Роль печени в обмене белков и аминокислот
Печень играет важную роль в обмене белков. Наибольшее количество белка синтезируется в мышцах, однако в пересчете на 1 г массы в печени их производится больше. Здесь образуются не только собственные белки гепатоцитов, но и большое количество секретируемых белков, необходимых для нужд организма в целом. Большинство белков плазмы крови синтезируется в печени. К наиболее важным из них относится альбумин, синтез которого составляет 25% от общего образования белков в печени и 50% - от количества секретируемых белков.
При синтезе альбумина трансляция мРНК происходит на полирибосомах шероховатого эндоплазматического ретикулума. Синтез альбумина регулируется скоростью транскрипции мРНК и доступностью тРНК. При понижении онкотического давления плазмы синтез альбумина увеличивается. Синтез альбумина зависит также от поступления предшественников аминокислот, особенно триптофана.
У больных с крупным карциноидом синтез альбумина может резко понизиться, так как клетки опухоли используют триптофан для синтеза серотонина.
75-90% α-глобулинов и 50% β-глобулинов синтезируются гепатоцитами. γ-Глобулины продуцируются клетками Купфера.
ЖЕЛЧЕОБРАЗОВАНИЕ. ПИГМЕНТНЫЙ ОБМЕН.
ВИДЫ ЖЕЛТУХ
Желчь образуется клетками печени – гепатоцитами. Желчеобразование – это: синтез и секреция желчи гепатоцитами; секреция воды эпителиальными клетками желчных протоков; реабсорбция воды по мере продвижения желчи по протокам; экскреция гепатоцитами органических и неорганических компонентов. В сутки у человека секретируется от 250 до 1000 мл желчи. Желчеобразование происходит непрерывно. После еды выделение желчи рефлекторно усиливается уже через 3-12 мин, причем одним из раздражителей, влияющих на ускорение этого процесса, является сама желчь.
Выработка желчи контролируется нервными и гуморальными механизмами. Повышенное содержание в крови компонентов желчи возбуждает желчеобразование. Значительное влияние на желчеобразование оказывают гормоны. Вазопрессин, АКТГ и инсулин его стимулируют. Гормон эпифиза также стимулирует секрецию желчи, в результат его прямого действия на паренхиму печени.
Желчные кислоты эмульгируют жиры, обеспечивая всасывание в тонком кишечнике жирных кислот, холестерина, витаминов и солей кальция. Желчь создаёт благоприятные условия для переваривания пищи в тонком кишечнике, улучшает переваривание белков и углеводов, облегчает всасывание продуктов их распада, стимулирует моторику тонкой кишки, предупреждает развитие гнилостных процессов в кишечнике, оказывая противомикробное действие, стимулирует секрецию поджелудочной железой сока и желчеобразовательную функцию самой печени.
В состав желчи входят желчные кислоты, желчные пигменты, холестерол, фосфолипиды, жирные кислоты, натрий, калий, кальций, хлор и его производные, фосфатидилхолин, вода. В желчи содержатся ферменты, витамины, мочевина и мочевая кислота, аминокислоты и другие ненужные организму соединения. С желчью выделяются продукты распада, токсические и лекарственные вещества, соединения меди, цинка и ртути.
Вещества, выделяемые с желчью, подразделяются на две группы:
- вещества, связанные в плазме крови с белками (например, гормоны). Они не могут преодолеть почечный фильтр и выделяются с желчью;
- вещества, нерастворимые в воде (холестерин, стероидные соединения). В печени они соединяются с глюкуроновой кислотой и переходят в водорастворимое состояние, после чего они выделяются через почки.
Холестерин существует в растворенном состоянии за счет солей желчных кислот и фосфатидилхолина. При недостатке желчных кислот холестерин выпадает в осадок, при этом могут образовываться камни. Интенсивное образование камней отмечается при застое желчи и наличии инфекции.
Желчные пигменты (основной из них билирубин) не принимают участие в пищеварении. Их выделение печенью – чисто экскреторный выделительный процесс.
Процесс желчеобразования самым тесным образом связан с распадом гемоглобина в тканях и образованием желчных пигментов.
Пигментный обмен. Гем является простетической группой гемоглобина и геминовых ферментов; около 80% гема организма находится в гемоглобине. При разрушении эритроцитов освобождается гемоглобин. Его распад происходит в печени, селезенке и костном мозге. Распад гемоглобина в печени начинается с разрыва α-метиновой связи между I и II кольцами порфириноого кольца. Этот процесс катализируется НАДФ-содержащей оксидазой и приводит к образованию зелёного пигмента вердоглобина. Затем вердоглобин спонтанно распадается, при этом освобождается железо, белок глобин и образуется один из желчных пигментов – биливердин. Образовавшийся биливердин ферментативным путем восстанавливается в печени в билирубин, являющийся основным желчным пигментом.
Основная часть билирубина образуется в клетках ретикулоэдотелиальной системы селезенки и костного мозга. Из этих органов билирубин в соединении с альбуминами транспортируется кровью в печень, где происходит его конъюгация с глюкуроновой кислотой. Глюкуроновая кислота присоединяется к карбоксильным группам пропионильных остатков, образуя глюкурониды билирубина. Конъюгация с глюкуроновой кислотой существенно изменяет свойства билирубина. Билирубин нерастворим в воде; именно поэтому он транспортируется кровью в соединении с альбумином. Билирубинглюкуронид растворим в воде, и легко выводится с желчью в кишечник. Билирубин токсичен, особенно для мозга; глюкурониды билирубина не токсичны. Таким образом, в результате конъюгации билирубина происходит его детоксикация и облегчается выведение из организма.
В кишечнике от билирубинглюкуронидов под действием бактериальных ферментов гидролитически отщепляется глюкуроновая кислота, а вновь образовавшийся билирубин восстанавливается по некоторым двойным связям, образуя две группы продуктов: уробилиногены и стеркобилиногены. Основная часть этих веществ (95%) выделяется с калом, остальная - всасывается из кишечника в кровь и затем вновь попадает в желчь, а также частично выводится через почки. На воздухе уробилиногены и стеркобилиногены, окисляясь кислородом, превращаются в уробилины и стеркобилины, пигменты, имеющие желтую окраску. Продукты превращения билирубина называют желчными пигментами. Здоровый взрослый человек ежедневно выделяет 200-300 мг желчных пигментов с калом и 1-2 мг с мочой. Желчные пигменты практически всегда содержатся в желчных камнях, а примерно в ¼ случаев являются их основным компонентом. Определение концентрации желчных пигментов в крови и моче применяют при дифференциальной диагностике желтух.
Виды желтух. Концентрация билирубина в крови здорового человека равна 1,7- 17 мкмоль/л. В крови содержится как неконъюгированный билирубин (¾), так и глюкурониды. При этом неконъюгированный билирубин, поскольку он нерастворим в воде, находится в соединении с альбумином крови. Билирубин с диазохлорсульфоновой кислотой образует азосоединение розово-фиолетового цвета; эта реакция используется для определения билирубина в крови и в моче. Неконъюгированный билирубин, связанный с альбумином, реагирует лишь после добавления спирта, который освобождает его из соединения с альбумином (непрямой билирубин); глюкурониды билирубина определяются и без добавления спирта (прямой билирубин).
При усилении распада эритроцитов, закупорке желчного протока или нарушений функции печени концентрация билирубина в крови увеличивается, в результате кожа, слизистые оболочки, склера глаз окрашиваются в желтый цвет (желтуха). Желтое окрашивание кожи становится заметным, когда концентрация билирубина в крови достигает 2-3 мг/дл. Определение концентрации разных желчных пигментов в крови и в моче позволяет выяснить причину желтухи.
Гемолитическая (надпеченочная) желтуха.При усиленном распаде эритроцитов билирубина образуется больше и скорость его глюкуронирования в печени, а также скорость экскреции в кишечник увеличивается. Однако скорость образования билирубина может превысить способность печени удалять его из крови. Следовательно, при гемолитической желтухе в основном повышается концентрация непрямого билирубина в крови; кроме того, увеличивается выделение уробилиногенов и стеркобилиногенов с мочой, поскольку печень выделяет в кишечник большие количества глюкуронидов билирубина, из которых образуются уробилиногены и стеркобилиногены.
Желтуха новорожденных. У плода и у новорожденного количество эритроцитов в расчете на единицу массы тела больше, чем у взрослых, больше также и концентрация гемоглобина в эритроцитах. В течение нескольких недель после рождения количество гемоглобина в крови новорожденных приближается к величине, характерной для взрослых; в этот период относительная скорость распада эритроцитов больше, чем в последующее время. С другой стороны, способность печени удалять из крови билирубин у плода развита слабо (во внутриутробном периоде билирубин удаляется через плаценту). Однако скорость удаления билирубина из крови увеличивается в
3-4 раза в первые часы или дни после рождения. В первые дни в крови новорожденных концентрация билирубина увеличена, причем у части новорожденных (примерно у 20%) увеличение значительно. Желтуха новорожденных может быть связана с запаздыванием включения генов, кодирующих фермент глюкуронилтрансферазу. Другими причинами могут быть низкая способность печени извлекать билирубин из крови и реабсорбция билирубина из кишечника. В тяжелых случаях желтухи новорожденных, когда концентрация билирубина в крови превышает 30 мг/дл, повреждаются функции мозга; в этих условиях для удаления билирубина из организма прибегают к массивному переливанию крови.
Обтурационная (подпеченочная) желтуха. При закупорке желчных протоков (желчный камень, опухоль, рубец) желчь перестает поступать в кишечник, но гепатоциты продолжают ее вырабатывать. В этих условиях желчные пименты попадают в кровеносное русло, поэтому в крови повышается концентрация в основном прямого билирубина. Прямой билирубин как вещество водорастворимое фильтруется в боуменову капсулу и выводится с мочой. Поскольку билирубин в кишечник не поступает, уробилиногенов и стеркобилиногенов в моче нет (таблица 4).
Таблица 4
Дифференциальная диагностика желтух
| Надпеченочная желтуха | Печеночная желтуха | Подпеченочная желтуха | |
| Общий билирубин | Норма / Увеличен | Увеличен | Увеличен |
| Неконьюгированный билирубин | Увеличен | Норма / Увеличен | Норма |
| Коньюгированный билирубин | Норма | Увеличен | Увеличен |
| Цвет мочи | Норма | Темный | Темный |
| Цвет стула | Норма | Обесцвеченный | Обесцвеченный |
Печеночно-клеточная (печеночная, паренхиматозная) желтуха. При гепатитах повреждаются клетки печени и, вследствие этого, снижается продукция желчи; кроме того, в результате повреждения паренхимы печени желчь поступает не только в желчные канальцы, но и в кровь. При печеночной желтухе в крови увеличивается концентрация непрямого билирубина (нарушено глюкуронирование) и прямого билирубина (желчь поступает в кровь). В моче обнаруживается прямой билирубин.
Наследственные желтухи. Известны наследственные дефекты глюкуронилтрансферазы. При полном отсутствии активности фермента желчные пигменты в желчи не обнаруживаются, а в крови отмечается высокая концентрация неконъюгированного билирубина (до 40 мг/дл).