Struktura mišića. Glavne komponente kontraktilnih sistema. Mišići čine otprilike polovinu ukupne mase
tijela.
Glavna dinamička funkcija mišića je pružanje
pokretljivost kontrakcijom i naknadno
opuštanje. Mišićna ćelija se sastoji od
pojedinačna vlakna. Ćelija sadrži miofibrile
– locirani organizirani snopovi proteina
duž ćelije. Miofibrili su napravljeni od
filamenti - proteinske niti dvije vrste - debele
i tankih filamenata. Glavni protein masti
filamenti su miozin, tanki filamenti su aktin.
Funkcionalna jedinica miofibrila je sarkomer,
područje miofibrila između dvije Z ploče.

Struktura mišića. Glavne komponente kontraktilnih sistema.

Sarkomer uključuje snop miozinskih filamenata,
snopovi pričvršćeni za M-ploču (M-linija) u sredini
aktinski filamenti su pričvršćeni za Z-ploču.
Mišićna kontrakcija je rezultat skraćivanja svakog od njih
sarkomera, guranjem aktinskih filamenata između
miozina u pravcu M-linije. Maksimum
skraćivanje se postiže kada Z-ploče
približi se krajevima niti malog prsta.
Z
M
Z

Redukcioni mehanizam

Miozin - protein miozinskih filamenata koji sadrži dva
identični lanci upleteni zajedno, N krajeva
imaju globularni oblik, formirajući molekularne glave.
Ove glave imaju visok afinitet za ATP i
imaju katalitičku aktivnost -
kataliziraju razgradnju ATP-a.
Aktin u tankim filamentima povezan je s proteinima
troponin, koji se vezuje za Ca++
centri. Aktin je mjesto koje se vezuje za miozin.
Kontrakcija mišića je uzrokovana akcionim potencijalom
nervnih vlakana i nastaje zbog energije ATP-a.
Akcijski potencijal uzrokuje dotok Ca++ iz
retikuluma u citosol ćelije.

Mehanizam mišićne kontrakcije

Ca++
A
A. Ca++ se vezuje za troponin
aktinskih filamenata i aktinski centar se otvara
vezivanje za miozin; Miozin vezan za ATP
B
B. Spajanje aktina i miozina
niti, a ATPazni centar je aktiviran
miozina, miozinska glava katalizuje
ATP hidroliza;
IN
B. ADP i P napuštaju miozinsku glavu, ovo
dovodi do promjene njegove konformacije i to
skreće u liniju M, noseći
promocija i aktin. Dešava se
smanjenje.
G
D. Novi molekul se veže za miozin
ATP i veza između niti je poremećena.
Stotine molekula miozina rade
istovremeno promovirajući aktin filament

Kontrakcija mišića. Uslovi.

Snaga kontrakcije zavisi od količine miozina
glave uključene u rad, a samim tim i iz
broj ATP molekula.
Mišić koji se odmara je elastičan. Glava miozina
vezana za ATP.
Kontraktirani mišić je neelastičan i napet.
Istezanje je spriječeno vezom između aktina i
miozin.
Rigidnost se javlja kada dođe do snažnog smanjenja
Koncentracije ATP-a (stanja hipoksije). U ovim
uslovima, veliki broj miozinskih glava
ostaje povezan sa aktinom, jer za izlaz
Ovo stanje zahtijeva dodavanje ATP-a
miozin.

Izvori energije (ATP) za kontrakciju mišića.

Mišić koji radi maksimalnom aktivnošću troši
energija je stotine puta veća nego u mirovanju, a prijelaz iz
od odmora do posla odvija se u djeliću sekunde. Zbog ovoga
mišići, za razliku od drugih organa, zahtijevaju mehanizme
promjene u brzini sinteze ATP-a u vrlo širokom rasponu
(osim srčanog mišića).
Ukupni sadržaj ATP-a u mišićima dovoljan je samo za 1 sekundu rada.
1. faza proizvodnje energije:
U trenutku treninga mišići doživljavaju deficit
O2, a samim tim i ograničenje tkivnog disanja i
oksidativna fosforilacija. Izvor ATP-a u
Trenutak aktivacije je kreatin fosfat.
Ovo je najbrži način stvaranja energije.
Sadržaj kreatin fosfata u mišićima je 3-8 puta
više od ATP-a, ova količina osigurava rad
za 3-5 sekundi.

Izvori energije za kontrakciju mišića

Kreatin fosfat nastaje iz kreatina i ATP-a. Kreatin tripeptid se sintetiše u jetri iz glicina,
arginin i metionin.
Kreatin R + ADP
kreatin +ATP
Reakciju katalizira kreatin kinaza
Kreatin fosfat, neiskorišćen, neenzimski
pretvara u kreatinin
Faza 2 proizvodnje energije: aktivira se drugi mehanizam:
Reakcija adenilat kinaze: ADP+ADP
ATP+AMP
Faza 3 proizvodnje energije: mobilizacija se ubrzava
glikogen, ubrzava se anaerobna glikoliza i AMP
je aktivator fosfofruktokinaze
glikoliza. Fosforilacija supstrata.
Faza 4: aerobna oksidacija ugljikohidrata, uz produženo
radne masti. Oksidativna fosforilacija.
Srčani mišić je aeroban. IVF (70%).ugljikohidrati, PC

Kreatin, kreatinin. Dijagnostička vrijednost.

norma
Jetra
Gli
Arg
mišićna distrofija
Mišići
Mišići
Kreatin
kreatin
Meth
gly
arg
Kreatin R
Kreatinin
urin
Dnevno izlučivanje kreatinina je konstantna vrijednost - direktno
proporcionalno masi.
U urinu nema kreatina
Jetra
Jetra
Mišići
Mišići
Kreatin
kreatin
Kreatin R
meth
Kreatin
Kreatinin
urin (kreatinurija) urin
Kreatin nije fosforiliran u mišićima,
nivoi u krvi rastu. Kreatinin in
ne reapsorbuje se u bubrezima, tako da
količina u urinu odražava količinu
glomerularna filtracija.

Funkcionalna biohemija jetre

Jetra zauzima centralno mjesto u metabolizmu
supstance, što je određeno originalnošću
topografija i opskrba krvlju
Jetra je "altruistički" organ. S jedne strane, u
jetra sintetiše neophodne supstance za
ostali organi - proteini, fosfolipidi, karnitin,
kreatin, ketonska tijela, holesterol, glukoza. WITH
s druge strane, pruža zaštitu organima od
otrovne tvari nastale u njima,
stranih spojeva i mikroorganizama.
Jetra obavlja sljedeće biohemijske funkcije:
1. metabolički i homeostatski;
2. bilijarni i ekskretorni
3. deponovanje (depo vitamina rastvorljivih u mastima);
4. neutraliziranje - detoksikaciju

Metabolička i homeostatska funkcija

Obavljanje ove funkcije je zbog učešća
jetra u metabolizmu ugljikohidrata, lipida, proteina,
metabolizam pigmenta, hemostaza.
Jetra obezbeđuje sintezu i ulazak u
krv potrebnih spojeva, njihovih
transformacija, neutralizacija, eliminacija,
obezbeđivanje homeostaze.
Uloga jetre u metabolizmu ugljikohidrata:
U jetri se glukoza metabolizira na svim putevima: sinteza i mobilizacija glikogena, PPP, glukoneogeneza.
Uloga jetre u metabolizmu ugljikohidrata je prvenstveno
okrenuti u osiguravanju normoglikemije, zbog
enzim specifičan za organ -
glukoza-6-fosfataza.

Uloga jetre u metabolizmu lipida

Jetra je uključena u sve faze metabolizma lipida, uključujući
varenje i apsorpcija hidrofobnih proizvoda
probavu (žuč je izlučevina jetre).
Tokom perioda apsorpcije, sinteza IVF-a se ubrzava u jetri,
koji se koriste za sintezu TAG i PL. FL,
sintetizirani u jetri (i za izvoz) neophodni su svima
tkiva, prvenstveno za izgradnju membrana.
Tokom posta – beta-oksidacija; za oksidaciju
Potreban je karnitin, koji se sintetizira u jetri.
Tokom gladovanja u jetri se stvaraju ketonska tijela,
koristi se kao izvor ekstrahepatičnosti
tkanine.
Sinteza holesterola i njegova preraspodela između
tijela zbog formiranja transportnih oblika -
VLDL i HDL. Formiranje iz bilijarnog holesterola
kiseline

Uloga jetre u metabolizmu proteina.

Otprilike polovina tjelesnih proteina sintetizira se u jetri, oba za
sopstvene potrebe i tajne:
- Proteini krvne plazme - globulini i svi albumini;
- Faktori zgrušavanja – zavisni od fibrinogena i vitamina K,
faktori sistema fibrinolize;
- grupa transportnih proteina – ceruloplazmin (Cu++)
haptoglobin, transferin, depo gvožđa – feritin;
- LP apoproteini;
- proteini akutne faze – “C”-reaktivni, α1-antitripsin, α2makroglobulin (za upalu)
- -kreatin.
- sinteza neesencijalnih aminokiselina;
- neproteinska azotna jedinjenja – azotne baze,
porfirini, urea, mokraćna kiselina
- U tom smislu je aktivan metabolizam aminokiselina, aktivni su enzimi
transaminacija – ALT i AST, deaminacija –
glutamat dehidrogenaza.
Poremećaj funkcije sinteze proteina se manifestira
promjene u odnosu proteina – disproteinemija.
Učešće jetre u metabolizmu pigmenta - u formiranju
glukuronidi i njihovo izlučivanje.

Formiranje žuči i funkcija izlučivanja.

Jetra proizvodi žučne kiseline iz holesterola
pod dejstvom enzima 7α-holesterol hidroksilaze.
Žučne kiseline smanjuju aktivnost enzima.
Oko 600 mg dnevno, evo primarne kiseline -
holna i deoksiholna kiselina su konjugirane sa taurinom i
glikokol, formirajući tauroglikoholne kiseline.
Izlučivanje žučnih kiselina glavni put izlučivanja
holesterol
Funkcija izlučivanja povezana je sa strukturom jetre. U
svakog hepatocita jedna strana je okrenuta prema žuči
kanal, a drugi do krvne kapilare.
Iz jetre se putem žuči izlučuju različite tvari endo- i egzo porijekla
crijeva, ili putem krvi kroz bubrege. Kršenje ovoga
funkcije utječe na metabolizam lipida, akumulaciju u
tijelo toksičnih proizvoda.

Funkcija detoksikacije jetre.

U tijelu, tokom procesa života, nastaju
toksični metaboliti kao sopstvena jedinjenja,
i vanzemaljci - ksenobiotici. Ove veze mogu
biti hidrofilni i hidrofobni.
Primjer neutralizacije toksičnih proizvoda je
sinteza uree.
Hidrofobna, sposobna da se taloži u ćelijama i
negativno utiču na strukturu i metabolizam u
ćelije, moraju biti deaktivirani.
Jetra je jedinstven organ koji sadrži mehanizme
neutralizacija (inaktivacija, detoksifikacija) takvih
veze. Mehanizam inaktivacije takvih jedinjenja
izgrađena prema opštoj shemi.
Inaktivacija se može sastojati od dvije faze:
modifikacije i konjugacije.

Faza hemijske modifikacije

Faza hemijske modifikacije obezbeđuje
povećanje hidrofilnosti supstance i potrebno je
za sve hidrofobne spojeve.
Osigurana je povećana hidrofilnost
brojne reakcije -
hidroksilacija, oksidacija,
redukcija, hidroliza. U većini slučajeva
korak počinje reakcijom hidroksilacije
enzimi membrana glatkog retikuluma ćelija -
monooksigenaze. Proces se zove
mikrozomalna oksidacija.
Monooksigenaze su predstavljene kao
lanac transporta elektrona, centralni enzim -
hemeprotein - citokrom P450 ima dva centra
vezivanje - sa oksidiranom supstancom i O2. I
ima široku specifičnost supstrata.
Izvor vodonika je NADPH PPP

Mikrosomalna oksidacija

O2
2H+ê
NADPH+
FAD(FMN) reduktaza
ê
ê
citokrom
P450
Fe+2
2H+
SH
SOH
Fe+3
H2O
Postoji oko 1000 izoformi citokroma sa različitim specifičnostima
Citokrom P450 uključuje jedan atom kiseonika u supstratu
(hidroksilati), drugi se redukuje u vodu.
Pojava hidrofilnih svojstava u podlozi određuje
mogućnost 2 faze inaktivacije

Faza konjugacije

Konjugacija sa hidrofilnim molekulima:
UDP-glukuronska kiselina,
fosfoadenozin fosfosulfat (FAPS) itd.
Primjeri: stvaranje bilirubin glukuronida,
neutralizacija produkata raspadanja gastrointestinalnih proteina.
Reakcije se kataliziraju transferazama.
Konjugacija smanjuje reaktivnost
tvari - njihova toksičnost se povećava
hidrofilnost, što znači izlučivanje iz organizma.
Nisu sve supstance podvrgnute ove dvije inaktivacije
zavisi od strukture (od stepena hidrofilnosti
toksična supstanca).

Indikatori disfunkcije jetre

Uz razne bolesti jetre, sve su njene funkcije narušene
ili neke. Indikatori ovih kršenja su promjene
nivoe jedinjenja u krvi ili aktivnosti enzima
dolazi iz jetre.
Postoji niz testova koji se nazivaju funkcionalni testovi.
testovi jetre:
Određivanje aktivnosti enzima ALT, AST
(de Ritisse koeficijent), omjer frakcija
proteini – za identifikaciju disproteinemije – sediment
timol, Veltman testovi; Definicija
sadržaj fibrinogena; protrombin
Određivanje bilirubina i njegovih vrsta;
Određivanje sadržaja uree;
Određivanje holesterola i omjera lipida
Određivanje aktivnosti enzima gamaglutamil transpeptidaze; alkalne fosfataze
(kolestaza);

FUNKCIONALNA BIOHEMIJA
Za obavljanje svih potrebnih vitalnih funkcija, ljudsko tijelo sadrži više od 200 vrsta specijalizovanih ćelija. Kompleks morfološki sličnih ćelija koje obavljaju specifične funkcije naziva se tkivo. Tkiva se morfološki formiraju u organe - formacije sa specifičnim funkcijama u složenom biološkom sistemu, kao što je organizam.

Funkcionalna biohemija razjašnjava veze između strukture hemijskih jedinjenja i procesa njihovih međusobnih promena, s jedne strane, i funkcije subcelularnih čestica, specijalizovanih ćelija, tkiva ili organa koji uključuju pomenute supstance, s druge strane.

Molekularni defekti dovode do biohemijskih promena koje se klinički manifestuju kao bolesti kod kojih se menjaju normalni biohemijski parametri dijagnostičke vrednosti. Poznavanje osnovne biohemije prirodnih životnih procesa pojedinih organa neophodno je da lekar identifikuje poremećaje hemijskih procesa, sa njihovim naknadnim otklanjanjem ili korekcijom.

BIOHEMIJA JETRE

Jetra- centralna biohemijska laboratorija organizma, u kojoj se dešavaju različite metaboličke transformacije supstanci. Također je uključen u sve metaboličke procese koji se odvijaju u perifernim tkivima. Hemijski sastav jetre: voda - 70%, proteini - 12-24, lipidi - 2-6, ugljeni hidrati - 2-8, holesterol - 0,3-0,5, gvožđe - 0,02% i drugi minerali. Kod odrasle zdrave osobe, težina jetre je u prosjeku 1-1,5 kg. Ćelijski sastav jetre:

1) hepatociti - 80%, locirani u dva sloja iu kontaktu sa žučom sa jedne strane i krvlju sa druge strane;

2) endotelne ćelije - 15%;

3) ćelije vezivnog tkiva - 5%.

Posebnost opskrbe krvlju jetre je u tome što u njoj cirkulira miješana krv (vensko-arterijska) kroz sinusoide (proširene kapilare). Kroz portalnu venu (vensku krv) iz crijeva u nju ulazi 70-80% ukupnog volumena krvi, a uz tu krv stižu i produkti razgradnje proteina, lipida, polisaharida i nukleinskih kiselina: glukoza, aminokiseline, dušične baze , hilomikroni itd. 30 % krvi se doprema jetri jetrenom arterijom (arterijska krv), a uz nju se dopremaju i metaboliti perifernih tkiva i organa: alanin, laktat, glutamin, HDL (zreli), glicerol, kiseonik u obliku kalijeve soli oksihemoglobina, itd. Hepatična vena ga prenosi iz jetre u opšti krvotok glukozu, aminokiseline, proteine ​​krvne plazme, enzime, ketonska tela, VLDL, HDL prekursore, ureu i niz druge supstance.

Funkcije jetre su brojne i složene, ali najvažnije od njih su biosintetička, regulatorno-homeostatska, hemostatska, urea-formirajuća i žuč-formirajuća, izlučujuća, katabolička i detoksikacijska.

Najvažnija funkcija jetre je biosintetska. U jetri se sintetišu sledeće supstance: ketonska tela, glukoza, holesterol, estri holesterola, proteini plazme, proteini koagulacijskog i antikoagulacionog sistema, neesencijalne aminokiseline, IVH, PL, TAG (2. resinteza), VLDL, HDL prekursori, biološki aktivni peptidi, enzimi glukoneogeneze, enzimi ornitinskog ciklusa, LCAT, hem, holin, kreatin.

Neki od metabolita nastalih u jetri (glukoza, holesterol, ketonska tijela, proteini plazme, itd.) transportuju se dalje u ćelije drugih organa i tkiva (tj. „za izvoz“), gdje se koriste u energetske i strukturne svrhe , a neki se talože i skladište (na primjer, glikogen, željezo, vitamini rastvorljivi u mastima) ili se izlučuju iz tijela ako se ne koriste. Jedna od funkcija jetre je izlučivanje. Jetra luči holesterol, žučne kiseline, žučne pigmente, gvožđe i druge supstance u lumen gastrointestinalnog trakta. U održavanju postojanosti unutrašnje sredine organizma (homeostatska funkcija), uloga jetre je jedinstvena, jer je ona centar regulacije glavnih metaboličkih puteva: proteina, ugljenih hidrata, lipida, nukleinskih kiselina i nukleotida, vitamina, vode i elektrolita.

Značajke metabolizma aminokiselina, proteina i drugih tvari koje sadrže dušik u jetri

Jetra ima centralnu ulogu u održavanju ravnoteže dušika u tijelu, jer regulira procese iskorištavanja dušičnih tvari i oslobađanja njihovih metabolita iz organizma. Glavni anabolički i katabolički procesi aminokiselina (transaminacija, deaminacija, dekarboksilacija) odvijaju se u jetri. Samo u jetri se sintetišu proteini koagulacionog sistema (protrombin, fibrinogen, prokonvertin, proakcelerin) i antikoagulacionog sistema (osim plazminogena). Jetra, ceruloplazmin, transferin, angiotenzinogen. Jetra opskrbljuje, putem krvi, druge organe uravnoteženom mješavinom esencijalnih i neesencijalnih aminokiselina neophodnih za biosintezu vlastitih proteina. Jetra sintetizira mnoge tvari koje sadrže dušik neproteinske prirode (kreatin, kolin, mokraćna kiselina, indikan, hem, itd.), biološki aktivne peptide (glutation, karnozin, anserin), te biosintezu i razgradnju purina i pirimidina javljaju se i azotne baze. Samo u jetri dolazi do stvaranja uree - glavnog načina neutralizacije amonijaka u tijelu.

Osobine metabolizma ugljikohidrata u jetri

U jetri se odvijaju sljedeći metabolički procesi metabolizma ugljikohidrata: biosinteza i razgradnja glikogena, neophodnih za održavanje konstantne koncentracije glukoze u krvi: glukoneogeneza, aerobna glikoliza, pentozofosfatni put, metabolizam fruktoze i galaktoze, Cori ciklus, konverzija glukoze u IVH, biosinteza heteropolisaharida. Jetra je glavni organ koji opskrbljuje krv slobodnom glukozom, jer hepatociti jetre sadrže enzim glukoza-6-fosfatazu, koji razlaže glukozu-6-fosfat u slobodnu glukozu.

Osobine metabolizma lipida u jetri

Metabolizam lipida u jetri se najintenzivnije odvija na sljedećim metaboličkim putevima:

1) β - oksidacija IVFA;

2) raspad TAG, FL, holesterola, zrelog HDL;

3) biosinteza transportnih oblika lipida (VLDL, HDL prekursori);

4) biosinteza specifičnih IVH, TAG, PL, holesterola, holesteril estera, ketonskih tela (acetil-CoA →CH 3 COCH 2 COOH i

CH 3 -CHOH-CH 2 COOH).

Jetra je uključena u održavanje konstantnog nivoa masnih kiselina u krvi; ako se njihov broj povećava, jetra ih apsorbira i pretvara u TAG, PL, ECS, VLDL. Smanjenje biosinteze fosfolipida i smanjenje formiranja VLDL dovodi do povećanja biosinteze TAG-a i njihove akumulacije u hepatocitima, što je praćeno masnom degeneracijom jetre. Ketonska tijela (acetoacetat, aceton, β-hidroksibutirat) se sintetišu samo u hepatocitima jetre iz acetil-CoA tokom takozvanog β-hidroksi-β-metilglutaril-CoA puta. Za vrijeme posta, sa smanjenim sadržajem ugljikohidrata u hrani i dijabetesom, povećava se stopa sinteze ketonskih tijela (ketogeneza). Iz jetre se ketonska tijela prenose krvotokom do perifernih tkiva i organa (mišići, bubrezi, mozak, itd.), gdje se pretvaraju u acetil-CoA i osiguravaju energiju u ciklusu limunske kiseline i CPE. Jetra igra važnu ulogu u metabolizmu steroida, posebno kolesterola (C). Opšti put holesterola u jetri je:

1. kolesterol koji se iznova sintetiše u jetri iz acetil-CoA (endogeni holesterol);

2. CS, formiran od estera holesterola;

3. Holesterol koji ulazi u arterijsku krv kao dio zrelog HDL-a;

4. CS formiran od degradiranih oblika CM i VLDL.

U jetri se holesterol (80%) koristi za stvaranje primarnih žučnih kiselina (holne i kenodeoksiholne), za izgradnju biomembrana hepatocita, za formiranje VLDL i HDL prekursora i sintezu estera holesterola.

Pored brojnih funkcija u srednjem metabolizmu, jetra igra važnu ulogu u probavi, jer proizvodi žuč.

Bile je žućkasto-smeđi tečni sekret, koji se sastoji od vode (97%), slobodnih i konjugovanih žučnih kiselina i soli (1%), bilirubina i holesterola, mineralnih soli, fosfolipida, IVH.

Postoje hepatična žuč i cistična žuč, u kojima se formiraju jednostavne micele koje se sastoje od fosfolipida, holesterola i žučnih kiselina (2,5:1:12,5). Kolesterol nerastvorljiv u vodi zadržava se u žuči u otopljenom stanju zbog prisustva žučnih soli i fosfatidilholina. U slučaju nedostatka žučnih kiselina u žuči dolazi do taloženja holesterola, podstičući stvaranje kamenaca. Ako je poremećeno formiranje ili odliv žuči, poremećena je probava lipida u gastrointestinalnom traktu, što dovodi do steatoreje.

Jetra igra važnu ulogu u detoksikaciji stranih supstanci ili ksenobiotika. Ovo je neophodno za očuvanje života organizma. Strane materije ulaze u organizam hranom, preko kože ili udahnutim vazduhom i mogu biti proizvodi ljudske ekonomske aktivnosti, kućne hemije, lekovi, etanol. U jetri se također inaktiviraju toksični metaboliti razgradnje tvari koje sadrže dušik: bilirubin, produkti razgradnje aminokiselina, biogeni amini, amonijak, hormoni.

Hidrofilni ksenobiotici se izlučuju urinom. Za uklanjanje hidrofobnih supstanci u procesu evolucije razvijeni su mehanizmi koji predstavljaju dvije faze detoksikacije: modifikaciju i konjugaciju. Moguće modifikacije: hidroksilacija (RH→ROH), sulfoksidacija (R-S-R′→R-SO-R′), oksidativna deaminacija (RNH 2 →R=O+NH 3), itd.

U jetri je najaktivnija mikrosomalna oksidacija (monooksigenazni sistem), koja je odgovorna za neutralizaciju ksenobiotika (stranih supstanci).

Hidroksilacija je najčešće rezultat hemijske modifikacije toksičnih supstanci, koja se javlja u prvoj fazi neutralizacije. U fazi II dolazi do reakcije konjugacije; kao rezultat obje faze, nastali produkti su u pravilu vrlo topljivi i lako se uklanjaju iz tijela.

Glavni enzimi uključeni u oksidativni sistem: citokrom P 450 reduktaza - flavoprotein (koenzim FADH 2 ili FMNN 2), citokrom P 450, koji vezuje lipofilnu supstancu RH i molekul kiseonika u aktivnom centru. Jedan atom O2 vezuje 2ē i prelazi u O2- oblik. Donator elektrona i protona je NADPH+H+, koji oksidira citokrom - P 450 - reduktaza, O 2- stupa u interakciju sa protonima: O 2- + 2H + →H 2 O. Uključen je i drugi atom molekule kiseonika u hidroksilnoj grupi supstance RH za formiranje R-OH, glicin može djelovati kao konjuganti (tokom neutralizacije benzojeve kiseline sa stvaranjem hipurinske kiseline); FAPS je donor ostatka sumporne kiseline; UDP je glukuronid - a donor ostatka glukuronske kiseline. Posljednja dva konjuganta koriste se u neutralizaciji vlastitih metabolita (indol se preko indoksil-a konjuguje sa FAPS-om, dajući životinjski indikan), kao i lijekovima (aspirin se nakon hidrolitičkog cijepanja acetata konjuguje sa UDP-glukuronid, formirajući hidrofilni salicil glukuronid koji se uklanja iz organizma urinom).

Neki ksenobiotici (policiklični aromatični ugljovodonici, aromatični amini, aflatoksini) podliježu promjenama u jetri pod djelovanjem enzima monooksigenaznog sistema i pretvaraju se u karcinogene. Mogu oštetiti DNK gena, mutacije u kojima doprinose transformaciji normalne ćelije u tumorsku. Ekspresija takvih onkogena dovodi do nekontrolisane proliferacije, tj. do razvoja tumora.

Dakle, epoksid nastao kao rezultat hidroksilacije benzanitracena kovalentno vezuje gvanin, razbijajući vodonične veze u G≡C paru, čime se prekida interakcija DNK sa proteinima.

Nitrozamini formirani iz azotaste kiseline i sekundarnih amina (HNO 2 +R 2 NH→R 2 N-N=O) pretvaraju citozin u uracil, G≡C postaje GU. Komplementarni lanac će već imati SA, koji se kao rezultat mutacija može pretvoriti u IA i komplementarni par će mu biti AT, tj. Značenje kodiranja DNK se potpuno promijenilo.

Jetra također igra važnu ulogu u neutralizaciji bilirubina, koji nastaje u RES stanicama kao rezultat razgradnje hemoglobina, mioglobina, katalaze, citohroma i drugih hemoproteina. Nastali bilirubin je nerastvorljiv u vodi, transportuje se krvlju u obliku kompleksa sa albuminom i naziva se "indirektni" bilirubin. U jetri, 1/4 indirektnog bilirubina ulazi u reakciju konjugacije s UDP-glukuronskom kiselinom, stvarajući bilirubin diglukuronid, koji se naziva "direktni" bilirubin.

“Direktni” bilirubin se izlučuje iz jetre sa žuči u tanko crijevo, gdje se glukuronska kiselina cijepa pod utjecajem glukuronidaze iz crijevnih mikroba da nastane slobodni bilirubin, koji se dalje pretvara uz naknadno stvaranje žučnih pigmenata: sterkobilinogena, sterkobilina, urobilinogen, urobilin. Indikator kršenja metabolizma pigmenta u jetri je sadržaj "indirektnog", "direktnog" i ukupnog bilirubina u krvi. Povećanje sadržaja bilirubina u krvi dovodi do njegovog taloženja u tkivima i uzrokuje žuticu različite etiologije. Glavni uzroci hiperbilirubinemije su: povećana hemoliza crvenih krvnih zrnaca, nedostatak i defekt enzima glukuroniltransferaze, začepljenje žučnih kanala, neravnoteža između stvaranja i izlučivanja bilirubina, oštećenje hepatocita (virusi, toksične hepatotropne supstance), hepatitis, ciroza jetre itd.

Ovisno o uzrocima hiperbilirubinemije razlikuju se sljedeće glavne vrste žutice: hemolitička, parenhimska, opstruktivna, nasljedna, neonatalna žutica itd.

Dijagnostički test za određivanje porijekla žutice je sljedeće normalne vrijednosti:

1) “direktni” i “indirektni” bilirubin u krvi;

2) žučni pigmenti u urinu i fecesu.

1) krv sadrži ukupni bilirubin od 8 do 20 µmol/l, sa 25% (

5 µmol/l) ukupnog bilirubina je “direktni” bilirubin;

2) u urinu - nema bilirubina, urobilina - 1-4 mg/dan;

3) do 300 mg sterkobilina se oslobađa u izmetu dnevno (oboji izmet smeđom).

Kod hemolitičke žutice hiperbilirubinemija se javlja uglavnom zbog povećane hemolize crvenih krvnih zrnaca, što rezultira povećanjem:

1) količina indirektnog (slobodnog) bilirubina u krvi;

2) količina urobilina u urinu (tamni urin);

3) količina sterkobilina u stolici (tamna stolica).

Koža i sluzokože su žute boje. Kod parenhimske (hepatocelularne) žutice oštećuju se stanice jetre, zbog čega se povećava njihova propusnost. Dakle, kod parenhimske žutice:

1) povećava se količina i „indirektnog“ i „direktnog“ bilirubina u krvi (žuč ulazi direktno u krv);

2) smanjuje se količina urobilina u urinu i otkriva se „direktni“ bilirubin;

3) sadržaj sterkobilina u fecesu se smanjuje.

Kod opstruktivne (mehaničke) žutice poremećen je odliv žuči (začepljenje zajedničkog žučnog kanala), što dovodi do:

1) u krvi - do povećanja "direktnog" bilirubina;

2) u urinu - do povećanja „direktnog“ bilirubina i odsustva urobilina;

3) u fecesu - zbog odsustva žučnih pigmenata, izmet je promijenjen.

Poznato je nekoliko bolesti kod kojih je žutica uzrokovana nasljednim poremećajem metabolizma bilirubina. Približno 5% populacije ima dijagnozu žutice uzrokovane genetskim poremećajima u strukturi proteina i enzima odgovornih za unos indirektnog bilirubina u jetru (Gilbertov sindrom), za njegovu konjugaciju s glukuronskom kiselinom, uzrokovanu kršenjem glukuronidacije reakcija u jetri (Cragler-Najjar sindrom I i II tip), kršenje aktivnog transporta bilirubin glukuronida formiranih u jetri u žuč (Dabin-Rotor-Johnsonov sindrom).

Diferencijalna dijagnoza nasljedne žutice

Sindrom	Defekt	Kliničke manifestacije
Nekonjugirana hiperbilirinemija
Crigler-Nayjar tip I* (kongenitalna nehemolitička žutica)	Nedostatak aktivnosti, bilirubin - UDP-glukuroniltransferaza (ne može se liječiti fenobarbitalom - induktorom gena UDP-glukuroniltransferaze)	U krvi o.b., n.b., k.b.↓, u urinu u↓, k.b.↓, u izmetu c↓.
Crigler-Nayyar-II tip	Sinteza UDP glukuroniltransferaze, koja katalizira dodavanje druge glukuronilne grupe, je poremećena (može se liječiti fenobarbitalom i fototerapijom)
Gilbert	Hepatociti ne apsorbiraju bilirubin, konjugacija je smanjena	U krvi b.b., n.b., c.b.N↓, u urinu c.b.↓, u.↓, u izmetu c↓.
Konjugirana hiperbilirubinemija
Dabin-Rotor-Johnson	Konjugovani bilirubin ne ulazi u žuč	U krvi ob.b., n.b., c.b., u urinu c.b.↓, y↓, u izmetu c↓.

o. – ukupni bilirubin,

n.b. – nekonjugirani bilirubin,

k.b. -. konjugovani bilirubin,

c – sterkobilin,

y – urobilin.

* - djeca umiru u ranoj dobi zbog razvoja bilirubinske encefalopatije.

Porodična hiperbilirubinemija novorođenčadi povezana je s prisustvom kompetitivnih inhibitora konjugacije bilirubina (estrogen, slobodne masne kiseline) u majčinom mlijeku. Tokom dojenja, ovi inhibitori dovode do hiperbilirubinemije (prolazna hiperbilirubinemija), koja nestaje prelaskom na vještačko hranjenje.

LABORATORIJSKA LEKCIJA O BIOHEMIJI JETRE

Svrha lekcije:

1. Poznavati glavne funkcije jetre, osobine načina neutralizacije ksenobiotika i metabolita u jetri, stvaranje i neutralizaciju bilirubina.

2. Biti u stanju kvantificirati koncentraciju direktnog i indirektnog bilirubina u krvnom serumu i žučnih pigmenata u urinu radi dijagnosticiranja glavnih tipova žutice.

3. Upoznajte se sa vrstama nasljedne žutice.

Princip metode. Bilirubin daje ružičastu boju sa Ehrlichovim dijazoreagensom. Intenzitet bojenja se koristi za procjenu koncentracije bilirubina. Direktni bilirubin (sinonimi: bilirubin-glukuronid, konjugovani bilirubin, konjugovani bilirubin) se određuje Ehrlich-ovom reakcijom boje u odsustvu organskih rastvarača. Ukupni (direktni, indirektni) bilirubin se određuje u prisustvu alkohola, čime se osigurava interakcija svih oblika bilirubina sa Ehrlichovim dijazoreagensom. Indirektni bilirubin (sinonimi: slobodni bilirubin, nekonjugirani bilirubin) određuje se razlikom između ukupnog i direktnog.

RAD NA PREDMETU:

ANALIZA BIOHEMIJSKIH POKAZAtelja FUNKCIJE JETRE U NORMALNOJ I PATOLOGIJI

Sadržaj

Uvod

1.1.2 Regulacija metabolizma lipida

1.1.3 Regulacija metabolizma proteina

1.2 Funkcija stvaranja uree

1.3 Formiranje žuči i funkcija izlučivanja

1.4 Funkcija biotransformacije (neutralizacije).

2. Bolesti jetre i laboratorijska dijagnostika oboljenja jetre

2.1 Osnove kliničke laboratorijske dijagnostike bolesti jetre

2.2 Glavni klinički i laboratorijski sindromi za oštećenje jetre

2.2.1 Sindrom citolize

2.2.4 Sindrom upale

2.2.5 Sindrom jetrenog šanta

Zaključak

Biohemija jetre uključuje i pojavu normalnih metaboličkih procesa i metaboličke poremećaje s razvojem patologije. Proučavanje svih aspekata biohemije jetre omogućit će vam da vidite sliku organa koji normalno funkcionira i njegovog sudjelovanja u funkcioniranju cijelog tijela i održavanju homeostaze. Takođe, tokom normalnog rada jetre dolazi do integracije svih glavnih metabolizma u organizmu, te je moguće posmatrati početne faze metabolizma (npr. tokom primarne apsorpcije supstanci iz creva) i završne faze sa naknadnim uklanjanje metaboličkih produkata iz organizma.

Kada je funkcija jetre poremećena, metabolizam se pomjera u određenom smjeru, pa je za daljnju dijagnozu bolesti potrebno proučavati patološka stanja organa. Trenutno je to posebno važno, jer bolesti jetre napreduju, a dovoljno dobre metode liječenja još ne postoje. Takve bolesti prvenstveno uključuju virusni hepatitis, cirozu jetre (često uz sistematsku konzumaciju alkohola i druge štetne vanjske utjecaje povezane s nepovoljnom ekologijom), metaboličke promjene zbog loše ishrane i rak jetre. Stoga je rana dijagnoza ovih bolesti, koja se može bazirati na biohemijskim pokazateljima, veoma važna.

Svrha nastavnog rada je da se ispitaju funkcije jetre i uporede biohemijski pokazatelji funkcionisanja ovog organa u normalnim i patološkim stanjima; također naznaka osnovnih principa laboratorijske dijagnostike, kratak opis sindroma hepatitisa različite etiologije i primjeri.

1. Funkcionalna biohemija jetre

Uobičajeno, funkcije jetre prema biohemijskim pokazateljima mogu se podijeliti na: regulatorno-homeostatsku funkciju, uključujući glavne vrste metabolizma (ugljikohidrati, lipidi, proteini, metabolizam vitamina, vodeno-mineralni i pigmentni metabolizam), stvaranje uree, stvaranje žuči i neutralizirajuće funkcije. Takve osnovne funkcije i njihova regulacija detaljno su razmotrene kasnije u ovom poglavlju.

1.1 Regulatorna i homeostatska funkcija jetre

Jetra je centralni organ hemijske homeostaze, gde se svi metabolički procesi odvijaju izuzetno intenzivno i gde su usko isprepleteni.

1.1.1 Metabolizam ugljikohidrata u jetri i njegova regulacija

Monosaharidi (posebno glukoza) ulaze u jetru kroz portalnu venu i prolaze kroz različite transformacije. Na primjer, kada dođe do suvišnog unosa glukoze iz crijeva, ona se taloži u obliku glikogena; glukozu također proizvodi jetra tokom glikogenolize i glukoneogeneze, ulazi u krv i troši je u većini tkiva. Regulacija metabolizma ugljikohidrata provodi se zbog činjenice da je jetra praktički jedini organ koji održava konstantan nivo glukoze u krvi čak i pod uvjetima natašte.

Sudbina monosaharida varira u zavisnosti od njihove prirode, njihovog sadržaja u općem krvotoku i potreba organizma. Neki od njih će otići u jetrenu venu kako bi održali homeostazu, prvenstveno glukoze u krvi, i zadovoljili potrebe organa. Koncentracija glukoze u krvi određena je ravnotežom brzina njenog unosa, s jedne strane, i potrošnje u tkivima, s druge strane. U postapsorptivnom stanju (postapsorptivno stanje se razvija 1,5-2 sata nakon obroka, koje se naziva i istinska ili metabolička zasićenost. Tipičnim postapsorptivnim stanjem smatra se stanje ujutro prije doručka, nakon oko deset -sat noćne pauze u jelu) i normalna koncentracija glukoze u krvi je 60-100 mg/dl (3,3-5,5 mol). A jetra koristi ostatak monosaharida (uglavnom glukozu) za svoje potrebe.

Metabolizam glukoze se intenzivno odvija u hepatocitima. Glukoza dobijena hranom samo se u jetri uz pomoć specifičnih enzimskih sistema pretvara u glukoza-6-fosfat (samo u tom obliku glukozu koriste ćelije). Fosforilacija slobodnih monosaharida je obavezna reakcija na putu njihove upotrebe, dovodi do stvaranja reaktivnijih spojeva i stoga se može smatrati reakcijom aktivacije. Galaktoza i fruktoza koje dolaze iz crijevnog trakta, uz učešće galaktokinaze, odnosno fruktokinaze, fosforiliraju se na prvom atomu ugljika:

Glukoza koja ulazi u ćelije jetre se također fosforilira pomoću ATP-a. Ovu reakciju kataliziraju enzimi heksokinaza i glukokinaza.

dijagnoza patologije jetre bolest

Heksokinaza ima visok afinitet prema glukozi (K m

Zajedno s drugim mehanizmima, to sprječava pretjerano povećanje koncentracije glukoze u perifernoj krvi tijekom probave.

Formiranje glukoza-6-fosfata u ćeliji je svojevrsna „zamka“ za glukozu, budući da je ćelijska membrana nepropusna za fosforiliranu glukozu (nema odgovarajućih transportnih proteina). Osim toga, fosforilacija smanjuje koncentraciju slobodne glukoze u citoplazmi. Kao rezultat, stvaraju se povoljni uslovi za olakšanu difuziju glukoze u ćelije jetre iz krvi.

Obrnuta reakcija pretvaranja glukoza-6-fosfata u glukozu je moguća i pod djelovanjem glukoza-6-fosfataze, koja katalizira uklanjanje fosfatne grupe hidrolitički.

Nastala slobodna glukoza može difundirati iz jetre u krv. U drugim organima i tkivima (osim bubrega i epitelnih stanica crijeva) nema glukoza-6-fosfataze, pa se tamo odvija samo fosforilacija, bez reverzne reakcije, a oslobađanje glukoze iz ovih stanica je nemoguće.

Glukoza-6-fosfat se može pretvoriti u glukoza-1-fosfat uz učešće fosfoglukomutaze, koja katalizuje reverzibilnu reakciju.

Glukoza-6-fosfat se također može koristiti u raznim transformacijama, od kojih su glavne: sinteza glikogena, katabolizam sa stvaranjem CO 2 i H 2 O ili laktata, sinteza pentoze. Istovremeno, tokom metabolizma glukoza-6-fosfata nastaju intermedijarni proizvodi koji se kasnije koriste za sintezu aminokiselina, nukleotida, glicerola i masnih kiselina. Dakle, glukoza-6-fosfat nije samo supstrat za oksidaciju, već i građevinski materijal za sintezu novih jedinjenja (Dodatak 1).

Dakle, pogledajmo oksidaciju glukoze i glukoza-6-fosfata u jetri. Ovaj proces ide na dva načina: dihotomni i apotomski. Dihotomni put je glikoliza, koja uključuje "anaerobnu glikolizu", koja završava stvaranjem mliječne kiseline (laktata) ili etanola i CO 2 i "aerobnu glikolizu" - razgradnju glukoze, prolazeći kroz stvaranje glukoza-6-fosfata, fruktoza bisfosfat i piruvat, kako u odsustvu tako iu prisustvu kisika (aerobni metabolizam piruvata nadilazi metabolizam ugljikohidrata, ali se može smatrati njegovom završnom fazom: oksidacija produkta glikolize - piruvata).

Apotomski put oksidacije glukoze ili pentozni ciklus sastoji se od stvaranja pentoza i vraćanja pentoza u heksoze, uslijed čega se jedan molekul glukoze razgrađuje i nastaje CO2.

Glikoliza u anaerobnim uslovima- složeni enzimski proces razgradnje glukoze koji se odvija bez potrošnje kisika. Krajnji proizvod glikolize je mliječna kiselina. Tokom glikolize nastaje ATP.

Proces glikolize odvija se u hijaloplazmi (citosolu) ćelije i konvencionalno je podijeljen u jedanaest faza, koje kataliziraju jedanaest enzima:

1. Fosforilacija glukoze i stvaranje glukoza-6-fosfata je prijenos ortofosfatnog ostatka na glukozu korištenjem energije ATP-a. Katalizator je heksokinaza. Ovaj proces je razmatran gore.

1. Pretvaranje glukoza-6-fosfata enzima glukoza-6-fosfat izomeraze u fruktozo-6-fosfat:
2. Fruktoza-6-fosfat se ponovo fosforilira zbog druge molekule ATP, reakciju katalizira fosfofruktokinaza:

Reakcija je nepovratna, javlja se u prisustvu jona magnezijuma i najsporija je reakcija glikolize.

1. Pod uticajem enzima aldolaze fruktoza-1,6-bisfosfat se deli na dve fosfotrioze:

1. Reakcija izomerizacije trioznih fosfata. Katalizuje enzim triozfosfat izomeraza:

1. Gliceraldehid-3-fosfat, u prisustvu enzima gliceraldehid fosfat dehidrogenaze, koenzima NAD i anorganskog fosfata, prolazi kroz neku vrstu oksidacije sa stvaranjem 1,3-bisfosfoglicerinske kiseline i redukovanog oblika NAD2 - NAD*H

1. Reakcija je katalizirana fosfoglicerat kinazom, prenoseći fosfatnu grupu na poziciji 1 na ADP kako bi se formirao ATP i 3-fosfoglicerinska kiselina (3-fosfoglicerat):

1. Intramolekularni transfer preostale fosfatne grupe, a 3-fosfoglicerinska kiselina se pretvara u 2-fosforilcerinsku kiselinu (2-fosfoglicerat):

Reakcija je lako reverzibilna i odvija se u prisustvu jona magnezijuma.

9. Reakciju katalizira enzim enolaza, 2-fosfoglicerinska kiselina, kao rezultat eliminacije molekule vode, postaje fosfoenolpirogrožđana kiselina (fosfoenolpiruvat), a fosfatna veza na poziciji 2 postaje visokoenergetska:

1. Razbijanje visokoenergetske veze i prenošenje ostatka fosfata iz fosfoenolpiruvata u ADP. Kristaliziran enzimom piruvat kinazom:

11. Redukcija pirogrožđane kiseline i stvaranje mliječne kiseline (laktata). Reakcija se odvija uz učešće enzima laktat dehidrogenaze i koenzima NAD*H 2, nastalih u šestoj reakciji:

Glikoliza u aerobnim uslovima. Postoje tri dijela ovog procesa:

1. transformacije specifične za glukozu, koje kulminiraju stvaranjem piruvata (aerobna glikoliza);

2. opšti put katabolizma (oksidativna dekarboksilacija piruvatnog i citratnog ciklusa);

3. mitohondrijski lanac transporta elektrona.

Kao rezultat ovih procesa, glukoza se u jetri razlaže do C0 2 i H 2 0, a oslobođena energija se koristi za sintezu ATP-a (Dodatak 2).

Metabolizam ugljikohidrata u jetri uključuje samo transformacije specifične za glukozu, gdje dolazi do razgradnje glukoze u piruvat, koja se može podijeliti u dvije faze:

1. Od glukoze do gliceraldehid fosfata. U reakcijama se fosfatni ostaci ugrađuju u heksoze, a heksoza se pretvara u triozu (Dodatak 3). Reakcije ove faze kataliziraju sljedeći enzimi: heksokinaza ili glukokinaza (1); fosfoglukoizomeraza (2); fosfofruktokinaza (3); Fruktoza 1,6-bisfosfat aldolaza (4) ; fosfotrioza izomeraza (5)

2. Od gliceraldehid fosfata do piruvata. To su reakcije povezane sa sintezom ATP-a. Faza se završava konverzijom svakog molekula glukoze u dva molekula gliceraldehid fosfata (Dodatak 4). U reakcijama je uključeno pet enzima: gliceraldehid fosfat dehidrogenaza (6); fosfoglicerat kinaza (7); fosfogliceromutaza (8); enolaza (9); piruvat kinaza (10).

Pentozofosfatni (fosfoglukonatni) put Konverzija glukoze daje ćeliji hidrogenirani NADP za reduktivnu sintezu i pentoze za sintezu nukleotida. Pentozofosfatni put se može podijeliti na dva dijela - oksidativni i neoksidativni put.

1. Oksidativni put uključuje dvije reakcije dehidrogenacije, gdje NADP služi kao akceptor vodonika (Dodatak 5). U drugoj reakciji istovremeno se odvija dekarboksilacija, lanac ugljika se skraćuje za jedan atom ugljika i dobijaju se pentoze.
2. Neoksidativni put je mnogo složeniji. Ovdje nema reakcija dehidrogenacije, ona može poslužiti samo za potpunu razgradnju pentoza (do C0 2 i H 2 0) ili za pretvaranje pentoza u glukozu (Prilog 6). Početni materijali su pet molekula fruktoza-6-fosfata, koji sadrže ukupno 30 atoma ugljika, konačni proizvod reakcije je šest molekula riboza-5-fosfata, koji također sadrži ukupno 30 atoma ugljika.

Oksidativni put za formiranje pentoza i put za povratak pentoza u heksoze zajedno čine ciklički proces:

U ovom ciklusu jedna molekula glukoze se potpuno raspada u jednoj revoluciji, od kojih se svih šest atoma ugljika pretvara u CO2.

Također u jetri postoji proces suprotan glikolizi - glukoneogeneza. Glukoneogeneza- proces sinteze glukoze iz neugljikohidratnih tvari. Njegova glavna funkcija je održavanje nivoa glukoze u krvi tokom perioda dugotrajnog gladovanja i intenzivne fizičke aktivnosti. Glukoneogeneza osigurava sintezu 80-100 g glukoze dnevno. Primarni supstrati glukoneogeneze su laktat, aminokiseline i glicerol. Uključivanje ovih supstrata u glukoneogenezu zavisi od fiziološkog stanja organizma. Laktat je proizvod anaerobne glikolize. Formira se u bilo kojim uvjetima tijela u crvenim krvnim zrncima i radnim mišićima. Tako se laktat stalno koristi u glukoneogenezi. Glicerol se oslobađa tokom hidrolize masti u masnom tkivu tokom gladovanja ili duže fizičke aktivnosti. Aminokiseline nastaju kao rezultat razgradnje mišićnih proteina i uključuju se u glukoneogenezu tijekom dugotrajnog gladovanja ili produženog rada mišića. Treba napomenuti da se glikoliza odvija u citosolu, a neke od reakcija glukoneogeneze javljaju se u mitohondrijima.

Glukoneogeneza u osnovi slijedi isti put kao i glikoliza, ali u suprotnom smjeru (Dodatak 7). Međutim, tri reakcije glikolize su ireverzibilne i u ovim fazama reakcije glukoneogeneze se razlikuju od reakcija glikolize.

Pretvorba piruvata u fosfoenolpiruvat (ireverzibilna faza I) odvija se uz sudjelovanje dva enzima: piruvat karboksilaze i fosfoenolpiruvat karboksikinaze:

Druga dva ireverzibilna koraka kataliziraju fruktoza-1,6-bisfosfat fosfataza i glukoza-6-fosfat fosfataza:

Svaka od ireverzibilnih reakcija glikolize, zajedno sa odgovarajućom reakcijom glukoneogeneze, čini ciklus supstrata (Dodatak 7, reakcije 1, 2, 3).

Sinteza glukoze (glukoneogeneza iz aminokiselina i glicerola). Glukoza u jetri može se sintetizirati iz aminokiselina i glicerola. U toku katabolizma aminokiselina nastaju piruvat ili oksaloacetat kao intermedijarni proizvodi, koji se mogu uključiti u put glukoneogeneze u fazi prvog supstratnog ciklusa (Dodatak 7, reakcija 1). Glicerol nastaje tokom hidrolize masti i može se pretvoriti u glukozu (Dodatak 8). Aminokiseline i glicerol se koriste za sintezu glukoze uglavnom za vrijeme posta ili kada je prehrana siromašna ugljikohidratima (gladovanje ugljikohidratima).

Glukoneogeneza se također može javiti iz laktata. Mliječna kiselina nije krajnji produkt metabolizma, ali njeno stvaranje je ćorsokak metabolički put: jedini način korištenja mliječne kiseline povezan je s njenom pretvorbom natrag u piruvat uz sudjelovanje iste laktat dehidrogenaze:

Iz stanica u kojima dolazi do glikolize, nastala mliječna kiselina ulazi u krv i hvata se uglavnom u jetri, gdje se pretvara u piruvat. Piruvat u jetri se djelomično oksidira i djelimično pretvara u glukozu - Cori ciklus, ili ciklus glukozolaktata:

U tijelu odrasle osobe dnevno se može sintetizirati oko 80 g glukoze, uglavnom u jetri. Biološki značaj glukoneogeneze nije samo u vraćanju laktata u metabolički bazen ugljikohidrata, već i u opskrbi glukozom u mozgu kada postoji nedostatak ugljikohidrata u tijelu, na primjer, za vrijeme ugljikohidrata ili potpunog gladovanja.

Sinteza glikogena (glikogeneza). Kao što je već spomenuto, dio glukoze koji ulazi u jetru koristi se u sintezi glikogena. Glikogen je razgranati homopolimer glukoze u kojem su ostaci glukoze povezani u linearne regije a-1,4-glikozidnom vezom. Na tačkama grananja, monomeri su povezani a-1,6-glikozidnim vezama. Ove veze se formiraju sa otprilike svakim desetim ostatkom glukoze. Ovo rezultira strukturom nalik stablu sa molekulskom težinom >10 7 D, što odgovara približno 50.000 ostataka glukoze (Dodatak 9). Kada se glukoza polimerizuje, smanjuje se topljivost nastale molekule glikogena i, posljedično, njen utjecaj na osmotski tlak u ćeliji. Ova okolnost objašnjava zašto se u ćeliji taloži glikogen, a ne slobodna glukoza.

Glikogen se skladišti u citosolu ćelije u obliku granula prečnika 10-40 nm. Nakon konzumiranja obroka bogatog ugljikohidratima, rezerva glikogena u jetri može iznositi oko 5% njene mase.

Razgradnja glikogena u jetri služi uglavnom za održavanje nivoa glukoze u krvi u periodu nakon apsorpcije. Zbog toga se sadržaj glikogena u jetri mijenja ovisno o ritmu ishrane. Kod dugotrajnog gladovanja smanjuje se na gotovo nulu.

Glikogen se sintetiše tokom varenja (1-2 sata nakon konzumiranja hrane sa ugljenim hidratima). Sinteza glikogena iz glukoze zahtijeva energiju.

Prije svega, glukoza prolazi kroz fosforilaciju uz sudjelovanje enzima heksokinaze i glukokinaze. Zatim se glukoza-6-fosfat, pod uticajem enzima fosfoglukomutaze, pretvara u glukoza-1-fosfat.

Nastali glukoza-1-fosfat već je direktno uključen u sintezu glikogena.

U prvoj fazi sinteze, glukoza-1-fosfat stupa u interakciju sa UTP (uridin trifosfatom), formirajući uridin difosfat glukozu (UDP-glukozu) i pirofosfat. Ovu reakciju katalizira enzim glukoza-1-fosfat uridililtransferaza (UDPG-pirofosforilaza) (Dodatak 10).

U drugoj fazi - fazi formiranja glikogena - dolazi do prijenosa ostatka glukoze koji je uključen u UDP-glukozu u glukozidni lanac glikogena (količina „sjemena“) (Dodatak 11). U ovom slučaju, b-1,4-glikozidna veza se formira između prvog atoma ugljika dodanog ostatka glukoze i 4-hidroksilne grupe ostatka glukoze u lancu. Ovu reakciju katalizira enzim glikogen sintaza. Rezultirajući UDP se zatim fosforilira natrag u UTP na račun ATP-a, i tako cijeli ciklus konverzije glukoza-1-fosfata počinje iznova.

Utvrđeno je da glikogen sintaza nije u stanju da katalizira formiranje b-1,6-glikozidne veze prisutne na tačkama grananja glikogena. Ovaj proces katalizira poseban enzim koji se zove glikogen granajući enzim ili amilo-1,4-1,6-transglukozidaza. Potonji katalizira prijenos terminalnog oligosaharidnog fragmenta koji se sastoji od 6 ili 7 ostataka glukoze sa nereducirajućeg kraja jednog od bočnih lanaca, koji sadrži najmanje 11 ostataka, na 6-hidroksilnu grupu ostatka glukoze istog ili drugi lanac glikogena. Kao rezultat, formira se novi bočni lanac. Grananje povećava brzinu sinteze i razgradnje glikogena.

Razgradnja glikogena ili njega mobilizacija nastaju kao odgovor na povećanje tjelesne potrebe za glukozom. Glikogen u jetri se razgrađuje uglavnom u intervalima između obroka, a razgradnja se ubrzava tokom fizičkog rada. Razgradnja glikogena odvija se uz učešće dva enzima: glikogen fosforilaze i enzima dvostruke specifičnosti - 4:4-transferaza-b-1,6-glikozidaza. Glikogen fosforilaza katalizira fosforolizu 1,4-glikozidne veze nereducirajućih krajeva glikogena, a ostaci glukoze se odcjepljuju jedan po jedan u obliku glukoza-1-fosfata (Dodatak 12). U ovom slučaju, glikogen fosforilaza ne može cijepati ostatke glukoze s kratkih grana koje sadrže manje od pet ostataka glukoze; takve grane uklanja 4:4-transferaza-b-1,6-glikozidaza. Ovaj enzim katalizira prijenos fragmenata s tri ostatka kratke grane na terminalni ostatak glukoze duže grane; osim toga, hidrolizira 1,6-glikozidnu vezu i tako uklanja posljednji ostatak grane (Dodatak 13).

Post od 24 sata dovodi do skoro potpunog nestanka glikogena u ćelijama jetre. Međutim, uz ritmičnu prehranu, svaka molekula glikogena može postojati neograničeno: u nedostatku probave i ulaska glukoze u tkiva, molekule glikogena se smanjuju zbog cijepanja perifernih grana, a nakon sljedećeg obroka ponovno rastu na svoje prethodne veličine.

Glukoza-1-fosfat, nastao iz glikogena, uz sudjelovanje fosfoglukomutaze pretvara se u glukoza-6-fosfat, čija je daljnja sudbina u jetri i mišićima drugačija. U jetri se glukoza-6-fosfat pretvara u glukozu uz sudjelovanje glukoza-6-fosfataze, glukoza ulazi u krv i koristi se u drugim organima i tkivima.

Regulacija glikogeneze i procesa glikogenolize provode hormoni: insulin, glukagon, adrenalin. Primarni signal za sintezu inzulina i glukagona je promjena koncentracije glukoze u krvi. Inzulin i glukagon su stalno prisutni u krvi, ali kada se period apsorpcije promijeni u postapsorptivni period, mijenja se njihova relativna koncentracija, što je glavni faktor koji mijenja metabolizam glikogena u jetri. Omjer koncentracije inzulina u krvi prema koncentraciji glukagona naziva se "inzulin-glukagon indeks". U postapsorpcijskom periodu, inzulinsko-glukagonski indeks se smanjuje, a koncentracija glukagona postaje odlučujuća u regulaciji koncentracije glukoze i krvi. Tokom probave prevladava utjecaj inzulina, jer se inzulinsko-glukagon indeks u ovom slučaju povećava. Općenito, inzulin ima suprotan učinak na metabolizam glikogena od glukagona. Inzulin snižava koncentraciju glukoze u krvi tokom probave.

Hormon adrenalin stimuliše oslobađanje glukoze iz jetre u krv kako bi tkiva (uglavnom mozak i mišiće) obezbedila „gorivom“ u ekstremnoj situaciji.

Regulatorni faktor u metabolizmu glikogena je također vrijednost K m glukokinaza, koja je mnogo veća od K m heksokinaze - jetra ne bi trebala trošiti glukozu za sintezu glikogena ako je njena količina u krvi u granicama normale.

Metabolizam lipida u jetri uključuje biosintezu različitih lipida (holesterol, triacilglicerol, fosfogliceridi, sfingomijelin itd.) koji ulaze u krv i distribuiraju se u druga tkiva i sagorijevanje (oksidaciju) masnih kiselina uz stvaranje ketonskih tijela, koja koriste se kao izvor energije za ekstrahepatična tkiva.

Dostava masnih kiselina do mjesta oksidacije - do mitohondrija ćelija jetre - odvija se na složen način: uz učešće albumina, masne kiseline se transportuju u ćeliju; uz učešće posebnih proteina - transport unutar citosola; uz učešće karnitina - transport masnih kiselina iz citosola u mitohondrije.

Proces oksidacije masnih kiselina sastoji se od sljedećih glavnih faza.

1. Aktivacija masnih kiselina. Aktivacija se javlja na vanjskoj površini mitohondrijalne membrane uz učešće ATP-a, koenzima A (HS-KoA) i jona Mg 2+. Reakciju katalizira enzim acil-CoA sintetaza:

Aktivacija se odvija u 2 faze. Prvo, masna kiselina reaguje sa ATP-om da bi se formirao aciladenilat, zatim sulfhidrilna grupa CoA deluje na aciladenilat koji je čvrsto vezan za enzim i formira acil-CoA i AMP.

Nakon toga slijedi transport masnih kiselina u mitohondrije. Karnitin služi kao nosač aktiviranih dugolančanih masnih kiselina kroz unutrašnju mitohondrijalnu membranu. Acilna grupa se prenosi sa atoma sumpora u CoA na hidroksilnu grupu karnitina.

2. Nastaje acilkarnitin, koji difunduje kroz unutrašnju mitohondrijalnu membranu:

Reakcija se odvija uz sudjelovanje specifičnog citoplazmatskog enzima, karnitin aciltransferaze. Nakon što acilkarnitin prođe kroz mitohondrijalnu membranu, javlja se obrnuta reakcija - cijepanje acilkarnitina uz sudjelovanje HS-CoA i mitohondrijalne karnitin aciltransferaze:

3. Intramitohondrijska oksidacija masnih kiselina. Proces oksidacije masnih kiselina u ćelijskim mitohondrijama uključuje nekoliko uzastopnih reakcija.

Prva faza dehidrogenacije. Acyl-CoA u mitohondrijima prolazi kroz enzimsku dehidrogenaciju, dok acil-CoA gubi 2 atoma vodika u b- i c-položajima, pretvarajući se u CoA ester nezasićene kiseline. Reakciju katalizira acil-CoA dehidrogenaza, produkt je enoil-CoA:

Faza hidratacije. Nezasićeni acil-CoA (enoil-CoA), uz učešće enzima enoil-CoA hidrataze, vezuje molekul vode. Kao rezultat, nastaje β-hidroksiacil-CoA (ili 3-hidroksiacil-CoA):

Druga faza dehidrogenacije. Rezultirajući β-hidroksiacil-CoA (3-hidroksiacil-CoA) se zatim dehidrogenira. Ovu reakciju kataliziraju NAD zavisne dehidrogenaze:

Reakcija tiolaze. Cepanje 3-oksoacil-CoA od strane tiol grupe drugog CoA molekula. Kao rezultat, formiraju se acil-CoA skraćen za dva atoma ugljika i fragment od dva ugljika u obliku acetil-CoA. Ovu reakciju katalizira acetil-CoA aciltransferaza (β-ketotiolaza):

Rezultirajući acetil-CoA prolazi kroz oksidaciju u ciklusu trikarboksilne kiseline, a acil-CoA, skraćen za dva atoma ugljika, opet više puta prolazi cijelim putem β-oksidacije do stvaranja butiril-CoA (4-ugljikova spojeva), koji zauzvrat se oksidira do 2 acetil-CoA molekula.

Biosinteza masnih kiselina. Sinteza masnih kiselina odvija se u citoplazmi ćelije. Mitohondrije uglavnom uključuju produžavanje postojećih lanaca masnih kiselina. Utvrđeno je da se palmitinska kiselina (16 atoma ugljenika) sintetiše u citoplazmi ćelija jetre, a u mitohondrijima ovih ćelija iz ove palmitinske kiseline ili iz masnih kiselina egzogenog porekla, tj. koje dolaze iz crijeva, stvaraju se masne kiseline koje sadrže 18, 20 i 22 atoma ugljika.

Mitohondrijski sistem biosinteze masnih kiselina uključuje neznatno modifikovani slijed reakcija β-oksidacije, i samo vrši produžavanje masnih kiselina srednjeg lanca postojećih u tijelu, dok se potpuna biosinteza palmitinske kiseline iz acetil-CoA aktivno odvija u citosol, tj. izvan mitohondrija, potpuno drugačijim putem.

Ekstramitohondrijski sistem biosinteze masnih kiselina (lipogeneza) nalazi se u rastvorljivoj (citosolnoj) frakciji ćelija jetre. Biosinteza masnih kiselina odvija se uz učešće NADPH, ATP, Mn2+ i HCO3- (kao izvora CO2); supstrat je acetil-CoA, konačni proizvod je palmitinska kiselina.

Obrazovanjenezasićene masne kiseline. Produženje masnih kiselina.

Dvije najčešće mononezasićene masne kiseline, palmitoleinska i oleinska, sintetiziraju se iz palmitinske i stearinske kiseline. Ove transformacije se dešavaju u mikrosomima ćelija jetre. Samo aktivirani oblici palmitinske i stearinske kiseline prolaze kroz transformaciju. Enzimi uključeni u ove transformacije nazivaju se desaturaze. Uz desaturaciju masnih kiselina (formiranje dvostrukih veza), u mikrosomima dolazi i do njihovog produženja (elongacije), a oba se ova procesa mogu kombinovati i ponavljati. Produženje lanca masnih kiselina nastaje uzastopnim dodavanjem fragmenata sa dva ugljika u odgovarajući acil-CoA uz učešće malonil-CoA i NADPH. Enzimski sistem koji katalizuje produžavanje masnih kiselina naziva se elongaza. Putevi konverzije palmitinske kiseline u reakcijama desaturacije i elongacije prikazani su u Dodatku 14.

Biosinteza triglicerida. Sinteza triglicerida se odvija iz glicerola i masnih kiselina (uglavnom stearinske, palmitinske i oleinske). Prvi put biosinteze triglicerida u jetri odvija se kroz formiranje b-glicerofosfata (glicerol-3-fosfata) kao intermedijarnog jedinjenja; glicerol se fosforilira pomoću ATP-a i nastaje glicerol-3-fosfat:

Drugi put je uglavnom povezan sa procesima glikolize i glikogenolize. Poznato je da u procesu glikolitičke razgradnje glukoze nastaje dihidroksiaceton fosfat, koji se u prisustvu citoplazmatske glicerol-3-fosfat dehidrogenaze može pretvoriti u glicerol-3-fosfat:

Glicerol-3-fosfat koji nastaje na ovaj ili onaj način sekvencijalno je aciliran sa dva molekula CoA derivata masne kiseline. Kao rezultat, nastaje fosfatidna kiselina (fosfatidat):

Acilacija glicerol-3-fosfata se odvija uzastopno, tj. u 2 faze. Prvo, glicerol 3-fosfat aciltransferaza katalizira stvaranje lizofosfatidata. Zatim, fosfatidna kiselina se hidrolizira fosfatidat fosfohidrolazom u 1,2-diglicerid (1,2-diacilglicerol):

1,2-diglicerid se zatim acilira trećim molekulom acil-CoA i pretvara u triglicerid (triacilglicerol). Ovu reakciju katalizira diacilglicerol aciltransferaza:

Utvrđeno je da se većina enzima uključenih u biosintezu triglicerida nalazi u endoplazmatskom retikulumu, a samo nekoliko, na primjer glicerol-3-fosfat aciltransferaza, nalazi se u mitohondrijima.

Metabolizam fosfolipida. Fosfolipidi imaju važnu ulogu u strukturi i funkciji ćelijskih membrana, aktivaciji membranskih i lizosomskih enzima, u provođenju nervnih impulsa, zgrušavanju krvi, imunološkim reakcijama, procesima ćelijske proliferacije i regeneracije tkiva, u prijenosu elektrona u lancu respiratornih enzima. Posebnu ulogu imaju fosfolipidi u stvaranju lipoproteinskih kompleksa. Najvažniji fosfolipidi se sintetiziraju uglavnom u endoplazmatskom retikulumu ćelije.

Centralnu ulogu u biosintezi fosfolipida imaju 1,2-digliceridi (u sintezi fosfatidilholina i fosfatidiletanolamina), fosfatidna kiselina (u sintezi fosfatidilinozitola) i sfingozin (u sintezi sfingozina). Citidin trifosfat (CTP) je uključen u sintezu gotovo svih fosfolipida.

Biosinteza holesterola. U sintezi holesterola mogu se razlikovati tri glavne faze: I - pretvaranje aktivnog acetata u mevalonsku kiselinu, II - formiranje skvalena iz mevalonske kiseline, III - ciklizacija skvalena u holesterol.

Razmotrimo fazu konverzije aktivnog acetata u mevalonsku kiselinu. Početni korak u sintezi mevalonske kiseline iz acetil-CoA je stvaranje acetoacetil-CoA kroz reverzibilnu reakciju tiolaze. Zatim, uz naknadnu kondenzaciju acetoacetil-CoA sa 3. molekulom acetil-CoA uz učešće hidroksimetilglutaril-CoA sintaze (HMG-CoA sintaze), nastaje β-hidroksi-β-metilglutaril-CoA. Zatim, β-hidroksi-β-metilglutaril-CoA, pod dejstvom regulatornog enzima NADP-zavisne hidroksimetilglutaril-CoA reduktaze (HMG-CoA reduktaze), kao rezultat redukcije jedne od karboksilnih grupa i cepanja HS -KoA, pretvara se u mevalonsku kiselinu.

Uz klasični put biosinteze mevalonske kiseline, postoji i drugi put u kojem se β-hidroksi-β-metilglutaril-S-ACP formira kao međusupstrat. Reakcije ovog puta su identične početnim fazama biosinteze masnih kiselina do stvaranja acetoacetil-S-ACP. Acetil-CoA karboksilaza, enzim koji pretvara acetil-CoA u malonil-CoA, učestvuje u formiranju mevalonske kiseline duž ovog puta.

U fazi II sinteze holesterola, mevalonska kiselina se pretvara u skvalen. Reakcije faze II počinju fosforilacijom mevalonske kiseline uz pomoć ATP-a. Kao rezultat toga nastaje 5-fosforni ester, a zatim 5-pirofosforni estar mevalonske kiseline.5-pirofosfomevalonska kiselina, kao rezultat naknadne fosforilacije tercijarne hidroksilne grupe, formira nestabilan međuproizvod - 3-fosfo- 5-pirofosfomevalonska kiselina, koja se dekarboksilacijom i gubitkom ostatka fosforne kiseline pretvara u izopentenil pirofosfat. Potonji se izomerizira u dimetilalil pirofosfat. Oba izomerna izopentenil pirofosfata (dimetilalil pirofosfat i izopentenil pirofosfat) se zatim kondenzuju da se oslobodi pirofosfat i formira geranil pirofosfat. Izopentenil pirofosfat se ponovo dodaje geranil pirofosfatu. Ova reakcija proizvodi farnezil pirofosfat. U završnoj reakciji ove faze, skvalen nastaje kao rezultat NADPH zavisne reduktivne kondenzacije 2 molekula farnezil pirofosfata.

U III fazi biosinteze holesterola, skvalen, pod uticajem skvalen oksidociklaze, ciklizira u lanosterol. Naknadna konverzija lanosterola u holesterol uključuje niz reakcija koje uključuju uklanjanje tri metilne grupe, zasićenje dvostruke veze u bočnom lancu i premještanje dvostruke veze.

Opća shema sinteze holesterola je predstavljena u Dodatku 15.

Metabolizam ketonskih tijela. Termin ketonska (acetonska) tijela označava acetosirćetnu kiselinu (acetoacetat) CH3COCH2COOH, β-hidroksimaslačnu kiselinu (β-hidroksibutirat ili D-3-hidroksibutirat) CH3CHONCH2COOH i aceton CH3COCH3.

Formiranje ketonskih tijela odvija se u nekoliko faza (Prilog 16). U prvoj fazi, acetoacetil-CoA se formira od 2 molekula acetil-CoA. Reakciju katalizira enzim acetil-CoA acetiltransferaza (3-ketotiolaza). Acetoacetil-CoA tada stupa u interakciju s drugim acetil-CoA molekulom. Reakcija se odvija pod uticajem enzima hidroksimetilglutaril-CoA sintetaze. Rezultirajući β-hidroksi-β-metilglutaril-CoA može se cijepati na acetoacetat i acetil-CoA djelovanjem hidroksimetilglutaril-CoA liaze. Acetoacetat se redukuje uz učešće NAD-zavisne D-3-hidroksibutirat dehidrogenaze, što rezultira stvaranjem D-β-hidroksibutiratne kiseline (D-3-hidroksibutirat).

Postoji i drugi put za sintezu ketonskih tijela. Nastao kondenzacijom 2 molekula acetil-CoA, acetoacetil-CoA je sposoban da odvoji koenzim A i pretvori se u acetoacetat. Ovaj proces katalizira enzim acetoacetil-CoA hidrolaza (deacilaza). Međutim, drugi put za stvaranje acetoacetatne kiseline (acetoacetat) nije značajan, jer je aktivnost deacilaze u jetri niska.

U krvi zdrave osobe ketonska tijela se nalaze u vrlo malim koncentracijama (0,03-0,2 mmol/l u krvnom serumu). Treba istaći važnu ulogu ketonskih tijela u održavanju energetske ravnoteže. Ketonska tijela daju gorivo mišićima, bubrezima i mogu djelovati kao dio regulatornog mehanizma povratne sprege kako bi spriječili pretjeranu mobilizaciju masnih kiselina iz zaliha masti. Jetra je izuzetak u tom smislu; ona ne koristi ketonska tijela kao energetski materijal. Iz mitohondrija jetre, ova jedinjenja difundiraju u krv i transportuju se do perifernih tkiva.

Jetra je centralno mjesto IVF razmjene. Ovdje dolaze iz crijeva, masnih depoa kao dio albumina krvne plazme.

Regulacija sinteze i razgradnje masti u jetri. Ćelije jetre imaju aktivne enzimske sisteme za sintezu i razgradnju masti. Regulacija metabolizma masti je u velikoj mjeri određena regulacijom metabolizma masnih kiselina, ali nije ograničena na ove mehanizme. Sinteza masnih kiselina i masti se aktivira tokom probave, a njihova razgradnja se aktivira u postapsorpcijskom stanju i tokom posta. Osim toga, stopa iskorištenja masti je proporcionalna intenzitetu mišićnog rada. Regulacija metabolizma masti usko je povezana s regulacijom metabolizma glukoze. Kao iu slučaju metabolizma glukoze, hormoni inzulin, glukagon, adrenalin i procesi prebacivanja fosforilacije-defosforilacije proteina igraju važnu ulogu u regulaciji metabolizma masti.

Regulacija metabolizma bjelančevina u jetri provodi se zbog intenzivne biosinteze proteina i oksidacije aminokiselina. U toku dana ljudski organizam proizvodi oko 80-100 g proteina, od čega se polovina nalazi u jetri. Tokom gladovanja, jetra najbrže koristi svoje rezervne proteine ​​za opskrbu drugih tkiva aminokiselinama. Gubitak proteina u jetri je približno 20%; dok u ostalim organima nije više od 4%. Proteini same jetre se normalno potpuno obnavljaju svakih 20 dana. Jetra šalje većinu sintetiziranih proteina u krvnu plazmu. Kada je potrebno (na primjer, tokom potpunog ili proteinskog posta), ovi proteini služe i kao izvori esencijalnih aminokiselina.

Ulaskom u jetru kroz portalnu venu, aminokiseline prolaze kroz brojne transformacije, a značajan dio aminokiselina se raznosi krvlju kroz tijelo i koristi se u fiziološke svrhe. Jetra osigurava ravnotežu slobodnih aminokiselina u tijelu sintezom neesencijalnih aminokiselina i preraspodjelom dušika. Apsorbovane aminokiseline se prvenstveno koriste kao građevinski materijali za sintezu specifičnih tkivnih proteina, enzima, hormona i drugih biološki aktivnih jedinjenja. Određena količina aminokiselina podliježe razgradnji sa stvaranjem konačnih proizvoda metabolizma proteina (CO2, H2O i NH3) i oslobađanjem energije.

Svi albumini, 75-90% β-globulina (β1-antitripsin, β2-makroglobulin-inhibitori proteaze, proteini akutne faze upale), 50% β-globulina u plazmi sintetiziraju hepatociti. Jetra sintetiše faktore koagulacije proteina (protrombin, fibrinogen, prokonvertin, akcelerator globulin, Božićni faktor, Stewart-Prower faktor) i dio prirodnih bazičnih antikoagulansa (antitrombin, protein C, itd.). Hepatociti sudjeluju u stvaranju nekih inhibitora fibrinolize; regulatori eritropoeze - eritropoetini - nastaju u jetri. Glikoprotein haptoglobin, koji formira kompleks sa hemoglobinom kako bi spriječio njegovo izlučivanje preko bubrega, također je hepatičnog porijekla. Ovo jedinjenje pripada proteinima akutne faze upale i ima aktivnost peroksidaze. Ceruloplazmin, također glikoprotein koji sintetizira jetra, može se smatrati ekstracelularnom superoksid dismutazom, koja pomaže u zaštiti staničnih membrana; Osim toga, stimulira proizvodnju antitijela. Sličan učinak, samo na ćelijski imunitet, ima transferin, čiju polimerizaciju također provode hepatociti.

Još jedan protein koji sadrži ugljikohidrate, ali sa imunosupresivnim svojstvima, može se sintetizirati u jetri - b-fetoprotein, čije povećanje koncentracije u krvnoj plazmi služi kao vrijedan marker nekih tumora jetre, testisa i jajnika. Jetra je izvor većine proteina sistema komplementa.

U jetri se odvija najaktivnija izmjena proteinskih monomera – aminokiselina: sinteza neesencijalnih aminokiselina, sinteza neproteinskih azotnih jedinjenja iz aminokiselina (kreatin, glutation, nikotinska kiselina, purini i pirimidini, porfirini, dipeptidi, pantotenat koenzimi itd.), oksidacija aminokiselina sa stvaranjem amonijaka, koji se neutrališe u jetri tokom sinteze uree.

Pa hajde da razmotrimo su uobičajenemetaboličkih puteva aminokiselina. Uobičajeni putevi za konverziju aminokiselina u jetri uključuju deaminaciju, transaminaciju, dekarboksilaciju i biosintezu aminokiselina.

Deaminacija aminokiselina. Dokazano je postojanje 4 vrste deaminacije aminokiselina (cijepanje amino grupe) (Prilog 17). Odgovarajući enzimski sistemi koji katalizuju ove reakcije su izolovani i produkti reakcije su identifikovani. U svim slučajevima, NH2 grupa aminokiseline se oslobađa u obliku amonijaka. Osim amonijaka, proizvodi deaminacije uključuju masne kiseline, hidroksi kiseline i keto kiseline.

Transaminacija aminokiselina. Transaminacija se odnosi na reakcije intermolekularnog prijenosa amino grupe (NH2—) iz aminokiseline u b-keto kiselinu bez srednjeg stvaranja amonijaka. Reakcije transaminacije su reverzibilne i odvijaju se uz učešće specifičnih enzima aminotransferaza, odnosno transaminaza.

Primjer reakcije transaminacije:

Dekarboksilacija aminokiselina. Proces uklanjanja karboksilne grupe aminokiselina u obliku CO2. Rezultirajući produkti reakcije su biogeni amini. Reakcije dekarboksilacije, za razliku od drugih procesa srednjeg metabolizma aminokiselina, su ireverzibilne. Katalizuju ih specifični enzimi - aminokiselinske dekarboksilaze.

Neutralizacijaamonijaka u organizmu. U ljudskom organizmu dnevno se razgradi oko 70 g aminokiselina, a kao rezultat reakcija deaminacije i oksidacije biogenih amina, oslobađa se velika količina amonijaka, koji je vrlo otrovan spoj. Stoga koncentraciju amonijaka u tijelu treba održavati niskom. Nivo amonijaka u krvi normalno ne prelazi 60 µmol/l. Amonijak se mora podvrgnuti vezivanju u jetri da bi se formirala netoksična jedinjenja koja se lako izlučuju urinom.

Jedan od načina vezivanja i neutralizacije amonijaka u tijelu je biosinteza glutamina (i možda asparagina). Glutamin i asparagin se u malim količinama izlučuju urinom. Umjesto toga, oni obavljaju transportnu funkciju nošenja amonijaka u netoksičnom obliku. Sintezu glutamina katalizira glutamin sintetaza.

Drugi i glavni način neutralizacije amonijaka u jetri je stvaranje uree, o čemu će biti riječi u nastavku u funkciji stvaranja uree u jetri.

U hepatocitima pojedinačne aminokiseline prolaze kroz specifične transformacije. Taurin nastaje od aminokiselina koje sadrže sumpor, koji se kasnije uključuje u parne žučne kiseline (tauroholna, taurodeoksiholna), a može poslužiti i kao antioksidans, vezujući hipohloritni anion, stabilizirajući ćelijske membrane; dolazi do aktivacije metionina, koji u obliku S- adenozilmetionin služi kao izvor metilnih grupa u reakcijama završetka kreatina geneze, sinteze holina za holin fosfatide (lipotropne supstance).

Biosinteza neesencijalnih aminokiselina. Bilo koja od neesencijalnih aminokiselina može se sintetizirati u tijelu u potrebnim količinama. U ovom slučaju, ugljični dio aminokiseline nastaje iz glukoze, a amino grupa se uvodi iz drugih aminokiselina transaminacijom. Alanija, aspartat i glutamat nastaju od piruvata, oksaloacetata i b-ketoglutarata. Glutamin nastaje iz glutaminske kiseline djelovanjem glutamin sintetaze:

Asparagin se sintetizira iz asparaginske kiseline i glutamina, koji služi kao donor amidne grupe; Reakciju katalizira asparagin sintetaza.Prolin nastaje iz glutaminske kiseline. Histidin (djelimično zamjenjiva aminokiselina) se sintetiše iz ATP-a i riboze: purinski dio ATP-a daje -N=CH-NH- fragment za imidazolni ciklus histidina; ostatak molekula formira riboza.

Ako u hrani nema neesencijalnih aminokiselina, ćelije je sintetiziraju iz drugih supstanci i na taj način održavaju puni set aminokiselina neophodnih za sintezu proteina. Ako nedostaje barem jedna od esencijalnih aminokiselina, sinteza proteina se zaustavlja. To je zato što velika većina proteina sadrži svih 20 aminokiselina; stoga, ako barem jedan od njih nedostaje, sinteza proteina je nemoguća.

Djelomično zamjenjive aminokiseline se sintetiziraju u tijelu, ali brzina njihove sinteze nije dovoljna da zadovolji sve potrebe organizma za ovim aminokiselinama, posebno kod djece. Uvjetno esencijalne aminokiseline mogu se sintetizirati iz esencijalnih: cistein - iz metionina, tirozin - iz fenilalanina. Drugim riječima, cistein i tirozin su neesencijalne aminokiseline, pod uvjetom da postoji dovoljan unos metionina i fenilalanina ishranom.

1.1.4. Učešće jetre u metabolizmu vitamina

Učešće jetre u metabolizmu vitamina sastoji se od procesa taloženja svih vitamina rastvorljivih u mastima: A, D, E, K, F (lučenje žuči takođe obezbeđuje apsorpciju ovih vitamina) i mnogih hidrovitamina ( B 12, folna kiselina, B 1, B 6, PP itd.), sinteza nekih vitamina (nikotinska kiselina) i koenzima.

Jetra je posebna po tome što aktivira vitamine:

1. Folna kiselina se pretvara u tetrahidrofolnu kiselinu (THFA) uz pomoć vitamina C; Redukcija uključuje razbijanje dvije dvostruke veze i dodavanje četiri atoma vodika na pozicijama 5, 6, 7 i 8 kako bi se formirala tetrahidrofolna kiselina (THFA). Javlja se u 2 stadijuma tkiva uz učešće specifičnih enzima koji sadrže redukovani NADP. Prvo, djelovanjem folat reduktaze nastaje dihidrofolna kiselina (DHFA), koja se, uz sudjelovanje drugog enzima, dihidrofolat reduktaze, reducira u THFA:

1. Vitamini B 1 i B 6 su fosforilirani u tiamin difosfat i piridoksal fosfat, respektivno. Vitamin B 6 (piridoksin) je derivat 3-hidroksipiridina. Termin vitamin B6 odnosi se na sva tri derivata 3-hidroksipiridina koji imaju istu vitaminsku aktivnost: piridoksin (piridoksol), piridoksal i piridoksamin:

Iako su sva tri derivata 3-hidroksipiridina obdarena vitaminskim svojstvima, samo fosforilirani derivati ​​piridoksala i piridoksamina obavljaju koenzimske funkcije. Fosforilacija piridoksala i piridoksamina je enzimska reakcija koja se odvija uz sudjelovanje specifičnih kinaza. Sintezu piridoksal fosfata, na primjer, katalizira piridoksal kinaza:

Vitamin B 1 (tiamin). Njegova hemijska struktura sadrži dva prstena - pirimidin i tiazol, koji su povezani metilenskom vezom. Oba sistema prstenova se sintetiziraju odvojeno kao fosforilirani oblici, a zatim se ujedinjuju kroz kvarterni atom dušika.

Pretvaranje vitamina B1 u njegov aktivni oblik, tiamin pirofosfat (TPP), koji se još naziva i tiamin difosfat (TDP), uključuje specifični ATP-ovisni enzim tiamin pirofosfokinazu.

1. Neki karoteni se pretvaraju u vitamin A pod uticajem karoten dioksigenaze. Karoteni su provitamini za vitamin A. Postoje 3 vrste karotena: b-, b- i d-karoteni, koji se međusobno razlikuju po svojoj hemijskoj strukturi i biološkoj aktivnosti. β-karoten ima najveću biološku aktivnost, jer sadrži dva β-jononska prstena i kada se razgradi u tijelu, iz njega nastaju dva molekula vitamina A:

Tokom oksidativne razgradnje b- i g-karotena formira se samo jedan molekul vitamina A, jer svaki od ovih provitamina sadrži po jedan beta-jononski prsten.

4. Vitamin D prolazi kroz prvu hidroksilaciju na putu proizvodnje hormona kalcitriola; U jetri se hidroksilacija događa na poziciji 25. Enzimi koji katalizuju ove reakcije nazivaju se hidroksilaze ili monooksigenaze. Reakcije hidroksilacije koriste molekularni kisik.

5. Oksidirani vitamin C se reducira u askorbinsku kiselinu;

6. Vitamini PP, B2, pantotenska kiselina su uključeni u odgovarajuće nukleotide (NAD+, NAD+F, FMN, FAD, CoA-SH);

7. Vitamin K se oksidira da služi kao njegov peroksid kao koenzim u sazrevanju (post-translaciona modifikacija) faktora koagulacije proteina.

Jetra sintetizira proteine ​​koji obavljaju transportne funkcije u odnosu na vitamine. Na primjer, protein koji veže retinol (njegov sadržaj se smanjuje s tumorima), protein koji veže vitamin E, itd. Neki vitamini, prvenstveno oni rastvorljivi u mastima, kao i produkti njihove transformacije, izlučuju se iz organizma kao deo žuči.

1.1.5. Učešće jetre u metabolizmu vode i minerala

Učešće jetre u vodno-mineralnom metabolizmu je da dopunjuje aktivnost bubrega u održavanju ravnoteže vode i soli i da je takoreći unutrašnji filter organizma. Jetra zadržava ione Na +, K +, Cl -, Ca 2+ i vodu i ispušta ih u krv. Osim toga, jetra deponuje makro- (K, Na, Ca, Mg, Fe) i mikro- (Cu, Mn, Zn, Co, As, Cd, Pb, Se) elemente i učestvuje u njihovoj distribuciji u druga tkiva pomoću transporta. proteini.

Za akumulaciju željeza, hepatociti sintetiziraju poseban protein - feritin. U retikuloendoteliocitima jetre i slezene otkriven je proteinski kompleks koji sadrži željezo netopivi u vodi - hemosiderin. Hepatociti sintetiziraju ceruloplazmin, koji pored navedenih funkcija djeluje i kao transportni protein za ione bakra. Transferin, koji, kao i ceruloplazmin, ima polifunkcionalnost, također se formira u jetri i koristi se za transport samo iona željeza u krvnoj plazmi. Ovaj protein je neophodan za rast embrionalnih ćelija tokom formiranja jetre. U jetri je ion Zn uključen u alkohol dehidrogenazu, koja je neophodna za biotransformaciju etanola. Jedinjenja selena koja ulaze u hepatocite pretvaraju se u aminokiseline koje sadrže Se i, uz pomoć specifične t-RNA, uključuju se u različite Se proteine: glutation peroksidazu (GPO), 1-jodtironin-5’ - dejodinaza, Se-protein P. Potonji se smatra glavnim transporterom ovog elementa u tragovima. Dejodinaza, koja se nalazi ne samo u jetri, osigurava pretvaranje prohormona tiroksina u aktivni oblik - trijodtironin. Kao što je poznato, glutation peroksidaza je ključni enzim u antiradikalnoj odbrani. U jetri se sumpor uključen u aminokiseline oksidira u sulfate koji se u obliku FAPS (fosfoadenozilfosfosfosulfata) koriste u reakcijama sulfoniranja GAG-a, lipida, kao i u procesima biotransformacije ksenobiotika i nekih endogenih supstanci (npr. od inaktivacionih proizvoda su skatoksil sulfat, indoksil sulfat). Jetra može služiti kao privremeni depo vode, posebno tokom edema (količina H 2 O može biti i do 80% mase organa).

1.1.6. Učešće jetre u metabolizmu pigmenta

Učešće jetre u metabolizmu pigmenata očituje se u pretvaranju hromoproteina u bilirubin u RES ćelijama prisutnim u jetri, konjugaciji bilirubina u samim ćelijama jetre i razgradnji urobilinogena apsorbiranog iz crijeva u nepigment proizvodi.

Hemohromogeni pigmenti nastaju u organizmu prilikom razgradnje hemoglobina (u znatno manjoj meri pri razgradnji mioglobina, citokroma itd.).

Početna faza razgradnje hemoglobina (u stanicama makrofaga, posebno u zvjezdastim retikuloendoteliocitima, kao i u histiocitima vezivnog tkiva bilo kojeg organa) je pucanje jednog metinskog mosta s stvaranjem verdoglobina. Nakon toga, atom gvožđa i globinski protein se odvajaju od molekula verdoglobina. Kao rezultat toga nastaje biliverdin, koji je lanac od četiri pirolna prstena povezana metanskim mostovima. Tada biliverdin, obnavljajući se, pretvara u bilirubin, pigment koji se luči žuči i stoga se naziva žučni pigment. Nastali bilirubin naziva se indirektni (nekonjugirani) bilirubin. Nerastvorljiv je u vodi i daje indirektnu reakciju sa diazo reagensom, tj. reakcija se javlja tek nakon prethodnog tretmana alkoholom. U jetri se bilirubin spaja (konjugati) s glukuronskom kiselinom. Ovu reakciju katalizira enzim UDP-glukuroniltransferaza, a glukuronska kiselina reagira u svom aktivnom obliku, tj. u obliku UDFGK. Nastali bilirubin glukuronid naziva se direktni bilirubin (konjugirani bilirubin). Rastvorljiv je u vodi i direktno reaguje sa diazo reagensom. Većina bilirubina se kombinuje sa dva molekula glukuronske kiseline i formira bilirubin diglukuronid. Direktni bilirubin koji nastaje u jetri, zajedno sa vrlo malim dijelom indirektnog bilirubina, izlučuje se žuči u tanko crijevo. Ovdje se glukuronska kiselina cijepa od direktnog bilirubina i dolazi do njene redukcije uzastopnim stvaranjem mezobilirubina i mezobilinogena (urobilinogena). Iz tankog crijeva dio nastalog mezobilinogena (urobilinogena) se resorbira kroz crijevni zid, ulazi u portalnu venu i krvotokom se transportuje do jetre, gdje se potpuno razlaže na di- i tripirole. Dakle, mezobilinogen normalno ne ulazi u opću cirkulaciju i urin. Glavna količina mezobilinogena iz tankog crijeva ulazi u debelo crijevo i ovdje se reducira na sterkobilinogen uz učešće anaerobne mikroflore. Nastali sterkobilinogen u donjim dijelovima debelog crijeva (uglavnom u rektumu) oksidira se u sterkobilin i izlučuje se fecesom. Samo mali dio sterkobilinogena se apsorbira u sistem donje šuplje vene (prvo ulazi u hemoroidne vene), a zatim se izlučuje urinom (Dodatak 18).

U većini slučajeva bolesti jetre, klinički testovi razjašnjavaju prirodu lezije, na osnovu principa sindromske dijagnoze. Glavni patološki procesi su kombinovani u laboratorijske sindrome uzimajući u obzir indikatorske testove: 1) citoliza; 2) holestaza (intra- i ekstrahepatična); 3) hepatodepresija (zatajenje jetrenih ćelija, manja insuficijencija jetre, neuspjeh sintetičkih procesa); 4) upala; 5) operacija jetrenog bajpasa; 6) regeneracija i rast tumora.

Ako se sumnja na određenu patologiju, uzimaju se u obzir glavni biokemijski sindromi karakteristični za ovu bolest. Kao osnova se uzima standardni program funkcionalnog pregleda, ali se za svaki slučaj ispituju najmanje dva testa.

2.2.1 Sindrom citolize

Pojavljuje se kada su stanice jetre oštećene i nastaje u pozadini izraženog kršenja integriteta membrana hepatocita i njihovih organela, što dovodi do oslobađanja staničnih komponenti u međućelijski prostor i krv. Ćelija koja prolazi kroz citolizu češće zadržava svoju vitalnost, ali ako umre, onda govorimo o nekrozi.

U slučaju patologije hepatocita, enzimi koji se iz njih oslobađaju brzo završavaju u krvnoj plazmi, jer stanice jetre imaju direktan kontakt s intersticijskim i intravaskularnim prostorom, a propusnost kapilarnih stijenki u ovom organu je visoka.

Glavne biohemijske promjene uočene su u općim putevima katabolizma. Oksidativna fosforilacija trpi, kao rezultat toga, nivo ATP-a opada, a koncentracija elektrolita se mijenja. Neravnoteža potonjeg ogleda se u stepenu permeabilnosti ćelijskih membrana. Dugotrajna inhibicija sinteze ATP-a dovodi do manjka energije, oštećenja sinteze proteina, uree i hipurične kiseline, a uočavaju se promjene u metabolizmu lipida i ugljikohidrata.

Važnu ulogu u progresiji ovog stanja imaju lizozomi, koji se uništavaju zbog razgradnje membranskih struktura, a hidrolitički enzimi se oslobađaju u citosol.

Ovaj laboratorijski sindrom je češći kod akutnog virusnog hepatitisa i drugih akutnih ozljeda jetre (lijekom izazvanih, toksičnih), kroničnog aktivnog hepatitisa, ciroze, te kod brzo razvijajuće i dugotrajne subhepatične žutice.

2.2.2 Sindrom holestaze

To je uzrokovano pomakom u bilijarnoj funkciji ćelija jetre s poremećajem formiranja žučnih micela i oštećenjem najmanjih žučnih kanala tijekom intrahepatične kolestaze. Ekstrahepatična kolestaza je povezana s mehaničkim preprekama normalnom protoku žuči u ekstrahepatičnim žučnim kanalima.

Kod sindroma kolestaze povećava se aktivnost enzima izlučivanja, uočava se hiperholesterolemija, povećava se sadržaj fosfolipida, lipoproteina niske gustoće (LDL) i žučnih soli. Hiperbilirubinemija je moguća zbog vezane frakcije, smanjuje se koncentracija albumina i povećava sadržaj b, c- i g-globulina u krvnom serumu.

Kod sindroma kolestaze određivanje aktivnosti alkalne fosfataze ima veliki dijagnostički značaj. , koji odvaja ostatak fosforne kiseline od njenih organskih estera. Ovo je heterogen enzim, koji je predstavljen različitim izomerima, jer u sindromu postoji maksimalno povećanje alkalne fosfataze. Određivanje aktivnosti leucin aminopeptidaze (LAP), koja hidrolizira N-terminalne aminokiselinske ostatke u proteinima, također je važno u holestazi. Kod virusnog hepatitisa, aktivnost PAP, kao i aminotransferaza, je povećana (i može biti 100 puta veća od gornje granice fiziološkog nivoa).

Kod bolesnika s holestatskim oblicima oštećenja jetre bilježe se promjene u metabolizmu pigmenta. Posebno je zabilježena hiperbilirubinemija zbog pridruženog oblika. Bilirubin se, zbog svoje hidrofilnosti, pojavljuje u urinu, dajući mu tamnu boju. S druge strane, u urinu nema urobilina. Karakterističan dijagnostički znak je prisustvo žučnih soli u mokraći, koje mu daju pjenušavost.

2.2.3 Sindrom hepatodepresije (manje zatajenje jetre)

Uglavnom karakteriziraju poremećena sintetička funkcija. Kod sindroma dolazi do smanjenja aktivnosti kolinesteraze u krvnom serumu, kvantitativnih promjena nivoa glukoze u krvi, smanjenja sadržaja ukupnih proteina, posebno albumina, hipoholesterolemije, pada vrijednosti faktora zgrušavanja krvi II, V, VII, hiperbilirubinemija zbog povećanja doprinosa slobodne frakcije, promjene u parametrima stres testova (bromsulfaleinska prema Rosenthal-Whiteu, indocijano-vofaverdin, ueverdin, antipirin, galaktoza, kofein).

U pogledu dijagnostičke vrijednosti, hepatodepresivni sindrom je značajno inferiorniji od citolitičkog sindroma. Međutim, biohemijski pokazatelji ove patnje igraju važnu ulogu u određivanju težine bolesti i identifikaciji teškog hepatocelularnog zatajenja, karakterističnog za fulminantne oblike. Najosjetljiviji kriteriji su antipirinski test, sadržaj prokonvertina u krvnom serumu (normalno 80-120%), koji je smanjen kod većine pacijenata sa umjerenim hepatodepresivnim sindromom. U svakodnevnoj praksi još uvijek se široko koriste testovi prosječne osjetljivosti - protrombinskog indeksa i aktivnosti holinesteraze (ChE) u krvnom serumu. U ljudskom tijelu se otkrivaju dvije vrste ChE: prava acetilholinesteraza i pseudoholinesteraza. Prvi hidrolizira acetilholin, a njime su bogati nervno tkivo i crvena krvna zrnca, drugi se sintetizira uglavnom u hepatocitima i razgrađuje i holin i nekolinske estere. ChE aktivnost je važan laboratorijski dijagnostički parametar koji karakterizira funkcionalno stanje jetre. Kod ovog sindroma, aktivnost ChE je inhibirana. Testovi u ovoj grupi uključuju određivanje nivoa glukoze . Utvrđeno je da što je teži tok akutnog hepatitisa, to se češće uočava hipoglikemija . Kod akutnog zatajenja jetre kod svakog četvrtog bolesnika dolazi do smanjenja razine ovog monosaharida u krvi.

Neravnotežu u proteinskom spektru krvnog seruma karakterizira hipoalbuminemija i povećanje vrijednosti globulina zbog g-frakcije. U blagim oblicima hepatitisa, količina proteina se ne mijenja, u težim oblicima se bilježi hiperproteinemija na pozadini smanjenja razine albumina. Sekundarna hipoalbuminemija kod kroničnog oštećenja jetre (teški dugotrajni virusni hepatitis, ciroza) je nepovoljan prognostički znak. Može dovesti do pada onkotskog pritiska krvne plazme, razvoja edema, a potom i ascitesa.

Poremećaji metabolizma lipida, odnosno hipoholesterolemija, posebno za frakciju vezanu za eter, uočeni su kod akutnog virusnog hepatitisa i malignih tumora jetre. Određivanje frakcionog sastava holesterola i pojedinačnih lipoproteina (prvenstveno HDL) u krvnoj plazmi je od najveće dijagnostičke važnosti.

Promjene u metabolizmu pigmenta zbog disfunkcije dijela jetrenih stanica karakterizira hiperbilirubinemija zbog slobodnog bilirubina. U zavisnosti od nivoa metaboličkog bloka, oštećenja se razlikuju u sledećim fazama: u aktivnom transportu slobodne frakcije iz krvi u ćelije jetre i u stvaranju bilirubin glukuronida u hepatocitima.

2.2.4 Sindrom upale

Uzrokuje senzibilizacija ćelija imunokompetentnog tkiva i aktivacija retikulohistiocitnog sistema. Histološki izraz ovog sindroma je limfomakrofažna infiltracija portalnih trakta i intralobularne strome, odnosno imunološka upala. Svaka imunološka reakcija odvija se kroz interakciju T- i B-limfocita, makrofaga i neutrofila. Kod alkoholnog oštećenja jetre, eozinofili su uključeni u proces. Sindrom upale karakteriziraju: hiperproteinemija zbog povećanja uglavnom udjela g-globulina, povećanje vrijednosti imunoglobulina, posebno IgG, IgM, IgA, promjene u proteinsko-sedimentnim uzorcima (timol, sublimat, Veltman ), pojava nespecifičnih antitela na deoksiribonukleoproteine, glatka mišićna vlakna, mitohondrije, mikrozome.Testovi koloidne stabilnosti (timolni test, Veltman test, cink sulfatni test) imaju široku primenu u kliničko-dijagnostičkim laboratorijama. Pozitivan rezultat ovih testova je zbog kvantitativnih promjena u sadržaju pojedinih frakcija (b-, c-, g-globulini) ili smanjenja omjera albumin/globulin. Najrasprostranjeniji je McLagan test (timol), koji se jasno bilježi u 90% slučajeva akutnog virusnog hepatitisa čak i u predikteričnom stadijumu bolesti, kao iu njegovom anikteričnom obliku.

Registrira se zbog razvoja snažnih venskih kolaterala s naknadnim ulaskom u opći krvotok velike količine tvari koje bi se normalno transformirale u jetri. Ova jedinjenja uključuju amonijeve soli, fenole, aminokiseline (tirozin, fenilalanin, triptofan, metionin), kratkolančane masne kiseline koje sadrže 4-8 atoma ugljika (maslačna, valerinska, kapronska i kaprilna kiselina) i merkaptane . Akumulirajući se u krvi u visokim koncentracijama, postaju toksični za centralni nervni sistem i prijete nastankom hepatične encefalopatije. Supstance u ovoj grupi takođe uključuju endotoksine - lipopolisaharide gram-negativnih crevnih mikroba.

Kod bolesti jetre, posebno kod ciroze, poremećeni su procesi deaminacije aminokiselina i sinteza uree. Amin dušik u krvi ne može se neutralizirati u jetri (zbog pretvaranja u ureu) i šalje se u opću cirkulaciju, gdje njegova visoka koncentracija izaziva toksično djelovanje. Trovanje “amonijakom” jedan je od najvažnijih simptoma koji stimuliraju razvoj “jetrene” kome i encefalopatije.

2.2.6 Regeneracija jetre i sindrom rasta tumora

Njegov indikator je otkrivanje velikih količina b-fetoproteina u krvnom serumu (8 puta ili više u odnosu na normu). Mala povećanja nivoa ovog glikoproteina (1,5-4 puta) su češća kod povećane regeneracije, posebno kod aktivne ciroze jetre. Općenito, prijelaz sindroma u kronični hepatitis, zatim u cirozu i rak može se smatrati jedinstvenim patološkim procesom.

Zaključak

Jetra je jedan od najvažnijih organa koji podržava vitalne funkcije organizma, budući da su biohemijske funkcije, uključujući različite metaboličke reakcije koje se odvijaju u jetri, osnova i povezujuća jezgra općeg metabolizma tvari. Osim toga, jetra obavlja specifične funkcije, na primjer, učestvuje u probavi izlučujući žuč; filtrira krv uz stvaranje metaboličkih krajnjih proizvoda, koji se naknadno izlučuju iz tijela; djelomično osigurava imunitet sintetiziranjem proteina krvne plazme.

Općenito, sve funkcije jetre dovode do održavanja homeostaze, a narušavanje barem jedne od njih može dovesti do promjena u cijelom tijelu, što znači da bolesti jetre utiču na stanje ostalih organa i organizma u cjelini. Stoga je u predmetnom radu ispitano normalno i patološko stanje jetre i dotaknute osnove laboratorijske dijagnostike, jer poznavanje vještina prepoznavanja sindroma oštećenja jetre omogućava precizno dijagnosticiranje i utvrđivanje uzroka bolesti u budućnosti, što je vrlo važno u ranoj fazi i omogućava propisivanje odgovarajućeg liječenja.

Bibliografija

1. Anokhin, P.K. Neurofiziološka teorija gladi, apetita i sitosti [Elektronski izvor] / Anokhin P.K., Sudakov K.V. - 1971.- tom 2, br.1.- str. 3. - način pristupa: http://www.curemed.ru/medarticle/articles/14248.htm.

2. Berezov, T.T. Biološka hemija [Tekst]: udžbenik / T. T. Berezov, B. F. Korovkin. - 3. izd., prerađeno i dopunjeno. - M.: Medicina, 1998. - 704 str.: ilustr. - (Tekst. lit. Za studente medicinskih univerziteta). - ISBN 5-225-02709-1.

3. Biohemija [Tekst]: udžbenik za univerzitete / ur. dopisni član RAS, prof. E. S. Severina. - 2. izd., rev. - M.: GEOTAR-MED, 2004. - 748 str.: ilustr. - (serija “XXI vek”). - ISBN 5-9231-0390-7.

4. Klinička biohemija [Tekst] / ur. član ispr. RAS, akademik Ruske akademije medicinskih nauka V. A. Tkachuk. - 2. izd., prerađeno i dopunjeno. - M.: GEOTAR-MED, 2004. - 512 str. - (Klasični univerzitetski udžbenik). - ISBN 5-9231-0420-2.

5. Murray, R. Human biochemistry [Tekst]: u 2 toma / R. Murray, D. Grenner, P. Mayes, V. Rodwell. - per. sa engleskog V. V. Borisova, E. V. Dainichenko; uređeno od L.M. Ginodman. - M.: Mir, 1993. - ilustr. - ISBN 5-03-001774-7.

6. Nikitina, L.P. Biohemija jetre u normalnim uslovima i u patologiji [Tekst]: udžbenik za nastavnike i studente medicinskih univerziteta, doktore, stažiste, kliničke specijalizante / L.P. Nikitina, N.V. Solovyova,

P.B. Tsidendambaev. - Čita: Državna obrazovna ustanova ChSMA, 2004. - 52 str.

7. Nikolaev, A.Ya. Biološka hemija [Tekst] / A.Ya. Nikolaev. - 4. izd., revidirano. i dodatne - M.: Medicinska informativna agencija. - 2004. - 556 str.: ilustr. - ISBN 5-89481-219-4.

8. Strayer, L. Biochemistry [Tekst]: u 3 toma / L. Strayer. - per. sa engleskog M. D. Grozdova; uređeno od S.E. Severina. - M.: Mir, 1984. - ilustr.

Životinje, biljke, gljive, virusi, bakterije. Broj predstavnika svakog kraljevstva je toliko velik da se može samo zapitati kako se svi uklapamo na Zemlji. Ali, uprkos takvoj raznolikosti, sva živa bića na planeti dijele nekoliko osnovnih karakteristika.

Zajedničkost svih živih bića

Dokazi potiču iz nekoliko osnovnih karakteristika živih organizama:

• nutritivne potrebe (potrošnja energije i njena transformacija u tijelu);
• potrebe za disanjem;
• sposobnost reprodukcije;
• rast i razvoj tokom životnog ciklusa.

Bilo koji od navedenih procesa u tijelu je predstavljen masom kemijskih reakcija. Svake sekunde stotine reakcija sinteze i razgradnje organskih molekula odvijaju se unutar bilo kojeg živog bića, a posebno čovjeka. Struktura, karakteristike kemijskog djelovanja, međusobno djelovanje, sinteza, razgradnja i izgradnja novih struktura molekula organske i neorganske strukture - sve je to predmet proučavanja velike, zanimljive i raznolike nauke. Biohemija je mlada, progresivna oblast znanja koja proučava sve što se dešava unutar živih bića.

Objekt

Predmet proučavanja biohemije su samo živi organizmi i svi životni procesi koji se u njima odvijaju. Konkretno, hemijske reakcije koje nastaju prilikom apsorpcije hrane, oslobađanja otpadnih proizvoda, rasta i razvoja. Dakle, osnove biohemije su proučavanje:

1. Nećelijski oblici života - virusi.
2. Prokariotske bakterijske ćelije.
3. Više i niže biljke.
4. Životinje svih poznatih klasa.
5. Ljudsko tijelo.

Istovremeno, sama biohemija je prilično mlada nauka, koja je nastala tek akumulacijom dovoljne količine znanja o unutrašnjim procesima u živim bićima. Njegov nastanak i izolacija datira iz druge polovine 19. stoljeća.

Savremene grane biohemije

U sadašnjoj fazi razvoja, biohemija uključuje nekoliko glavnih odjeljaka, koji su prikazani u tabeli.

Poglavlje	Definicija	Predmet proučavanja
Dinamička biohemija	Proučava hemijske reakcije u osnovi međusobne konverzije molekula u telu	Metaboliti su jednostavni molekuli i njihovi derivati ​​nastali kao rezultat razmjene energije; monosaharidi, masne kiseline, nukleotidi, aminokiseline
Statička biohemija	Proučava hemijski sastav unutar organizama i strukturu molekula	Vitamini, proteini, ugljeni hidrati, nukleinske kiseline, aminokiseline, nukleotidi, lipidi, hormoni
Bioenergija	Bavi se proučavanjem apsorpcije, akumulacije i transformacije energije u živim biološkim sistemima	Jedna od sekcija dinamičke biohemije
Funkcionalna biohemija	Proučite detalje svih fizioloških procesa u tijelu	Ishrana i probava, acidobazna ravnoteža, mišićne kontrakcije, provođenje nervnih impulsa, regulacija jetre i bubrega, djelovanje imunološkog i limfnog sistema itd.
Medicinska biohemija (ljudska biohemija)	Proučava metaboličke procese u ljudskom tijelu (kod zdravih organizama i kod bolesti)	Eksperimenti na životinjama omogućuju identificiranje patogenih bakterija koje uzrokuju bolesti kod ljudi i pronalaženje načina za borbu protiv njih

Dakle, možemo reći da je biohemija čitav kompleks malih nauka koje pokrivaju čitav niz najsloženijih unutrašnjih procesa živih sistema.

Affiliated Sciences

Vremenom se nakupilo toliko različitih znanja i formiralo toliko naučnih veština u obradi rezultata istraživanja, uzgoju kolonija bakterija i RNK, ubacivanju poznatih delova genoma sa datim svojstvima i tako dalje, da postoji potreba za dodatnim naukama. koje su supsidijarne biohemiji. To su nauke kao što su:

• molekularna biologija;
• Genetski inženjering;
• genska hirurgija;
• molekularna genetika;
• enzimologija;
• imunologija;
• molekularna biofizika.

Svaka od navedenih oblasti znanja ima dosta dostignuća u proučavanju bioprocesa u živim biološkim sistemima, te je stoga veoma važna. Svi oni pripadaju nauci 20. veka.

Razlozi intenzivnog razvoja biohemije i srodnih nauka

Korana je 1958. otkrila gen i njegovu strukturu, nakon čega je 1961. dešifrovan genetski kod. Tada je uspostavljena struktura molekule DNK - dvolančana struktura sposobna za reduplikaciju (samoreprodukciju). Opisane su sve suptilnosti metaboličkih procesa (anabolizam i katabolizam), proučavana je tercijarna i kvartarna struktura proteinskog molekula. I ovo nije potpuna lista najznačajnijih otkrića 20. stoljeća, koja čine osnovu biohemije. Sva ova otkrića pripadaju biohemičarima i samoj nauci kao takvoj. Stoga postoje mnogi preduslovi za njen razvoj. Možemo identificirati nekoliko modernih razloga za njegovu dinamičnost i intenzitet u njegovom formiranju.

1. Otkrivena je osnova većine hemijskih procesa koji se odvijaju u živim organizmima.
2. Formuliran je princip jedinstva u većini fizioloških i energetskih procesa za sva živa bića (na primjer, isti su kod bakterija i ljudi).
3. Medicinska biohemija je ključ za liječenje niza složenih i opasnih bolesti.
4. Uz pomoć biohemije postalo je moguće pristupiti rješavanju najglobalnijih pitanja biologije i medicine.

Otuda zaključak: biohemija je progresivna, važna i vrlo široka nauka koja nam omogućava da pronađemo odgovore na mnoga pitanja čovječanstva.

Biohemija u Rusiji

Kod nas je biohemija progresivna i važna nauka kao i u celom svetu. Na teritoriji Rusije postoji Institut za biohemiju nazvan po. A. N. Bakh RAS, Institut za biohemiju i fiziologiju mikroorganizama po imenu. G.K. Skrjabin RAS, Istraživački institut za biohemiju SB RAS. Naši naučnici imaju veliku ulogu i mnoge zasluge u istoriji razvoja nauke. Na primjer, metoda imunoelektrofereze, otkriveni su mehanizmi glikolize, formuliran princip komplementarnosti nukleotida u strukturi molekule DNK i napravljeno je niz drugih važnih otkrića. Krajem 19. i početkom 20. vijeka. Uglavnom, nisu formirani čitavi instituti, već katedre za biohemiju na nekom od univerziteta. Međutim, ubrzo se pojavila potreba za proširenjem prostora za proučavanje ove nauke zbog njenog intenzivnog razvoja.

Biohemijski procesi biljaka

Biohemija biljaka je neraskidivo povezana sa fiziološkim procesima. Generalno, predmet proučavanja biohemije i fiziologije biljaka je:

• vitalna aktivnost biljne ćelije;
• fotosinteza;
• dah;
• vodni režim biljaka;
• mineralna prehrana;
• kvalitet usjeva i fiziologija njegovog formiranja;
• otpornost biljaka na štetočine i nepovoljne uslove okoline.

Implikacije za poljoprivredu

Poznavanje dubokih procesa biohemije u biljnim ćelijama i tkivima omogućava povećanje kvaliteta i kvantiteta useva gajenih poljoprivrednih biljaka, koje su masovni proizvođači važnih prehrambenih proizvoda za čitavo čovečanstvo. Osim toga, fiziologija i biohemija biljaka omogućavaju pronalaženje načina za rješavanje problema zaraze štetočinama, otpornosti biljaka na nepovoljne uvjete okoline, te omogućavaju poboljšanje kvalitete biljnih proizvoda.

Hajde da pokušamo da objasnimo šta je funkcionalna biohemija. Svi ste čuli izraz: "Mi smo ono što jedemo!" To je po mnogo čemu tačno, ali i dišemo i upijamo kožom... Tijelo je kao veliki proizvodni pogon u kojem se odvijaju neki tehnološki procesi: fizički, hemijski, električni... Cijeli ovaj set se zove metabolizam ili metabolizam, ili biohemijske reakcije. Zahvaljujući metabolizmu živimo, on osigurava rad svih organa i sistema, njihovu međusobnu interakciju i vanjsko okruženje.

U nauci postoje koncepti “in vitro” i “in vivo”. Za one koji nisu upoznati sa terminologijom, da objasnimo: "in vitro" je ono što se dešava u epruveti, u laboratoriji, u eksperimentalnim uslovima, a "in vivo" je ono što se dešava u živom tkivu, u telu, u prirodnom okruženju. Ovi procesi nisu ekvivalentni! Postoje biohemijske reakcije koje se ne mogu reprodukovati ni u laboratoriji, ni u naučnoistraživačkom institutu, ni bilo gde drugde, jednom rečju! A u živom organizmu ova reakcija se dešava vrlo jednostavno i prirodno!!! Ovo je manifestacija život! Zadatak funkcionalne biohemije je da otkrije karakteristike metabolizma u svakom konkretnom slučaju. Odnosno, razumjeti karakteristike interakcije kako s vanjskim okruženjem, tako i karakteristike tijeka biohemijskih procesa u samom tijelu.

Metabolizam je određen skupom enzimi. Skup enzima je određen skupom geni. Ovo je zvanična tačka gledišta nauke. Svako živo biće ima "jezgro" skup gena (jezgro) koje osigurava održivost. A raspad ovih gena stvara velike poteškoće u ostvarivanju života. A tu su i "opcije" (dodatni skup gena) koje nam daju individualnost: boja kože, boja očiju itd. Ovi geni dijelom određuju karakteristike interakcije živog organizma sa vanjskim okruženjem. A to se ostvaruje kroz naš imunitet. Sve što dođe u dodir s našim tijelom, udišemo, apsorbiramo, unesemo - sve to prvenstveno procjenjuje naš imuni sistem. I sa svojom "dozvolom" stupa u interakciju sa unutrašnjim okruženjem, može učestvovati u metabolizmu itd.

Živi organizam je otvoren sistem, odnosno da bi osigurao svoje vitalne funkcije mora biti u interakciji sa vanjskim okruženjem. Ovo svojstvo osigurava opstanak pojedinca i evoluciju vrste. Ako je sve idealno, onda se osoba dobro prilagođava promjenjivim uvjetima i može konzumirati bilo koji proizvod, bilo koju hranu, životinjskog ili biljnog porijekla. Ako ne, onda osoba ne podnosi dobro promjene okoline i dio hrane postaje toksin za tijelo.

A funkcionalni pristup proučavanju metabolizma određene osobe omogućava ispravljanje "nedostataka" interakcije s vanjskim okruženjem, kao i "poteškoće" unutarnjih metaboličkih procesa. Moramo shvatiti da imuni sistem ovdje igra ključnu ulogu. Supstance koje nisu prepoznate kao izvor ishrane (hrane) imuni sistem percipira kao strano sredstvo. Kao rezultat, razvija se takozvana reakcija, koja se može manifestirati u jednoj ili više vrsta imunoloških reakcija. Ako govorimo o urođenom svojstvu organizma (određenom genomom), onda mu se jedino možemo prilagoditi. Takođe, ponekad živom tkivu nedostaju neke supstance ili komponente za puno postojanje i obezbeđivanje svih funkcija u organizmu. Ova stanja se u medicini nazivaju. Osim toga, postoje spojevi i tvari koje u većini slučajeva djeluju na živo tkivo. A njihovo prisustvo je krajnje nepoželjno za organizam. To uključuje otrovne metale, spojeve industrijskog ili poljoprivrednog porijekla, toksine koje proizvode organizmi koji žive u nama.

Za dijagnosticiranje ovih stanja uglavnom se koriste laboratorijske metode koje omogućavaju prepoznavanje grubih kršenja. Neke od ovih istraživačkih metoda su trenutno dovedene u pitanje. Na primjer, krvni test ne odražava stvarni nivo vitamina i elemenata u tkivima i tijelu u cjelini (sa izuzetkom vitamina A). U svom dijagnostičkom radu koristimo standardizovane metode primenjene kineziologije. Ova metoda vam omogućava da identificirate prilično suptilne i beznačajne poremećaje na metaboličkoj (hemijskoj) razini, odaberete korektivnu tvar i njezinu dozu. Prema našim podacima, u 91% slučajeva neophodna je jedna ili ona korekcija hemijskih procesa, pored drugih metoda (osteopatskih, medicinskih...).