بنية العضلات. المكونات الرئيسية للأنظمة مقلص. تشكل العضلات حوالي نصف الكتلة الإجمالية
جثث.
الوظيفة الديناميكية الرئيسية للعضلات هي توفير
التنقل عن طريق الانكماش واللاحقة
استرخاء. تتكون الخلية العضلية من
ألياف فردية. تحتوي الخلية على اللييفات العضلية
– حزم منظمة من البروتينات الموجودة
على طول الخلية. تصنع اللييفات العضلية من
خيوط - خيوط بروتينية من نوعين - سميكة
والخيوط الرقيقة. البروتين الرئيسي للدهون
الخيوط هي الميوسين، والخيوط الرقيقة هي الأكتين.
الوحدة الوظيفية للليف العضلي هي القسيم العضلي،
منطقة اللييف العضلي بين لوحتين Z.

بنية العضلات. المكونات الرئيسية للأنظمة مقلص.

يحتوي القسيم العضلي على حزمة من خيوط الميوسين،
حزم متصلة باللوحة M (الخط M) في المنتصف
يتم ربط خيوط الأكتين باللوحة Z.
تقلص العضلات هو نتيجة لتقصير كل منهما
القسيم العضلي، عن طريق دفع خيوط الأكتين بينهما
الميوسين في اتجاه الخط M. أقصى
يتم تحقيق التقصير عندما تكون لوحات Z
اقترب من أطراف خيوط الإصبع الصغير.
ز
م
ز

آلية التخفيض

الميوسين - بروتين من خيوط الميوسين يحتوي على اثنين
سلاسل متطابقة ملتوية معًا، تنتهي بحرف N
لها شكل كروي، وتشكل رؤوسًا جزيئية.
هذه الرؤوس لديها تقارب عالي لـ ATP و
لديك نشاط تحفيزي -
تحفيز انهيار ATP.
يرتبط الأكتين الموجود في الخيوط الرقيقة بالبروتين
التروبونين، الذي يحتوي على رابط Ca++
المراكز. الأكتين هو موقع يرتبط بالميوسين.
يحدث تقلص العضلات بسبب إمكانات الفعل
الألياف العصبية ويحدث بسبب طاقة ATP.
تؤدي إمكانات الفعل إلى تدفق Ca ++ من
الشبكة في العصارة الخلوية للخلية.

آلية انقباض العضلات

كاليفورنيا ++
أ
A. يرتبط Ca++ بالتروبونين
خيوط الأكتين ويفتح مركز الأكتين
ملزمة للميوسين. يرتبط الميوسين بـ ATP
ب
ب. اقتران الأكتين والميوسين
المواضيع، ويتم تنشيط مركز ATPase
الميوسين، يحفز رأس الميوسين
التحلل المائي ATP.
في
B. ADP وP يتركان رأس الميوسين، هذا
يؤدي إلى تغير في شكله وفيه
يتحول إلى السطر M، يحمل
الترويج والأكتين. يحدث
تخفيض.
ز
د- يرتبط جزيء جديد بالميوسين
تم تعطيل ATP والاتصال بين المواضيع.
تعمل مئات من جزيئات الميوسين
في وقت واحد تعزيز خيوط الأكتين

تقلص العضلات. شروط.

تعتمد قوة الانكماش على كمية الميوسين
الرؤوس المدرجة في العمل، وبالتالي من
عدد جزيئات ATP .
العضلة المريحة مرنة. رأس الميوسين
ملزمة للاعبي التنس المحترفين.
العضلات المنقبضة غير مرنة ومتوترة.
يتم منع التمدد عن طريق الاتصال بين الأكتين و
الميوسين.
تحدث الصلابة عندما يكون هناك انخفاض قوي في
تركيزات ATP (ظروف نقص الأكسجة). في هذه
الظروف، وعدد كبير من رؤوس الميوسين
يظل مرتبطًا بالأكتين، لأنه للخروج
تتطلب هذه الحالة إضافة ATP إليها
الميوسين.

مصادر الطاقة (ATP) لتقلص العضلات.

تستهلك العضلة التي تعمل بأقصى قدر من النشاط
الطاقة أكبر بمئات المرات من الراحة، والانتقال من
من الراحة إلى العمل يحدث في جزء من الثانية. ونتيجة لهذا
العضلات، على عكس الأعضاء الأخرى، تتطلب آليات
التغيرات في معدل تخليق ATP على نطاق واسع جدًا
(باستثناء عضلة القلب).
إجمالي محتوى ATP في العضلات يكفي لمدة ثانية واحدة فقط من العمل.
المرحلة الأولى لتوليد الطاقة:
في لحظة التدريب، تعاني العضلات من عجز
O2، وبالتالي تقييد تنفس الأنسجة و
الفسفرة التأكسدية. مصدر ATP في
لحظة التنشيط هي فوسفات الكرياتين.
هذه هي أسرع طريقة لتوليد الطاقة.
محتوى فوسفات الكرياتين في العضلات 3-8 مرات
أكثر من ATP، وهذه الكمية تضمن العمل فيها
لمدة 3-5 ثواني.

مصادر الطاقة اللازمة لانقباض العضلات

يتكون فوسفات الكرياتين من الكرياتين و ATP. يتم تصنيع الكرياتين ثلاثي الببتيد في الكبد من الجليسين،
أرجينين وميثيونين.
كرياتين آر + أد بي
الكرياتين +ATP
يتم تحفيز التفاعل بواسطة الكرياتين كيناز
كرياتين فوسفات غير مستخدم وغير أنزيمي
يتحول إلى الكرياتينين
المرحلة الثانية لتوليد الطاقة: يتم تفعيل آلية أخرى:
تفاعل كيناز الأدينيلات: ADP+ADP
أتب + أمبير
المرحلة 3 من توليد الطاقة: تسارع التعبئة
الجليكوجين، يتم تسريع تحلل السكر اللاهوائي، وAMP
هو منشط للفوسفوفركتوكيناز
تحلل السكر. فسفرة الركيزة.
المرحلة 4: الأكسدة الهوائية للكربوهيدرات، مع فترات طويلة
عمل الدهون. الفسفرة التأكسدية.
عضلة القلب هوائية. التلقيح الصناعي (70%). كربوهيدرات، بيسي

الكرياتين، الكرياتينين. القيمة التشخيصية.

معيار
الكبد
جلي
أرج
ضمور العضلات
العضلات
العضلات
الكرياتين
الكرياتين
ميث
gly
الارجنتين
الكرياتين ر
الكرياتينين
البول
إن الإفراز اليومي للكرياتينين هو قيمة ثابتة - مباشرة
يتناسب مع الكتلة.
لا يوجد الكرياتين في البول
الكبد
الكبد
العضلات
العضلات
الكرياتين
الكرياتين
الكرياتين ر
ميث
الكرياتين
الكرياتينين
البول (بيلة الكرياتينين).
لا يتم فسفرة الكرياتين في العضلات
ترتفع مستويات الدم. الكرياتينين في
ولا يتم استيعابها عن طريق الكلى، لذلك
الكمية في البول تعكس الكمية
الترشيح الكبيبي.

الكيمياء الحيوية الوظيفية للكبد

يحتل الكبد مكانًا مركزيًا في عملية التمثيل الغذائي
المواد التي تحددها الأصالة
التضاريس وإمدادات الدم
الكبد عضو "إيثاري". من ناحية، في
يقوم الكبد بتصنيع المواد اللازمة ل
أعضاء أخرى - البروتينات، الدهون الفوسفاتية، الكارنيتين،
الكرياتين، الأجسام الكيتونية، الكوليسترول، الجلوكوز. مع
ومن ناحية أخرى، يوفر الحماية للأعضاء من
المواد السامة التي تتشكل فيها ،
المركبات الأجنبية والكائنات الحية الدقيقة.
يقوم الكبد بالوظائف البيوكيميائية التالية:
1. التمثيل الغذائي والتوازن.
2. الصفراوية والإخراجية
3. ترسيب (مستودع الفيتامينات التي تذوب في الدهون)؛
4. تحييد - إزالة السموم

وظيفة التمثيل الغذائي والتوازن

أداء هذه الوظيفة يرجع إلى المشاركة
الكبد في استقلاب الكربوهيدرات والدهون والبروتينات،
استقلاب الصباغ، الارقاء.
يوفر الكبد التوليف والدخول
الدم من المركبات الضرورية، بهم
التحول ، تحييد ، القضاء ،
ضمان التوازن.
دور الكبد في استقلاب الكربوهيدرات:
في الكبد، يتم استقلاب الجلوكوز عبر جميع المسارات: تخليق الجليكوجين وتعبئته، وتعادل القوة الشرائية، واستحداث السكر.
دور الكبد في استقلاب الكربوهيدرات هو في المقام الأول
بدوره في ضمان مستوى السكر في الدم، وذلك بسبب
إنزيم خاص بالأعضاء -
الجلوكوز 6 الفوسفاتيز.

دور الكبد في استقلاب الدهون

ويشارك الكبد في جميع مراحل استقلاب الدهون، بما في ذلك
هضم وامتصاص المنتجات الكارهة للماء
الهضم (الصفراء هي إفرازات الكبد).
خلال فترة الامتصاص، يتم تسريع عملية التلقيح الاصطناعي في الكبد،
والتي تستخدم لتوليف TAG وPL. فلوريدا،
يتم تصنيعها في الكبد (وللتصدير) فهي ضرورية للجميع
الأنسجة، في المقام الأول لبناء الأغشية.
أثناء الصيام – أكسدة بيتا. للأكسدة
هناك حاجة إلى الكارنيتين، الذي يتم تصنيعه في الكبد.
أثناء الصيام تتشكل أجسام الكيتون في الكبد،
يستخدم كمصدر خارج الكبد
الأقمشة.
تخليق الكولسترول وإعادة توزيعه بين
الهيئات بسبب تشكيل أشكال النقل -
VLDL وHDL. تكوين من الكولسترول الصفراوي
الأحماض

دور الكبد في استقلاب البروتين.

يتم تصنيع حوالي نصف بروتينات الجسم في الكبد، سواء من أجل ذلك أو من أجله
الاحتياجات الخاصة، وإفرازها:
- بروتينات بلازما الدم - الجلوبيولين وجميع الألبومين.
- عوامل التخثر - المعتمدة على الفيبرينوجين وفيتامين ك،
عوامل نظام انحلال الفيبرين.
- مجموعة بروتينات النقل – السيرولوبلازمين (Cu++)
هابتوغلوبين، ترانسفيرين، مستودع الحديد – فيريتين؛
- صميم البروتين الدهني.
- بروتينات المرحلة الحادة - "C" التفاعلية، α1-antitrypsin، α2macroglobulin (للالتهاب)
- - الكرياتين.
- تخليق الأحماض الأمينية غير الأساسية.
- المركبات النيتروجينية غير البروتينية - القواعد النيتروجينية،
البورفيرينات واليوريا وحمض البوليك
- في هذا الصدد، يكون استقلاب الأحماض الأمينية نشطًا، وتنشط الإنزيمات
نقل الأمين – ALT وAST، تبليل –
نازعة هيدروجين الغلوتامات.
يتجلى اضطراب وظيفة تخليق البروتين
التغيرات في نسبة البروتين - خلل بروتينات الدم.
مشاركة الكبد في استقلاب الصباغ - في التكوين
الجلوكورونيدات وإفرازها.

تكوين الصفراء ووظيفة الإخراج.

ينتج الكبد الأحماض الصفراوية من الكوليسترول
تحت تأثير إنزيم 7α- هيدروكسيلاز الكوليسترول.
يتم تقليل نشاط الإنزيم بواسطة الأحماض الصفراوية.
حوالي 600 ملغ يوميا، وهنا الأحماض الأولية -
تترافق أحماض الكوليك والديوكسيكوليك مع التوراين و
جلايكوكول، وتشكيل أحماض توروغليكوليك.
إفراز الأحماض الصفراوية الطريق الرئيسي للإفراز
الكوليسترول
ترتبط وظيفة الإخراج ببنية الكبد. ش
من كل خلية كبدية جانب واحد يواجه الصفراء
القناة، والأخرى إلى الشعيرات الدموية.
من الكبد تفرز المواد المختلفة ذات المنشأ الداخلي والخارجي مع الصفراء
الأمعاء، أو عن طريق الدم عن طريق الكلى. انتهاك هذا
وظائف تؤثر على استقلاب الدهون، وتراكمها في
الجسم من المنتجات السامة.

وظيفة إزالة السموم من الكبد.

في الجسم، أثناء عملية الحياة، يتم تشكيلها
المستقلبات السامة كمركبات خاصة بها،
والأجنبي - الكائنات الغريبة الحيوية. هذه الاتصالات قد
تكون محبة للماء وكارهة للماء.
مثال على تحييد المنتجات السامة
تخليق اليوريا.
مسعور، قادرة على أن تترسب في الخلايا و
يؤثر سلبا على هيكل والتمثيل الغذائي في
الخلية، فيجب تعطيلها.
الكبد عضو فريد يحتوي على آليات
تحييد (تعطيل، إزالة السموم) من هذا القبيل
روابط. آلية تعطيل هذه المركبات
بنيت وفقا لمخطط عام.
يمكن أن يتكون التعطيل من مرحلتين:
التعديلات والإقترانات.

مرحلة التعديل الكيميائي

توفر مرحلة التعديل الكيميائي
زيادة محبة المادة للماء وهو مطلوب
لجميع المركبات الكارهة للماء.
يتم ضمان زيادة محبة للماء
ردود فعل عديدة -
الهيدروكسيل، الأكسدة،
التخفيض والتحلل المائي. في معظم الحالات
تبدأ المرحلة بتفاعل الهيدروكسيل
إنزيمات أغشية الشبكة الملساء للخلايا -
أحاديات الأكسجين. تسمى العملية
الأكسدة الميكروسومية.
يتم تقديم أحاديات الأكسجين على شكل
سلسلة نقل الإلكترون، الإنزيم المركزي -
بروتين الهيم - السيتوكروم P450 له مركزان
ملزمة - مع المادة المؤكسدة وO2. و
لديه خصوصية الركيزة واسعة.
مصدر الهيدروجين هو NADPH PPP

الأكسدة الميكروسومية

O2
2ح+ه
نادف +
FAD (FMN) اختزال
ê
ê
السيتوكروم
ص 450
الحديد+2
2 ساعة +
ش
سوه
الحديد+3
ماء
هناك حوالي 1000 شكل من أشكال السيتوكروم ذات خصائص مختلفة
يتضمن السيتوكروم P450 ذرة أكسجين واحدة في الركيزة
(هيدروكسيلات)، والآخر يختزل إلى الماء.
يتم تحديد ظهور الخصائص المحبة للماء في الركيزة
إمكانية مرحلتين من التعطيل

مرحلة الاقتران

الاقتران مع الجزيئات المحبة للماء:
UDP- حمض الجلوكورونيك،
فوسفودينوسين فوسفوسلفات (فابس)، الخ.
أمثلة: تكوين البيليروبين جلوكورونيد،
تحييد منتجات اضمحلال بروتينات الجهاز الهضمي.
يتم تحفيز التفاعلات عن طريق التحويلات.
الاقتران يقلل من التفاعل
المواد - سميتها تزداد
ماء، وهو ما يعني إفراز من الجسم.
لا تخضع جميع المواد لهذين التعطيلين
يعتمد على البنية (على درجة المحبة للماء
مادة سامة).

مؤشرات لخلل في الكبد

مع أمراض الكبد المختلفة، يتم انتهاك جميع وظائفه
او بعض. مؤشرات هذه الانتهاكات هي التغييرات
مستويات الدم من المركبات أو نشاط الانزيم
القادمة من الكبد.
هناك عدد من الاختبارات تسمى الاختبارات الوظيفية.
اختبارات الكبد:
تحديد نشاط الانزيم ALT، AST
(معامل دي ريتيس)، نسبة الكسر
البروتينات – لتحديد خلل بروتينات الدم – الرواسب
اختبارات الثيمول، فيلتمان؛ تعريف
محتوى الفيبرينوجين. البروثرومبين
تحديد البيليروبين وأنواعه؛
تحديد محتوى اليوريا.
تحديد الكولسترول ونسبة الدهون
تحديد نشاط إنزيمات ناقلة الببتيداز جاماجلوتاميل. الفوسفاتيز القلوية
(ركود صفراوي) ؛

الكيمياء الحيوية الوظيفية
وللقيام بجميع الوظائف الحيوية الضرورية، يحتوي جسم الإنسان على أكثر من 200 نوع من الخلايا المتخصصة. يُطلق على مجموعة الخلايا المتشابهة شكلياً والتي تؤدي وظائف محددة اسم الأنسجة. تتشكل الأنسجة شكليًا إلى أعضاء - تكوينات ذات وظائف محددة في نظام بيولوجي معقد، مثل الكائن الحي.

توضح الكيمياء الحيوية الوظيفية الروابط بين بنية المركبات الكيميائية وعمليات تغيراتها المتبادلة من ناحية، ووظيفة الجزيئات التحت خلوية أو الخلايا المتخصصة أو الأنسجة أو الأعضاء التي تشمل المواد المذكورة من ناحية أخرى.

تؤدي العيوب الجزيئية إلى تغيرات كيميائية حيوية تظهر سريريًا على أنها أمراض تتغير فيها المعلمات الكيميائية الحيوية الطبيعية للقيمة التشخيصية. إن معرفة الكيمياء الحيوية الأساسية لعمليات الحياة الطبيعية للأعضاء الفردية أمر ضروري للطبيب لتحديد انتهاكات العمليات الكيميائية، مع إزالتها أو تصحيحها لاحقًا.

الكيمياء الحيوية للكبد

الكبد- المختبر الكيميائي الحيوي المركزي للجسم، والذي تحدث فيه التحولات الأيضية المختلفة للمواد. كما أنه يشارك في جميع العمليات الأيضية التي تحدث في الأنسجة الطرفية. التركيب الكيميائي للكبد: ماء - 70٪، بروتينات - 12-24، دهون - 2-6، كربوهيدرات - 2-8، كوليسترول - 0.3-0.5، حديد - 0.02٪ ومعادن أخرى. يبلغ متوسط ​​وزن الكبد لدى الشخص البالغ السليم 1-1.5 كجم. التركيب الخلوي للكبد:

1) خلايا الكبد - 80٪، وتقع في طبقتين وتتلامس مع الصفراء من جهة، ومع الدم من جهة أخرى؛

2) الخلايا البطانية - 15%؛

3) خلايا النسيج الضام - 5%.

تكمن خصوصية إمداد الكبد بالدم في أن الدم المختلط (الوريدي الشرياني) يدور فيه من خلال الجيوب الأنفية (الشعيرات الدموية المتوسعة). يدخل 70-80٪ من إجمالي حجم الدم إليه عبر الوريد البابي (الدم الوريدي) من الأمعاء، ومع هذا الدم تصل منتجات تحلل البروتينات والدهون والسكريات والأحماض النووية: الجلوكوز والأحماض الأمينية والقواعد النيتروجينية. ، الكيلومكرونات، وما إلى ذلك. يتم تسليم 30٪ من الدم إلى الكبد عن طريق الشريان الكبدي (الدم الشرياني)، ومعه يتم تسليم مستقلبات الأنسجة والأعضاء المحيطية: ألانين، اللاكتات، الجلوتامين، HDL (الناضج)، الجلسرين، الأكسجين على شكل ملح البوتاسيوم من أوكسي هيموجلوبين، إلخ. يحمله الوريد الكبدي من الكبد إلى مجرى الدم العام، الجلوكوز، والأحماض الأمينية، وبروتينات بلازما الدم، والإنزيمات، والأجسام الكيتونية، وسلائف VLDL، وHDL، واليوريا وعدد من مواد أخرى.

وظائف الكبد عديدة ومعقدة، ولكن أهمها هي التخليق الحيوي، والتنظيم الاتزاني، والمرقئ، وتكوين اليوريا والصفراء، والإخراج، والتقويض، وإزالة السموم.

أهم وظيفة للكبد هي التخليق الحيوي. يتم تصنيع المواد التالية في الكبد: أجسام الكيتون، الجلوكوز، الكوليسترول، استرات الكوليسترول، بروتينات البلازما، بروتينات أنظمة التخثر ومنع تخثر الدم، الأحماض الأمينية غير الأساسية، IVH، PL، TAG (إعادة التركيب الثانية)، VLDL، سلائف HDL، الببتيدات النشطة بيولوجيًا، إنزيمات استحداث السكر، إنزيمات دورة الأورنيثين، LCAT، الهيم، الكولين، الكرياتين.

يتم نقل بعض المستقلبات المتكونة في الكبد (الجلوكوز، والكوليسترول، والأجسام الكيتونية، وبروتينات البلازما، وما إلى ذلك) إلى خلايا الأعضاء والأنسجة الأخرى (أي "للتصدير")، حيث يتم استخدامها لأغراض الطاقة والهيكلية. وبعضها يتم تخزينه (مثل الجليكوجين والحديد والفيتامينات التي تذوب في الدهون) أو يتم إخراجه من الجسم في حالة عدم استخدامه. إحدى وظائف الكبد هي الإخراج. يفرز الكبد الكوليسترول والأحماض الصفراوية والأصباغ الصفراوية والحديد ومواد أخرى في تجويف الجهاز الهضمي. في الحفاظ على ثبات البيئة الداخلية للجسم (وظيفة التوازن)، يكون دور الكبد فريدًا، لأنه مركز تنظيم مسارات التمثيل الغذائي الرئيسية: البروتينات والكربوهيدرات والدهون والأحماض النووية والنيوكليوتيدات والفيتامينات. الماء والكهارل.

ملامح استقلاب الأحماض الأمينية والبروتينات وغيرها من المواد المحتوية على النيتروجين في الكبد

يلعب الكبد دورًا مركزيًا في الحفاظ على توازن النيتروجين في الجسم، حيث ينظم عمليات الاستفادة من المواد النيتروجينية وإطلاق مستقلباتها من الجسم. تحدث العمليات الابتنائية والتقويضية الرئيسية للأحماض الأمينية (النقل، والتبليل، ونزع الكربوكسيل) في الكبد. فقط في الكبد يتم تصنيع بروتينات نظام التخثر (البروثرومبين، الفيبرينوجين، البروكونفرتين، البروأسيلرين) ونظام منع تخثر الدم (باستثناء البلازمينوجين). الكبد، السيرولوبلازمين، الترانسفيرين، أنجيوتنسينوجين. يزود الكبد الأعضاء الأخرى عن طريق الدم بمزيج متوازن من الأحماض الأمينية الأساسية وغير الأساسية اللازمة للتخليق الحيوي للبروتينات الخاصة بها. يقوم الكبد بتخليق العديد من المواد المحتوية على النيتروجين ذات الطبيعة غير البروتينية (الكرياتين، الكولين، حمض اليوريك، الإنديكان، الهيم، إلخ)، والببتيدات النشطة بيولوجيًا (الجلوتاثيون، الكارنوزين، الأنسيرين)، والتخليق الحيوي وتكسير البيورين والبيريميدين. كما تحدث القواعد النيتروجينية. فقط في الكبد يحدث تكوين اليوريا - الطريقة الرئيسية لتحييد الأمونيا في الجسم.

ملامح استقلاب الكربوهيدرات في الكبد

تتم العمليات الأيضية التالية لاستقلاب الكربوهيدرات في الكبد: التخليق الحيوي وتكسير الجليكوجين الضروري للحفاظ على تركيز ثابت للجلوكوز في الدم: استحداث السكر، تحلل السكر الهوائي، مسار فوسفات البنتوز، استقلاب الفركتوز والجلاكتوز، دورة كوري، تحويل الجلوكوز إلى IVH، والتخليق الحيوي للسكريات المتغايرة. الكبد هو العضو الرئيسي الذي يزود الدم بالجلوكوز الحر، لأن خلايا الكبد تحتوي على إنزيم الجلوكوز 6 فوسفات، الذي يكسر الجلوكوز 6 فوسفات إلى جلوكوز حر.

ملامح استقلاب الدهون في الكبد

يحدث استقلاب الدهون في الكبد بشكل مكثف على طول المسارات الأيضية التالية:

1) β - أكسدة IVFA؛

2) اضمحلال TAG، FL، الكوليسترول، HDL الناضج؛

3) التخليق الحيوي لأشكال نقل الدهون (سلائف VLDL، HDL)؛

4) التخليق الحيوي لـ IVH، TAG، PL، الكوليسترول، استرات الكولستريل، أجسام الكيتون (أسيتيل CoA →CH 3 COCH 2 COOH و

CH 3 -CHOH-CH 2 COOH).

يشارك الكبد في الحفاظ على مستوى ثابت من الأحماض الدهنية في الدم، وإذا زاد عددها، يمتصها الكبد ويحولها إلى TAG، PL، ECS، VLDL. يؤدي انخفاض التخليق الحيوي للفوسفوليبيدات وانخفاض تكوين VLDL إلى زيادة التخليق الحيوي لـ TAG وتراكمها في خلايا الكبد، والذي يصاحبه تنكس دهني في الكبد. يتم تصنيع أجسام الكيتون (أسيتو أسيتات، أسيتون، بيتا هيدروكسي بوتيرات) فقط في خلايا الكبد من أسيتيل مرافق الإنزيم أ خلال ما يسمى بمسار بيتا هيدروكسي بيتا ميثيل جلوتاريل مرافق الإنزيم أ. أثناء الصيام، مع انخفاض محتوى الكربوهيدرات في الطعام، ومرض السكري، يزداد معدل تخليق الأجسام الكيتونية (تكوين الكيتون). من الكبد، يتم نقل أجسام الكيتون عن طريق مجرى الدم إلى الأنسجة والأعضاء الطرفية (العضلات والكلى والدماغ، وما إلى ذلك)، حيث يتم تحويلها إلى أسيتيل CoA وتوفير الطاقة في دورة حمض الستريك وCPE. يلعب الكبد دورًا مهمًا في استقلاب الستيرويدات، وخاصة الكوليسترول (C). المسار العام للكوليسترول في الكبد هو:

1. يتم تصنيع الكوليسترول من جديد في الكبد من أسيتيل مرافق الإنزيم أ (الكوليسترول الداخلي)؛

2. CS، يتكون من استرات الكولسترول.

3. دخول الكولسترول إلى الدم الشرياني كجزء من HDL الناضج؛

4. CS يتكون من أشكال متدهورة من CM وVLDL.

في الكبد، يستخدم الكوليسترول (80٪) لتكوين الأحماض الصفراوية الأولية (كوليك وشينوديوكسيكوليك)، لبناء الأغشية الحيوية لخلايا الكبد، لتشكيل سلائف VLDL وHDL، وتوليف استرات الكوليسترول.

بالإضافة إلى العديد من الوظائف في عملية التمثيل الغذائي الوسيط، يلعب الكبد دورًا مهمًا في عملية الهضم، لأنه ينتج الصفراء.

الصفراءهو إفراز سائل بني مصفر، ويتكون من الماء (97٪)، والأحماض الصفراوية الحرة والمترافقة والأملاح (1٪)، البيليروبين والكوليسترول، والأملاح المعدنية، والدهون الفوسفاتية، IVH.

هناك الصفراء الكبدية والصفراء الكيسي، حيث تتشكل المذيلات البسيطة التي تتكون من الدهون الفوسفاتية والكوليسترول والأحماض الصفراوية (2.5: 1: 12.5). يتم الاحتفاظ بالكوليسترول غير القابل للذوبان في الماء في الصفراء في حالة مذابة بسبب وجود الأملاح الصفراوية والفوسفاتيديل كولين. عندما يكون هناك نقص في الأحماض الصفراوية في الصفراء، يترسب الكوليسترول، مما يعزز تكوين الحصوات. إذا تم انتهاك تكوين الصفراء أو تدفق الصفراء، فإن هضم الدهون في الجهاز الهضمي منزعج، مما يؤدي إلى إسهال دهني.

يلعب الكبد دورًا مهمًا في إزالة السموم من المواد الغريبة أو المواد الغريبة الحيوية. وهذا أمر ضروري للحفاظ على حياة الكائن الحي. تدخل المواد الأجنبية إلى الجسم مع الطعام أو عن طريق الجلد أو عن طريق الهواء المستنشق ويمكن أن تكون منتجات النشاط الاقتصادي البشري والمواد الكيميائية المنزلية والأدوية والإيثانول. في الكبد، يتم أيضًا تعطيل المستقلبات السامة لتحلل المواد المحتوية على النيتروجين: البيليروبين، ومنتجات تحلل الأحماض الأمينية، والأمينات الحيوية، والأمونيا، والهرمونات.

تفرز المواد الغريبة الحيوية المحبة للماء في البول. لإزالة المواد الكارهة للماء، تم تطوير آليات في عملية التطور، تمثل مرحلتين لإزالة السموم: التعديل والاقتران. التعديلات المحتملة: الهيدروكسيل (RH → ROH)، الأكسدة الكبريتية (R-S-R′→R-SO-R′)، التمييع التأكسدي (RNH 2 →R=O+NH 3)، إلخ.

في الكبد، تكون الأكسدة الميكروسومية (نظام الأكسجيناز الأحادي)، المسؤولة عن تحييد المواد الغريبة الحيوية (المواد الأجنبية)، هي الأكثر نشاطًا.

غالبًا ما يكون الهيدروكسيل نتيجة للتعديل الكيميائي للمواد السامة، والذي يحدث في المرحلة الأولى من المعادلة. في المرحلة الثانية، يحدث تفاعل الاقتران، ونتيجة لكلتا المرحلتين، تكون المنتجات الناتجة، كقاعدة عامة، قابلة للذوبان بدرجة عالية ويمكن إزالتها بسهولة من الجسم.

الإنزيمات الرئيسية المشاركة في نظام الأكسدة: السيتوكروم P 450 اختزال - بروتين الفلافوبروتين (الإنزيم المساعد FADH 2 أو FMNN 2)، السيتوكروم P 450، الذي يربط المادة المحبة للدهون RH وجزيء الأكسجين في المركز النشط. ترتبط ذرة O 2 واحدة بـ 2ē وتتحول إلى الشكل O 2-. المتبرع بالإلكترونات والبروتونات هو NADPH+H +، الذي يتأكسد بواسطة السيتوكروم - P 450 - اختزال، O 2- يتفاعل مع البروتونات: O 2- + 2H + →H 2 O. يتم تضمين الذرة الثانية من جزيء الأكسجين في مجموعة الهيدروكسيل من مادة RH لتكوين R -OH، يمكن أن يعمل الجليسين كمواد مترافقة (أثناء تحييد حمض البنزويك مع تكوين حمض الهيبوريك)؛ FAPS هو المتبرع ببقايا حمض الكبريتيك؛ UDP هو غلوكورونيد - أ الجهة المانحة لبقايا حمض الجلوكورونيك. يتم استخدام المترابطين الأخيرين في تحييد مستقلباته الخاصة (يقترن الإندول، من خلال الإندوكسيل، مع FAPS، مما يعطي إنديكان الحيوان)، وكذلك الأدوية (يقترن الأسبرين، بعد الانقسام المائي للأسيتات، مع UDP - جلوكورونيد، مكونًا غلوكورونيد الساليسيل المحب للماء، والذي يتم إزالته من الجسم عن طريق البول).

تخضع بعض المواد الغريبة الحيوية (الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات والأمينات العطرية والأفلاتوكسينات) لتغيرات في الكبد بواسطة إنزيمات نظام أحادي الأكسجين وتتحول إلى مواد مسرطنة. يمكن أن تلحق الضرر بالحمض النووي للجينات، والطفرات التي تساهم في تحويل الخلية الطبيعية إلى خلية ورم. يؤدي التعبير عن هذه الجينات المسرطنة إلى انتشار غير منضبط، أي. لتطور الورم.

وهكذا، فإن الإيبوكسيد المتكون نتيجة هيدروكسيل البنزانيثراسين يرتبط تساهميًا بالجوانين، ويكسر روابط الهيدروجين في زوج G≡C، وبالتالي يعطل تفاعل الحمض النووي مع البروتينات.

النتروزامينات المتكونة من حمض النيتروز والأمينات الثانوية (HNO 2 + R 2 NH → R 2 N-N = O) تحول السيتوزين إلى يوراسيل، ويصبح G≡C GU. سيكون للسلسلة التكميلية بالفعل SA، والتي، نتيجة للطفرات، يمكن أن تتحول إلى IA وسيكون زوجها التكميلي AT، أي. لقد تغير معنى ترميز الحمض النووي تمامًا.

يلعب الكبد أيضًا دورًا مهمًا في تحييد البيليروبين، الذي يتشكل في خلايا RES نتيجة لتحلل الهيموجلوبين والميوجلوبين والكاتلاز والسيتوكروم والهيموبروتينات الأخرى. البيليروبين الناتج غير قابل للذوبان في الماء، وينتقل في الدم على شكل مركب مع الألبومين ويسمى البيليروبين "غير المباشر". في الكبد، يدخل ربع البيليروبين غير المباشر في تفاعل اقتران مع حمض UDP- الجلوكورونيك، مكونًا البيليروبين ديجلوكورونيد، الذي يسمى البيليروبين "المباشر".

يفرز البيليروبين "المباشر" من الكبد مع الصفراء إلى الأمعاء الدقيقة، حيث ينقسم حمض الجلوكورونيك تحت تأثير الجلوكورونيداز من الميكروبات المعوية لتكوين البيليروبين الحر، والذي يتم تحويله أيضًا مع التكوين اللاحق للأصباغ الصفراوية: ستيركوبيلينوجين، ستيركوبيلين، يوروبيلينوجين، يوروبيلين. مؤشر انتهاك استقلاب الصباغ في الكبد هو محتوى البيليروبين "غير المباشر" و "المباشر" والإجمالي في الدم. تؤدي زيادة محتوى البيليروبين في الدم إلى ترسبه في الأنسجة ويسبب اليرقان لأسباب مختلفة. الأسباب الرئيسية لفرط بيليروبين الدم هي: زيادة انحلال الدم في خلايا الدم الحمراء، ونقص وخلل في إنزيم جلوكورونيل ترانسفيراز، وانسداد القنوات الصفراوية، وعدم التوازن بين تكوين البيليروبين وإفرازه، وتلف خلايا الكبد (الفيروسات، والمواد السامة الموجهه للكبد)، والتهاب الكبد، تليف الكبد، الخ.

اعتمادًا على أسباب فرط بيليروبين الدم، يتم تمييز الأنواع الرئيسية التالية من اليرقان: اليرقان الانحلالي، والمتني، والانسدادي، والوراثي، واليرقان الوليدي، وما إلى ذلك.

الاختبار التشخيصي لتحديد أصل اليرقان هو القيم الطبيعية التالية:

1) البيليروبين "المباشر" و"غير المباشر" في الدم؛

2) الصبغات الصفراوية في البول والبراز.

1) يحتوي الدم على البيليروبين الكلي من 8 إلى 20 ميكرومول/لتر بنسبة 25% (

5 ميكرومول/لتر) من إجمالي البيليروبين هو البيليروبين "المباشر".

2) في البول - لا البيليروبين، اليوروبيلين - 1-4 ملغ / يوم؛

3) يتم إطلاق ما يصل إلى 300 ملغ من الستيركوبيلين في البراز يوميًا (ألوان البراز بنية).

في اليرقان الانحلالي، يحدث فرط بيليروبين الدم بشكل رئيسي بسبب زيادة انحلال خلايا الدم الحمراء، مما يؤدي إلى زيادة في:

1) كمية البيليروبين غير المباشر (الحر) في الدم.

2) كمية اليوروبيلين في البول (البول الداكن)؛

3) كمية الستيركوبيلين في البراز (البراز داكن اللون).

الجلد والأغشية المخاطية صفراء. في حالة اليرقان المتني (الخلوي الكبدي)، تتلف خلايا الكبد، مما يؤدي إلى زيادة نفاذيتها. لذلك، مع اليرقان متني:

1) زيادة كمية البيليروبين "غير المباشر" و"المباشر" في الدم (تدخل الصفراء مباشرة إلى الدم)؛

2) تنخفض كمية اليوروبيلين في البول ويتم اكتشاف البيليروبين "المباشر"؛

3) ينخفض ​​محتوى الستيركوبيلين في البراز.

في حالة اليرقان الانسدادي (الميكانيكي)، يكون تدفق الصفراء ضعيفًا (انسداد القناة الصفراوية المشتركة)، مما يؤدي إلى:

1) في الدم - لزيادة البيليروبين "المباشر" ؛

2) في البول - لزيادة البيليروبين "المباشر" وغياب اليوروبيلين.

3) في البراز - بسبب عدم وجود أصباغ الصفراء، يتغير لون البراز.

هناك العديد من الأمراض المعروفة التي ينجم فيها اليرقان عن اضطرابات وراثية في استقلاب البيليروبين. يتم تشخيص ما يقرب من 5٪ من السكان باليرقان الناجم عن الاضطرابات الوراثية في بنية البروتينات والإنزيمات المسؤولة عن امتصاص البيليروبين غير المباشر في الكبد (متلازمة جيلبرت)، بسبب اقترانه بحمض الغلوكورونيك، الناجم عن انتهاك عملية الجلوكورونيدات. رد فعل في الكبد (متلازمة كراجلر نجار من النوع الأول والثاني) ، وهو انتهاك للنقل النشط لجلوكورونيدس البيليروبين المتكون في الكبد إلى الصفراء (متلازمة دابين روتور جونسون).

التشخيص التفريقي لليرقان الوراثي

متلازمة	خلل	الاعراض المتلازمة
فرط بيليرين الدم غير المقترن
كريجلر-نايجار من النوع الأول* (اليرقان الخلقي غير الانحلالي)	قلة النشاط، البيليروبين - UDP-glucuronyltransferase (لا يمكن علاجه بالفينوباربيتال - وهو محفز لجين UDP-glucuronyltransferase)	في الدم ob., n.b., k.b.↓, في البول u↓, k.b.↓, في البراز c↓.
نوع كريجلر-نيار-II	يكون تخليق UDP glucuronyltransferase، الذي يحفز إضافة مجموعة الجلوكورونيل الثانية، ضعيفًا (يمكن علاجه باستخدام الفينوباربيتال والعلاج الضوئي)
جيلبرت	لا تمتص خلايا الكبد البيليروبين، ويتم تقليل الاقتران	في الدم b.b.، n.b.، c.b.N↓، في البول c.b.↓، u.↓، في البراز c↓.
فرط بيليروبين الدم المقترن
دابين روتور جونسون	البيليروبين المقترن لا يدخل الصفراء	في الدم ob.b.، n.b.، c.b.، في البول c.b.↓، y↓، في البراز c↓.

عن. - البيليروبين الكلي،

ملحوظة: – البيليروبين غير المقترن

ك.ب. -. البيليروبين المترافق ،

ج - ستيركوبيلين،

ذ - يوروبيلين.

* - يموت الأطفال في سن مبكرة بسبب تطور اعتلال الدماغ البيليروبين.

يرتبط فرط بيليروبين الدم العائلي عند الأطفال حديثي الولادة بوجود مثبطات تنافسية لاقتران البيليروبين (الاستروجين والأحماض الدهنية الحرة) في حليب الثدي. أثناء الرضاعة الطبيعية، تؤدي هذه المثبطات إلى فرط بيليروبين الدم (فرط بيليروبين الدم العابر)، والذي يختفي عند التحول إلى الرضاعة الصناعية.

درس مختبري في الكيمياء الحيوية للكبد

الغرض من الدرس:

1. معرفة الوظائف الرئيسية للكبد، وملامح طرق تحييد الكائنات الغريبة والأيضات في الكبد، وتكوين وتحييد البيليروبين.

2. القدرة على قياس تركيز البيليروبين المباشر وغير المباشر في مصل الدم والصبغات الصفراوية في البول لتشخيص الأنواع الرئيسية لليرقان.

3. التعرف على أنواع اليرقان الوراثي.

مبدأ الطريقة. يعطي البيليروبين لونًا ورديًا باستخدام كاشف إيرليك. يتم استخدام شدة الصبغة للحكم على تركيز البيليروبين. يتم تحديد البيليروبين المباشر (المرادفات: البيليروبين-جلوكورونيد، البيليروبين المترافق، البيليروبين المترافق) بواسطة تفاعل لون إيرليك في غياب المذيبات العضوية. يتم تحديد البيليروبين الكلي (المباشر وغير المباشر) في وجود الكحول، مما يضمن تفاعل جميع أشكال البيليروبين مع عامل ديازوريا إيرليك. يتم تحديد البيليروبين غير المباشر (مرادفات: البيليروبين الحر، البيليروبين غير المقترن) من خلال الفرق بين الكلي والمباشر.

عمل الدورة:

تحليل المؤشرات البيوكيميائية لوظيفة الكبد في الحالة الطبيعية والمرضية

محتويات

مقدمة

1.1.2 تنظيم استقلاب الدهون

1.1.3 تنظيم استقلاب البروتين

1.2 وظيفة تشكيل اليوريا

1.3 تكوين الصفراء ووظيفة الإخراج

1.4 وظيفة التحول الحيوي (التحييد).

2. أمراض الكبد والتشخيص المختبري لأمراض الكبد

2.1 أساسيات التشخيص المختبري السريري لأمراض الكبد

2.2 المتلازمات السريرية والمخبرية الرئيسية لتلف الكبد

2.2.1 متلازمة التحلل الخلوي

2.2.4 متلازمة الالتهاب

2.2.5 متلازمة تحويلة الكبد

خاتمة

تشمل الكيمياء الحيوية للكبد حدوث عمليات التمثيل الغذائي الطبيعية واضطرابات التمثيل الغذائي مع تطور علم الأمراض. ستسمح لك دراسة جميع جوانب الكيمياء الحيوية للكبد برؤية صورة العضو الذي يعمل بشكل طبيعي ومشاركته في عمل الجسم بأكمله والحفاظ على التوازن. أيضًا، أثناء أداء وظائف الكبد الطبيعية، يحدث تكامل جميع عمليات التمثيل الغذائي الرئيسية في الجسم، ومن الممكن ملاحظة المراحل الأولية لعملية التمثيل الغذائي (على سبيل المثال، أثناء الامتصاص الأولي للمواد من الأمعاء) والمراحل النهائية مع المراحل اللاحقة. إزالة المنتجات الأيضية من الجسم.

عندما تضعف وظائف الكبد، يتحول التمثيل الغذائي في اتجاه معين، لذلك من الضروري دراسة الحالات المرضية للجهاز لمزيد من تشخيص الأمراض. حاليا، هذا مهم بشكل خاص، لأن أمراض الكبد تتقدم، ولا توجد طرق علاج جيدة بما فيه الكفاية حتى الآن. تشمل هذه الأمراض في المقام الأول التهاب الكبد الفيروسي، وتليف الكبد (غالبًا ما يكون مصحوبًا باستهلاك منتظم للكحول وغيرها من التأثيرات الخارجية الضارة المرتبطة بالبيئة غير المواتية)، والتغيرات الأيضية بسبب سوء التغذية، وسرطان الكبد. ولذلك فإن التشخيص المبكر لهذه الأمراض، والذي يمكن أن يعتمد على المؤشرات البيوكيميائية، مهم جداً.

الغرض من الدورة هو فحص وظائف الكبد ومقارنة المؤشرات البيوكيميائية لعمل هذا العضو في الظروف الطبيعية والمرضية. أيضا إشارة إلى المبادئ الأساسية للتشخيص المختبري، ووصف موجز لمتلازمات التهاب الكبد من مسببات مختلفة وأمثلة.

1. الكيمياء الحيوية الوظيفية للكبد

تقليديا، يمكن تقسيم وظائف الكبد وفقا للمؤشرات البيوكيميائية إلى: وظيفة تنظيمية متجانسة، بما في ذلك الأنواع الرئيسية من التمثيل الغذائي (الكربوهيدرات، الدهون، البروتين، استقلاب الفيتامينات، استقلاب المياه المعدنية والصباغ)، وتكوين اليوريا، وتشكيل الصفراء و وظائف تحييد. وستتم مناقشة هذه الوظائف الأساسية وتنظيمها بالتفصيل لاحقًا في هذا الفصل.

1.1 الوظيفة التنظيمية والتوازنية للكبد

الكبد هو العضو المركزي للتوازن الكيميائي، حيث تحدث جميع العمليات الأيضية بشكل مكثف للغاية وحيث تكون متشابكة بشكل وثيق.

1.1.1 استقلاب الكربوهيدرات في الكبد وتنظيمه

تدخل السكريات الأحادية (خاصة الجلوكوز) إلى الكبد عبر الوريد البابي وتخضع لتحولات مختلفة. على سبيل المثال، عندما يكون هناك تناول زائد للجلوكوز من الأمعاء، فإنه يترسب على شكل جليكوجين؛ وينتج الجلوكوز أيضًا عن طريق الكبد أثناء تحلل الجليكوجين وتولد السكر، ويدخل الدم وتستهلكه معظم الأنسجة. يتم تنظيم استقلاب الكربوهيدرات نظرًا لحقيقة أن الكبد هو العضو الوحيد عمليًا الذي يحافظ على مستوى ثابت من الجلوكوز في الدم حتى في ظل ظروف الصيام.

ويختلف مصير السكريات الأحادية حسب طبيعتها ومحتواها في مجرى الدم العام واحتياجات الجسم. ويذهب بعضها إلى الوريد الكبدي للحفاظ على التوازن، وبشكل أساسي نسبة الجلوكوز في الدم، وتلبية احتياجات الأعضاء. يتم تحديد تركيز الجلوكوز في الدم من خلال توازن معدلات دخوله من ناحية، واستهلاكه بواسطة الأنسجة من ناحية أخرى. في حالة ما بعد الامتصاص (تتطور حالة ما بعد الامتصاص بعد 1.5 إلى ساعتين من تناول الوجبة، وتسمى أيضًا التشبع الحقيقي أو الأيضي. تعتبر حالة ما بعد الامتصاص النموذجية هي الحالة في الصباح قبل الإفطار، بعد حوالي عشر ساعات - ساعة استراحة ليلية لتناول الطعام) ويكون تركيز الجلوكوز الطبيعي في الدم 60-100 ملجم/ديسيلتر (3.3-5.5 مول). ويستخدم الكبد بقية السكريات الأحادية (الجلوكوز بشكل أساسي) لتلبية احتياجاته الخاصة.

يحدث استقلاب الجلوكوز بشكل مكثف في خلايا الكبد. يتم تحويل الجلوكوز المستلم من الطعام فقط في الكبد بمساعدة أنظمة إنزيمية معينة إلى الجلوكوز 6 فوسفات (فقط في هذا الشكل تستخدم الخلايا الجلوكوز). فسفرة السكريات الأحادية الحرة هي تفاعل إلزامي في مسار استخدامها، فهي تؤدي إلى تكوين مركبات أكثر تفاعلية، وبالتالي يمكن اعتبارها تفاعل تنشيط. يتم فسفرة الجالاكتوز والفركتوز القادمين من القناة المعوية، بمشاركة الجالاكتوكيناز والفركتوكيناز، على التوالي، عند ذرة الكربون الأولى:

يتم أيضًا فسفرة الجلوكوز الذي يدخل خلايا الكبد باستخدام ATP. يتم تحفيز هذا التفاعل بواسطة إنزيمات الهيكسوكيناز والجلوكوكيناز.

تشخيص أمراض الكبد

يتمتع الهيكسوكيناز بقابلية عالية للجلوكوز (K·m

إلى جانب آليات أخرى، يمنع هذا الزيادات المفرطة في تركيزات الجلوكوز في الدم المحيطي أثناء عملية الهضم.

يعد تكوين الجلوكوز 6 فوسفات في الخلية نوعًا من "فخ" الجلوكوز ، نظرًا لأن غشاء الخلية غير منفذ للجلوكوز المفسفر (لا توجد بروتينات نقل مقابلة). وبالإضافة إلى ذلك، فإن الفسفرة تقلل من تركيز الجلوكوز الحر في السيتوبلازم. ونتيجة لذلك، يتم تهيئة الظروف الملائمة لتسهيل انتشار الجلوكوز من الدم إلى خلايا الكبد.

من الممكن أيضًا التفاعل العكسي لتحويل الجلوكوز 6 فوسفات إلى جلوكوز تحت تأثير الجلوكوز 6 فوسفات، الذي يحفز إزالة مجموعة الفوسفات مائيًا.

الجلوكوز الحر الناتج قادر على الانتشار من الكبد إلى الدم. في الأعضاء والأنسجة الأخرى (باستثناء الكلى والخلايا الظهارية المعوية) لا يوجد جلوكوز 6 فوسفات، وبالتالي يحدث الفسفرة فقط هناك، دون رد فعل عكسي، ومن المستحيل إطلاق الجلوكوز من هذه الخلايا.

يمكن تحويل الجلوكوز 6 فوسفات إلى الجلوكوز 1 فوسفات بمشاركة فوسفوجلوكوموتاز، الذي يحفز التفاعل العكسي.

يمكن أيضًا استخدام الجلوكوز 6 فوسفات في العديد من التحولات، وأهمها: تخليق الجليكوجين، والتقويض مع تكوين ثاني أكسيد الكربون وH2O أو تخليق اللاكتات والبنتوس. في الوقت نفسه، أثناء عملية التمثيل الغذائي للجلوكوز 6 فوسفات، يتم تشكيل المنتجات الوسيطة التي تستخدم لاحقًا لتخليق الأحماض الأمينية والنيوكليوتيدات والجلسرين والأحماض الدهنية. وبالتالي، فإن الجلوكوز 6 فوسفات ليس فقط ركيزة للأكسدة، ولكنه أيضًا مادة بناء لتخليق مركبات جديدة (الملحق 1).

لذلك، دعونا ننظر إلى أكسدة الجلوكوز والجلوكوز 6 فوسفات في الكبد. تتم هذه العملية بطريقتين: ثنائية التفرع وذرية. المسار الثنائي هو تحلل السكر، والذي يتضمن "التحلل اللاهوائي"، وينتهي بتكوين حمض اللاكتيك (اللاكتات) أو الإيثانول وثاني أكسيد الكربون و"التحلل الهوائي" - تحلل الجلوكوز، مرورًا بتكوين الجلوكوز 6 فوسفات، ثنائي فوسفات الفركتوز والبيروفات، سواء في غياب الأكسجين أو في وجوده (التمثيل الغذائي الهوائي للبيروفات يتجاوز استقلاب الكربوهيدرات، ولكن يمكن اعتباره مرحلته النهائية: أكسدة منتج تحلل السكر - البيروفات).

يتكون المسار الأبوتومي لأكسدة الجلوكوز أو دورة البنتوز من تكوين البنتوزات وعودة البنتوزات إلى السداسيات، ونتيجة لذلك ينهار جزيء جلوكوز واحد ويتشكل ثاني أكسيد الكربون.

تحلل السكر في ظل الظروف اللاهوائية- عملية إنزيمية معقدة لتحلل الجلوكوز تحدث دون استهلاك الأكسجين. المنتج النهائي لتحلل السكر هو حمض اللاكتيك. أثناء تحلل السكر، يتم إنتاج ATP.

تحدث عملية تحلل السكر في الهيالوبلازم (العصارة الخلوية) للخلية وتنقسم تقليديًا إلى إحدى عشرة مرحلة، والتي يتم تحفيزها على التوالي بواسطة أحد عشر إنزيمًا:

1. فسفرة الجلوكوز وتكوين الجلوكوز 6 فوسفات هو نقل بقايا الأرثوفوسفات إلى الجلوكوز باستخدام طاقة ATP. المحفز هو هيكسوكيناز. وقد تمت مناقشة هذه العملية أعلاه.

1. تحويل الجلوكوز 6 فوسفات بواسطة إنزيم إيزوميراز الجلوكوز 6 فوسفات إلى فركتوز 6 فوسفات:
2. يتم فسفرة الفركتوز 6 فوسفات مرة أخرى بسبب جزيء ATP الثاني، ويتم تحفيز التفاعل بواسطة فسفوفركتوكيناز:

التفاعل لا رجعة فيه، ويحدث في وجود أيونات المغنيسيوم وهو أبطأ تفاعل لتحلل السكر.

1. تحت تأثير إنزيم ألدولاز، ينقسم الفركتوز -1،6-ثنائي الفوسفات إلى قسمين من الفوسفوتريوز:

1. تفاعل الأيزومرية للفوسفات الثلاثي. يتم تحفيزه بواسطة إنزيم إيزوميراز ثلاثي الفوسفات:

1. يخضع جليسرالديهايد-3-فوسفات، في وجود إنزيم هيدروجيناز فوسفات جليسرالديهايد، والإنزيم المساعد NAD والفوسفات غير العضوي، لنوع من الأكسدة مع تكوين حمض 1,3-بيسفوسفوجليسريك والشكل المخفض من NAD - NAD*H 2:

1. يتم تحفيز التفاعل بواسطة كيناز فوسفوجليسيرات، ونقل مجموعة الفوسفات في الموضع 1 إلى ADP لتكوين ATP وحمض 3-فوسفوجليسريك (3-فوسفوجليسيرات):

1. يتم التحويل داخل الجزيئات لمجموعة الفوسفات المتبقية، وحمض 3-فوسفوجليسريك إلى حمض 2-فوسفوريلسيريك (2-فوسفوجليسيرات):

يمكن عكس التفاعل بسهولة ويحدث في وجود أيونات المغنيسيوم.

9. يتم تحفيز التفاعل بواسطة إنزيم إنزيم، حمض 2-فوسفوجليسريك، نتيجة إزالة جزيء الماء، يصبح حمض فوسفو إينول بيروفيك (فوسفو إينول بيروفيت)، وتصبح رابطة الفوسفات في الموضع 2 عالية الطاقة:

1. كسر الرابطة عالية الطاقة ونقل بقايا الفوسفات من فوسفونول بيروفات إلى ADP. تتبلور بواسطة إنزيم البيروفات كيناز:

11. تخفيض حمض البيروفيك وتكوين حمض اللاكتيك (اللاكتات). يحدث التفاعل بمشاركة إنزيم هيدروجيناز اللاكتات والإنزيم المساعد NAD*H 2، المتكون في التفاعل السادس:

تحلل السكر في الظروف الهوائية. هناك ثلاثة أجزاء لهذه العملية:

1. التحولات الخاصة بالجلوكوز، والتي تبلغ ذروتها في تكوين البيروفات (تحلل السكر الهوائي)؛

2. المسار العام للهدم (نزع الكربوكسيل التأكسدي لدورة البيروفات والسيترات) ؛

3. سلسلة نقل الإلكترون الميتوكوندريا.

ونتيجة لهذه العمليات، يتحلل الجلوكوز في الكبد إلى ثاني أكسيد الكربون وحمض الهيدروكلوريك، ويتم استخدام الطاقة المتحررة في تخليق ATP (الملحق 2).

يتضمن استقلاب الكربوهيدرات في الكبد تحولات خاصة بالجلوكوز فقط، حيث يحدث تحلل الجلوكوز إلى البيروفات، والتي يمكن تقسيمها إلى مرحلتين:

1. من الجلوكوز إلى فوسفات جليسرالديهيد. في التفاعلات، يتم دمج بقايا الفوسفات في سداسي ويتم تحويل الهكسوز إلى ثلاثي (الملحق 3). يتم تحفيز تفاعلات هذه المرحلة بواسطة الإنزيمات التالية: هيكسوكيناز أو جلوكوكيناز (1)؛ فسفوغلوكويزوميراز (2)؛ فسفوفركتوكيناز (3)؛ فركتوز 1،6-ثنائي فوسفات ألدولاز (4) ; ايزوميراز الفوسفوتريوز (5)

2. من فوسفات جليسرالديهايد إلى البيروفات. هذه هي ردود الفعل المرتبطة بتوليف ATP. وتنتهي المرحلة بتحويل كل جزيء جلوكوز إلى جزيئين من فوسفات جليسرالديهيد (الملحق 4). تشارك خمسة إنزيمات في التفاعلات: هيدروجيناز فوسفات الجليسرالديهيد (6)؛ كيناز فسفوغليسيرات (7)؛ فوسفوغليسيروموتاز (8)؛ إنولاز (9) ؛ البيروفات كيناز (10).

مسار فوسفات البنتوز (فسفوغلوكونات).يوفر تحويل الجلوكوز للخلية NADP المهدرج للتوليفات الاختزالية والبنتوسيز لتخليق النوكليوتيدات. يمكن تقسيم مسار فوسفات البنتوز إلى قسمين - المسارات المؤكسدة وغير المؤكسدة.

1. يتضمن المسار التأكسدي تفاعلين لنزع الهيدروجين، حيث يعمل NADP كمستقبل للهيدروجين (الملحق 5). في التفاعل الثاني، تحدث عملية نزع الكربوكسيل في وقت واحد، ويتم تقصير سلسلة الكربون بمقدار ذرة كربون واحدة، ويتم الحصول على البنتوسات.
2. المسار غير المؤكسد أكثر تعقيدًا. لا توجد تفاعلات نزع الهيدروجين هنا، بل يمكن أن تستخدم فقط للتحلل الكامل للبنتوس (إلى C0 2 وH 2 0) أو لتحويل البنتوز إلى جلوكوز (الملحق 6). المواد الأولية هي خمسة جزيئات من الفركتوز-6-فوسفات، تحتوي على إجمالي 30 ذرة كربون، والمنتج النهائي للتفاعل هو ستة جزيئات من الريبوز-5-فوسفات، تحتوي أيضًا على إجمالي 30 ذرة كربون.

يشكل المسار التأكسدي لتكوين البنتوسات ومسار عودة البنتوسات إلى السداسيات معًا عملية دورية:

في هذه الدورة، يتفكك جزيء جلوكوز واحد تمامًا في دورة واحدة، وتتحول جميع ذرات الكربون الستة الموجودة فيه إلى ثاني أكسيد الكربون.

يوجد أيضًا في الكبد عملية معاكسة لتحلل السكر - تكوين السكر. استحداث السكر- عملية تخليق الجلوكوز من مواد غير كربوهيدراتية. وتتمثل مهمتها الرئيسية في الحفاظ على مستويات السكر في الدم خلال فترات الصيام الطويل والنشاط البدني المكثف. يوفر استحداث السكر تخليق 80-100 جرام من الجلوكوز يوميًا. الركائز الأساسية لتكوين الجلوكوز هي اللاكتات والأحماض الأمينية والجلسرين. يعتمد إدراج هذه الركائز في تكوين السكر على الحالة الفسيولوجية للكائن الحي. اللاكتات هو نتاج تحلل السكر اللاهوائي. يتشكل تحت أي ظروف من الجسم في خلايا الدم الحمراء والعضلات العاملة. وهكذا، يتم استخدام اللاكتات باستمرار في تكوين الجلوكوز. يتم إطلاق الجلسرين أثناء التحلل المائي للدهون في الأنسجة الدهنية أثناء الصيام أو النشاط البدني لفترات طويلة. تتشكل الأحماض الأمينية نتيجة لانهيار بروتينات العضلات ويتم تضمينها في تكوين السكر أثناء الصيام لفترات طويلة أو عمل العضلات لفترات طويلة. تجدر الإشارة إلى أن تحلل السكر يحدث في العصارة الخلوية، وبعض تفاعلات تكوين السكر في الدم تحدث في الميتوكوندريا.

يتبع تكوين السكر بشكل أساسي نفس مسار تحلل السكر، ولكن في الاتجاه المعاكس (الملحق 7). ومع ذلك، فإن التفاعلات الثلاثة لتحلل السكر لا رجعة فيها، وفي هذه المراحل تختلف تفاعلات تكوين الجلوكوز عن تفاعلات تحلل السكر.

يتم تحويل البيروفات إلى فسفوينول بيروفيت (المرحلة الأولى التي لا رجعة فيها) بمشاركة إنزيمين: كربوكسيلاز البيروفات وفوسفوينول بيروفيت كربوكسي كيناز:

يتم تحفيز الخطوتين الأخريين غير القابلين للعكس بواسطة الفركتوز 1،6 فوسفات الفوسفات والجلوكوز 6 فوسفات الفوسفات:

يشكل كل تفاعل من تفاعلات تحلل السكر التي لا رجعة فيها، جنبًا إلى جنب مع التفاعل المقابل لتكوين السكر، دورة ركيزة (الملحق 7، التفاعلات 1، 2، 3).

تخليق الجلوكوز (تكوين الجلوكوز من الأحماض الأمينية والجلسرين). يمكن تصنيع الجلوكوز في الكبد من الأحماض الأمينية والجلسرين. أثناء تقويض الأحماض الأمينية، يتم تشكيل البيروفات أو أوكسالوسيتات كمنتجات وسيطة، والتي يمكن تضمينها في مسار تكوين السكر في مرحلة دورة الركيزة الأولى (الملحق 7، التفاعل 1). يتكون الجلسرين أثناء التحلل المائي للدهون ويمكن تحويله إلى جلوكوز (الملحق 8). تستخدم الأحماض الأمينية والجلسرين لتخليق الجلوكوز بشكل رئيسي أثناء الصيام أو عندما يكون النظام الغذائي منخفض الكربوهيدرات (تجويع الكربوهيدرات).

يمكن أن يحدث تكوين السكر أيضًا من اللاكتات. حمض اللاكتيك ليس المنتج النهائي لعملية التمثيل الغذائي، ولكن تكوينه هو مسار استقلابي مسدود: الطريقة الوحيدة لاستخدام حمض اللاكتيك ترتبط بتحويله مرة أخرى إلى البيروفات بمشاركة نفس نازعة هيدروجين اللاكتات:

من الخلايا التي يحدث فيها تحلل السكر، يدخل حمض اللاكتيك الناتج إلى الدم ويتم التقاطه بشكل رئيسي عن طريق الكبد، حيث يتم تحويله إلى البيروفات. يتأكسد البيروفات في الكبد جزئيًا ويتحول جزئيًا إلى جلوكوز - دورة كوري أو دورة الجلوكوزولاكتات:

يمكن تصنيع حوالي 80 جرامًا من الجلوكوز يوميًا في جسم الشخص البالغ، خاصة في الكبد. لا تكمن الأهمية البيولوجية لتكوين السكر في الدم في عودة اللاكتات إلى المجموعة الأيضية للكربوهيدرات فحسب، بل أيضًا في توفير الجلوكوز للدماغ عندما يكون هناك نقص في الكربوهيدرات في الجسم، على سبيل المثال، أثناء الكربوهيدرات أو الجوع الكامل.

تخليق الجليكوجين (تكوين الجليكوجين). كما ذكر أعلاه، يتم استخدام جزء من الجلوكوز الذي يدخل الكبد في تخليق الجليكوجين. الجليكوجين عبارة عن بوليمر متجانس متفرع من الجلوكوز حيث ترتبط بقايا الجلوكوز في مناطق خطية بواسطة رابطة جليكوسيدية a-1،4. عند نقاط التفرع، ترتبط المونومرات بروابط a-1,6-glycosidic. تتشكل هذه الروابط مع كل عُشر بقايا الجلوكوز تقريبًا. وينتج عن هذا بنية تشبه الشجرة بوزن جزيئي >10 7 D، وهو ما يتوافق مع حوالي 50000 من بقايا الجلوكوز (الملحق 9). عندما يتبلمر الجلوكوز، تنخفض قابلية ذوبان جزيء الجليكوجين الناتج، وبالتالي تأثيره على الضغط الاسموزي في الخلية. يفسر هذا الظرف سبب ترسيب الجليكوجين في الخلية وليس الجلوكوز الحر.

يتم تخزين الجليكوجين في العصارة الخلوية للخلية على شكل حبيبات يبلغ قطرها 10-40 نانومتر. بعد تناول وجبة غنية بالكربوهيدرات، يمكن أن يصل احتياطي الجليكوجين في الكبد إلى ما يقرب من 5٪ من كتلته.

يعمل تحلل الجليكوجين في الكبد بشكل أساسي على الحفاظ على مستويات الجلوكوز في الدم في فترة ما بعد الامتصاص. ولذلك فإن محتوى الجليكوجين في الكبد يتغير حسب إيقاع التغذية. مع الصيام لفترات طويلة، ينخفض ​​​​إلى ما يقرب من الصفر.

يتم تصنيع الجليكوجين أثناء عملية الهضم (1-2 ساعة بعد تناول الأطعمة التي تحتوي على الكربوهيدرات). يتطلب تخليق الجليكوجين من الجلوكوز طاقة.

بادئ ذي بدء، يخضع الجلوكوز للفسفرة بمشاركة إنزيمات الهيكسوكيناز والجلوكوكيناز. بعد ذلك، يتم تحويل الجلوكوز 6 فوسفات، تحت تأثير إنزيم فوسفوجلوكوموتاز، إلى الجلوكوز 1 فوسفات.

ويشارك بالفعل الجلوكوز 1 الفوسفات الناتج بشكل مباشر في تخليق الجليكوجين.

في المرحلة الأولى من التوليف، يتفاعل الجلوكوز -1 فوسفات مع UTP (يوريدين ثلاثي الفوسفات)، ويشكل الجلوكوز ثنائي فوسفات اليوريدين (UDP-الجلوكوز) والبيروفوسفات. يتم تحفيز هذا التفاعل بواسطة إنزيم الجلوكوز-1-فوسفات يوريديل ترانسفيراز (UDPG-بيروفوسفوريلاز) (الملحق 10).

في المرحلة الثانية - مرحلة تكوين الجليكوجين - يحدث نقل بقايا الجلوكوز الموجودة في الجلوكوز UDP إلى سلسلة الجلوكوزيد من الجليكوجين (كمية "البذور") (الملحق 11). في هذه الحالة، يتم تكوين رابطة جليكوسيدية b-1,4 بين ذرة الكربون الأولى من بقايا الجلوكوز المضافة ومجموعة 4-هيدروكسيل من بقايا الجلوكوز في السلسلة. يتم تحفيز هذا التفاعل بواسطة إنزيم الجليكوجين سينسيز. يتم بعد ذلك فسفرة UDP الناتجة مرة أخرى إلى UTP على حساب ATP، وبالتالي تبدأ دورة تحويل الجلوكوز 1 فوسفات بأكملها من جديد.

لقد ثبت أن سينسيز الجليكوجين غير قادر على تحفيز تكوين رابطة الجليكوسيدية b-1,6 الموجودة عند نقاط فرع الجليكوجين. يتم تحفيز هذه العملية بواسطة إنزيم خاص يسمى إنزيم تفرع الجليكوجين، أو أميلو-1،4-1،6-ترانس جلوكوزايداز. يحفز الأخير نقل جزء قليل السكاريد الطرفي الذي يتكون من 6 أو 7 بقايا جلوكوز من الطرف غير المختزل لإحدى السلاسل الجانبية، التي تحتوي على 11 وحدة بنائية على الأقل، إلى مجموعة 6-هيدروكسيل من بقايا الجلوكوز من نفس أو سلسلة جليكوجين أخرى. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل سلسلة جانبية جديدة. التفرع يزيد من معدل تخليق الجليكوجين وانهياره.

انهيار الجليكوجينأو هو التعبئةتحدث استجابة لزيادة حاجة الجسم للجلوكوز. ينهار الجليكوجين في الكبد بشكل رئيسي في الفترات الفاصلة بين الوجبات، ويتسارع الانهيار أثناء العمل البدني. يحدث انهيار الجليكوجين بمشاركة إنزيمين: فسفوريلاز الجليكوجين وإنزيم ذو خصوصية مزدوجة - 4: 4-ترانسفيراز-ب-1،6-جليكوسيداز. يحفز فسفوريلاز الجليكوجين تحلل الفسفرة في الرابطة 1.4 جليكوسيدية للأطراف غير المختزلة للجليكوجين، ويتم تقطيع بقايا الجلوكوز واحدًا تلو الآخر على شكل جلوكوز 1 فوسفات (الملحق 12). في هذه الحالة، لا يستطيع فسفوريلاز الجليكوجين أن يقطع بقايا الجلوكوز من الفروع القصيرة التي تحتوي على أقل من خمس بقايا جلوكوز؛ تتم إزالة هذه الفروع بواسطة 4:4-transferase-b-1,6-glycosidase. يحفز هذا الإنزيم نقل جزء ثلاثي المخلفات من فرع قصير إلى بقايا جلوكوز نهائية من فرع أطول؛ بالإضافة إلى ذلك، فإنه يتحلل الرابطة 1،6-جليكوسيديك وبالتالي يزيل آخر بقايا الفرع (الملحق 13).

يؤدي الصيام لمدة 24 ساعة إلى الاختفاء شبه الكامل للجليكوجين في خلايا الكبد. ومع ذلك، مع التغذية الإيقاعية، يمكن أن يوجد كل جزيء جليكوجين إلى أجل غير مسمى: في غياب الهضم ودخول الجلوكوز إلى الأنسجة، تنخفض جزيئات الجليكوجين بسبب انقسام الفروع الطرفية، وبعد الوجبة التالية تنمو مرة أخرى إلى أحجامها السابقة.

يتم تحويل الجلوكوز 1 فوسفات المتكون من الجليكوجين بمشاركة فسفوجلوكوموتاز إلى الجلوكوز 6 فوسفات، ويختلف مصيره الإضافي في الكبد والعضلات. في الكبد، يتم تحويل الجلوكوز 6 فوسفات إلى الجلوكوز بمشاركة الجلوكوز 6 فوسفات، ويدخل الجلوكوز إلى الدم ويستخدم في الأعضاء والأنسجة الأخرى.

تنظيم عمليات تكوين الجليكوجين وتحلل الجليكوجينتتم بواسطة الهرمونات: الأنسولين، الجلوكاجون، الأدرينالين. الإشارة الأساسية لتخليق الأنسولين والجلوكاجون هي التغير في تركيز الجلوكوز في الدم. الأنسولين والجلوكاجون موجودان بشكل مستمر في الدم، ولكن عندما تتغير فترة الامتصاص إلى فترة ما بعد الامتصاص، يتغير تركيزهما النسبي، وهو العامل الرئيسي الذي يحول استقلاب الجليكوجين في الكبد. تسمى نسبة تركيز الأنسولين في الدم إلى تركيز الجلوكاجون "مؤشر الأنسولين الجلوكاجون". وفي فترة ما بعد الامتصاص، ينخفض ​​مؤشر الأنسولين-الجلوكاجون، ويصبح تركيز الجلوكاجون حاسما في تنظيم تركيز الجلوكوز والدم. أثناء عملية الهضم، يسود تأثير الأنسولين، حيث يزداد مؤشر الأنسولين الجلوكاجون في هذه الحالة. بشكل عام، للأنسولين تأثير معاكس على استقلاب الجليكوجين مقارنة بالجلوكاجون. يخفض الأنسولين تركيز الجلوكوز في الدم أثناء عملية الهضم.

يحفز هرمون الأدرينالين إطلاق الجلوكوز من الكبد إلى الدم من أجل تزويد الأنسجة (خاصة الدماغ والعضلات) بـ "الوقود" في المواقف القصوى.

العامل التنظيمي في استقلاب الجليكوجين هو أيضًا القيمة كمالجلوكوكيناز، وهو أعلى بكثير من Km من هيكسوكيناز - يجب ألا يستهلك الكبد الجلوكوز لتخليق الجليكوجين إذا كانت كميته في الدم ضمن الحدود الطبيعية.

يشمل استقلاب الدهون في الكبد التخليق الحيوي للدهون المختلفة (الكوليسترول، ثلاثي الجلسرين، الفوسفوجليسريدات، السفينغوميلين، إلخ) التي تدخل الدم وتتوزع على الأنسجة الأخرى واحتراق (أكسدة) الأحماض الدهنية مع تكوين أجسام الكيتون، والتي تستخدم كمصدر للطاقة للأنسجة خارج الكبد.

يتم تسليم الأحماض الدهنية إلى موقع الأكسدة - إلى الميتوكوندريا في خلايا الكبد - بطريقة معقدة: بمشاركة الزلال، يتم نقل الأحماض الدهنية إلى الخلية؛ بمشاركة بروتينات خاصة - النقل داخل العصارة الخلوية؛ بمشاركة الكارنيتين - نقل الأحماض الدهنية من العصارة الخلوية إلى الميتوكوندريا.

عملية أكسدة الأحماض الدهنيةيتكون من المراحل الرئيسية التالية.

1. تفعيل الأحماض الدهنية. يحدث التنشيط على السطح الخارجي لغشاء الميتوكوندريا بمشاركة ATP والإنزيم المساعد A (HS-KoA) وأيونات Mg 2+. يتم تحفيز التفاعل بواسطة إنزيم إنزيم أسيل-CoA:

يحدث التنشيط على مرحلتين. أولاً، يتفاعل الحمض الدهني مع ATP لتكوين أسيل دينيلات، ثم تعمل مجموعة السلفهيدريل من CoA على أسيل دينيلات المرتبط بإحكام بالإنزيم لتكوين أسيل CoA وAMP.

ويتبع ذلك نقل الأحماض الدهنية إلى الميتوكوندريا. يعمل الكارنيتين كحامل للأحماض الدهنية طويلة السلسلة المنشطة عبر الغشاء الداخلي للميتوكوندريا. يتم نقل مجموعة الأسيل من ذرة الكبريت في CoA إلى مجموعة الهيدروكسيل في الكارنيتين.

2. يتكون الأسيل كارنيتين الذي ينتشر عبر غشاء الميتوكوندريا الداخلي:

يحدث التفاعل بمشاركة إنزيم السيتوبلازم المحدد، كارنيتين أسيل ترانسفيراز. بعد مرور الأسيل كارنيتين عبر غشاء الميتوكوندريا، يحدث تفاعل عكسي - انقسام الأسيل كارنيتين بمشاركة HS-CoA وناقل أسيل الكارنيتين في الميتوكوندريا:

3. الأكسدة داخل الميتوكوندريا للأحماض الدهنية. تتضمن عملية أكسدة الأحماض الدهنية في الميتوكوندريا الخلوية عدة تفاعلات متسلسلة.

المرحلة الأولى من نزع الهيدروجين. يخضع Acyl-CoA في الميتوكوندريا لعملية نزع الهيدروجين الأنزيمية، بينما يفقد Acyl-CoA ذرتين هيدروجين في الموضعين b وc، ويتحول إلى إستر CoA للحمض غير المشبع. يتم تحفيز التفاعل بواسطة نازعة هيدروجين acyl-CoA، ويكون المنتج هو enoyl-CoA:

مرحلة الترطيب. أسيل CoA غير المشبع (enoyl-CoA)، بمشاركة إنزيم enoyl-CoA hydratase، يربط جزيء الماء. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل β-هيدروكسي أسيل-CoA (أو 3-هيدروكسي أسيل-CoA):

المرحلة الثانية من نزع الهيدروجين. يتم بعد ذلك نزع الهيدروجين من β-hydroxyacyl-CoA (3-hydroxyacyl-CoA) الناتج. يتم تحفيز هذا التفاعل بواسطة نازعات الهيدروجين المعتمدة على NAD:

تفاعل الثيوليز. انقسام 3-oxoacyl-CoA بواسطة مجموعة الثيول في جزيء CoA الثاني. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل أسيل CoA الذي تم اختصاره بواسطة ذرتي كربون وجزء ثنائي الكربون على شكل أسيتيل CoA. يتم تحفيز هذا التفاعل بواسطة أسيتيل CoA acyltransferase (β-ketothiolase):

يخضع الأسيتيل CoA الناتج للأكسدة في دورة حمض ثلاثي الكربوكسيل، ويمر أسيل CoA، الذي تم اختصاره بذرتي كربون، مرة أخرى بشكل متكرر خلال مسار الأكسدة β بالكامل حتى تكوين بيوتيريل CoA (مركب رباعي الكربون)، والذي ويتأكسد بدوره إلى جزيئين من أسيتيل CoA.

التخليق الحيوي للأحماض الدهنية. يحدث تخليق الأحماض الدهنية في السيتوبلازم في الخلية. تتضمن الميتوكوندريا بشكل رئيسي استطالة سلاسل الأحماض الدهنية الموجودة. لقد ثبت أن حمض البالمتيك (16 ذرة كربون) يتم تصنيعه في سيتوبلازم خلايا الكبد، وفي ميتوكوندريا هذه الخلايا من هذا الحمض البالمتيك أو من الأحماض الدهنية ذات الأصل الخارجي، أي. تتشكل الأحماض الدهنية التي تأتي من الأمعاء والتي تحتوي على 18 و20 و22 ذرة كربون.

يشتمل نظام الميتوكوندريا للتخليق الحيوي للأحماض الدهنية على تسلسل معدل قليلاً من تفاعلات أكسدة بيتا، ويقوم فقط باستطالة الأحماض الدهنية متوسطة السلسلة الموجودة في الجسم، بينما يحدث التخليق الحيوي الكامل لحمض البالمتيك من أسيتيل CoA بشكل نشط في العصارة الخلوية، أي. خارج الميتوكوندريا، على طول مسار مختلف تماما.

يقع نظام التخليق الحيوي للأحماض الدهنية خارج الميتوكوندريا (تكوين الدهون) في الجزء القابل للذوبان (عصاري خلوي) من خلايا الكبد. يحدث التخليق الحيوي للأحماض الدهنية بمشاركة NADPH وATP وMn2+ وHCO3- (كمصدر لثاني أكسيد الكربون)؛ الركيزة هي أسيتيل CoA، والمنتج النهائي هو حمض البالمتيك.

تعليمالأحماض الدهنية غير المشبعة. استطالة الأحماض الدهنية.

يتم تصنيع اثنين من الأحماض الدهنية الأحادية غير المشبعة الأكثر شيوعًا، البالميتوليك والأوليك، من الأحماض البالمتيكية والأحماض الدهنية. تحدث هذه التحولات في ميكروسومات خلايا الكبد. فقط الأشكال المنشطة من الأحماض البالمتيكية والأحماض الدهنية تخضع للتحول. تسمى الإنزيمات المشاركة في هذه التحولات باسم desaturases. إلى جانب عدم تشبع الأحماض الدهنية (تكوين روابط مزدوجة)، يحدث تطويلها (استطالتها) أيضًا في الميكروسومات، ويمكن دمج هاتين العمليتين وتكرارهما. تحدث استطالة سلسلة الأحماض الدهنية عن طريق الإضافة المتتابعة لأجزاء ثنائية الكربون إلى أسيل CoA المقابل بمشاركة malonyl-CoA وNADPH. يسمى نظام الإنزيم الذي يحفز استطالة الأحماض الدهنية elongase. يتم عرض مسارات تحويل حمض البالمتيك في تفاعلات التشبع والاستطالة في الملحق 14.

التخليق الحيوي للدهون الثلاثية. يحدث تخليق الدهون الثلاثية من الجلسرين والأحماض الدهنية (بشكل رئيسي دهني، البالمتيك والأوليك). المسار الأول لتخليق الدهون الثلاثية الحيوي في الكبد يبدأ من خلال تكوين ب-جليسيروفوسفات (جليسرول-3-فوسفات) كمركب وسيط؛ تتم فسفرة الجلسرين بواسطة ATP لتكوين جليسيرول-3-فوسفات:

يرتبط المسار الثاني بشكل رئيسي بعمليات تحلل السكر وتحلل الجليكوجين. من المعروف أنه في عملية تحلل السكر في الدم، يتم تشكيل فوسفات ثنائي هيدروكسي أسيتون، والذي، في وجود هيدروجيناز الجلسرين -3 فوسفات السيتوبلازمي، يمكن تحويله إلى جلسرين -3 فوسفات:

يتم استحلال الجلسرين 3-فوسفات المتكون بطريقة أو بأخرى بشكل تسلسلي بواسطة جزيئين من مشتق CoA من الحمض الدهني. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل حمض الفوسفاتيديك (فوسفاتيديت):

تحدث أسيلة الجلسرين 3-فوسفات بالتتابع، أي. في مرحلتين. أولاً، يحفز إنزيم أسيل ترانسفيراز الجلسرين 3-فوسفات تكوين الليزوفوسفاتيدات. بعد ذلك، يتم تحلل حمض الفوسفاتيديك بواسطة فوسفاتيدات فسفوهيدرولاز إلى 1،2-ديجليسريد (1،2-دياسيل جلسرين):

يتم بعد ذلك استحلال 1,2-ديجليسريد بواسطة جزيء ثالث من أسيل-CoA وتحويله إلى ثلاثي الجليسريد (ثلاثي الجلسرين). يتم تحفيز هذا التفاعل بواسطة ثنائي أسيل الجلسرين أسيل ترانسفيراز:

لقد ثبت أن معظم الإنزيمات المشاركة في التخليق الحيوي للدهون الثلاثية تقع في الشبكة الإندوبلازمية، وعدد قليل منها فقط، على سبيل المثال ناقلة أسيل الجلسرين 3-فوسفات، موجود في الميتوكوندريا.

استقلاب الفوسفوليبيد. تلعب الفوسفوليبيدات دورًا مهمًا في بنية ووظيفة أغشية الخلايا، وتنشيط الغشاء والإنزيمات الليزوزومية، وفي توصيل النبضات العصبية، وتجلط الدم، والتفاعلات المناعية، وعمليات تكاثر الخلايا وتجديد الأنسجة، وفي نقل الإلكترونات في السلسلة. من إنزيمات الجهاز التنفسي. تلعب الفسفوليبيدات دورًا خاصًا في تكوين مجمعات البروتين الدهني. يتم تصنيع أهم الدهون الفوسفاتية بشكل رئيسي في الشبكة الإندوبلازمية للخلية.

يلعب 1،2-ديجليسيريد دورًا رئيسيًا في التخليق الحيوي للدهون الفوسفاتية (في تخليق الفوسفاتيديل كولين والفوسفاتيديل إيثانولامين)، وحمض الفوسفاتيديك (في تخليق الفوسفاتيديلينوسيتول) والسفينجوزين (في تخليق السفينغوميلين). يشارك سيتيدين ثلاثي الفوسفات (CTP) في تخليق جميع الدهون الفوسفاتية تقريبًا.

التخليق الحيوي للكوليسترول. في تركيب الكوليسترول، يمكن تمييز ثلاث مراحل رئيسية: I - تحويل الأسيتات النشطة إلى حمض الميفالونيك، II - تكوين السكوالين من حمض الميفالونيك، III - تدوير السكوالين إلى كوليسترول.

دعونا نفكر في مرحلة تحويل الأسيتات النشطة إلى حمض الميفالونيك. الخطوة الأولى في تخليق حمض الميفالونيك من أسيتيل CoA هي تكوين أسيتو أسيتيل CoA من خلال تفاعل ثيولاز عكسي. بعد ذلك، مع التكثيف اللاحق لـ acetoacetyl-CoA مع الجزيء الثالث من acetyl-CoA بمشاركة سينسيز هيدروكسي ميثيل جلوتاريل-CoA (سينثاس HMG-CoA)، يتم تشكيل β-hydroxy-β-methylglutaryl-CoA. بعد ذلك، β-hydroxy-β-methylglutaryl-CoA، تحت تأثير الإنزيم التنظيمي المعتمد على NADP-hydroxymethylglutaryl-CoA reductase (HMG-CoA reductase)، نتيجة لاختزال إحدى مجموعات الكربوكسيل وانقسام H2S -KoA، يتحول إلى حمض الميفالونيك.

إلى جانب المسار الكلاسيكي للتخليق الحيوي لحمض الميفالونيك، هناك مسار ثانٍ يتم فيه تكوين β-hydroxy-β-methylglutaryl-S-ACP كركيزة وسيطة. تفاعلات هذا المسار مماثلة للمراحل الأولية للتخليق الحيوي للأحماض الدهنية حتى تكوين أسيتو أسيتيل-S-ACP. يشارك إنزيم Acetyl-CoA carboxylase، وهو الإنزيم الذي يحول أسيتيل CoA إلى malonyl-CoA، في تكوين حمض الميفالونيك على طول هذا المسار.

في المرحلة الثانية من تخليق الكوليسترول، يتم تحويل حمض الميفالونيك إلى السكوالين. تبدأ تفاعلات المرحلة الثانية بفسفرة حمض الميفالونيك بمساعدة ATP. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل استر 5 فوسفوريك، ثم استر 5 بيروفوسفوريك من حمض الميفالونيك.5 حمض بيروفوسفوميفالونيك، نتيجة الفسفرة اللاحقة لمجموعة الهيدروكسيل الثالث، يشكل منتج وسيط غير مستقر - 3-فوسفو- 5-حمض البيروفوسفوميفالونيك، والذي، بعد نزع الكربوكسيل منه وفقدان بقايا حمض الفوسفوريك، يتحول إلى بيروفوسفات الإيزوبنتينيل. ويتصاوغ الأخير إلى ثنائي ميثيل أليل بيروفوسفات. يتم بعد ذلك تكثيف كلا من بيروفوسفات إيزوبنتنيل الأيزوميري (بيروفوسفات ثنائي ميثيل أليل وبيروفوسفات إيزوبنتينيل) لتحرير بيروفوسفات وتكوين بيروفوسفات جيرانيل. يضاف بيروفوسفات الأيزوبنتينيل مرة أخرى إلى بيروفوسفات جيرانيل. ينتج عن هذا التفاعل بيروفوسفات فارنيسيل. في التفاعل النهائي لهذه المرحلة، يتكون السكوالين نتيجة للتكثيف الاختزالي المعتمد على NADPH لجزيئين من بيروفوسفات فارنيسيل.

في المرحلة الثالثة من التخليق الحيوي للكوليسترول، يتحول السكوالين، تحت تأثير أوكسيدوسيكلاز السكوالين، إلى شكل لانوستيرول. يتضمن التحويل اللاحق للانوستيرول إلى كوليسترول سلسلة من التفاعلات تتضمن إزالة ثلاث مجموعات ميثيل، وتشبع الرابطة المزدوجة في السلسلة الجانبية، وإزاحة الرابطة المزدوجة.

ويرد المخطط العام لتخليق الكوليسترول في الملحق 15.

استقلاب الأجسام الكيتونية. مصطلح أجسام الكيتون (الأسيتون) يعني حمض الأسيتو أسيتيك (أسيتواسيتات) CH3COCH2COOH، وحمض بيتا هيدروكسي بيوتريك (β-هيدروكسي بيوتيرات، أو D-3-هيدروكسي بيوتيرات) CH3CHONCH2COOH والأسيتون CH3COCH3.

يحدث تكوين أجسام الكيتون على عدة مراحل (الملحق 16). في المرحلة الأولى، يتكون أسيتو أسيتيل مرافق الإنزيم أ من جزيئين من أسيتيل مرافق الإنزيم أ. يتم تحفيز التفاعل بواسطة إنزيم أسيتيل-CoA أسيتيل ترانسفيراز (3-كيتوثيولاس). ثم يتفاعل أسيتو أسيتيل CoA مع جزيء أسيتيل CoA آخر. يحدث التفاعل تحت تأثير إنزيم هيدروكسي ميثيل جلوتاريل-CoA. إن β-hydroxy-β-methylglutaryl-CoA الناتج قادر على الانقسام إلى أسيتو أسيتات وأسيتيل-CoA بفعل لياز هيدروكسي ميثيل غلوتاريل-CoA. يتم تقليل الأسيتو أسيتات بمشاركة إنزيم هيدروجيناز D-3-hydroxybutyrate المعتمد على NAD، مما يؤدي إلى تكوين حمض D-β-hydroxybutyric (D-3-hydroxybutyrate).

هناك طريق ثانٍ لتخليق الأجسام الكيتونية. يتكون أسيتو أسيتيل CoA من تكثيف جزيئين من أسيتيل CoA، وهو قادر على فصل الإنزيم المساعد A وتحويله إلى أسيتو أسيتات. يتم تحفيز هذه العملية بواسطة إنزيم أسيتو أسيتيل-CoA هيدرولاز (دي أسيلاز). ومع ذلك، فإن المسار الثاني لتكوين حمض الأسيتو أسيتيك (أسيتو أسيتات) ليس مهمًا، نظرًا لأن نشاط الديسيلاز في الكبد منخفض.

في دم الشخص السليم، يتم احتواء أجسام الكيتون فقط بتركيزات صغيرة جدًا (0.03-0.2 مليمول / لتر في مصل الدم). وينبغي التأكيد على الدور الهام الذي تلعبه الأجسام الكيتونية في الحفاظ على توازن الطاقة. توفر أجسام الكيتون الوقود للعضلات والكلى، وربما تعمل كجزء من آلية تنظيمية للتغذية الراجعة لمنع التعبئة المفرطة للأحماض الدهنية من مخازن الدهون. والكبد استثناء بهذا المعنى، فهو لا يستخدم الأجسام الكيتونية كمواد طاقة. ومن الميتوكوندريا الكبدية، تنتشر هذه المركبات إلى الدم ويتم نقلها إلى الأنسجة الطرفية.

الكبد هو الموقع المركزي لتبادل التلقيح الاصطناعي. يأتون إلى هنا من الأمعاء ومستودعات الدهون كجزء من ألبومين بلازما الدم.

تنظيم تخليق وتكسير الدهون في الكبد. تحتوي خلايا الكبد على أنظمة إنزيمية نشطة لتخليق الدهون وتكسيرها. يتم تحديد تنظيم استقلاب الدهون إلى حد كبير من خلال تنظيم استقلاب الأحماض الدهنية، ولكنه لا يقتصر على هذه الآليات. يتم تنشيط تخليق الأحماض الدهنية والدهون أثناء عملية الهضم، كما يتم تنشيط تحللها في حالة ما بعد الامتصاص وأثناء الصيام. بالإضافة إلى ذلك، فإن معدل استخدام الدهون يتناسب مع كثافة عمل العضلات. يرتبط تنظيم استقلاب الدهون ارتباطًا وثيقًا بتنظيم استقلاب الجلوكوز. كما هو الحال في استقلاب الجلوكوز، تلعب هرمونات الأنسولين والجلوكاجون والأدرينالين وعمليات تبديل الفسفرة وإزالة الفسفرة من البروتينات دورًا مهمًا في تنظيم استقلاب الدهون.

يتم تنظيم استقلاب البروتين في الكبد عن طريق التخليق الحيوي المكثف للبروتينات وأكسدة الأحماض الأمينية. ينتج جسم الإنسان خلال النهار حوالي 80-100 جرام من البروتين، نصفها في الكبد. أثناء الصيام، يكون الكبد هو الأسرع في استخدام البروتينات الاحتياطية لتزويد الأنسجة الأخرى بالأحماض الأمينية. يبلغ فقدان البروتين في الكبد حوالي 20٪. بينما في الأعضاء الأخرى لا تزيد عن 4٪. عادة ما يتم تجديد بروتينات الكبد نفسه بالكامل كل 20 يومًا. يرسل الكبد معظم البروتينات المركبة إلى بلازما الدم. عند الضرورة (على سبيل المثال، أثناء الصيام الكامل أو صيام البروتين)، تعمل هذه البروتينات أيضًا كمصادر للأحماض الأمينية الأساسية.

بعد دخولها الكبد عبر الوريد البابي، تخضع الأحماض الأمينية لعدد من التحولات، ويحمل الدم جزءًا كبيرًا من الأحماض الأمينية في جميع أنحاء الجسم ويستخدم للأغراض الفسيولوجية. يضمن الكبد توازن الأحماض الأمينية الحرة في الجسم عن طريق تصنيع الأحماض الأمينية غير الأساسية وإعادة توزيع النيتروجين. تُستخدم الأحماض الأمينية الممتصة في المقام الأول كمواد بناء لتخليق بروتينات الأنسجة المحددة والإنزيمات والهرمونات وغيرها من المركبات النشطة بيولوجيًا. تتعرض كمية معينة من الأحماض الأمينية للتحلل مع تكوين المنتجات النهائية لاستقلاب البروتين (CO2 وH2O وNH3) وإطلاق الطاقة.

جميع الألبومين، 75-90٪ من بيتا الجلوبيولين (بيتا 1 -أنتيتريبسين، بيتا 2 -ماكروجلوبولين - مثبطات الأنزيم البروتيني، بروتينات المرحلة الحادة من الالتهاب)، 50٪ من بيتا الجلوبيولين في البلازما يتم تصنيعها بواسطة خلايا الكبد. يقوم الكبد بتصنيع عوامل تخثر البروتين (البروثرومبين، الفيبرينوجين، البروكفرتين، الجلوبيولين المسرع، عامل عيد الميلاد، عامل ستيوارت براور) وجزء من مضادات التخثر الطبيعية الأساسية (مضاد الثرومبين، البروتين C، إلخ). تشارك خلايا الكبد في تكوين بعض مثبطات انحلال الفيبرين، وتتشكل منظمات تكون الكريات الحمر - الإريثروبويتين - في الكبد. بروتين سكري هابتوغلوبين، الذي يشكل مركبًا مع الهيموجلوبين لمنع إفرازه عن طريق الكلى، هو أيضًا من أصل كبدي. ينتمي هذا المركب إلى بروتينات المرحلة الحادة من الالتهاب وله نشاط البيروكسيديز. يمكن اعتبار السيرولوبلازمين، وهو أيضًا بروتين سكري يتم تصنيعه بواسطة الكبد، ديسموتاز فوق أكسيد خارج الخلية، مما يسمح له بحماية أغشية الخلايا. علاوة على ذلك، فإنه يحفز إنتاج الأجسام المضادة. تأثير مماثل، فقط على المناعة الخلوية، له ترانسفيرين، الذي يتم بلمرةه أيضًا بواسطة خلايا الكبد.

يمكن تصنيع بروتين آخر يحتوي على الكربوهيدرات، ولكن له خصائص مثبطة للمناعة، عن طريق الكبد - البروتين الجنيني ب، الذي تعمل زيادة تركيزه في بلازما الدم كعلامة قيمة لبعض أورام الكبد والخصيتين والمبيض. الكبد هو مصدر معظم بروتينات النظام المكمل.

في الكبد، يحدث التبادل الأكثر نشاطًا لمونومرات البروتين - الأحماض الأمينية: تخليق الأحماض الأمينية غير الأساسية، تخليق المركبات النيتروجينية غير البروتينية من الأحماض الأمينية (الكرياتين، الجلوتاثيون، حمض النيكوتينيك، البيورينات والبيريميدين، البورفيرين، ثنائي الببتيدات، أنزيمات البانتوثينات، وما إلى ذلك)، أكسدة الأحماض الأمينية مع تكوين الأمونيا، والتي يتم تحييدها في الكبد أثناء تخليق اليوريا.

لذلك دعونا نفكر شائعةمسارات استقلاب الأحماض الأمينية. تشمل المسارات الشائعة لتحويل الأحماض الأمينية في الكبد إزالة الأمونيا، ونقل الأمين، ونزع الكربوكسيل، والتخليق الحيوي للأحماض الأمينية.

تمييع الأحماض الأمينية. تم إثبات وجود 4 أنواع من تمييع الأحماض الأمينية (انقسام المجموعة الأمينية) (الملحق 17). تم عزل أنظمة الإنزيم المقابلة التي تحفز هذه التفاعلات وتم تحديد منتجات التفاعل. وفي جميع الحالات، يتم إطلاق مجموعة NH 2 من الحمض الأميني على شكل أمونيا. بالإضافة إلى الأمونيا، تشمل منتجات إزالة الرطوبة الأحماض الدهنية وأحماض الهيدروكسي وأحماض الكيتو.

نقل الأحماض الأمينية. يشير النقل إلى تفاعلات النقل بين الجزيئات لمجموعة أمينية (NH2—) من حمض أميني إلى حمض كيتو ب دون تكوين وسيط للأمونيا. تفاعلات النقل قابلة للعكس وتحدث بمشاركة إنزيمات ناقلة الأمين المحددة، أو الترانساميناسات.

مثال على رد فعل النقل:

نزع الكربوكسيل من الأحماض الأمينية. عملية إزالة مجموعة الكربوكسيل من الأحماض الأمينية على شكل ثاني أكسيد الكربون. منتجات التفاعل الناتجة هي الأمينات الحيوية. تفاعلات نزع الكربوكسيل، على عكس العمليات الأخرى لاستقلاب الأحماض الأمينية المتوسطة، لا رجعة فيها. يتم تحفيزها بواسطة إنزيمات محددة - ديكاربوكسيلاز الأحماض الأمينية.

تحييدالأمونيا في الجسم. في جسم الإنسان، يتعرض حوالي 70 جرامًا من الأحماض الأمينية يوميًا للتحلل، ونتيجة لتفاعلات التبليل والأكسدة للأمينات الحيوية، يتم إطلاق كمية كبيرة من الأمونيا، وهو مركب شديد السمية. ولذلك، ينبغي أن يبقى تركيز الأمونيا في الجسم منخفضا. مستوى الأمونيا في الدم عادة لا يتجاوز 60 ميكرومول / لتر. يجب أن تخضع الأمونيا للارتباط في الكبد لتكوين مركبات غير سامة تفرز بسهولة في البول.

إحدى طرق ربط وتحييد الأمونيا في الجسم هي التخليق الحيوي للجلوتامين (وربما الأسباراجين). يتم إفراز الجلوتامين والأسباراجين في البول بكميات صغيرة. وبدلا من ذلك، فإنها تؤدي وظيفة النقل المتمثلة في حمل الأمونيا في شكل غير سام. يتم تحفيز تخليق الجلوتامين بواسطة إنزيم الجلوتامين.

الطريقة الثانية والرئيسية لتحييد الأمونيا في الكبد هي تكوين اليوريا، والتي سيتم مناقشتها أدناه في وظيفة تكوين اليوريا في الكبد.

في خلايا الكبد، تخضع الأحماض الأمينية الفردية لتحولات محددة. يتكون التوراين من الأحماض الأمينية المحتوية على الكبريت، والتي يتم تضمينها لاحقًا في الأحماض الصفراوية المقترنة (توروكوليك، توروديوكسيكوليك)، ويمكن أن يكون أيضًا بمثابة مضاد للأكسدة، حيث يربط أنيون هيبوكلوريت، ويثبت أغشية الخلايا؛ يحدث تنشيط الميثيونين، والذي في الشكل س- يعمل الأدينوسيل ميثيونين كمصدر لمجموعات الميثيل في تفاعلات نهاية نشأة الكرياتين، وتخليق الكولين لفوسفاتيدات الكولين (المواد المؤثرة على الدهون).

التخليق الحيوي للأحماض الأمينية غير الأساسية. يمكن تصنيع أي من الأحماض الأمينية غير الأساسية في الجسم بالكميات المطلوبة. في هذه الحالة، يتكون جزء الكربون من الحمض الأميني من الجلوكوز، ويتم إدخال المجموعة الأمينية من الأحماض الأمينية الأخرى عن طريق النقل. يتم تشكيل ألانيا، الأسبارتات، والغلوتامات من البيروفات، أوكسالوسيتات، وب-كيتوجلوتارات، على التوالي. يتكون الجلوتامين من حمض الجلوتاميك عن طريق عمل إنزيم الجلوتامين:

يتم تصنيع الأسباراجين من حمض الأسبارتيك والجلوتامين، والذي يعمل بمثابة مجموعة أميد مانحة؛ يتم تحفيز التفاعل بواسطة إنزيم الأسباراجين، ويتكون البرولين من حمض الجلوتاميك. يتم تصنيع الهيستيدين (حمض أميني قابل للاستبدال جزئيًا) من ATP والريبوز: الجزء البيورين من ATP يزود جزء -N = CH-NH- لدورة إيميدازول من الهيستيدين؛ ويتكون باقي الجزيء من الريبوز.

إذا لم يكن هناك حمض أميني غير أساسي في الغذاء، فإن الخلايا تقوم بتصنيعه من مواد أخرى، وبالتالي تحافظ على المجموعة الكاملة من الأحماض الأمينية اللازمة لتخليق البروتين. في حالة فقدان واحد على الأقل من الأحماض الأمينية الأساسية، يتوقف تخليق البروتين. وذلك لأن الغالبية العظمى من البروتينات تحتوي على جميع الأحماض الأمينية العشرين؛ لذلك، إذا كان واحد منهم على الأقل مفقودا، فإن تخليق البروتين مستحيل.

يتم تصنيع الأحماض الأمينية القابلة للاستبدال جزئيا في الجسم، إلا أن معدل تصنيعها لا يكفي لتلبية كافة احتياجات الجسم من هذه الأحماض الأمينية، وخاصة عند الأطفال. يمكن تصنيع الأحماض الأمينية الأساسية المشروطة من الأحماض الأمينية الأساسية: السيستين - من الميثيونين والتيروزين - من الفينيل ألانين. بمعنى آخر، يعتبر السيستين والتيروزين من الأحماض الأمينية غير الأساسية، بشرط وجود كمية كافية من الميثيونين والفينيل ألانين في الغذاء.

1.1.4 مشاركة الكبد في استقلاب الفيتامينات

تتكون مشاركة الكبد في استقلاب الفيتامينات من عمليات ترسيب جميع الفيتامينات التي تذوب في الدهون: A، D، E، K، F (إفراز الصفراء يضمن أيضًا امتصاص هذه الفيتامينات) والعديد من الفيتامينات الهيدروفيتامينية ( ب12، حمض الفوليك، ب1، ب6، PP الخ.)، تخليق بعض الفيتامينات (حمض النيكوتينيك) والإنزيمات المساعدة.

ويتميز الكبد بأنه ينشط الفيتامينات:

1. يتم تحويل حمض الفوليك إلى حمض رباعي هيدروفوليك (THFA) بمساعدة فيتامين C؛ يتضمن التخفيض كسر رابطتين مزدوجتين وإضافة أربع ذرات هيدروجين في المواضع 5 و6 و7 و8 لتكوين حمض رباعي هيدروفوليك (THFA). يحدث في مرحلتين من الأنسجة بمشاركة إنزيمات محددة تحتوي على NADP مخفض. أولاً، يؤدي عمل إنزيم اختزال حمض الفوليك إلى إنتاج حمض ثنائي هيدروفوليك (DHFA)، والذي، بمشاركة إنزيم ثانٍ، اختزال ثنائي هيدروفولات، يتم اختزاله إلى THFA:

1. تتم فسفرة الفيتامينات ب1 وب6 إلى ثنائي فوسفات الثيامين وفوسفات البيريدوكسال، على التوالي. فيتامين ب 6 (البيريدوكسين) هو مشتق من 3-هيدروكسي بيريدين. يشير مصطلح فيتامين ب 6 إلى مشتقات 3-هيدروكسي بيريدين الثلاثة التي لها نفس نشاط الفيتامين: البيريدوكسين (البيريدوكسول)، البيريدوكسال والبيريدوكسامين:

على الرغم من أن المشتقات الثلاثة لـ 3-هيدروكسي بيريدين تتمتع بخصائص الفيتامينات، إلا أن المشتقات المفسفرة من البيريدوكسال والبيريدوكسامين هي فقط التي تؤدي وظائف الإنزيم المساعد. فسفرة البيريدوكسال والبيريدوكسامين هو تفاعل إنزيمي يحدث بمشاركة كينازات محددة. على سبيل المثال، يتم تحفيز تخليق فوسفات البيريدوكسال بواسطة كيناز البيريدوكسال:

فيتامين ب1 (الثيامين). يحتوي تركيبه الكيميائي على حلقتين - بيريميدين وثيازول، متصلتين برابطة الميثيلين. يتم تصنيع كلا النظامين الحلقيين بشكل منفصل كأشكال مفسفرة، ثم يتحدان من خلال ذرة نيتروجين رباعية.

تحويل فيتامين ب 1 إلى شكله النشط، بيروفوسفات الثيامين (TPP)، والذي يسمى أيضًا ثنائي فوسفات الثيامين (TDP)، يتضمن إنزيم ثيامين بيروفوسفوكيناز المعتمد على ATP.

1. يتم تحويل بعض الكاروتينات إلى فيتامين أ تحت تأثير كاروتين ديوكسيجيناز. الكاروتينات هي بروفيتامينات لفيتامين أ. هناك 3 أنواع من الكاروتينات: كاروتينات ب، وب، ود، والتي تختلف عن بعضها البعض في تركيبها الكيميائي ونشاطها البيولوجي. يتمتع البيتا كاروتين بأكبر نشاط بيولوجي، لأنه يحتوي على حلقتين بيتا أيونون، وعندما يتم تكسيره في الجسم، يتكون منه جزيئين من فيتامين أ:

أثناء التحلل التأكسدي للكاروتينات ب وج، يتم تكوين جزيء واحد فقط من فيتامين أ، حيث يحتوي كل من هذه البروفيتامينات على حلقة بيتا أيونون واحدة.

4. يخضع فيتامين د لأول عملية هيدروكسيل في طريقه لإنتاج هرمون الكالسيتريول. في الكبد، يحدث الهيدروكسيل في الموضع 25. تسمى الإنزيمات التي تحفز هذه التفاعلات هيدروكسيليزات، أو إنزيمات أحادية الأكسجين. تستخدم تفاعلات الهيدروكسيل الأكسجين الجزيئي.

5. يتم تقليل فيتامين C المؤكسد إلى حمض الأسكوربيك.

6. يتم تضمين الفيتامينات PP، B2، وحمض البانتوثينيك في النيوكليوتيدات المقابلة (NAD +، NAD + F، FMN، FAD، CoA-SH)؛

7. يتأكسد فيتامين K ليكون بمثابة بيروكسيد كإنزيم مساعد في نضوج (تعديل ما بعد الترجمة) لعوامل تخثر البروتين.

يقوم الكبد بتصنيع البروتينات التي تؤدي وظائف النقل فيما يتعلق بالفيتامينات. على سبيل المثال، البروتين المرتبط بالريتينول (ينخفض ​​محتواه مع الأورام)، والبروتين المرتبط بالفيتامين E، وما إلى ذلك. تفرز بعض الفيتامينات، وخاصة القابلة للذوبان في الدهون، وكذلك منتجات تحولاتها، من الجسم كجزء من الصفراء.

1.1.5 مشاركة الكبد في استقلاب المياه المعدنية

إن مشاركة الكبد في استقلاب المياه المعدنية هو أنه يكمل نشاط الكلى في الحفاظ على توازن الماء والملح وهو بمثابة مرشح داخلي للجسم. يحتفظ الكبد بأيونات Na +، K +، Cl -، Ca 2+ والماء ويطلقها في الدم. بالإضافة إلى ذلك، يقوم الكبد بترسيب العناصر الكلية (K، Na، Ca، Mg، Fe) والعناصر الدقيقة (Cu، Mn، Zn، Co، As، Cd، Pb، Se) ويشارك في توزيعها على الأنسجة الأخرى باستخدام وسائل النقل. البروتينات.

لتجميع الحديد، تقوم خلايا الكبد بتصنيع بروتين خاص - الفيريتين. تم اكتشاف مركب بروتيني يحتوي على حديد غير قابل للذوبان في الماء في الخلايا البطانية الشبكية في الكبد والطحال - هيموسيديرين. تقوم خلايا الكبد بتصنيع السيرولوبلازمين، والذي، بالإضافة إلى الوظائف المذكورة أعلاه، يعمل كبروتين ناقل لأيونات النحاس. الترانسفيرين، الذي له وظائف متعددة، مثل السيرولوبلازمين، يتشكل أيضًا في الكبد ويستخدم لنقل أيونات الحديد فقط في بلازما الدم. هذا البروتين ضروري لنمو الخلايا الجنينية أثناء تكوين الكبد. في الكبد، يتم تضمين أيون الزنك في هيدروجيناز الكحول، وهو ضروري للتحول الحيوي للإيثانول. يتم تحويل مركبات السيلينيوم التي تدخل خلايا الكبد إلى أحماض أمينية تحتوي على Se، وبمساعدة t-RNA محدد، يتم تضمينها في بروتينات Se المختلفة: الجلوتاثيون بيروكسيداز (GPO)، 1-يودوثيرونين-5' - ديوديناز، Se-protein P. ويعتبر هذا الأخير الناقل الرئيسي لهذا العنصر النزولي. يضمن ديوديناز، الموجود ليس فقط في الكبد، تحويل هرمون الغدة الدرقية إلى الشكل النشط - ثلاثي يودوثيرونين. كما هو معروف، الجلوتاثيون بيروكسيداز هو إنزيم رئيسي في الدفاع ضد الجذور. في الكبد، يتأكسد الكبريت الموجود في الأحماض الأمينية إلى كبريتات، والتي تستخدم في شكل FAPS (فوسفوأدينوسيل فوسفوسلفات) في تفاعلات سلفنة GAGs، والدهون، وكذلك في عمليات التحول الحيوي للأجانب الحيوية وبعض المواد الداخلية (أمثلة من منتجات التعطيل هي كبريتات السكاتوكسيل وكبريتات الإندوكسيل). يمكن أن يكون الكبد بمثابة مستودع مؤقت للمياه، خاصة أثناء الوذمة (يمكن أن تصل كمية H2O إلى 80% من كتلة العضو).

1.1.6 مشاركة الكبد في استقلاب الصباغ

تتجلى مشاركة الكبد في استقلاب الأصباغ في تحويل الكروموبروتينات إلى البيليروبين في خلايا RES الموجودة في الكبد، وتصريف البيليروبين في خلايا الكبد نفسها وتحلل اليوروبيلينوجين الممتص من الأمعاء إلى غير صبغي. منتجات.

تتشكل أصباغ الهيموكروموجين في الجسم أثناء تحلل الهيموجلوبين (بدرجة أقل بكثير أثناء تحلل الميوجلوبين والسيتوكرومات وما إلى ذلك).

المرحلة الأولية من انهيار الهيموغلوبين (في الخلايا البلعمية، ولا سيما في الخلايا البطانية الشبكية النجمية، وكذلك في المنسجات من النسيج الضام لأي عضو) هي تمزق جسر الميثين مع تشكيل فيردوغلوبين. بعد ذلك، يتم فصل ذرة الحديد وبروتين الجلوبين من جزيء فيردوجلوبين. ونتيجة لذلك، يتكون البيليفيردين، وهو عبارة عن سلسلة من أربع حلقات بيرول متصلة بواسطة جسور الميثان. ثم يتحول البيليفيردين، بعد استعادته، إلى البيليروبين، وهي صبغة تفرز مع الصفراء وبالتالي تسمى الصباغ الصفراوي. ويسمى البيليروبين الناتج البيليروبين غير المباشر (غير المقترن). وهو غير قابل للذوبان في الماء ويعطي تفاعلاً غير مباشر مع كاشف الديازو، أي. يحدث التفاعل فقط بعد المعالجة بالكحول. في الكبد، يتحد البيليروبين (المقترن) مع حمض الغلوكورونيك. يتم تحفيز هذا التفاعل بواسطة إنزيم UDP-glucuronyltransferase، ويتفاعل حمض الغلوكورونيك في شكله النشط، أي. في شكل UDFGK. ويسمى جلوكورونيد البيليروبين الناتج البيليروبين المباشر (البيليروبين المترافق). وهو قابل للذوبان في الماء ويتفاعل مباشرة مع كاشف الديازو. يتحد معظم البيليروبين مع جزيئين من حمض الجلوكورونيك لتكوين البيليروبين ديجلوكورونيد. يتم إخراج البيليروبين المباشر المتكون في الكبد، مع جزء صغير جدًا من البيليروبين غير المباشر، مع الصفراء إلى الأمعاء الدقيقة. هنا، ينشق حمض الجلوكورونيك من البيليروبين المباشر ويحدث اختزاله مع التكوين المتسلسل للميزوبيلينوجين والميزوبيلينوجين (اليوروبيلينوجين). من الأمعاء الدقيقة، يتم إعادة امتصاص جزء من الميزوبيلينوجين الناتج (اليوروبيلينوجين) من خلال جدار الأمعاء، ويدخل الوريد البابي ويتم نقله عن طريق مجرى الدم إلى الكبد، حيث يتم تقسيمه بالكامل إلى ثنائي وثلاثي بيرول. وبالتالي، عادة لا يدخل الميزوبيلينوجين إلى الدورة الدموية العامة والبول. تدخل الكمية الرئيسية من الميزوبيلينوجين من الأمعاء الدقيقة إلى الأمعاء الغليظة وهنا يتم تحويلها إلى ستيركوبيلينوجين بمشاركة البكتيريا اللاهوائية. يتأكسد ستيركوبيلينوجين الناتج في الأجزاء السفلية من القولون (بشكل رئيسي في المستقيم) إلى ستيركوبيلين ويفرز في البراز. يتم امتصاص جزء صغير فقط من الستيركوبيلينوجين في نظام الوريد الأجوف السفلي (يدخل أولاً إلى الأوردة البواسير) ثم يُفرز لاحقًا في البول (الملحق 18).

في معظم حالات أمراض الكبد، توضح الاختبارات السريرية طبيعة الآفة، بناءً على مبادئ تشخيص المتلازمة. يتم دمج العمليات المرضية الرئيسية في متلازمات المختبر مع مراعاة اختبارات المؤشرات: 1) التحلل الخلوي. 2) ركود صفراوي (داخل وخارج الكبد)؛ 3) اكتئاب الكبد (فشل خلايا الكبد، فشل الكبد الطفيف، فشل العمليات الاصطناعية)؛ 4) الالتهاب. 5) جراحة الكبد. 6) تجديد ونمو الورم.

في حالة الاشتباه في وجود أمراض معينة، يتم أخذ المتلازمات البيوكيميائية الرئيسية المميزة لهذا المرض بعين الاعتبار. ويتم اتخاذ برنامج الفحص الوظيفي القياسي كأساس، ولكن يتم فحص اختبارين على الأقل لكل حالة.

2.2.1 متلازمة التحلل الخلوي

يحدث عندما تتلف خلايا الكبد ويحدث على خلفية انتهاك واضح لسلامة أغشية خلايا الكبد وعضياتها، مما يؤدي إلى إطلاق مكونات الخلية في الفضاء بين الخلايا والدم. غالبًا ما تحتفظ الخلية التي تخضع للتحلل الخلوي بقدرتها على البقاء، ولكن إذا ماتت، فإننا نتحدث عن النخر.

في حالة أمراض خلايا الكبد، تنتهي الإنزيمات المنبعثة منها بسرعة في بلازما الدم، حيث أن خلايا الكبد لها اتصال مباشر مع الفضاء الخلالي وداخل الأوعية الدموية، بالإضافة إلى أن نفاذية جدران الشعيرات الدموية في هذا العضو عالية.

يتم ملاحظة التغيرات البيوكيميائية الرئيسية في المسارات العامة للتقويض. يعاني الفسفرة التأكسدية، نتيجة لذلك، ينخفض ​​\u200b\u200bمستوى ATP، ويتغير تركيز الشوارد. وينعكس خلل هذا الأخير في درجة نفاذية أغشية الخلايا. يؤدي تثبيط تخليق ATP على المدى الطويل إلى نقص الطاقة، وتلف تخليق البروتين واليوريا وحمض الهيبوريك، ويلاحظ تغيرات في استقلاب الدهون والكربوهيدرات.

تلعب الليزوزومات دورًا مهمًا في تطور هذه الحالة، والتي يتم تدميرها بسبب انهيار هياكل الغشاء، ويتم إطلاق الإنزيمات المحللة في العصارة الخلوية.

هذه المتلازمة المختبرية أكثر شيوعًا في التهاب الكبد الفيروسي الحاد وإصابات الكبد الحادة الأخرى (السامة الناجمة عن المخدرات)، والتهاب الكبد المزمن النشط، وتليف الكبد، وفي اليرقان تحت الكبدي سريع التطور والمطول.

2.2.2 متلازمة الركود الصفراوي

وهو ناتج عن تغيرات في الوظيفة الصفراوية لخلايا الكبد مع تعطيل تكوين المذيلة الصفراوية وتلف أصغر القنوات الصفراوية أثناء الركود الصفراوي داخل الكبد. يرتبط الركود الصفراوي خارج الكبد بالعوائق الميكانيكية التي تعيق التدفق الطبيعي للصفراء في القنوات الصفراوية خارج الكبد.

في متلازمة الركود الصفراوي، يزداد نشاط الإنزيمات المفرزة، ويلاحظ ارتفاع نسبة الكولسترول في الدم، ويزيد محتوى الدهون الفوسفاتية، والبروتينات الدهنية منخفضة الكثافة (LDL)، والأملاح الصفراوية. قد يكون فرط بيليروبين الدم ممكنًا بسبب الجزء المقيد، وينخفض ​​تركيز الألبومين ويزداد محتوى الجلوبيولين b وc وg في مصل الدم.

في متلازمة الركود الصفراوي، تحديد نشاط الفوسفاتيز القلوي له أهمية تشخيصية كبيرة. , الذي يفصل ما تبقى من حمض الفوسفوريك من استراته العضوية. هذا إنزيم غير متجانس، والذي يمثله أيزومرات مختلفة، لأنه في المتلازمة هناك زيادة قصوى في الفوسفاتيز القلوي. تحديد نشاط الليوسين أمينوببتيداز (LAP)، الذي يتحلل بقايا الأحماض الأمينية N- الطرفية في البروتينات، مهم أيضًا في الركود الصفراوي. في التهاب الكبد الفيروسي، يزداد نشاط PAP، مثل aminotransferases (ويمكن أن يكون أعلى 100 مرة من الحد الأعلى للمستوى الفسيولوجي).

في المرضى الذين يعانون من أشكال ركودية من تلف الكبد، يتم تسجيل التغيرات في استقلاب الصباغ. على وجه الخصوص، لوحظ فرط بيليروبين الدم بسبب الشكل المرتبط به. ويظهر البيليروبين في البول بسبب محبته للماء فيعطيه لوناً داكناً. من ناحية أخرى، لا يوجد يوروبيلين في البول. علامة تشخيصية مميزة هي وجود الأملاح الصفراوية في البول، مما يعطيه رغوة.

2.2.3 متلازمة الاكتئاب الكبدي (فشل الكبد الطفيف)

تتميز بشكل رئيسي بضعف الوظيفة الاصطناعية. مع المتلازمة يحدث انخفاض في نشاط إنزيم الكولينستراز في مصل الدم، تغيرات كمية في مستويات الجلوكوز في الدم، انخفاض في محتوى البروتين الكلي وخاصة الألبومين، نقص كوليستيرول الدم، انخفاض في قيم عوامل تخثر الدم II، V، VII، فرط بيليروبين الدم بسبب زيادة مساهمة الكسر الحر، والتغيرات في معلمات اختبارات الإجهاد (برومسولفاليك حسب روزنتال وايت، إندوسيانيك-فوفافيردين، يوفردين، أنتيبيرين، الجالاكتوز، الكافيين).

من حيث القيمة التشخيصية، فإن متلازمة الاكتئاب الكبدي أدنى بكثير من متلازمة التحلل الخلوي. ومع ذلك، فإن المؤشرات البيوكيميائية لهذه المعاناة تلعب دورا هاما في تحديد شدة المرض وتحديد الفشل الكبدي الحاد، وهو سمة من أشكال مداهم. المعايير الأكثر حساسية هي اختبار خافض الحرارة، ومحتوى البروكفرتين في مصل الدم (عادة 80-120%)، والذي ينخفض ​​في غالبية المرضى الذين يعانون من متلازمة الاكتئاب الكبدي المعتدل. في الممارسة اليومية، لا تزال اختبارات الحساسية المتوسطة - مؤشر البروثرومبين ونشاط الكولينستراز (ChE) في مصل الدم - تُستخدم على نطاق واسع. تم اكتشاف نوعين من إنزيم الكولينستراز في جسم الإنسان: أستيل كولينستراز الحقيقي وإنزيم الكولينستراز الكاذب. الأول يتحلل الأسيتيل كولين، والأنسجة العصبية وخلايا الدم الحمراء غنية به، والثاني يتم تصنيعه بشكل رئيسي في خلايا الكبد ويكسر كلاً من استرات الكولين وغير الكولين. يعد نشاط إنزيم الكولسترول من أهم العوامل التشخيصية المخبرية التي تميز الحالة الوظيفية للكبد. في هذه المتلازمة، يتم تثبيط نشاط إنزيم الكولينسترين. تشمل الاختبارات في هذه المجموعة تحديد مستويات الجلوكوز . لقد ثبت أنه كلما كان مسار التهاب الكبد الحاد أكثر خطورة، كلما لوحظ نقص السكر في الدم في كثير من الأحيان . في فشل الكبد الحاد، يحدث انخفاض في مستوى هذا السكاريد الأحادي في الدم لدى كل مريض رابع.

يتميز الخلل في طيف البروتين في مصل الدم بنقص ألبومين الدم وزيادة في قيم الجلوبيولين بسبب الكسر g. في الأشكال الخفيفة من التهاب الكبد، لا تتغير كمية البروتينات، وفي الأشكال الأكثر شدة، يلاحظ فرط بروتينات الدم على خلفية انخفاض مستويات الألبومين. نقص ألبومين الدم الثانوي في تلف الكبد المزمن (التهاب الكبد الفيروسي الحاد طويل الأمد، تليف الكبد) هو علامة إنذار غير مواتية. يمكن أن يؤدي إلى انخفاض في الضغط الجرمي لبلازما الدم، وتطور الوذمة، ومن ثم الاستسقاء.

لوحظت اضطرابات التمثيل الغذائي للدهون، وهي نقص الكولسترول في الدم، وخاصة بالنسبة للجزء المرتبط بالإيثر، في التهاب الكبد الفيروسي الحاد وأورام الكبد الخبيثة. إن تحديد التركيب الجزئي للكوليسترول والبروتينات الدهنية الفردية (HDL في المقام الأول) في بلازما الدم له أهمية تشخيصية كبيرة.

تتميز التغيرات في استقلاب الصباغ بسبب خلل في جزء من خلايا الكبد بفرط بيليروبين الدم بسبب البيليروبين الحر. اعتمادا على مستوى الكتلة الأيضية، يتم تمييز الضرر في المراحل التالية: في النقل النشط للجزء الحر من الدم إلى خلايا الكبد وفي تكوين جلوكورونيدات البيليروبين في خلايا الكبد.

2.2.4 متلازمة الالتهاب

ناجم عن توعية خلايا الأنسجة ذات الكفاءة المناعية وتفعيل نظام الخلايا الشبكية. التعبير النسيجي لهذه المتلازمة هو ارتشاح الخلايا اللمفاوية في المسالك البوابية والسدى داخل الفصيصات، أي الالتهاب المناعي. أي رد فعل مناعي يتكشف من خلال تفاعل الخلايا اللمفاوية التائية والبائية والبلاعم والعدلات. في حالة تلف الكبد الكحولي، تشارك الحمضات في هذه العملية. تتميز متلازمة الالتهاب بما يلي: فرط بروتينات الدم بسبب زيادة بشكل رئيسي في نسبة الجلوبيولين g، زيادة في قيم الغلوبولين المناعي وخاصة IgG، IgM، IgA، تغيرات في العينات الرسوبية البروتينية (ثيمول، تسامى، فيلتمان) ) ، ظهور أجسام مضادة غير محددة للبروتينات النووية منزوعة الأكسجين، وألياف العضلات الملساء، والميتوكوندريا، والميكروسومات.تستخدم اختبارات ثبات الغروانية (اختبار الثيمول، اختبار فيلتمان، اختبار كبريتات الزنك) على نطاق واسع في مختبرات التشخيص السريري. ترجع النتيجة الإيجابية لهذه الاختبارات إلى التغيرات الكمية في محتوى الكسور الفردية (b-، c-، g-globulins) أو انخفاض نسبة الألبومين / الجلوبيولين. الأكثر انتشارا هو اختبار ماكلاجان (الثيمول)، والذي يتم تسجيله بشكل واضح في 90٪ من حالات التهاب الكبد الفيروسي الحاد حتى في مرحلة ما قبل اليرقان من المرض، وكذلك في شكله اليرقاني.

يتم تسجيله بسبب تطور الضمانات الوريدية القوية مع الدخول اللاحق إلى مجرى الدم العام لكمية كبيرة من المواد التي عادة ما تتحول في الكبد. تشمل هذه المركبات أملاح الأمونيوم، والفينولات، والأحماض الأمينية (التيروزين، والفينيل ألانين، والتربتوفان، والميثيونين)، والأحماض الدهنية قصيرة السلسلة التي تحتوي على 4-8 ذرات كربون (أحماض البيوتريك، والفاليريك، والكابرويك، والكابريليك) والميركابتانات. . تتراكم في الدم بتركيزات عالية، وتصبح سامة للجهاز العصبي المركزي وتهدد بحدوث اعتلال الدماغ الكبدي. تشمل المواد الموجودة في هذه المجموعة أيضًا السموم الداخلية - عديدات السكاريد الدهنية للميكروبات المعوية سلبية الجرام.

في أمراض الكبد، وخاصة تليف الكبد، يتم تعطيل عمليات تمييع الأحماض الأمينية وتخليق اليوريا. لا يمكن تحييد النيتروجين الأميني الموجود في الدم في الكبد (بسبب تحويله إلى اليوريا) ويتم إرساله إلى الدورة الدموية العامة، حيث يسبب تركيزه العالي تأثيرًا سامًا. ويعتبر التسمم بـ"الأمونيا" من أهم الأعراض التي تحفز تطور غيبوبة "الكبد" واعتلال الدماغ.

2.2.6 تجديد الكبد ومتلازمة نمو الورم

مؤشره هو اكتشاف كميات كبيرة من البروتين الجنيني ب في مصل الدم (8 مرات أو أكثر مقارنة بالمعدل الطبيعي). تعتبر الزيادات الصغيرة في مستوى هذا البروتين السكري (1.5-4 مرات) أكثر شيوعًا مع زيادة التجدد، خاصة مع تليف الكبد النشط. بشكل عام، يمكن اعتبار انتقال المتلازمة إلى التهاب الكبد المزمن، ثم إلى تليف الكبد والسرطان، بمثابة عملية مرضية واحدة.

خاتمة

يعد الكبد من أهم الأعضاء التي تدعم الوظائف الحيوية للجسم، حيث أن الوظائف البيوكيميائية، بما في ذلك التفاعلات الأيضية المختلفة التي تحدث في الكبد، هي الأساس والمحور الرابط لعملية التمثيل الغذائي العام للمواد. بالإضافة إلى ذلك، يقوم الكبد بوظائف محددة، على سبيل المثال، يشارك في عملية الهضم عن طريق إفراز الصفراء؛ يقوم بتصفية الدم من خلال تكوين المنتجات النهائية الأيضية، والتي يتم إخراجها لاحقًا من الجسم؛ يوفر المناعة جزئيًا عن طريق تصنيع بروتينات بلازما الدم.

بشكل عام، تؤدي جميع وظائف الكبد إلى الحفاظ على التوازن، وانتهاك واحد منها على الأقل يمكن أن يؤدي إلى تغيرات في الجسم بأكمله، مما يعني أن أمراض الكبد تؤثر على حالة الأعضاء الأخرى والجسم ككل. لذلك، تناولت الدورة الحالة الطبيعية والمرضية للكبد وتطرقت إلى أساسيات التشخيص المختبري، حيث أن معرفة مهارات التعرف على متلازمات تلف الكبد تسمح للشخص بالتشخيص الدقيق وتحديد سبب المرض في المستقبل، والذي مهم جدًا في مرحلة مبكرة ويجعل من الممكن وصف العلاج المناسب.

فهرس

1. أنوخين، ب.ك. النظرية الفسيولوجية العصبية للجوع والشهية والشبع [مصدر إلكتروني] / Anokhin P.K.، Sudakov K.V. - 1971.- المجلد 2، العدد 1. - ص. 3. - وضع الوصول: http://www.curemed.ru/medarticle/articles/14248.htm.

2. بيريزوف، ت.ت. الكيمياء البيولوجية [النص]: كتاب مدرسي / T. T. Berezov، B. F. Korovkin. - الطبعة الثالثة، منقحة ومكملة. - م: الطب، 1998. - 704 ص: مريض. - (النص مضاء لطلاب الجامعات الطبية). - ردمك 5-225-02709-1.

3. الكيمياء الحيوية [نص]: كتاب مدرسي للجامعات / إد. العضو المقابل راس، البروفيسور. إي إس سيفيرينا. - الطبعة الثانية، مراجعة. - م: GEOTAR-MED، 2004. - 748 ص: مريض. - (سلسلة "القرن الحادي والعشرون"). - ردمك 5-9231-0390-7.

4. الكيمياء الحيوية السريرية [النص] / أد. عضو تصحيح. RAS، الأكاديمي في الأكاديمية الروسية للعلوم الطبية V. A. Tkachuk. - الطبعة الثانية، منقحة ومكملة. - م: GEOTAR-MED، 2004. - 512 ص. - (كتاب الجامعة الكلاسيكي). - ردمك 5-9231-0420-2.

5. Murray, R. الكيمياء الحيوية البشرية [النص]: في مجلدين / R. Murray, D. Grenner, P. Mayes, V. Rodwell. - لكل. من الانجليزية V. V. بوريسوفا، E. V. Dainichenko؛ حررت بواسطة إل إم. جينودمان. - م: مير، 1993. - مريض. -ردمك 5-03-001774-7.

6. نيكيتينا، ل.ب. الكيمياء الحيوية للكبد في الظروف الطبيعية وفي علم الأمراض [النص]: كتاب مدرسي للمدرسين وطلاب جامعات الطب والأطباء والمتدربين والمقيمين السريريين / إل بي نيكيتينا، إن في سولوفيوفا،

بي بي تسيديندامباييف. - تشيتا: المؤسسة التعليمية الحكومية ChSMA، 2004. - 52 ص.

7. نيكولاييف، أ.يا. الكيمياء البيولوجية [نص] / أ.يا. نيكولاييف. - الطبعة الرابعة، المنقحة. وإضافية - م: وكالة المعلومات الطبية. - 2004. - 556 ص: مريض. - ردمك 5-89481-219-4.

8. ستراير، ل. الكيمياء الحيوية [النص]: في 3 مجلدات / ل. ستراير. - لكل. من الانجليزية إم دي جروزدوفا؛ حررت بواسطة جنوب شرق. سيفيرينا. - م: مير، 1984. - مريض.

الحيوانات والنباتات والفطريات والفيروسات والبكتيريا. عدد ممثلي كل مملكة كبير جدًا بحيث لا يسع المرء إلا أن يتساءل عن مدى تناسبنا جميعًا على الأرض. ولكن على الرغم من هذا التنوع، فإن جميع الكائنات الحية على هذا الكوكب تشترك في العديد من السمات الأساسية.

القواسم المشتركة بين جميع الكائنات الحية

يأتي الدليل من عدة سمات أساسية للكائنات الحية:

• الاحتياجات الغذائية (استهلاك الطاقة وتحولها داخل الجسم)؛
• احتياجات التنفس؛
• القدرة على التكاثر
• النمو والتطور طوال دورة الحياة.

يتم تمثيل أي من العمليات المذكورة في الجسم من خلال كتلة من التفاعلات الكيميائية. في كل ثانية، تحدث مئات من تفاعلات تخليق وتحلل الجزيئات العضوية داخل أي كائن حي، وخاصة الإنسان. الهيكل، وخصائص العمل الكيميائي، والتفاعل مع بعضها البعض، والتوليف والتحلل وبناء هياكل جديدة لجزيئات التركيب العضوي وغير العضوي - كل هذا هو موضوع دراسة علم كبير ومثير للاهتمام ومتنوع. الكيمياء الحيوية هي مجال معرفي حديث ومتقدم يدرس كل ما يحدث داخل الكائنات الحية.

شيء

الهدف من دراسة الكيمياء الحيوية هو الكائنات الحية فقط وجميع العمليات الحيوية التي تحدث فيها. على وجه التحديد، التفاعلات الكيميائية التي تحدث أثناء امتصاص الطعام، وإطلاق الفضلات، والنمو والتطور. وبالتالي فإن أساسيات الكيمياء الحيوية هي دراسة:

1. أشكال الحياة غير الخلوية - الفيروسات.
2. الخلايا البكتيرية بدائية النواة.
3. النباتات العليا والسفلى.
4. الحيوانات من جميع الفئات المعروفة.
5. جسم الإنسان.

في الوقت نفسه، الكيمياء الحيوية نفسها هي علم شاب إلى حد ما، والذي نشأ فقط مع تراكم كمية كافية من المعرفة حول العمليات الداخلية في الكائنات الحية. يعود ظهورها وعزلتها إلى النصف الثاني من القرن التاسع عشر.

الفروع الحديثة للكيمياء الحيوية

في المرحلة الحالية من التطوير، تشتمل الكيمياء الحيوية على عدة أقسام رئيسية معروضة في الجدول.

الفصل	تعريف	موضوع الدراسة
الكيمياء الحيوية الديناميكية	يدرس التفاعلات الكيميائية الكامنة وراء التحويل البيني للجزيئات داخل الجسم	المستقلبات هي جزيئات بسيطة ومشتقاتها تتشكل نتيجة لتبادل الطاقة. السكريات الأحادية والأحماض الدهنية والنيوكليوتيدات والأحماض الأمينية
الكيمياء الحيوية الساكنة	يدرس التركيب الكيميائي داخل الكائنات الحية وبنية الجزيئات	الفيتامينات، البروتينات، الكربوهيدرات، الأحماض النووية، الأحماض الأمينية، النيوكليوتيدات، الدهون، الهرمونات
الطاقة الحيوية	يشارك في دراسة امتصاص وتراكم وتحويل الطاقة في النظم البيولوجية الحية	أحد أقسام الكيمياء الحيوية الديناميكية
الكيمياء الحيوية الوظيفية	دراسة تفاصيل جميع العمليات الفسيولوجية في الجسم	التغذية والهضم، والتوازن الحمضي القاعدي، وانقباضات العضلات، وتوصيل النبضات العصبية، وتنظيم الكبد والكليتين، وعمل الجهاز المناعي والليمفاوي، وما إلى ذلك.
الكيمياء الحيوية الطبية (الكيمياء الحيوية البشرية)	يدرس العمليات الأيضية في جسم الإنسان (في الكائنات الحية السليمة وفي الأمراض)	تتيح التجارب على الحيوانات التعرف على البكتيريا المسببة للأمراض التي تسبب الأمراض لدى البشر وإيجاد طرق لمكافحتها

وبالتالي، يمكننا القول أن الكيمياء الحيوية هي مجموعة كاملة من العلوم الصغيرة التي تغطي مجموعة كاملة من العمليات الداخلية الأكثر تعقيدا للأنظمة الحية.

العلوم التابعة

مع مرور الوقت، تراكمت الكثير من المعرفة المختلفة وتم تشكيل العديد من المهارات العلمية في معالجة نتائج الأبحاث، وتربية المستعمرات البكتيرية والحمض النووي الريبي (RNA)، وإدخال أقسام معروفة من الجينوم بخصائص معينة، وما إلى ذلك، مما أدى إلى ظهور حاجة إلى علوم إضافية. التي هي تابعة للكيمياء الحيوية. وهي علوم مثل:

• البيولوجيا الجزيئية؛
• الهندسة الوراثية؛
• جراحة الجينات؛
• علم الوراثة الجزيئية؛
• علم الإنزيمات؛
• علم المناعة؛
• الفيزياء الحيوية الجزيئية.

يحتوي كل مجال من مجالات المعرفة المدرجة على الكثير من الإنجازات في دراسة العمليات الحيوية في النظم البيولوجية الحية، وبالتالي فهو مهم للغاية. كلهم ينتمون إلى علوم القرن العشرين.

أسباب التطور المكثف للكيمياء الحيوية والعلوم المرتبطة بها

وفي عام 1958، اكتشف كورانا الجين وبنيته، وبعد ذلك تم فك الشفرة الوراثية في عام 1961. ثم تم إنشاء بنية جزيء الحمض النووي - وهو هيكل مزدوج الجديلة قادر على التكاثر (التكاثر الذاتي). تم وصف جميع التفاصيل الدقيقة لعمليات التمثيل الغذائي (الاستقلاب والتقويض)، وتمت دراسة التركيب الثالث والرباعي لجزيء البروتين. وهذه ليست قائمة كاملة بأهم الاكتشافات في القرن العشرين، والتي تشكل أساس الكيمياء الحيوية. كل هذه الاكتشافات تنتمي إلى علماء الكيمياء الحيوية والعلم نفسه. ولذلك، هناك العديد من المتطلبات الأساسية لتطويرها. ويمكننا التعرف على عدة أسباب حديثة لديناميكيتها وكثافة تكوينها.

1. تم الكشف عن أساس معظم العمليات الكيميائية التي تحدث في الكائنات الحية.
2. وقد تمت صياغة مبدأ الوحدة في معظم العمليات الفسيولوجية والطاقة لجميع الكائنات الحية (على سبيل المثال، فهي واحدة في البكتيريا والإنسان).
3. توفر الكيمياء الحيوية الطبية المفتاح لعلاج مجموعة من الأمراض المعقدة والخطيرة المختلفة.
4. بمساعدة الكيمياء الحيوية، أصبح من الممكن التعامل مع حل القضايا الأكثر عالمية في علم الأحياء والطب.

ومن هنا الاستنتاج: الكيمياء الحيوية علم تقدمي ومهم وواسع النطاق للغاية يسمح لنا بالعثور على إجابات للعديد من الأسئلة الإنسانية.

الكيمياء الحيوية في روسيا

تعتبر الكيمياء الحيوية في بلدنا علمًا تقدميًا وهامًا كما هو الحال في العالم أجمع. يوجد على أراضي روسيا معهد الكيمياء الحيوية الذي يحمل اسمه. A. N. Bakh RAS، معهد الكيمياء الحيوية وفسيولوجيا الكائنات الحية الدقيقة الذي سمي على اسمه. جي كيه سكريابين راس، معهد أبحاث الكيمياء الحيوية SB RAS. إن لعلمائنا دوراً عظيماً ومزايا عديدة في تاريخ تطور العلم. على سبيل المثال، تم اكتشاف طريقة الفصادة المناعية، وآليات تحلل السكر، وصياغة مبدأ تكامل النوكليوتيدات في بنية جزيء الحمض النووي، وتم إجراء عدد من الاكتشافات المهمة الأخرى. في نهاية القرن التاسع عشر وبداية القرن العشرين. في الأساس، لم يتم تشكيل معاهد كاملة، بل تم تشكيل قسم الكيمياء الحيوية في بعض الجامعات. ولكن سرعان ما ظهرت الحاجة إلى توسيع مساحة دراسة هذا العلم بسبب تطوره المكثف.

العمليات البيوكيميائية للنباتات

ترتبط الكيمياء الحيوية للنباتات ارتباطًا وثيقًا بالعمليات الفسيولوجية. وبشكل عام فإن موضوع دراسة الكيمياء الحيوية وفسيولوجيا النبات هو:

• النشاط الحيوي للخلية النباتية.
• البناء الضوئي؛
• يتنفس؛
• النظام المائي للنباتات
• التغذية المعدنية
• جودة المحصول وفسيولوجيا تكوينه؛
• مقاومة النبات للآفات والظروف البيئية غير المواتية.

الآثار المترتبة على الزراعة

إن معرفة العمليات العميقة للكيمياء الحيوية في الخلايا والأنسجة النباتية تجعل من الممكن زيادة جودة وكمية محاصيل النباتات الزراعية المزروعة، والتي تعد منتجًا بكميات كبيرة للمنتجات الغذائية المهمة للبشرية جمعاء. بالإضافة إلى ذلك، فإن علم وظائف الأعضاء والكيمياء الحيوية للنباتات يجعل من الممكن إيجاد طرق لحل مشاكل الإصابة بالآفات، ومقاومة النباتات للظروف البيئية غير المواتية، وتجعل من الممكن تحسين جودة منتجات المحاصيل.

دعونا نحاول شرح ما هي الكيمياء الحيوية الوظيفية. لقد سمعتم جميعًا عبارة: "نحن ما نأكله!" وهذا صحيح في كثير من النواحي، ولكننا أيضًا نتنفس ونمتص مع الجلد... يشبه الجسم منشأة إنتاج كبيرة تجري فيها بعض العمليات التكنولوجية: الفيزيائية والكيميائية والكهربائية... وتسمى هذه المجموعة بأكملها الاسْتِقْلابأو الاسْتِقْلاب، أو التفاعلات البيوكيميائية. بفضل عملية التمثيل الغذائي، نحن نعيش، فهو يضمن عمل جميع الأعضاء والأنظمة، وتفاعلها مع بعضها البعض ومع البيئة الخارجية.

في العلم هناك مفاهيم "في المختبر" و"في الجسم الحي". ولمن ليس على دراية بالمصطلحات، دعونا نوضح: "في المختبر" هو ما يحدث في أنبوب الاختبار، في المختبر، في ظل ظروف تجريبية، و"في الجسم الحي" هو ما يحدث في الأنسجة الحية، في الجسم، في البيئة الطبيعية. هذه العمليات ليست متكافئة! هناك تفاعلات كيميائية حيوية لا يمكن إعادة إنتاجها لا في مختبر، ولا في معهد بحث علمي، ولا في أي مكان آخر، بكلمة واحدة! وفي الكائن الحي يحدث هذا التفاعل بكل بساطة وبشكل طبيعي !!! هذا هو المظهر حياة! مهمة الكيمياء الحيوية الوظيفية هي معرفة خصائص التمثيل الغذائي في كل حالة محددة. وهذا يعني فهم ميزات التفاعل مع البيئة الخارجية وملامح مسار العمليات الكيميائية الحيوية داخل الجسم نفسه.

يتم تحديد عملية التمثيل الغذائي من خلال مجموعة الانزيمات. يتم تحديد مجموعة الإنزيمات بواسطة المجموعة الجينات. هذه هي وجهة النظر الرسمية للعلم. كل كائن حي لديه مجموعة "أساسية" من الجينات (الأساسية) التي تضمن قابليته للحياة. وانهيار هذه الجينات يخلق صعوبات كبيرة في تحقيق الحياة. وهناك "خيارات" (مجموعة إضافية من الجينات) التي توفر فرديتنا: لون البشرة، ولون العين، وما إلى ذلك. تحدد هذه الجينات جزئيًا خصائص تفاعل الكائن الحي مع البيئة الخارجية. وهذا يتحقق من خلال مناعتنا. كل ما يتلامس مع جسمنا، يتم استنشاقه وامتصاصه وابتلاعه - كل هذا يتم تقييمه في المقام الأول بواسطة جهاز المناعة لدينا. وبإذنه يتفاعل مع البيئة الداخلية، ويمكنه المشاركة في عملية التمثيل الغذائي، وما إلى ذلك.

الكائن الحي هو نظام مفتوح، أي أنه لضمان وظائفه الحيوية يجب أن يتفاعل مع البيئة الخارجية. تضمن هذه الخاصية بقاء الفرد وتطور النوع. إذا كان كل شيء مثاليا، فإن الشخص يتكيف بشكل جيد مع الظروف المتغيرة ويمكن أن يستهلك أي منتج، أي طعام، أصل حيواني أو نباتي. إذا لم يكن الأمر كذلك، فإن الشخص لا يتحمل التغيرات البيئية بشكل جيد ويصبح جزء من الطعام مادة سامة للجسم.

والنهج الوظيفي لدراسة عملية التمثيل الغذائي لشخص معين يسمح لك بتصحيح "أوجه القصور" في التفاعل مع البيئة الخارجية، وكذلك "صعوبات" عمليات التمثيل الغذائي الداخلي. يجب أن نفهم أن جهاز المناعة يلعب دورًا رئيسيًا هنا. المواد التي لا يتم التعرف عليها كمصدر للتغذية (الغذاء) ينظر إليها الجهاز المناعي على أنها عامل أجنبي. ونتيجة لذلك، يتطور ما يسمى بالتفاعل، والذي يمكن أن يظهر في نوع واحد أو أكثر من أنواع التفاعلات المناعية. إذا كنا نتحدث عن خاصية فطرية للكائن الحي (التي يحددها الجينوم)، فلا يمكننا التكيف معها إلا. كما أن الأنسجة الحية في بعض الأحيان تفتقر إلى بعض المواد أو المكونات اللازمة للوجود الكامل وتأمين كافة الوظائف في الجسم. تسمى هذه الحالات في الطب. بالإضافة إلى ذلك، هناك مركبات ومواد لها في معظم الحالات تأثير على الأنسجة الحية. ووجودهم غير مرغوب فيه للغاية بالنسبة للجسم. وتشمل هذه المعادن السامة، والمركبات ذات الأصل الصناعي أو الزراعي، والسموم التي تنتجها الكائنات الحية التي تعيش داخلنا.

لتشخيص هذه الحالات، يتم استخدام الأساليب المختبرية بشكل أساسي، مما يجعل من الممكن تحديد الانتهاكات الجسيمة. يتم حاليًا تحدي بعض طرق البحث هذه. على سبيل المثال، لا يعكس فحص الدم المستوى الفعلي للفيتامينات والعناصر في الأنسجة وفي الجسم ككل (باستثناء فيتامين أ). في عملنا التشخيصي، نستخدم أساليب موحدة لعلم الحركة التطبيقي. تتيح لك هذه الطريقة تحديد الاضطرابات الدقيقة وغير المهمة إلى حد ما على مستوى التمثيل الغذائي (الكيميائي)، واختيار المادة التصحيحية وجرعتها. وفقا لبياناتنا، في 91% من الحالات، من الضروري إجراء تصحيح أو آخر للعمليات الكيميائية، بالإضافة إلى الطرق الأخرى (تقويم العظام، الطبية...).