Structure musculaire. Les principaux composants des systèmes contractiles. Les muscles représentent environ la moitié de la masse totale
corps.
La principale fonction dynamique des muscles est de fournir
mobilité par contraction et ultérieure
relaxation. Une cellule musculaire est constituée de
fibres individuelles. La cellule contient des myofibrilles
– des faisceaux organisés de protéines localisés
le long de la cellule. Les myofibrilles sont constituées de
filaments - fils protéiques de deux types - épais
et des filaments fins. La principale protéine des graisses
les filaments sont de la myosine, les filaments minces sont de l'actine.
L'unité fonctionnelle de la myofibrille est le sarcomère,
zone de myofibrille entre deux plaques Z.

Structure musculaire. Les principaux composants des systèmes contractiles.

Le sarcomère comprend un faisceau de filaments de myosine,
faisceaux attachés à la plaque M (M-line) au milieu
des filaments d'actine sont attachés à la plaque Z.
La contraction musculaire est le résultat du raccourcissement de chaque
sarcomère, en poussant les filaments d'actine entre
myosine en direction de la ligne M. Maximum
le raccourcissement est obtenu lorsque les plaques en Z
approchez-vous près des extrémités des fils du petit doigt.
Z
M.
Z

Mécanisme de réduction

Myosine - une protéine de filaments de myosine contenant deux
chaînes identiques torsadées ensemble, N extrémités
ont une forme globulaire, formant des têtes moléculaires.
Ces têtes ont une grande affinité pour l'ATP et
avoir une activité catalytique -
catalyser la dégradation de l’ATP.
L'actine dans les filaments minces est associée aux protéines
la troponine, qui se lie au Ca++
centres. L'actine est un site qui se lie à la myosine.
La contraction musculaire est provoquée par un potentiel d'action
fibre nerveuse et se produit en raison de l’énergie de l’ATP.
Le potentiel d'action provoque l'afflux de Ca++ de
réticulum dans le cytosol de la cellule.

Mécanisme de contraction musculaire

Ca++
UN
A. Ca++ se lie à la troponine
filaments d'actine et le centre d'actine s'ouvre
se liant à la myosine ; Myosine liée à l'ATP
B
B. Couplage de l'actine et de la myosine
threads, et le centre ATPase est activé
myosine, la tête de myosine catalyse
Hydrolyse de l'ATP ;
DANS
B. ADP et P quittent la tête de myosine, ceci
conduit à un changement dans sa conformation et cela
tourne vers la ligne M, transportant
promotion et actine. Événement
réduction.
g
D. Une nouvelle molécule s'attache à la myosine
L'ATP et la connexion entre les threads sont perturbés.
Des centaines de molécules de myosine fonctionnent
favorisant simultanément le filament d'actine

Contraction musculaire. Conditions.

La force de contraction dépend de la quantité de myosine
têtes incluses dans l'ouvrage, et donc de
nombre de molécules d'ATP.
Un muscle au repos est élastique. Tête de myosine
lié à l’ATP.
Le muscle contracté est inélastique et tendu.
L'étirement est empêché par la connexion entre l'actine et
la myosine.
La rigidité se produit lorsqu'il y a une forte diminution de
Concentrations d'ATP (conditions d'hypoxie). Dans ces
conditions, un grand nombre de têtes de myosine
reste associé à l'actine, car pour quitter
Cet état nécessite l'ajout d'ATP à
la myosine.

Sources d'énergie (ATP) pour la contraction musculaire.

Un muscle travaillant avec une activité maximale consomme
l'énergie est des centaines de fois supérieure à celle au repos, et la transition de
du repos au travail se fait en une fraction de seconde. En raison de ce
les muscles, contrairement à d’autres organes, nécessitent des mécanismes
changements dans le taux de synthèse de l'ATP sur une très large plage
(hors muscle cardiaque).
La teneur totale en ATP des muscles ne suffit que pour 1 seconde de travail.
1ère étape de génération d'énergie :
Au moment de l'entraînement, les muscles connaissent un déficit
O2, et par conséquent, restriction de la respiration des tissus et
la phosphorylation oxydative. La source de l'ATP dans
le moment d'activation est la créatine phosphate.
C'est le moyen le plus rapide de produire de l'énergie.
La teneur en créatine phosphate dans les muscles est de 3 à 8 fois
plus que l'ATP, cette quantité assure un travail en
pendant 3 à 5 secondes.

Sources d'énergie pour la contraction musculaire

Le phosphate de créatine est formé de créatine et d'ATP. Le tripeptide de créatine est synthétisé dans le foie à partir de la glycine,
arginine et méthionine.
Créatine R + ADP
créatine +ATP
La réaction est catalysée par la créatine kinase
Créatine phosphate, inutilisée, non enzymatique
se transforme en créatinine
Étape 2 de la génération d’énergie : un autre mécanisme est activé :
Réaction adénylate kinase : ADP+ADP
ATP+AMP
Étape 3 de la production d’énergie : la mobilisation s’accélère
glycogène, la glycolyse anaérobie est accélérée et l'AMP
est un activateur de la phosphofructokinase
glycolyse. Phosphorylation du substrat.
Étape 4 : oxydation aérobie des glucides, avec
travailler les graisses. La phosphorylation oxydative.
Le muscle cardiaque est aérobie. FIV (70 %), glucides, PC

Créatine, créatinine. Valeur diagnostique.

norme
Foie
Gli
Arg
dystrophie musculaire
Muscles
Muscles
Créatine
créatine
Méth
gly
argument
Créatine R
Créatinine
urine
L'excrétion quotidienne de créatinine est une valeur constante - directement
proportionnelle à la masse.
Il n'y a pas de créatine dans l'urine
Foie
Foie
Muscles
Muscles
Créatine
créatine
Créatine R
méthamphétamine
Créatine
Créatinine
urine (créatinurie) urine
La créatine n'est pas phosphorylée dans les muscles,
les taux sanguins augmentent. Créatinine dans
n'est pas réabsorbé par les reins, il
la quantité dans l'urine reflète la quantité
filtration glomérulaire.

Biochimie fonctionnelle du foie

Le foie occupe une place centrale dans le métabolisme
substances, qui est déterminée par l'originalité
topographie et approvisionnement en sang
Le foie est un organe « altruiste ». D'une part, dans
le foie synthétise les substances nécessaires à
autres organes - protéines, phospholipides, carnitine,
créatine, corps cétoniques, cholestérol, glucose. AVEC
d'autre part, il protège les organes contre
substances toxiques qui s'y forment,
composés étrangers et micro-organismes.
Le foie remplit les fonctions biochimiques suivantes :
1. métabolique et homéostatique ;
2. biliaire et excréteur
3. dépôt (dépôt de vitamines liposolubles) ;
4. neutralisant - détoxifiant

Fonction métabolique et homéostatique

L'exercice de cette fonction est dû à la participation
foie dans le métabolisme des glucides, des lipides, des protéines,
métabolisme des pigments, hémostase.
Le foie assure la synthèse et l'entrée dans
sang des composés nécessaires, leur
transformation, neutralisation, élimination,
assurer l'homéostasie.
Le rôle du foie dans le métabolisme des glucides :
Dans le foie, le glucose est métabolisé selon toutes les voies : synthèse et mobilisation du glycogène, PPP, gluconéogenèse.
Le rôle du foie dans le métabolisme des glucides est principalement
tour à tour en assurant la normoglycémie, en raison de
enzyme spécifique d'un organe -
glucose-6-phosphatase.

Le rôle du foie dans le métabolisme des lipides

Le foie est impliqué dans toutes les étapes du métabolisme des lipides, notamment
digestion et absorption des produits hydrophobes
digestion (la bile est une sécrétion du foie).
Pendant la période d'absorption, la synthèse de la FIV est accélérée dans le foie,
qui sont utilisés pour la synthèse de TAG et PL. FL,
synthétisés dans le foie (et pour l'exportation) sont nécessaires à tout le monde
tissus, principalement pour construire des membranes.
Pendant le jeûne – bêta-oxydation ; pour l'oxydation
La carnitine est nécessaire, elle est synthétisée dans le foie.
Pendant le jeûne, des corps cétoniques se forment dans le foie,
utilisé comme source d'apports extrahépatiques
tissus.
Synthèse du cholestérol et sa redistribution entre
corps dus à la formation de formes de transport -
VLDL et HDL. Formation à partir du cholestérol biliaire
acides

Le rôle du foie dans le métabolisme des protéines.

Environ la moitié des protéines de l'organisme sont synthétisées dans le foie, tant pour
propres besoins, et sécrétés :
- Protéines du plasma sanguin - globulines et toutes albumines ;
- Facteurs de coagulation – dépendants du fibrinogène et de la vitamine K,
facteurs du système de fibrinolyse;
- groupe de protéines de transport – cérulloplasmine (Cu++)
haptoglobine, transferrine, dépôt de fer – ferritine ;
- les apoprotéines LP ;
- protéines de phase aiguë – « C »-réactives, α1-antitrypsine, α2macroglobuline (pour l'inflammation)
- -créatine.
- synthèse d'acides aminés non essentiels ;
- composés azotés non protéiques – bases azotées,
porphyrines, urée, acide urique
- À cet égard, le métabolisme des acides aminés est actif, les enzymes sont actives
transamination – ALT et AST, désamination –
glutamate déshydrogénase.
Une perturbation de la fonction de synthèse des protéines se manifeste
changements dans le rapport protéique – dysprotéinémie.
Participation du foie au métabolisme des pigments - à la formation
les glucuronides et leur excrétion.

Formation biliaire et fonction excrétrice.

Le foie produit des acides biliaires à partir du cholestérol
sous l'action de l'enzyme 7α-cholestérol hydroxylase.
L'activité enzymatique est réduite par les acides biliaires.
Environ 600 mg par jour, voici les acides primaires -
les acides cholique et désoxycholique sont conjugués à la taurine et
glycocol, formant des acides tauroglycocholiques.
Excrétion des acides biliaires, principale voie d'excrétion
cholestérol
La fonction excrétrice est liée à la structure du foie. U
de chaque hépatocyte, un côté fait face à la bile
conduit, l'autre au capillaire sanguin.
Du foie, diverses substances d'origine endo et exo sont excrétées avec la bile par
intestins, ou par le sang par les reins. Violation de ceci
les fonctions affectent le métabolisme des lipides, l'accumulation dans
le corps de produits toxiques.

Fonction détoxifiante du foie.

Dans le corps, au cours de la vie, ils se forment
métabolites toxiques comme leurs propres composés,
et extraterrestres - xénobiotiques. Ces connexions peuvent
être hydrophile et hydrophobe.
Un exemple de neutralisation de produits toxiques est
synthèse d'urée.
Hydrophobe, capable de se déposer dans les cellules et
affecter négativement la structure et le métabolisme de
cellule, ils doivent être inactivés.
Le foie est un organe unique qui contient des mécanismes
neutralisation (inactivation, détoxification) de ces
Connexions. Le mécanisme d'inactivation de ces composés
construit selon un schéma général.
L'inactivation peut comprendre deux étapes :
modifications et conjugaisons.

Étape de modification chimique

L'étape de modification chimique permet
augmentant le caractère hydrophile de la substance et est nécessaire
pour tous les composés hydrophobes.
Une hydrophilie accrue est assurée
de nombreuses réactions -
hydroxylation, oxydation,
réduction, hydrolyse. Dans la plupart des cas
l'étape commence par la réaction d'hydroxylation
enzymes des membranes du réticulum lisse des cellules -
monooxygénases. Le processus est appelé
oxydation microsomale.
Les monooxygénases sont présentées comme
chaîne de transport d'électrons, enzyme centrale -
héméprotéine - le cytochrome P450 a deux centres
liaison - avec la substance oxydée et l'O2. Et
a une large spécificité de substrat.
La source d'hydrogène est le NADPH PPP

Oxydation microsomale

O2
2H+ê
NADPH+
FAD(FMN) réductase
ê
ê
cytochrome
P450
Fe+2
2H+
SH
SOH
Fe+3
H2O
Il existe environ 1 000 isoformes de cytochromes avec des spécificités variables
Le cytochrome P450 comprend un atome d'oxygène dans le substrat
(hydroxylates), l'autre se réduit en eau.
L'apparition de propriétés hydrophiles dans le substrat détermine
possibilité de 2 étapes d'inactivation

Étape de conjugaison

Conjugaison avec des molécules hydrophiles :
Acide UDP-glucuronique,
phosphoadénosine phosphosulfate (FAPS), etc.
Exemples : formation de glucuronide de bilirubine,
neutralisation des produits de dégradation des protéines gastro-intestinales.
Les réactions sont catalysées par les transférases.
La conjugaison réduit la réactivité
substances - leur toxicité, augmente
hydrophilie, c'est-à-dire excrétion du corps.
Toutes les substances ne subissent pas ces deux inactivations.
dépend de la structure (du degré d'hydrophilie
substance toxique).

Indicateurs de dysfonctionnement hépatique

Avec diverses maladies du foie, ses fonctions sont toutes altérées
ou une. Les indicateurs de ces violations sont des changements
taux sanguins de composés ou activité enzymatique
venant du foie.
Il existe un certain nombre de tests appelés tests fonctionnels.
tests hépatiques :
Détermination de l'activité enzymatique ALT, AST
(coefficient de Ritisse), rapport de fraction
protéines – pour identifier la dysprotéinémie – sédiments
thymol, tests de Veltman ; Définition
teneur en fibrinogène ; prothrombine
Détermination de la bilirubine et de ses types ;
Détermination de la teneur en urée ;
Détermination du cholestérol et rapport lipidique
Détermination de l'activité des enzymes gammaglutamyl transpeptidase ; phosphatase alcaline
(cholestase) ;

BIOCHIMIE FONCTIONNELLE
Pour remplir toutes les fonctions vitales nécessaires, le corps humain contient plus de 200 types de cellules spécialisées. Un complexe de cellules morphologiquement similaires qui remplissent des fonctions spécifiques est appelé tissu. Les tissus sont morphologiquement transformés en organes - des formations ayant des fonctions spécifiques dans un système biologique complexe, tel qu'un organisme.

La biochimie fonctionnelle clarifie les liens entre la structure des composés chimiques et les processus de leurs modifications mutuelles, d'une part, et la fonction des particules subcellulaires, des cellules spécialisées, des tissus ou des organes qui contiennent les substances mentionnées, d'autre part.

Les défauts moléculaires entraînent des changements biochimiques qui se manifestent cliniquement par des maladies dans lesquelles les paramètres biochimiques normaux de valeur diagnostique changent. La connaissance de la biochimie de base des processus vitaux naturels des organes individuels est nécessaire pour qu'un médecin puisse identifier les violations des processus chimiques, avec leur élimination ou correction ultérieure.

BIOCHIMIE DU FOIE

Foie- le laboratoire biochimique central de l'organisme, dans lequel se produisent diverses transformations métaboliques des substances. Il est également impliqué dans tous les processus métaboliques se produisant dans les tissus périphériques. Composition chimique du foie : eau - 70 %, protéines - 12-24, lipides - 2-6, glucides - 2-8, cholestérol - 0,3-0,5, fer - 0,02 % et autres minéraux. Chez une personne adulte en bonne santé, le poids du foie est en moyenne de 1 à 1,5 kg. Composition cellulaire du foie :

1) hépatocytes - 80 %, situés en deux couches et en contact avec la bile d'un côté et avec le sang de l'autre ;

2) cellules endothéliales - 15 % ;

3) cellules du tissu conjonctif - 5 %.

La particularité de l'apport sanguin au foie est que du sang mélangé (veineux-artériel) y circule à travers des sinusoïdes (capillaires dilatés). 70 à 80 % du volume sanguin total y pénètre par la veine porte (sang veineux) depuis l'intestin, et avec ce sang arrivent les produits de dégradation des protéines, lipides, polysaccharides et acides nucléiques : glucose, acides aminés, bases azotées. , chylomicrons, etc. 30 % du sang est délivré au foie par l'artère hépatique (sang artériel), et avec lui sont délivrés les métabolites des tissus et organes périphériques : alanine, lactate, glutamine, HDL (mature), glycérol, l'oxygène sous forme de sel de potassium de l'oxyhémoglobine, etc. La veine hépatique l'évacue du foie vers le sang général. Le glucose, les acides aminés, les protéines du plasma sanguin, les enzymes, les corps cétoniques, les VLDL, les précurseurs des HDL, l'urée et un certain nombre de d'autres substances.

Les fonctions du foie sont nombreuses et complexes, mais les plus importantes d'entre elles sont biosynthétiques, régulatrices-homéostatiques, hémostatiques, formatrices d'urée et biliaires, excrétrices, cataboliques et détoxifiantes.

La fonction la plus importante du foie est la biosynthèse. Les substances suivantes sont synthétisées dans le foie : corps cétoniques, glucose, cholestérol, esters de cholestérol, protéines plasmatiques, protéines des systèmes de coagulation et d'anticoagulation, acides aminés non essentiels, IVH, PL, TAG (2ème resynthèse), VLDL, précurseurs des HDL, peptides biologiquement actifs, enzymes de gluconéogenèse, enzymes du cycle de l'ornithine, LCAT, hème, choline, créatine.

Certains des métabolites formés dans le foie (glucose, cholestérol, corps cétoniques, protéines plasmatiques, etc.) sont transportés plus loin dans les cellules d'autres organes et tissus (c'est-à-dire « pour l'exportation »), où ils sont utilisés à des fins énergétiques et structurelles. , et certains sont stockés (par exemple, glycogène, fer, vitamines liposolubles) ou excrétés par l'organisme s'ils ne sont pas utilisés. L'une des fonctions du foie est excrétrice. Le foie sécrète du cholestérol, des acides biliaires, des pigments biliaires, du fer et d'autres substances dans la lumière du tractus gastro-intestinal. Dans le maintien de la constance de l'environnement interne de l'organisme (fonction homéostatique), le rôle du foie est unique, puisqu'il est le centre de régulation des principales voies métaboliques : protéines, glucides, lipides, acides nucléiques et nucléotides, vitamines, eau et électrolytes.

Caractéristiques du métabolisme des acides aminés, des protéines et d'autres substances contenant de l'azote dans le foie

Le foie joue un rôle central dans le maintien de l’équilibre azoté dans l’organisme, car il régule les processus d’utilisation des substances azotées et la libération de leurs métabolites par l’organisme. Les principaux processus anabolisants et cataboliques des acides aminés (transamination, désamination, décarboxylation) ont lieu dans le foie. Ce n'est que dans le foie que les protéines du système de coagulation (prothrombine, fibrinogène, proconvertine, proaccélérine) et du système anticoagulant (à l'exception du plasminogène) sont synthétisées. Foie, céruloplasmine, transferrine, angiotensinogène. Le foie fournit, par le sang, aux autres organes un mélange équilibré d'acides aminés essentiels et non essentiels nécessaires à la biosynthèse de leurs propres protéines. Le foie synthétise de nombreuses substances azotées de nature non protéique (créatine, choline, acide urique, indican, hème, etc.), des peptides biologiquement actifs (glutathion, carnosine, ansérine), ainsi que la biosynthèse et la dégradation de la purine et de la pyrimidine. des bases azotées sont également présentes. Ce n'est que dans le foie que se produit la formation d'urée - le principal moyen de neutraliser l'ammoniac dans le corps.

Caractéristiques du métabolisme des glucides dans le foie

Les processus métaboliques suivants du métabolisme des glucides ont lieu dans le foie : biosynthèse et dégradation du glycogène, nécessaires au maintien d'une concentration constante de glucose dans le sang : gluconéogenèse, glycolyse aérobie, voie des pentoses phosphates, métabolisme du fructose et du galactose, cycle de Cori, conversion des glucose en IVH, biosynthèse des hétéropolysaccharides. Le foie est le principal organe fournissant du glucose libre au sang, car les hépatocytes hépatiques contiennent l'enzyme glucose-6-phosphatase, qui décompose le glucose-6-phosphate en glucose libre.

Caractéristiques du métabolisme des lipides dans le foie

Le métabolisme des lipides dans le foie se produit le plus intensément le long des voies métaboliques suivantes :

1) β - oxydation de l'IVFA ;

2) dégradation du TAG, du FL, du cholestérol, du HDL mature ;

3) biosynthèse des formes de transport des lipides (précurseurs VLDL, HDL) ;

4) biosynthèse d'IVH spécifiques, TAG, PL, cholestérol, esters de cholestérol, corps cétoniques (acétyl-CoA →CH 3 COCH 2 COOH et

CH 3 -CHOH-CH 2 COOH).

Le foie participe au maintien d'un niveau constant d'acides gras dans le sang ; si leur nombre augmente, le foie les absorbe et les convertit en TAG, PL, ECS, VLDL. Une diminution de la biosynthèse des phospholipides et une diminution de la formation de VLDL entraînent une augmentation de la biosynthèse des TAG et leur accumulation dans les hépatocytes, qui s'accompagne d'une dégénérescence graisseuse du foie. Les corps cétoniques (acétoacétate, acétone, β-hydroxybutyrate) sont synthétisés uniquement dans les hépatocytes hépatiques à partir de l'acétyl-CoA au cours de la voie dite β-hydroxy-β-méthylglutaryl-CoA. Pendant le jeûne, avec une teneur réduite en glucides dans les aliments et le diabète sucré, le taux de synthèse des corps cétoniques (cétogenèse) augmente. Depuis le foie, les corps cétoniques sont transportés par la circulation sanguine vers les tissus et organes périphériques (muscles, reins, cerveau, etc.), où ils sont transformés en acétyl-CoA et fournissent de l'énergie dans le cycle de l'acide citrique et du CPE. Le foie joue un rôle important dans le métabolisme des stéroïdes, notamment du cholestérol (C). La voie générale du cholestérol dans le foie est la suivante :

1. cholestérol synthétisé à nouveau dans le foie à partir de l'acétyl-CoA (cholestérol endogène) ;

2. CS, formé à partir d'esters de cholestérol ;

3. Cholestérol entrant dans le sang artériel en tant que partie du HDL mature ;

4. CS formé à partir de formes dégradées de CM et de VLDL.

Dans le foie, le cholestérol (80 %) est utilisé pour la formation des acides biliaires primaires (choliques et chénodésoxycholiques), pour la construction des biomembranes hépatocytaires, pour la formation des précurseurs des VLDL et des HDL et pour la synthèse des esters de cholestérol.

En plus de nombreuses fonctions dans le métabolisme intermédiaire, le foie joue un rôle important dans la digestion, puisqu'il produit de la bile.

Bile est une sécrétion liquide brun jaunâtre, composée d'eau (97 %), d'acides et de sels biliaires libres et conjugués (1 %), de bilirubine et de cholestérol, de sels minéraux, de phospholipides et d'IVH.

Il existe la bile hépatique et la bile kystique, dans lesquelles se forment des micelles simples constituées de phospholipides, de cholestérol et d'acides biliaires (2,5 : 1 : 12,5). Le cholestérol insoluble dans l'eau est retenu dans la bile à l'état dissous en raison de la présence de sels biliaires et de phosphatidylcholine. Lorsqu’il y a un manque d’acides biliaires dans la bile, le cholestérol précipite, favorisant la formation de calculs. Si la formation ou l'écoulement de la bile est altéré, la digestion des lipides dans le tractus gastro-intestinal est perturbée, ce qui conduit à une stéatorrhée.

Le foie joue un rôle important dans la détoxification des substances étrangères ou xénobiotiques. Ceci est essentiel pour préserver la vie de l’organisme. Les substances étrangères pénètrent dans l'organisme par la nourriture, par la peau ou par l'air inhalé et peuvent être des produits de l'activité économique humaine, des produits chimiques ménagers, des médicaments, de l'éthanol. Dans le foie, les métabolites toxiques de la dégradation des substances azotées sont également inactivés : bilirubine, produits de dégradation des acides aminés, amines biogènes, ammoniac, hormones.

Les xénobiotiques hydrophiles sont excrétés dans l'urine. Pour éliminer les substances hydrophobes, des mécanismes ont été développés au cours du processus d'évolution, représentant deux phases de détoxification : la modification et la conjugaison. Modifications possibles : hydroxylation (RH→ROH), sulfoxydation (R-S-R′→R-SO-R′), désamination oxydante (RNH 2 →R=O+NH 3), etc.

Dans le foie, l'oxydation microsomale (système monooxygénase), responsable de la neutralisation des xénobiotiques (substances étrangères), est la plus active.

L'hydroxylation est le plus souvent le résultat d'une modification chimique de substances toxiques, survenant lors de la première phase de neutralisation. Au cours de la phase II, une réaction de conjugaison se produit ; grâce aux deux phases, les produits résultants sont généralement très solubles et facilement éliminés de l'organisme.

Les principales enzymes impliquées dans le système oxydatif : cytochrome P 450 réductase - flavoprotéine (coenzyme FADH 2 ou FMNN 2), cytochrome P 450, qui lie la substance lipophile RH et une molécule d'oxygène dans le centre actif. Un atome d'O 2 attache 2ē et passe sous la forme O 2-. Le donneur d'électrons et de protons est NADPH+H +, qui est oxydé par le cytochrome - P 450 - réductase, O 2- interagit avec les protons : O 2- + 2H + →H 2 O. Le deuxième atome de la molécule d'oxygène est inclus dans le groupe hydroxyle de la substance RH pour former R -OH, la glycine peut agir comme conjugué (lors de la neutralisation de l'acide benzoïque avec formation d'acide hippurique) ; FAPS est un donneur d'un résidu d'acide sulfurique ; UDP est un glucuronide - un donneur d'un résidu d'acide glucuronique. Les deux derniers conjugués sont utilisés dans la neutralisation de leurs propres métabolites (l'indole, via l'indoxyl, est conjugué avec le FAPS, donnant de l'indican animal), ainsi que des médicaments (l'aspirine, après clivage hydrolytique de l'acétate, est conjuguée avec l'UDP - glucuronide, formant un salicylglucuronide hydrophile, éliminé du corps dans l'urine).

Certains xénobiotiques (hydrocarbures aromatiques polycycliques, amines aromatiques, aflatoxines) subissent des modifications dans le foie par les enzymes du système monooxygénase et se transforment en cancérigènes. Ils peuvent endommager l’ADN des gènes, dont les mutations contribuent à la transformation d’une cellule normale en cellule tumorale. L'expression de tels oncogènes conduit à une prolifération incontrôlée, c'est-à-dire au développement de la tumeur.

Ainsi, l'époxyde formé à la suite de l'hydroxylation du benzanithracène se lie de manière covalente à la guanine, rompant les liaisons hydrogène dans la paire G≡C, perturbant ainsi l'interaction de l'ADN avec les protéines.

Les nitrosamines formées à partir d'acide nitreux et d'amines secondaires (HNO 2 + R 2 NH → R 2 N-N = O) convertissent la cytosine en uracile, G≡C devient GU. La chaîne complémentaire aura déjà SA, qui, à la suite de mutations, pourra se transformer en IA et sa paire complémentaire sera AT, c'est-à-dire La signification codante de l’ADN a complètement changé.

Le foie joue également un rôle important dans la neutralisation de la bilirubine, qui se forme dans les cellules RES à la suite de la dégradation de l'hémoglobine, de la myoglobine, de la catalase, des cytochromes et d'autres hémoprotéines. La bilirubine qui en résulte est insoluble dans l’eau, est transportée dans le sang sous forme de complexe avec l’albumine et est appelée bilirubine « indirecte ». Dans le foie, 1/4 de la bilirubine indirecte entre dans une réaction de conjugaison avec l'acide UDP-glucuronique, formant du diglucuronide de bilirubine, appelé bilirubine « directe ».

La bilirubine « directe » est excrétée du foie avec la bile dans l'intestin grêle, où l'acide glucuronique est clivé sous l'influence de la glucuronidase des microbes intestinaux pour former la bilirubine libre, qui est ensuite convertie avec la formation ultérieure de pigments biliaires : stercobilinogène, stercobiline, urobilinogène, urobiline. Un indicateur d'une violation du métabolisme pigmentaire dans le foie est la teneur en bilirubine « indirecte », « directe » et totale dans le sang. Une augmentation de la teneur en bilirubine dans le sang entraîne son dépôt dans les tissus et provoque une jaunisse d'étiologies diverses. Les principales causes de l'hyperbilirubinémie sont : une hémolyse accrue des globules rouges, un déficit et un défaut de l'enzyme glucuronyltransférase, un blocage des voies biliaires, un déséquilibre entre la formation et l'excrétion de la bilirubine, des lésions des hépatocytes (virus, substances hépatotropes toxiques), une hépatite, cirrhose du foie, etc.

Selon les causes de l'hyperbilirubinémie, on distingue les principaux types d'ictère suivants : ictère hémolytique, parenchymateux, obstructif, héréditaire, néonatal, etc.

Un test de diagnostic pour déterminer l'origine de la jaunisse est constitué des valeurs normales suivantes :

1) bilirubine « directe » et « indirecte » dans le sang ;

2) pigments biliaires dans l'urine et les selles.

1) le sang contient de la bilirubine totale de 8 à 20 µmol/l, dont 25 % (

5 µmol/l) de bilirubine totale est de la bilirubine « directe » ;

2) dans l'urine - pas de bilirubine, urobiline - 1-4 mg/jour ;

3) jusqu'à 300 mg de stercobiline sont libérés dans les selles par jour (les selles sont de couleur marron).

Dans l'ictère hémolytique, l'hyperbilirubinémie est principalement due à une hémolyse accrue des globules rouges, entraînant une augmentation de :

1) la quantité de bilirubine indirecte (libre) dans le sang ;

2) la quantité d'urobiline dans l'urine (urine foncée) ;

3) la quantité de stercobiline dans les selles (selles foncées).

La peau et les muqueuses sont jaunes. Avec la jaunisse parenchymateuse (hépatocellulaire), les cellules hépatiques sont endommagées, ce qui augmente leur perméabilité. Par conséquent, en cas d'ictère parenchymateux :

1) la quantité de bilirubine « indirecte » et « directe » dans le sang augmente (la bile entre directement dans le sang) ;

2) la quantité d'urobiline dans l'urine diminue et la bilirubine « directe » est détectée ;

3) la teneur en stercobiline dans les selles diminue.

En cas d'ictère obstructif (mécanique), l'écoulement de la bile est altéré (blocage du canal biliaire principal), ce qui entraîne :

1) dans le sang - à une augmentation de la bilirubine « directe » ;

2) dans l'urine - à une augmentation de la bilirubine « directe » et à l'absence d'urobiline ;

3) dans les selles - en l'absence de pigments biliaires, les selles sont décolorées.

Il existe plusieurs maladies connues dans lesquelles la jaunisse est causée par des troubles héréditaires du métabolisme de la bilirubine. Environ 5 % de la population reçoit un diagnostic de jaunisse causée par des troubles génétiques dans la structure des protéines et des enzymes responsables de l'absorption indirecte de la bilirubine dans le foie (syndrome de Gilbert), pour sa conjugaison avec l'acide glucuronique, provoquée par une violation de la glucuronidation. réaction dans le foie (syndrome de Cragler-Najjar types I et II), violation du transport actif des glucuronides de bilirubine formés dans le foie vers la bile (syndrome de Dabin-Rotor-Johnson).

Diagnostic différentiel de l'ictère héréditaire

Syndrome	Défaut	Manifestations cliniques
Hyperbilirinémie non conjuguée
Crigler-Nayjar type I* (ictère congénital non hémolytique)	Manque d'activité, bilirubine - UDP-glucuronyltransférase (ne peut pas être traitée avec du phénobarbital - un inducteur du gène UDP-glucuronyltransférase)	Dans le sang o.b., n.b., k.b.↓, dans l'urine u↓, k.b.↓, dans les selles c↓.
Type Crigler-Nayyar-II	La synthèse de l'UDP glucuronyltransférase, qui catalyse l'ajout du deuxième groupe glucuronyle, est altérée (peut être traitée avec du phénobarbital et une photothérapie)
Gilbert	Les hépatocytes n'absorbent pas la bilirubine, la conjugaison est réduite	Dans le sang b.b., n.b., c.b.N↓, dans l'urine c.b.↓, u.↓, dans les selles c↓.
Hyperbilirubinémie conjuguée
Dabin-Rotor-Johnson	La bilirubine conjuguée ne pénètre pas dans la bile	Dans le sang ob.b., n.b., c.b., dans l'urine c.b.↓, y↓, dans les selles c↓.

à propos de. - bilirubine totale,

n.b. – la bilirubine non conjuguée,

k.b. -. la bilirubine conjuguée,

c – la stercobiline,

y – urobiline.

* - les enfants meurent jeunes en raison du développement d'une encéphalopathie à la bilirubine.

L'hyperbilirubinémie familiale des nouveau-nés est associée à la présence d'inhibiteurs compétitifs de la conjugaison de la bilirubine (œstrogènes, acides gras libres) dans le lait maternel. Pendant l'allaitement, ces inhibiteurs entraînent une hyperbilirubinémie (hyperbilirubinémie transitoire), qui disparaît lors du passage à l'alimentation artificielle.

LEÇON DE LABORATOIRE SUR LA BIOCHIMIE DU FOIE

Objectif de la leçon :

1. Connaître les principales fonctions du foie, les caractéristiques des moyens de neutralisation des xénobiotiques et des métabolites dans le foie, la formation et la neutralisation de la bilirubine.

2. Être capable de quantifier la concentration de bilirubine directe et indirecte dans le sérum sanguin et de pigments biliaires dans l'urine pour diagnostiquer les principaux types d'ictère.

3. Familiarisez-vous avec les types d'ictère héréditaire.

Principe de la méthode. La bilirubine donne une couleur rose avec le diazoréactif d'Ehrlich. L'intensité de la coloration est utilisée pour juger de la concentration de bilirubine. La bilirubine directe (synonymes : bilirubine-glucuronide, bilirubine conjuguée, bilirubine conjuguée) est déterminée par la réaction colorée d'Ehrlich en l'absence de solvants organiques. La bilirubine totale (directe, indirecte) est déterminée en présence d'alcool, ce qui assure l'interaction de toutes les formes de bilirubine avec le diazoréactif d'Ehrlich. La bilirubine indirecte (synonymes : bilirubine libre, bilirubine non conjuguée) est déterminée par la différence entre totale et directe.

TRAVAIL DE COURS :

ANALYSE DES INDICATEURS BIOCHIMIQUES DE LA FONCTION HÉPATIQUE EN NORMALE ET PATHOLOGIE

Contenu

Introduction

1.1.2 Régulation du métabolisme lipidique

1.1.3 Régulation du métabolisme des protéines

1.2 Fonction formatrice d'urée

1.3 Formation biliaire et fonction excrétrice

1.4 Fonction de biotransformation (neutralisation)

2. Maladies du foie et diagnostic en laboratoire des maladies du foie

2.1 Bases du diagnostic en laboratoire clinique des maladies du foie

2.2 Principaux syndromes cliniques et biologiques liés aux lésions hépatiques

2.2.1 Syndrome de cytolyse

2.2.4 Syndrome inflammatoire

2.2.5 Syndrome de shunt hépatique

Conclusion

La biochimie du foie comprend à la fois l'apparition de processus métaboliques normaux et de troubles métaboliques avec le développement d'une pathologie. L'étude de tous les aspects de la biochimie du foie vous permettra d'avoir une image d'un organe fonctionnant normalement et de sa participation au fonctionnement de l'ensemble du corps et au maintien de l'homéostasie. De plus, au cours d'une fonction hépatique normale, l'intégration de tous les principaux métabolismes dans le corps se produit et il est possible d'observer les étapes initiales du métabolisme (par exemple, lors de l'absorption primaire de substances de l'intestin) et les étapes finales avec les suivantes. élimination des produits métaboliques du corps.

Lorsque la fonction hépatique est altérée, le métabolisme se déplace dans une certaine direction. Il est donc nécessaire d'étudier les conditions pathologiques de l'organe pour un diagnostic plus approfondi des maladies. Actuellement, cela est particulièrement important, car les maladies du foie progressent et il n'existe pas encore de méthodes de traitement suffisamment efficaces. Ces maladies comprennent principalement l'hépatite virale, la cirrhose du foie (souvent accompagnée d'une consommation systématique d'alcool et d'autres influences externes néfastes associées à une écologie défavorable), les changements métaboliques dus à une mauvaise alimentation et le cancer du foie. Par conséquent, un diagnostic précoce de ces maladies, qui peut être basé sur des indicateurs biochimiques, est très important.

Le but du cours est d'examiner les fonctions du foie et de comparer les indicateurs biochimiques du fonctionnement de cet organe dans des conditions normales et pathologiques ; également une indication des principes de base du diagnostic de laboratoire, une brève description des syndromes d'hépatite d'étiologies diverses et des exemples.

1. Biochimie fonctionnelle du foie

Classiquement, les fonctions hépatiques selon des indicateurs biochimiques peuvent être divisées en : fonction régulatrice-homéostatique, comprenant les principaux types de métabolisme (métabolisme des glucides, des lipides, des protéines, des vitamines, métabolisme de l'eau, des minéraux et des pigments), formation d'urée, formation de bile et fonctions neutralisantes. Ces fonctions de base et leur régulation sont discutées en détail plus loin dans ce chapitre.

1.1 Fonction régulatrice et homéostatique du foie

Le foie est l'organe central de l'homéostasie chimique, où tous les processus métaboliques se déroulent de manière extrêmement intensive et où ils sont étroitement liés.

1.1.1 Métabolisme des glucides dans le foie et sa régulation

Les monosaccharides (notamment le glucose) pénètrent dans le foie par la veine porte et subissent diverses transformations. Par exemple, lorsqu'il y a un apport excessif de glucose par l'intestin, il se dépose sous forme de glycogène ; le glucose est également produit par le foie lors de la glycogénolyse et de la gluconéogenèse, pénètre dans le sang et est consommé par la plupart des tissus. La régulation du métabolisme des glucides est due au fait que le foie est pratiquement le seul organe qui maintient un niveau constant de glucose dans le sang, même à jeun.

Le devenir des monosaccharides varie en fonction de leur nature, de leur teneur dans le sang général et des besoins de l'organisme. Certains d’entre eux iront dans la veine hépatique pour maintenir l’homéostasie, principalement de la glycémie, et répondre aux besoins des organes. La concentration de glucose dans le sang est déterminée par l'équilibre entre les taux de son entrée, d'une part, et de sa consommation par les tissus, d'autre part. Dans un état post-absorption (un état post-absorption se développe 1,5 à 2 heures après un repas, également appelé saturation vraie ou métabolique. Un état post-absorption typique est considéré comme l'état du matin avant le petit-déjeuner, après environ dix (heure de pause nocturne pour manger) et la concentration normale de glucose dans le sang est de 60 à 100 mg/dl (3,3 à 5,5 mol). Et le foie utilise le reste des monosaccharides (principalement le glucose) pour ses propres besoins.

Le métabolisme du glucose se produit de manière intensive dans les hépatocytes. Le glucose provenant des aliments est converti uniquement dans le foie, à l'aide de systèmes enzymatiques spécifiques, en glucose-6-phosphate (ce n'est que sous cette forme que le glucose est utilisé par les cellules). La phosphorylation des monosaccharides libres est une réaction obligatoire dans le chemin de leur utilisation ; elle conduit à la formation de composés plus réactifs et peut donc être considérée comme une réaction d'activation. Le galactose et le fructose provenant du tractus intestinal, avec la participation respectivement de la galactokinase et de la fructokinase, sont phosphorylés au niveau du premier atome de carbone :

Le glucose entrant dans les cellules hépatiques est également phosphorylé à l'aide de l'ATP. Cette réaction est catalysée par les enzymes hexokinase et glucokinase.

maladie de diagnostic de pathologie hépatique

L'hexokinase a une forte affinité pour le glucose (K m

Parallèlement à d’autres mécanismes, cela évite une augmentation excessive des concentrations de glucose dans le sang périphérique pendant la digestion.

La formation de glucose-6-phosphate dans la cellule est une sorte de « piège » pour le glucose, puisque la membrane cellulaire est imperméable au glucose phosphorylé (il n'y a pas de protéines de transport correspondantes). De plus, la phosphorylation réduit la concentration de glucose libre dans le cytoplasme. En conséquence, des conditions favorables sont créées pour faciliter la diffusion du glucose dans les cellules hépatiques à partir du sang.

La réaction inverse de conversion du glucose-6-phosphate en glucose est également possible sous l'action de la glucose-6-phosphatase, qui catalyse l'élimination hydrolytique du groupe phosphate.

Le glucose libre qui en résulte est capable de se diffuser du foie vers le sang. Dans d'autres organes et tissus (à l'exception des reins et des cellules épithéliales intestinales), il n'y a pas de glucose-6-phosphatase, et donc seule la phosphorylation s'y produit, sans réaction inverse, et la libération de glucose par ces cellules est impossible.

Le glucose-6-phosphate peut être converti en glucose-1-phosphate avec la participation de la phosphoglucomutase, qui catalyse la réaction réversible.

Le glucose-6-phosphate peut également être utilisé dans diverses transformations dont les principales sont : la synthèse du glycogène, le catabolisme avec formation de CO 2 et H 2 O ou de lactate, la synthèse des pentoses. Dans le même temps, lors du métabolisme du glucose-6-phosphate, il se forme des produits intermédiaires qui sont ensuite utilisés pour la synthèse d'acides aminés, de nucléotides, de glycérol et d'acides gras. Ainsi, le glucose-6-phosphate n'est pas seulement un substrat d'oxydation, mais aussi un matériau de construction pour la synthèse de nouveaux composés (Annexe 1).

Examinons donc l'oxydation du glucose et du glucose-6-phosphate dans le foie. Ce processus se déroule de deux manières : dichotomique et apotomique. La voie dichotomique est la glycolyse, qui comprend la « glycolyse anaérobie », se terminant par la formation d'acide lactique (lactate) ou d'éthanol et de CO 2 et la « glycolyse aérobie » - la dégradation du glucose, passant par la formation de glucose-6-phosphate, le fructose bisphosphate et le pyruvate, aussi bien en l'absence qu'en présence d'oxygène (le métabolisme aérobie du pyruvate dépasse le métabolisme des glucides, mais peut être considéré comme son étape finale : oxydation du produit de la glycolyse - le pyruvate).

La voie apotomique de l'oxydation du glucose ou cycle des pentoses consiste en la formation de pentoses et le retour des pentoses en hexoses, à la suite de quoi une molécule de glucose se décompose et du CO 2 se forme.

Glycolyse en conditions anaérobies- un processus enzymatique complexe de dégradation du glucose qui se produit sans consommation d'oxygène. Le produit final de la glycolyse est l’acide lactique. Pendant la glycolyse, de l'ATP est produite.

Le processus de glycolyse se produit dans le hyaloplasme (cytosol) de la cellule et est classiquement divisé en onze étapes, qui sont respectivement catalysées par onze enzymes :

1. La phosphorylation du glucose et la formation de glucose-6-phosphate sont le transfert d'un résidu orthophosphate en glucose en utilisant l'énergie de l'ATP. Le catalyseur est l'hexokinase. Ce processus a été discuté ci-dessus.

1. Conversion du glucose-6-phosphate par l'enzyme glucose-6-phosphate isomérase en fructose 6-phosphate :
2. Le fructose-6-phosphate est à nouveau phosphorylé grâce à la deuxième molécule d'ATP, la réaction est catalysée par la phosphofructokinase :

La réaction est irréversible, se produit en présence d’ions magnésium et constitue la réaction la plus lente de la glycolyse.

1. Sous l'influence de l'enzyme aldolase, le fructose-1,6-bisphosphate est scindé en deux phosphotrioses :

1. Réaction d'isomérisation des phosphates de triose. Catalysé par l'enzyme triosephosphate isomérase :

1. Le glycéraldéhyde-3-phosphate, en présence de l'enzyme glycéraldéhyde phosphate déshydrogénase, du coenzyme NAD et du phosphate inorganique, subit une sorte d'oxydation avec formation d'acide 1,3-bisphosphoglycérique et de la forme réduite de NAD - NAD*H 2 :

1. La réaction est catalysée par la phosphoglycérate kinase, transférant le groupe phosphate en position 1 vers l'ADP pour former de l'ATP et de l'acide 3-phosphoglycérique (3-phosphoglycérate) :

1. Transfert intramoléculaire du groupe phosphate restant et l'acide 3-phosphoglycérique est converti en acide 2-phosphorylcérique (2-phosphoglycérate) :

La réaction est facilement réversible et se produit en présence d’ions magnésium.

9. La réaction est catalysée par l'enzyme énolase, l'acide 2-phosphoglycérique, à la suite de l'élimination d'une molécule d'eau, devient de l'acide phosphoénolpyruvique (phosphoénolpyruvate) et la liaison phosphate en position 2 devient à haute énergie :

1. Rompre la liaison à haute énergie et transférer le résidu de phosphate du phosphoénolpyruvate à l'ADP. Cristallisé par l'enzyme pyruvate kinase :

11. Réduction de l'acide pyruvique et formation d'acide lactique (lactate). La réaction se produit avec la participation de l'enzyme lactate déshydrogénase et du coenzyme NAD*H 2, formés dans la sixième réaction :

Glycolyse en conditions aérobies. Il y a trois parties dans ce processus :

1. transformations spécifiques au glucose, aboutissant à la formation de pyruvate (glycolyse aérobie) ;

2. voie générale du catabolisme (décarboxylation oxydative du cycle du pyruvate et du citrate) ;

3. chaîne de transport d'électrons mitochondriales.

À la suite de ces processus, le glucose dans le foie se décompose en C0 2 et H 2 0, et l'énergie libérée est utilisée pour la synthèse de l'ATP (Annexe 2).

Le métabolisme des glucides dans le foie ne comprend que des transformations spécifiques au glucose, où se produit la dégradation du glucose en pyruvate, qui peut être divisée en deux étapes :

1. Du glucose au phosphate de glycéraldéhyde. Dans les réactions, les résidus phosphate sont incorporés aux hexoses et l'hexose est transformé en triose (Annexe 3). Les réactions de cette étape sont catalysées par les enzymes suivantes : hexokinase ou glucokinase (1) ; la phosphoglucoisomérase (2); la phosphofructokinase (3); Fructose 1,6-bisphosphate aldolase (4) ; phosphotriose isomérase (5)

2. Du phosphate de glycéraldéhyde au pyruvate. Ce sont des réactions associées à la synthèse de l'ATP. L'étape se termine par la conversion de chaque molécule de glucose en deux molécules de glycéraldéhyde phosphate (Annexe 4). Cinq enzymes sont impliquées dans les réactions : la glycéraldéhyde phosphate déshydrogénase (6) ; la phosphoglycérate kinase (7); la phosphoglycéromutase (8); l'énolase (9); pyruvate kinase (10).

Voie du pentose phosphate (phosphogluconate) La conversion du glucose fournit à la cellule du NADP hydrogéné pour les synthèses réductrices et des pentoses pour la synthèse des nucléotides. La voie du pentose phosphate peut être divisée en deux parties : les voies oxydatives et non oxydatives.

1. La voie oxydative comprend deux réactions de déshydrogénation, dans lesquelles le NADP sert d'accepteur d'hydrogène (Annexe 5). Dans la deuxième réaction, la décarboxylation se produit simultanément, la chaîne carbonée est raccourcie d'un atome de carbone et des pentoses sont obtenus.
2. La voie non oxydative est beaucoup plus compliquée. Il n'y a pas ici de réactions de déshydrogénation, elle ne peut servir qu'à la décomposition complète des pentoses (en C0 2 et H 2 0) ou à la conversion des pentoses en glucose (Annexe 6). Les matières premières sont cinq molécules de fructose-6-phosphate, contenant un total de 30 atomes de carbone, le produit final de la réaction est six molécules de ribose-5-phosphate, contenant également un total de 30 atomes de carbone.

La voie oxydative de formation des pentoses et la voie de retour des pentoses en hexoses constituent ensemble un processus cyclique :

Dans ce cycle, une molécule de glucose se désintègre complètement en un tour, dont les six atomes de carbone sont convertis en CO 2.

Dans le foie également, il existe un processus opposé à la glycolyse - la gluconéogenèse. Gluconéogenèse- le processus de synthèse du glucose à partir de substances non glucidiques. Sa fonction principale est de maintenir la glycémie pendant les périodes de jeûne prolongé et d'activité physique intense. La néoglucogenèse assure la synthèse de 80 à 100 g de glucose par jour. Les principaux substrats de la gluconéogenèse sont le lactate, les acides aminés et le glycérol. L'inclusion de ces substrats dans la gluconéogenèse dépend de l'état physiologique de l'organisme. Le lactate est un produit de la glycolyse anaérobie. Il se forme dans toutes les conditions du corps dans les globules rouges et les muscles qui travaillent. Ainsi, le lactate est constamment utilisé dans la gluconéogenèse. Le glycérol est libéré lors de l'hydrolyse des graisses du tissu adipeux lors d'un jeûne ou d'une activité physique prolongée. Les acides aminés sont formés à la suite de la dégradation des protéines musculaires et sont inclus dans la gluconéogenèse lors d'un jeûne prolongé ou d'un travail musculaire prolongé. Il convient de noter que la glycolyse se produit dans le cytosol et que certaines des réactions de gluconéogenèse se produisent dans les mitochondries.

La gluconéogenèse suit fondamentalement le même chemin que la glycolyse, mais en sens inverse (Annexe 7). Cependant, les trois réactions de la glycolyse sont irréversibles, et à ces stades les réactions de la gluconéogenèse diffèrent de celles de la glycolyse.

La conversion du pyruvate en phosphoénolpyruvate (stade I irréversible) est réalisée avec la participation de deux enzymes : la pyruvate carboxylase et la phosphoénolpyruvate carboxykinase :

Les deux autres étapes irréversibles sont catalysées par la fructose-1,6-bisphosphate phosphatase et la glucose-6-phosphate phosphatase :

Chacune des réactions irréversibles de la glycolyse, ainsi que la réaction correspondante de la gluconéogenèse, forment un cycle de substrat (Annexe 7, réactions 1, 2, 3).

Synthèse du glucose (gluconéogenèse à partir d'acides aminés et de glycérol). Le glucose présent dans le foie peut être synthétisé à partir d’acides aminés et de glycérol. Au cours du catabolisme des acides aminés, du pyruvate ou de l'oxaloacétate se forment comme produits intermédiaires, qui peuvent être inclus dans la voie de la gluconéogenèse au stade du premier cycle du substrat (Annexe 7, réaction 1). Le glycérol se forme lors de l'hydrolyse des graisses et peut être transformé en glucose (Annexe 8). Les acides aminés et le glycérol sont utilisés pour la synthèse du glucose principalement pendant le jeûne ou lorsque l'alimentation est pauvre en glucides (carence en glucides).

La gluconéogenèse peut également se produire à partir du lactate. L'acide lactique n'est pas le produit final du métabolisme, mais sa formation est une voie métabolique sans issue : la seule façon d'utiliser l'acide lactique est associée à sa reconversion en pyruvate avec la participation de la même lactate déshydrogénase :

À partir des cellules dans lesquelles se produit la glycolyse, l'acide lactique résultant pénètre dans le sang et est principalement capturé par le foie, où il est transformé en pyruvate. Le pyruvate dans le foie est partiellement oxydé et partiellement converti en glucose - le cycle de Cori, ou cycle du glucosolactate :

Dans l’organisme d’un adulte, environ 80 g de glucose peuvent être synthétisés par jour, principalement au niveau du foie. La signification biologique de la gluconéogenèse réside non seulement dans le retour du lactate dans le pool métabolique des glucides, mais également dans l'apport de glucose au cerveau en cas de manque de glucides dans le corps, par exemple en cas de glucides ou de famine complète.

Synthèse du glycogène (glycogenèse). Comme mentionné ci-dessus, une partie du glucose qui pénètre dans le foie est utilisée dans la synthèse du glycogène. Le glycogène est un homopolymère ramifié de glucose dans lequel les résidus de glucose sont reliés dans des régions linéaires par une liaison a-1,4-glycosidique. Aux points de ramification, les monomères sont reliés par des liaisons a-1,6-glycosidiques. Ces liaisons sont formées avec environ un résidu de glucose sur dix. Il en résulte une structure arborescente avec un poids moléculaire >10 7 D, ce qui correspond à environ 50 000 résidus glucose (Annexe 9). Lorsque le glucose polymérise, la solubilité de la molécule de glycogène résultante diminue et, par conséquent, son effet sur la pression osmotique dans la cellule. Cette circonstance explique pourquoi le glycogène se dépose dans la cellule, et non le glucose libre.

Le glycogène est stocké dans le cytosol de la cellule sous forme de granules d'un diamètre de 10 à 40 nm. Après avoir mangé un repas riche en glucides, la réserve de glycogène du foie peut représenter environ 5 % de sa masse.

La dégradation du glycogène hépatique sert principalement à maintenir la glycémie pendant la période post-absorption. Par conséquent, la teneur en glycogène du foie change en fonction du rythme alimentaire. Avec un jeûne prolongé, il diminue jusqu'à presque zéro.

Le glycogène est synthétisé pendant la digestion (1 à 2 heures après avoir mangé des aliments riches en glucides). La synthèse du glycogène à partir du glucose nécessite de l'énergie.

Tout d'abord, le glucose subit une phosphorylation avec la participation des enzymes hexokinase et glucokinase. Ensuite, le glucose-6-phosphate, sous l'influence de l'enzyme phosphoglucomutase, est converti en glucose-1-phosphate.

Le glucose-1-phosphate qui en résulte est déjà directement impliqué dans la synthèse du glycogène.

Au premier stade de la synthèse, le glucose-1-phosphate interagit avec l'UTP (uridine triphosphate), formant de l'uridine diphosphate glucose (UDP-glucose) et du pyrophosphate. Cette réaction est catalysée par l'enzyme glucose-1-phosphate uridylyltransférase (UDPG-pyrophosphorylase) (Annexe 10).

À la deuxième étape - l'étape de formation du glycogène - le transfert du résidu glucose inclus dans l'UDP-glucose vers la chaîne glucoside du glycogène se produit (quantité « graine ») (Annexe 11). Dans ce cas, une liaison b-1,4-glycosidique est formée entre le premier atome de carbone du résidu glucose ajouté et le groupe 4-hydroxyle du résidu glucose de la chaîne. Cette réaction est catalysée par l'enzyme glycogène synthase. L'UDP résultant est ensuite phosphorylé en UTP aux dépens de l'ATP, et ainsi tout le cycle de conversion du glucose-1-phosphate recommence.

Il a été établi que la glycogène synthase est incapable de catalyser la formation de la liaison b-1,6-glycosidique présente aux points de ramification du glycogène. Ce processus est catalysé par une enzyme spéciale appelée enzyme de ramification du glycogène, ou amylo-1,4-1,6-transglucosidase. Ce dernier catalyse le transfert d'un fragment terminal d'oligosaccharide constitué de 6 ou 7 résidus glucose de l'extrémité non réductrice d'une des chaînes latérales, contenant au moins 11 résidus, vers le groupe 6-hydroxyle d'un résidu glucose du même ou une autre chaîne de glycogène. En conséquence, une nouvelle chaîne latérale est formée. La ramification augmente le taux de synthèse et de dégradation du glycogène.

Dégradation du glycogène ou lui la mobilisation se produisent en réponse à une augmentation des besoins de l’organisme en glucose. Le glycogène hépatique se décompose principalement dans les intervalles entre les repas, la dégradation s'accélère lors du travail physique. La dégradation du glycogène se produit avec la participation de deux enzymes : la glycogène phosphorylase et une enzyme à double spécificité - 4 : 4-transférase-b-1,6-glycosidase. La glycogène phosphorylase catalyse la phosphorolyse de la liaison 1,4-glycosidique des extrémités non réductrices du glycogène, les résidus glucose sont clivés un à un sous forme de glucose-1-phosphate (Annexe 12). Dans ce cas, la glycogène phosphorylase ne peut pas cliver les résidus de glucose des branches courtes contenant moins de cinq résidus de glucose ; ces branches sont éliminées par la 4:4-transférase-b-1,6-glycosidase. Cette enzyme catalyse le transfert d'un fragment de trois résidus d'une branche courte vers un résidu glucose terminal d'une branche plus longue ; de plus, il hydrolyse la liaison 1,6-glycosidique et élimine ainsi le dernier résidu de la branche (Annexe 13).

Un jeûne de 24 heures entraîne la disparition quasi totale du glycogène dans les cellules hépatiques. Cependant, avec une nutrition rythmée, chaque molécule de glycogène peut exister indéfiniment : en l'absence de digestion et d'entrée de glucose dans les tissus, les molécules de glycogène diminuent en raison de la division des branches périphériques, et après le repas suivant, elles reprennent leur taille précédente.

Le glucose-1-phosphate, formé à partir du glycogène, avec la participation de la phosphoglucomutase, est converti en glucose-6-phosphate, dont le devenir dans le foie et les muscles est différent. Dans le foie, le glucose-6-phosphate est converti en glucose avec la participation de la glucose-6-phosphatase, le glucose pénètre dans le sang et est utilisé dans d'autres organes et tissus.

Régulation des processus de glycogenèse et de glycogénolyse réalisée par les hormones : insuline, glucagon, adrénaline. Le principal signal pour la synthèse de l’insuline et du glucagon est un changement dans la concentration de glucose dans le sang. L'insuline et le glucagon sont constamment présents dans le sang, mais lorsque la période d'absorption passe à la période post-absorption, leur concentration relative change, ce qui est le principal facteur qui modifie le métabolisme du glycogène dans le foie. Le rapport entre la concentration d’insuline dans le sang et la concentration de glucagon est appelé « indice insuline-glucagon ». Dans la période post-absorption, l'indice insuline-glucagon diminue et la concentration en glucagon devient décisive dans la régulation des concentrations de glucose et de sang. Lors de la digestion, l'influence de l'insuline prédomine, puisque l'indice insuline-glucagon augmente dans ce cas. En général, l’insuline a un effet opposé à celui du glucagon sur le métabolisme du glycogène. L'insuline diminue la concentration de glucose dans le sang pendant la digestion.

L'hormone adrénaline stimule la libération de glucose du foie dans le sang afin de fournir du « carburant » aux tissus (principalement le cerveau et les muscles) en cas de situation extrême.

Un facteur régulateur du métabolisme du glycogène est également la valeur K m glucokinase, qui est bien supérieure au K m de l'hexokinase - le foie ne doit pas consommer de glucose pour la synthèse du glycogène si sa quantité dans le sang est dans les limites normales.

Le métabolisme des lipides dans le foie comprend la biosynthèse de divers lipides (cholestérol, triacylglycérol, phosphoglycérides, sphingomyéline, etc.) qui pénètrent dans le sang et sont distribués dans d'autres tissus et la combustion (oxydation) des acides gras avec formation de corps cétoniques, qui sont utilisés comme source d’énergie pour les tissus extrahépatiques.

L'apport d'acides gras au site d'oxydation - aux mitochondries des cellules hépatiques - se produit de manière complexe : avec la participation de l'albumine, les acides gras sont transportés dans la cellule ; avec la participation de protéines spéciales - transport dans le cytosol ; avec la participation de la carnitine - transport des acides gras du cytosol vers les mitochondries.

Processus d'oxydation des acides gras comprend les principales étapes suivantes.

1. Activation des acides gras. L'activation se produit sur la surface externe de la membrane mitochondriale avec la participation des ions ATP, coenzyme A (HS-KoA) et Mg 2+. La réaction est catalysée par l'enzyme acyl-CoA synthétase :

L'activation se déroule en 2 étapes. Tout d’abord, l’acide gras réagit avec l’ATP pour former de l’acyladénylate, puis le groupe sulfhydryle de CoA agit sur l’acyladénylate étroitement lié à l’enzyme pour former de l’acyl-CoA et de l’AMP.

Vient ensuite le transport des acides gras vers les mitochondries. La carnitine sert de transporteur d'acides gras à longue chaîne activés à travers la membrane mitochondriale interne. Le groupe acyle est transféré de l’atome de soufre du CoA au groupe hydroxyle de la carnitine.

2. Il se forme de l'acylcarnitine qui se diffuse à travers la membrane mitochondriale interne :

La réaction se produit avec la participation d'une enzyme cytoplasmique spécifique, la carnitine acyltransférase. Après que l'acylcarnitine ait traversé la membrane mitochondriale, une réaction inverse se produit - le clivage de l'acylcarnitine avec la participation de HS-CoA et de la carnitine acyltransférase mitochondriale :

3. Oxydation intramitochondriale des acides gras. Le processus d’oxydation des acides gras dans les mitochondries cellulaires comprend plusieurs réactions séquentielles.

Première étape de déshydrogénation. L'acyl-CoA dans les mitochondries subit une déshydrogénation enzymatique, tandis que l'acyl-CoA perd 2 atomes d'hydrogène en positions b et c, se transformant en ester CoA d'un acide insaturé. La réaction est catalysée par l'acyl-CoA déshydrogénase, le produit est l'énoyl-CoA :

Étape d'hydratation. L'acyl-CoA insaturé (énoyl-CoA), avec la participation de l'enzyme énoyl-CoA hydratase, fixe une molécule d'eau. Il en résulte la formation de β-hydroxyacyl-CoA (ou 3-hydroxyacyl-CoA) :

Deuxième étape de déshydrogénation. La β-hydroxyacyl-CoA (3-hydroxyacyl-CoA) résultante est ensuite déshydrogénée. Cette réaction est catalysée par les déshydrogénases NAD-dépendantes :

Réaction thiolase. Clivage du 3-oxoacyl-CoA par le groupe thiol de la deuxième molécule de CoA. En conséquence, un acyl-CoA raccourci de deux atomes de carbone et un fragment de deux carbones sous forme d'acétyl-CoA sont formés. Cette réaction est catalysée par l'acétyl-CoA acyltransférase (β-cétothiolase) :

L'acétyl-CoA résultant subit une oxydation dans le cycle de l'acide tricarboxylique, et l'acyl-CoA, raccourci de deux atomes de carbone, parcourt à nouveau à plusieurs reprises tout le chemin de la β-oxydation jusqu'à la formation de butyryl-CoA (composé à 4 carbones), qui est à son tour oxydé en 2 molécules d’acétyl-CoA.

Biosynthèse des acides gras. La synthèse des acides gras a lieu dans le cytoplasme de la cellule. Les mitochondries impliquent principalement l’allongement des chaînes d’acides gras existantes. Il a été établi que l'acide palmitique (16 atomes de carbone) est synthétisé dans le cytoplasme des cellules hépatiques, et dans les mitochondries de ces cellules, à partir de cet acide palmitique ou d'acides gras d'origine exogène, c'est-à-dire provenant des intestins, se forment des acides gras contenant 18, 20 et 22 atomes de carbone.

Le système mitochondrial de biosynthèse des acides gras comprend une séquence légèrement modifiée de réactions de β-oxydation et n'effectue que l'élongation des acides gras à chaîne moyenne existant dans l'organisme, tandis que la biosynthèse complète de l'acide palmitique à partir de l'acétyl-CoA se produit activement dans le cytosol, c'est-à-dire en dehors des mitochondries, par un chemin complètement différent.

Le système de biosynthèse extramitochondriale des acides gras (lipogenèse) est situé dans la fraction soluble (cytosolique) des cellules hépatiques. La biosynthèse des acides gras se fait avec la participation du NADPH, de l'ATP, du Mn2+ et du HCO3- (en tant que source de CO2) ; le substrat est l'acétyl-CoA, le produit final est l'acide palmitique.

Éducationacides gras insaturés. Allongement des acides gras.

Les deux acides gras monoinsaturés les plus courants, palmitoléique et oléique, sont synthétisés à partir des acides palmitique et stéarique. Ces transformations se produisent dans les microsomes des cellules hépatiques. Seules les formes activées des acides palmitique et stéarique subissent une transformation. Les enzymes impliquées dans ces transformations sont appelées désaturases. Parallèlement à la désaturation des acides gras (formation de doubles liaisons), leur allongement (élongation) se produit également dans les microsomes, et ces deux processus peuvent être combinés et répétés. L'allongement de la chaîne d'acides gras se produit par addition séquentielle de fragments à deux carbones à l'acyl-CoA correspondant avec la participation du malonyl-CoA et du NADPH. Le système enzymatique qui catalyse l’élongation des acides gras est appelé élongase. Les voies de conversion de l'acide palmitique dans les réactions de désaturation et d'élongation sont présentées en annexe 14.

Biosynthèse des triglycérides. La synthèse des triglycérides se fait à partir du glycérol et des acides gras (principalement stéarique, palmitique et oléique). La première voie de biosynthèse des triglycérides dans le foie passe par la formation de b-glycérophosphate (glycérol-3-phosphate) comme composé intermédiaire ; le glycérol est phosphorylé par l'ATP pour former le glycérol-3-phosphate :

La deuxième voie est principalement associée aux processus de glycolyse et de glycogénolyse. On sait que lors du processus de dégradation glycolytique du glucose, il se forme du phosphate de dihydroxyacétone qui, en présence de glycérol-3-phosphate déshydrogénase cytoplasmique, peut être converti en glycérol-3-phosphate :

Le glycérol-3-phosphate formé d'une manière ou d'une autre est séquentiellement acylé par deux molécules du dérivé CoA de l'acide gras. En conséquence, de l'acide phosphatidique (phosphatidate) se forme :

L'acylation du glycérol-3-phosphate se produit de manière séquentielle, c'est-à-dire en 2 étapes. Premièrement, la glycérol 3-phosphate acyltransférase catalyse la formation de lysophosphatidate. Ensuite, l'acide phosphatidique est hydrolysé par la phosphatidate phosphohydrolase en 1,2-diglycéride (1,2-diacylglycérol) :

Le 1,2-diglycéride est ensuite acylé par une troisième molécule d'acyl-CoA et converti en triglycéride (triacylglycérol). Cette réaction est catalysée par la diacylglycérol acyltransférase :

Il a été établi que la plupart des enzymes impliquées dans la biosynthèse des triglycérides sont situées dans le réticulum endoplasmique et que seules quelques-unes, par exemple la glycérol-3-phosphate acyltransférase, se trouvent dans les mitochondries.

Métabolisme des phospholipides. Les phospholipides jouent un rôle important dans la structure et la fonction des membranes cellulaires, l'activation des enzymes membranaires et lysosomales, dans la conduction de l'influx nerveux, la coagulation sanguine, les réactions immunologiques, les processus de prolifération cellulaire et de régénération tissulaire, dans le transfert d'électrons dans la chaîne. d'enzymes respiratoires. Les phospholipides jouent un rôle particulier dans la formation de complexes lipoprotéiques. Les phospholipides les plus importants sont synthétisés principalement dans le réticulum endoplasmique de la cellule.

Un rôle central dans la biosynthèse des phospholipides est joué par les 1,2-diglycérides (dans la synthèse des phosphatidylcholines et des phosphatidyléthanolamines), l'acide phosphatidique (dans la synthèse des phosphatidylinositols) et la sphingosine (dans la synthèse des sphingomyélines). La cytidine triphosphate (CTP) est impliquée dans la synthèse de presque tous les phospholipides.

Biosynthèse du cholestérol. Dans la synthèse du cholestérol, on distingue trois étapes principales : I - conversion de l'acétate actif en acide mévalonique, II - formation de squalène à partir de l'acide mévalonique, III - cyclisation du squalène en cholestérol.

Considérons l'étape de conversion de l'acétate actif en acide mévalonique. L'étape initiale de la synthèse de l'acide mévalonique à partir de l'acétyl-CoA est la formation d'acétoacétyl-CoA par une réaction réversible de thiolase. Ensuite, avec la condensation ultérieure de l'acétoacétyl-CoA avec la 3ème molécule d'acétyl-CoA avec la participation de l'hydroxyméthylglutaryl-CoA synthase (HMG-CoA synthase), la β-hydroxy-β-méthylglutaryl-CoA se forme. Ensuite, la β-hydroxy-β-méthylglutaryl-CoA, sous l'action de l'enzyme régulatrice hydroxyméthylglutaryl-CoA réductase NADP-dépendante (HMG-CoA réductase), suite à la réduction de l'un des groupes carboxyle et au clivage de HS -KoA, est converti en acide mévalonique.

Parallèlement à la voie classique de biosynthèse de l'acide mévalonique, il existe une deuxième voie dans laquelle le β-hydroxy-β-méthylglutaryl-S-ACP se forme comme substrat intermédiaire. Les réactions de cette voie sont identiques aux étapes initiales de la biosynthèse des acides gras jusqu'à la formation de l'acétoacétyl-S-ACP. L'acétyl-CoA carboxylase, une enzyme qui convertit l'acétyl-CoA en malonyl-CoA, participe à la formation d'acide mévalonique le long de cette voie.

Au stade II de la synthèse du cholestérol, l'acide mévalonique est converti en squalène. Les réactions de stade II commencent par la phosphorylation de l'acide mévalonique à l'aide de l'ATP. En conséquence, un ester 5-phosphorique est formé, puis un ester 5-pyrophosphorique de l'acide mévalonique. L'acide 5-pyrophosphomévalonique, à la suite de la phosphorylation ultérieure du groupe hydroxyle tertiaire, forme un produit intermédiaire instable - 3-phospho- L'acide 5-pyrophosphomévalonique, qui, décarboxylé et perdant le résidu d'acide phosphorique, s'est converti en pyrophosphate d'isopentényle. Ce dernier s'isomérise en pyrophosphate de diméthylallyle. Les deux pyrophosphates d'isopentényle isomères (pyrophosphate de diméthylallyle et pyrophosphate d'isopentényle) sont ensuite condensés pour libérer du pyrophosphate et former du pyrophosphate de géranyle. Le pyrophosphate d'isopentényle est à nouveau ajouté au pyrophosphate de géranyle. Cette réaction produit du farnésyl pyrophosphate. Dans la réaction finale de cette étape, le squalène se forme à la suite de la condensation réductrice dépendante du NADPH de 2 molécules de pyrophosphate de farnésyle.

Au stade III de la biosynthèse du cholestérol, le squalène, sous l'influence de la squalène oxydocyclase, se cyclise pour former le lanostérol. La conversion ultérieure du lanostérol en cholestérol implique une série de réactions impliquant l'élimination de trois groupes méthyle, la saturation de la double liaison dans la chaîne latérale et le déplacement de la double liaison.

Le schéma général de la synthèse du cholestérol est présenté en annexe 15.

Métabolisme des corps cétoniques. Le terme corps cétoniques (acétone) désigne l'acide acétoacétique (acétoacétate) CH3COCH2COOH, l'acide β-hydroxybutyrique (β-hydroxybutyrate ou D-3-hydroxybutyrate) CH3CHONCH2COOH et l'acétone CH3COCH3.

La formation des corps cétoniques se déroule en plusieurs étapes (Annexe 16). Dans un premier temps, l'acétoacétyl-CoA est formé à partir de 2 molécules d'acétyl-CoA. La réaction est catalysée par l'enzyme acétyl-CoA acétyltransférase (3-cétothiolase). L'acétoacétyl-CoA interagit ensuite avec une autre molécule d'acétyl-CoA. La réaction se produit sous l'influence de l'enzyme hydroxyméthylglutaryl-CoA synthétase. La β-hydroxy-β-méthylglutaryl-CoA résultante est capable d'être clivée en acétoacétate et acétyl-CoA par l'action de l'hydroxyméthylglutaryl-CoA lyase. L'acétoacétate est réduit avec la participation de la D-3-hydroxybutyrate déshydrogénase dépendante du NAD, entraînant la formation d'acide D-β-hydroxybutyrique (D-3-hydroxybutyrate).

Il existe une deuxième voie pour la synthèse des corps cétoniques. Formé par la condensation de 2 molécules d'acétyl-CoA, l'acétoacétyl-CoA est capable de séparer la coenzyme A et de se transformer en acétoacétate. Ce processus est catalysé par l'enzyme acétoacétyl-CoA hydrolase (déacylase). Cependant, la deuxième voie de formation d'acide acétoacétique (acétoacétate) n'est pas significative, car l'activité désacylase dans le foie est faible.

Dans le sang d'une personne en bonne santé, les corps cétoniques ne sont contenus qu'en très faibles concentrations (0,03 à 0,2 mmol/l dans le sérum sanguin). Le rôle important des corps cétoniques dans le maintien de l’équilibre énergétique doit être souligné. Les corps cétoniques fournissent du carburant aux muscles et aux reins et agissent éventuellement dans le cadre d'un mécanisme de régulation par rétroaction pour empêcher la mobilisation excessive des acides gras des réserves de graisse. Le foie est une exception en ce sens : il n’utilise pas les corps cétoniques comme matière énergétique. Depuis les mitochondries hépatiques, ces composés diffusent dans le sang et sont transportés vers les tissus périphériques.

Le foie est le site central des échanges FIV. Ils proviennent ici des intestins, des dépôts graisseux faisant partie de l'albumine du plasma sanguin.

Régulation de la synthèse et de la dégradation des graisses dans le foie. Les cellules hépatiques possèdent des systèmes enzymatiques actifs pour la synthèse et la dégradation des graisses. La régulation du métabolisme des graisses est largement déterminée par la régulation du métabolisme des acides gras, mais ne se limite pas à ces mécanismes. La synthèse des acides gras et des graisses est activée lors de la digestion, et leur dégradation est activée à l'état post-absorption et pendant le jeûne. De plus, le taux d’utilisation des graisses est proportionnel à l’intensité du travail musculaire. La régulation du métabolisme des graisses est étroitement liée à la régulation du métabolisme du glucose. Comme dans le cas du métabolisme du glucose, les hormones insuline, glucagon, adrénaline et les processus de commutation phosphorylation-déphosphorylation des protéines jouent un rôle important dans la régulation du métabolisme des graisses.

La régulation du métabolisme des protéines dans le foie s'effectue grâce à la biosynthèse intensive des protéines et à l'oxydation des acides aminés. Au cours de la journée, le corps humain produit environ 80 à 100 g de protéines, dont la moitié se trouve dans le foie. Pendant le jeûne, le foie est le plus rapide à utiliser ses protéines de réserve pour fournir des acides aminés aux autres tissus. La perte de protéines dans le foie est d'environ 20 % ; tandis que dans d'autres organes, il ne dépasse pas 4 %. Les protéines du foie lui-même se renouvellent normalement complètement tous les 20 jours. Le foie envoie la plupart des protéines synthétisées dans le plasma sanguin. Lorsque cela est nécessaire (par exemple lors d’un jeûne complet ou protéiné), ces protéines servent également de sources d’acides aminés essentiels.

Après avoir pénétré dans le foie par la veine porte, les acides aminés subissent un certain nombre de transformations et une partie importante des acides aminés est transportée par le sang dans tout le corps et est utilisée à des fins physiologiques. Le foie assure l’équilibre des acides aminés libres dans l’organisme en synthétisant les acides aminés non essentiels et en redistribuant l’azote. Les acides aminés absorbés sont principalement utilisés comme matériaux de construction pour la synthèse de protéines tissulaires spécifiques, d'enzymes, d'hormones et d'autres composés biologiquement actifs. Une certaine quantité d'acides aminés subit une dégradation avec la formation des produits finaux du métabolisme protéique (CO2, H2O et NH3) et la libération d'énergie.

Toutes les albumines, 75 à 90 % des β-globulines (β 1 -antitrypsine, β 2 -macroglobuline - inhibiteurs de protéase, protéines de la phase aiguë de l'inflammation), 50 % des β-globulines plasmatiques sont synthétisées par les hépatocytes. Le foie synthétise les facteurs protéiques de la coagulation (prothrombine, fibrinogène, proconvertine, globuline accélératrice, facteur Christmas, facteur Stewart-Prower) et une partie des anticoagulants basiques naturels (antithrombine, protéine C…). Les hépatocytes participent à la formation de certains inhibiteurs de la fibrinolyse ; des régulateurs de l'érythropoïèse - les érythropoïétines - se forment dans le foie. La glycoprotéine haptoglobine, qui forme un complexe avec l'hémoglobine pour empêcher son excrétion par les reins, est également d'origine hépatique. Ce composé appartient aux protéines de la phase aiguë de l'inflammation et possède une activité peroxydase. La céruloplasmine, également une glycoprotéine synthétisée par le foie, peut être considérée comme une superoxyde dismutase extracellulaire, qui aide à protéger les membranes cellulaires ; De plus, il stimule la production d’anticorps. Un effet similaire, uniquement sur l'immunité cellulaire, a la transferrine, dont la polymérisation est également réalisée par les hépatocytes.

Une autre protéine contenant des glucides, mais dotée de propriétés immunosuppressives, peut être synthétisée par le foie - la b-fœtoprotéine, dont une augmentation de la concentration dans le plasma sanguin sert de marqueur précieux de certaines tumeurs du foie, des testicules et des ovaires. Le foie est la source de la plupart des protéines du système du complément.

Dans le foie, l'échange le plus actif de monomères protéiques - acides aminés se produit : synthèse d'acides aminés non essentiels, synthèse de composés azotés non protéiques à partir d'acides aminés (créatine, glutathion, acide nicotinique, purines et pyrimidines, porphyrines, dipeptides, coenzymes pantothénates, etc.), oxydation des acides aminés avec formation d'ammoniac, qui est neutralisée dans le foie lors de la synthèse de l'urée.

Alors considérons sont communsvoies métaboliques des acides aminés. Les voies courantes de conversion des acides aminés dans le foie comprennent la désamination, la transamination, la décarboxylation et la biosynthèse des acides aminés.

Désamination des acides aminés. L'existence de 4 types de désamination des acides aminés (clivage du groupe amino) a été prouvée (Annexe 17). Les systèmes enzymatiques correspondants catalysant ces réactions ont été isolés et les produits de réaction ont été identifiés. Dans tous les cas, le groupe NH 2 de l'acide aminé est libéré sous forme d'ammoniac. Outre l'ammoniac, les produits de désamination comprennent les acides gras, les hydroxyacides et les acides cétoniques.

Transamination des acides aminés. La transamination fait référence à des réactions de transfert intermoléculaire d'un groupe amino (NH2—) d'un acide aminé à un acide b-céto sans formation intermédiaire d'ammoniac. Les réactions de transamination sont réversibles et se produisent avec la participation d'enzymes aminotransférases spécifiques, ou transaminases.

Exemple de réaction de transamination :

Décarboxylation des acides aminés. Le processus d'élimination du groupe carboxyle des acides aminés sous forme de CO 2. Les produits de réaction résultants sont des amines biogènes. Les réactions de décarboxylation, contrairement à d'autres processus de métabolisme intermédiaire des acides aminés, sont irréversibles. Ils sont catalysés par des enzymes spécifiques - les décarboxylases d'acides aminés.

Neutralisationammoniac dans le corps. Dans le corps humain, environ 70 g d'acides aminés subissent une dégradation par jour et, à la suite de réactions de désamination et d'oxydation d'amines biogènes, une grande quantité d'ammoniac, qui est un composé hautement toxique, est libérée. Par conséquent, la concentration d’ammoniac dans le corps doit rester faible. Le taux d'ammoniac dans le sang ne dépasse normalement pas 60 µmol/l. L'ammoniac doit se lier dans le foie pour former des composés non toxiques qui sont facilement excrétés dans l'urine.

L’un des moyens de lier et de neutraliser l’ammoniac dans l’organisme est la biosynthèse de la glutamine (et éventuellement de l’asparagine). La glutamine et l'asparagine sont excrétées dans l'urine en petites quantités. Ils remplissent plutôt une fonction de transport consistant à transporter l’ammoniac sous une forme non toxique. La synthèse de la glutamine est catalysée par la glutamine synthétase.

Le deuxième et principal moyen de neutraliser l'ammoniac dans le foie est la formation d'urée, qui sera discutée ci-dessous dans la fonction de formation d'urée du foie.

Dans les hépatocytes, les acides aminés individuels subissent des transformations spécifiques. La taurine est formée d'acides aminés soufrés, qui sont ensuite inclus dans les acides biliaires appariés (taurocholique, taurodésoxycholique), et peuvent également servir d'antioxydant, liant l'anion hypochlorite et stabilisant les membranes cellulaires ; l'activation de la méthionine se produit, qui sous la forme S- L'adénosylméthionine sert de source de groupes méthyle dans les réactions de fin de genèse de la créatine, synthèse de choline pour les phosphatides de choline (substances lipotropes).

Biosynthèse des acides aminés non essentiels. N'importe lequel des acides aminés non essentiels peut être synthétisé dans le corps dans les quantités requises. Dans ce cas, la partie carbonée de l'acide aminé est formée à partir du glucose et le groupe amino est introduit à partir d'autres acides aminés par transamination. L'alania, l'aspartate et le glutamate sont formés respectivement de pyruvate, d'oxaloacétate et de b-cétoglutarate. La glutamine est formée à partir de l'acide glutamique par l'action de la glutamine synthétase :

L'asparagine est synthétisée à partir de l'acide aspartique et de la glutamine, qui sert de donneur de groupes amide ; La réaction est catalysée par l'asparagine synthétase. La proline est formée à partir de l'acide glutamique. L'histidine (un acide aminé partiellement remplaçable) est synthétisée à partir de l'ATP et du ribose : la partie purine de l'ATP fournit le fragment -N=CH-NH- pour le cycle imidazole de l'histidine ; le reste de la molécule est formé de ribose.

S'il n'y a pas d'acide aminé non essentiel dans les aliments, les cellules le synthétisent à partir d'autres substances et conservent ainsi l'ensemble complet d'acides aminés nécessaires à la synthèse des protéines. Si au moins un des acides aminés essentiels manque, la synthèse des protéines s’arrête. En effet, la grande majorité des protéines contiennent les 20 acides aminés ; par conséquent, si au moins l’un d’entre eux manque, la synthèse des protéines est impossible.

Des acides aminés partiellement remplaçables sont synthétisés dans l'organisme, mais le taux de leur synthèse n'est pas suffisant pour répondre à tous les besoins de l'organisme en ces acides aminés, notamment chez les enfants. Les acides aminés conditionnellement essentiels peuvent être synthétisés à partir d'acides essentiels : la cystéine - à partir de la méthionine, la tyrosine - à partir de la phénylalanine. Autrement dit, la cystéine et la tyrosine sont des acides aminés non essentiels, à condition que l’apport alimentaire en méthionine et phénylalanine soit suffisant.

1.1.4 Participation du foie au métabolisme des vitamines

La participation du foie au métabolisme des vitamines consiste en les processus de dépôt de toutes les vitamines liposolubles : A, D, E, K, F (la sécrétion de bile assure également l'absorption de ces vitamines) et de nombreuses hydrovitamines ( B 12, acide folique, B 1, B 6, PP etc.), synthèse de certaines vitamines (acide nicotinique) et coenzymes.

Le foie a la particularité d'activer les vitamines :

1. L'acide folique est converti en acide tétrahydrofolique (THFA) à l'aide de la vitamine C ; La réduction implique la rupture de deux doubles liaisons et l'ajout de quatre atomes d'hydrogène aux positions 5, 6, 7 et 8 pour former l'acide tétrahydrofolique (THFA). Elle se produit dans 2 stades tissulaires avec la participation d'enzymes spécifiques contenant du NADP réduit. Premièrement, l'action de la folate réductase produit de l'acide dihydrofolique (DHFA), qui, avec la participation d'une deuxième enzyme, la dihydrofolate réductase, est réduit en THFA :

1. Les vitamines B 1 et B 6 sont phosphorylées respectivement en diphosphate de thiamine et en phosphate de pyridoxal. La vitamine B6 (pyridoxine) est un dérivé de la 3-hydroxypyridine. Le terme vitamine B6 désigne les trois dérivés de la 3-hydroxypyridine qui ont la même activité vitaminique : la pyridoxine (pyridoxole), le pyridoxal et la pyridoxamine :

Bien que les trois dérivés de la 3-hydroxypyridine soient dotés de propriétés vitaminiques, seuls les dérivés phosphorylés du pyridoxal et de la pyridoxamine remplissent des fonctions de coenzyme. La phosphorylation du pyridoxal et de la pyridoxamine est une réaction enzymatique qui se produit avec la participation de kinases spécifiques. La synthèse du pyridoxal phosphate, par exemple, est catalysée par la pyridoxal kinase :

Vitamine B1 (thiamine). Sa structure chimique contient deux cycles - pyrimidine et thiazole, reliés par une liaison méthylène. Les deux systèmes cycliques sont synthétisés séparément sous forme de formes phosphorylées, puis s’unissent via un atome d’azote quaternaire.

La conversion de la vitamine B1 en sa forme active, le pyrophosphate de thiamine (TPP), également appelé diphosphate de thiamine (TDP), implique l'enzyme spécifique ATP-dépendante, la thiamine pyrophosphokinase.

1. Certains carotènes sont convertis en vitamine A sous l'influence de la carotène dioxygénase. Les carotènes sont des provitamines de la vitamine A. Il existe 3 types de carotènes : les b-, b- et d-carotènes, qui diffèrent les uns des autres par leur structure chimique et leur activité biologique. Le β-carotène a la plus grande activité biologique, car il contient deux anneaux β-ionone et, lorsqu'il est décomposé dans l'organisme, deux molécules de vitamine A en sont formées :

Lors de la dégradation oxydative des b- et g-carotènes, une seule molécule de vitamine A est formée, car ces provitamines contiennent chacune un cycle bêta-ionone.

4. La vitamine D subit la première hydroxylation avant de produire l’hormone calcitriol ; Dans le foie, l'hydroxylation se produit en position 25. Les enzymes qui catalysent ces réactions sont appelées hydroxylases ou monooxygénases. Les réactions d'hydroxylation utilisent de l'oxygène moléculaire.

5. La vitamine C oxydée est réduite en acide ascorbique ;

6. Les vitamines PP, B2, l'acide pantothénique sont inclus dans les nucléotides correspondants (NAD+, NAD + F, FMN, FAD, CoA-SH) ;

7. La vitamine K est oxydée pour servir de peroxyde en tant que coenzyme dans la maturation (modification post-traductionnelle) des facteurs de coagulation protéiques.

Le foie synthétise des protéines qui remplissent des fonctions de transport par rapport aux vitamines. Par exemple, la protéine liant le rétinol (sa teneur diminue avec les tumeurs), la protéine liant la vitamine E, etc. Certaines vitamines, principalement liposolubles, ainsi que les produits de leurs transformations, sont excrétés par l'organisme dans la bile.

1.1.5 Participation du foie au métabolisme eau-minéral

La participation du foie au métabolisme eau-minéral est qu'il complète l'activité des reins dans le maintien de l'équilibre eau-sel et constitue en quelque sorte un filtre interne du corps. Le foie retient les ions Na +, K +, Cl -, Ca 2+ et l'eau et les libère dans le sang. De plus, le foie dépose des macro-(K, Na, Ca, Mg, Fe) et micro-(Cu, Mn, Zn, Co, As, Cd, Pb, Se) éléments et participe à leur distribution vers d'autres tissus par transport. protéines.

Pour accumuler du fer, les hépatocytes synthétisent une protéine spéciale : la ferritine. Un complexe protéique contenant du fer, insoluble dans l'eau, est détecté dans les réticuloendothéliocytes du foie et de la rate. - hémosidérine. Les hépatocytes synthétisent la céruloplasmine qui, en plus des fonctions ci-dessus, agit comme une protéine de transport des ions cuivre. La transferrine, qui, comme la céruloplasmine, possède une polyfonctionnalité, se forme également dans le foie et est utilisée pour transporter uniquement les ions fer dans le plasma sanguin. Cette protéine est nécessaire à la croissance des cellules embryonnaires lors de la formation du foie. Dans le foie, l'ion Zn est inclus dans l'alcool déshydrogénase, nécessaire à la biotransformation de l'éthanol. Les composés du sélénium pénétrant dans les hépatocytes sont convertis en acides aminés contenant du Se et, à l'aide d'ARNt spécifiques, sont inclus dans diverses protéines du Se : glutathion peroxydase (GPO), 1-iodothyronine-5' - désiodinase, Se-protéine P. Cette dernière est considérée comme le principal transporteur de cet oligo-élément. La désiodinase, présente non seulement dans le foie, assure la conversion de la prohormone thyroxine en la forme active - la triiodothyronine. Comme on le sait, la glutathion peroxydase est une enzyme clé dans la défense antiradicalaire. Dans le foie, le soufre inclus dans les acides aminés est oxydé en sulfates, qui sous forme de FAPS (phosphoadénosylphosphosulfates) sont utilisés dans les réactions de sulfonation des GAG, des lipides, ainsi que dans les processus de biotransformation des xénobiotiques et de certaines substances endogènes (exemples des produits d'inactivation sont le sulfate de skatoxyle, le sulfate d'indoxyle). Le foie peut servir de dépôt temporaire d’eau, notamment lors d’œdèmes (la quantité de H 2 O peut atteindre jusqu’à 80 % de la masse de l’organe).

1.1.6 Participation du foie au métabolisme des pigments

La participation du foie au métabolisme des pigments se manifeste par la conversion des chromoprotéines en bilirubine dans les cellules RES présentes dans le foie, la conjugaison de la bilirubine dans les cellules hépatiques elles-mêmes et la décomposition de l'urobilinogène absorbé par l'intestin en non-pigment. des produits.

Des pigments hémochromogènes se forment dans l'organisme lors de la dégradation de l'hémoglobine (dans une bien moindre mesure lors de la dégradation de la myoglobine, des cytochromes, etc.).

La phase initiale de la dégradation de l'hémoglobine (dans les cellules macrophages, en particulier dans les réticuloendothéliocytes étoilés, ainsi que dans les histiocytes du tissu conjonctif de tout organe) est la rupture d'un pont méthine avec formation de verdoglobine. Ensuite, l’atome de fer et la protéine globine sont séparés de la molécule de verdoglobine. En conséquence, il se forme de la biliverdine, qui est une chaîne de quatre anneaux pyrrole reliés par des ponts méthane. Puis la biliverdine, étant restituée, se transforme en bilirubine, un pigment sécrété avec la bile et donc appelé pigment biliaire. La bilirubine résultante est appelée bilirubine indirecte (non conjuguée). Il est insoluble dans l'eau et donne une réaction indirecte avec le réactif diazoïque, c'est-à-dire la réaction ne se produit qu'après un prétraitement à l'alcool. Dans le foie, la bilirubine se combine (se conjugue) avec l'acide glucuronique. Cette réaction est catalysée par l'enzyme UDP-glucuronyltransférase, et l'acide glucuronique réagit sous sa forme active, c'est-à-dire sous la forme d'UDFGK. Le glucuronide de bilirubine obtenu est appelé bilirubine directe (bilirubine conjuguée). Il est soluble dans l'eau et réagit directement avec le réactif diazo. La majeure partie de la bilirubine se combine à deux molécules d'acide glucuronique pour former le diglucuronide de bilirubine. La bilirubine directe formée dans le foie, ainsi qu'une très petite partie de la bilirubine indirecte, sont excrétées avec la bile dans l'intestin grêle. Ici, l'acide glucuronique est clivé de la bilirubine directe et sa réduction se produit avec la formation séquentielle de mésobilinogène et de mésobilinogène (urobilinogène). À partir de l'intestin grêle, une partie du mésobilinogène obtenu (urobilinogène) est résorbée à travers la paroi intestinale, pénètre dans la veine porte et est transportée par la circulation sanguine jusqu'au foie, où elle est complètement décomposée en di- et tripyrroles. Ainsi, normalement, le mésobilinogène ne pénètre pas dans la circulation générale ni dans l'urine. La majeure partie du mésobilinogène de l'intestin grêle pénètre dans le gros intestin et est ici réduite en stercobilinogène avec la participation de la microflore anaérobie. Le stercobilinogène obtenu dans les parties inférieures du côlon (principalement dans le rectum) est oxydé en stercobiline et excrété dans les selles. Seule une petite partie du stercobilinogène est absorbée dans le système de la veine cave inférieure (pénétre d'abord dans les veines hémorroïdaires) et est ensuite excrétée dans l'urine (Annexe 18).

Dans la plupart des cas de maladie hépatique, les tests cliniques clarifient la nature de la lésion, en s'appuyant sur les principes du diagnostic syndromique. Les principaux processus pathologiques sont regroupés en syndromes de laboratoire en tenant compte de tests indicateurs : 1) cytolyse ; 2) cholestase (intra- et extrahépatique) ; 3) hépatodépression (insuffisance des cellules hépatiques, insuffisance hépatique mineure, échec des processus de synthèse) ; 4) inflammations ; 5) pontage hépatique ; 6) régénération et croissance tumorale.

Si une pathologie spécifique est suspectée, les principaux syndromes biochimiques caractéristiques de cette maladie sont pris en compte. Le programme standard d'examen fonctionnel sert de base, mais au moins deux tests sont examinés pour chaque cas.

2.2.1 Syndrome de cytolyse

Cela se produit lorsque les cellules hépatiques sont endommagées et se produit dans le contexte d'une violation prononcée de l'intégrité des membranes des hépatocytes et de leurs organites, conduisant à la libération de composants cellulaires dans l'espace intercellulaire et le sang. Une cellule en cytolyse conserve le plus souvent sa viabilité, mais si elle meurt, on parle alors de nécrose.

En cas de pathologie hépatocytaire, les enzymes libérées par ceux-ci se retrouvent rapidement dans le plasma sanguin, car les cellules hépatiques sont en contact direct avec l'espace interstitiel et intravasculaire ; de plus, la perméabilité des parois capillaires de cet organe est élevée.

Les principaux changements biochimiques sont observés dans les voies générales du catabolisme. La phosphorylation oxydative en souffre, en conséquence, le niveau d'ATP diminue et la concentration d'électrolytes change. Le déséquilibre de ces dernières se reflète dans le degré de perméabilité des membranes cellulaires. L'inhibition à long terme de la synthèse de l'ATP entraîne un déficit énergétique, des dommages à la synthèse des protéines, de l'urée et de l'acide hippurique et des modifications du métabolisme des lipides et des glucides sont observées.

Les lysosomes, qui sont détruits en raison de la dégradation des structures membranaires, et les enzymes hydrolytiques sont libérées dans le cytosol jouent un rôle important dans la progression de cette maladie.

Ce syndrome de laboratoire est plus fréquent dans les cas d'hépatite virale aiguë et d'autres lésions hépatiques aiguës (d'origine médicamenteuse, toxiques), d'hépatite chronique active, de cirrhose et d'ictère sous-hépatique prolongé et à développement rapide.

2.2.2 Syndrome de cholestase

Elle est causée par des modifications de la fonction biliaire des cellules hépatiques avec une perturbation de la formation des micelles biliaires et des lésions des plus petites voies biliaires au cours de la cholestase intrahépatique. La cholestase extrahépatique est associée à des obstructions mécaniques à l'écoulement normal de la bile dans les voies biliaires extrahépatiques.

Avec le syndrome de cholestase, l'activité des enzymes excrétrices augmente, une hypercholestérolémie est observée, la teneur en phospholipides, en lipoprotéines de basse densité (LDL) et en sels biliaires augmente. L'hyperbilirubinémie est possible en raison de la fraction liée, la concentration d'albumine diminue et la teneur en globulines B, C et G dans le sérum sanguin augmente.

Dans le syndrome de cholestase, la détermination de l'activité de la phosphatase alcaline est d'une grande importance diagnostique. , qui sépare le reste de l'acide phosphorique de ses esters organiques. Il s'agit d'une enzyme hétérogène, représentée par divers isomères, car dans le syndrome, il y a une augmentation maximale de la phosphatase alcaline. La détermination de l'activité de la leucine aminopeptidase (LAP), qui hydrolyse les résidus d'acides aminés N-terminaux dans les protéines, est également importante dans la cholestase. Dans l'hépatite virale, l'activité des PAP, comme les aminotransférases, est augmentée (et peut être 100 fois supérieure à la limite supérieure du niveau physiologique).

Chez les patients présentant des formes cholestatiques de lésions hépatiques, des modifications du métabolisme des pigments sont enregistrées. On note notamment une hyperbilirubinémie due à sa forme associée. La bilirubine, en raison de son caractère hydrophile, apparaît dans l'urine, lui donnant une couleur foncée. En revanche, il n’y a pas d’urobiline dans les urines. Un signe diagnostique caractéristique est la présence de sels biliaires dans l'urine, qui lui donnent un caractère mousseux.

2.2.3 Syndrome d'hépatodépression (insuffisance hépatique mineure)

Principalement caractérisé par une fonction synthétique altérée. Avec le syndrome, il existe une diminution de l'activité de la cholinestérase dans le sérum sanguin, des modifications quantitatives de la glycémie, une diminution de la teneur en protéines totales, notamment en albumine, une hypocholestérolémie, une baisse des valeurs des facteurs de coagulation sanguine II, V, VII, hyperbilirubinémie due à une augmentation de l'apport de la fraction libre, modifications des paramètres des tests d'effort ( bromsulfaléique selon Rosenthal-White, indocyanique-vofaverdine, ueverdine, antipyrine, galactose, caféine).

En termes de valeur diagnostique, le syndrome hépatodépressif est nettement inférieur au syndrome cytolytique. Cependant, les indicateurs biochimiques de cette souffrance jouent un rôle important dans la détermination de la gravité de la maladie et l'identification d'une insuffisance hépatocellulaire sévère, caractéristique des formes fulminantes. Les critères les plus sensibles sont le test à l'antipyrine, la teneur en proconvertine dans le sérum sanguin (normalement 80-120 %), qui est réduite chez la majorité des patients présentant un syndrome d'hépatodépression modéré. Dans la pratique quotidienne, les tests de sensibilité moyenne - indice de prothrombine et activité cholinestérase (ChE) dans le sérum sanguin - sont encore largement utilisés. Deux types de ChE sont détectés dans le corps humain : la véritable acétylcholinestérase et la pseudocholinestérase. Le premier hydrolyse l'acétylcholine, et les tissus nerveux et les globules rouges en sont riches, le second est synthétisé principalement dans les hépatocytes et décompose les esters de choline et de non-choline. L’activité ChE est un paramètre diagnostique de laboratoire important caractérisant l’état fonctionnel du foie. Dans ce syndrome, l’activité de la ChE est inhibée. Les tests de ce groupe incluent la détermination des niveaux de glucose . Il a été établi que plus l'évolution de l'hépatite aiguë est sévère, plus l'hypoglycémie est fréquente. . En cas d'insuffisance hépatique aiguë, une diminution du taux de ce monosaccharide dans le sang se développe chez un patient sur quatre.

Un déséquilibre du spectre protéique du sérum sanguin est caractérisé par une hypoalbuminémie et une augmentation des valeurs de globuline due à la fraction g. Dans les formes légères d'hépatite, la quantité de protéines n'est pas modifiée, dans les formes plus sévères, une hyperprotéinémie est notée dans le contexte d'une diminution des taux d'albumine. L'hypoalbuminémie secondaire en cas d'atteinte hépatique chronique (hépatite virale sévère à long terme, cirrhose) est un signe de pronostic défavorable. Cela peut entraîner une baisse de la pression oncotique du plasma sanguin, le développement d'un œdème, puis d'une ascite.

Des troubles du métabolisme lipidique, à savoir une hypocholestérolémie, en particulier pour la fraction liée à l'éther, sont observés dans les hépatites virales aiguës et les tumeurs malignes du foie. La détermination de la composition fractionnée du cholestérol et des lipoprotéines individuelles (principalement les HDL) dans le plasma sanguin revêt la plus grande importance diagnostique.

Les modifications du métabolisme des pigments dues à un dysfonctionnement d'une partie des cellules hépatiques sont caractérisées par une hyperbilirubinémie due à la bilirubine libre. Selon le niveau de blocage métabolique, les dommages se distinguent aux étapes suivantes : dans le transport actif de la fraction libre du sang vers les cellules hépatiques et dans la formation de glucuronides de bilirubine dans les hépatocytes.

2.2.4 Syndrome inflammatoire

Causée par la sensibilisation des cellules des tissus immunocompétents et l'activation du système réticulohistiocytaire. L'expression histologique de ce syndrome est une infiltration lymphomacrophage des voies portes et du stroma intralobulaire, c'est-à-dire une inflammation immunitaire. Toute réaction immunologique se déroule grâce à l’interaction des lymphocytes T et B, des macrophages et des neutrophiles. Dans les lésions hépatiques alcooliques, les éosinophiles sont impliqués dans le processus. Le syndrome inflammatoire se caractérise par : une hyperprotéinémie due à une augmentation principalement de la proportion de g-globulines, une augmentation des valeurs des immunoglobulines, notamment IgG, IgM, IgA, des modifications des échantillons protéiques-sédimentaires (thymol, sublimé, Veltman ), l'apparition d'anticorps non spécifiques dirigés contre les désoxyribonucléoprotéines, les fibres musculaires lisses, les mitochondries, les microsomes. Les tests de stabilité colloïdale (test au thymol, test de Veltman, test au sulfate de zinc) sont largement utilisés dans les laboratoires de diagnostic clinique. Le résultat positif de ces tests est dû à des modifications quantitatives du contenu des fractions individuelles (b-, c-, g-globulines) ou à une diminution du rapport albumine/globuline. Le plus répandu est le test de McLagan (thymol), qui est clairement enregistré dans 90 % des cas d'hépatite virale aiguë même au stade pré-ictérique de la maladie, ainsi que sous sa forme anictérique.

Il est enregistré en raison du développement de puissantes collatérales veineuses avec l'entrée ultérieure dans la circulation sanguine générale d'une grande quantité de substances qui seraient normalement transformées dans le foie. Ces composés comprennent des sels d'ammonium, des phénols, des acides aminés (tyrosine, phénylalanine, tryptophane, méthionine), des acides gras à chaîne courte contenant 4 à 8 atomes de carbone (acides butyrique, valérique, caproïque et caprylique) et des mercaptans. . S'accumulant dans le sang à des concentrations élevées, ils deviennent toxiques pour le système nerveux central et menacent l'apparition d'une encéphalopathie hépatique. Les substances de ce groupe comprennent également les endotoxines - les lipopolysaccharides des microbes intestinaux à Gram négatif.

Dans les maladies du foie, notamment la cirrhose, les processus de désamination des acides aminés et de synthèse de l'urée sont perturbés. L'azote aminé présent dans le sang ne peut pas être neutralisé dans le foie (en raison de sa conversion en urée) et est envoyé dans la circulation générale, où sa concentration élevée provoque un effet toxique. L'intoxication à « l'ammoniac » est l'un des symptômes les plus importants qui stimulent le développement du coma « hépatique » et de l'encéphalopathie.

2.2.6 Syndrome de régénération hépatique et de croissance tumorale

Son indicateur est la détection de grandes quantités de b-fœtoprotéine dans le sérum sanguin (8 fois ou plus par rapport à la norme). De petites augmentations du niveau de cette glycoprotéine (1,5 à 4 fois) sont plus fréquentes en cas de régénération accrue, en particulier en cas de cirrhose active du foie. De manière générale, le passage du syndrome à l'hépatite chronique, puis à la cirrhose et au cancer peut être considéré comme un processus pathologique unique.

Conclusion

Le foie est l'un des organes les plus importants qui soutiennent les fonctions vitales du corps, car les fonctions biochimiques, y compris diverses réactions métaboliques se produisant dans le foie, constituent la base et le noyau de connexion du métabolisme général des substances. De plus, le foie remplit des fonctions spécifiques, par exemple, il participe à la digestion en sécrétant de la bile ; filtre le sang avec formation de produits finaux métaboliques, qui sont ensuite excrétés par le corps; fournit partiellement l'immunité en synthétisant les protéines du plasma sanguin.

En général, toutes les fonctions hépatiques conduisent au maintien de l'homéostasie, et une violation d'au moins une d'entre elles peut entraîner des modifications dans tout le corps, ce qui signifie que les maladies du foie affectent l'état d'autres organes et le corps dans son ensemble. Par conséquent, le cours a examiné l'état normal et pathologique du foie et a abordé les bases du diagnostic de laboratoire, car la connaissance des compétences nécessaires pour identifier les syndromes de lésions hépatiques permet de diagnostiquer avec précision et de déterminer la cause de la maladie à l'avenir, ce qui est très important à un stade précoce et permet de prescrire un traitement adapté.

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Animaux, plantes, champignons, virus, bactéries. Le nombre de représentants de chaque royaume est si grand qu'on ne peut que se demander quelle est notre place sur Terre. Mais malgré cette diversité, tous les êtres vivants de la planète partagent plusieurs caractéristiques fondamentales.

Le point commun de tous les êtres vivants

La preuve provient de plusieurs caractéristiques fondamentales des organismes vivants :

• les besoins nutritionnels (consommation d'énergie et sa transformation au sein de l'organisme) ;
• besoins respiratoires;
• capacité à se reproduire;
• croissance et développement tout au long du cycle de vie.

Chacun des processus énumérés est représenté dans le corps par une masse de réactions chimiques. Chaque seconde, des centaines de réactions de synthèse et de décomposition de molécules organiques se produisent à l'intérieur de tout être vivant, et en particulier chez l'homme. La structure, les caractéristiques de l'action chimique, l'interaction les unes avec les autres, la synthèse, la décomposition et la construction de nouvelles structures de molécules de structure organique et inorganique - tout cela fait l'objet d'études d'une science vaste, intéressante et diversifiée. La biochimie est un domaine de connaissance jeune et progressiste qui étudie tout ce qui se passe à l'intérieur des êtres vivants.

Un objet

L'objet d'étude de la biochimie concerne uniquement les organismes vivants et tous les processus vitaux qui s'y déroulent. Plus précisément, les réactions chimiques qui se produisent lors de l'absorption des aliments, de la libération de déchets, de la croissance et du développement. Ainsi, les bases de la biochimie sont l’étude de :

1. Formes de vie non cellulaires - virus.
2. Cellules bactériennes procaryotes.
3. Plantes supérieures et inférieures.
4. Animaux de toutes les classes connues.
5. Corps humain.

Dans le même temps, la biochimie elle-même est une science assez jeune, née uniquement de l'accumulation d'une quantité suffisante de connaissances sur les processus internes des êtres vivants. Son émergence et son isolement remontent à la seconde moitié du XIXe siècle.

Branches modernes de la biochimie

Au stade actuel de développement, la biochimie comprend plusieurs sections principales, présentées dans le tableau.

Chapitre	Définition	Objet d'étude
Biochimie dynamique	Étudie les réactions chimiques sous-jacentes à l’interconversion des molécules au sein du corps	Les métabolites sont des molécules simples et leurs dérivés formés à la suite d'un échange d'énergie ; monosaccharides, acides gras, nucléotides, acides aminés
Biochimie statique	Étudie la composition chimique à l’intérieur des organismes et la structure des molécules	Vitamines, protéines, glucides, acides nucléiques, acides aminés, nucléotides, lipides, hormones
Bioénergie	Engagé dans l'étude de l'absorption, de l'accumulation et de la transformation de l'énergie dans les systèmes biologiques vivants	Une des sections de biochimie dynamique
Biochimie fonctionnelle	Étudier les détails de tous les processus physiologiques du corps	Nutrition et digestion, équilibre acido-basique, contractions musculaires, conduction de l'influx nerveux, régulation du foie et des reins, action des systèmes immunitaire et lymphatique…
Biochimie médicale (biochimie humaine)	Étudie les processus métaboliques dans le corps humain (dans les organismes sains et dans les maladies)	Les expériences sur les animaux permettent d'identifier les bactéries pathogènes responsables de maladies chez l'homme et de trouver des moyens de les combattre.

Ainsi, on peut dire que la biochimie est un ensemble de petites sciences qui couvrent toute la variété des processus internes les plus complexes des systèmes vivants.

Sciences affiliées

Au fil du temps, tant de connaissances différentes se sont accumulées et tant de compétences scientifiques ont été formées dans le traitement des résultats de la recherche, la sélection de colonies bactériennes et d'ARN, l'insertion de sections connues du génome avec des propriétés données, etc., qu'il est nécessaire de développer des sciences supplémentaires. qui sont subsidiaires à la biochimie. Ce sont des sciences telles que :

• biologie moléculaire;
• Ingénierie génétique;
• chirurgie génétique;
• génétique moléculaire;
• enzymologie;
• immunologie;
• biophysique moléculaire.

Chacun des domaines de connaissances répertoriés comporte de nombreuses réalisations dans l'étude des bioprocédés dans les systèmes biologiques vivants et est donc très important. Tous appartiennent aux sciences du XXe siècle.

Raisons du développement intensif de la biochimie et des sciences connexes

En 1958, Korana découvrit le gène et sa structure, après quoi le code génétique fut déchiffré en 1961. Ensuite, la structure de la molécule d'ADN a été établie - une structure double brin capable de reduplication (auto-reproduction). Toutes les subtilités des processus métaboliques (anabolisme et catabolisme) ont été décrites, la structure tertiaire et quaternaire de la molécule protéique a été étudiée. Et ce n'est pas une liste complète des découvertes les plus importantes du 20e siècle, qui constituent la base de la biochimie. Toutes ces découvertes appartiennent aux biochimistes et à la science elle-même. Il existe donc de nombreuses conditions préalables à son développement. Nous pouvons identifier plusieurs raisons modernes à son dynamisme et à l'intensité de sa formation.

1. La base de la plupart des processus chimiques se produisant dans les organismes vivants a été révélée.
2. Le principe d'unité dans la plupart des processus physiologiques et énergétiques pour tous les êtres vivants a été formulé (par exemple, ils sont les mêmes chez les bactéries et chez l'homme).
3. La biochimie médicale constitue la clé du traitement d’une multitude de maladies complexes et dangereuses.
4. Avec l'aide de la biochimie, il est devenu possible d'aborder la solution des problèmes les plus globaux de la biologie et de la médecine.

D'où la conclusion : la biochimie est une science progressiste, importante et à très large spectre qui permet de trouver des réponses à de nombreuses questions de l'humanité.

Biochimie en Russie

Dans notre pays, la biochimie est une science aussi progressiste et importante que dans le monde entier. Sur le territoire de la Russie se trouve l'Institut de biochimie qui porte son nom. A. N. Bakh RAS, Institut de biochimie et de physiologie des micro-organismes du nom. G.K. Scriabin RAS, Institut de recherche en biochimie SB RAS. Nos scientifiques ont un rôle important et de nombreux mérites dans l’histoire du développement de la science. Par exemple, la méthode d'immunoélectrophérèse, les mécanismes de glycolyse ont été découverts, le principe de complémentarité nucléotidique dans la structure de la molécule d'ADN a été formulé et un certain nombre d'autres découvertes importantes ont été faites. Fin 19ème et début 20ème siècles. Fondamentalement, ce ne sont pas des instituts entiers qui ont été créés, mais des départements de biochimie dans certaines universités. Cependant, il devint bientôt nécessaire d'élargir l'espace d'étude de cette science en raison de son développement intensif.

Processus biochimiques des plantes

La biochimie des plantes est inextricablement liée aux processus physiologiques. En général, le sujet d'étude de la biochimie et de la physiologie végétale est :

• activité vitale d'une cellule végétale;
• photosynthèse;
• haleine;
• régime hydrique des plantes;
• nutrition minérale;
• qualité de la récolte et physiologie de sa formation ;
• résistance des plantes aux ravageurs et aux conditions environnementales défavorables.

Implications pour l’agriculture

La connaissance des processus profonds de la biochimie dans les cellules et tissus végétaux permet d'augmenter la qualité et la quantité des cultures de plantes agricoles cultivées, qui sont des producteurs de masse de produits alimentaires importants pour toute l'humanité. De plus, la physiologie et la biochimie des plantes permettent de trouver des moyens de résoudre les problèmes d'infestation de ravageurs, de résistance des plantes à des conditions environnementales défavorables, et permettent d'améliorer la qualité des produits végétaux.

Essayons d'expliquer ce qu'est la biochimie fonctionnelle. Vous avez tous entendu l’expression : « Nous sommes ce que nous mangeons ! » Cela est vrai à bien des égards, mais nous respirons et absorbons aussi avec la peau... Le corps est comme une grande installation de production dans laquelle se déroulent certains processus technologiques : physiques, chimiques, électriques... Cet ensemble s'appelle métabolisme ou métabolisme, ou réactions biochimiques. Grâce au métabolisme, nous vivons, il assure le fonctionnement de tous les organes et systèmes, leur interaction entre eux et avec l'environnement extérieur.

En science, il existe les concepts « in vitro » et « in vivo ». Pour ceux qui ne connaissent pas la terminologie, expliquons : « in vitro » c'est ce qui se passe dans une éprouvette, en laboratoire, dans des conditions expérimentales, et « in vivo » c'est ce qui se passe dans les tissus vivants, dans le corps, dans le milieu naturel. Ces procédés ne sont pas équivalents ! Il existe des réactions biochimiques qui ne peuvent être reproduites ni en laboratoire, ni dans un institut de recherche scientifique, ni ailleurs, en un mot ! Et dans un organisme vivant cette réaction se produit très simplement et naturellement !!! C'est la manifestation vie! La tâche de la biochimie fonctionnelle est de découvrir les caractéristiques du métabolisme dans chaque cas spécifique. C'est-à-dire comprendre les caractéristiques de l'interaction à la fois avec l'environnement extérieur et les caractéristiques du déroulement des processus biochimiques au sein du corps lui-même.

Le métabolisme est déterminé par un ensemble enzymes. L'ensemble des enzymes est déterminé par l'ensemble gènes. C'est le point de vue officiel de la science. Chaque être vivant possède un ensemble « central » de gènes (noyau) qui assure sa viabilité. Et la dégradation de ces gènes crée de grandes difficultés dans la réalisation de la vie. Et il existe des « options » (un ensemble supplémentaire de gènes) qui confèrent notre individualité : la couleur de la peau, la couleur des yeux, etc. Ces gènes déterminent en partie les caractéristiques de l'interaction d'un organisme vivant avec l'environnement extérieur. Et cela se réalise grâce à notre immunité. Tout ce qui entre en contact avec notre corps est inhalé, absorbé, ingéré - tout cela est principalement évalué par notre système immunitaire. Et avec sa « permission », il interagit avec l'environnement interne, peut participer au métabolisme, etc.

Un organisme vivant est un système ouvert, c'est-à-dire que pour assurer ses fonctions vitales il doit interagir avec l'environnement extérieur. Cette propriété assure la survie de l'individu et l'évolution de l'espèce. Si tout est idéal, alors une personne s'adapte bien aux conditions changeantes et peut consommer n'importe quel produit, n'importe quel aliment, d'origine animale ou végétale. Sinon, la personne ne tolère pas bien les changements environnementaux et une partie de la nourriture devient une toxine pour le corps.

Et l'approche fonctionnelle de l'étude du métabolisme d'une personne particulière permet de corriger les « défauts » de l'interaction avec l'environnement extérieur, ainsi que les « difficultés » des processus métaboliques internes. Il faut comprendre que le système immunitaire joue ici un rôle clé. Les substances qui ne sont pas reconnues comme source de nutrition (aliments) sont perçues par le système immunitaire comme un agent étranger. En conséquence, ce que l'on appelle la réaction se développe, qui peut se manifester par un ou plusieurs types de réactions immunologiques. Si nous parlons d'une propriété innée de l'organisme (déterminée par le génome), alors nous ne pouvons que nous y adapter. De plus, il arrive parfois que les tissus vivants manquent de certaines substances ou composants pour exister pleinement et assurer toutes les fonctions du corps. Ces conditions sont appelées en médecine. De plus, il existe des composés et des substances qui, dans la plupart des cas, ont un effet sur les tissus vivants. Et leur présence est extrêmement indésirable pour le corps. Il s'agit notamment des métaux toxiques, des composés d'origine industrielle ou agricole, des toxines produites par les organismes vivant à l'intérieur de nous.

Pour diagnostiquer ces conditions, on utilise principalement des méthodes de laboratoire qui permettent d'identifier des violations flagrantes. Certaines de ces méthodes de recherche sont actuellement remises en question. Par exemple, une analyse de sang ne reflète pas le niveau réel de vitamines et d’éléments dans les tissus et dans l’organisme dans son ensemble (à l’exception de la vitamine A). Dans notre travail de diagnostic, nous utilisons des méthodes standardisées de kinésiologie appliquée. Cette méthode permet d'identifier des troubles assez subtils et insignifiants au niveau métabolique (chimique), de sélectionner une substance correctrice et sa dose. Selon nos données, dans 91% des cas, l'une ou l'autre correction des processus chimiques est nécessaire, en plus d'autres méthodes (ostéopathiques, médicinales...).