Печень обеспечивает снижение глюкозы в крови

Одним из наиболее важных влияний инсулина является депонирование в печени всасываемой после приема пищи глюкозы в виде гликогена. В промежутках между приемами пищи, когда нет поступлений питательных веществ и концентрация глюкозы в крови начинает снижаться, параллельно быстро снижается секреция инсулина. Гликоген в печени начинает распадаться до глюкозы, которая высвобождается в кровь и препятствует падению концентрации глюкозы до слишком низкого уровня.
Механизм, с помощью которого инсулин обеспечивает поступление и депонирование глюкозы в печени, включает несколько почти одновременных этапов.

1. Инсулин инактивирует фосфорилазу печени— основной фермент, способствующий распаду гликогена печени до глюкозы. Это предупреждает распад гликогена, который в таком случае запасается в клетках печени.

2. Инсулин обеспечивает усиление поступления глюкозы из крови в клетки печени. Это достигается увеличением активности фермента глюкокиназы, являющейся одним из ферментов, инициирующих фосфорилирование глюкозы после ее диффузии в клетки печени. После фосфорилирования глюкоза временно остается как бы в ловушке в клетке печени, т.к. в такой форме она не может диффундировать обратно через клеточную мембрану.

3. Инсулин также увеличивает активность ферментов, обеспечивающих синтез гликогена, особенно гликогенсинтетазы, ответственной за полимеризацию моносахаридов — единиц, из которых образуется молекула гликогена.

Значение всех этих изменений заключается в увеличении содержания гликогена в печени. В целом содержание гликогена в печени при увеличении его синтеза может составить 5-6% массы печени, что соответствует приблизительно 100 г гликогена, составляющего депо гликогена в печени.

Глюкоза высвобождается из печени в промежутках между приемами пищи. Если уровень глюкозы в крови начинает снижаться до нижнего предела в промежутках между приемами пищи, это приведен к ряду изменений и послужит поводом для высвобождения глюкозы из печени в кровоток.
1. Снижение уровня глюкозы приводит к снижению секреции инсулина поджелудочной железой.

2. Отсутствие инсулина приведет к изменению направления реакций, нацеленных на создание запаса гликогена, главным образом к остановке дальнейшего синтеза гликогена в печени и предупреждению поступления глюкозы в печень из крови.

3. Отсутствие инсулина (параллельно с увеличением глюкагона, что будет рассмотрено далее) активирует фермент фосфорилазу, расщепляющую гликоген до глюкозофосфата.

4. Фермент глюкофосфатаза, ингибируемый инсулином, при отсутствии инсулина активируется и приводит к отщеплению фосфатного радикала от глюкозы, что позволяет свободной глюкозе вернуться в кровь.

Таким образом, печень забирает глюкозу из крови, когда в крови возникает ее избыток в связи с приемом пищи, и возвращает ее в кровь, когда концентрация глюкозы снижается в промежутках между приемами пищи. Обычно около 60% глюкозы пищи запасается таким способом в печени и в последующем возвращается в кровь.
Инсулин обеспечивает превращение избытка глюкозы в жирные кислоты и ингибирует глюконеогенез в печени.

Если поступление глюкозы превышает возможности запасания ее в виде гликогена или возможности ее локальных метаболических превращений в гепатоцитах, инсулин обеспечивает превращение избытка глюкозы в жирные кислоты. Жирные кислоты впоследствии в виде триглицеридов переводятся в липопротеины очень низкой плотности и в таком виде транспортируются кровью в жировую ткань, где депонируются в виде жира.

Инсулин также тормозит глюконеогенез. Это достигается снижением как количества, так и активности ферментов, необходимых для глюконеогенеза. Однако эти эффекты частично вызваны снижением высвобождения аминокислот из мышц и других внепеченочных тканей и вследствие этого — снижением необходимого для глюконеогенеза сырья. Это будет обсуждаться далее в связи с влиянием инсулина на обмен белка.

источник

Печень в организме человека выполняет целый ряд разнообразных и жизненно важных функций. Печень участвует практически во всех видах обмена: белковом, липидном, углеводном, водно-минеральном, пигментном.

Важнейшее значение печени в обмене веществ в первую очередь определяется тем, что она является как бы большой промежуточной станцией между портальным и общим кругом кровообращения. В печень человека более 70% крови поступает через воротную вену, остальная кровь попадает через печеночную артерию. Кровь воротной вены омывает всасывающую поверхность кишечника, и в результате большая часть веществ, всасывающихся в кишечнике, проходит через печень (кроме липидов, транспорт которых в основном осуществляется через лимфатическую систему). Таким образом, печень функционирует как первичный регулятор содержания в крови веществ, поступающих в организм с пищей.

Доказательством справедливости данного положения является следующий общий факт: несмотря на то что всасывание питательных веществ из кишечника в кровь происходит прерывисто, непостоянно, в связи с чем в портальном круге кровообращения могут наблюдаться изменения концентрации ряда веществ (глюкоза, аминокислоты и др.), в общем круге кровообращения изменения в концентрации указанных соединений незначительны. Все это подтверждает важную роль печени в поддержании постоянства внутренней среды организма.

Печень выполняет также крайне важную экскреторную функцию, теснейшим образом связанную с ее детоксикационной функцией. В целом без преувеличения можно констатировать, что в организме нет путей обмена веществ, которые прямо или косвенно не контролировались бы печенью, в связи с чем многие важнейшие функции печени уже рассматривались в соответствующих главах учебника. В данной главе будет сделана попытка дать обобщающие представления о роли печени в обмене веществ целостного организма.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПЕЧЕНИ

У взрослого здорового человека масса печени составляет в среднем 1,5 кг. Некоторые исследователи считают, что эту величину следует рассматривать как нижнюю границу нормы, а диапазон колебаний от 20 до 60 г на 1 кг массы тела. В табл. представлены некоторые данные о химическом составе печени в норме. Из данных табл. видно, что более 70% от массы печени составляет вода. Однако следует помнить, что масса печени и ее состав подвержены значительным колебаниям как в норме, так и особенно при патологических состояниях.

Например, при отеках количество воды может составлять до 80% от массы печени, а при избыточном отложении жира в печени – снизиться до 55%. Более половины сухого остатка печени приходится на долю белков, причем примерно 90% из них – на глобулины. Печень богата различными ферментами. Около 5% от массы печени составляют липиды: нейтральные жиры (триглицериды), фосфолипиды, холестерин и др. При выраженном ожирении содержание липидов может достигать 20% от массы органа, а при жировом перерождении печени количество липидов может составлять 50% от сырой массы.

В печени может содержаться 150–200 г гликогена. Как правило, при тяжелых паренхиматозных поражениях печени количество гликогена в ней уменьшается. Напротив, при некоторых гликогенозах содержание гликогена достигает 20% и более от массы печени.

Разнообразен и минеральный состав печени. Количество железа, меди, марганца, никеля и некоторых других элементов превышает их содержание в других органах и тканях.

ПЕЧЕНЬ В УГЛЕВОДНОМ ОБМЕНЕ

Основная роль печени в углеводном обмене заключается в обеспечении постоянства концентрации глюкозы в крови. Это достигается регуляцией между синтезом и распадом гликогена, депонируемого в печени.

Участие печени в поддержании концентрации глюкозы в крови определяется тем, что в ней протекают процессы гликогенеза, гликогенолиза, гликолиза и глюконеогенеза. Эти процессы регулируются многими гормонами, в том числе инсулином, глюкагоном, СТГ, глюкокортикоидами и катехоламинами. Поступающая в кровь глюкоза быстро захватывается печенью. Считают, что это обусловлено исключительно высокой чувствительностью гепатоцитов к инсулину (хотя есть данные, заставляющие усомниться в важности этого механизма).

При голодании снижается уровень инсулина и повышаются уровни глюкагона и кортизола. В ответ на это в печени усиливаются гликогенолиз и глюконеогенез. Для глюконеогенеза необходимы аминокислоты, особенно аланин, которые образуются при распаде мышечных белков. Напротив, после приема пищи аланин и разветвленные аминокислоты поступают из печени в мышцы, где участвуют в синтезе белков. Этот глюкозо-аланиновый цикл регулируется изменениями сывороточных концентраций инсулина, глюкагона и кортизола.

Предполагалось, что после приема пищи гликоген и жирные кислоты синтезируются прямо из глюкозы. Однако на самом деле эти превращения происходят непрямым путем с участием трикарбоновых метаболитов глюкозы (например, лактата ) или других субстратов глюконеогенеза, таких, как фруктоза и аланин.

При циррозе печени часто изменяется уровень глюкозы в крови. Обычно наблюдаются гипергликемия и нарушение толерантности к глюкозе. При этом активность инсулина в крови нормальна или повышена (за исключением гемохроматоза); следовательно, нарушение толерантности к глюкозе обусловлено инсулинорезистентностью. Ее причиной может быть снижение числа функционирующих гепатоцитов.

Есть также данные, что при циррозе печени наблюдается рецепторная и пострецепторная инсулинорезистентность гепатоцитов. Кроме того, при портокавальном шунтировании уменьшается печеночная элиминация инсулина и глюкагона, поэтому концентрация этих гормонов повышается. Однако при гемохроматозе уровень инсулина может снижаться (вплоть до развития сахарного диабета ) из-за отложения железа в поджелудочной железе . При циррозе способность печени использовать лактат в реакциях глюконеогенеза снижается, в результате его концентрация в крови может возрасти.

Хотя гипогликемия наиболее часто возникает при молниеносном гепатите , она может развиться и на конечных стадиях цирроза печени — вследствие снижения запаса гликогена в печени, уменьшения реакции гепатоцитов на глюкагон, понижения способности печени синтезировать гликоген из-за обширного разрушения клеток. Это усугубляется тем, что количество гликогена в печени даже в норме ограничено (около 70 г), организму же необходимо постоянное поступление глюкозы (около 150 г/сут). Поэтому запасы гликогена в печени истощаются очень быстро (в норме — уже после первого дня голодания).

В печени синтез гликогена и его регуляция в основном аналогичны тем процессам, которые протекают в других органах и тканях, в частности в мышечной ткани. Синтез гликогена из глюкозы обеспечивает в норме временный резерв углеводов, необходимый для поддержания концентрации глюкозы в крови в тех случаях, если ее содержание значительно уменьшается (например, у человека это происходит при недостаточном поступлении углеводов с пищей или в период ночного «голодания»).

Необходимо подчеркнуть важную роль фермента глюкокиназы в процессе утилизации глюкозы печенью. Глюкокиназа, подобно гексокиназе, катализирует фосфорилирование глюкозы с образованием глюкозо-фосфата, при этом активность глюкокиназы в печени почти в 10 раз превышает активность гексокиназы. Важное различие между этими двумя ферментами заключается в том, что глюкокиназа в противоположность гексокиназе имеет высокое значение КМ для глюкозы и не ингибируется глюкозо-6-фосфатом.

После приема пищи содержание глюкозы в воротной вене резко возрастает: в тех же пределах увеличивается и ее внутрипеченочная концентрация. Повышение концентрации глюкозы в печени вызывает существенное увеличение активности глюкокиназы и автоматически увеличивает поглощение глюкозы печенью (образовавшийся глюкозо-6-фосфат либо затрачивается на синтез гликогена, либо расщепляется).

Считают, что основная роль печени – расщепление глюкозы – сводится прежде всего к запасанию метаболитов-предшественников, необходимых для биосинтеза жирных кислот и глицерина, и в меньшей степени к окислению ее до СО2 и Н2О. Синтезированные в печени триглицериды в норме выделяются в кровь в составе липопротеинов и транспортируются в жировую ткань для более «постоянного» хранения.

В реакциях пентозофосфатного пути в печени образуется НАДФН, используемый для восстановительных реакций в процессах синтеза жирных кислот, холестерина и других стероидов. Кроме того, при этом образуются пентозофосфаты, необходимые для синтеза нуклеиновых кислот.

Наряду с утилизацией глюкозы в печени происходит и ее образование. Непосредственным источником глюкозы в печени служит гликоген. Распад гликогена в печени происходит в основном фосфоролитическим путем. В регуляции скорости гликогенолиза в печени большое значение имеет система циклических нуклеотидов. Кроме того, глюкоза в печени образуется также в процессе глюконеогенеза.

Основными субстратами глюконеогенеза служат лактат, глицерин и аминокислоты. Принято считать, что почти все аминокислоты, за исключением лейцина, могут пополнять пул предшественников глюконеогенеза.

При оценке углеводной функции печени необходимо иметь в виду, что соотношение между процессами утилизации и образования глюкозы регулируется прежде всего нейрогуморальным путем при участии желез внутренней секреции.

Центральную роль в превращениях глюкозы и саморегуляции углеводного обмена в печени играет глюкозо-6-фосфат. Он резко тормозит фосфоролитическое расщепление гликогена, активирует ферментативный перенос глюкозы с уридиндифосфоглюкозы на молекулу синтезирующегося гликогена, является субстратом для дальнейших гликолитических превращений, а также окисления глюкозы, в том числе по пентозофосфатному пути. Наконец, расщепление глюкозо-6-фосфата фосфатазой обеспечивает поступление в кровь свободной глюкозы, доставляемой током крови во все органы и ткани (рис. 16.1).

Как отмечалось, наиболее мощным аллостерическим активатором фосфофруктокиназы-1 и ингибитором фруктозо-1,6-бисфосфатазы печени является фруктозо-2,6-бисфосфат (Ф-2,6-Р2). Повышение в гепатоцитах уровня Ф-2,6-Р2 способствует усилению гликолиза и уменьшению скорости глюконеогенеза. Ф-2,6-Р2 снижает ингибирующее действие АТФ на фосфо-фруктокиназу-1 и увеличивает сродство этого фермента к фруктозо-6-фосфату. При ингибировании фруктозо-1,6-бисфосфатазы Ф-2,6-Р2 возрастает значение КМ для фруктозо-1,6-бисфосфата.

Содержание Ф-2,6-Р2 в печени, сердце, скелетной мускулатуре и других тканях контролируется бифункциональным ферментом, который осуществляет синтез Ф-2,6-Р2 из фруктозо-6-фосфата и АТФ и гидролиз его до фруктозо-6-фосфата и Pi, т.е. фермент одновременно обладает и киназной, и бисфосфатазной активностью. Бифункциональный фермент (фосфофруктокиназа-2/фруктозо-2,6-бисфосфатаза), выделенный из печени крысы, состоит из двух идентичных субъединиц с мол. массой 55000, каждая из которых имеет два различных каталитических центра. Киназный домен при этом расположен на N-конце, а бисфосфатазный – на С-конце каждой из полипептидных цепей.

Известно также, что бифункциональный фермент печени является прекрасным субстратом для цАМФ-зависимой протеинкиназы А. Под действием про-теинкиназы А происходит фосфорилирование остатков серина в каждой из субъединиц бифункционального фермента, что приводит к снижению его киназной и повышению бисфосфатазной активности. Заметим, что в регуляции активности бифункционального фермента существенная роль принадлежит гормонам, в частности глюкагону.

При многих патологических состояниях, в частности при сахарном диабете, отмечаются существенные изменения в функционировании и регуляции системы Ф-2,6-Р2. Установлено, что при экспериментальном (стептозотоциновом) диабете у крыс на фоне резкого увеличения уровня глюкозы в крови и моче в гепатоцитах содержание Ф-2,6-Р2 снижено. Следовательно, снижается скорость гликолиза и усиливается глюконео-генез. Данный факт имеет свое объяснение.

Возникающие у крыс при диабете нарушения гормонального фона: увеличение концентрации глю-кагона и уменьшение содержания инсулина – обусловливают повышение концентрации цАМФ в ткани печени, усиление цАМФ-зависимого фосфорилирования бифункционального фермента, что в свою очередь приводит к снижению его киназной и повышению бисфосфатазной активности. Таков может быть механизм снижения уровня Ф-2,6-Р2 в гепатоцитах при экспериментальном диабете. По-видимому, существуют и другие механизмы, ведущие к снижению уровня Ф-2,6-Р2 в гепатоцитах при стрептозото-циновом диабете. Показано, что при экспериментальном диабете в ткани печени имеет место снижение активности глюкокиназы (возможно, и снижение количества данного фермента).

Это приводит к падению скорости фосфорилирования глюкозы, а затем к снижению содержания фруктозо-6-фосфата – субстрата бифункционального фермента. Наконец, в последние годы было показано, что при стрептозотоциновом диабете уменьшается количество мРНК бифункционального фермента в гепатоцитах и как следствие – снижается уровень Ф-2,6-Р2 в ткани печени, усиливается глюко-неогенез. Все это еще раз подтверждает положение, что Ф-2,6-Р2, являясь важным компонентом в цепи передачи гормонального сигнала, выступает в роли третичного посредника при действии гормонов, прежде всего на процессы гликолиза и глюконеогенеза.

Рассматривая промежуточный обмен углеводов в печени, необходимо также остановиться на превращениях фруктозы и галактозы. Поступающая в печень фруктоза может фосфорилироваться в положении 6 до фруктозо-6-фосфата под действием гексокиназы, обладающей относительной специфичностью и катализирующей фосфорилирование, кроме глюкозы и фруктозы, еще и маннозы. Однако в печени существует и другой путь: фруктоза способна фосфорилироваться при участии более специфического фермента – фруктокиназы. В результате образуется фруктозо-1-фосфат.

Эта реакция не блокируется глюкозой. Далее фруктозо-1-фосфат под действием альдолазы расщепляется на две триозы: диоксиацетонфосфат и глицераль-дегид. Под влиянием соответствующей киназы (триокиназы) и при участии АТФ глицеральдегид подвергается фосфорилированию до глицеральдегид-3-фосфата. Последний (в него легко переходит и диоксиацетонфосфат) подвергается обычным превращениям, в том числе с образованием в качестве промежуточного продукта пировиноградной кислоты.

Следует отметить, что при генетически обусловленной нетолерантности к фруктозе или недостаточной активности фруктозо-1,6-бисфосфатазы наблюдается индуцируемая фруктозой гипогликемия, возникающая вопреки наличию больших запасов гликогена. Вероятно, фруктозо-1-фосфат и фруктозо-1,6-бисфосфат ингибируют фосфорилазу печени по аллосте-рическому механизму.

Известно также, что метаболизм фруктозы по гликолитическому пути в печени происходит гораздо быстрее, чем метаболизм глюкозы. Для метаболизма глюкозы характерна стадия, катализируемая фосфофрукто-киназой-1. Как известно, на этой стадии осуществляется метаболический контроль скорости катаболизма глюкозы. Фруктоза минует эту стадию, что позволяет ей интенсифицировать в печени процессы метаболизма, ведущие к синтезу жирных кислот, их эстерификацию и секрецию липопротеинов очень низкой плотности; в результате может увеличиваться концентрация триглицеридов в плазме крови.

Галактоза в печени сначала фосфорилируется при участии АТФ и фермента галактокиназы с образованием галактозо-1-фосфата. Для га-лактокиназы печени плода и ребенка характерны значения КМ и Vмaкс, примерно в 5 раз превосходящие таковые у ферментов взрослого человека. Большая часть галактозо-1-фосфата в печени превращается в ходе реакции, катализируемой гексозо-1-фосфат-уридилилтрансферазой:

УДФ-глюкоза + Галактозо-1-фосфат –> УДФ-галактоза + Глюкозо-1-фосфат.

Это уникальная трансферазная реакция возвращения галактозы в основное русло углеводного метаболизма. Наследственная утрата гексозо-1-фосфат-уридилилтрансферазы приводит к галактоземии – заболеванию, для которого характерны умственная отсталость и катаракта хрусталика. В этом случае печень новорожденных теряет способность метаболизи-ровать D-галактозу, входящую в состав лактозы молока.

РОЛЬ ПЕЧЕНИ В ЛИПИДНОМ ОБМЕНЕ

Ферментные системы печени способны катализировать все реакции или значительное большинство реакций метаболизма липидов. Совокупность этих реакций лежит в основе таких процессов, как синтез высших жирных кислот, триглицеридов, фосфолипидов, холестерина и его эфиров, а также липолиз триглицеридов, окисление жирных кислот, образование ацетоновых (кетоновых) тел и т.д. Напомним, что ферментативные реакции синтеза триглицеридов в печени и жировой ткани сходны. Так, КоА-производные жирной кислоты с длинной цепью взаимодействуют с глицерол-3-фосфатом с образованием фосфатидной кислоты, которая затем гидролизуется до диглицерида.

Путем присоединения к последнему еще одной молекулы КоА-производного жирной кислоты образуется триглицерид. Синтезированные в печени три-глицериды либо остаются в печени, либо секретируются в кровь в форме липопротеинов. Секреция происходит с известной задержкой (у человека 1–3 ч). Задержка секреции, вероятно, соответствует времени, необходимому для образования липопротеинов. Основным местом образования плазменных пре-β-липопротеинов (липопротеины очень низкой плотности – ЛПОНП) и α-липопротеинов (липопротеины высокой плотности – ЛПВП) является печень.

Рассмотрим образование ЛПОНП. Согласно данным литературы, основной белок апопротеин В-100 (апо Б-100) липопротеинов синтезируется в рибосомах шероховатого эндоплазматического ретикулума гепатоцитов. В гладком эндоплазматическом ретикулуме, где синтезируются и липидные компоненты, происходит сборка ЛПОНП. Одним из основных стимулов образования ЛПОНП является повышение концентрации неэстерифици-рованных жирных кислот (НЭЖК). Последние либо поступают в печень с током крови, будучи связанными с альбумином, либо синтезируются непосредственно в печени. НЭЖК служат главным источником образования триглицеридов (ТГ). Информация о наличии НЭЖК и ТГ передается на мембранно-связанные рибосомы шероховатого эндоплазматического ретикулума, что в свою очередь является сигналом для синтеза белка (апо В-100).

Синтезированный белок внедряется в мембрану шероховатого ретикулума, и после взаимодействия с фосфолипидным бислоем от мембраны отделяется участок, состоящий из фосфолипидов (ФЛ) и белка, который и является предшественником ЛП-частицы. Далее белокфосфо-липидный комплекс поступает в гладкий эндоплазматический ретикулум, где взаимодействует с ТГ и эстерифицированным холестерином (ЭХС), в результате чего после соответствующих структурных перестроек формируются насцентные, т.е. незавершенные, частицы (н-ЛПОНП). Последние поступают через тубулярную сеть аппарата Гольджи в секреторные везикулы и в их составе доставляются к поверхности клетки, после чего очень низкой плотности (ЛПОНП) в печеночной клетке (по А.Н. Климову и Н.Г. Никульчевой).

Путем экзоцитоза выделяются в перисинусоидные пространства (пространства Диссе). Из последнего н-ЛПОНП поступают в просвет кровяного синусоида, где происходят перенос апопротеинов С из ЛПВП на н-ЛПОНП и достраивание последних (рис. 16.3). Установлено, что время синтеза апо В-100, образования липид-белковых комплексов и секреции готовых частиц ЛПОНП составляет 40 мин.

У человека основная масса β-липопротеинов (липопротеины низкой плотности – ЛПНП) образуется в плазме крови из ЛПОНП при действии липопротеинлипазы. В ходе этого процесса образуются сначала промежуточные короткоживущие липопротеины (Пр.ЛП), а затем формируются частицы, обедненные триглицеридами и обогащенные холестерином, т.е. ЛПНП.

При высоком содержании жирных кислот в плазме их поглощение печенью возрастает, усиливается синтез триглицеридов, а также окисление жирных кислот, что может привести к повышенному образованию кетоновых тел.

Следует подчеркнуть, что кетоновые тела образуются в печени в ходе так называемого β-гидрокси-β-метилглутарил-КоА пути. Однако существует мнение, что ацетоацетил-КоА, являющийся исходным соединением при кетогенезе, может образоваться как непосредственно в ходе β-окисле-ния жирных кислот, так и в результате конденсации ацетил-КоА [Марри Р. и др., 1993]. Из печени кетоновые тела током крови доставляются в ткани и органы (мышцы, почки, мозг и др.), где они быстро окисляются при участии соответствующих ферментов, т.е. по сравнению с другими тканями печень является исключением.

В печени происходит интенсивный распад фосфолипидов, а также их синтез. Помимо глицерина и жирных кислот, которые входят в состав нейтральных жиров, для синтеза фосфолипидов необходимы неорганические фосфаты и азотистые соединения, в частности холин, для синтеза фосфатидхолина. Неорганические фосфаты в печени имеются в достаточном количестве. При недостаточном образовании или недостаточном поступлении в печень холина синтез фосфолипидов из компонентов нейтрального жира становится либо невозможным, либо резко снижается и нейтральный жир откладывается в печени. В этом случае говорят о жировой инфильтрации печени, которая может затем перейти в ее жировую дистрофию.

Иными словами, синтез фосфолипидов лимитируется количеством азотистых оснований, т.е. для синтеза фосфоглицеридов необходим либо холин, либо соединения, которые могут являться донорами метильных групп и участвовать в образовании холина (например, метионин). Такие соединения получили название липотропных веществ. Отсюда становится ясным, почему при жировой инфильтрации печени весьма полезен творог, содержащий белок казеин, в составе которого имеется большое количество остатков аминокислоты метионина.

Рассмотрим роль печени в обмене стероидов, в частности холестерина. Часть холестерина поступает в организм с пищей, но значительно большее количество его синтезируется в печени из ацетил-КоА. Биосинтез холестерина в печени подавляется экзогенным холестерином, т.е. получаемым с пищей.

Таким образом, биосинтез холестерина в печени регулируется по принципу отрицательной обратной связи. Чем больше холестерина поступает с пищей, тем меньше его синтезируется в печени, и наоборот. Принято считать, что действие экзогенного холестерина на биосинтез его в печени связано с торможением β-гидрокси-β-метилглутарил-КоА-редуктазной реакции:

Часть синтезированного в печени холестерина выделяется из организма вместе с желчью, другая часть превращается в желчные кислоты и используется в других органах для синтеза стероидных гормонов и иных соединений.

В печени холестерин может взаимодействовать с жирными кислотами (в виде ацил-КоА) с образованием эфиров холестерина. Синтезированные в печени эфиры холестерина поступают в кровь, в которой содержится также определенное количество свободного холестерина.

РОЛЬ ПЕЧЕНИ В ОБМЕНЕ БЕЛКОВ

Печень играет центральную роль в обмене белков.

Она выполняет следующие основные функции:

— синтез специфических белков плазмы;

— образование мочевины и мочевой кислоты;

— трансаминирование и дезаминирование аминокислот, что весьма важно для взаимных превращений аминокислот, а также для процесса глюконеогенеза и образования кетоновых тел.

Все альбумины плазмы, 75–90% α-глобу-линов и 50% β-глобулинов синтезируются гепатоцитами. Лишь γ-гло-булины продуцируются не гепатоцитами, а системой макрофагов, к которой относятся звездчатые ретикулоэндотелиоциты (клетки Купфера). В основном γ-глобулины образуются в печени. Печень является единственным органом, где синтезируются такие важные для организма белки, как протромбин, фибриноген, проконвертин и проакцелерин.

При заболеваниях печени определение фракционного состава белков плазмы (или сыворотки) крови нередко представляет интерес как в диагностическом, так и в прогностическом плане. Известно, что патологический процесс в гепатоцитах резко снижает их синтетические возможности. В результате содержание альбумина в плазме крови резко падает, что может привести к снижению онкотического давления плазмы крови, развитию отеков, а затем асцита. Отмечено, что при циррозах печени, протекающих с явлениями асцита, содержание альбуминов в сыворотке крови на 20% ниже, чем при циррозах без асцита.

Нарушение синтеза ряда белковых факторов системы свертывания крови при тяжелых заболеваниях печени может привести к геморрагическим явлениям.

При поражениях печени нарушается также процесс дезаминирования аминокислот, что способствует увеличению их концентрации в крови и моче. Так, если в норме содержание азота аминокислот в сыворотке крови составляет примерно 2,9–4,3 ммоль/л, то при тяжелых заболеваниях печени (атрофические процессы) эта величина возрастает до 21 ммоль/л, что приводит к аминоацидурии. Например, при острой атрофии печени количество тирозина в суточном количестве мочи может достигать 2 г (при норме 0,02–0,05 г/сут).

В организме образование мочевины в основном происходит в печени. Синтез мочевины связан с затратой довольно значительного количества энергии (на образование 1 молекулы мочевины расходуется 3 молекулы АТФ). При заболевании печени, когда количество АТФ в гепатоцитах уменьшено, синтез мочевины нарушается. Показательно в этих случаях определение в сыворотке отношения азота мочевины к аминоазоту. В норме это отношение равно 2:1, а при тяжелом поражении печени составляет 1:1.

Большая часть мочевой кислоты также образуется в печени, где много фермента ксантиноксидазы, при участии которого оксипурины (гипо-ксантин и ксантин) превращаются в мочевую кислоту. Нельзя забывать о роли печени и в синтезе креатина. Имеются два источника креатина в организме. Существует экзогенный креатин, т.е. креатин пищевых продуктов (мясо, печень и др.), и эндогенный креатин, синтезирующийся в тканях. Синтез креатина происходит в основном в печени, откуда он с током крови поступает в мышечную ткань. Здесь креатин, фосфори-лируясь, превращается в креатинфосфат, а из последнего образуется креатин.

Желчь – жидкий секрет желтовато-коричневого цвета, отделяется печеночными клетками. В сутки у человека образуется 500–700 мл желчи (10 мл на 1 кг массы тела). Желчеобразование происходит непрерывно, хотя интенсивность этого процесса на протяжении суток резко колеблется. Вне пищеварения печеночная желчь переходит в желчный пузырь, где происходит ее сгущение в результате всасывания воды и электролитов. Относительная плотность печеночной желчи 1,01, а пузырной – 1,04. Концентрация основных компонентов в пузырной желчи в 5–10 раз выше, чем в печеночной.

Предполагают, что образование желчи начинается с активной секреции гепатоцитами воды, желчных кислот и билирубина, в результате которой в желчных канальцах появляется так называемая первичная желчь. Последняя, проходя по желчным ходам, вступает в контакт с плазмой крови, вследствие чего между желчью и плазмой устанавливается равновесие электролитов, т.е. в образовании желчи принимают участие в основном два механизма – фильтрация и секреция.

В печеночной желчи можно выделить две группы веществ. Первая группа – это вещества, которые присутствуют в желчи в количествах, мало отличающихся от их концентрации в плазме крови (например, ионы Na+, К+, креатин и др.), что в какой-то мере служит доказательством наличия фильтрационного механизма. Ко второй группе относятся соединения, концентрация которых в печеночной желчи во много раз превышает их содержание в плазме крови (билирубин, желчные кислоты и др.), что свидетельствует о наличии секреторного механизма. В последнее время появляется все больше данных о преимущественной роли активной секреции в механизме желчеобразования. Кроме того, в желчи обнаружен ряд ферментов, из которых особо следует отметить щелочную фосфатазу печеночного происхождения. При нарушении оттока желчи активность данного фермента в сыворотке крови возрастает.

Основные функции желчи. Эмульсификация. Соли желчных кислот обладают способностью значительно уменьшать поверхностное натяжение. Благодаря этому они осуществляют эмульгирование жиров в кишечнике, растворяют жирные кислоты и нерастворимые в воде мыла. Нейтрализация кислоты. Желчь, рН которой немногим более 7,0, нейтрализует кислый химус, поступающий из желудка, подготавливая его для переваривания в кишечнике. Экскреция. Желчь – важный носитель экскрети-руемых желчных кислот и холестерина. Кроме того, она удаляет из организма многие лекарственные вещества, токсины, желчные пигменты и различные неорганические вещества, такие, как медь, цинк и ртуть. Растворение холестерина. Как отмечалось, холестерин, подобно высшим жирным кислотам, представляет собой нерастворимое в воде соединение, которое сохраняется в желчи в растворенном состоянии лишь благодаря присутствию в ней солей желчных кислот и фосфатидилхолина.

При недостатке желчных кислот холестерин выпадает в осадок, при этом могут образовываться камни. Обычно камни имеют окрашенное желчным пигментом внутреннее ядро, состоящее из белка. Чаще всего встречаются камни, у которых ядро окружено чередующимися слоями холестерина и билирубината кальция. Такие камни содержат до 80% холестерина. Интенсивное образование камней отмечается при застое желчи и наличии инфекции. При застое желчи встречаются камни, содержащие 90–95% холестерина, а при инфекции могут образовываться камни, состоящие из билирубината кальция. Принято считать, что присутствие бактерий сопровождается увеличением β-глюкуронидазной активности желчи, что приводит к расщеплению конъюгатов билирубина; освобождающийся билирубин служит субстратом для образования камней.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

Жировое перерождение печени: печень жирная и увеличена. Вместо темно-красного имеет бледный цвет. Жировой гепатоз повышает риск развития сахарного диабета 2 типа

Здоровье печени и сахарный диабет взаимосвязаны. Печень хранит и производит сахар — действует как резервуар глюкозы (топлива) в организме, поддерживает циркулирующий уровень глюкозы в крови.

В зависимости от потребности организма хранение или высвобождение глюкозы сигнализируется гормонами инсулином и глюкагоном. Вот что происходит во время приема пищи: печень запасает глюкозу в виде гликогена для использования позже, когда организм будет нуждаться в ней. Высокий уровень инсулина и подавляемые уровни глюкагона во время еды, способствуют превращению глюкозы в гликоген.
Организм запрограммирован на производство глюкозы в случае необходимости. Поэтому если человек не кушает, особенно ночью или между приемами пищи, организм вынужден синтезировать свою собственную глюкозу. В процессе гликогенолиза происходит превращение гликогена в глюкозу. У организма есть еще один способ выработки глюкозы из аминокислот, продуктов жизнедеятельности и жира. Этот процесс называется глюконеогенез.
Если организму не хватает гликогена, он все равно старается сохранить поставки глюкозы к органам, которые всегда в ней нуждаются (мозг, красные клетки крови и почки). В дополнение к поставкам глюкозы, печень производит альтернативные виды топлива – кетоны, производимые из жиров.
Сигналом для начала этого процесса – кетогенеза – является низкий уровень инсулина. Кетоны сжигаются как топливо, цель этого процесса – экономия резервов глюкозы для органов, которые больше всего в нем нуждаются.
Во многих случаях высокий уровень глюкозы в крови по утрам при сахарном диабете 2 типа является результатом чрезмерного глюконеогенеза за ночь. Образование большого количества кетонов является менее распространенной проблемой, но может быть опасным и нуждается в срочной медицинской помощи.
Если вы не болеете сахарным диабетом 2 типа, то должны знать, что накопление жира в клетках печени повышает риск развития этого заболевания (независимо от того, сколько жира в других частях вашего организма).

В ходе ряда исследований показано, что жировое перерождение печени (жировой гепатоз) может быть независимым фактором риска для сахарного диабета 2 типа. Исследователи обнаружили, что у людей с жировым гепатозом имеется повышенный риск развития сахарного диабета 2 типа в течение 5 лет. Диагноз ожирения печени должен создать настороженность в отношении развития сахарного диабета 2 типа. Жировой гепатоз можно определить по УЗИ. Он может предсказать развитие сахарного диабета 2 типа независимо от концентрации инсулина. Даже при аналогичной концентрации инсулина люди с жировым перерождением печени имели в 2 раза более высокий риск развития сахарного диабета 2 типа.
Гепатоз печени диагностируют примерно у 1/3 части населения США. В некоторых случаях это заболевание протекает бессимптомно, но в других случаях оно может привести к повреждению печени или даже печеночной недостаточности. Жирная печень часто ассоциируется с алкогольной болезнью печени, но может также иметь и другие причины.

В исследовании, опубликованном в Журнале клинической эндокринологии и метаболизма, ученые рассмотрели соотношение между жировым перерождением печени и риском сахарного диабета у 11,091 взрослых в Корее. В начале исследования в 2003 году и через 5 лет были измерены уровни концентрации инсулина и функции печени.
В начале исследования у 27% лиц был жировой гепатоз. 60% пациентов также имели избыточную массу тела, по сравнению с 19% без жирового гепатоза. Кроме того, у 50% пациентов с жировым перерождением печени отмечались пики концентрации инсулина натощак (маркер инсулинорезистентности), по сравнению с 17% пациентов без жирового гепатоза. В последующий период у менее 1% людей без жирового перерождения печени развился сахарный диабет 2 типа по сравнению с 4% при жировом гепатозе. После корректировки маркеров инсулинорезистентности в начале исследования, риск развития сахарного диабета 2 типа по-прежнему был выше среди лиц с жировым перерождением печени. Например, среди лиц с наиболее высокими уровнями инсулина в начале исследования при жировом гепатозе вероятность развития сахарного диабета 2 типа была в 2 раза выше. Кроме того, независимо от инсулинорезистентности в начале исследования, люди с жировым перерождением печени имели больше факторов риска для сахарного диабета 2 типа (более высокие уровни глюкозы и холестерина).
Таким образом, жировое перерождение печени повышает риск развития сахарного диабета 2 типа. Поэтому людям с диагнозом жировой гепатоз следует соблюдать диету, контролировать уровень сахара в крови, резко ограничить употребление простых углеводов, избегать сахара. Если у Вас есть избыточная масса тела, обязательно похудейте. Если Вы употребляете алкогольные напитки, откажитесь от них. Ведь здоровая печень в организме выполняет более 500 жизненно важных функций.

источник

Печень является еще одним очень важным органом, регулирующим уровень сахара крови, который дополняет работу поджелудочной железы. Когда при разных обстоятельствах повреждается печень – это сказывается на нормальном метаболизме глюкозы, что приводит к развитию «толерантности к глюкозе» и к развитию диабета. Мы называем данный вид диабета вторичным по отношению к хроническому паренхиматозному повреждению печени – «гепатогенный диабет».

По сравнению с распространенным диабетом 2 типа, клинические проявления и принципы лечения «гепатогенного диабета» имеют определенные особенности, поэтому клиницисты должны понимать данные особенности.

Несколько дней назад автор данной статьи отправился для обследования к врачу по поводу цирроза печени. По словам лечащего врача у пациента в анамнезе нет диабета. Для обследования был госпитализирован, уровень сахара крови натощак в пределах нормы, но очень высок уровень сахара крови при многократном приеме пищи, достигающий до 14,6 ммоль/л, а также часто недомогание появляется во второй половине ночи, из-за чего необходимо вставать, для того, чтобы избавиться от симптомов гипогликемии. После анализа истории болезни выставлен диагноз – «гепатогенный диабет».

Когда речь идет о диабете, люди привыкли связывать заболевание с поражением поджелудочной железы. На самом деле помимо поджелудочной железы, печень является очень важным регулятором метаболизма глюкозы, играя важную роль в синтезе, хранении и высвобождении гликогена. Кроме ранее указанного, также некоторые гормоны участвуют в регуляции уровня глюкозы крови, такие как инсулин, глюкагон, соматостатин и другие. Данные гормоны попадают в печень непосредственно через портальную вену. Печень является целевым органом для этих гормонов. Таким образом поражение печени может привести к нарушению регуляции глюкозы, а в тяжелых случаях может привести к прогрессированию до развития самого диабета. Согласно клиническим наблюдениям около 20-40% пациентов с циррозом печени имеют «гепатогенный диабет».

Ткани печени сильно повреждены и способность гепатоцитов синтезировать печеночный гликоген с использованием глюкозы значительно снижается, что и приводит к повышению уровня сахара в крови.
Из-за нарушения функции печени действие глюкагона (гормон, повышающий уровень сахара в крови в организме) ослабляется в печени, вызывая повышение уровня сахара в крови.
В связи с повреждением большого количества гепатоцитов уменьшается количество инсулиновых рецепторов на мембране клеток печени, что приводит к повышенной резистентности к инсулину и увеличению уровня сахара в крови.
В случае поражения печени «высокий альдостеронизм» часто является вторичным проявлением. Когда организм теряет слишком много калия, он может ингибировать секрецию инсулина и повышать уровень сахара в крови.

Пациенты с «печеночным диабетом» часто не имеют отчетливых симптомов. В основном проявляется симптоматика характерная для хронического заболевания печени, такие как анорексия, усталость, вздутие живота, спленомегалия, желтуха и асцит. Некоторые люди с сахарным диабетом имеют такие симптомы как жажда, полиурия, которым часто прописывают применение диуретиков. Это заболевание чаще встречается у пациентов с циррозом и асцитом. Кроме того, нарушение метаболизма глюкозы у пациентов с «гепатогенным диабетом» характеризуется нормальным или низким уровнем глюкозы крови натощак, а глюкоза крови после приема пищи значительно увеличивается. Это связано с тем, что действие пораженной печени на метаболизм глюкозы проявляется в двойственном эффекте. Когда в печени развиваются диффузные поражения, с одной стороны – из-за недостатка гликогена в печени, а также снижения инактивации инсулина печенью (Примечание: Обычно около 50% инсулина инактивируется в печени), приводит к развитию гипокликемии. С другой стороны – из-за снижения функции печени, повышается уровень глюкозы крови, в связи с недостаточной способностью синтезировать гликоген в печени после еды.

Имеется в анамнезе история заболевания печени до диагностики диабета.
Доказательства лабораторных и инструментальных методов исследования о нарушении функции печени.
Результаты гликемического профиля, соответствующий критериям: сахара крови ≥ 7,0 ммоль/л натощак, и повышение уровня сахара крови через 2 часа после еды до ≥ 11,1 ммоль/л.
Изменение уровня показателей глюкозы крови с функциональными изменениями печени.
Отсутствие семейного анамнеза по диабету, беременности, стресса и применения лекарственных препаратов, таких как: глюкокортикоиды, диуретики, антигипертензивные препараты, контрацептивы и другие нарушения метаболизма глюкозы.
Исключить первичный либо вторичный диабет, вызванный такими заболеваниями как заболевания гипофиза, надпочечников и щитовидной железы.

Для пациентов с хроническим заболеванием печени и повышенным уровнем глюкозы крови (особенно повышение уровня глюкозы в крови после приема пищи) необходимо дифференцировать является ли это следствием «гепатогенного диабета», тип «вторичного диабета» или «первичного диабета». Данная дифференцировка очень важна для оценки прогноза развития заболевания и выбора тактики лечения.

источник

Укажите, какие метаболические процессы (реакции), происходящие в печени, обеспечивают поддержание нормального уровня глюкозы в крови. Опишите влияние гормонов на эти метаболические процессы.

Вопросы открытого типа

Укажите, какие метаболические процессы (реакции), происходящие в печени, обеспечивают поддержание нормального уровня глюкозы в крови. Опишите влияние гормонов на эти метаболические процессы.

Основная роль печени в обмене углеводов заключается в поддержании постоянного уровня глюкозы в крови.

Это осуществляется путём регуляции соотношения процессов образования и утилизации глюкозы в печени.

Пути образования глюкозы:стимулируются глюкагоном, глюкокортикоидами, адреналином.

· Мобилизация гликогена(обеспечивает потребности организма человека в глюкозе на протяжении первых 12 — 24 часов голодания);

· Глюконеогенез (является основным источником глюкозы при длительном голодании) (из пирувата, АК, жиров, лактата).

· Превращение в глюкозудругих пищевых моносахаридов — фруктозы и галактозы

Пути утилизации глюкозы:стимулируются инсулином.

· Синтез гликогена;

· Гликолизи пентозофосфатный путьокисления глюкозы (служат, в первую очередь, поставщиками метаболитов-предшественников для биосинтеза аминокислот, жирных кислот, глицерола и нуклеотидов + источниками энергии для
обеспечения биосинтетических процессов).

Напишите реакцию, катализируемую глюкокиназой. Охарактеризуйте функциональные отличия глюкокиназы от гексокиназы и значение этих различий для организма.

II. Отличия глюкокиназы от гексокиназы, их значение для организма:

Гексокиназу можно найти в большинстве тканей тела, в то время как глюкокиназу (разновидность гексокиназ) можно обнаружить только в печени.

Отличия глюкокиназы от остальных гексокиназ:

· в низком сродстве к глюкозе, что ведет к захвату глюкозы печенью только при ее высокой концентрации в крови (после еды);

· продукт реакции – глюкозо-6-фосфат – не ингибирует фермент, в то время как в других тканях гексокиназа чувствительна к такому влиянию.

Благодаря этим отличиям гепатоцит может эффективно захватывать глюкозу после еды и метаболизировать ее в любом направлении.

Например, при переполнении запасов гликогена накапливающийся глюкозо-6-фосфат не подавляет глюкокиназу и усвоение глюкозы, а просто идет на окисление до ацетил‑КоА и в пентозофосфатный цикл, что в целом увеличивает синтез липидов.

3. Перечислите (назовите) процессы, приводящие к образованию глюкозы в печени. Охарактеризуйте физиологическую роль этих процессов. Напишите конечную реакцию образования глюкозы.

I. Пути образования глюкозы в печени, их физиологическая роль:

Роль — поддержание постоянного уровня глюкозы в крови, что необходимо для нормального энергообеспечения тканей, для которых характерна непрерывная потребность в углеводах.

· Глюконеогенез (является основным источником глюкозы при длительном голодании):

При голодании:

Тканевые белки → аминокислоты → глюконеогенез.
Жиры → глицерин → диоксиацетонфосфат → глюконеогенез.

При интенсивной физической работе:

В мышцах образуется лактат → в печени превращается в глюкозу.

Синтез глюкозы из пируватапротекает, как и при гликолизе, но в обратном направлении.

· Превращение в глюкозудругих пищевых моносахаридов — фруктозы и галактозы

II. Конечная реакция образования глюкозы:

II. Эритроцит

· Эритроциты лишены митохондрий, поэтому в качестве энергетического материала они могут использовать только глюкозу (!)

· Около 90% поступающей глюкозы используется в анаэробном гликолизе, а остальные 10% — в пентозофосфатном пути.

· Конечный продукт анаэробного гликолиза лактат выходит в плазму крови и используется в других клетках, прежде всего гепатоцитах. АТФ, образующийся в анаэробном гликолизе, обеспечивает работу Nа + , К + -АТФ-азы и поддержание самого гликолиза.

· Важная особенность анаэробного гликолиза в эритроцитах по сравнению с другими клетками — присутствие в них фермента бисфосфоглицератмутазы. Бисфосфоглицератмутаза катализирует образование 2,3-бисфосфоглицерата из 1,3-бисфосфоглицерата.

· Глюкоза в эритроцитах используется и в пентозофосфатном пути, окислительный этап которого обеспечивает образование кофермента НАДФ+Н + , необходимого для восстановления глутатиона.

III. Реакция:

Образующийся только в эритроцитах 2,3-бисфосфоглицерат служит важным аллостерическим регулятором связывания кислорода гемоглобином.

9. Представьте в виде схемы процессы превращения глюкозы в триацилглицеролы (с учетом компартментализации процесса). Охарактеризуйте физиологическую роль этого процесса.

Я говорила,что ненавижу схемы?
Так вот, в очередной раз — не знаю, что они хотят видеть. Здесь я ферменты и участников оставила. гликолиз не расписывала. но если что прикрепляю после основной схемы (повторюсь, маловероятно что понадобится, но лучше пусть будет).

Компартментализация:цитоплазма клеток.

+ гликолиз до ДОАФ

II. Физиологическая роль:

В тех случаях, когда углеводы потребляются в количествах, превышающих энергетические потребности организма, излишки калорий запасаются в виде триацилглицеролов в жировой ткани.

Накопленный избыток жиров может быть израсходован для получения энергии, например, при голодании.

10. Представьте в виде схемы процессы превращения глюкозы в холестерол (с учетом компартментализации процесса). Охарактеризуйте физиологическую роль этого процесса.

Ферменты и участники под вопросом. Их немного, как и в предыдущем задании, потому оставила. но возможно,они не нужны. Ну и тут гликолиз точно расписывать не буду. Даже для перестраховки:D

Компартментализация:ферменты, катализирующие реакции синтеза холестерола, содержатся в цитоплазме и эндоплазматическом ретикулуме многих клеток (особенно гепатоцитов).

II. Физиологическая роль:

При избыточном поступлении глюкозы в организм она может превращаться в печени в холестерол.

Холестерол выполняет много функций: входит в состав всех мембран клеток и влияет на их свойства, служит исходным субстратом в синтезе желчных кислот и стероидных гормонов.

Холестерол в составе ЛПНП связан с риском развития атеросклероза.

11. Охарактеризуйте (перечислите, представьте в виде схемы) источники и пути использования холестерола в печени. Напишите реакцию, катализируемую β-гидрокси-β-метил-глутарил-КоА-редуктазой, укажите особую роль этого фермента в обмене холестрола.

III. Роль фермента: гидроксиметилглутарил-КоА-редуктазалимитирует скорость биосинтеза холестерина, поэтому при избытке холестерола в пище этот фермент инактивируется и реакция замедляется.

12. Напишите реакцию образования β-гидрокси-β-метил-глутарил-КоА из ацетил-КоА. Укажите пути использования β-гидрокси-β-метил-глутарил-КоА в печени.

II. Пути использования продукта в печени:

1)участие в дальнейшем обмене кетоновых тел;
2)участие в синтезе холестерола.

13. Напишите реакцию образования ацетоацетата из β-гидрокси-β-метил-глутарил-КоА. Напишите реакции утилизации ацетоацетата. Укажите локализацию и физиологическую роль этих процессов.

I. Реакция образования ацетоацетата:

Локализация:печень (митохондрии);

II. Реакции утилизации ацетоацетата:

Перечислите компоненты «остаточного азота» крови. Укажите, где и из каких метаболитов образуются компоненты «остаточного азота» крови? Какова дальнейшая судьба различных компонентов остаточного азота?

Образуется из:мочевина образуется в результате обезвреживания аммиака в орнитиновом цикле (непосредственный предшественник — аргинин);
Место образования:печень;
Дальнейшая судьба:выводится из организма почками.

· Мочевая кислота

Образуется из:МК — конечный продукт катаболизма пуриновых нуклеотидов (непосредственный предшественник — ксантин);

Место образования:главным образом, в печени;
Дальнейшая судьба:выводится из организма почками.

Образуется из:непосредственный предшественник — гуанидинацетат (аргинин → ( почки ) гуанидинацетат → ( печень ) креатин);

Место образования:печень и почки;
Дальнейшая судьба:в мышцах превращается в креатинфосфат — источник энергии для процессов мышечного сокращения.

Образуется из:креатинфосфата (дефосфорилирование);

Место образования:мышцы;
Дальнейшая судьба:выводится из организма почками.

Образуется из:индикан — продукт обезвреживания индола (непосредственный предшественник — индоксил-сульфат);

Место образования:печень;
Дальнейшая судьба:выводится из организма почками.

· Билирубин (прямой и непрямой)

Образуется из:продукт катаболизма гемоглобина.
Место образования:билирубин образуется в клетках РЭС (печень,селезенка,костный мозг); конъюгация (образование непрямого билирубина) осуществляется в печени.
Дальнейшая судьба:превращается в стеркобилин (путем многих последовательных превращений) и выводится из организма с мочой и калом.

· Аминокислоты:

Где и из каких метаболитов образуются:поступают в кровь при всасывании из желудочно-кишечного тракта, синтезируются в тканях или являются продуктами распада тканевых белков.
Дальнейшая судьба:могут участвовать в синтезе белков, углеводов, глико- и фосфолипидов, небелковых азотсодержащих соединений; могут окисляться до конечных продуктов.

Суточный диурез: 1,2 – 1,5 л.

Минимально необходимое количество мочи определяется, в основном, количеством потреблённого белка и NaCl и составляет для здорового человека при обычном питании около 0,8 литра.

Цвет и прозрачность

Цвет нормальной мочи колеблется от соломенно-жёлтого до насыщенно-жёлтого, свежая моча в норме прозрачна; при отстаивании-осадок.

Перечислите азотсодержащие соединения нормальной мочи. Приведите возможные причины изменения суточной экскреции этих соединений. Назовите азотсодежащие соединения, отсутствующие в нормальной моче, но выделяемые с мочой при патологических состояниях, укажите причины таких нарушений.

I. Азотсодержащие соединения нормальной мочи, возможные причины изменения суточной экскреции этих соединений:

↑ при употреблении пищи, богатой белками, при усилении распада

↓ при заболеваниях печени, нарушениях функции почек.

Суточное выделение креатина зависит главным образом от мышечной массы.

Мочевая кислота

↑ при употреблении пищи, богатой нуклеопротеинами, при подагре;

↓ при питании, бедном пуринами.

Аммонийные соли (аммиак)

II. Патологические азотсодержащие соединения мочи, причины их появления в моче:

Протеинурия (выделение белка с мочой) может быть обусловлена:

· повреждением клубочкового аппарата;

· повреждением проксимальных канальцев;

У детей в первые месяцы жизни наблюдается физиологическая протеинурия(отражает недостаточную функциональную зрелость нефронов).

· α-амилаза (диастаза) (при остром панкреатите);

· уропепсин (пепсиноген) (отражает секреторную функцию желудка);

· аланинаминопептидазаи b-глюкуронидаза (обнаруживаются при повреждении проксимальных канальцев, в клетках которых локализованы).

· при тяжёлых поражениях паренхимы почек (острый нефрит);

· при поражениях мочевыводящих путей (травмы).

Выделение билирубина с мочой (билирубинурия) наблюдается при значительном увеличении концентрации прямого билирубина в
крови (печёночная и подпечёночная желтухи).

В моче взрослых людей практически отсутствует; он появляется в ней, если уровень креатина в сыворотке крови превышает 0,12 ммоль/л.

· при употреблении значительных количеств креатина с пищей;

· в раннем детском возрасте;

· при прогрессирующей мышечной дистрофии.

Перечислите буферные системы крови. Укажите роль почек в поддержании рН внутренней среды организма. Напишите реакции, происходящие в почках и способствующие поддержанию рН внутренней среды организма. Объясните, как и почему изменяется рН крови и мочи при сахарном диабете.

I. Буферные системы крови:

· гемоглобиновая (дезоксигемоглобин в качестве слабой кислоты/ калиевая соль оксигемоглобина);

· белковая (действие её обусловлено амфотерностью белков).

II. Роль почек в поддержании рН внутренней среды организма (+ реакции).

Почечная регуляция КОС осуществляется главным образом за счёт трёх механизмов:

· реабсорбции бикарбонатов(в клетках почечных канальцев из Н₂О и СО₂ образуется угольная кислота Н₂СО₃; она диссоциирует, Н + выделяется в мочу, НСО₃ — реабсорбируется в кровь);

· реабсорбции Na + из клубочкового фильтрата в обмен на Н +
(при этом Na₂HPO₄ в фильтрате переходит в NaH₂PO₄ и увеличивается кислотность мочи);

· секреции NH₄ + (при гидролизе глутамина в клетках канальцев образуется NH₃; он взаимодействует с H + , образуются ионы NH₄ + , которые выводятся с мочой).

На схеме реакции на 1 и 3 механизм. Просто на 2 она банальная, не думаю, что нужно. Но уточните, если попадется такой вопрос.

III. рН крови и мочи при сахарном диабете:

↑ липолиза; ↑ образование ацетил-КоА, используемого для синтеза с последующим поступлением в кровь кетоновых тел → гиперкетонемияи кетонурия.

Кетоновые тела — сильные кислоты; они сдвигают реакцию крови и мочи в кислую сторону (метаболический ацидоз).

Укажите функции ферритина, металлотионеинов, трансферрина, церуллоплазмина, альбумина, гаптоглобина, «ингибиторов трипсина» («сериновых антипротеаз»), хиломикронов, фибриногена, тромбина. Укажите возможные причины, гипопротеинемии, гиперпротеинемии, парапротеинемии.

· основное внутриклеточное депо железа;

· также осуществляет перенос железа в кишечнике и плаценте (перенос железа от матери к плоду).

Металлотионеины

Способны связывать тяжёлые металлы: как физиологические (цинк, медь, селен), так и ксенобиотические (кадмий, ртуть, серебро, мышьяк и др.), т.е. участвуют в защите от интоксикации тяжёлыми металлами, играют роль в регуляции физиологических тяжёлых металлов.

Трансферрин

· участвует в связывании и транспорте Fe 3+ в различные ткани, особенно в кроветворные;

· регулирует содержание этих ионов в крови;

Церуллоплазмин

· транспортная форма ионов меди в организме;

· обладает оксидазной активностью: окисляет Fe 2+ в Fe 3+ , что обеспечивает связывание железа трансферрином;

· участвует в обмене адреналина, норадреналина, серотонина

· поддержание онкотического давления крови и регуляция обмена жидкостей между кровью и тканями;

· транспортная функция: перенос свободных жирных кислот, желчных пигментов, стероидных гормонов, ионов Са 2+ , многих лекарств.

Гаптоглобин

Предотвращает потерю железа организмом и повреждение почек гемоглобином при гемолизе эритроцитов (образует стабильный комплекс со свободным гемоглобином, который поглощается клетками РЭС; железо повторно используется для синтеза гемоглобина).

«Ингибиторы трипсина» («сериновых антипротеаз»)

Инактивируют ряд протеаз (трипсин, химотрипсин, калликреин, плазмин)

Хиломикроны

Являются транспортной формой экзогенных (пищевых) ТАГ.

Фибриноген и тромбин

Компоненты системы свертывания крови. Тромбин способствует образованию фибрина из фибриногена (путем гидролиза пептидных связей); фибрин впоследствии составляет основу тромба.

II. Гипопротеинемия — уменьшение содержания общего белка в плазме.

Возможные причины:

· заболевания печени(вследствие нарушения синтеза белков);

· заболевания почек(вследствие потери белков с мочой);

· низкое потребление белков с пищей, голодание(вследствие недостатка аминокислот для синтеза белков);

· синдром мальабсорбциипри заболеваниях ЖКТ — колит, инфекции, панкреатит, целиакия и др. (нарушается всасывание белков в тонком кишечнике);

· значительные потери кровии др.

Гиперпротеинемия — увеличение содержания общего белка плазмы.

Возможные причины:

· потеря большого количества воды(рвота, диарея, обширные ожоги);

· инфекционные и аутоиммунные заболевания(за счёт увеличения количества γ-глобулинов);

· заболевания печении др.

Парапротеинемия— появление в плазме крови патологических иммуноглобулинов — парапротеинов, отличающихся от нормальных белков по физико-химическим свойствам и биологической активности (например, криоглобулины)

Причины:различные заболевания, в частности-онкологические.

Представьте в виде схемы синтез мочевины. Укажите, где происходит этот процесс и какова дальнейшая судьба образовавшейся мочевины. Укажите, от чего зависит количество мочевины, образующейся в организме человека.

Локализация:печень;

Дальнейшая судьба мочевины:выведение почками с мочой;

Задание аналогично 5 и 6. Схема без ферментов и участников (если вдруг нужно с ними, смотрим в зад.5).

I. Схема с указанием необратимых реакций:

II. Физиологическая роль:

Малат является промежуточным продуктом цикла трикарбоновых кислот.

Мембрана митохондрий непроницаема для оксалоацетата (метаболита ЦТК, который проходит в митохондриях) и он переносится в цитоплазму в виде других метаболитов, в частности — малата. В цитоплазме малат вновь переходит в оксалоацетат (малат-аспартатный челнок).

Тем самым, осуществляется связь ЦТК и глюконеогенеза, что позволяет поддерживать постоянный уровень глюкозы в крови (необходимо для нормального энергообеспечения тканей, для которых характерна непрерывная потребность в углеводах; особенно актуально при голодании).

III. Реакция:

Перечислите биохимические показатели крови и мочи (не менее 7), определение которых в клинике может быть использовано при диагностике сахарного диабета. Укажите механизм изменений состава и свойств мочи при сахарном диабете.

I. Биохимические показатели крови и мочи:

· глюкоза (гипергликемия и глюкозурия);

· кетоновые тела (гиперкетонемия и кетонурия + кетоацидоз);

· гликированный гемоглобин (появляется при СД);

· холестерол (гиперхолестеролемия) + липопротеины (при СД может быть повышен уровень ЛПНП);

· «остаточный азот»: мочевина и др. азотистые вещества (азотемия и азотурия).

II. Моча при сахарном диабете.

Изменения химического состава:

↓использования глюкозы клетками, ↑ мобилизации гликогена и ↑глюконеогенеза в печени → гипергликемия → превышение пороговой концентрации глюкозы в крови → глюкозурия;

↑ липолиза; ↑ образование ацетил-КоА, используемого для синтеза с последующим поступлением в кровь кетоновых тел → гиперкетонемия→ превышение пороговой концентрации кетоновых тел в крови → кетонурия;

АЗОТУРИЯ (повышение концентрации мочевины и других азотистых веществ в моче)

↓ скорости синтеза белка и ↑ катаболизма аминокислот в тканях → азотемия→ азотурия;

Изменения физических свойств:

· наблюдается ПОЛИУРИЯ (осмотического генеза; вследствие снижения реабсорбции воды почечными канальцами) + моча обесцвечивается;

· появляется запах ацетона (вследствие кетонурии);

· увеличивается плотность мочи (при длительной гипергликемии; вследствие высокого содержания глюкозы в моче).

Перечислите биохимические показатели крови и мочи (не менее 7), определение которых в клинике может быть использовано при диагностике сахарного диабета. Укажите механизм изменений биохимических показателей крови при сахарном диабете.

I. Биохимические показатели крови и мочи:

· глюкоза (гипергликемия и глюкозурия);

· кетоновые тела (гиперкетонемия и кетонурия + кетоацидоз);

· гликированный гемоглобин (появляется при СД);

· холестерол (гиперхолестеролемия) + липопротеины (при СД может быть повышен уровень ЛПНП);

· «остаточный азот»: мочевина и др. азотистые вещества (азотемия и азотурия).

II. Кровь при сахарном диабете.

↓использования глюкозы клетками, ↑ мобилизации гликогена и ↑глюконеогенеза в печени → гипергликемия;

· ГИПЕРКЕТОНЕМИЯ и ГИПЕРХОЛЕСТЕРОЛЕМИЯ (+ЛПНП)

↑ липолиза; ↑ образование ацетил-КоА, используемого для синтеза с последующим поступлением в кровь холестерола и кетоновых тел →
гиперхолестеролемияи гиперкетонемия +повышается уровень ЛПНП, переносящих холестерол.

· ГЛИКИРОВАННЫЙ ГЕМОГЛОБИН

Отражает процент гемоглобина крови, необратимо соединённый с молекулами глюкозы (образуется в результате реакции Майяра между гемоглобином и глюкозой крови);

Нарушение синтеза и секреции инсулина β-клетками (диабет I типа) → низкий уровень инсулина в крови (при этом высокий уровень глюкозы)

По количеству секретированного С-пептида можно судить о количестве секретированного инсулина, т.к. он секретируется в кровь вместе с инсулином в эквимолярных количествах. При диабете уровень С-пептида в крови снижен;

· АЗОТЕМИЯ (повышение концентрации мочевины и других азотистых веществ в крови)

↓ скорости синтеза белка и ↑ катаболизма аминокислот в тканях → азотемия;

Вопросы закрытого типа

В. головном мозге

Г. головном мозге

Коллаген отсутствует в

Д. глюкозо-6-фосфатазы

Парапротеинемия это

А. появление в плазме крови белков, отсутствующих в норме

Б. уменьшение концентрации паратгормона в плазме крови

В. увеличение концентрации паратгормона в плазме крови

Г. уменьшение концентрации глобулинов в плазме кроки

Д. увеличение концентрации глобулинов в плазме кроки

Снижение рН крови

Увеличение рН крови

В. кетоновые тела

Белком острой фазы является

74. В реакциях конъюгации в ходе образовании парных желчных кислот принимает участие

75. В реакциях конъюгации в ходе образовании парных желчных кислот принимает участие

Вопросы открытого типа

Основная роль печени в обмене углеводов заключается в поддержании постоянного уровня глюкозы в крови.

Это осуществляется путём регуляции соотношения процессов образования и утилизации глюкозы в печени.

Пути образования глюкозы:стимулируются глюкагоном, глюкокортикоидами, адреналином.

· Превращение в глюкозудругих пищевых моносахаридов — фруктозы и галактозы

Пути утилизации глюкозы:стимулируются инсулином.

· Синтез гликогена;

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

источник