Raumenų struktūra. Pagrindiniai kontraktilinių sistemų komponentai. Raumenys sudaro apie pusę visos masės
kūnai.
Pagrindinė raumenų dinaminė funkcija yra teikti
mobilumas susitraukiant ir vėliau
atsipalaidavimas. Raumenų ląstelė sudaryta iš
atskiri pluoštai. Ląstelėje yra miofibrilių
– išsidėstę organizuoti baltymų ryšuliai
palei ląstelę. Miofibrilės yra pagamintos iš
gijos – dviejų tipų baltyminiai siūlai – stori
ir plonos gijos. Pagrindinis riebalų baltymas
gijos yra miozinas, plonos gijos yra aktinas.
Funkcinis miofibrilės vienetas yra sarkomeras,
miofibrilių plotas tarp dviejų Z plokštelių.

Raumenų struktūra. Pagrindiniai susitraukimo sistemų komponentai.

Sarkomerą sudaro miozino gijų pluoštas,
ryšuliai, pritvirtinti prie M plokštės (M linija) viduryje
prie Z formos plokštės pritvirtintos aktino gijos.
Raumenų susitraukimas yra kiekvieno sutrumpėjimo rezultatas
sarkomeras, tarp jų stumiant aktino gijas
miozino M linijos kryptimi. Maksimalus
sutrumpinimas pasiekiamas, kai Z-plokštes
priartėti prie mažojo piršto gijų galų.
Z
M
Z

Sumažinimo mechanizmas

Miozinas – miozino gijų baltymas, kuriame yra du
identiškos grandinės susuktos kartu, N galai
turi rutulinę formą, formuoja molekulines galvutes.
Šios galvutės turi didelį afinitetą ATP ir
turi katalizinį aktyvumą -
katalizuoja ATP skilimą.
Aktinas plonose gijose yra susijęs su baltymu
troponinas, kuris jungiasi Ca++
centrai. Aktinas yra vieta, kuri jungiasi su miozinu.
Raumenų susitraukimą sukelia veikimo potencialas
nervinės skaidulos ir atsiranda dėl ATP energijos.
Veikimo potencialas sukelia Ca++ antplūdį iš
reticulum patenka į ląstelės citozolį.

Raumenų susitraukimo mechanizmas

Ca++
A
A. Ca++ jungiasi prie troponino
aktino gijos ir atsiveria aktino centras
prisijungimas prie miozino; Miozinas prijungtas prie ATP
B
B. Aktino ir miozino sujungimas
gijas, ir ATPazės centras suaktyvinamas
miozino, miozino galvutė katalizuoja
ATP hidrolizė;
IN
B. ADP ir P palieka miozino galvutę, tai
veda prie jo konformacijos pasikeitimo ir tai
pasuka į liniją M, veža
skatinimas ir aktinas. Vyksta
sumažinimas.
G
D. Prie miozino prisijungia nauja molekulė
ATP ir ryšys tarp gijų sutrinka.
Veikia šimtai miozino molekulių
kartu skatina aktino giją

Raumenų susitraukimas. Sąlygos.

Susitraukimo jėga priklauso nuo miozino kiekio
į darbą įtrauktos galvos, todėl iš
ATP molekulių skaičius.
Poilsio raumenys yra elastingi. Miozino galvutė
surištas su ATP.
Susitraukęs raumuo yra neelastingas ir įsitempęs.
Ištempimui neleidžia jungtis tarp aktino ir
miozinas.
Rigidiškumas atsiranda, kai stipriai sumažėja
ATP koncentracija (hipoksijos sąlygos). Šiuose
sąlygos, daug miozino galvučių
išlieka susijęs su aktinu, nes išeiti
Šiai būsenai reikia pridėti ATP
miozinas.

Energijos šaltiniai (ATP) raumenų susitraukimui.

Maksimaliu aktyvumu dirbantis raumuo sunaudoja
energijos yra šimtus kartų didesnė nei ramybės būsenoje, o perėjimas nuo
nuo poilsio iki darbo įvyksta per sekundės dalį. Dėl to
raumenims, skirtingai nei kitiems organams, reikalingi mechanizmai
ATP sintezės greičio pokyčiai labai plačiame diapazone
(išskyrus širdies raumenį).
Bendro ATP kiekio raumenyse pakanka tik 1 sekundei darbo.
1-asis energijos gamybos etapas:
Treniruotės metu raumenys patiria deficitą
O2, taigi, audinių kvėpavimo apribojimas ir
oksidacinis fosforilinimas. ATP šaltinis
aktyvacijos momentas yra kreatino fosfatas.
Tai greičiausias būdas generuoti energiją.
Kreatino fosfato kiekis raumenyse yra 3-8 kartus
daugiau nei ATP, šis kiekis užtikrina darbą
3-5 sekundes.

Energijos šaltiniai raumenų susitraukimui

Kreatino fosfatas susidaro iš kreatino ir ATP. Kreatino tripeptidas sintetinamas kepenyse iš glicino.
argininas ir metioninas.
Kreatinas R + ADP
kreatinas + ATP
Reakciją katalizuoja kreatino kinazė
Kreatino fosfatas, nenaudotas, nefermentinis
virsta kreatininu
2 energijos gamybos etapas: įsijungia kitas mechanizmas:
Adenilatkinazės reakcija: ADP+ADP
ATP + AMP
3 energijos gamybos etapas: pagreitėja mobilizacija
glikogeno, pagreitėja anaerobinė glikolizė ir AMP
yra fosfofruktokinazės aktyvatorius
glikolizė. Substrato fosforilinimas.
4 etapas: aerobinė angliavandenių oksidacija su ilgalaikiu
darbo riebalai. Oksidacinis fosforilinimas.
Širdies raumuo yra aerobinis. IVF (70%).angliavandeniai, PC

Kreatinas, kreatininas. Diagnostinė vertė.

norma
Kepenys
Gli
Arg
raumenų distrofija
Raumenys
Raumenys
Kreatinas
kreatino
Meth
gly
arg
Kreatinas R
Kreatinino
šlapimas
Kasdienis kreatinino išsiskyrimas yra pastovi vertė – tiesiogiai
proporcingas masei.
Šlapime kreatino nėra
Kepenys
Kepenys
Raumenys
Raumenys
Kreatinas
kreatino
Kreatinas R
met
Kreatinas
Kreatinino
šlapimas (kreatinurija) šlapimas
Kreatinas nėra fosforilinamas raumenyse,
kraujo lygis pakyla. Kreatinino viduje
nėra reabsorbuojamas per inkstus, todėl
kiekis šlapime atspindi kiekį
glomerulų filtracija.

Funkcinė kepenų biochemija

Kepenys užima pagrindinę vietą metabolizme
medžiagos, kurią lemia originalumas
topografija ir kraujo tiekimas
Kepenys yra "altruistas" organas. Viena vertus, į
kepenys sintetina tam reikalingas medžiagas
kiti organai – baltymai, fosfolipidai, karnitinas,
kreatinas, ketoniniai kūnai, cholesterolis, gliukozė. SU
kita vertus, suteikia apsaugą organams nuo
juose susidarė toksiškos medžiagos,
svetimi junginiai ir mikroorganizmai.
Kepenys atlieka šias biochemines funkcijas:
1. metabolinis ir homeostatinis;
2. tulžies ir šalinimo
3. nusėdimas (riebaluose tirpių vitaminų depas);
4. neutralizuojantis – detoksikuojantis

Metabolinė ir homeostatinė funkcija

Šią funkciją atlieka dalyvavimas
kepenys dalyvauja angliavandenių, lipidų, baltymų apykaitoje,
pigmentų apykaita, hemostazė.
Kepenys užtikrina sintezę ir patekimą į
reikalingų junginių kraujas, jų
transformacija, neutralizavimas, pašalinimas,
užtikrina homeostazę.
Kepenų vaidmuo angliavandenių apykaitoje:
Kepenyse gliukozė metabolizuojama visais būdais: glikogeno sintezė ir mobilizacija, PPP, gliukoneogenezė.
Kepenų vaidmuo angliavandenių apykaitoje pirmiausia yra
pasukti užtikrinant normoglikemiją, dėl
organams specifinis fermentas -
gliukozės-6-fosfatazės.

Kepenų vaidmuo lipidų apykaitoje

Kepenys dalyvauja visuose lipidų apykaitos etapuose, įskaitant
hidrofobinių produktų virškinimas ir įsisavinimas
virškinimas (tulžis yra kepenų sekretas).
Absorbcijos laikotarpiu kepenyse pagreitėja IVF sintezė,
kurie naudojami TAG ir PL sintezei. FL,
sintetinamos kepenyse (ir eksportui) yra būtinos kiekvienam
audinius, pirmiausia membranoms kurti.
Pasninko metu – beta oksidacija; oksidacijai
Reikalingas karnitinas, kuris sintetinamas kepenyse.
Pasninko metu kepenyse susidaro ketoniniai kūnai,
naudojamas kaip ekstrahepatijos šaltinis
audiniai.
Cholesterolio sintezė ir jo persiskirstymas tarp
kūnai dėl transporto formų susidarymo -
VLDL ir DTL. Susidarymas iš tulžies cholesterolio
rūgštys

Kepenų vaidmuo baltymų metabolizme.

Maždaug pusė organizmo baltymų sintetinami kepenyse, tiek dėl
savo poreikiams ir išskiria:
- Kraujo plazmos baltymai – globulinai ir visi albuminai;
- krešėjimo faktoriai – priklausomi nuo fibrinogeno ir vitamino K,
fibrinolizės sistemos veiksniai;
- transportinių baltymų grupė – ceruloplazminas (Cu++)
haptoglobinas, transferinas, geležies depas – feritinas;
- LP apoproteinai;
- ūminės fazės baltymai – „C“ reaktyvūs, α1-antitripsinas, α2 makroglobulinas (nuo uždegimo)
- kreatinas.
- nepakeičiamų aminorūgščių sintezė;
– nebaltyminiai azoto junginiai – azotinės bazės,
porfirinai, karbamidas, šlapimo rūgštis
– Šiuo atžvilgiu aktyvi aminorūgščių apykaita, aktyvūs fermentai
transaminacija – ALT ir AST, deaminacija –
glutamato dehidrogenazė.
Pasireiškia baltymų sintezės funkcijos sutrikimas
baltymų santykio pokyčiai – disproteinemija.
Kepenų dalyvavimas pigmento apykaitoje – formuojant
gliukuronidai ir jų išsiskyrimas.

Tulžies susidarymas ir išskyrimo funkcija.

Kepenys gamina tulžies rūgštis iš cholesterolio
veikiant fermentui 7α-cholesterolio hidroksilazei.
Fermentų aktyvumą mažina tulžies rūgštys.
Apie 600 mg per dieną, čia yra pagrindinės rūgštys -
cholio ir deoksicholio rūgštys yra konjuguotos su taurinu ir
glikokolis, sudarydamas tauroglikocholio rūgštis.
Pagrindinis tulžies rūgščių išsiskyrimo būdas
cholesterolio
Išskyrimo funkcija yra susijusi su kepenų struktūra. U
kiekvieno hepatocito viena pusė yra nukreipta į tulžį
latakas, kitas – į kraujo kapiliarą.
Iš kepenų su tulžimi išsiskiria įvairios endo- ir egzo-kilmės medžiagos
žarnyne arba per kraują per inkstus. Šio pažeidimas
funkcijos veikia lipidų apykaitą, kaupimąsi in
toksiškų produktų organizmas.

Detoksikuojanti kepenų funkcija.

Kūne, vykstant gyvybės procesui, jie susidaro
toksiški metabolitai kaip jų pačių junginiai,
o ateiviai – ksenobiotikai. Šios jungtys gali
būti hidrofiliniai ir hidrofobiniai.
Toksiškų produktų neutralizavimo pavyzdys yra
karbamido sintezė.
Hidrofobinis, galintis nusodinti ląstelėse ir
neigiamai veikia medžiagų apykaitą ir struktūrą
ląstelės, jos turi būti inaktyvuotos.
Kepenys yra unikalus organas, kuriame yra mechanizmų
neutralizavimas (inaktyvavimas, detoksikacija) tokių
jungtys. Tokių junginių inaktyvavimo mechanizmas
pastatytas pagal bendrą schemą.
Inaktyvavimas gali būti sudarytas iš dviejų etapų:
modifikacijos ir konjugacijos.

Cheminės modifikacijos etapas

Cheminės modifikacijos etapas numato
padidina medžiagos hidrofiliškumą ir yra reikalinga
visiems hidrofobiniams junginiams.
Užtikrintas padidėjęs hidrofiliškumas
daug reakcijų -
hidroksilinimas, oksidacija,
redukcija, hidrolizė. Daugeliu atvejų
etapas prasideda hidroksilinimo reakcija
lygaus ląstelių tinklo membranų fermentai -
monooksigenazės. Procesas vadinamas
mikrosominė oksidacija.
Monooksigenazės pateikiamos kaip
elektronų transportavimo grandinė, centrinis fermentas -
hemeproteinas – citochromas P450 turi du centrus
surišimas – su oksiduota medžiaga ir O2. Ir
turi platų substrato specifiškumą.
Vandenilio šaltinis yra NADPH PPP

Mikrosominė oksidacija

O2
2H+ê
NADPH+
FAD (FMN) reduktazė
ê
ê
citochromo
P450
Fe+2
2H+
SH
SOH
Fe+3
H2O
Yra apie 1000 skirtingo specifiškumo citochromo izoformų
Citochromo P450 substrate yra vienas deguonies atomas
(hidroksilatai), kita redukuojasi į vandenį.
Hidrofilinių savybių atsiradimas substrate lemia
2 inaktyvavimo etapų galimybė

Konjugacijos stadija

Konjugacija su hidrofilinėmis molekulėmis:
UDP-gliukurono rūgštis,
fosfoadenozino fosfosulfatas (FAPS) ir kt.
Pavyzdžiai: bilirubino gliukuronido susidarymas,
virškinimo trakto baltymų skilimo produktų neutralizavimas.
Reakciją katalizuoja transferazės.
Konjugacija sumažina reaktyvumą
medžiagų – jų toksiškumas, didėja
hidrofiliškumas, o tai reiškia pašalinimą iš organizmo.
Ne visos medžiagos patiria šias dvi inaktyvacijas
priklauso nuo struktūros (nuo hidrofiliškumo laipsnio
toksiška medžiaga).

Kepenų funkcijos sutrikimo rodikliai

Sergant įvairiomis kepenų ligomis, sutrinka visos jos funkcijos
arba kai kurie. Šių pažeidimų požymiai – pokyčiai
junginių kiekis kraujyje arba fermentų aktyvumas
ateina iš kepenų.
Yra keletas testų, vadinamų funkciniais testais.
kepenų tyrimai:
Fermentų aktyvumo nustatymas ALT, AST
(de Ritisse koeficientas), Trupmenų santykis
baltymai – disproteinemijai nustatyti – nuosėdos
timolis, Veltmano testai; Apibrėžimas
fibrinogeno kiekis; protrombino
Bilirubino ir jo tipų nustatymas;
Karbamido kiekio nustatymas;
Cholesterolio ir lipidų santykio nustatymas
Gammaglutamilo transpeptidazės fermentų aktyvumo nustatymas; šarminė fosfatazė
(cholestazė);

FUNKCINĖ BIOCHEMIJA
Norint atlikti visas būtinas gyvybines funkcijas, žmogaus kūne yra daugiau nei 200 rūšių specializuotų ląstelių. Morfologiškai panašių ląstelių, atliekančių specifines funkcijas, kompleksas vadinamas audiniu. Audiniai morfologiškai susiformuoja į organus – darinius, turinčius specifines funkcijas sudėtingoje biologinėje sistemoje, pavyzdžiui, organizme.

Funkcinė biochemija išaiškina ryšius tarp cheminių junginių struktūros ir jų tarpusavio kitimo procesų, viena vertus, ir tarpląstelinių dalelių, specializuotų ląstelių, audinių ar organų, kuriuose yra minėtų medžiagų, funkcijos, kita vertus.

Molekuliniai defektai lemia biocheminius pakitimus, kurie kliniškai pasireiškia ligomis, kurių metu pakinta normalūs biocheminiai diagnostinės vertės parametrai. Gydytojui reikalingos atskirų organų natūralių gyvybės procesų pagrindinės biochemijos žinios, kad galėtų nustatyti cheminių procesų pažeidimus, vėliau juos pašalinant ar koreguojant.

KEPENŲ BIOCHEMIJA

Kepenys- centrinė organizmo biocheminė laboratorija, kurioje vyksta įvairios medžiagų apykaitos transformacijos. Jis taip pat dalyvauja visuose medžiagų apykaitos procesuose, vykstančiuose periferiniuose audiniuose. Kepenų cheminė sudėtis: vanduo - 70%, baltymai - 12-24, lipidai - 2-6, angliavandeniai - 2-8, cholesterolis - 0,3-0,5, geležis - 0,02% ir kitos mineralinės medžiagos. Suaugusio sveiko žmogaus kepenų svoris vidutiniškai yra 1-1,5 kg. Kepenų ląstelių sudėtis:

1) hepatocitai – 80%, išsidėstę dviem sluoksniais ir vienoje pusėje liečiasi su tulžimi, o iš kitos – su krauju;

2) endotelio ląstelės - 15%;

3) jungiamojo audinio ląstelės – 5 proc.

Kepenų aprūpinimo krauju ypatumas yra tas, kad jose per sinusoidus (išsiplėtusius kapiliarus) cirkuliuoja mišrus kraujas (veninis-arterinis). 70-80% viso kraujo tūrio į jį patenka per vartų veną (veninį kraują) iš žarnyno, o kartu su šiuo krauju atkeliauja baltymų, lipidų, polisacharidų ir nukleorūgščių skilimo produktai: gliukozė, aminorūgštys, azoto bazės. , chilomikronai ir kt. Kepenų arterija (arterinis kraujas) į kepenis patenka 30 % kraujo, o kartu su ja tiekiami periferinių audinių ir organų metabolitai: alaninas, laktatas, glutaminas, DTL (brendęs), glicerolis, deguonies oksihemoglobino kalio druskos pavidalu ir kt. Kepenų vena jį išneša iš kepenų į bendrą kraujotaką gliukozę, aminorūgštis, kraujo plazmos baltymus, fermentus, ketoninius kūnus, VLDL, DTL pirmtakus, karbamidą ir daugybę kitos medžiagos.

Kepenų funkcijos yra daug ir sudėtingos, tačiau svarbiausios iš jų yra biosintetinės, reguliacinės-homeostatinės, hemostatinės, karbamidą formuojančios ir tulžį formuojančios, šalinimo, katabolinės ir detoksikacinės.

Svarbiausia kepenų funkcija yra biosintezė. Kepenyse sintetinamos šios medžiagos: ketoniniai kūnai, gliukozė, cholesterolis, cholesterolio esteriai, plazmos baltymai, krešėjimo ir antikoaguliacijos sistemų baltymai, nepakeičiamos aminorūgštys, IVH, PL, TAG (2-oji resintezė), VLDL, DTL pirmtakai, biologiškai aktyvūs peptidai, gliukoneogenezės fermentai, ornitino ciklo fermentai, LCAT, hemas, cholinas, kreatinas.

Dalis kepenyse susidarančių metabolitų (gliukozė, cholesterolis, ketoniniai kūnai, plazmos baltymai ir kt.) pernešami toliau į kitų organų ir audinių ląsteles (t.y. „eksportui“), kur panaudojami energetiniais ir struktūriniais tikslais. o kai kurie nusėda kaupiami (pavyzdžiui, glikogenas, geležis, riebaluose tirpūs vitaminai) arba pašalinami iš organizmo, jei jie nevartojami. Viena iš kepenų funkcijų yra išskyrimas. Kepenys į virškinamojo trakto spindį išskiria cholesterolį, tulžies rūgštis, tulžies pigmentus, geležį ir kitas medžiagas. Išlaikant vidinės organizmo aplinkos pastovumą (homeostatinę funkciją), kepenų vaidmuo yra unikalus, nes jos yra pagrindinių medžiagų apykaitos takų reguliavimo centras: baltymai, angliavandeniai, lipidai, nukleino rūgštys ir nukleotidai, vitaminai, vanduo ir elektrolitai.

Aminorūgščių, baltymų ir kitų azoto turinčių medžiagų apykaitos kepenyse ypatybės

Kepenys atlieka pagrindinį vaidmenį palaikant azoto balansą organizme, nes jos reguliuoja azotinių medžiagų panaudojimo ir jų metabolitų išsiskyrimo iš organizmo procesus. Pagrindiniai anaboliniai ir kataboliniai aminorūgščių procesai (transamininimas, deamininimas, dekarboksilinimas) vyksta kepenyse. Tik kepenyse sintetinami krešėjimo sistemos (protrombino, fibrinogeno, prokonvertino, proakcelerino) ir antikoaguliacinės sistemos (išskyrus plazminogeną) baltymai. Kepenys, ceruloplazminas, transferinas, angiotenzinogenas. Kepenys per kraują aprūpina kitus organus subalansuotu esminių ir nepakeičiamų aminorūgščių mišiniu, reikalingu jų pačių baltymų biosintezei. Kepenys sintezuoja daug azoto turinčių nebaltyminių medžiagų (kreatino, cholino, šlapimo rūgšties, indikano, hemo ir kt.), biologiškai aktyvių peptidų (glutationo, karnozino, anserino), purino ir pirimidino biosintezės ir skaidymo. atsiranda ir azoto bazių. Tik kepenyse susidaro šlapalas – pagrindinis amoniako neutralizavimo būdas organizme.

Angliavandenių apykaitos kepenyse ypatybės

Kepenyse vyksta šie angliavandenių apykaitos procesai: biosintezė ir glikogeno skilimas, būtinas pastoviai gliukozės koncentracijai kraujyje palaikyti: gliukoneogenezė, aerobinė glikolizė, pentozės fosfato kelias, fruktozės ir galaktozės metabolizmas, Cori ciklas, gliukozės konversija. gliukozė į IVH, heteropolisacharidų biosintezė. Kepenys yra pagrindinis organas, tiekiantis laisvą gliukozę į kraują, nes kepenų hepatocituose yra fermento gliukozės-6-fosfatazės, kuri skaido gliukozės-6-fosfatą į laisvą gliukozę.

Lipidų metabolizmo kepenyse ypatybės

Lipidų apykaita kepenyse intensyviausiai vyksta šiais metabolizmo būdais:

1) β - IVFA oksidacija;

2) TAG, FL, cholesterolio, subrendusio DTL irimas;

3) lipidų transportavimo formų (VLDL, DTL pirmtakų) biosintezė;

4) specifinių IVH, TAG, PL, cholesterolio, cholesterolio esterių, ketoninių kūnų biosintezė (acetil-CoA →CH 3 COCH 2 COOH ir

CH 3 -CHOH-CH 2 COOH).

Kepenys dalyvauja palaikant pastovų riebiųjų rūgščių kiekį kraujyje, jei jų skaičius didėja, kepenys jas pasisavina ir paverčia į TAG, PL, ECS, VLDL. Sumažėjus fosfolipidų biosintezei ir sumažėjus VLDL susidarymui, padidėja TAG biosintezė ir jų kaupimasis hepatocituose, o tai lydi kepenų riebalinė degeneracija. Ketoniniai kūnai (acetoacetatas, acetonas, β-hidroksibutiratas) sintetinami tik kepenų hepatocituose iš acetil-CoA vadinamojo β-hidroksi-β-metilglutaril-CoA kelio metu. Nevalgius, sumažėjus angliavandenių kiekiui maiste ir sergant cukriniu diabetu, padidėja ketoninių kūnų sintezės (ketogenezės) greitis. Iš kepenų ketoniniai kūnai krauju pernešami į periferinius audinius ir organus (raumenis, inkstus, smegenis ir kt.), kur jie paverčiami acetil-CoA ir suteikia energijos citrinų rūgšties cikle bei CPE. Kepenys vaidina svarbų vaidmenį steroidų, ypač cholesterolio (C) metabolizme. Bendras cholesterolio kiekis kepenyse yra toks:

1. cholesterolis, sintetinamas iš naujo kepenyse iš acetil-CoA (endogeninio cholesterolio);

2. CS, susidaro iš cholesterolio esterių;

3. Cholesterolis, patenkantis į arterinį kraują kaip subrendusio DTL dalis;

4. CS, susidaręs iš degraduotų CM ir VLDL formų.

Kepenyse cholesterolis (80%) naudojamas pirminėms tulžies rūgštims (cholio ir chenodeoksicholio) susidaryti, hepatocitų biomembranų statybai, VLDL ir DTL pirmtakų susidarymui, cholesterolio esterių sintezei.

Be daugelio tarpinio metabolizmo funkcijų, kepenys vaidina svarbų vaidmenį virškinant, nes gamina tulžį.

Tulžis yra gelsvai rudos spalvos skystas sekretas, kurį sudaro vanduo (97%), laisvos ir konjuguotos tulžies rūgštys ir druskos (1%), bilirubinas ir cholesterolis, mineralinės druskos, fosfolipidai, IVH.

Yra kepenų tulžies ir cistinės tulžies, kuriose susidaro paprastos micelės, susidedančios iš fosfolipidų, cholesterolio ir tulžies rūgščių (2,5: 1: 12,5). Vandenyje netirpus cholesterolis išlieka tulžyje ištirpęs dėl tulžies druskų ir fosfatidilcholino buvimo. Kai tulžyje trūksta tulžies rūgščių, cholesterolis nusėda, skatina akmenų susidarymą. Jei sutrinka tulžies susidarymas ar tulžies nutekėjimas, sutrinka lipidų virškinimas virškinamajame trakte, o tai sukelia steatorėją.

Kepenys atlieka svarbų vaidmenį detoksikuojant pašalines medžiagas arba ksenobiotikus. Tai būtina norint išsaugoti organizmo gyvybę. Svetimos medžiagos į organizmą patenka su maistu, per odą ar su įkvėptu oru ir gali būti žmogaus ūkinės veiklos produktai, buitinė chemija, vaistai, etanolis. Kepenyse taip pat inaktyvuojami toksiški azoto turinčių medžiagų skilimo metabolitai: bilirubinas, aminorūgščių skilimo produktai, biogeniniai aminai, amoniakas, hormonai.

Hidrofiliniai ksenobiotikai išsiskiria su šlapimu. Norint pašalinti hidrofobines medžiagas, evoliucijos procese buvo sukurti mechanizmai, atspindintys dvi detoksikacijos fazes: modifikaciją ir konjugaciją. Galimos modifikacijos: hidroksilinimas (RH→ROH), sulfoksidavimas (R-S-R′→R-SO-R′), oksidacinis deamininimas (RNH 2 →R=O+NH 3) ir kt.

Kepenyse aktyviausia mikrosominė oksidacija (monooksigenazės sistema), atsakinga už ksenobiotikų (svetimų medžiagų) neutralizavimą.

Hidroksilinimas dažniausiai yra toksinių medžiagų cheminio modifikavimo rezultatas, vykstantis pirmoje neutralizacijos fazėje. II fazėje vyksta konjugacijos reakcija; dėl abiejų fazių susidarę produktai, kaip taisyklė, yra labai tirpūs ir lengvai pašalinami iš organizmo.

Pagrindiniai fermentai, dalyvaujantys oksidacinėje sistemoje: citochromo P 450 reduktazė – flavoproteinas (kofermentas FADH 2 arba FMNN 2), citochromas P 450, jungiantis lipofilinę medžiagą RH ir deguonies molekulę aktyviajame centre. Vienas O 2 atomas prisijungia 2ē ir pereina į O 2 formą. Elektronų ir protonų donoras yra NADPH+H +, kurį oksiduoja citochromas - P 450 - reduktazė, O 2- sąveikauja su protonais: O 2- + 2H + →H 2 O. Įtrauktas antrasis deguonies molekulės atomas medžiagos hidroksilo grupėje RH, kad susidarytų R-OH, glicinas gali veikti kaip konjugantai (benzenkarboksirūgšties neutralizavimo metu, kai susidaro hipuro rūgštis); FAPS yra sieros rūgšties liekanos donoras; UDP yra gliukuronidas - gliukurono rūgšties liekanos donoras. Paskutiniai du konjugantai naudojami savo metabolitų neutralizavimui (indolas per indoksilą konjuguojamas su FAPS, suteikiant gyvulinį indikaną), taip pat vaistai (aspirinas, po hidrolizinio acetato skilimo, konjuguojamas su UDP - gliukuronidu, sudarydamas hidrofilinis salicilgliukuronidas, pašalinamas iš organizmo su šlapimu).

Kai kurie ksenobiotikai (policikliniai aromatiniai angliavandeniliai, aromatiniai aminai, aflatoksinai) pakinta kepenyse veikiant monooksigenazės sistemos fermentams ir virsta kancerogenais. Jie gali pažeisti genų DNR, kurių mutacijos prisideda prie normalios ląstelės transformacijos į naviko ląstelę. Tokių onkogenų ekspresija sukelia nekontroliuojamą dauginimąsi, t.y. naviko vystymuisi.

Taigi epoksidas, susidaręs hidroksilinant benzanitraceną, kovalentiškai suriša guaniną, nutraukdamas vandenilinius ryšius G≡C poroje, taip sutrikdydamas DNR sąveiką su baltymais.

Iš azoto rūgšties ir antrinių aminų (HNO 2 +R 2 NH→R 2 N-N=O) susidarę nitrozaminai citoziną paverčia uracilu, G≡C tampa GU. Komplementarioji grandinė jau turės SA, kuri dėl mutacijų gali virsti IA ir jos komplementarioji pora bus AT, t.y. DNR kodavimo reikšmė visiškai pasikeitė.

Kepenys taip pat atlieka svarbų vaidmenį neutralizuojant bilirubiną, kuris susidaro RES ląstelėse dėl hemoglobino, mioglobino, katalazės, citochromų ir kitų hemoproteinų skilimo. Gautas bilirubinas netirpus vandenyje, pernešamas kraujyje komplekso su albuminu pavidalu ir vadinamas „netiesioginiu“ bilirubinu. Kepenyse 1/4 netiesioginio bilirubino patenka į konjugacijos reakciją su UDP-gliukurono rūgštimi ir susidaro bilirubino digliukuronidas, vadinamas „tiesioginiu“ bilirubinu.

„Tiesioginis“ bilirubinas pašalinamas iš kepenų su tulžimi į plonąją žarną, kur gliukurono rūgštis, veikiama gliukuronidazės, skaidoma iš žarnyno mikrobų ir susidaro laisvas bilirubinas, kuris toliau virsta tulžies pigmentais: sterkobilinogenu, sterkobilinu, urobilinogenas, urobilinas. Pigmento metabolizmo kepenyse pažeidimo rodiklis yra „netiesioginio“, „tiesioginio“ ir bendro bilirubino kiekis kraujyje. Padidėjęs bilirubino kiekis kraujyje sukelia jo nusėdimą audiniuose ir sukelia įvairių etiologijų gelta. Pagrindinės hiperbilirubinemijos priežastys yra: padidėjusi raudonųjų kraujo kūnelių hemolizė, fermento gliukuroniltransferazės trūkumas ir defektas, tulžies latakų užsikimšimas, bilirubino susidarymo ir išsiskyrimo pusiausvyros sutrikimas, hepatocitų (virusų, toksinių hepatotropinių medžiagų) pažeidimas, hepatitas, kepenų cirozė ir kt.

Atsižvelgiant į hiperbilirubinemijos priežastis, išskiriami šie pagrindiniai geltos tipai: hemolizinė, parenchiminė, obstrukcinė, paveldima, naujagimių gelta ir kt.

Diagnostinis testas, skirtas nustatyti geltos kilmę, yra šios normalios vertės:

1) „tiesioginis“ ir „netiesioginis“ bilirubinas kraujyje;

2) tulžies pigmentai šlapime ir išmatose.

1) kraujyje yra nuo 8 iki 20 µmol/l bendro bilirubino, o 25 proc.

5 µmol/l) bendro bilirubino yra „tiesioginis“ bilirubinas;

2) šlapime - nėra bilirubino, urobilino - 1-4 mg/d.;

3) per parą su išmatomis išsiskiria iki 300 mg sterkobilino (nudažina išmatas rudai).

Sergant hemolizine gelta, hiperbilirubinemija dažniausiai atsiranda dėl padidėjusios raudonųjų kraujo kūnelių hemolizės, dėl kurios padidėja:

1) netiesioginio (laisvojo) bilirubino kiekis kraujyje;

2) urobilino kiekis šlapime (tamsus šlapimas);

3) sterkobilino kiekis išmatose (tamsios išmatos).

Oda ir gleivinės yra geltonos spalvos. Sergant parenchimine (hepatoceliuline) gelta, pažeidžiamos kepenų ląstelės, dėl to padidėja jų pralaidumas. Todėl su parenchimine gelta:

1) kraujyje didėja tiek „netiesioginio“, tiek „tiesioginio“ bilirubino kiekis (tulžis patenka tiesiai į kraują);

2) sumažėja urobilino kiekis šlapime ir nustatomas „tiesioginis“ bilirubinas;

3) sumažėja sterkobilino kiekis išmatose.

Sergant obstrukcine (mechanine) gelta, sutrinka tulžies nutekėjimas (bendrojo tulžies latako užsikimšimas), dėl ko:

1) kraujyje - iki „tiesioginio“ bilirubino padidėjimo;

2) šlapime - iki „tiesioginio“ bilirubino padidėjimo ir urobilino nebuvimo;

3) išmatose - nesant tulžies pigmentų, išmatos pakinta.

Yra žinomos kelios ligos, kai gelta atsiranda dėl paveldimų bilirubino apykaitos sutrikimų. Maždaug 5% gyventojų diagnozuojama gelta, kurią sukelia genetiniai baltymų ir fermentų, atsakingų už netiesioginio bilirubino patekimą į kepenis, struktūros sutrikimai (Gilberto sindromas), jo konjugacija su gliukurono rūgštimi, kurią sukelia gliukuronizacijos pažeidimas. reakcija kepenyse (I ir II tipo Cragler-Najjar sindromas), kepenyse susidarančių bilirubino gliukuronidų aktyvaus pernešimo į tulžį pažeidimas (Dabin-Rotor-Johnson sindromas).

Diferencinė paveldimos geltos diagnozė

sindromas	Defektas	Klinikinės apraiškos
Nekonjuguota hiperbilirinemija
Crigler-Nayjar I tipo* (įgimta nehemolizinė gelta)	Aktyvumo trūkumas, bilirubinas - UDP-gliukuroniltransferazė (negalima gydyti fenobarbitaliu - UDP-gliukuroniltransferazės geno induktoriumi)	Kraujyje o.b., n.b., k.b.↓, šlapime u↓, k.b.↓, išmatose c↓.
Crigler-Nayyar-II tipas	Sutrinka UDP gliukuroniltransferazės, katalizuojančios antrosios gliukuronilo grupės prisijungimą, sintezė (gali būti gydoma fenobarbitaliu ir fototerapija)
Gilbertas	Hepatocitai bilirubino nepasisavina, sumažėja konjugacija	Kraujyje b.b., n.b., c.b.N↓, šlapime c.b.↓, u.↓, išmatose c↓.
Konjuguota hiperbilirubinemija
Dabin-Rotor-Johnson	Konjuguotas bilirubinas nepatenka į tulžį	Kraujyje ob.b., n.b., c.b., šlapime c.b.↓, y↓, išmatose c↓.

apie. - bendras bilirubinas,

n.b. - nekonjuguotas bilirubinas,

k.b. -. konjuguotas bilirubinas,

c – sterkobilinas,

y – urobilinas.

* - vaikai miršta ankstyvame amžiuje dėl bilirubininės encefalopatijos išsivystymo.

Naujagimių šeiminė hiperbilirubinemija yra susijusi su konkurencingų bilirubino konjugacijos inhibitorių (estrogenų, laisvųjų riebalų rūgščių) buvimu motinos piene. Žindymo metu šie inhibitoriai sukelia hiperbilirubinemiją (laikinančią hiperbilirubinemiją), kuri išnyksta pereinant prie dirbtinio maitinimo.

LABORATORIJOS KEPENŲ BIOCHEMIJOS PAMOKA

Pamokos tikslas:

1. Žinoti pagrindines kepenų funkcijas, ksenobiotikų ir metabolitų neutralizavimo kepenyse būdų ypatumus, bilirubino susidarymą ir neutralizavimą.

2. Gebėti kiekybiškai įvertinti tiesioginio ir netiesioginio bilirubino koncentraciją kraujo serume ir tulžies pigmentų koncentraciją šlapime, kad būtų galima diagnozuoti pagrindines geltos rūšis.

3. Susipažinkite su paveldimos geltos rūšimis.

Metodo principas. Bilirubinas suteikia rausvą spalvą su Ehrlicho diazoreagentu. Bilirubino koncentracijai įvertinti naudojamas dažymo intensyvumas. Tiesioginis bilirubinas (sinonimai: bilirubinas-gliukuronidas, konjuguotas bilirubinas, konjuguotas bilirubinas) nustatomas pagal Ehrlich spalvos reakciją, kai nėra organinių tirpiklių. Bendras (tiesioginis, netiesioginis) bilirubinas nustatomas esant alkoholiui, kuris užtikrina visų bilirubino formų sąveiką su Erlicho diazoreagentu. Netiesioginis bilirubinas (sinonimai: laisvas bilirubinas, nekonjuguotas bilirubinas) nustatomas pagal skirtumą tarp bendrojo ir tiesioginio.

KURSINIS DARBAS:

KEPENŲ FUNKCIJOS NORMALIOS IR PATOLOGIJOS BIOCHEMINIŲ RODIKLIŲ ANALIZĖ

Turinys

Įvadas

1.1.2 Lipidų apykaitos reguliavimas

1.1.3 Baltymų apykaitos reguliavimas

1.2 Karbamido formavimo funkcija

1.3 Tulžies susidarymas ir išskyrimo funkcija

1.4 Biotransformacijos (neutralizavimo) funkcija

2. Kepenų ligos ir laboratorinė kepenų ligų diagnostika

2.1 Kepenų ligų klinikinės laboratorinės diagnostikos pagrindai

2.2 Pagrindiniai klinikiniai ir laboratoriniai kepenų pažeidimo sindromai

2.2.1 Citolizės sindromas

2.2.4 Uždegimo sindromas

2.2.5 Kepenų šunto sindromas

Išvada

Kepenų biochemija apima tiek normalių medžiagų apykaitos procesų atsiradimą, tiek medžiagų apykaitos sutrikimus, kai vystosi patologija. Visų kepenų biochemijos aspektų studijavimas leis jums pamatyti normaliai veikiančio organo vaizdą ir jo dalyvavimą viso organizmo veikloje bei palaikant homeostazę. Taip pat esant normaliai kepenų veiklai, vyksta visų pagrindinių organizmo medžiagų apykaitos procesų integracija ir galima stebėti pradinius metabolizmo etapus (pavyzdžiui, per pirminį medžiagų įsisavinimą iš žarnyno) ir paskutinius etapus su vėlesniais. medžiagų apykaitos produktų pašalinimas iš organizmo.

Sutrikus kepenų funkcijai, medžiagų apykaita pasislenka tam tikra kryptimi, todėl tolimesnei ligų diagnostikai būtina ištirti organo patologines sąlygas. Šiuo metu tai ypač svarbu, nes kepenų ligos progresuoja, o pakankamai gerų gydymo metodų dar nėra. Tokios ligos pirmiausia yra virusinis hepatitas, kepenų cirozė (dažnai su sistemingu alkoholio vartojimu ir kitais kenksmingais išoriniais poveikiais, susijusiais su nepalankia ekologija), medžiagų apykaitos pokyčiai dėl netinkamos mitybos, kepenų vėžys. Todėl ankstyva šių ligų diagnostika, kuri gali būti pagrįsta biocheminiais rodikliais, yra labai svarbi.

Kursinio darbo tikslas – ištirti kepenų funkcijas ir palyginti biocheminius šio organo funkcionavimo rodiklius normaliomis ir patologinėmis sąlygomis; taip pat pagrindinių laboratorinės diagnostikos principų nurodymas, trumpas įvairios etiologijos hepatito sindromų aprašymas ir pavyzdžiai.

1. Funkcinė kepenų biochemija

Tradiciškai kepenų funkcijos pagal biocheminius rodiklius gali būti skirstomos į: reguliacinę-homeostatinę funkciją, įskaitant pagrindinius metabolizmo tipus (angliavandenių, lipidų, baltymų, vitaminų apykaitą, vandens-mineralų ir pigmentų apykaitą), karbamidą formuojančią, tulžį formuojančią ir. neutralizuojančios funkcijos. Tokios pagrindinės funkcijos ir jų reguliavimas išsamiai aptariami vėliau šiame skyriuje.

1.1 Reguliacinė ir homeostatinė kepenų funkcija

Kepenys yra centrinis cheminės homeostazės organas, kuriame visi medžiagų apykaitos procesai vyksta itin intensyviai ir kur jie glaudžiai susipynę.

1.1.1 Angliavandenių apykaita kepenyse ir jos reguliavimas

Monosacharidai (ypač gliukozė) patenka į kepenis per vartų veną ir patiria įvairių transformacijų. Pavyzdžiui, kai iš žarnyno gaunama per daug gliukozės, ji nusėda glikogeno pavidalu; gliukozė taip pat gaminama kepenyse glikogenolizės ir gliukoneogenezės metu, patenka į kraują ir sunaudojama daugumoje audinių. Angliavandenių apykaitos reguliavimas atliekamas dėl to, kad kepenys yra praktiškai vienintelis organas, kuris net ir nevalgius palaiko pastovų gliukozės kiekį kraujyje.

Monosacharidų likimas skiriasi priklausomai nuo jų pobūdžio, kiekio bendroje kraujotakoje ir organizmo poreikių. Kai kurie iš jų pateks į kepenų veną, kad išlaikytų homeostazę, visų pirma gliukozės kiekį kraujyje, ir patenkintų organų poreikius. Gliukozės koncentraciją kraujyje lemia, viena vertus, jos patekimo ir, kita vertus, audinių suvartojimo greičio pusiausvyra. Esant poabsorbcinei būsenai (po absorbcijos būsena išsivysto praėjus 1,5–2 val. po valgio, dar vadinama tikru arba metaboliniu prisotinimu. Tipiška poabsorbcine būsena laikoma būsena ryte prieš pusryčius, maždaug po dešimties. -valandžių nakties pertrauka valgant), o normali gliukozės koncentracija kraujyje yra 60-100 mg/dl (3,3-5,5 mol). O likusius monosacharidus (daugiausia gliukozę) kepenys naudoja savo reikmėms.

Gliukozės metabolizmas intensyviai vyksta hepatocituose. Su maistu gaunama gliukozė tik kepenyse, padedant specifinėms fermentų sistemoms, paverčiama gliukoze-6-fosfatu (tik tokią gliukozę naudoja ląstelės). Laisvųjų monosacharidų fosforilinimas yra privaloma jų naudojimo reakcija, dėl kurios susidaro daugiau reaktyvių junginių, todėl gali būti laikomas aktyvinimo reakcija. Galaktozė ir fruktozė, gaunama iš žarnyno, dalyvaujant atitinkamai galaktokinazei ir fruktokinazei, yra fosforilinama pirmame anglies atome:

Gliukozė, patenkanti į kepenų ląsteles, taip pat fosforilinama naudojant ATP. Šią reakciją katalizuoja fermentai heksokinazė ir gliukokinazė.

kepenų patologijos diagnozė

Heksokinazė turi didelį afinitetą gliukozei (K m

Kartu su kitais mechanizmais tai užkerta kelią pernelyg dideliam gliukozės koncentracijos periferiniam kraujyje padidėjimui virškinimo metu.

Gliukozės-6-fosfato susidarymas ląstelėje yra savotiški gliukozės „spąstai“, nes ląstelės membrana yra nepralaidi fosforilintai gliukozei (nėra atitinkamų transportavimo baltymų). Be to, fosforilinimas sumažina laisvos gliukozės koncentraciją citoplazmoje. Dėl to susidaro palankios sąlygos palengvinti gliukozės difuziją iš kraujo į kepenų ląsteles.

Atvirkštinė gliukozės-6-fosfato pavertimo gliukoze reakcija taip pat galima veikiant gliukozės-6-fosfatazei, kuri katalizuoja fosfato grupės pašalinimą hidroliziniu būdu.

Gauta laisva gliukozė gali pasklisti iš kepenų į kraują. Kituose organuose ir audiniuose (išskyrus inkstus ir žarnyno epitelio ląsteles) gliukozės-6-fosfatazės nėra, todėl ten vyksta tik fosforilinimas, be atvirkštinės reakcijos, o gliukozės išsiskyrimas iš šių ląstelių yra neįmanomas.

Gliukozės-6-fosfatas gali būti paverstas gliukozės-1-fosfatu, dalyvaujant fosfogliukomutazei, kuri katalizuoja grįžtamąją reakciją.

Gliukozės-6-fosfatas taip pat gali būti naudojamas įvairiose transformacijose, iš kurių pagrindinės yra: glikogeno sintezė, katabolizmas susidarant CO 2 ir H 2 O arba laktatui, pentozės sintezė. Tuo pačiu metu vykstant gliukozės-6-fosfato metabolizmui, susidaro tarpiniai produktai, kurie vėliau naudojami aminorūgščių, nukleotidų, glicerolio ir riebalų rūgščių sintezei. Taigi, gliukozė-6-fosfatas yra ne tik substratas oksidacijai, bet ir statybinė medžiaga naujų junginių sintezei (1 priedas).

Taigi, pažvelkime į gliukozės ir gliukozės-6-fosfato oksidaciją kepenyse. Šis procesas vyksta dviem būdais: dichotominiu ir apotominiu. Dichotominis kelias yra glikolizė, apimanti „anaerobinę glikolizę“, baigiančią pieno rūgšties (laktato) arba etanolio ir CO 2 susidarymu, ir „aerobinė glikolizė“ - gliukozės skaidymas, vykstantis per gliukozės-6-fosfato susidarymą, fruktozės bisfosfatas ir piruvatas, tiek nesant, tiek esant deguoniui (aerobinis piruvato metabolizmas viršija angliavandenių apykaitą, bet gali būti laikomas paskutiniu jo etapu: glikolizės produkto - piruvato oksidacija).

Apotominis gliukozės oksidacijos kelias arba pentozės ciklas susideda iš pentozių susidarymo ir pentozių grįžimo į heksozes, ko pasekoje suyra viena gliukozės molekulė ir susidaro CO 2.

Glikolizė anaerobinėmis sąlygomis- sudėtingas fermentinis gliukozės skilimo procesas, vykstantis nenaudojant deguonies. Galutinis glikolizės produktas yra pieno rūgštis. Glikolizės metu susidaro ATP.

Glikolizės procesas vyksta ląstelės hialoplazmoje (citozolyje) ir paprastai yra padalintas į vienuolika stadijų, kurias atitinkamai katalizuoja vienuolika fermentų:

1. Gliukozės fosforilinimas ir gliukozės-6-fosfato susidarymas yra ortofosfato likučių perkėlimas į gliukozę naudojant ATP energiją. Katalizatorius yra heksokinazė. Šis procesas buvo aptartas aukščiau.

1. Gliukozės-6-fosfato pavertimas fermentu gliukozės-6-fosfato izomeraze į fruktozės 6-fosfatą:
2. Fruktozė-6-fosfatas vėl fosforilinamas dėl antrosios ATP molekulės, reakciją katalizuoja fosfofruktokinazė:

Reakcija yra negrįžtama, vyksta esant magnio jonams ir yra lėčiausia glikolizės reakcija.

1. Veikiamas fermento aldolazės, fruktozė-1,6-bisfosfatas suskaidomas į dvi fosfotriozes:

1. Triozių fosfatų izomerizacijos reakcija. Katalizuojamas fermento triosefosfato izomerazės:

1. Gliceraldehido-3-fosfatas, dalyvaujant fermentui gliceraldehido fosfato dehidrogenazei, kofermentui NAD ir neorganiniam fosfatui, vyksta tam tikra oksidacija, susidarant 1,3-bisfosfoglicerino rūgščiai ir redukuotai NAD formai - NAD*H 2:

1. Reakciją katalizuoja fosfoglicerato kinazė, perkeldama 1 padėtyje esančią fosfato grupę į ADP, kad susidarytų ATP ir 3-fosfoglicerino rūgštis (3-fosfogliceratas):

1. Likusios fosfatų grupės intramolekulinis perkėlimas ir 3-fosfoglicerino rūgštis paverčiama 2-fosforilcerio rūgštimi (2-fosfogliceratu):

Reakcija yra lengvai grįžtama ir vyksta esant magnio jonams.

9. Reakciją katalizuoja fermentas enolazė, 2-fosfoglicerino rūgštis, pašalinus vandens molekulę, virsta fosfoenolpiruvine rūgštimi (fosfenolpiruvatu), o fosfato jungtis 2 padėtyje tampa didelės energijos:

1. Didelės energijos jungties nutraukimas ir fosfato likučių perkėlimas iš fosfoenolpiruvato į ADP. Kristalizuojamas fermento piruvato kinazės:

11. Piruvo rūgšties mažinimas ir pieno rūgšties (laktato) susidarymas. Reakcija vyksta dalyvaujant fermentui laktato dehidrogenazei ir kofermentui NAD*H2, susidariusiam šeštoje reakcijoje:

Glikolizė aerobinėmis sąlygomis. Šį procesą sudaro trys dalys:

1. gliukozei būdingos transformacijos, kurios baigiasi piruvato susidarymu (aerobinė glikolizė);

2. bendras katabolizmo kelias (oksidacinis piruvato ir citrato ciklo dekarboksilinimas);

3. mitochondrijų elektronų transportavimo grandinė.

Dėl šių procesų gliukozė kepenyse skyla iki C0 2 ir H 2 0, o išsiskyrusi energija panaudojama ATP sintezei (2 priedas).

Angliavandenių apykaita kepenyse apima tik gliukozei būdingas transformacijas, kurių metu gliukozė suskaidoma į piruvatą, kurią galima suskirstyti į du etapus:

1. Nuo gliukozės iki gliceraldehido fosfato. Reakcijų metu fosfato liekanos įtraukiamos į heksozes, o heksozė paverčiama trioze (3 priedas). Šios stadijos reakcijas katalizuoja šie fermentai: heksokinazė arba gliukokinazė (1); fosfogliukoizomerazės (2); fosfofruktokinazė (3); Fruktozė 1,6-bisfosfato aldolazė (4) ; fosfotriozės izomerazė (5)

2. Nuo gliceraldehido fosfato iki piruvato. Tai reakcijos, susijusios su ATP sinteze. Etapas baigiasi kiekvienos gliukozės molekulės pavertimu į dvi gliceraldehido fosfato molekules (4 priedėlis). Reakcijose dalyvauja penki fermentai: gliceraldehido fosfato dehidrogenazė (6); fosfogliceratkinazė (7); fosfogliceromutazė (8); enolazė (9); piruvato kinazė (10).

Pentozės fosfato (fosfogliukonato) kelias Gliukozės konversija suteikia ląstelei hidrintą NADP redukcinei sintezei ir pentozes nukleotidų sintezei. Pentozės fosfato kelią galima suskirstyti į dvi dalis – oksidacinį ir neoksidacinį.

1. Oksidacinis kelias apima dvi dehidrogenavimo reakcijas, kuriose NADP yra vandenilio akceptorius (5 priedas). Antroje reakcijoje vienu metu vyksta dekarboksilinimas, anglies grandinė sutrumpėja vienu anglies atomu ir gaunamos pentozės.
2. Neoksidacinis kelias yra daug sudėtingesnis. Dehidrogenavimo reakcijų čia nevyksta, jis gali būti naudojamas tik visiškam pentozių skaidymui (iki C0 2 ir H 2 0) arba pentozėms paversti gliukoze (6 priedas). Pradinės medžiagos yra penkios fruktozės-6-fosfato molekulės, turinčios iš viso 30 anglies atomų, galutinis reakcijos produktas yra šešios ribozės-5-fosfato molekulės, taip pat turinčios iš viso 30 anglies atomų.

Oksidacinis pentozių susidarymo kelias ir pentozių grįžimo į heksozes kelias kartu sudaro ciklinį procesą:

Šiame cikle viena gliukozės molekulė visiškai suyra per vieną apsisukimą, kurios visi šeši anglies atomai paverčiami CO 2.

Taip pat kepenyse vyksta glikolizei priešingas procesas – gliukoneogenezė. Gliukoneogenezė- gliukozės sintezės iš ne angliavandenių medžiagų procesas. Pagrindinė jo funkcija – palaikyti gliukozės kiekį kraujyje ilgo badavimo ir intensyvaus fizinio krūvio laikotarpiais. Gliukoneogenezė suteikia 80-100 g gliukozės sintezę per dieną. Pagrindiniai gliukoneogenezės substratai yra laktatas, aminorūgštys ir glicerolis. Šių substratų įtraukimas į gliukoneogenezę priklauso nuo organizmo fiziologinės būklės. Laktatas yra anaerobinės glikolizės produktas. Jis susidaro bet kokiomis kūno sąlygomis raudonuosiuose kraujo kūneliuose ir dirbančiuose raumenyse. Taigi laktatas nuolat naudojamas gliukoneogenezėje. Glicerolis išsiskiria riebalams hidrolizės metu riebaliniame audinyje nevalgius ar užsitęsus fiziniam krūviui. Amino rūgštys susidaro skaidant raumenų baltymus ir yra įtraukiamos į gliukoneogenezę ilgai nevalgius ar užsitęsus raumenų darbui. Reikėtų pažymėti, kad glikolizė vyksta citozolyje, o kai kurios gliukoneogenezės reakcijos vyksta mitochondrijose.

Gliukoneogenezė iš esmės vyksta tuo pačiu būdu kaip ir glikolizė, bet priešinga kryptimi (7 priedas). Tačiau trys glikolizės reakcijos yra negrįžtamos, ir šiais etapais gliukoneogenezės reakcijos skiriasi nuo glikolizės.

Piruvato pavertimas fosfenolpiruvatu (negrįžtama I stadija) vyksta dalyvaujant dviem fermentams: piruvato karboksilazei ir fosfenolpiruvato karboksikinazei:

Kitus du negrįžtamus etapus katalizuoja fruktozės-1,6-bisfosfato fosfatazė ir gliukozės-6-fosfato fosfatazė:

Kiekviena negrįžtama glikolizės reakcija kartu su atitinkama gliukoneogenezės reakcija sudaro substrato ciklą (7 priedas, 1, 2, 3 reakcijos).

Gliukozės sintezė (gliukoneogenezė iš aminorūgščių ir glicerolio). Gliukozė kepenyse gali būti sintetinama iš aminorūgščių ir glicerolio. Vykstant aminorūgščių katabolizmui, kaip tarpiniai produktai susidaro piruvatas arba oksaloacetatas, kurie gali būti įtraukti į gliukoneogenezės kelią pirmojo substrato ciklo stadijoje (7 priedas, 1 reakcija). Glicerolis susidaro riebalų hidrolizės metu ir gali virsti gliukoze (8 priedas). Gliukozės sintezei aminorūgštys ir glicerolis naudojami daugiausia nevalgius arba kai dietoje yra mažai angliavandenių (angliavandenių badas).

Gliukoneogenezė taip pat gali atsirasti iš laktato. Pieno rūgštis nėra galutinis metabolizmo produktas, bet jos susidarymas yra aklavietės metabolizmo kelias: vienintelis būdas panaudoti pieno rūgštį yra susijęs su jos pavertimu atgal į piruvatą, dalyvaujant tai pačiai laktato dehidrogenazei:

Iš ląstelių, kuriose vyksta glikolizė, susidariusi pieno rūgštis patenka į kraują ir daugiausia sugaunama kepenyse, kur paverčiama piruvatu. Piruvatas kepenyse iš dalies oksiduojamas ir iš dalies paverčiamas gliukoze - Cori ciklas arba gliukosolaktato ciklas:

Suaugusio žmogaus organizme per dieną, daugiausia kepenyse, gali susintetinti apie 80 g gliukozės. Biologinė gliukoneogenezės reikšmė slypi ne tik laktato grąžinime į angliavandenių apykaitos telkinį, bet ir smegenų aprūpinimu gliukoze, kai organizme trūksta angliavandenių, pavyzdžiui, angliavandenių ar visiško bado metu.

Glikogeno sintezė (glikogenezė). Kaip minėta aukščiau, dalis į kepenis patenkančios gliukozės yra naudojama glikogeno sintezei. Glikogenas yra šakotasis gliukozės homopolimeras, kuriame gliukozės likučiai linijinėse srityse yra sujungti a-1,4-glikozidine jungtimi. Šakos taškuose monomerai yra sujungti a-1,6-glikozidinėmis jungtimis. Šie ryšiai susidaro su maždaug kas dešimta gliukozės liekana. Taip susidaro į medį panaši struktūra, kurios molekulinė masė >10 7 D, o tai atitinka maždaug 50 000 gliukozės likučių (9 priedas). Kai gliukozė polimerizuojasi, susidariusios glikogeno molekulės tirpumas mažėja, taigi ir jos įtaka osmosiniam slėgiui ląstelėje. Ši aplinkybė paaiškina, kodėl ląstelėje nusėda glikogenas, o ne laisva gliukozė.

Glikogenas yra saugomas ląstelės citozolyje 10-40 nm skersmens granulių pavidalu. Suvalgius maistą, kuriame gausu angliavandenių, glikogeno atsargos kepenyse gali sudaryti apie 5% jų masės.

Kepenų glikogeno skaidymas daugiausia padeda palaikyti gliukozės kiekį kraujyje po absorbcijos. Todėl glikogeno kiekis kepenyse kinta priklausomai nuo mitybos ritmo. Ilgai nevalgius, jis sumažėja beveik iki nulio.

Glikogenas sintetinamas virškinimo metu (1-2 val. po angliavandenių turinčio maisto valgymo). Glikogeno sintezei iš gliukozės reikia energijos.

Visų pirma, gliukozė yra fosforilinama dalyvaujant fermentams heksokinazei ir gliukokinazei. Tada gliukozė-6-fosfatas, veikiamas fermento fosfogliukomutazės, paverčiamas gliukozės-1-fosfatu.

Gautas gliukozės-1-fosfatas jau tiesiogiai dalyvauja glikogeno sintezėje.

Pirmajame sintezės etape gliukozės-1-fosfatas sąveikauja su UTP (uridino trifosfatu), sudarydamas uridino difosfato gliukozę (UDP-gliukozę) ir pirofosfatą. Šią reakciją katalizuoja fermentas gliukozės-1-fosfato uridililtransferazė (UDPG-pirofosforilazė) (10 priedas).

Antrajame etape - glikogeno susidarymo etape - įvyksta UDP-gliukozės sudėtyje esančios gliukozės liekanos pernešimas į glikogeno gliukozidinę grandinę („sėklos“ kiekis) (11 priedas). Šiuo atveju tarp pirmojo pridėtos gliukozės liekanos anglies atomo ir grandinės gliukozės liekanos 4-hidroksilo grupės susidaro b-1,4-glikozidinė jungtis. Šią reakciją katalizuoja fermentas glikogeno sintazė. Tada gautas UDP fosforilinamas atgal į UTP ATP sąskaita, todėl visas gliukozės-1-fosfato konversijos ciklas prasideda iš naujo.

Nustatyta, kad glikogeno sintazė negali katalizuoti b-1,6-glikozidinės jungties, esančios glikogeno šakos taškuose, susidarymo. Šį procesą katalizuoja specialus fermentas, vadinamas glikogeno šakojančiu fermentu arba amilo-1,4-1,6-transgliukozidaze. Pastarasis katalizuoja galinio oligosacharido fragmento, susidedančio iš 6 arba 7 gliukozės liekanų, perkėlimą iš vienos iš šoninių grandinių neredukuojančio galo, turinčio mažiausiai 11 likučių, į 6-hidroksilo grupę tos pačios arba kita glikogeno grandinė. Dėl to susidaro nauja šoninė grandinė. Išsišakojimas padidina glikogeno sintezės ir skilimo greitį.

Glikogeno skilimas arba jį mobilizacija atsiranda kaip atsakas į padidėjusį organizmo gliukozės poreikį. Kepenų glikogenas suyra daugiausia intervalais tarp valgymų, skilimas pagreitėja dirbant fizinį darbą. Glikogeno skaidymas vyksta dalyvaujant dviem fermentams: glikogeno fosforilazei ir dvigubo specifiškumo fermentui - 4: 4-transferazei-b-1,6-glikozidazei. Glikogeno fosforilazė katalizuoja neredukuojančių glikogeno galų 1,4-glikozidinės jungties fosforolizę, gliukozės likučiai po vieną atskiriami gliukozės-1-fosfato pavidalu (12 priedas). Šiuo atveju glikogeno fosforilazė negali skaidyti gliukozės likučių iš trumpų šakų, kuriose yra mažiau nei penkios gliukozės liekanos; tokias šakas pašalina 4:4-transferazė-b-1,6-glikozidazė. Šis fermentas katalizuoja trumpos šakos trijų liekanų fragmento perkėlimą į ilgesnės šakos galinę gliukozės liekaną; be to, jis hidrolizuoja 1,6-glikozidinį ryšį ir taip pašalina paskutinę šakos likutį (13 priedas).

24 valandų badavimas sukelia beveik visišką glikogeno išnykimą kepenų ląstelėse. Tačiau esant ritminei mitybai, kiekviena glikogeno molekulė gali egzistuoti neribotą laiką: nesant virškinimo ir gliukozei patekus į audinius, glikogeno molekulių mažėja dėl periferinių šakų skilimo, o po kito valgio vėl išauga iki ankstesnių dydžių.

Gliukozė-1-fosfatas, susidaręs iš glikogeno, dalyvaujant fosfogliukomutazei, paverčiamas gliukozės-6-fosfatu, kurio tolesnis likimas kepenyse ir raumenyse yra skirtingas. Kepenyse gliukozė-6-fosfatas paverčiamas gliukoze dalyvaujant gliukozės-6-fosfatazei, gliukozė patenka į kraują ir naudojama kituose organuose ir audiniuose.

Glikogenezės ir glikogenolizės procesų reguliavimas atlieka hormonai: insulinas, gliukagonas, adrenalinas. Pagrindinis insulino ir gliukagono sintezės signalas yra gliukozės koncentracijos kraujyje pokytis. Insulino ir gliukagono kraujyje yra nuolat, tačiau pasikeitus absorbcijos periodui į postabsorbcinį laikotarpį, keičiasi jų santykinė koncentracija, o tai yra pagrindinis veiksnys, keičiantis glikogeno apykaitą kepenyse. Insulino koncentracijos kraujyje ir gliukagono koncentracijos santykis vadinamas „insulino-gliukagono indeksu“. Poabsorbciniu laikotarpiu insulino-gliukagono indeksas mažėja, o gliukagono koncentracija tampa lemiama reguliuojant gliukozės ir kraujo koncentraciją. Virškinimo metu vyrauja insulino įtaka, nes insulino-gliukagono indeksas šiuo atveju didėja. Apskritai insulinas glikogeno apykaitą veikia priešingai nei gliukagonas. Insulinas sumažina gliukozės koncentraciją kraujyje virškinimo metu.

Hormonas adrenalinas skatina gliukozės išsiskyrimą iš kepenų į kraują, kad ekstremaliose situacijose audiniai (daugiausia smegenys ir raumenys) būtų aprūpinti „degalais“.

Glikogeno metabolizmo reguliavimo veiksnys taip pat yra vertingas K m gliukokinazė, kuri yra daug didesnė už heksokinazės K m – kepenys neturėtų vartoti gliukozės glikogeno sintezei, jei jos kiekis kraujyje yra normos ribose.

Lipidų apykaita kepenyse apima įvairių lipidų (cholesterolio, triacilglicerolio, fosfogliceridų, sfingomielino ir kt.), kurie patenka į kraują ir pasiskirsto į kitus audinius, biosintezę bei riebalų rūgščių degimą (oksidaciją) susidarant ketoniniams kūnams, kurie naudojami kaip energijos šaltinis ekstrahepatiniams audiniams.

Riebalų rūgščių patekimas į oksidacijos vietą – į kepenų ląstelių mitochondrijas – vyksta kompleksiškai: dalyvaujant albuminui, riebalų rūgštys pernešamos į ląstelę; dalyvaujant specialiems baltymams - transportavimas citozolyje; dalyvaujant karnitinui - riebalų rūgščių transportavimas iš citozolio į mitochondrijas.

Riebalų rūgščių oksidacijos procesas susideda iš šių pagrindinių etapų.

1. Riebalų rūgščių aktyvinimas. Aktyvacija vyksta ant išorinio mitochondrijų membranos paviršiaus, dalyvaujant ATP, kofermentui A (HS-KoA) ir Mg 2+ jonams. Reakciją katalizuoja fermentas acil-CoA sintetazė:

Aktyvinimas vyksta 2 etapais. Pirma, riebalų rūgštis reaguoja su ATP, sudarydama aciladenilatą, tada CoA sulfhidrilo grupė veikia aciladenilatą, glaudžiai susijusį su fermentu, sudarydama acil-CoA ir AMP.

Po to vyksta riebalų rūgščių pernešimas į mitochondrijas. Karnitinas yra aktyvuotų ilgos grandinės riebalų rūgščių nešiklis per vidinę mitochondrijų membraną. Acilo grupė perkeliama iš CoA sieros atomo į karnitino hidroksilo grupę.

2. Susidaro acilkarnitinas, kuris difunduoja per vidinę mitochondrijų membraną:

Reakcija vyksta dalyvaujant specifiniam citoplazminiam fermentui – karnitino aciltransferazei. Po to, kai acilkarnitinas praeina per mitochondrijų membraną, įvyksta atvirkštinė reakcija - acilkarnitino skilimas dalyvaujant HS-CoA ir mitochondrijų karnitino aciltransferazei:

3. Intramitochondrinė riebalų rūgščių oksidacija. Riebalų rūgščių oksidacijos procesas ląstelių mitochondrijose apima keletą nuoseklių reakcijų.

Pirmasis dehidrogenavimo etapas. Acil-CoA mitochondrijose vyksta fermentiniu dehidrogenavimu, o acil-CoA praranda 2 vandenilio atomus b ir c padėtyse, virsdamas nesočiosios rūgšties CoA esteriu. Reakciją katalizuoja acil-CoA dehidrogenazė, produktas yra enoil-CoA:

Hidratacijos etapas. Nesočiasis acil-CoA (enoil-CoA), dalyvaujant fermentui enoil-CoA hidratazė, prijungia vandens molekulę. Dėl to susidaro β-hidroksiacil-CoA (arba 3-hidroksiacil-CoA):

Antrasis dehidrogenavimo etapas. Tada gautas β-hidroksiacil-CoA (3-hidroksiacil-CoA) dehidrogenuojamas. Šią reakciją katalizuoja nuo NAD priklausomos dehidrogenazės:

Tiolazės reakcija. 3-oksoacil-CoA skilimas antrosios CoA molekulės tiolio grupe. Dėl to susidaro acil-CoA, sutrumpintas dviem anglies atomais, ir dviejų anglies fragmentas acetil-CoA pavidalu. Šią reakciją katalizuoja acetil-CoA aciltransferazė (β-ketotiolazė):

Gautas acetil-CoA oksiduojamas trikarboksirūgšties cikle, o acil-CoA, sutrumpintas dviem anglies atomais, vėl pakartotinai pereina visą β-oksidacijos kelią, kol susidaro butiril-CoA (4 anglies junginys), savo ruožtu oksiduojasi iki 2 acetil-CoA molekulių.

Riebalų rūgščių biosintezė. Riebalų rūgščių sintezė vyksta ląstelės citoplazmoje. Mitochondrijos daugiausia susijusios su esamų riebalų rūgščių grandinių pailgėjimu. Nustatyta, kad palmitino rūgštis (16 anglies atomų) sintetinama kepenų ląstelių citoplazmoje, o šių ląstelių mitochondrijose iš šios palmitino rūgšties arba iš egzogeninės kilmės riebalų rūgščių, t.y. iš žarnyno susidaro riebalų rūgštys, turinčios 18, 20 ir 22 anglies atomus.

Riebalų rūgščių biosintezės mitochondrijų sistema apima šiek tiek pakeistą β-oksidacijos reakcijų seką ir atlieka tik vidutinės grandinės riebalų rūgščių, esančių organizme, pailgėjimą, o visa palmitino rūgšties biosintezė iš acetil-CoA aktyviai vyksta citozolis, t.y. už mitochondrijų ribų, visiškai kitu keliu.

Ekstramitochondrinė riebalų rūgščių biosintezės sistema (lipogenezė) yra tirpioje (citozolinėje) kepenų ląstelių frakcijoje. Riebalų rūgščių biosintezė vyksta dalyvaujant NADPH, ATP, Mn2+ ir HCO3- (kaip CO2 šaltiniui); substratas yra acetil-CoA, galutinis produktas yra palmitino rūgštis.

Išsilavinimasnesočiųjų riebalų rūgščių. Riebalų rūgščių pailgėjimas.

Dvi labiausiai paplitusios mononesočiosios riebalų rūgštys – palmitoleino ir oleino – yra sintetinamos iš palmitino ir stearino rūgščių. Šios transformacijos vyksta kepenų ląstelių mikrosomose. Tik aktyvuotos palmitino ir stearino rūgščių formos transformuojasi. Šiose transformacijose dalyvaujantys fermentai vadinami desaturazėmis. Kartu su riebalų rūgščių prisotinimu (dvigubų jungčių susidarymu), mikrosomose vyksta ir jų pailgėjimas (pailgėjimas), abu šie procesai gali būti derinami ir kartojami. Riebalų rūgščių grandinės pailgėjimas vyksta nuosekliai pridedant dviejų anglies fragmentų į atitinkamą acil-CoA, dalyvaujant malonil-CoA ir NADPH. Fermentų sistema, katalizuojanti riebalų rūgščių pailgėjimą, vadinama elongaze. Palmitino rūgšties virsmo būdai desaturacijos ir pailgėjimo reakcijose pateikti 14 priede.

Trigliceridų biosintezė. Trigliceridų sintezė vyksta iš glicerolio ir riebalų rūgščių (daugiausia stearino, palmitino ir oleino). Pirmasis trigliceridų biosintezės kelias kepenyse vyksta dėl b-glicerofosfato (glicerolio-3-fosfato) susidarymo kaip tarpinio junginio; glicerolis yra fosforilinamas ATP, kad susidarytų glicerolis-3-fosfatas:

Antrasis kelias daugiausia susijęs su glikolizės ir glikogenolizės procesais. Yra žinoma, kad glikolitinio gliukozės skilimo procese susidaro dihidroksiacetono fosfatas, kuris, esant citoplazminei glicerolio-3-fosfato dehidrogenazei, gali virsti glicerolio-3-fosfatu:

Vienaip ar kitaip susidaręs glicerolio-3-fosfatas nuosekliai acilinamas dviem riebalų rūgšties CoA darinio molekulėmis. Dėl to susidaro fosfatido rūgštis (fosfatidatas):

Glicerolio-3-fosfato acilinimas vyksta nuosekliai, t.y. 2 etapais. Pirma, glicerolio 3-fosfato aciltransferazė katalizuoja lizofosfatidato susidarymą. Toliau fosfatido rūgštis hidrolizuojama fosfatidato fosfohidrolaze iki 1,2-diglicerido (1,2-diacilglicerolio):

Tada 1,2-digliceridas acilinamas trečiąja acil-CoA molekule ir paverčiamas trigliceridu (triacilgliceroliu). Šią reakciją katalizuoja diacilglicerolio aciltransferazė:

Nustatyta, kad dauguma trigliceridų biosintezėje dalyvaujančių fermentų yra endoplazminiame tinkle, o tik keli, pavyzdžiui, glicerolio-3-fosfato aciltransferazė, yra mitochondrijose.

Fosfolipidų metabolizmas. Fosfolipidai atlieka svarbų vaidmenį ląstelių membranų struktūroje ir veikloje, membranų ir lizosomų fermentų aktyvavime, nervinių impulsų laidumui, kraujo krešėjimui, imunologinėms reakcijoms, ląstelių dauginimosi ir audinių regeneracijos procesams, elektronų perkėlimui grandinėje. kvėpavimo fermentų. Ypatingą vaidmenį lipoproteinų kompleksų formavime atlieka fosfolipidai. Svarbiausi fosfolipidai sintetinami daugiausia ląstelės endoplazminiame tinkle.

Fosfolipidų biosintezėje pagrindinį vaidmenį atlieka 1,2-digliceridai (fosfatidilcholinų ir fosfatidiletanolaminų sintezėje), fosfatidino rūgštis (fosfatidilinozitolių sintezėje) ir sfingozino sintezėje (sintezinezinas). Citidino trifosfatas (CTP) dalyvauja beveik visų fosfolipidų sintezėje.

Cholesterolio biosintezė. Cholesterolio sintezėje galima išskirti tris pagrindinius etapus: I - aktyvaus acetato pavertimas mevalono rūgštimi, II - skvaleno susidarymas iš mevalono rūgšties, III - skvaleno ciklizavimas į cholesterolį.

Panagrinėkime aktyvaus acetato virsmo mevalono rūgštimi etapą. Pradinis mevalono rūgšties sintezės iš acetil-CoA žingsnis yra acetoacetil-CoA susidarymas per grįžtamąją tiolazės reakciją. Tada, vėliau kondensuojant acetoacetil-CoA su 3-ia acetil-CoA molekule, dalyvaujant hidroksimetilglutaril-CoA sintazei (HMG-CoA sintazei), susidaro β-hidroksi-β-metilglutaril-CoA. Toliau, β-hidroksi-β-metilglutaril-CoA, veikiamas reguliuojančio fermento NADP priklausomo hidroksimetilglutaril-CoA reduktazės (HMG-CoA reduktazės), dėl vienos iš karboksilo grupių redukavimo ir HS skilimo. -KoA, paverčiamas mevalono rūgštimi.

Kartu su klasikiniu mevalono rūgšties biosintezės būdu yra ir antras būdas, kuriame β-hidroksi-β-metilglutaril-S-ACP susidaro kaip tarpinis substratas. Šio kelio reakcijos yra identiškos pradinėms riebalų rūgščių biosintezės stadijoms iki acetoacetil-S-ACP susidarymo. Acetil-CoA karboksilazė, fermentas, paverčiantis acetil-CoA malonilo-CoA, dalyvauja formuojant mevalono rūgštį šiuo keliu.

II cholesterolio sintezės stadijoje mevalono rūgštis paverčiama skvalenu. II stadijos reakcijos prasideda mevalono rūgšties fosforilinimo pagalba ATP. Dėl to susidaro 5-fosforo esteris, o po to mevalono rūgšties 5-pirofosforo esteris. 5-pirofosfomevalono rūgštis dėl vėlesnio tretinės hidroksilo grupės fosforilinimo sudaro nestabilų tarpinį produktą - 3-fosfo- 5-pirofosfomevalono rūgštis, kuri, dekarboksilinta ir praradusi fosforo rūgšties likučius, virsta izopentenilo pirofosfatu. Pastarasis izomerizuojasi į dimetilalilo pirofosfatą. Tada abu izomeriniai izopentenilo pirofosfatai (dimetilalilo pirofosfatas ir izopentenilo pirofosfatas) kondensuojami, kad išsiskirtų pirofosfatas ir susidarytų geranilo pirofosfatas. Izopentenilo pirofosfatas vėl pridedamas prie geranilo pirofosfato. Šios reakcijos metu susidaro farnezilpirofosfatas. Galutinėje šios stadijos reakcijoje skvalenas susidaro dėl NADPH priklausomo redukcinio 2 farnezilpirofosfato molekulių kondensacijos.

III cholesterolio biosintezės stadijoje skvalenas, veikiamas skvaleno oksidociklazės, ciklizuojasi, sudarydamas lanosterolį. Vėlesnis lanosterolio pavertimas cholesteroliu apima daugybę reakcijų, apimančių trijų metilo grupių pašalinimą, dvigubos jungties prisotinimą šoninėje grandinėje ir dvigubos jungties išstūmimą.

Bendra cholesterolio sintezės schema pateikta 15 priede.

Ketoninių kūnų metabolizmas. Terminas ketono (acetono) kūnai reiškia acetoacto rūgštį (acetoacetatą) CH3COCH2COOH, β-hidroksisviesto rūgštį (β-hidroksibutiratą arba D-3-hidroksibutiratą) CH3CHONCH2COOH ir acetoną CH3COCH3.

Ketoninių kūnų susidarymas vyksta keliais etapais (16 priedas). Pirmajame etape acetoacetil-CoA susidaro iš 2 acetil-CoA molekulių. Reakciją katalizuoja fermentas acetil-CoA acetiltransferazė (3-ketotiolazė). Tada acetoacetil-CoA sąveikauja su kita acetil-CoA molekule. Reakcija vyksta veikiant fermentui hidroksimetilglutaril-CoA sintetazei. Gautas β-hidroksi-β-metilglutaril-CoA gali būti suskaidytas į acetoacetatą ir acetil-CoA, veikiant hidroksimetilglutaril-CoA liazei. Acetoacetatas redukuojamas dalyvaujant nuo NAD priklausomai D-3-hidroksibutirato dehidrogenazei, todėl susidaro D-β-hidroksisviesto rūgštis (D-3-hidroksibutiratas).

Yra antras ketoninių kūnų sintezės būdas. Susidaręs kondensuojantis 2 acetil-CoA molekulėms, acetoacetil-CoA gali atskirti kofermentą A ir paversti acetoacetatu. Šį procesą katalizuoja fermentas acetoacetil-CoA hidrolazė (deacilazė). Tačiau antrasis acetoacto rūgšties (acetoacetato) susidarymo būdas nėra reikšmingas, nes deacilazės aktyvumas kepenyse yra mažas.

Sveiko žmogaus kraujyje ketoninių kūnų yra tik labai mažomis koncentracijomis (0,03-0,2 mmol/l kraujo serume). Reikėtų pabrėžti svarbų ketoninių kūnų vaidmenį palaikant energijos balansą. Ketonų kūnai aprūpina degalus raumenims, inkstams ir galbūt veikia kaip grįžtamojo ryšio reguliavimo mechanizmo dalis, kad būtų išvengta per didelio riebalų rūgščių mobilizavimo iš riebalų atsargų. Kepenys šia prasme yra išimtis; jos nenaudoja ketoninių kūnų kaip energetinės medžiagos. Iš kepenų mitochondrijų šie junginiai pasklinda į kraują ir pernešami į periferinius audinius.

Kepenys yra centrinė IVF mainų vieta. Jie čia patenka iš žarnyno, riebalų sandėlių kaip kraujo plazmos albumino dalis.

Riebalų sintezės ir skaidymo kepenyse reguliavimas. Kepenų ląstelės turi aktyvias fermentų sistemas tiek riebalų sintezei, tiek skaidymui. Riebalų apykaitos reguliavimą daugiausia lemia riebalų rūgščių apykaitos reguliavimas, bet neapsiriboja šiais mechanizmais. Virškinimo metu suaktyvėja riebalų rūgščių ir riebalų sintezė, o poabsorbcinėje būsenoje ir nevalgius – jų skaidymas. Be to, riebalų panaudojimo greitis yra proporcingas raumenų darbo intensyvumui. Riebalų apykaitos reguliavimas yra glaudžiai susijęs su gliukozės metabolizmo reguliavimu. Kaip ir gliukozės metabolizmo atveju, hormonai insulinas, gliukagonas, adrenalinas ir baltymų fosforilinimo-defosforilinimo perjungimo procesai atlieka svarbų vaidmenį reguliuojant riebalų apykaitą.

Baltymų apykaitos reguliavimas kepenyse vyksta dėl intensyvios baltymų biosintezės ir aminorūgščių oksidacijos. Per dieną žmogaus organizmas pagamina apie 80-100 g baltymų, iš kurių pusė yra kepenyse. Pasninko metu kepenys greičiausiai išnaudoja atsarginius baltymus, kad aprūpintų kitus audinius aminorūgštimis. Baltymų praradimas kepenyse yra maždaug 20%; o kituose organuose – ne daugiau kaip 4 proc. Pačių kepenų baltymai paprastai visiškai atnaujinami kas 20 dienų. Kepenys siunčia didžiąją dalį susintetintų baltymų į kraujo plazmą. Prireikus (pavyzdžiui, visiško badavimo ar baltymų metu), šie baltymai taip pat yra būtinų aminorūgščių šaltiniai.

Patekusios į kepenis per vartų veną, aminorūgštys patiria daugybę transformacijų, o nemaža dalis aminorūgščių krauju pernešama po visą organizmą ir naudojamos fiziologiniams tikslams. Kepenys užtikrina laisvųjų aminorūgščių pusiausvyrą organizme, sintetindamos nepakeičiamas aminorūgštis ir perskirstydamos azotą. Absorbuotos aminorūgštys pirmiausia naudojamos kaip statybinės medžiagos specifinių audinių baltymų, fermentų, hormonų ir kitų biologiškai aktyvių junginių sintezei. Tam tikras aminorūgščių kiekis suyra, kai susidaro galutiniai baltymų apykaitos produktai (CO2, H2O ir NH3) ir išsiskiria energija.

Visi albuminai, 75-90% β-globulinų (β 1 -antitripsinas, β 2 -makroglobulinas - proteazės inhibitoriai, ūminės uždegimo fazės baltymai), 50% plazmos β-globulinų sintetina hepatocitai. Kepenys sintezuoja baltymų krešėjimo faktorius (protrombiną, fibrinogeną, prokonvertiną, akceleratorių globuliną, Kalėdų faktorių, Stewart-Prower faktorių) ir dalį natūralių pagrindinių antikoaguliantų (antitrombino, baltymo C ir kt.). Hepatocitai dalyvauja formuojant kai kuriuos fibrinolizės inhibitorius, kepenyse susidaro eritropoezės reguliatoriai – eritropoetinai. Glikoproteinas haptoglobinas, kuris sudaro kompleksą su hemoglobinu, neleidžiančiu jo pasišalinti per inkstus, taip pat yra kepenų kilmės. Šis junginys priklauso ūminės uždegimo fazės baltymams ir pasižymi peroksidazės aktyvumu. Ceruloplazminas, taip pat kepenyse sintetinas glikoproteinas, gali būti laikomas ekstraląsteline superoksido dismutaze, kuri padeda apsaugoti ląstelių membranas; Be to, jis skatina antikūnų gamybą. Panašų poveikį, tik ląsteliniam imunitetui, turi transferinas, kurio polimerizaciją taip pat vykdo hepatocitai.

Kepenys gali sintetinti kitą angliavandenių turintį baltymą, tačiau turintį imunosupresinių savybių – b-fetoproteiną, kurio koncentracijos padidėjimas kraujo plazmoje yra vertingas kai kurių kepenų, sėklidžių ir kiaušidžių navikų žymeklis. Kepenys yra daugumos komplemento sistemos baltymų šaltinis.

Kepenyse vyksta aktyviausias baltymų monomerų – aminorūgščių apykaitos procesas: nepakeičiamų aminorūgščių sintezė, nebaltyminių azoto junginių sintezė iš aminorūgščių (kreatino, glutationo, nikotino rūgšties, purinų ir pirimidinų, porfirinų, dipeptidų, pantotenato kofermentai ir kt.), aminorūgščių oksidacija susidarant amoniakui, kuris neutralizuojamas kepenyse karbamido sintezės metu.

Taigi pasvarstykime yra dažniaminorūgščių metabolizmo keliai. Įprasti aminorūgščių konversijos kepenyse būdai yra deamininimas, transamininimas, dekarboksilinimas ir aminorūgščių biosintezė.

Aminorūgščių deamininimas. Įrodyta, kad egzistuoja 4 aminorūgščių deamininimo (amino grupės skilimo) tipai (17 priedas). Buvo išskirtos atitinkamos fermentų sistemos, katalizuojančios šias reakcijas, ir nustatyti reakcijos produktai. Visais atvejais aminorūgšties NH 2 grupė išsiskiria amoniako pavidalu. Be amoniako, deamininimo produktai yra riebalų rūgštys, hidroksi rūgštys ir keto rūgštys.

Aminorūgščių transaminavimas. Transaminacija reiškia tarpmolekulinio amino grupės (NH2-) perkėlimo iš aminorūgšties į b-keto rūgštį reakcijas be tarpinio amoniako susidarymo. Transaminacijos reakcijos yra grįžtamos ir vyksta dalyvaujant specifiniams aminotransferazių fermentams arba transaminazėms.

Transaminacijos reakcijos pavyzdys:

Aminorūgščių dekarboksilinimas. Aminorūgščių karboksilo grupės pašalinimas CO 2 pavidalu. Gauti reakcijos produktai yra biogeniniai aminai. Dekarboksilinimo reakcijos, skirtingai nuo kitų tarpinių aminorūgščių metabolizmo procesų, yra negrįžtamos. Jas katalizuoja specifiniai fermentai – aminorūgščių dekarboksilazės.

Neutralizavimasamoniakas organizme. Žmogaus organizme per dieną suyra apie 70 g aminorūgščių, o dėl biogeninių aminų deamininimo ir oksidacijos reakcijų išsiskiria didelis kiekis amoniako, kuris yra labai toksiškas junginys. Todėl amoniako koncentracija organizme turėtų būti nedidelė. Amoniako kiekis kraujyje paprastai neviršija 60 µmol/l. Amoniakas turi susijungti kepenyse, kad susidarytų netoksiški junginiai, kurie lengvai pasišalina su šlapimu.

Vienas iš būdų surišti ir neutralizuoti amoniaką organizme yra glutamino (o galbūt ir asparagino) biosintezė. Glutaminas ir asparaginas nedideliais kiekiais išsiskiria su šlapimu. Atvirkščiai, jie atlieka transportavimo funkciją, pernešdami netoksišką amoniaką. Glutamino sintezę katalizuoja glutamino sintetazė.

Antrasis ir pagrindinis būdas neutralizuoti amoniaką kepenyse yra karbamido susidarymas, kuris bus aptartas toliau, kalbant apie karbamido formavimo funkciją kepenyse.

Hepatocituose atskiros aminorūgštys patiria specifinių transformacijų. Taurinas susidaro iš sieros turinčių aminorūgščių, kurios vėliau įtraukiamos į porines tulžies rūgštis (taurocholic, taurodeoksicholio), taip pat gali būti antioksidantas, surišantis hipochlorito anijoną, stabilizuojantis ląstelių membranas; įvyksta metionino aktyvavimas, kuris formoje S- adenozilmetioninas yra metilo grupių šaltinis kreatino genezės pabaigos reakcijose, cholino sintezėje cholino fosfatidams (lipotropinėms medžiagoms).

Neesminių aminorūgščių biosintezė. Bet kuri iš nepakeičiamų amino rūgščių gali būti susintetinta organizme reikiamu kiekiu. Šiuo atveju aminorūgšties anglies dalis susidaro iš gliukozės, o amino grupė įvedama iš kitų aminorūgščių transaminuojant. Alanija, aspartatas ir glutamatas susidaro atitinkamai iš piruvato, oksaloacetato ir b-ketoglutarato. Glutaminas susidaro iš glutamo rūgšties, veikiant glutamino sintetazei:

Asparaginas sintetinamas iš asparto rūgšties ir glutamino, kuris yra amido grupės donoras; Reakciją katalizuoja asparagino sintetazė.Iš glutamo rūgšties susidaro prolinas. Histidinas (iš dalies pakeičiama aminorūgštis) sintetinamas iš ATP ir ribozės: purininė ATP dalis tiekia -N=CH-NH- fragmentą histidino imidazolo ciklui; likusią molekulės dalį sudaro ribozė.

Jei maiste nėra nepakeičiamų aminorūgščių, ląstelės ją sintetina iš kitų medžiagų ir taip palaiko visą baltymų sintezei reikalingą aminorūgščių komplektą. Jei trūksta bent vienos iš nepakeičiamų aminorūgščių, baltymų sintezė sustoja. Taip yra todėl, kad didžiojoje daugumoje baltymų yra visos 20 aminorūgščių; todėl jei bent vieno iš jų trūksta, baltymų sintezė neįmanoma.

Organizme sintetinamos iš dalies pakeičiamos aminorūgštys, tačiau jų sintezės greitis nėra pakankamas, kad būtų patenkinti visi šių aminorūgščių organizmo poreikiai, ypač vaikų. Sąlygiškai nepakeičiamos aminorūgštys gali būti susintetintos iš nepakeičiamųjų: cisteinas - iš metionino, tirozinas - iš fenilalanino. Kitaip tariant, cisteinas ir tirozinas yra nepakeičiamos aminorūgštys, jei su maistu gaunama pakankamai metionino ir fenilalanino.

1.1.4 Kepenų dalyvavimas vitaminų apykaitoje

Kepenų dalyvavimas vitaminų apykaitoje susideda iš visų riebaluose tirpių vitaminų: A, D, E, K, F (tulžies sekrecija taip pat užtikrina šių vitaminų pasisavinimą) ir daugelio hidrovitaminų ( B 12, folio rūgštis, B 1, B 6, PP ir kt.), kai kurių vitaminų (nikotino rūgšties) ir kofermentų sintezė.

Kepenys ypatingos tuo, kad aktyvina vitaminus:

1. Folio rūgštis vitamino C pagalba paverčiama tetrahidrofolio rūgštimi (THFA); Redukcija apima dviejų dvigubų jungčių nutraukimą ir keturių vandenilio atomų pridėjimą 5, 6, 7 ir 8 padėtyse, kad susidarytų tetrahidrofolio rūgštis (THFA). Jis pasireiškia 2 audinių stadijose, dalyvaujant specifiniams fermentams, turintiems sumažintą NADP. Pirma, veikiant folio reduktazei, susidaro dihidrofolio rūgštis (DHFA), kuri, dalyvaujant antrajam fermentui, dihidrofolato reduktazei, redukuojama iki THFA:

1. Vitaminai B1 ir B6 fosforilinami atitinkamai į tiamino difosfatą ir piridoksalio fosfatą. Vitaminas B6 (piridoksinas) yra 3-hidroksipiridino darinys. Terminas vitaminas B6 reiškia visus tris 3-hidroksipiridino darinius, turinčius tą patį vitamino aktyvumą: piridoksiną (piridoksolį), piridoksalį ir piridoksaminą:

Nors visi trys 3-hidroksipiridino dariniai pasižymi vitamininėmis savybėmis, kofermentines funkcijas atlieka tik fosforilinti piridoksalio ir piridoksamino dariniai. Piridoksalio ir piridoksamino fosforilinimas yra fermentinė reakcija, kuri vyksta dalyvaujant specifinėms kinazėms. Pavyzdžiui, piridoksalio fosfato sintezę katalizuoja piridoksalio kinazė:

Vitaminas B1 (tiaminas). Jo cheminėje struktūroje yra du žiedai – pirimidino ir tiazolo, sujungti metileno ryšiu. Abi žiedų sistemos yra sintezuojamos atskirai kaip fosforilintos formos, tada susijungia per ketvirtinį azoto atomą.

Vitamino B1 pavertimas jo aktyvia forma, tiamino pirofosfatu (TPP), dar vadinamu tiamino difosfatu (TDP), apima specifinį nuo ATP priklausomą fermentą tiamino pirofosfokinazę.

1. Kai kurie karotenai, veikiami karotino dioksogenazės, paverčiami vitaminu A. Karotinai yra vitamino A provitaminai. Yra 3 karotinų rūšys: b-, b- ir d-karotinai, kurie skiriasi vienas nuo kito savo chemine struktūra ir biologiniu aktyvumu. Didžiausią biologinį aktyvumą turi β-karotinas, nes jame yra du β-jononų žiedai ir, organizme suskaidžius, iš jo susidaro dvi vitamino A molekulės:

Oksidacinio b- ir g-karotinų skaidymo metu susidaro tik viena vitamino A molekulė, nes kiekviename iš šių provitaminų yra vienas beta-jonono žiedas.

4. Vitaminas D pirmą kartą hidroksilinamas pakeliui į hormono kalcitriolio gamybą; Kepenyse hidroksilinimas vyksta 25 padėtyje. Fermentai, katalizuojantys šias reakcijas, vadinami hidroksilazėmis arba monooksigenazėmis. Hidroksilinimo reakcijose naudojamas molekulinis deguonis.

5. Oksiduotas vitaminas C redukuojamas iki askorbo rūgšties;

6. Vitaminai PP, B2, pantoteno rūgštis yra įtraukti į atitinkamus nukleotidus (NAD +, NAD + F, FMN, FAD, CoA-SH);

7. Vitaminas K yra oksiduojamas, kad būtų jo peroksidas kaip kofermentas baltymų krešėjimo faktorių brendimo (po transliacijos modifikacijos) metu.

Kepenys sintetina baltymus, kurie atlieka transportavimo funkcijas vitaminų atžvilgiu. Pavyzdžiui, retinolį surišantis baltymas (jo kiekis mažėja esant navikams), vitaminą E surišantis baltymas ir kt. Kai kurie vitaminai, pirmiausia riebaluose tirpūs, taip pat jų virsmo produktai išsiskiria iš organizmo kaip tulžies dalis.

1.1.5 Kepenų dalyvavimas vandens ir mineralų apykaitoje

Kepenų dalyvavimas vandens ir mineralų apykaitoje yra tas, kad jos papildo inkstų veiklą palaikant vandens ir druskos balansą ir yra tarsi vidinis organizmo filtras. Kepenys sulaiko Na +, K +, Cl -, Ca 2+ jonus ir vandenį bei išskiria juos į kraują. Be to, kepenyse nusėda makro (K, Na, Ca, Mg, Fe) ir mikro (Cu, Mn, Zn, Co, As, Cd, Pb, Se) elementus ir dalyvauja juos paskirstant į kitus audinius, naudodamas transportą. baltymai.

Norėdami kaupti geležį, hepatocitai sintetina specialų baltymą – feritiną. Kepenų ir blužnies retikuloendoteliocituose aptinkamas vandenyje netirpus geležies turintis baltymų kompleksas - hemosiderino. Hepatocitai sintetina ceruloplazminą, kuris, be minėtų funkcijų, veikia kaip vario jonų transportavimo baltymas. Transferinas, kuris, kaip ir ceruloplazminas, turi polifunkcionalumą, taip pat susidaro kepenyse ir naudojamas tik geležies jonams pernešti kraujo plazmoje. Šis baltymas yra būtinas embrioninių ląstelių augimui kepenų formavimosi metu. Kepenyse Zn jonas yra įtrauktas į alkoholio dehidrogenazę, kuri yra būtina etanolio biotransformacijai. Seleno junginiai, patenkantys į hepatocitus, paverčiami Se turinčiomis aminorūgštimis ir specifinės t-RNR pagalba patenka į įvairius Se baltymus: glutationo peroksidazę (GPO), 1-jodtironiną-5’. - dejodinazė, Se-baltymas P. Pastarasis laikomas pagrindiniu šio mikroelemento pernešėju. Dejodinazė, randama ne tik kepenyse, užtikrina prohormono tiroksino pavertimą aktyvia forma – trijodtironinu. Kaip žinoma, glutationo peroksidazė yra pagrindinis antiradikalinės gynybos fermentas. Kepenyse aminorūgščių sudėtyje esanti siera oksiduojama iki sulfatų, kurie FAPS (fosfoadenozilfosfosulfatų) pavidalu naudojami GAG, lipidų sulfoninimo reakcijose, taip pat ksenobiotikų ir kai kurių endogeninių medžiagų biotransformacijos procesuose (pavyzdžiai inaktyvacijos produktų yra skatoksilsulfatas, indoksilsulfatas). Kepenys gali tarnauti kaip laikinas vandens depas, ypač edemos metu (H 2 O kiekis gali sudaryti iki 80 % organo masės).

1.1.6 Kepenų dalyvavimas pigmentų apykaitoje

Kepenų dalyvavimas pigmentų apykaitoje pasireiškia chromoproteinų pavertimu bilirubinu kepenyse esančiose RES ląstelėse, bilirubino konjugacija pačiose kepenų ląstelėse ir iš žarnyno absorbuoto urobilinogeno skaidymu į ne pigmentą. Produktai.

Hemochromogeniniai pigmentai organizme susidaro irstant hemoglobinui (daug mažiau skaidant mioglobiną, citochromus ir kt.).

Pradinis hemoglobino skilimo etapas (makrofagų ląstelėse, ypač žvaigždžių retikuloendoteliocituose, taip pat bet kurio organo jungiamojo audinio histiocituose) yra vieno metino tilto plyšimas, kai susidaro verdoglobinas. Vėliau geležies atomas ir globino baltymas yra atskiriami nuo verdoglobino molekulės. Dėl to susidaro biliverdinas, kuris yra keturių pirolio žiedų grandinė, sujungta metano tilteliais. Tada biliverdinas, atsistatęs, virsta bilirubinu – pigmentu, išsiskiriančiu su tulžimi ir todėl vadinamu tulžies pigmentu. Gautas bilirubinas vadinamas netiesioginiu (nekonjuguotu) bilirubinu. Jis netirpsta vandenyje ir netiesiogiai reaguoja su diazoreagentu, t.y. reakcija atsiranda tik po išankstinio apdorojimo alkoholiu. Kepenyse bilirubinas jungiasi (konjugauoja) su gliukurono rūgštimi. Šią reakciją katalizuoja fermentas UDP-gliukuroniltransferazė, o gliukurono rūgštis reaguoja aktyvia forma, t.y. UDFGK pavidalu. Gautas bilirubino gliukuronidas vadinamas tiesioginiu bilirubinu (konjuguotu bilirubinu). Jis tirpsta vandenyje ir tiesiogiai reaguoja su diazoreagentu. Dauguma bilirubino susijungia su dviem gliukurono rūgšties molekulėmis ir sudaro bilirubino digliukuronidą. Kepenyse susidaręs tiesioginis bilirubinas kartu su labai maža netiesioginio bilirubino dalimi su tulžimi išsiskiria į plonąją žarną. Čia gliukurono rūgštis yra atskiriama nuo tiesioginio bilirubino, o jos sumažėjimas vyksta nuosekliai formuojantis mezobilirubinui ir mezobilinogenui (urobilinogenui). Iš plonosios žarnos dalis susidariusio mezobilinogeno (urobilinogeno) rezorbuojasi per žarnyno sienelę, patenka į vartų veną ir krauju pernešama į kepenis, kur visiškai suskaidoma į di- ir tripirolius. Taigi paprastai mezobilinogenas nepatenka į bendrą kraujotaką ir šlapimą. Pagrindinis mezobilinogeno kiekis iš plonosios žarnos patenka į storąją žarną ir čia dalyvaujant anaerobinei mikroflorai redukuojamas iki sterkobilinogeno. Gautas sterkobilinogenas apatinėse storosios žarnos dalyse (daugiausia tiesiojoje žarnoje) oksiduojamas į sterkobiliną ir pašalinamas su išmatomis. Tik nedidelė sterkobilinogeno dalis absorbuojama į apatinę tuščiųjų venų sistemą (pirmiausia patenka į hemoroidines venas), o vėliau išsiskiria su šlapimu (18 priedas).

Daugeliu kepenų ligų atvejų klinikiniai tyrimai išaiškina pažeidimo pobūdį, remiantis sindrominės diagnostikos principais. Pagrindiniai patologiniai procesai sujungiami į laboratorinius sindromus, atsižvelgiant į indikatorinius tyrimus: 1) citolizė; 2) cholestazė (vidinė ir ekstrahepatinė); 3) hepatodepresija (kepenų ląstelių nepakankamumas, nedidelis kepenų nepakankamumas, sintetinių procesų nepakankamumas); 4) uždegimas; 5) kepenų šuntavimo operacija; 6) regeneracija ir auglio augimas.

Įtarus konkrečią patologiją, atsižvelgiama į pagrindinius šiai ligai būdingus biocheminius sindromus. Standartinė funkcinių tyrimų programa laikoma pagrindu, tačiau kiekvienu atveju tiriami bent du testai.

2.2.1 Citolizės sindromas

Tai atsitinka, kai yra pažeistos kepenų ląstelės ir atsiranda dėl ryškaus hepatocitų ir jų organelių membranų vientisumo pažeidimo, dėl kurio ląstelių komponentai išsiskiria į tarpląstelinę erdvę ir kraują. Ląstelė, kuriai atliekama citolizė, dažniau išsaugo savo gyvybingumą, bet jei ji miršta, kalbame apie nekrozę.

Hepatocitų patologijos atveju iš jų išsiskiriantys fermentai greitai patenka į kraujo plazmą, nes kepenų ląstelės turi tiesioginį kontaktą su intersticine ir intravaskuline erdve, be to, šio organo kapiliarų sienelių pralaidumas yra didelis.

Pagrindiniai biocheminiai pokyčiai stebimi bendruose katabolizmo keliuose. Nukenčia oksidacinis fosforilinimas, todėl krenta ATP lygis, kinta elektrolitų koncentracija. Pastarųjų disbalansas atsispindi ląstelių membranų pralaidumo laipsnyje. Dėl ilgalaikio ATP sintezės slopinimo atsiranda energijos trūkumas, pažeidžiama baltymų, šlapalo ir hipuro rūgšties sintezė, stebimi lipidų ir angliavandenių apykaitos pokyčiai.

Svarbų vaidmenį šios būklės progresavime atlieka lizosomos, kurios sunaikinamos dėl membraninių struktūrų irimo, o į citozolį išsiskiria hidroliziniai fermentai.

Šis laboratorinis sindromas dažniau pasireiškia esant ūminiam virusiniam hepatitui ir kitiems ūminiams kepenų pažeidimams (vaistų sukeltas, toksiškas), lėtiniu aktyviu hepatitu, ciroze, greitai besivystančia ir užsitęsusia subhepaline gelta.

2.2.2 Cholestazės sindromas

Jį sukelia kepenų ląstelių tulžies funkcijos poslinkiai, sutrinka tulžies micelių susidarymas ir mažiausių tulžies latakų pažeidimas intrahepatinės cholestazės metu. Ekstrahepatinė cholestazė yra susijusi su mechaninėmis kliūtimis normaliai tulžies nutekėjimui ekstrahepatiniuose tulžies latakuose.

Sergant cholestazės sindromu, padidėja išskyrimo fermentų aktyvumas, stebima hipercholesterolemija, padidėja fosfolipidų, mažo tankio lipoproteinų (MTL) ir tulžies druskų kiekis. Dėl surištos frakcijos galima hiperbilirubinemija, mažėja albumino koncentracija ir padidėja b, c ir g globulinų kiekis kraujo serume.

Esant cholestazės sindromui, šarminės fosfatazės aktyvumo nustatymas turi didelę diagnostinę reikšmę. , kuris atskiria likusią fosforo rūgšties dalį nuo organinių esterių. Tai nevienalytis fermentas, kurį sudaro įvairūs izomerai, nes sindromo metu šarminės fosfatazės kiekis yra didžiausias. Esant cholestazei svarbus ir leucino aminopeptidazės (LAP), hidrolizuojančios N-galo aminorūgščių likučius baltymuose, aktyvumo nustatymas. Sergant virusiniu hepatitu, PAP, kaip ir aminotransferazių, aktyvumas yra padidėjęs (ir gali būti 100 kartų didesnis už viršutinę fiziologinio lygio ribą).

Pacientams, sergantiems cholestazinėmis kepenų pažeidimo formomis, fiksuojami pigmento metabolizmo pokyčiai. Visų pirma pastebima hiperbilirubinemija dėl su ja susijusios formos. Bilirubinas dėl savo hidrofiliškumo atsiranda šlapime, suteikdamas jam tamsią spalvą. Kita vertus, šlapime nėra urobilino. Būdingas diagnostinis požymis yra tulžies druskų buvimas šlapime, dėl kurių jis putoja.

2.2.3 Hepatodepresijos sindromas (nedidelis kepenų nepakankamumas)

Daugiausia būdinga sutrikusia sintetinė funkcija. Su sindromu sumažėja cholinesterazės aktyvumas kraujo serume, kiekybiniai gliukozės kiekio kraujyje pokyčiai, sumažėjęs bendro baltymų, ypač albumino, kiekis, hipocholesterolemija, sumažėja II kraujo krešėjimo faktorių vertės, V, VII, hiperbilirubinemija dėl laisvosios frakcijos indėlio padidėjimo, testų nepalankiausiomis sąlygomis parametrų pokyčiai (bromsulfaleic pagal Rosenthal-White, indocianinis-vofaverdinas, ueverdinas, antipirinas, galaktozė, kofeinas).

Pagal diagnostinę vertę hepatodepresinis sindromas yra žymiai prastesnis už citolitinį sindromą. Tačiau biocheminiai šios kančios rodikliai atlieka svarbų vaidmenį nustatant ligos sunkumą ir nustatant sunkų kepenų ląstelių nepakankamumą, būdingą žaibinėms formoms. Jautriausi kriterijai yra antipirino testas, prokonvertino kiekis kraujo serume (paprastai 80-120%), kuris yra sumažintas daugumai pacientų, sergančių vidutinio sunkumo hepatodepresijos sindromu. Kasdienėje praktikoje vis dar plačiai taikomi vidutinio jautrumo – protrombino indekso ir cholinesterazės (ChE) aktyvumo kraujo serume – tyrimai. Žmogaus organizme aptinkami dviejų tipų ChE: tikroji acetilcholinesterazė ir pseudocholinesterazė. Pirmasis hidrolizuoja acetilcholiną, o nerviniame audinyje ir raudonuosiuose kraujo kūneliuose jo gausu, antrasis sintetinamas daugiausia hepatocituose ir skaido ir cholino, ir necholino esterius. ChE aktyvumas yra svarbus laboratorinės diagnostikos parametras, apibūdinantis funkcinę kepenų būklę. Šio sindromo atveju ChE aktyvumas yra slopinamas. Šios grupės tyrimai apima gliukozės kiekio nustatymą . Nustatyta, kad kuo sunkesnė ūminio hepatito eiga, tuo dažniau stebima hipoglikemija . Ūminio kepenų nepakankamumo atveju šio monosacharido kiekis kraujyje sumažėja kas ketvirtam pacientui.

Kraujo serumo baltymų spektro disbalansui būdinga hipoalbuminemija ir globulino kiekio padidėjimas dėl g frakcijos. Esant lengvoms hepatito formoms, baltymų kiekis nesikeičia, o sunkesnėmis formomis pastebima hiperproteinemija sumažėjus albumino kiekiui. Antrinė hipoalbuminemija sergant lėtiniu kepenų pažeidimu (sunkiu ilgalaikiu virusiniu hepatitu, ciroze) yra nepalankus prognostinis požymis. Dėl to gali sumažėti onkotinis kraujo plazmos slėgis, išsivystyti edema, o vėliau – ascitas.

Lipidų apykaitos sutrikimai, būtent hipocholesterolemija, ypač su eteriu susijusiai frakcijai, stebimi sergant ūminiu virusiniu hepatitu ir piktybiniais kepenų navikais. Didžiausią diagnostinę reikšmę turi cholesterolio ir atskirų lipoproteinų (pirmiausia DTL) frakcinės sudėties nustatymas kraujo plazmoje.

Pigmentų apykaitos pokyčiams dėl dalies kepenų ląstelių disfunkcijos būdinga hiperbilirubinemija dėl laisvo bilirubino. Priklausomai nuo medžiagų apykaitos blokados lygio, pažeidimai išskiriami šiais etapais: aktyvaus laisvosios frakcijos pernešimo iš kraujo į kepenų ląsteles ir bilirubino gliukuronidų susidarymo hepatocituose.

2.2.4 Uždegimo sindromas

Sukeltas imunokompetentingo audinio ląstelių jautrinimo ir retikulohistiocitinės sistemos aktyvavimo. Histologinė šio sindromo išraiška yra limfomakrofagų įsiskverbimas į portalų traktus ir intralobulinę stromą, tai yra, imuninis uždegimas. Bet kokia imunologinė reakcija vystosi sąveikaujant T ir B limfocitams, makrofagams ir neutrofilams. Esant alkoholiniam kepenų pažeidimui, procese dalyvauja eozinofilai. Uždegimo sindromui būdinga: hiperproteinemija dėl daugiausia g-globulinų kiekio padidėjimo, imunoglobulinų, ypač IgG, IgM, IgA, koncentracijos padidėjimas, baltymų nuosėdų mėginių pokyčiai (timolis, sublimas, Veltmanas). ), atsiranda nespecifinių antikūnų prieš dezoksiribonukleoproteinus, lygiųjų raumenų skaidulas , mitochondrijas, mikrosomas.. Klinikinės diagnostikos laboratorijose plačiai taikomi koloidinio stabilumo tyrimai (timolio testas, Veltmano testas, cinko sulfato testas). Teigiamas šių tyrimų rezultatas atsiranda dėl kiekybinių atskirų frakcijų (b-, c-, g-globulinų) kiekio pokyčių arba albumino/globulinų santykio sumažėjimo. Labiausiai paplitęs yra McLagan testas (timolis), kuris aiškiai užfiksuojamas 90% ūminio virusinio hepatito atvejų net ir ikiikterinėje ligos stadijoje, taip pat jo anikterinėje formoje.

Jis registruojamas dėl galingų venų kolateralių išsivystymo, o į bendrą kraujotaką patenka daug medžiagų, kurios paprastai virstų kepenyse. Šie junginiai yra amonio druskos, fenoliai, aminorūgštys (tirozinas, fenilalaninas, triptofanas, metioninas), trumpos grandinės riebalų rūgštys, turinčios 4–8 anglies atomus (sviesto, valerijono, kaprono ir kaprilo rūgštys) ir merkaptanai. . Kraujyje kaupiasi didelėmis koncentracijomis, jos tampa toksiškos centrinei nervų sistemai ir kelia grėsmę hepatinės encefalopatijos atsiradimui. Prie šios grupės medžiagų priskiriami ir endotoksinai – gramneigiamų žarnyno mikrobų lipopolisacharidai.

Sergant kepenų ligomis, ypač ciroze, sutrinka aminorūgščių deaminacijos ir karbamido sintezės procesai. Amino azotas kraujyje negali būti neutralizuojamas kepenyse (dėl pavertimo karbamidu) ir yra nukreipiamas į bendrą kraujotaką, kur didelė jo koncentracija sukelia toksinį poveikį. "Amoniako" intoksikacija yra vienas iš svarbiausių simptomų, skatinančių "kepenų" komos ir encefalopatijos vystymąsi.

2.2.6 Kepenų regeneracija ir naviko augimo sindromas

Jo rodiklis – didelis b-fetoproteino kiekis kraujo serume (8 ir daugiau kartų, palyginti su norma). Nedidelis šio glikoproteino koncentracijos padidėjimas (1,5–4 kartus) dažniau pasireiškia suaktyvėjusia regeneracija, ypač sergant aktyvia kepenų ciroze. Apskritai sindromo perėjimas į lėtinį hepatitą, vėliau į cirozę ir vėžį gali būti laikomas vienu patologiniu procesu.

Išvada

Kepenys yra vienas iš svarbiausių organų, palaikančių gyvybines organizmo funkcijas, nes biocheminės funkcijos, įskaitant įvairias kepenyse vykstančias metabolines reakcijas, yra bendros medžiagų apykaitos pagrindas ir jungiamoji šerdis. Be to, kepenys atlieka specifines funkcijas, pavyzdžiui, dalyvauja virškinant, išskirdamos tulžį; filtruoja kraują, susidarant galutiniams medžiagų apykaitos produktams, kurie vėliau išsiskiria iš organizmo; iš dalies suteikia imunitetą sintetindamas kraujo plazmos baltymus.

Apskritai visos kepenų funkcijos lemia homeostazės palaikymą, o pažeidus bent vieną iš jų, gali atsirasti viso organizmo pakitimų, o tai reiškia, kad kepenų ligos paveikia kitų organų ir viso organizmo būklę. Todėl kursiniame darbe buvo nagrinėjama normali ir patologinė kepenų būklė bei paliečiami laboratorinės diagnostikos pagrindai, nes žinant gebėjimus nustatyti kepenų pažeidimo sindromus galima tiksliai diagnozuoti ir nustatyti ligos priežastį ateityje, kuri yra labai svarbus ankstyvoje stadijoje ir leidžia paskirti tinkamą gydymą.

Bibliografija

1. Anokhin, P.K. Neurofiziologinė alkio, apetito ir sotumo teorija [Elektroninis išteklius] / Anokhin P.K., Sudakov K.V. - 1971.- 2 t., nr 1. - p. 3. - prieigos režimas: http://www.curemed.ru/medarticle/articles/14248.htm.

2. Berezovas, T.T. Biologinė chemija [Tekstas]: vadovėlis / T. T. Berezovas, B. F. Korovkinas. - 3 leidimas, pataisytas ir papildytas. - M.: Medicina, 1998. - 704 p.: iliustr. - (Tekstas. liet. Medicinos universitetų studentams). - ISBN 5-225-02709-1.

3. Biochemija [Tekstas]: vadovėlis universitetams / red. Narys korespondentas RAS, prof. E. S. Severina. - 2 leidimas, red. - M.: GEOTAR-MED, 2004. - 748 p.: iliustr. - (serialas „XXI amžius“). - ISBN 5-9231-0390-7.

4. Klinikinė biochemija [Tekstas] / red. narys korr. RAS, Rusijos medicinos mokslų akademijos akademikas V. A. Tkachukas. - 2-asis leidimas, pataisytas ir papildytas. - M.: GEOTAR-MED, 2004. - 512 p. - (Klasikinis universiteto vadovėlis). - ISBN 5-9231-0420-2.

5. Murray, R. Human biochemistry [Tekstas]: 2 tomuose / R. Murray, D. Grenner, P. Mayes, V. Rodwell. - per. iš anglų kalbos V. V. Borisova, E. V. Dainičenko; Redaguota L.M. Ginodmanas. - M.: Mir, 1993. - iliustr. - ISBN 5-03-001774-7.

6. Nikitina, L.P. Kepenų biochemija normaliomis sąlygomis ir patologija [Tekstas]: vadovėlis medicinos universitetų dėstytojams ir studentams, gydytojams, praktikams, klinikiniams rezidentams / L.P. Nikitina, N.V. Solovjova,

P.B. Tsidendambajevas. - Čita: Valstybinė švietimo įstaiga ChSMA, 2004. - 52 p.

7. Nikolajevas, A.Ya. Biologinė chemija [Tekstas] / A.Ya. Nikolajevas. - 4-asis leidimas, pataisytas. ir papildomas - M.: Medicinos informacijos agentūra. - 2004. - 556 p.: iliustr. - ISBN 5-89481-219-4.

8. Strayer, L. Biochemija [Tekstas]: 3 tomuose / L. Strayer. - per. iš anglų kalbos M. D. Grozdova; Redaguota S.E. Severina. - M.: Mir, 1984. - iliustr.

Gyvūnai, augalai, grybai, virusai, bakterijos. Kiekvienos karalystės atstovų skaičius toks didelis, kad belieka stebėtis, kaip mes visi telpame Žemėje. Tačiau, nepaisant tokios įvairovės, visi planetos gyviai turi keletą pagrindinių bruožų.

Visų gyvų dalykų bendrumas

Įrodymai gaunami iš kelių pagrindinių gyvų organizmų savybių:

• mitybos poreikiai (energijos suvartojimas ir jos transformacija organizme);
• kvėpavimo poreikiai;
• gebėjimas daugintis;
• augimą ir vystymąsi per visą gyvavimo ciklą.

Bet kurį iš išvardytų procesų organizme vaizduoja cheminių reakcijų masė. Kas sekundę šimtai organinių molekulių sintezės ir skilimo reakcijų įvyksta bet kurio gyvo padaro, o ypač žmogaus, viduje. Struktūra, cheminio veikimo ypatumai, sąveika tarpusavyje, organinės ir neorganinės struktūros molekulių sintezė, skilimas ir naujų struktūrų konstravimas - visa tai yra didelio, įdomaus ir įvairaus mokslo tyrimo objektas. Biochemija yra jauna, progresyvi žinių sritis, tirianti viską, kas vyksta gyvų būtybių viduje.

Objektas

Biochemijos tyrimo objektas yra tik gyvi organizmai ir visi juose vykstantys gyvybės procesai. Konkrečiai kalbant apie chemines reakcijas, vykstančias įsisavinant maistą, išskiriant atliekas, augant ir vystantis. Taigi, biochemijos pagrindai yra šie:

1. Neląstelinės gyvybės formos – virusai.
2. Prokariotinės bakterinės ląstelės.
3. Aukštesni ir žemesni augalai.
4. Visų žinomų klasių gyvūnai.
5. Žmogaus kūnas.

Tuo pačiu metu pati biochemija yra gana jaunas mokslas, kuris atsirado tik sukaupus pakankamai žinių apie gyvų būtybių vidinius procesus. Jos atsiradimas ir izoliacija prasidėjo XIX amžiaus antroje pusėje.

Šiuolaikinės biochemijos šakos

Dabartiniame vystymosi etape biochemija apima keletą pagrindinių skyrių, kurie pateikiami lentelėje.

skyrius	Apibrėžimas	Tyrimo objektas
Dinaminė biochemija	Tyrinėja chemines reakcijas, kuriomis grindžiamas molekulių tarpusavio konversija organizme	Metabolitai – tai paprastos molekulės ir jų dariniai, susidarę dėl energijos mainų; monosacharidai, riebalų rūgštys, nukleotidai, aminorūgštys
Statinė biochemija	Tyrinėja cheminę sudėtį organizmų viduje ir molekulių struktūrą	Vitaminai, baltymai, angliavandeniai, nukleorūgštys, aminorūgštys, nukleotidai, lipidai, hormonai
Bioenergija	Užsiima energijos absorbcijos, kaupimosi ir transformacijos gyvose biologinėse sistemose tyrimais	Viena iš dinaminės biochemijos skyrių
Funkcinė biochemija	Išstudijuokite visų kūno fiziologinių procesų detales	Mityba ir virškinimas, rūgščių ir šarmų pusiausvyra, raumenų susitraukimai, nervinių impulsų laidumas, kepenų ir inkstų reguliavimas, imuninės ir limfinės sistemos veikimas ir kt.
Medicininė biochemija (žmogaus biochemija)	Tyrinėja medžiagų apykaitos procesus žmogaus organizme (sveikuose organizmuose ir sergant ligomis)	Eksperimentai su gyvūnais leidžia nustatyti patogenines bakterijas, sukeliančias žmonių ligas, ir rasti būdų, kaip su jomis kovoti

Taigi galime sakyti, kad biochemija yra visas kompleksas mažų mokslų, apimančių visą sudėtingiausių gyvų sistemų vidinių procesų įvairovę.

Susiję mokslai

Laikui bėgant susikaupė tiek daug įvairių žinių ir susiformavo tiek daug mokslinių įgūdžių apdorojant tyrimų rezultatus, veisiant bakterijų kolonijas ir RNR, įterpiant žinomas genomo dalis su duotomis savybėmis ir pan., kad reikia papildomų mokslų. kurie yra antriniai biochemijai. Tai tokie mokslai kaip:

• molekulinė biologija;
• Genetinė inžinerija;
• genų chirurgija;
• molekulinė genetika;
• enzimologija;
• imunologija;
• molekulinė biofizika.

Kiekviena iš išvardintų žinių sričių turi daug pasiekimų tiriant bioprocesus gyvose biologinėse sistemose, todėl yra labai svarbi. Visi jie priklauso XX amžiaus mokslams.

Intensyvios biochemijos ir susijusių mokslų plėtros priežastys

1958 metais Korana atrado geną ir jo struktūrą, po to 1961 metais buvo iššifruotas genetinis kodas. Tada buvo nustatyta DNR molekulės struktūra – dvigrandė struktūra, galinti pakartotinai daugintis (savarankiškai daugintis). Aprašytos visos medžiagų apykaitos procesų (anabolizmo ir katabolizmo) subtilybės, ištirta tretinė ir ketvirtinė baltymo molekulės sandara. Ir tai nėra visas svarbiausių XX amžiaus atradimų, sudarančių biochemijos pagrindą, sąrašas. Visi šie atradimai priklauso biochemikams ir pačiam mokslui. Todėl jo vystymuisi yra daug prielaidų. Galime nustatyti keletą šiuolaikinių jo dinamiškumo ir formavimosi intensyvumo priežasčių.

1. Buvo atskleistas daugumos gyvuose organizmuose vykstančių cheminių procesų pagrindas.
2. Suformuluotas daugumos fiziologinių ir energetinių procesų, skirtų visoms gyvoms būtybėms, vienybės principas (pavyzdžiui, jie yra vienodi bakterijose ir žmonėms).
3. Medicininė biochemija yra raktas į daugelio sudėtingų ir pavojingų ligų gydymą.
4. Biochemijos pagalba tapo įmanoma priartėti prie globaliausių biologijos ir medicinos klausimų sprendimo.

Taigi išvada: biochemija yra progresyvus, svarbus ir labai plataus spektro mokslas, leidžiantis rasti atsakymus į daugelį žmonijos klausimų.

Biochemija Rusijoje

Pas mus biochemija yra pažangus ir svarbus mokslas kaip ir visame pasaulyje. Rusijos teritorijoje yra pavadintas Biochemijos institutas. A. N. Bakh RAS, Mikroorganizmų biochemijos ir fiziologijos institutas, pavadintas. G.K.Scriabin RAS, Biochemijos tyrimų institutas SB RAS. Mūsų mokslininkai turi didelį vaidmenį ir daug nuopelnų mokslo raidos istorijoje. Pavyzdžiui, buvo atrastas imunoelektroferezės metodas, glikolizės mechanizmai, suformuluotas nukleotidų komplementarumo principas DNR molekulės struktūroje, padaryta nemažai kitų svarbių atradimų. XIX amžiaus pabaigoje ir XX amžiaus pradžioje. Iš esmės susikūrė ne ištisi institutai, o kai kuriuose universitetuose biochemijos katedra. Tačiau netrukus atsirado poreikis plėsti šio mokslo studijų erdvę dėl intensyvios jo plėtros.

Biocheminiai augalų procesai

Augalų biochemija yra neatsiejamai susijusi su fiziologiniais procesais. Apskritai augalų biochemijos ir fiziologijos studijų dalykas yra:

• augalo ląstelės gyvybinė veikla;
• fotosintezė;
• kvėpavimas;
• augalų vandens režimas;
• mineralinė mityba;
• pasėlių kokybė ir jo formavimosi fiziologija;
• augalų atsparumas kenkėjams ir nepalankioms aplinkos sąlygoms.

Poveikis žemės ūkiui

Žinios apie giluminius biochemijos procesus augalų ląstelėse ir audiniuose leidžia padidinti kultūrinių žemės ūkio augalų, kurie yra masiniai visai žmonijai svarbių maisto produktų gamintojai, pasėlių kokybę ir kiekį. Be to, augalų fiziologija ir biochemija leidžia rasti būdų, kaip spręsti kenkėjų užkrėtimo, augalų atsparumo nepalankioms aplinkos sąlygoms problemas, gerinti augalininkystės produktų kokybę.

Pabandykime paaiškinti, kas yra funkcinė biochemija. Visi esate girdėję posakį: „Esame tai, ką valgome! Tai tiesa daugeliu atžvilgių, bet mes taip pat kvėpuojame ir sugeriame kartu su oda... Kūnas yra tarsi didelė gamybinė patalpa, kurioje vyksta kažkokie technologiniai procesai: fiziniai, cheminiai, elektriniai... Visas šis komplektas vadinamas medžiagų apykaitą arba medžiagų apykaitą, arba biocheminės reakcijos. Medžiagų apykaitos dėka mes gyvename, ji užtikrina visų organų ir sistemų funkcionavimą, sąveiką tarpusavyje ir su išorine aplinka.

Moksle yra sąvokos „in vitro“ ir „in vivo“. Tiems, kurie nėra susipažinę su terminologija, paaiškinkime: „in vitro“ yra tai, kas vyksta mėgintuvėlyje, laboratorijoje, eksperimentinėmis sąlygomis, o „in vivo“ yra tai, kas vyksta gyvuose audiniuose, kūne, natūralioje aplinkoje. Šie procesai nėra lygiaverčiai! Yra biocheminių reakcijų, kurių neįmanoma atkurti nei laboratorijoje, nei mokslinių tyrimų institute, nei kur kitur, vienu žodžiu! O gyvame organizme ši reakcija vyksta labai paprastai ir natūraliai!!! Tai yra pasireiškimas gyvenimą! Funkcinės biochemijos uždavinys – kiekvienu konkrečiu atveju išsiaiškinti medžiagų apykaitos ypatybes. Tai yra, suprasti sąveikos su išorine aplinka ypatumus ir pačiame organizme vykstančių biocheminių procesų eigos ypatumus.

Metabolizmą lemia rinkinys fermentai. Fermentų rinkinį lemia rinkinys genai. Tai yra oficialus mokslo požiūris. Kiekvienas gyvas daiktas turi „pagrindinį“ genų rinkinį (šerdį), kuris užtikrina gyvybingumą. O šių genų suirimas sukuria didelių sunkumų suvokiant gyvenimą. Ir yra „parinktys“ (papildomas genų rinkinys), kurios suteikia mūsų individualumą: odos spalva, akių spalva ir kt. Šie genai iš dalies lemia gyvo organizmo sąveikos su išorine aplinka ypatybes. Ir tai suvokiama per mūsų imunitetą. Viskas, kas liečiasi su mūsų kūnu, yra įkvepiama, pasisavinama, praryjama – visa tai pirmiausia įvertina mūsų imuninė sistema. O su savo „leidimu“ sąveikauja su vidine aplinka, gali dalyvauti medžiagų apykaitoje ir pan.

Gyvas organizmas yra atvira sistema, tai yra, kad užtikrintų savo gyvybines funkcijas, jis turi sąveikauti su išorine aplinka. Ši savybė užtikrina individo išlikimą ir rūšies evoliuciją. Jeigu viskas idealu, tai žmogus puikiai prisitaiko prie besikeičiančių sąlygų ir gali vartoti bet kokį produktą, bet kokį maistą, gyvūninės ar augalinės kilmės. Jei ne, tuomet žmogus blogai toleruoja aplinkos pokyčius ir dalis maisto tampa organizmo toksinu.

O funkcinis požiūris į konkretaus žmogaus medžiagų apykaitos tyrimą leidžia ištaisyti sąveikos su išorine aplinka „trūkumus“, taip pat vidinių medžiagų apykaitos procesų „sunkumus“. Turime suprasti, kad imuninė sistema čia vaidina pagrindinį vaidmenį. Medžiagas, kurios nėra pripažintos mitybos (maisto) šaltiniu, imuninė sistema suvokia kaip svetimkūnį. Dėl to išsivysto vadinamoji reakcija, kuri gali pasireikšti vienos ar kelių rūšių imunologinėmis reakcijomis. Jeigu kalbame apie įgimtą organizmo savybę (nulemtą genomo), tai galime tik prie jos prisitaikyti. Taip pat kartais gyviems audiniams trūksta kai kurių medžiagų ar komponentų visaverčiam egzistavimui ir visų organizmo funkcijų užtikrinimui. Šios sąlygos vadinamos medicinoje. Be to, yra junginių ir medžiagų, kurios daugeliu atvejų turi poveikį gyviems audiniams. Ir jų buvimas yra labai nepageidaujamas organizmui. Tai yra toksiški metalai, pramoninės ar žemės ūkio kilmės junginiai, toksinai, kuriuos gamina mūsų viduje gyvenantys organizmai.

Šioms ligoms diagnozuoti daugiausia naudojami laboratoriniai metodai, leidžiantys nustatyti šiurkščius pažeidimus. Kai kurie iš šių tyrimo metodų šiuo metu yra ginčijami. Pavyzdžiui, kraujo tyrimas neatspindi tikrojo vitaminų ir elementų kiekio audiniuose ir visame kūne (išskyrus vitaminą A). Diagnostiniame darbe naudojame standartizuotus taikomosios kineziologijos metodus. Šis metodas leidžia nustatyti gana subtilius ir nereikšmingus metabolinio (cheminio) lygio sutrikimus, parinkti korekcinę medžiagą ir jos dozę. Mūsų duomenimis, 91% atvejų būtina vienokia ar kitokia cheminių procesų korekcija, be kitų metodų (osteopatinių, medicininių...).