Слайд 1Биохимия печени.
Механизмы обезвреживания токсических веществ в организме.
Слайд 2Печень –
посредник между кишечником и другими
органами и тканями.
У
взрослого человека вес печени - 1,5 кг
Слайд 7Роль печени в углеводном обмене
Печень – депо гликогена.
Печень обеспечивает
постоянный уровень глюкозы в крови,
регулируя соотношения между синтезом и распадом
гликогена.
В печени протекают:
гликолиз,
гликогенолиз,
глюконеогенез,
гликогеногенез,
превращение фруктозы и галактозы в глюкозу,
синтез гепарина.
Слайд 8Регуляция синтеза и распада гликогена
Увеличивают содержание гликогена в печени:
АКТГ,
глюкокортикоиды,
инсулин.
Стимулируют распад гликогена:
адреналин,
глюкагон,
СТГ,
тироксин.
Слайд 9Гликогенолиз
Нарушение активности ферментов фосфоролиза приводит к накоплению гликогена в
печени и далее к гипогликемии.
Это наблюдается при гликогенозах.
Слайд 12Роль печени в липидном обмене
В печени осуществляется:
синтез желчных
кислот (желчь необходима для переваривания и всасывания липидов),
синтез фосфолипидов (при
дефиците АТФ и липотропных факторов фосфатидная кислота используется для синтеза нейтрального жира),
синтез холестерина (98%), его этерификация,
синтез ЛПВП,
синтез жирных кислот,
липолиз,
кетогенез,
распад фосфолипидов.
Слайд 17Роль печени в обмене белков
В печени протекает:
синтез белков (за
сутки обновляется около 9 % собственных белков, 1/4 альбуминов плазмы):
альбуминов плазмы,
80 % a-глобулинов,
50 % b-глобулинов,
ряда ферментов, аминокислот.
трансаминирование и окислительное дезаминирование аминокислот,
синтез мочевины и мочевой кислоты,
синтез холина, креатинина,
синтез протромбина, фибриногена, проакцелерина.
Слайд 18Метаболизм гормонов в печени
Инактивация:
стероидных гормонов,
тироксина,
АДГ,
альдостерона,
эстрогенов,
инсулина.
Синтез:
транскортина,
дофамина.
Слайд 19 Печень, витамины, микроэлементы
Печень - депо витаминов А, Д, К,
РР.
В большом количестве содержатся витамины
С,
В1,
В2,
В12,
фолиевая кислота.
В печени находятся запасы:
железа,
меди,
цинка,
марганца,
молибдена.
Слайд 20Роль печени в обезвреживании метаболитов и токсических веществ
Обезвреживание происходит путем:
окисления,
восстановления,
метилирования,
ацетилирования,
конъюгации.
Слайд 21Обезвреживание токсических веществ в печени
В печени происходит синтез мочевины (обезвреживание
аммиака).
Путем образования парных соединений с ФАФС или глюкуроновой кислотами обезвреживаются:
продукты гниения аминокислот в кишечнике: индол, скатол, фенол, крезол,
билирубин (путем образования моно- и диглюкуронидов),
стероидные гормоны (в виде глюкуронидов).
Образование парных соединений в печени протекает также с участием гликокола и таурина:
желчные кислоты находятся в желчи в виде соединений с гликоколом и таурином,
бензойная кислота, соединяясь с гликоколом, превращается в гиппуровую кислоту.
При участии моно- и диаминоокисидаз (МАО, ДАО) в печени
происходит окислительный распад - адреналина и гистамина.
Слайд 25Микросомальное окисление
Микросомы – морфологически замкнутые везикулы, в которые превращается
эндоплазматический ретикулум при гомогенизации тканей.
Функция микросомального окисления:
использование
кислорода с «пластическими» целями.
Микросомальное окисление осуществляется во фракции микросом печени и надпочечников, но может встречаться и в любой другой ткани.
Слайд 26 Монооксигеназная система состоит из трёх компонентов:
НАДФ-специфичного
ФАД - содержащего флавопротеина,
железосерного белка,
цитохрома Р450.
Монооксигеназы
присоединяют к субстрату один из двух атомов кислорода.
НАДФН+Н+ - поставщик атомов водорода для восстановления
второго атома кислорода до воды.
Электрон НАДФН+Н+ переносится на флавопротеин, затем на
белок, содержащий негемовое железо, затем на цитохром Р450.
В цепи микросомального окисления образуются свободные
радикалы.
Fe(2+) от Р450 - радикалообразующий центр.
Слайд 27Реакции, катализируемые системой цитохром Р450
Слайд 29Цитохром Р450 выполняет двойную функцию:
цитохром Р450 связывает субстрат гидроксилирования,
на нём происходит активация молекулярного кислорода.
Слайд 30Цепь микросом печени
- универсальная биологическая система, окисляющая неполярные соединения любого
происхождения:
эндогенные субстраты – стероидные гормоны, холестерин, витамины, ненасыщенные жирные
кислоты.
экзогенные субстраты (ксенобиотики) - гидрофобные загрязнители окружающей среды, канцерогены, лекарства, пестициды.
Ключевым ферментом в элиминации, детоксикации и метаболической активации экзогенных субстратов является цитохром Р450.
Слайд 31Элиминация.
Окисление молекулярным кислородом приводит к увеличению гидрофильности чужеродных соединений.
Детоксикация.
Химическая
модификация приводит к потере
молекулой её биологической активности,
токсичности.
Метаболическая активация.
Продукт реакции становится
более активным,
чем молекула, из которой он образовался.
Слайд 32Микросомальные гидроксилазы могут
катализировать не только гидроксилирование,
но и другие реакции:
эпоксидирование,
сульфоокисление,
дезалкилирование,
восстановление нитросоединений.
Полиспецифичность микросомального окисления
объясняется тем, что цитохром Р450
существует в
виде различных изоферментов.
Слайд 33Цитохром Р450
инактивируется in vitro окисью углерода и тиоловыми ядами,
реактивируется – тиоловыми антиоксидантами.
В печени обезвреживание веществ заключается в их
химической модификации в две фазы:
Вещество окисляется, восстанавливается или гидролизуется. При этом образуется ОН, СООН, SH, NH2.
К этим группам присоединяется глюкуроновая кислота, серная кислота, глицин, глутамин, глутатион, метильная или ацетильная группа (реакции конъюгации).
Слайд 34Внутриклеточная локализация основных видов конъюгации
Слайд 35Метаболизм и выведение ксенобиотиков из организма
Слайд 36Субклеточная локализация ферментных систем в печени
Ядро гепатоцита служит хранилищем информации
и может быть источником генетических дефектов и аномалий белков и
ферментов печени или плазмы крови.
Цитозоль гепатоцита содержит ферменты гликолиза и пентозного цикла, лейцинаминопептидазу, АЛТ, АСТ, сорбитолдегидрогеназу,ферменты глюконеогенеза.
В митохондриях локализованы ферменты цикла Кребса и окислительного фосфорилирования окисления жирных кислот, карбомоилфосфатсинтетаза, глутаматдегидрогеназа, АСТ.
На рибосомах локализованы ферменты синтеза белков.
На гладкой ЭПС располагаются глюкозо-6-фосфатаза ферменты биотрансформации и конъюгации.
Лизосомы гепатоцитов содержат кислые гидролазы.
Слайд 37Биохимические показатели при цитолитическом синдроме
Повышение в сыворотке крови активности:
АЛТ,
АСТ,
альдолазы,
ГЛДГ,
сорбитолдегидрогеназы,
ЛДГ 5
орнитинкарбомоилтрансферазы,
γ-ГТП.
Повышение в крови содержания общего билирубина и прямого билирубина.
Повышение содержания железа в сыворотке крови.
Слайд 38
Соотношение АСТ/АЛТ:
АЛТ сосредоточен в цитозоле.
АСТ –
в цитозоле и митохондриях.
При вирусном гепатите первично поражается мембрана клетки.
В кровь попадает больше АЛТ.
При циррозе АСТ выше, чем АЛТ:
Воспалительный тип: АСТ/АЛТ<1,
Некротический тип: АСТ/АЛТ >1.
Соотношение АСТ + АЛТ/ГЛДГ:
при метастазах в печень <10,
при обструктивной желтухе 5-20,
при остром вирусном гепатите >50.
Соотношение ЛДГ/АСТ:
при гемолитической желтухе >12,
при гепатоцеллюлярной желтухе <12.
Слайд 39Повышение активности:
щелочной фосфатазы (стимуляция биосинтеза ЩФ на поверхности гепатоцитов
поступление в синусоиды
проникновение в кровь)
лейцинаминопептидазы (ЛАП),
5'-нуклеотидазы,
γ-ГТП.
Повышение содержания фосфолипидов, холестерина, ЛПНП, желчных кислот.
Гипербилирубинемия.
Биохимические показатели при синдроме холестаза (исследование сыворотки крови)
Слайд 40Биохимические показатели при мезенхимально-воспалительном синдроме
(исследование сыворотки крови)
Рост содержания иммуноглобулинов:
IgM при острых воспалениях,
IgG и IgA - при хронических;
Повышение содержания γ-глобулинов,
снижение – альбуминов,
Повышение белков острой фазы:
гаптоглобина, орозомукоида,
Изменение белкового спектра сыворотки крови выявляют
осадочные пробы: тимоловая, сулемовая.
Слайд 41Индикаторы гепато-депрессивного синдрома
(малой недостаточности печени)
Показатели выделительной функции:
Скорость выведения бромсульфолеина
10-16 мг краски/мин.
Тесты на обезвреживающую функцию:
антипириновая проба,
кофеиновая проба.
При
остром гепатите - снижение клиренса до 80%
Тесты, связанные с синтезом прокоагулянтов:
При повреждениях печени снижается синтез
витамин К-зависимых факторов свёртывания крови:
II, VII, IX, X.
Холестерин сыворотки крови (3,9-6,5 ммоль/л)
Аммиак (0,1-0,3 мг/л).
Слайд 42Индикаторы гепатодепрессии, связанные с синтезом белка
альбумины (35-50 г/л),
фибронектин (333+8,6 мкг/мл),
церулоплазмин
(0,15-0,6 г/л),
а1-АТ (2-4 г/л),
псевдохолинэстераза
(160 - 340 мкмоль/г*мл).
Слайд 43Биохимические показатели при синдроме печеночно-клеточной недостаточности
(исследования сыворотки крови)
понижение
активности холинэстеразы,
гипопротеинемия и диспротеинемия
с понижением содержания альбуминов.
снижение концентрации протромбина, фибриногена,
снижение содержания холестерина,
гипербилирубинемия. Повышается содержание неконъюгированного билирубина.
Слайд 44Биохимические показатели при синдроме портокавального шунтирования
Возникает этот синдром за счет
развития мощных венозных коллатералей с поступлением из кишечника в общий
кровоток большого количества веществ, подлежащих в норме преобразованию в печени (аммиак, фенолы, аминокислоты, меркаптены).
Определение аммиака в сыворотке крови для выявления портально-печеночной недостаточности.
Биохимические показатели при синдроме регенерации и опухолевого роста печени.
Повышение в сыворотке крови содержания
a-фетопротеина.
Слайд 45 Взаимосвязь обменов
осуществляется благодаря
интегрирующим системам:
нервной,
эндокринной,
сосудистой.
Взаимосвязь обеспечивается различными уровнями:
информационный уровень,
структурный уровень,
общее энергетическое обеспечение,
на уровне общих метаболитов,
на уровне Ц.Т.К.
.
Слайд 46Информационный уровень взаимосвязи
В геноме клеток заложена информация о структуре и
функциональной активности различных белков , принимающих участие в структурной и
динамической организации живых систем.
Слайд 47Структурный уровень взаимосвязи
мембранный аппарат клеток,
рибосомы.
Слайд 48Общее энергетическое обеспечение
АТФ – универсальная энергетическая валюта, образующаяся при окислении
углеводов, жиров, аминокислот.
НАДФН2 – основной донор электронов в восстановительных реакциях
биосинтеза.
Восстановительные эквиваленты, накапливаемые в ходе катаболизма в клетке в виде восстановительных форм НАДФН2 используются в восстановительных реакциях клеточного анаболизма, связывая таким образом, катаболические и анаболические процессы в единую систему.
Синтез одного соединения (жира) происходит за счёт катаболизма другого (глюкозы).
Слайд 49Окисляемые
субстраты
Продукты
окисления
Продукты
биосинтезов
Субстраты для
биосинтезов
НАДФ+
НАДФН+Н+
НАДН+Н+
НАД+
2Н+
2Н+
2Н+
анаболизм
катаболизм
Слайд 50Взаимосвязь на уровне общих метаболитов
Центральные метаболиты:
ацетил-КоА,
ПВК,
ЩУК,
ФГА.
Слайд 51
ПВК
ФГА
ацетил-КоА
ЩУК
Белки
Углеводы
Жиры
Глицерин
Холестерин
Ц.Т.К.
Кетоновые
тела
Жирные
кислоты
АМК
Лактат
Слайд 52Ацетил-КоА образуется
при окислительном декарбоксилировании ПВК,
при β-окислении жирных кислот,
из аминокислот.
ЩУК
пируваткарбоксилаза
Биотин
ЩУК
асп
глюконеогенез
Ц.Т.К.
аспарагин
Синтез
мочевины
Синтез
пиримидиновых
нуклеотидов
Слайд 54Взаимосвязь углеводного и липидного обменов осуществляется через
ацетил-КоА,
ФГА,
НАДФН2 из пентозного цикла
идёт на синтез жирных кислот,
ЩУК нужен для работы Ц.Т.К.
Жиры
сгорают в пламени углеводов.
При избытке в пище углеводов возникает ожирение.
ФГА и ацетил-КоА– источники глицерина и жирных кислот.
При спячке у животных происходит образование
углеводов из жиров.
Слайд 55Взаимосвязь белкового и жирового обменов на уровне
ПВК,
ацетил-КоА,
кетоновых
тел.
Из белков осуществляется синтез жира.
Слайд 56Взаимосвязь углеводного и белкового обменов на уровне
ПВК,
ЩУК,
ацетил-КоА,
пентоз,
глюкопластичных и
кетопластичных аминокислот.
Углеродные скелеты АМК вступают в Ц.Т.К.
Возможно образование углеводов из
белков (ГНГ)
и белков из углеводов (из ПВК образуется аланин).
Слайд 57Сопряжение на уровне Ц.Т.К.
углеродные скелеты АМК включаются в Ц.Т.К,
все кислоты Ц.Т.К. превращаются в ЩУК (ГНГ),
взаимосвязь Ц.Т.К. с
синтезом мочевины через фумарат, асп, СО2,
ЩУК,
жирные кислоты,
мочевина, азотистые основания.
Ц.Т.К обеспечивает энергией все обмены.
СО2
Слайд 58Связь липидного обмена с Ц.Т.К. осуществляется через
цитрат
- активатор
ацетил-КоА-карбоксилазы,
- перенос в цитоплазму ацетил-КоА,
Сукцинил-КоА
Жирные кислоты с нечётным числом
углеродных
атомов через пропионил-КоА превращаются в
сукцинил-КоА.
СО2,
малат
Малик-реакция – источник образования НАДФН2 .
Слайд 59Взаимосвязь обменов
на уровне органов и тканей
Печень и мышцы.
В
покоящихся мышцах субстрат энергетического обмена – свободные жирные кислоты и
кетоновые тела, доставляемые с кровью из печени.
При умеренной нагрузке присоединяется аэробный распад глюкозы.
При тяжёлой физической нагрузке источник энергии – гликоген мышц (гликогенолиз). Лактат идёт из мышц в печень, где превращается в глюкозу.
При длительном голодании происходит распад белков мышц. Аммиак переносится на ПВК, образуется аланин, который является источником глюконеогенеза.
Слайд 60Печень и мозг.
Глюкоза из печени с кровью поступает в мозг.
В ткани мозга содержится много АТФ для синтеза нейромедиаторов.
Обезвреживание
аммиака путем синтеза глутамина.
При голодании источники глюкозы для мозга сначала – гликоген, затем – белки мышц.
Слайд 61Почки и печень.
Глюконеогенез происходит в почках и печени.
Почки зависят от
поступления из печени глутамина, который служит источником аммиака, необходимого для
нейтрализации экскретируемых ионов водорода
Печень отвечает за синтез, а почки за экскрецию мочевины.
Слайд 62 Жировая ткань и печень.
В обеих тканях идёт синтез триацилглицеридов,
в жировой ткани из глюкозы.
Жирные кислоты могут быть использованы
вместо глюкозы в мышечной ткани.