Роль печени в обмене веществ

Печень занимает центральное место в обмене веществ организма. Особенность анатомического расположения и связи с другими органами, позволяет печени участвовать во всех видах обмена веществ. Печень кровоснабжается печеночной артерией и воротной веной, которые в ней образуют обширную капиллярную сеть, следовательно, все вещества поступающие в организм вместе с пищей, после их всасывания в кровь распределяются печенью по всему организму. Через печень протекает около 1,2 литра крови в минуту. Площадь капиллярных синусоидов в печени взрослого человека 400-450 м2.

Биохимия печени

Роль печени в обмене веществ

Печень занимает центральное место в обмене веществ организма. Особенность анатомического расположения и связи с другими органами, позволяет печени участвовать во всех видах обмена веществ. Печень кровоснабжается печеночной артерией и воротной веной, которые в ней образуют обширную капиллярную сеть, следовательно, все вещества поступающие в организм вместе с пищей, после их всасывания в кровь распределяются печенью по всему организму. Через печень протекает около 1,2 литра крови в минуту. Площадь капиллярных синусоидов в печени взрослого человека 400-450 м2.

Важнейшие функции печени:

1. синтетическая - происходит превращение питательных веществ в такие формы, которые могут быть использованы другими тканями:

- белки плазмы крови (альбумины, глобулины, фибриноген, протромбины);

- группа белков участвующих в транспорте липидов (ЛПОНП, ЛПНП, ЛПВП);

- гормонов (транскортины);

- витаминов;

- микроэлементы (трансферины, церрулоплазмины – переносчики ионов меди)

В печени синтезируется глюкоза, гликоген, нейтральные жиры, ХС, ФЛ, ВЖК (заменимые), кетоновые тела.

В печени активно синтезируются из АК небелковые азотистые соединения: коферменты (HS-KoA), креатин, глутатион, никотиновая кислота, пуриновые и пиримидиновые основания, порфирины.

В печени происходит биосинтез мочевины, мочевой кислоты, активно протекают реакции обмена АК (переаминирование, окислительное дезаминирование, декарбоксилирование), что обеспечивает поддержание в организме баланса заменимых АК, биогенных аминов.

2. депонирующая. В печени может депонироваться гликоген, ТГ, жирорастворимые витамины (А, D, Е, К), некоторые водо-растворимые витамины (В1, В2, В12), микроэлементы.

3. пищеварительная - связана с образованием и секретированием желчи и желчных кислот.

4. выделительная (экскреторная) – связана с образованием специально жидкого экскрета - желчи. Вместе с желчью из клеток удаляются избытки ХС, желчные кислоты, продукты распада гема (желчные пигменты), инактивированные витамины и гормоны, обезвреженные токсические вещества, вода.

5. обезвреживающая функция. В печени обезвреживаются токсические метаболиты обмена веществ (аммиак, крезол, фенол, скатол, индол, билирубин). В печени обезвреживаются, поступающие из вне через ЖКТ, вдыхаемый воздух, кожу - спирты, карболовые кислоты, альдегиды.

Поступающие в организм извне чужеродные вещества, а так же соединения, образующиеся в организме в процессе метаболических реакций, которые не могут быть использованы для пластических целей или как источники энергии, называются ксенобиотиками. Эти соединения в подавляющем большинстве случаев должны подвергаться обезвреживанию, т.е. детоксикации. Главным органом, где происходят эти процессы, является печень.

Кроме ксенобиотиков, инактивации в печени и выведению из организма подвергаются и некоторые собственные метаболиты обмена (продукты распада гема, стероидные гормоны, катехоламины). Все эти соединения из организма выводятся в виде метаболитов, химического комплекса с биомолекулами (с глутатионом), выводятся металлы. Некоторые из них выводятся в неизмененном виде (ацетон), некоторые соединяются с макромолекулами и могут, накапливаясь в организме, оказывать токсическое действие, медленно выделяясь из организма. Так взаимодействуют с белками соли тяжелых металлов.

В большинстве случаев ксенобиотики выводятся из организма в виде парных безвредных соединений – конъюгатов. Если в молекулах, поступающих с током крови веществ в печень, имеются свободные функциональные группы –OH, –SH,–NH2, то эти вещества могут сразу же вступать в фазу конъюгации.

Если у ксенобиотиков таких функциональных групп нет, то они должны предварительно пройти стадию химической модификации. В процессе этих реакций, соединение может подвергаться окислению или восстановлению, циклизации, дециклизации, гидролизу и т.д. При этом, в структуре вещества происходит разрыв внутренних связей, либо вводят дополнительные функциональные группы или происходит высвобождение заблокированной функциональной группы. Таким образом, появление дополнительной функциональной группы делает ксенобиотики более гидрофильными и следовательно способны вступить в фазу конъюгации.

Важным этапом детоксикации поступивших в печень с током крови веществ является их окисление в микросомах ЭПС. Здесь в липидном слое биомембран локализуется система гидроксилированных ферментов, требующих наличие молекул кислорода, НАДФН2 (восстановленый), поступающих из пентозного цикла, флавопротеида (ФП) и цитохрома.

Гидроксилазы способствуют включению кислорода в молекулу субстрата. НАДФН2 является источником электронов и протонов. Введение ОН-группы в структуру ксенобиотика делает его более полярным и, следовательно, облегчает его последующее конъюгирование.

НАДФН2 – зависимая моноксигеназная цепь микросом состоит из:

1. ФП, коферментом которого является ФАД;

2. цитохрома Р-450.

ФП обладает НАДН2–дегидрогеназной активностью, причем ФАД акцентирует протоны и электроны. С ФП электроны транспортируются на цитохром Р-450, а протоны в окружающую среду.

Цитохром Р-450 является последним самоокисляющим звеном этой цепи. Он выполняет двойную роль:

1. активирует кислород путем переноса электронов;

2. использует активированный кислород для окисления вещества и образование воды.

В этом процессе 1 атом кислорода включается в окисляемое вещество, а другой связывает два протона из среды и входит в состав воды.