tēma: "AKU BIOĶĪMIJA"

1. Aknu ķīmiskais sastāvs: glikogēna, lipīdu, olbaltumvielu, minerālvielu sastāvs.

2. Aknu loma ogļhidrātu metabolismā: nemainīgas glikozes koncentrācijas uzturēšana, glikogēna sintēze un mobilizācija, glikoneoģenēze, galvenie glikozes-6-fosfāta konversijas ceļi, monosaharīdu savstarpējā konversija.

3. Aknu loma lipīdu metabolismā: augstāko taukskābju, acilglicerīnu, fosfolipīdu, holesterīna, ketona ķermeņu sintēze, lipoproteīnu sintēze un vielmaiņa, lipotropiskā efekta jēdziens un lipotropiskie faktori.

4. Aknu loma olbaltumvielu metabolismā: specifisku asins plazmas olbaltumvielu sintēze, urīnvielas un urīnskābes, holīna, kreatīna veidošanās, keto un aminoskābju savstarpēja pārveidošana.

5. Alkohola metabolisms aknās, aknu tauku deģenerācija ar pārmērīgu alkohola lietošanu.

6. Aknu neitralizējošā funkcija: toksisko vielu neitralizēšanas stadijas (fāzes) aknās.

7. Bilirubīna apmaiņa aknās. Izmaiņas žults pigmentu saturā asinīs, urīnā un izkārnījumos ar dažāda veida dzelti (suprahepatiska, parenhīma, obstruktīva).

8. Žults ķīmiskais sastāvs un tā nozīme; faktori, kas veicina žultsakmeņu veidošanos.

31.1. Aknu darbība.

Aknas ir unikāli metabolizēts orgāns. Katrā aknu šūnā ir vairāki tūkstoši enzīmu, kas katalizē daudzu vielmaiņas ceļu reakcijas. Tāpēc aknas organismā veic dažādas vielmaiņas funkcijas. Vissvarīgākie no tiem ir:

  • tādu vielu biosintēze, kuras darbojas vai tiek izmantotas citos orgānos. Šīs vielas ietver asins plazmas olbaltumvielas, glikozi, lipīdus, ketona ķermeņus un daudzus citus savienojumus;
  • organisma slāpekļa metabolisma gala produkta - urīnvielas - biosintēze;
  • piedalīšanās gremošanas procesos - žultsskābju sintēze, žults veidošanās un izdalīšanās;
  • endogēno metabolītu, zāļu un indu biotransformācija (modifikācija un konjugācija);
  • noteiktu vielmaiņas produktu (žults pigmentu, liekā holesterīna, detoksikācijas produktu) izdalīšanās.

31.2. Aknu loma ogļhidrātu metabolismā.

Aknu galvenā loma ogļhidrātu metabolismā ir nemainīga glikozes līmeņa uzturēšana asinīs. Tas tiek darīts, regulējot glikozes veidošanās un izmantošanas procesu attiecību aknās..

Aknu šūnas satur enzīmu glikokināzi, kas katalizē glikozes fosforilēšanu, veidojot glikozes-6-fosfātu. Glikozes-6-fosfāts ir galvenais ogļhidrātu metabolisma metabolīts; galvenie tā pārveidošanas veidi ir parādīti 1. attēlā.

31.2.1. Glikozes izmantošanas veidi. Pēc ēšanas liels daudzums glikozes caur vārtu vēnu nonāk aknās. Šo glikozi galvenokārt izmanto glikogēna sintēzei (reakcijas shēma parādīta 2. attēlā). Glikogēna saturs veselīgu cilvēku aknās parasti svārstās no 2 līdz 8% no šī orgāna masas.

Glikolīze un pentozes fosfāta glikozes oksidēšanās ceļš aknās galvenokārt ir prekursoru metabolītu piegādātāji aminoskābju, taukskābju, glicerīna un nukleotīdu biosintēzei. Mazākā mērā glikozes konversijas oksidatīvie ceļi aknās ir enerģijas avoti biosintētisko procesu nodrošināšanai.

1. attēls. Galvenie glikozes-6-fosfāta konversijas ceļi aknās. Skaitļi norāda: 1 - glikozes fosforilēšana; 2 - glikozes-6-fosfāta hidrolīze; 3 - glikogēna sintēze; 4 - glikogēna mobilizācija; 5 - pentozes fosfāta ceļš; 6 - glikolīze; 7 - glikoneoģenēze.

2. attēls. Glikogēna sintēzes reakciju shēma aknās.

3. attēls. Glikogēna mobilizācijas reakciju shēma aknās.

31.2.2. Glikozes veidošanās veidi. Dažos apstākļos (badošanās, diēta ar zemu ogļhidrātu saturu, ilgstoša fiziskā aktivitāte) ķermeņa nepieciešamība pēc ogļhidrātiem pārsniedz absorbēto daudzumu no kuņģa-zarnu trakta. Šajā gadījumā glikozi veido, izmantojot glikozes-6-fosfatāzi, kas katalizē glikozes-6-fosfāta hidrolīzi aknu šūnās. Glikogēns ir tiešs glikozes-6-fosfāta avots. Glikogēna mobilizācijas shēma parādīta 3. attēlā..

Glikogēna mobilizēšana nodrošina cilvēka ķermeņa vajadzības pēc glikozes pirmajās 12 līdz 24 badošanās stundās. Vēlāk glikoneoģenēze kļūst par galveno glikozes avotu - biosintēzi no avotiem, kas nav ogļhidrāti.

Galvenie glikoneoģenēzes substrāti ir laktāts, glicerīns un aminoskābes (izņemot leicīnu). Šie savienojumi vispirms tiek pārveidoti par piruvātu vai oksaloacetātu - galvenajiem glikoneoģenēzes metabolītiem.

Glikoneoģenēze ir glikolīzes reversā puse. Šajā gadījumā barjeras, ko rada neatgriezeniskas glikolīzes reakcijas, tiek pārvarētas ar īpašu enzīmu palīdzību, kas katalizē apvedceļa reakcijas (sk. 4. attēlu)..

Starp citiem ogļhidrātu metabolisma veidiem aknās jāatzīmē citu pārtikas monosaharīdu - fruktozes un galaktozes - pārveidošanās glikozē.

4. attēls. Glikolīze un glikoneoģenēze aknās.

Fermenti, kas katalizē neatgriezeniskas glikolīzes reakcijas: 1 - glikokināze; 2 - fosfofruktokināze; 3 - piruvāta kināze.

Fermenti, kas katalizē glikoneoģenēzes apvedceļa reakcijas: 4-piruvāta karboksilāze; 5 - fosfoenolpiruvāta karboksikināze; 6-fruktoze-1,6-difosfatāze; 7 - glikozes-6-fosfatāze.

31.3. Aknu loma lipīdu metabolismā.

Hepatocīti satur gandrīz visus fermentus, kas iesaistīti lipīdu metabolismā. Tāpēc aknu parenhīmas šūnas lielā mērā kontrolē saikni starp lipīdu patēriņu un sintēzi organismā. Lipīdu katabolisms aknu šūnās notiek galvenokārt mitohondrijos un lizosomās, biosintēze - citozola un endoplazmatiskajā tīklojumā. Galvenais lipīdu metabolisma metabolīts aknās ir acetil-CoA, kura galvenie veidošanās un lietošanas ceļi parādīti 5. attēlā..

5. attēls. Acetil-CoA veidošanās un lietošana aknās.

31.3.1. Taukskābju vielmaiņa aknās. Uztura tauki chilomicronu formā nonāk aknās caur aknu artēriju sistēmu. Saskaņā ar lipoproteīnu lipāzes darbību, kas atrodas kapilāru endotēlijā, tie tiek sadalīti taukskābēs un glicerīnā. Taukskābes, kas iekļūst hepatocītos, var oksidēties, modificēties (saīsināt vai pagarināt oglekļa ķēdi, veidoties dubultās saites) un izmantot endogēno triacilglicerīnu un fosfolipīdu sintēzei..

31.3.2. Ketonu ķermeņu sintēze. Taukskābju β-oksidēšanās laikā aknu mitohondrijos veidojas acetil-CoA, kas Krebsa ciklā notiek tālāk oksidēšanās. Ja aknu šūnās ir oksaloacetāta deficīts (piemēram, badošanās laikā, cukura diabēts), tad acetilgrupas kondensējas, veidojot ketona ķermeņus (acetoacetāts, β-hidroksibutirāts, acetons). Šīs vielas var kalpot kā enerģijas substrāti citos ķermeņa audos (skeleta muskuļos, miokardā, nierēs un ar ilgstošu badošanos - smadzenēs). Aknas neizmanto ketona ķermeņus. Ar asinīs pārsniegtu ketona ķermeņus attīstās vielmaiņas acidoze. Ketonu ķermeņu veidošanās diagramma - 6. attēlā.

6. attēls. Ketonu ķermeņu sintēze aknu mitohondrijos.

31.3.3. Fosfatīnskābes veidošanās un izmantošanas veidi. Triacilglicerīnu un fosfolipīdu kopējais prekursors aknās ir fosfatidīnskābe. Tas tiek sintezēts no glicerīna-3-fosfāta un divām acil-CoA - aktīvajām taukskābju formām (7. attēls). Glicerīna-3-fosfātu var veidot vai nu no dioksiacetona fosfāta (glikolīzes metabolīts), vai no brīvā glicerīna (lipolīzes produkts)..

7. attēls. Fosfatīnskābes veidošanās (diagramma).

Fosfolipīdu (fosfatidilholīna) sintēzei no fosfatīnskābes ar pārtiku jāpiegādā pietiekams daudzums lipotropo faktoru (vielas, kas novērš aknu tauku deģenerācijas attīstību). Šie faktori ietver holīnu, metionīnu, B 12 vitamīnu, folskābi un dažas citas vielas. Fosfolipīdi ir iekļauti lipoproteīnu kompleksos un piedalās hepatocītos sintezēto lipīdu transportēšanā uz citiem audiem un orgāniem. Lipotropo faktoru trūkums (ar taukainas pārtikas ļaunprātīgu izmantošanu, hronisku alkoholismu, cukura diabētu) veicina faktu, ka fosfatīnskābi izmanto triacilglicerīnu (ūdenī nešķīstošu) sintēzei. Lipoproteīnu veidošanās pārkāpums noved pie tā, ka TAG pārpalikums uzkrājas aknu šūnās (tauku deģenerācija) un tiek traucēta šī orgāna darbība. Fosfatīnskābes izmantošanas veidi hepatocītos un lipotropisko faktoru loma ir parādīti 8. attēlā..

8. attēls. Fosfatīnskābes izmantošana triacilglicerīnu un fosfolipīdu sintēzei. Lipotropie faktori ir apzīmēti ar *.

31.3.4. Holesterīna veidošanās. Aknas ir galvenā endogēnā holesterīna sintēzes vieta. Šis savienojums ir nepieciešams šūnu membrānu veidošanai, ir žultsskābju, steroīdu hormonu, D 3 vitamīna priekštecis. Pirmās divas holesterīna sintēzes reakcijas atgādina ketonu ķermeņu sintēzi, bet turpinās hepatocītu citoplazmā. Holesterīna sintēzes galveno fermentu β-hidroksi-β-metilglutaril-CoA reduktāzi (HMG-CoA reduktāzi) inhibē holesterīna un žultsskābju pārpalikums saskaņā ar negatīvās atgriezeniskās saites principu (9. attēls).

9. attēls. Holesterīna sintēze aknās un tā regulēšana.

31.3.5. Lipoproteīnu veidošanās. Lipoproteīni - olbaltumvielu-lipīdu kompleksi, kas ietver fosfolipīdus, triacilglicerīnus, holesterīnu un tā esterus, kā arī olbaltumvielas (apoproteīnus). Lipoproteīni transportē ūdenī nešķīstošos lipīdus uz audiem. Hepatocītos tiek ražotas divas lipoproteīnu klases - augsta blīvuma lipoproteīni (ABL) un ļoti zema blīvuma lipoproteīni (VLDL).

31.4. Aknu loma olbaltumvielu metabolismā.

Aknas ir orgāns, kas regulē slāpekļa vielu iekļūšanu organismā un to izvadīšanu. Perifēros audos biosintēzes reakcijas pastāvīgi notiek, izmantojot brīvās aminoskābes, vai to izdalīšanos asinīs audu olbaltumvielu sadalīšanās laikā. Neskatoties uz to, olbaltumvielu un brīvo aminoskābju līmenis asins plazmā paliek nemainīgs. Tas ir saistīts ar faktu, ka aknu šūnās ir unikāls enzīmu kopums, kas katalizē olbaltumvielu metabolisma specifiskās reakcijas.

31.4.1. Aminoskābju lietošanas veidi aknās. Pēc olbaltumvielu pārtikas uzņemšanas liels daudzums aminoskābju caur vārtu vēnu nonāk aknu šūnās. Pirms iekļūšanas vispārējā asinsritē šiem savienojumiem aknās var notikt vairākas transformācijas. Šīs reakcijas ietver (10. attēls):

a) aminoskābju izmantošana olbaltumvielu sintēzei;

b) transaminācija - nebūtisku aminoskābju sintēzes veids; veic arī aminoskābju metabolisma saistību ar glikoneoģenēzi un vispārējo katabolisma ceļu;

c) dezaminēšana - α-keto skābju un amonjaka veidošanās;

d) urīnvielas sintēze - amonjaka neitralizācijas veids (sk. shēmu sadaļā "Olbaltumvielu vielmaiņa");

e) proteīnu nesaturošu slāpekli saturošu vielu (holīna, kreatīna, nikotīnamīda, nukleotīdu utt.) sintēze.

10. attēls. Aminoskābju apmaiņa aknās (shēma).

31.4.2. Olbaltumvielu biosintēze. Aknu šūnās tiek sintezēti daudzi asins plazmas proteīni: albumīns (apmēram 12 g dienā), lielākā daļa α- un β-globulīnu, ieskaitot transporta olbaltumvielas (feritīns, ceruloplazmīns, transkortīns, retinolu saistošs proteīns utt.). Daudzi asins recēšanas faktori (fibrinogēns, protrombīns, prokonvertīns, proaccelerīns uc) tiek sintezēti arī aknās.

31.5. Neitralizējoša aknu funkcija.

Dažādas izcelsmes nepolāri savienojumi, ieskaitot endogēnās vielas, zāles un indes, aknās tiek padarīti nekaitīgi. Vielu neitralizēšanas process ietver divus posmus (fāzes):

1) modifikācijas fāze - ietver oksidēšanās, reducēšanas, hidrolīzes reakcijas; dažiem savienojumiem nav obligāti;

2) konjugācijas fāze - ietver vielu mijiedarbības reakcijas ar glikuronskābi un sērskābi, glicīnu, glutamātu, taurīnu un citiem savienojumiem.

Sīkāk neitralizācijas reakcijas tiks apskatītas sadaļā "Ksenobiotiku biotransformācija".

31.6. Aknu žults funkcija.

Žults ir dzeltenīgi brūns šķidruma noslēpums, ko izdala aknu šūnas (500-700 ml dienā). Žults satur: žultsskābes, holesterīnu un tā esterus, žults pigmentus, fosfolipīdus, olbaltumvielas, minerālvielas (Na +, K +, Ca 2+, Cl -) un ūdeni.

31.6.1. Žultsskābes. Tie ir holesterīna metabolisma produkti, kas veidojas hepatocītos. Izšķir primārās (holiskās, chenodeoxycholic) un sekundārās (deoxycholic, litocholic) žultsskābes. Žults satur galvenokārt žultsskābes, kas konjugētas ar glicīnu vai taurīnu (piemēram, glikoholskābi, tauroholskābi utt.).

Žultsskābes ir tieši saistītas ar tauku gremošanu zarnās:

  • piemīt emulgējoša iedarbība uz pārtikas taukiem;
  • aktivizēt aizkuņģa dziedzera lipāzi;
  • veicināt taukskābju un taukos šķīstošo vitamīnu uzsūkšanos;
  • stimulēt zarnu peristaltiku.

Ja tiek traucēta žults aizplūšana, žultsskābes iekļūst asinīs un urīnā.

31.6.2. Holesterīns. Ar žulti holesterīna pārpalikums tiek izvadīts no ķermeņa. Holesterīns un tā esteri ir žulti kompleksi ar žultsskābēm (hololeīna kompleksi). Šajā gadījumā žultsskābju un holesterīna satura attiecībai (holāta koeficientam) jābūt vismaz 15. Pretējā gadījumā ūdenī nešķīstošs holesterīns nogulsnējas un tiek nogulsnēts žultspūšļa akmeņu formā (holelitiāze)..

31.6.3. Žults pigmenti. No žults pigmentiem dominē konjugētais bilirubīns (bilirubīna mono- un diglukuronīds). Tas veidojas aknu šūnās brīvā bilirubīna mijiedarbības rezultātā ar UDP-glikuronskābi. Tajā pašā laikā bilirubīna toksicitāte samazinās un tā šķīdība ūdenī palielinās; tad konjugētais bilirubīns tiek izdalīts žults. Ja tiek traucēta žults aizplūde (obstruktīva dzelte), tiešā bilirubīna saturs asinīs ievērojami palielinās, urīnā tiek konstatēts bilirubīns, bet fekālijās un urīnā samazinās sterkobilīna saturs. Diferencēto dzelti diagnosticē sk. Sadaļā "Sarežģītu olbaltumvielu metabolisms".

31.6.4. Fermenti. No fermentiem, kas atrodami žulti, vispirms jāatzīmē sārmainā fosfatāze. Tas ir ekskrēcijas ferments, kas sintezēts aknās. Ja tiek traucēta žults aizplūšana, palielinās sārmainās fosfatāzes aktivitāte asinīs.

Aknu loma olbaltumvielu metabolismā

Aknu galvenās funkcijas:

1. specifisku plazmas olbaltumvielu sintēze;

2. urīnvielas un urīnskābes veidošanās;

Aminoskābju 3-transaminēšana un deaminēšana, kas ir ļoti svarīga aminoskābju savstarpējai transformācijai, kā arī glikoneoģenēzes procesam un ketonu ķermeņu veidošanai,

4. holīna un kreatīna sintēze

1. Visu albumīnu (veselas personas aknās katru dienu var sintezēt 13-18 g albumīna) plazmas, 75-90% α-globulīnu un 50% β-globulīnu sintezē hepatocīti. Tikai γ-globulīnus ražo nevis hepatocīti, bet gan makrofāgu sistēma, kurā ietilpst zvaigžņu retilkuloendoteliocīti (Kupffer šūnas). Galvenokārt γ-globulīni veidojas aknās. Aknas ir vienīgais orgāns, kurā tiek sintezēti proteīni, piemēram, protrombīns, fibrinogēns, prokonvertīns, proaccelerīns.

Hepatocītu patoloģiskais process strauji samazina to sintētiskās spējas. Rezultātā albumīna saturs asins plazmā strauji pazeminās, kas var izraisīt asins plazmas onkotiskā spiediena pazemināšanos, tūskas attīstību un pēc tam ascītu. Ar aknu cirozi, kas rodas ar ascīta simptomiem, albumīna saturs asins serumā ir par 20% mazāks nekā ar cirozi bez ascīta.

Asins koagulācijas sistēmas olbaltumvielu faktoru sintēzes pārkāpums smagu aknu slimību gadījumā var izraisīt hemorāģiskas parādības.

2. Karbamīda veidošanās notiek galvenokārt aknās. Karbamīda sintēze ir saistīta ar ievērojama enerģijas daudzuma iztērēšanu (1 karbamīda molekulai, 3 ATP molekulām). Aknu slimību gadījumā, kad ATP daudzums hepatocītos ir samazināts, tiek traucēta urīnvielas sintēze. Šajos gadījumos urīnvielas slāpekļa un aminoskābes attiecība serumā ir 1: 1 (normāli 2: 1)..

3. Aknu bojājumu gadījumā tiek traucēts aminoskābju deaminācijas process, kas veicina to koncentrācijas palielināšanos asinīs un urīnā. Ja normāls aminoskābju saturs serumā ir apm. 2,9–4,3 mmol / l, tad smagu aknu slimību gadījumā (atrofiski procesi) šī vērtība palielinās līdz 21 mmol / l, kas noved pie aminoacidūrijas.

4 aknu loma kreatīna sintēzē.

Ķermenī ir divi kreatīna avoti:

- eksogēns kreatīns, t.i. pārtikas kreatīns,

-audos sintezēts endogēnisks kreatīns.

Kreatīna sintēze galvenokārt notiek aknās, no kurienes tā ar asins plūsmu nonāk muskuļu audos, kur, fosforilējoties, pārvēršas par kreatīna fosfātu, un no tā veidojas kreatīns.

55. Aknu loma toksisko vielu neitralizācijā.

Loma-svešas vielas (ksenobiotikas) aknās bieži pārvēršas par mazāk toksiskām un pat vienaldzīgām vielām.

Atbruņošanas ceļi:

- oksidēšanās,

- konjugācija ar noteiktām vielām.

I. Oksidēšana:

1. svešu savienojumu mikrosomu oksidēšanu, reducēšanu un hidrolīzi galvenokārt veic ar mikrosomu enzīmiem.

2. peroksisomu oksidēšanās. Mikrobu peroksisomas, kas atrodamas hepatocītos; satur urīnskābes oksidāzi, laktāta oksidāzi, D-aminoskābju oksidāzi un katalāzi. Pēdējais katalizē ūdeņraža peroksīda šķelšanos, kas veidojas šo oksidāžu darbības rezultātā. Peroksisomu oksidēšanu, tāpat kā mikrosomu oksidēšanu, nepapildina augstas enerģijas saišu veidošanās.

II Aknās plaši pārstāvētas arī "aizsargājošās" sintēzes, piemēram, urīnvielas sintēze, kā rezultātā ļoti toksisks amonjaks tiek padarīts nekaitīgs. Putraktīvo procesu rezultātā zarnās no tirozīna veidojas fenols un krezols, no triptofona - skatols un indols. Šīs vielas uzsūcas un ar asinīm nonāk aknās, kur tās padara nekaitīgas, veidojot pārī savienojumus ar sērskābi vai glikuronskābi..

Glikuronskābe ir iesaistīta ne tikai zarnās izveidojušos olbaltumvielu vielu sabrukšanas produktu attaukošanā, bet arī vairāku citu toksisko savienojumu, kas veidojas vielmaiņas procesā, saistīšanā audos. Daļēji brīvais (netiešais) bilirubīns, kam ir ievērojama toksicitāte, aknās mijiedarbojas ar glikuronskābi, veidojot bilirubīna mono- un diglukuronīdus. Normāls metabolīts ir hipūrskābe, kas aknās veidojas no benzoskābes un glicīna..

Hipurīnskābes sintēze notiek galvenokārt aknās. Tāpēc klīniskajā praksē Quik-Pytel testu bieži izmanto, lai noteiktu aknu antitoksisko funkciju (ar normālu nieru funkcionālo spēju): pēc urīnā iepildīšanas ar nātrija benzoātu tiek noteikts izveidotās hipurīnskābes daudzums. Ar aknu parenhīmas bojājumiem hipurīnskābes sintēze tiek samazināta.

III. Metilēšana. Pirms izdalīšanās ar urīnu nikotīnskābes amīds (vitamīns PP) tiek metilēts aknās, kā rezultātā veidojas N-metilnikotinamīds.

IV. Acetilēšana (aknās acetilēšanas koenzīma saturs ir 20 reizes lielāks nekā tā koncentrācija muskuļu audos), tai tiek pakļautas dažādas sulfas zāles.

V. Aknas aktīvi piedalās dažādu hormonu inaktivācijā. No asins plūsmām hormoni nonāk aknās, savukārt to aktivitāte vairumā gadījumu ir krasi samazināta vai pilnībā zaudēta. Tātad steroīdie hormoni, kas tiek pakļauti mikrosomu oksidēšanai, tiek inaktivēti, pēc tam pārvēršoties attiecīgajos glikuronīdos un sulfātos. Aminu oksidāžu ietekmē aknās notiek kateholamīnu oksidēšanās utt.

Aknu loma olbaltumvielu metabolismā

Bez aknu līdzdalības olbaltumvielu metabolismā organisms var izdarīt ne vairāk kā dažas dienas, tad iestājas nāve. Olbaltumvielu metabolismā vissvarīgākās aknu funkcijas ir šādas.

1. Aminoskābju deaminēšana.
2. Karbamīda veidošanās un amonjaka ekstrakcija no ķermeņa šķidrumiem.
3. Asins plazmas olbaltumvielu veidošanās.
4. Dažādu aminoskābju savstarpēja pārveidošana un citu savienojumu sintēze no aminoskābēm.

Iepriekšēja aminoskābju deaminēšana ir nepieciešama to izmantošanai enerģijas iegūšanā un pārveidošanā par ogļhidrātiem un taukiem. Nelielos daudzumos deamināciju veic citos ķermeņa audos, īpaši nierēs, taču šo procesu nozīme nav salīdzināma ar aminoskābju deaminēšanu aknās..

Karbamīda veidošanās aknās palīdz noņemt amonjaku no ķermeņa šķidrumiem. Aminoskābju dezminēšanas laikā veidojas liels amonjaka daudzums, papildu daudzumu pastāvīgi veido baktērijas zarnās un absorbē asinīs. Šajā sakarā, ja urīnviela aknās neveidojas, tad amonjaka koncentrācija asins plazmā sāk strauji palielināties, kas izraisa aknu komu un nāvi. Pat straujas asinsrites samazināšanās caur aknām gadījumā, kas dažreiz rodas šunta veidošanās dēļ starp portālu un dobo vēnu, amonjaka saturs asinīs strauji palielinās, radot apstākļus toksikozei.

Visas galvenās plazmas olbaltumvielas, izņemot dažus gamma globulīnus, ražo aknu šūnas. To daudzums ir aptuveni 90% no visiem plazmas proteīniem. Pārējie gamma globulīni ir antivielas, ko galvenokārt ražo limfoīdo audu plazmas šūnas. Maksimālais olbaltumvielu veidošanās ātrums aknās ir 15-50 g / dienā, tādēļ, ja ķermenis zaudē apmēram pusi no plazmas olbaltumvielām, to daudzumu var atjaunot 1-2 nedēļu laikā.

Jāpatur prātā, ka asins plazmas olbaltumvielu samazināšanās ir iemesls ātrai hepatocītu mitotiskās dalīšanās sākumam un aknu lieluma palielināšanai. Šis efekts tiek apvienots ar plazmas olbaltumvielu izdalīšanos aknās, kas turpinās, līdz olbaltumvielu koncentrācija asinīs normalizējas. Hronisku aknu slimību (tai skaitā cirozes) gadījumā olbaltumvielu, īpaši albumīna, līmenis asinīs var samazināties līdz ļoti zemām vērtībām, kas ir vispārējas edēmas un ascīta parādīšanās iemesls.

Starp vissvarīgākajām aknu funkcijām ir spēja sintezēt noteiktas aminoskābes kopā ar ķīmiskajiem savienojumiem, kas satur aminoskābes. Piemēram, aknās tiek sintezētas tā saucamās nebūtiskās aminoskābes. Šādas sintēzes procesā tiek iesaistītas keto skābes, kurām ir līdzīga ķīmiskā struktūra kā aminoskābēm (izņemot skābekli keto stāvoklī). Aminos radikāļi iziet vairākus transaminācijas posmus, pārejot no nadicumā esošajām aminoskābēm keto skābēs uz skābekļa vietu keto stāvoklī.

88 Aknu loma olbaltumvielu metabolismā.

Aknas ir orgāns, kas regulē slāpekļa vielu iekļūšanu organismā un to izvadīšanu. Perifēros audos biosintēzes reakcijas pastāvīgi notiek, izmantojot brīvās aminoskābes, vai to izdalīšanos asinīs audu olbaltumvielu sadalīšanās laikā. Neskatoties uz to, olbaltumvielu un brīvo aminoskābju līmenis asins plazmā paliek nemainīgs. Tas ir saistīts ar faktu, ka aknu šūnās ir unikāls enzīmu kopums, kas katalizē olbaltumvielu metabolisma specifiskās reakcijas.

31.4.1. Aminoskābju lietošanas veidi aknās. Pēc olbaltumvielu pārtikas uzņemšanas liels daudzums aminoskābju caur vārtu vēnu nonāk aknu šūnās. Pirms iekļūšanas vispārējā asinsritē šiem savienojumiem aknās var notikt vairākas transformācijas. Šīs reakcijas ietver (10. attēls):

a) aminoskābju izmantošana olbaltumvielu sintēzei;

b) transaminācija - nebūtisku aminoskābju sintēzes veids; veic arī aminoskābju metabolisma saistību ar glikoneoģenēzi un vispārējo katabolisma ceļu;

c) dezaminēšana - α-keto skābju un amonjaka veidošanās;

d) urīnvielas sintēze - amonjaka neitralizācijas veids (sk. shēmu sadaļā "Olbaltumvielu vielmaiņa");

e) proteīnu nesaturošu slāpekli saturošu vielu (holīna, kreatīna, nikotīnamīda, nukleotīdu utt.) sintēze.

10. attēls. Aminoskābju apmaiņa aknās (shēma).

31.4.2. Olbaltumvielu biosintēze. Aknu šūnās tiek sintezēti daudzi asins plazmas proteīni: albumīns (apmēram 12 g dienā), lielākā daļa α- un β-globulīnu, ieskaitot transporta olbaltumvielas (feritīns, ceruloplazmīns, transkortīns, retinolu saistošs proteīns utt.). Daudzi asins recēšanas faktori (fibrinogēns, protrombīns, prokonvertīns, proaccelerīns uc) tiek sintezēti arī aknās.

89 Aknu loma lipīdu metabolismā.

Hepatocīti satur gandrīz visus fermentus, kas iesaistīti lipīdu metabolismā. Tāpēc aknu parenhīmas šūnas lielā mērā kontrolē saikni starp lipīdu patēriņu un sintēzi organismā. Lipīdu katabolisms aknu šūnās notiek galvenokārt mitohondrijos un lizosomās, biosintēze - citozola un endoplazmatiskajā tīklojumā. Galvenais lipīdu metabolisma metabolīts aknās ir acetil-CoA, kura galvenie veidošanās un lietošanas ceļi parādīti 5. attēlā..

5. attēls. Acetil-CoA veidošanās un lietošana aknās.

31.3.1. Taukskābju vielmaiņa aknās. Uztura tauki chilomicronu formā nonāk aknās caur aknu artēriju sistēmu. Saskaņā ar lipoproteīnu lipāzes darbību, kas atrodas kapilārā endotēlijā, tie tiek sadalīti taukskābēs un glicerīnā. Taukskābes, kas iekļūst hepatocītos, var oksidēties, modificēties (saīsināt vai pagarināt oglekļa ķēdi, veidoties dubultās saites) un izmantot endogēno triacilglicerīnu un fosfolipīdu sintēzei..

31.3.2. Ketonu ķermeņu sintēze. Taukskābju β-oksidēšanās laikā aknu mitohondrijos veidojas acetil-CoA, kas Krebsa ciklā notiek tālāk oksidēšanās. Ja aknu šūnās ir oksaloacetāta deficīts (piemēram, badošanās laikā, cukura diabēts), tad acetilgrupas kondensējas, veidojot ketona ķermeņus (acetoacetāts, β-hidroksibutirāts, acetons). Šīs vielas var kalpot kā enerģijas substrāti citos ķermeņa audos (skeleta muskuļos, miokardā, nierēs un ar ilgstošu badošanos - smadzenēs). Aknas neizmanto ketona ķermeņus. Ar asinīs pārsniegtu ketona ķermeņus attīstās vielmaiņas acidoze. Ketonu ķermeņu veidošanās diagramma - 6. attēlā.

6. attēls. Ketonu ķermeņu sintēze aknu mitohondrijos.

31.3.3. Fosfatīnskābes veidošanās un izmantošanas veidi. Triacilglicerīnu un fosfolipīdu kopējais prekursors aknās ir fosfatidīnskābe. Tas tiek sintezēts no glicerīna-3-fosfāta un divām acil-CoA - aktīvajām taukskābju formām (7. attēls). Glicerīna-3-fosfātu var veidot vai nu no dioksiacetona fosfāta (glikolīzes metabolīts), vai no brīvā glicerīna (lipolīzes produkts)..

7. attēls. Fosfatīnskābes veidošanās (diagramma).

Fosfolipīdu (fosfatidilholīna) sintēzei no fosfatīnskābes ar pārtiku jāpiegādā pietiekams daudzums lipotropo faktoru (vielas, kas novērš aknu tauku deģenerācijas attīstību). Šie faktori ietver holīnu, metionīnu, B vitamīnu12, folijskābe un dažas citas vielas. Fosfolipīdi ir iekļauti lipoproteīnu kompleksos un piedalās hepatocītos sintezēto lipīdu transportēšanā uz citiem audiem un orgāniem. Lipotropo faktoru trūkums (ar taukainas pārtikas ļaunprātīgu izmantošanu, hronisku alkoholismu, cukura diabētu) veicina faktu, ka fosfatīnskābi izmanto triacilglicerīnu (ūdenī nešķīstošu) sintēzei. Lipoproteīnu veidošanās pārkāpums noved pie tā, ka TAG pārpalikums uzkrājas aknu šūnās (tauku deģenerācija) un tiek traucēta šī orgāna darbība. Fosfatīnskābes izmantošanas veidi hepatocītos un lipotropisko faktoru loma ir parādīti 8. attēlā..

8. attēls. Fosfatīnskābes izmantošana triacilglicerīnu un fosfolipīdu sintēzei. Lipotropie faktori ir apzīmēti ar *.

31.3.4. Holesterīna veidošanās. Aknas ir galvenā endogēnā holesterīna sintēzes vieta. Šis savienojums ir nepieciešams šūnu membrānu veidošanai, ir žultsskābju, steroīdu hormonu, D vitamīna priekštecis3. Pirmās divas holesterīna sintēzes reakcijas atgādina ketonu ķermeņu sintēzi, bet turpinās hepatocītu citoplazmā. Holesterīna sintēzes galveno fermentu β-hidroksi-β-metilglutaril-CoA reduktāzi (HMG-CoA reduktāzi) inhibē holesterīna un žultsskābju pārpalikums saskaņā ar negatīvās atgriezeniskās saites principu (9. attēls)..

9. attēls. Holesterīna sintēze aknās un tā regulēšana.

31.3.5. Lipoproteīnu veidošanās. Lipoproteīni - olbaltumvielu-lipīdu kompleksi, kas ietver fosfolipīdus, triacilglicerīnus, holesterīnu un tā esterus, kā arī olbaltumvielas (apoproteīnus). Lipoproteīni transportē ūdenī nešķīstošos lipīdus uz audiem. Hepatocītos tiek ražotas divas lipoproteīnu klases - augsta blīvuma lipoproteīni (ABL) un ļoti zema blīvuma lipoproteīni (VLDL).

5.1. Pārveidošanas posms. Galvenais reakciju veids šajā biotransformācijas fāzē ir mikrosomu oksidēšanās. Tas notiek, piedaloties monooksigenāzes elektronu transporta ķēdes fermentiem. Šie fermenti ir iestrādāti hepatocītu endoplazmas retikuluma membrānās

Šīs ķēdes elektronu un protonu avots ir NADPH + H +, kas veidojas glikozes oksidēšanās pentozes fosfāta ceļa reakcijās. H + un e - starppreceptors ir flavoproteīns, kas satur koenzīmu FAD. Mikrosomu oksidācijas ķēdes pēdējā saite ir citohroms P-450.

Citohroms P-450 - komplekss proteīns, hromoproteīns, satur hēmu kā protezēšanas grupu. Citohroms P-450 savu nosaukumu ieguvis tāpēc, ka tas veido spēcīgu kompleksu ar oglekļa monoksīdu CO, kura absorbcijas maksimums ir pie 450 nm. Citohromam P-450 ir zema substrāta specifika. Tas var mijiedarboties ar visdažādākajiem substrātiem. Visu šo substrātu kopīgā īpašība ir nepolaritāte..

Citohroms P-450 aktivizē molekulāro skābekli un oksidējamo substrātu, mainot to elektronisko struktūru un atvieglojot hidroksilēšanas procesu.

Šajā mehānismā nosacīti var atšķirt 5 galvenos posmus:

1. oksidētā viela (S) veido kompleksu ar citohroma P-450 oksidēto formu;

2. Šo kompleksu atjauno elektrons ar NADPH;

3. Reducētais komplekss apvienojas ar O molekulu2;

4. Par2 pievienojas vēl vienam elektronam ar NADPH kompleksā;

5. Komplekss sadalās, veidojoties H molekulai2О, citohroma P-450 oksidēta forma un hidroksilēts substrāts (S-OH).

Atšķirībā no mitohondriālās elpošanas ķēdes, elektronu pārnese monooksigenāzes ķēdē neuzkrāj enerģiju ATP formā. Tāpēc mikrosomālā oksidēšanās ir brīva oksidēšanās.

Vairumā gadījumu svešu vielu hidroksilēšana samazina to toksicitāti. Tomēr dažos gadījumos var veidoties produkti ar citotoksiskām, mutagēnām un kancerogēnām īpašībām..

Reakciju ar citohromu P-450 piemēri: