Роль печени в обмене углеводов.

Аминокислоты являются важным метаболическим источником энергии

В печени происходит расщепление аминокислот с образованием различных промежуточных метаболитов (гл.8). Все эти пути, большей частью, начинаются с трансаминирования аминокислот и образования соответствующих a-кетокислот. Аминогруппа в конечном итоге заканчивает свое превращение в цикле синтеза мочевины и последующим выведением из организма. Гликогенные аминокислоты превращаются в пируват или промежуточные продукты цикла Кребса (оксалоацетат), которые являются субстратами глюконеогенеза (гл.6). Кетогенные аминокислоты, многие из которых являются также гликогенными, могут превращаться в кетоновые тела.

Запасы гликогена в печени недостаточны, чтобы поддерживать потребность глюкозы в организме более 6 часов после приема пищи. Спустя этот период времени основным источником глюкозы становится глюконеогенез из аминокислот (аланина и глутамина). Они образуются в результате расщепления белков мышц. Примечательно, что у животных жир не может превращаться в глюкозу, так как в их организме отсутствует путь превращения ацетил-КоА в оксалоацетат. Таким образом, в дополнение к структурной роли и другим функциональным свойствам, белки выполняют важную энергетическую функцию.

Помимо вышеназванных, печень выполняет целый ряд других биохимических функций в организме. Наиболее важными среди них являются синтез белков плазмы крови, расщепление порфиринов (гл.16) и нуклеиновых кислот (гл.9), депонирование железа и катаболизм (деактивация), путем реакций окисления, восстановления, гидролиза, конъюгации и метилирования, биологически активных соединений, таких как яды, лекарства, гормоны.

 

Основная роль печени в метаболизме углеводов заключается в поддержании нормогликемии. Поддержание нормальной концентрации глюкозы в крови осуществляется тремя основными механизмами:

1. способностью печени депонировать всасывающуюся из кишечника глюкозу и поставлять её по мере надобности в общий кровоток (напоминаем, что образующийся в реакциях гликогенолиза в различных тканях глюкозо-6-фосфат не способен проникать через плазматическую мембрану клеток, однако гепатоциты способны синтезировать глюкозо-6-фосфатазу, которая отщепляет фосфат, образуя свободную глюкозу, - последняя легко покидает клетки печени;

2. образовывать глюкозу из неуглеводных продуктов (глюконеогенез).

3. превращать другие гексозы (галактозу и фруктозу) в глюкозу.

Всасывание глюкозы из кишечника сопровождается одновременным выбросом инсулина, стимулирующим синтез гликогена в печени и ускоряющим в ней реакции окислительного распада глюкозы. В перерывах между приёмами пищи (низкий уровень глюкозы → низкая концентрация инсулина) в печени активируются реакции гликогенолиза, благодаря которым предотвращается развитие гипогликемии. При длительном голодании вначале используются гликогенные аминокислоты (глюконеогенез), а затем распадаются депонированные жиры (образование кетоновых тел).

Роль печени в обмене липидов.

Печень депонирует липиды и играет ключевую роль в их метаболизме:

· в ней синтезируются, распадаются, удлиняются либо укорачиваются жирные кислоты (поступающие с пищей или образующиеся при распаде простых и сложных липидов);

· распадаются, синтезируются либо модифицируются триацилглицеролы;

· синтезируется большинство липопротеинов и 90% общего количества холестерола в организме (около 1г/с). Все органы с недостаточным синтезом холестерола (например, почки) снабжаются холестеролом печени;

· в печени из холестерола синтезируются желчные кислоты, которые входят в состав желчи, необходимой для переваривания липидов в кишечнике;

· печень является единственным органом, в котором синтезируются ацетоновые тела.

Роль печени в обмене белков.

В печени интенсивно протекают реакции биосинтеза белков, необходимых для поддержания жизнедеятельности как самих гепатоцитов, так и для нужд организма в целом. В ней же завершается и процесс распада белков организма (синтез мочевины).

Освобождающиеся в процессе пищеварения аминокислоты, попадая с током крови воротной вены в печень, используются на:

· синтез белков плазмы крови (альбуминов, различных глобулинов, факторов свёртывания крови),

· образование α-кетокислот путём трансаминирования или окислительного дезаминирования аминокислот,

· глюконеогенез из гликогенных аминокислот,

· кетогенез из кетогенных аминокислот,

· синтез жирных кислот,

· аминокислоты используются для получения энергии, распадаясь в цикле трикарбоновых кислот.

Аммиак, образующийся в реакциях метаболизма аминокислот в печени, а также NH₃, возникающий в процессе гниения белков в толстом кишечнике, превращается в гепатоцитах в мочевину и таким образом обезвреживается.

В печени синтезируется креатин, который поставляется ею в кровоток для дальнейшего использования сердечной и скелетной мышцами.

Синтез креатина протекает в 2 стадии: │

1. На глицин переносится гуанидиновая группа аргинина (NH₂ – C = NH), при этом образуется гуанидиноацетат. Фермент – аргинил-глицин-трансаминаза. Эта реакция протекает в почках.

2. Из почек гуанидиноацетат транспортируется в печень, где метилируется S-аденозилметионином (активная форма метионина) – образуется креатин. Фермент – гуанидиноацетат-трансметилаза.

 

СООН Аргинил-глицин CH₂ – COOH

│ трансаминаза │

H₂N – C – H HN – C – NH₂

│ ║

H NH