Hati memainkan peran sentral dalam metabolisme protein. Ini melakukan fungsi utama berikut: sintesis protein plasma spesifik; pembentukan urea dan asam urat; sintesis kolin dan kreatin; transaminasi dan deaminasi asam amino, yang sangat penting untuk saling transformasi asam amino, serta untuk proses glukoneogenesis dan pembentukan badan keton. Semua albumin plasma, 75-90% α-globulin dan 50% β-globulin disintesis oleh hepatosit. Hanya glob-globulin yang diproduksi bukan oleh hepatosit, tetapi oleh sistem makrofag, tempat sel retikuloendotelial stellata (sel Kupffer) berada. Sebagian besar γ-globulin terbentuk di hati. Hati adalah satu-satunya organ di mana protein penting bagi tubuh disintesis sebagai protrombin, fibrinogen, proconvertin, dan proaccelerin.
Pada penyakit hati, penentuan komposisi fraksional protein plasma (atau serum) darah sering kali menarik baik dalam hal diagnostik maupun prognostik. Diketahui bahwa proses patologis dalam hepatosit secara dramatis mengurangi kemampuan sintetiknya. Akibatnya, isi albumin dalam plasma darah turun tajam, yang dapat menyebabkan penurunan tekanan onkotik plasma darah, perkembangan edema, dan kemudian asites. Perlu dicatat bahwa dengan sirosis hati, terjadi dengan gejala asites, kandungan albumin dalam serum darah 20% lebih rendah dibandingkan dengan sirosis tanpa asites.
Pelanggaran sintesis sejumlah faktor protein dari sistem pembekuan darah pada penyakit hati yang parah dapat menyebabkan kejadian hemoragik.
Dengan kerusakan hati, proses deaminasi asam amino juga terganggu, yang berkontribusi pada peningkatan konsentrasi mereka dalam darah dan urin. Jadi, jika kandungan nitrogen normal dari asam amino dalam serum sekitar 2,9-4,3 mmol / l, maka pada penyakit hati yang parah (proses atrofi), nilai ini meningkat menjadi 21 mmol / l, yang mengarah ke aminoaciduria. Misalnya, pada atrofi hati akut, jumlah tirosin dalam jumlah urin harian dapat mencapai 2 g (pada tingkat 0,02-0,05 g / hari).
Di dalam tubuh, pembentukan urea terjadi terutama di hati. Sintesis urea dikaitkan dengan pengeluaran jumlah energi yang cukup signifikan (3 molekul ATP dikonsumsi untuk pembentukan 1 molekul urea). Dengan penyakit hati, ketika jumlah ATP dalam hepatosit berkurang, sintesis urea terganggu. Indikasi dalam kasus ini adalah penentuan dalam serum rasio urea nitrogen terhadap nitrogen amino. Biasanya, rasio ini adalah 2: 1, dan dalam kasus kerusakan hati yang parah adalah 1: 1.
Sebagian besar asam urat juga terbentuk di hati, di mana banyak enzim xanthine oksidase, dengan partisipasi dimana hidroksipurin (hypo-xanthine dan xanthine) diubah menjadi asam urat. Kita tidak boleh melupakan peran hati dalam sintesis kreatin. Ada dua sumber kreatin dalam tubuh. Ada creatine eksogen, yaitu makanan kreatin (daging, hati, dll.), dan kreatin endogen, disintesis dalam jaringan. Sintesis kreatin terjadi terutama di hati, dari mana ia memasuki jaringan otot melalui aliran darah. Di sini kreatin, difosforilasi, diubah menjadi kreatin fosfat, dan kreatinin terbentuk dari yang terakhir.
Peran hati dalam metabolisme karbohidrat
Peran utama hati dalam metabolisme karbohidrat adalah mempertahankan normoglikemia. Mempertahankan konsentrasi normal glukosa dalam darah dilakukan oleh tiga mekanisme utama:
1. kemampuan hati untuk menyimpan glukosa yang diserap dari usus dan memasoknya sesuai kebutuhan ke sirkulasi umum (ingat bahwa glukosa-6-fosfat yang terbentuk dalam reaksi glikogenolisis di berbagai jaringan tidak dapat menembus membran plasma sel, tetapi hepatosit mampu mensintesis glukosa-6-). fosfatase, yang membelah fosfat, membentuk glukosa bebas, yang terakhir mudah meninggalkan sel-sel hati;
2. untuk membentuk glukosa dari produk non-karbohidrat (glukoneogenesis).
3. mengubah heksosa lain (galaktosa dan fruktosa) menjadi glukosa.
Penyerapan glukosa dari usus disertai dengan pelepasan insulin secara simultan, yang menstimulasi sintesis glikogen di hati dan mempercepat dekomposisi oksidatif glukosa di dalamnya. Di sela waktu makan (glukosa rendah → konsentrasi insulin rendah) di hati, reaksi glikogenolisis diaktifkan, yang mencegah perkembangan hipoglikemia. Dengan puasa yang berkepanjangan, asam amino glikogenik pertama kali digunakan (glukoneogenesis), dan kemudian lemak yang diendapkan terurai (pembentukan badan keton).
Peran hati dalam metabolisme lipid.
Hati menyimpan lemak dan memainkan peran penting dalam metabolisme mereka:
· Ini mensintesis, memecah, memperpanjang atau memperpendek asam lemak (berasal dari makanan atau terbentuk selama pemecahan lipid sederhana dan kompleks);
· Disintegrasi, triasilgliserol disintesis atau dimodifikasi;
· Sebagian besar lipoprotein disintesis dan 90% dari jumlah total kolesterol dalam tubuh (sekitar 1 g / s). Semua organ dengan sintesis kolesterol yang tidak mencukupi (mis., Ginjal) disuplai dengan kolesterol hati;
· Di hati, asam empedu disintesis dari kolesterol, yang merupakan bagian dari empedu yang diperlukan untuk pencernaan lemak di usus;
· Hati adalah satu-satunya organ di mana tubuh aseton disintesis.
Peran hati dalam metabolisme protein.
Di hati, reaksi biosintesis protein, yang diperlukan untuk pemeliharaan aktivitas vital kedua hepatosit itu sendiri dan untuk kebutuhan organisme secara keseluruhan, sedang dilakukan secara intensif. Ini juga mengakhiri proses pemecahan protein tubuh (sintesis urea).
Asam amino yang dilepaskan dalam proses pencernaan, mengalir bersama aliran darah vena portal ke hati, digunakan untuk:
· Sintesis protein plasma (albumin, berbagai globulin, faktor koagulasi),
· Pembentukan α-ketoasid dengan transaminasi atau deaminasi oksidatif dari asam amino,
· Glukoneogenesis dari asam amino glikogenik,
· Ketogenesis dari asam amino ketogenik,
· Sintesis asam lemak,
· Asam amino digunakan untuk energi, memecah dalam siklus asam tricarboxylic.
Ammonia diproduksi dalam metabolisme asam amino di hati, serta NH3, timbul dalam proses pembusukan protein di usus besar, diubah menjadi urea di hepatosit dan dengan demikian dinetralkan.
Creatine disintesis di hati, yang memasok ke aliran darah untuk penggunaan lebih lanjut dari jantung dan otot rangka.
Sintesis kreatin berlangsung dalam 2 tahap: │
1. Kelompok guanidin arginin (NH2 - C = NH), dengan pembentukan guanidinoacetate. Enzimnya adalah arginil glisin transaminase. Reaksi ini terjadi di ginjal.
2. Dari ginjal, guanidinoacetate diangkut ke hati, di mana ia dimetilasi oleh S-adenosylmethionine (bentuk aktif metionin) - kreatin terbentuk. Enzimnya adalah guanidinoacetate transmethylase.
COOH Arginyl Glycine CH2 - COOH
Hati melintasi metabolisme karbohidrat, lipid, dan protein
Hati, sebagai organ utama metabolisme, terlibat dalam mempertahankan homeostasis metabolik dan mampu melakukan interaksi metabolisme protein, lemak, dan karbohidrat.
Beberapa "senyawa" karbohidrat dan metabolisme protein adalah asam piruvat, asam oksaloasetat dan α-ketoglutarat dari TCAA, yang masing-masing dapat diubah menjadi alanin, aspartat dan glutamat dalam reaksi transaminasi. Proses transformasi asam amino menjadi asam keto berlangsung dengan cara yang serupa.
Karbohidrat bahkan lebih erat terkait dengan metabolisme lipid:
- Molekul NADPH yang terbentuk di jalur pentosa fosfat digunakan untuk mensintesis asam lemak dan kolesterol,
- gliseraldehida fosfat, juga terbentuk dalam jalur pentosa fosfat, termasuk dalam glikolisis dan diubah menjadi fosfat dioksiaseton,
- gliserol-3-fosfat, terbentuk dari glikolisis dioksiasetonfosfat, dikirim untuk mensintesis triasilgliserol. Juga untuk tujuan ini, gliseraldehida-3-fosfat dapat digunakan, disintesis selama penataan struktur jalur pentosa fosfat,
- "Glukosa" dan "asam amino" asetil-SkoA mampu berpartisipasi dalam sintesis asam lemak dan kolesterol.
Hubungan metabolisme protein, lemak dan karbohidrat
Pertukaran karbohidrat
Pada hepatosit, proses metabolisme karbohidrat aktif. Karena sintesis dan pemecahan glikogen, hati mempertahankan konsentrasi glukosa dalam darah. Sintesis glikogen aktif terjadi setelah makan, ketika konsentrasi glukosa dalam darah vena portal mencapai 20 mmol / l. Glikogen disimpan dalam kisaran hati dari 30 hingga 100 g. Dengan puasa jangka pendek, terjadi glikogenolisis, dalam kasus puasa jangka panjang, glukoneogenesis dari asam amino dan gliserol adalah sumber utama glukosa darah.
Hati melakukan interkonversi gula, yaitu konversi heksosa (fruktosa, galaktosa) menjadi glukosa.
Reaksi aktif dari jalur pentosa fosfat menyediakan untuk produksi NADPH, yang diperlukan untuk oksidasi mikrosomal dan sintesis asam lemak dan kolesterol dari glukosa.
Pertukaran lemak
Jika kelebihan glukosa, yang tidak digunakan untuk sintesis glikogen dan sintesis lainnya, memasuki hati saat makan, itu berubah menjadi lipid - kolesterol dan triasilgliserol. Karena hati tidak dapat mengumpulkan TAG, mereka dikeluarkan oleh lipoprotein densitas sangat rendah (VLDL). Kolesterol digunakan terutama untuk sintesis asam empedu, juga termasuk dalam komposisi lipoprotein densitas rendah (LDL) dan VLDL.
Dalam kondisi tertentu - puasa, beban otot yang berkepanjangan, diabetes mellitus tipe I, diet yang kaya lemak - di hati, sintesis tubuh keton yang digunakan oleh sebagian besar jaringan sebagai sumber energi alternatif diaktifkan.
Pertukaran protein
Lebih dari setengah protein yang disintesis per hari dalam tubuh jatuh pada hati. Tingkat pembaruan semua protein hati adalah 7 hari, sementara di organ lain nilai ini sesuai dengan 17 hari atau lebih. Ini tidak hanya mencakup protein hepatosit yang tepat, tetapi juga protein untuk ekspor - albumin, banyak globulin, enzim darah, serta faktor fibrinogen dan pembekuan darah.
Asam amino mengalami reaksi katabolik dengan transaminasi dan deaminasi, dekarboksilasi dengan pembentukan amina biogenik. Reaksi sintesis kolin dan kreatin terjadi karena transfer gugus metil dari adenosylmethionine. Di hati adalah pembuangan kelebihan nitrogen dan dimasukkannya dalam komposisi urea.
Reaksi sintesis urea terkait erat dengan siklus asam tricarboxylic.
Interaksi yang erat antara sintesis urea dan TCA
Pertukaran pigmen
Keterlibatan hati dalam metabolisme pigmen terdiri dari konversi bilirubin hidrofobik ke bentuk hidrofilik dan sekresi menjadi empedu.
Metabolisme pigmen, pada gilirannya, memainkan peran penting dalam metabolisme zat besi dalam tubuh - protein ferritin yang mengandung zat besi ditemukan dalam hepatosit.
Evaluasi fungsi metabolisme
Dalam praktik klinis, ada teknik untuk mengevaluasi fungsi tertentu:
Partisipasi dalam metabolisme karbohidrat diperkirakan:
- oleh konsentrasi glukosa darah
- sepanjang kurva tes toleransi glukosa,
- pada kurva "gula" setelah pemuatan galaktosa,
- hiperglikemia terbesar setelah pemberian hormon (misalnya, adrenalin).
Peran dalam metabolisme lipid dipertimbangkan:
- pada tingkat triasilgliserol darah, kolesterol, VLDL, LDL, HDL,
- koefisien aterogenik.
Metabolisme protein dinilai:
- pada konsentrasi total protein dan fraksinya dalam serum,
- dalam hal koagulogram,
- dalam hal urea dalam darah dan urin,
- pada aktivitas enzim AST dan ALT, LDH-4,5, alkaline phosphatase, glutamate dehydrogenase.
Metabolisme pigmen dinilai:
- pada konsentrasi bilirubin total dan langsung dalam serum.
Keterlibatan hati dalam metabolisme protein
Data tentang pelanggaran semua jenis metabolisme pada penyakit hati tentu saja informatif ketika memeriksa pasien, tetapi kelemahan dari definisi indikator-indikator ini, dengan pengecualian yang akan dibahas di bawah, adalah bahwa mereka bukan karakteristik dari tahap awal penyakit, mengingat kapasitas cadangan yang besar dari organ.. Gangguan metabolisme tajam biasanya terdeteksi pada puncak penyakit.
Indikator aktivitas sejumlah enzim dan indikator metabolisme pigmen, yang akan dibahas di bawah ini, jauh lebih informatif. Diagnosis dini penyakit hati penting tidak hanya karena mereka cenderung menjadi kronis dan, seringkali, tidak dapat diubah, tetapi juga dalam hal langkah-langkah epidemiologis, mengingat etiologi virus dari sejumlah penyakit.
Untuk melanjutkan unduhan Anda perlu mengumpulkan gambar:
PERAN KEHIDUPAN DALAM PERTUKARAN PROTEIN;
Hati memainkan peran sentral dalam metabolisme protein. Ini melakukan fungsi utama berikut: sintesis protein plasma spesifik; pembentukan urea dan asam urat; sintesis kolin dan kreatin; transaminasi dan deaminasi
asam amino, yang sangat penting untuk transformasi timbal balik asam amino, serta untuk proses glukoneogenesis dan pembentukan badan keton. Semua albumin 1 plasma, 75 - 90% o-globulin dan 50% (3-globulin disintesis oleh hepatosit. Hanya globulin yang diproduksi bukan oleh hepatosit, tetapi oleh sistem makrofag, yang mencakup sel retikuloendotelial stellata (sel Kupfer). Sebagian besar di globulin terbentuk di luar hati. Hati adalah satu-satunya organ di mana protein penting bagi tubuh disintesis sebagai protrombin, fibrinogen, proconvertin, dan proaccelerin.
Sehubungan dengan hal di atas, pada penyakit hati, penentuan komposisi fraksional protein plasma (atau serum) darah sering kali menarik baik dalam hal diagnostik maupun prognostik. Diketahui bahwa proses patologis dalam hepatosit secara dramatis mengurangi kemampuan sintetiknya; Akibatnya, konten albumin dalam plasma darah turun tajam, yang dapat menyebabkan penurunan tekanan onkotik plasma darah, perkembangan edema, dan kemudian asites. Perlu dicatat bahwa dengan sirosis hati, terjadi dengan gejala asites, kandungan albumin dalam serum darah 20% lebih rendah dibandingkan dengan sirosis tanpa asites.
Pelanggaran sintesis sejumlah faktor protein dari sistem pembekuan darah pada penyakit hati yang parah dapat menyebabkan kejadian hemoragik.
Dengan kerusakan hati, proses deaminasi asam amino juga terganggu, yang mengarah pada peningkatan konsentrasi mereka dalam darah dan urin. Jadi, jika kandungan nitrogen normal dari asam amino dalam serum sekitar 2,9 - 4,3 mmol / l, maka pada penyakit hati yang parah (proses atrofi), nilai ini meningkat menjadi 21 mmol / l, yang mengarah ke aminoaciduria. Misalnya, dalam kasus atrofi hati akut, kadar tirosin dalam jumlah urin harian dapat mencapai 2 g (pada tingkat 0,02 - 0,05 g / hari).
Di dalam tubuh, pembentukan urea terjadi terutama di hati. Sintesis urea dikaitkan dengan pengeluaran jumlah energi yang cukup signifikan (3 molekul ATP dikonsumsi untuk pembentukan 1 molekul urea). Dengan penyakit hati, ketika jumlah ATP dalam hepatosit berkurang, sintesis urea terganggu. Indikasi dalam kasus ini adalah penentuan dalam serum rasio urea nitrogen terhadap nitrogen amino. Biasanya, rasio ini adalah 2: 1, dan dengan kerusakan hati yang parah menjadi 1: 1.
Sebagian besar asam urat pada manusia juga terbentuk di hati, di mana banyak enzim xanthine oksidase, dengan partisipasi dimana hidroksipurin (hipoksantin dan xantin) diubah menjadi asam urat. Kita tidak bisa melupakan peran hati dalam sintesis creatine. Ada dua sumber yang menentukan keberadaan kreatin dalam tubuh. Ada creatine eksogen, mis., Creatine dalam produk makanan (daging, hati, dll) dan creatine endogen, yang disintesis dalam jaringan. Sintesis kreatin terutama terjadi di hati (lihat Bab 11), dari tempat ia memasuki jaringan otot melalui aliran darah. Di sini kreatin, difosforilasi, dikonversi menjadi kreatin fosfat, dan kreatinin terbentuk dari yang terakhir.
Detoksifikasi berbagai zat di hati
Zat asing (xenobiotik) di hati sering berubah menjadi zat yang kurang toksik dan terkadang acuh tak acuh. Rupanya, hanya dalam pengertian ini seseorang dapat berbicara tentang "netralisasi" mereka di hati. Ini terjadi oleh oksidasi, reduksi, metilasi, asetilasi dan konjugasi dengan zat-zat tertentu. Perlu dicatat bahwa di hati oksidasi, reduksi dan hidrolisis senyawa asing dilakukan terutama oleh enzim mikrosomal.
Bersamaan dengan mikrosomal (lihat Bab 8), oksidasi peroksisomal juga ada di hati. Peroksisom - jasad renik yang ditemukan di hepatosit; mereka dapat dianggap sebagai organel oksidatif khusus. Mikroba ini mengandung oksidase asam urat, oksidase laktat, oksidase asam D-amino, dan katalase. Yang terakhir mengkatalisasi pembelahan hidrogen peroksida, yang terbentuk di bawah aksi oksidase ini, karenanya nama badan mikro ini, peroksisom. Oksidasi peroksisom, serta mikrosomal, tidak disertai dengan pembentukan ikatan makroergik.
Sintesis "pelindung" juga banyak diwakili di hati, misalnya, sintesis urea, sebagai hasil dari amonia yang sangat beracun dinetralkan. Sebagai hasil dari proses pembusukan yang terjadi di usus, fenol dan kresol terbentuk dari tirosin, dan skatole dan indole dari triptofan. Zat-zat ini diserap dan dengan aliran darah ke hati, di mana mereka dinetralkan oleh pembentukan senyawa berpasangan dengan asam sulfat atau glukuronat (lihat Bab 11).
Netralisasi fenol, kresol, skatol, dan indol di hati terjadi sebagai akibat interaksi senyawa-senyawa ini tidak dengan asam sulfurik dan glukuronat bebas, tetapi dengan bentuk aktifnya: FAPS dan UDPC '.
Asam glukuronat terlibat tidak hanya dalam netralisasi produk membusuk dari zat protein yang terbentuk di usus, tetapi juga dalam pengikatan sejumlah senyawa beracun lainnya yang terbentuk dalam proses metabolisme dalam jaringan. Secara khusus, bilirubin bebas atau tidak langsung, yang sangat beracun, berinteraksi dengan asam glukuronat di hati, membentuk mono- dan digluconic-bilirubin. Metabolit normal adalah asam hippuric, yang terbentuk di hati dari asam benzoat dan glisin.
Mempertimbangkan bahwa sintesis asam hippuric pada manusia terjadi terutama di hati, dalam praktik klinis seringkali cukup untuk menguji fungsi antitoksik hati menggunakan tes Quick-Pytel (dengan kemampuan fungsional normal ginjal). Tes ini memuat natrium benzoat, diikuti dengan penentuan dalam urin asam hippuric yang terbentuk. Ketika kerusakan hati parenkim, sintesis asam hippuric berkurang.
Di hati, proses metilasi diwakili secara luas. Jadi, sebelum ekskresi urin, asam amino nikotinat (vitamin PP) dimetilasi dalam hati; sebagai hasilnya, N-methylnicotinamide terbentuk. Bersamaan dengan metilasi, proses asetilasi sedang berlangsung secara intensif 2. Secara khusus, berbagai sediaan sulfanilamide dapat mengalami asetilasi di hati.
Contoh netralisasi produk beracun di hati dengan reduksi adalah konversi nitrobenzene menjadi para-aminofenol. Banyak hidrokarbon aromatik dinetralkan dengan oksidasi untuk membentuk asam karboksilat yang sesuai.
Hati juga berperan aktif dalam inaktivasi berbagai hormon. Sebagai akibat masuknya hormon melalui aliran darah ke hati, aktivitas mereka dalam banyak kasus menurun tajam atau hilang sama sekali. Jadi, hormon steroid, yang mengalami oksidasi mikrosomal, tidak aktif, kemudian berubah menjadi glukuronida dan sulfat yang sesuai. Di bawah pengaruh aminoksidase, katekolamin teroksidasi di hati, dll.
Dari contoh di atas, jelaslah bahwa hati mampu menonaktifkan sejumlah zat fisiologis dan asing (termasuk racun).
Peran hati dalam metabolisme pigmen
Pertimbangkan hanya pigmen hemokromogenik yang terbentuk di dalam tubuh selama pemecahan hemoglobin (pada tingkat yang jauh lebih rendah selama pemecahan mioglobin, sitokrom, dll.). Disintegrasi hemoglobin terjadi dalam sel makrofag; khususnya, dalam reticuloendotheliocytes stellate, serta histiosit dari jaringan ikat organ apa pun.
Seperti yang telah dicatat (lihat Bab 12), tahap awal dalam disintegrasi hemoglobin adalah pemecahan satu jembatan metina untuk membentuk verdoglobin. Lebih lanjut, atom besi dan protein globin dipisahkan dari molekul verdoglobin. Akibatnya, biliverdin terbentuk, yang merupakan rantai empat cincin pirol yang dihubungkan oleh jembatan metana. Kemudian biliverdin, pulih, berubah menjadi bilirubin - pigmen yang dikeluarkan dari empedu dan oleh karena itu disebut pigmen empedu. Bilirubin yang dihasilkan disebut bilirubin tidak langsung (tidak terkonjugasi). Ini tidak larut dalam air, memberikan reaksi tidak langsung dengan diazoreaktif, yaitu reaksi diperoleh hanya setelah pretreatment dengan alkohol.
Di hati, bilirubin mengikat (konjugat) dengan asam glukuronat. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim UDP-glucuronyltransferase. Dalam hal ini, asam glukuronat bereaksi dalam bentuk aktif, yaitu, dalam bentuk UDHP. Bilirubin glukuronida yang dihasilkan disebut bilirubin langsung (bilirubin terkonjugasi). Ini larut dalam air dan memberikan reaksi langsung dengan diazoreaktif. Sebagian besar bilirubin berikatan dengan dua molekul asam glukuronat, membentuk bilirubin diglucuronide:
Dibentuk dalam hati, bilirubin langsung, bersama dengan bagian yang sangat kecil dari bilirubin tidak langsung, diekskresikan dengan empedu ke usus halus. Di sini, asam glukuronat dipisahkan dari bilirubin langsung dan dikurangi dengan pembentukan berturut-turut mezobilubin dan mezobilinogen (urobilinogen). Dipercayai bahwa sekitar 10% bilirubin dikembalikan ke mesobliogenogen dalam perjalanan ke usus kecil, yaitu di saluran empedu ekstrahepatik dan kantong empedu. Dari usus kecil, bagian dari mesobliogenogen (urobilinogen) yang terbentuk diserap melalui dinding usus, memasuki v. portae dan aliran darah dipindahkan ke hati, di mana ia membelah sepenuhnya menjadi di- dan tripyrroles. Dengan demikian, mesosynogen tidak memasuki sirkulasi umum darah dan urin.
Jumlah utama mezobilinogen dari usus kecil memasuki usus besar, di mana ia dikurangi menjadi stercobilinogen dengan partisipasi anaerob
mikroflora. Stercobilinogen terbentuk di bagian bawah usus besar (terutama di rektum) dioksidasi menjadi stercobilin dan diekskresikan dalam tinja. Hanya sebagian kecil stercobilinogen yang diserap di bagian bawah usus besar ke dalam sistem vena cava inferior (pertama kali masuk ke v. Haemorrhoidalis) dan kemudian diekskresikan dalam urin oleh ginjal. Akibatnya, dalam urin manusia yang normal mengandung jejak stercobilinogen (per hari diekskresikan dalam urin menjadi 4 mg). Sayangnya, sampai saat ini dalam praktik klinis, stercobilinogen, yang terkandung dalam urin normal, terus disebut urobilinogen. Ini salah. Dalam gbr. 15.2 secara skematis menunjukkan cara pembentukan tubuh urobilinogenik dalam tubuh manusia.
Penentuan di klinik isi bilirubin total dan fraksinya, serta badan urobilinogenik, adalah penting dalam diagnosis diferensial ikterus dari berbagai etiologi. Saat hemolitikkuningDia hiperbilirubinemia terjadi terutama sebagai akibat dari pembentukan bilirubin tidak langsung. Karena peningkatan hemolisis, ia secara intensif terbentuk dalam sel-sel sistem makrofag dari hemoglobin yang hancur. Hati tidak mampu membentuk sejumlah besar bilirubin-glukuronida, yang mengarah pada akumulasi bilirubin tidak langsung dalam darah dan jaringan (Gbr. 15.3). Diketahui bahwa bilirubin tidak langsung tidak melewati ambang ginjal, oleh karena itu, bilirubin dalam urin dengan penyakit kuning hemolitik biasanya tidak terdeteksi.
Dengan ikterus hati, kerusakan sel hati terjadi, ekskresi bilirubin langsung ke kapiler empedu terganggu dan memasuki aliran darah, isinya meningkat secara signifikan. Selain itu, kemampuan sel-sel hati untuk mensintesis bilirubin-glukuronida menurun; akibatnya, jumlah bilirubin serum tidak langsung juga meningkat. Kekalahan hepatosit disertai dengan pelanggaran kemampuan mereka untuk menghancurkan hingga
di- dan tripyrroles mezobilinogen terendam dari usus kecil. Yang terakhir memasuki sirkulasi sistemik dan diekskresikan oleh ginjal dengan urin.
Ikterus obstruktif mengganggu ekskresi empedu, yang mengarah pada peningkatan tajam kadar bilirubin langsung dalam darah. Konsentrasi bilirubin tidak langsung sedikit meningkat dalam darah. Kandungan sterkobilogen (stercobilin) dalam tinja menurun tajam. Saluran empedu obchuratsiya penuh disertai dengan kurangnya pigmen empedu dalam tinja (kursi acholic). Perubahan karakteristik dalam parameter laboratorium metabolisme pigmen di berbagai penyakit kuning disajikan pada Tabel. 15.2.
N —Tidak: | - meningkat; | - berkurang; f ditentukan; 0- tidak didefinisikan.
Empedu - rahasia cairan berwarna coklat kekuningan, dipisahkan oleh sel hati. Seseorang menghasilkan empedu 500-700 ml per hari (10 ml per 1 kg berat badan). Pembentukan empedu terjadi terus menerus, meskipun intensitas proses ini berfluktuasi tajam sepanjang hari. Di luar pencernaan, empedu hati memasuki kantong empedu, di mana ia mengental akibat penyerapan air dan elektrolit. Kepadatan relatif empedu hati adalah 1,01, dan empedu kistik adalah 1,04. Konsentrasi komponen utama dalam empedu kistik adalah 5-10 kali lebih tinggi daripada di hati (Tabel 15.3).
Tabel 15.3. Isi dari komponen utama empedu manusia
Fisiologi_Phechen_metabolisme
Fungsi utama hati
Keterlibatan hati dalam metabolisme protein
Peran hati dalam metabolisme karbohidrat
Peran hati dalam metabolisme lipid
Hati dalam metabolisme air-garam
Peran hati dalam metabolisme burung
Referensi
Hati memainkan peran besar dalam pencernaan dan metabolisme. Semua zat yang diserap ke dalam darah harus masuk ke hati dan menjalani transformasi metabolisme. Berbagai zat organik disintesis di hati: protein, glikogen, lemak, fosfatida, dan senyawa lainnya. Darah masuk melalui arteri hati dan vena porta. Selain itu, 80% dari darah yang berasal dari organ perut datang melalui vena porta, dan hanya 20% melalui arteri hepatik. Darah mengalir dari hati melalui vena hepatika.
Untuk mempelajari fungsi hati, mereka menggunakan metode angiostamic, Ekka - Pavlov fistula, dengan bantuan mereka mempelajari komposisi biokimia dari aliran dan aliran, dengan menggunakan metode kateterisasi pembuluh pada sistem portal, yang dikembangkan oleh A. Aliev.
Hati memainkan peran penting dalam metabolisme protein. Dari asam amino yang berasal dari darah, protein terbentuk di hati. Ini membentuk fibrinogen, protrombin, yang melakukan fungsi penting dalam pembekuan darah. Proses penyusunan ulang asam amino terjadi di sini: deaminasi, transaminasi, dekarboksilasi.
Hati adalah tempat sentral untuk netralisasi produk beracun dari metabolisme nitrogen, terutama amonia, yang dikonversi menjadi urea atau pergi ke pembentukan amida asam, asam nukleat terurai di hati, oksidasi basa purin dan pembentukan produk akhir metabolisme mereka, asam urat. Zat (indole, skatole, cresol, fenol), berasal dari usus besar, bergabung dengan asam sulfat dan glukuronat, diubah menjadi asam eter-sulfat. Penghapusan hati dari tubuh hewan menyebabkan kematian mereka. Muncul, tampaknya, karena akumulasi dalam darah amonia dan produk-produk antara toksik lainnya dari metabolisme nitrogen. [1.]
Peran utama dimainkan oleh hati dalam metabolisme karbohidrat. Glukosa, dibawa dari usus melalui vena portal, diubah menjadi glikogen di hati. Karena simpanan glikogennya yang tinggi, hati berfungsi sebagai depot karbohidrat utama tubuh. Fungsi glikogenik hati disediakan oleh aksi sejumlah enzim dan diatur oleh sistem saraf pusat dan 1 hormon - adrenalin, insulin, glukagon. Dalam kasus peningkatan kebutuhan tubuh dalam gula, misalnya, selama peningkatan kerja otot atau puasa, glikogen di bawah aksi enzim fosforilase diubah menjadi glukosa dan memasuki darah. Dengan demikian, hati mengatur keteguhan glukosa dalam darah dan pasokan normal organ dan jaringan dengannya.
Di hati, transformasi asam lemak yang paling penting terjadi, dari mana lemak, karakteristik dari jenis hewan ini, disintesis. Di bawah aksi enzim lipase, lemak dipecah menjadi asam lemak dan gliserol. Nasib gliserol mirip dengan nasib glukosa. Transformasinya dimulai dengan partisipasi ATP dan berakhir dengan penguraian menjadi asam laktat, diikuti oleh oksidasi menjadi karbon dioksida dan air. Kadang-kadang, jika perlu, hati dapat mensintesis glikogen dari asam laktat.
Hati juga mensintesis lemak dan fosfatida yang masuk ke aliran darah dan diangkut ke seluruh tubuh. Ini memainkan peran penting dalam sintesis kolesterol dan esternya. Dengan oksidasi kolesterol di hati, asam empedu terbentuk, yang disekresikan dengan empedu dan berpartisipasi dalam proses pencernaan.
Hati terlibat dalam metabolisme vitamin yang larut dalam lemak, merupakan depot utama retinol dan provitamin - karotennya. Ia mampu mensintesis cyanocobalamin.
Hati dapat menahan air berlebih di dalam dirinya sendiri dan dengan demikian mencegah pengencer darah: mengandung pasokan garam mineral dan vitamin, terlibat dalam metabolisme pigmen.
Hati melakukan fungsi penghalang. Jika ada mikroba patogen yang dimasukkan ke dalamnya dengan darah, mereka akan didesinfeksi olehnya. Fungsi ini dilakukan oleh sel-sel stellate yang terletak di dinding kapiler darah, yang menurunkan lobulus hati. Dengan menangkap senyawa beracun, sel-sel stellate bersama dengan sel hati mendisinfeksi mereka. Seperti yang diperlukan, sel-sel bintang muncul dari dinding kapiler dan, dengan bebas bergerak, menjalankan fungsinya. [6.]
Selain itu, hati dapat menerjemahkan timbal, merkuri, arsenik dan zat beracun lainnya menjadi yang tidak beracun.
Hati adalah depot karbohidrat utama tubuh dan mengatur keteguhan glukosa dalam darah. Ini mengandung mineral dan vitamin. Ini adalah depot darah, menghasilkan empedu, yang diperlukan untuk pencernaan.
Fungsi utama hati.
Menurut berbagai fungsi yang dilakukan oleh hati, dapat disebut tanpa berlebihan laboratorium biokimia utama tubuh manusia. Hati adalah organ yang penting, tanpa itu baik hewan maupun manusia tidak bisa ada.
Fungsi utama hati adalah:
1. Partisipasi dalam pencernaan (pembentukan dan sekresi empedu): hati menghasilkan empedu, yang memasuki duodenum. Empedu terlibat dalam pencernaan usus, membantu menetralkan bubur asam yang berasal dari lambung, memecah lemak dan meningkatkan penyerapannya, memiliki efek stimulasi pada motilitas usus besar. Pada siang hari, hati memproduksi hingga 1-1,5 liter empedu.
2. Fungsi penghalang: hati menetralkan zat beracun, mikroba, bakteri dan virus yang berasal dari darah dan getah bening. Juga di hati bahan kimia terurai, termasuk obat-obatan.
3. Partisipasi dalam metabolisme: semua nutrisi diserap ke dalam darah dari saluran pencernaan, produk-produk pencernaan karbohidrat, protein dan lemak, mineral dan vitamin, melewati hati dan diproses di dalamnya. Pada saat yang sama, bagian dari asam amino (fragmen protein) dan sebagian lemak diubah menjadi karbohidrat, oleh karena itu hati adalah "depot" glikogen terbesar dalam tubuh. Ini mensintesis protein plasma darah - globulin dan albumin, serta reaksi transformasi asam amino. Tubuh keton (produk metabolisme asam lemak) dan kolesterol juga disintesis di hati. [2.]
Sebagai hasilnya, kita dapat mengatakan bahwa hati adalah semacam gudang nutrisi tubuh, serta pabrik kimia, "dibangun di" antara dua sistem - pencernaan dan sirkulasi darah. Penyeimbangan dalam aksi mekanisme kompleks ini merupakan penyebab berbagai penyakit pada saluran pencernaan, sistem kardiovaskular, terutama jantung. Ada koneksi terdekat dari sistem pencernaan, hati, dan sirkulasi darah.
Hati terlibat dalam hampir semua jenis metabolisme: protein, lipid, karbohidrat, air mineral, pigmen.
Keterlibatan hati dalam metabolisme protein:
Hal ini ditandai oleh fakta bahwa ia aktif berproses dengan sintesis dan pemecahan protein yang penting bagi organisme. Sekitar 13-18 g protein disintesis per hari di hati. Dari jumlah tersebut, albumin, fibrinogen, protrombin hanya terbentuk dan hati. Selain itu, hingga 90% alpha-globulin dan sekitar 50% gamma-globulin dari tubuh disintesis di sini. Dalam hal ini, penyakit hati di dalamnya baik menurunkan sintesis protein dan ini mengarah pada penurunan jumlah protein darah, atau pembentukan protein dengan sifat fisikokimia yang berubah terjadi, yang mengakibatkan penurunan stabilitas koloid protein darah dan mereka lebih mudah daripada biasanya, putus dalam sedimen di bawah aksi zat pengendap (garam logam alkali dan alkali tanah, timol, merkuri klorida, dll.). Dimungkinkan untuk mendeteksi perubahan dalam jumlah atau sifat protein menggunakan uji resistensi koloid atau sampel sedimen, di antaranya sering digunakan sampel Veltman, timol, dan sublimat. [6; 1.]
Hati adalah situs utama untuk sintesis protein, memastikan proses pembekuan darah (fibrinogen, protrombin, dll.). Pelanggaran sintesis mereka, serta kekurangan vitamin K, yang berkembang sebagai akibat dari pelanggaran sekresi empedu dan ekskresi empedu, menyebabkan peristiwa hemoragik.
Proses transformasi asam amino (transaminasi, deaminasi, dll.) Yang terjadi secara aktif di hati selama lesi yang parah berubah secara signifikan, yang ditandai dengan peningkatan konsentrasi asam amino bebas dalam darah dan ekskresi mereka dalam urin (hyperaminoaciduria). Kristal leusin dan tirosin juga dapat ditemukan dalam urin.
Pembentukan urea hanya terjadi di hati dan pelanggaran fungsi hepatosit menyebabkan peningkatan jumlah dalam darah, yang memiliki efek negatif pada seluruh tubuh dan dapat memanifestasikan dirinya, misalnya, koma hepatik, sering mengakibatkan kematian pasien.
Proses metabolisme yang terjadi di hati dikatalisis oleh berbagai enzim yang, jika ada penyakitnya, masuk ke darah dan masuk ke urin. Adalah penting bahwa pelepasan enzim dari sel terjadi tidak hanya ketika mereka rusak, tetapi juga melanggar permeabilitas membran sel yang terjadi pada periode awal penyakit, oleh karena itu mengubah spektrum enzim adalah salah satu indikator diagnostik yang paling penting untuk menilai kondisi pasien pada periode praklinis. Misalnya, dalam kasus penyakit Botkin, peningkatan aktivitas darah AlTA, LDH dan AsTA diamati pada periode "pra-ikterus", dan pada rakhitis, peningkatan tingkat alkali fosfatase diamati.
Hati melakukan fungsi antitoksik penting bagi tubuh. Di sanalah terjadi netralisasi zat berbahaya seperti indole, skatole, fenol, kadaverin, bilirubin, amonia, produk metabolisme hormon steroid, dll. Cara netralisasi zat beracun berbeda: amonia diubah menjadi urea; indol, fenol, bilirubin, dan lainnya membentuk senyawa yang tidak berbahaya bagi tubuh dengan asam sulfat atau glukuronat, yang diekskresikan dalam urin. [5.]
Peran hati dalam metabolisme karbohidrat:
ditentukan terutama oleh partisipasinya dalam proses sintesis dan dekomposisi glikogen. Ini sangat penting untuk pengaturan kadar glukosa darah. Selain itu, proses interkonversi monosakarida secara aktif dilanjutkan di hati. Galaktosa dan fruktosa diubah menjadi glukosa, dan glukosa dapat menjadi sumber untuk sintesis fruktosa.
Proses glukoneogenesis juga terjadi di hati, di mana glukosa terbentuk dari zat non-karbohidrat - asam laktat, gliserol, dan asam amino glikogenik. Hati terlibat dalam pengaturan metabolisme karbohidrat dengan mengendalikan tingkat insulin dalam darah, karena hati mengandung enzim insulinase, yang memecah insulin, tergantung pada kebutuhan tubuh.
Kebutuhan energi hati itu sendiri dipenuhi oleh pemecahan glukosa, pertama, di sepanjang jalur anaerob dengan pembentukan laktat, dan, kedua, di sepanjang jalur peptotik. Pentingnya proses ini tidak hanya pembentukan NADPH2 untuk berbagai biosintesis, tetapi juga kemampuan untuk menggunakan produk penguraian karbohidrat sebagai zat awal untuk berbagai proses metabolisme. [1; 5; 6.]
sel-sel hati parenkim memainkan peran utama. Proses biosintesis kolesterol, asam empedu, pembentukan fosfolipid plasma, badan keton dan lipoprotein berlangsung langsung dalam hepatosit. Di sisi lain, hati mengendalikan metabolisme lipid dari seluruh organisme. Meskipun triasilgliserol hanya membentuk 1% dari total massa hati, justru inilah yang mengatur proses sintesis dan transportasi asam lemak tubuh. Di hati, sejumlah besar lemak disediakan, yang "disortir" sesuai dengan kebutuhan organ dan jaringan. Pada saat yang sama, dalam beberapa kasus dekomposisi mereka dapat meningkat, ke produk akhir, sementara dalam kasus lain asam empedu dapat digunakan untuk sintesis fosfolipid dan diangkut dengan darah ke sel-sel di mana mereka diperlukan untuk pembentukan membran, atau oleh lipoprotein dapat diangkut ke sel yang kekurangan energi., dll.
Dengan demikian, meringkas peran hati dalam metabolisme lipid, dapat dicatat bahwa ia menggunakan lipid untuk kebutuhan hepatosit, dan juga melakukan fungsi pemantauan keadaan metabolisme lipid di seluruh tubuh. [5.]
Sama pentingnya adalah metabolisme hati dan air mineral. Jadi, ini adalah depot darah, dan, karenanya, cairan ekstraseluler, dapat menumpuk hingga 20% dari total volume darah. Selain itu, untuk beberapa zat mineral, hati berfungsi sebagai tempat penumpukan dan penyimpanan. Ini termasuk natrium, magnesium, mangan, tembaga, besi, dll. Hati mensintesis protein yang mengangkut mineral melalui darah: transferrin, seruloplasmin, dll. Akhirnya, hati adalah tempat inaktivasi hormon yang mengatur metabolisme air dan mineral (aldosteron)., vasopresin).
Dari semua ini, menjadi jelas mengapa hati disebut "laboratorium biokimia" dari suatu organisme, dan gangguan aktivitasnya mempengaruhi berbagai fungsinya. [6.]
Peran hati dalam metabolisme burung.
Pada hewan dan burung, hati adalah organ sentral yang bertanggung jawab untuk proses metabolisme di seluruh tubuh. Banyak ahli menyebutnya sebagai "kelenjar" hewan dan burung terbesar. Di hati, empedu dan banyak protein vital diproduksi, ia terlibat dalam memasok tubuh dengan banyak nutrisi (melalui sistem peredaran darah). Di sinilah biotransformasi sebagian besar zat yang sangat beracun memasuki tubuh dengan makanan. Biotransformasi seperti itu melibatkan transformasi zat kimia beracun menjadi zat baru yang tidak lagi berbahaya bagi tubuh dan dapat dengan mudah dihilangkan darinya. Hati mampu mengembalikan sel-selnya sendiri yang sakit, meregenerasi atau menggantinya, sambil mempertahankan fungsinya dalam urutan relatif.
Hati adalah "kelenjar" terbesar dari tubuh burung, menggunakan fungsi terpenting dalam metabolisme utama. Fungsi-fungsi ini adalah yang paling beragam dan disebabkan oleh sifat-sifat sel-sel hati, yang merupakan kesatuan anatomi dan fisiologis organisme. Dalam aspek biokimia, yang paling penting adalah fungsi hati yang terkait dengan pembentukan, komposisi dan peran empedu, serta dengan berbagai perubahan metabolisme. Sekresi empedu pada burung adalah 1 ml / jam. Komposisi empedu burung terutama termasuk asam taurohenodesoxyclic tanpa adanya asam deoxycholic. Fungsi hati burung berbeda sampai batas tertentu dari fungsi hati mamalia. Secara khusus, pembentukan urea adalah fungsi hati pada mamalia, sedangkan pada burung, asam urat adalah produk akhir utama metabolisme nitrogen.
Di hati burung, terjadi sintesis aktif protein plasma. Albumin serum, fibrinogen,? - dan? globulin disintesis dalam hati unggas dan mewakili sekitar setengah dari protein yang disintesis oleh organ ini. Waktu paruh untuk albumin adalah 7 hari, untuk globulin -10 hari. Di hati, ada sintesis dan pemecahan protein plasma, yang digunakan sebagai sumber asam amino untuk berbagai sintesis jaringan berikutnya.
Tubuh ayam hampir tidak mampu mensintesis glisin. Penggunaan glisin dalam sintesis basa purin, struktur permata adalah alasan utama tingginya kebutuhan burung akan asam ini. Pada mamalia, sekitar 50% arginin disediakan oleh sintesis di hati, sedangkan pada burung ini tidak terjadi. Burung memiliki kemampuan yang jelas untuk reaksi transaminasi yang melibatkan dehidrogenase asam glutamat aktif. Dalam metabolisme lipid burung, hati diidentifikasi sebagai situs utama lipogenesis. Konsentrasi asam α-hidroksimal di hati burung adalah 5 kali lebih tinggi daripada di hati mamalia, yang menunjukkan aktivitas proses oksidatif dalam organ ini. Kombinasi tingkat tinggi? - oksidasi asam lemak dan lipogenesis menyediakan mekanisme untuk mengontrol jumlah asam lemak yang digunakan untuk sintesis lipoprotein dengan kepadatan sangat rendah. Aktivitas metabolisme hati sangat tinggi pada unggas selama periode bertelur, ketika jumlah lemak yang disintesis selama setahun hampir persis dengan berat tubuh burung. Khususnya, pada ayam pedaging, massa jaringan adiposa dapat mencapai 18% dari berat badan.
Hati memiliki kemampuan yang sangat besar untuk menyimpan glikogen. Kandungan glikogen dalam hati bervariasi tergantung pada kandungan karbohidrat dari diet unggas.
Patologi yang paling umum dari organ ini adalah “kegemukan” bertahap dari sel-selnya, yang mengarah pada perkembangan suatu penyakit dari waktu ke waktu, yang oleh dokter hewan disebut degenerasi lemak pada hati. Alasannya biasanya efek jangka panjang dari racun seluler, obat kuat, vaksin, coccidiostats, dll, yang membutuhkan tekanan maksimum dari hati, serta pemberian makanan yang tidak tepat atau kurang seimbang. Sebagai aturan, semua ini disertai dengan aktivitas fisik burung dan hewan, terutama dengan konten seluler. [4; 6.]
Referensi:
1. Lysov VF, Maksimov VI: Fisiologi dan etologi hewan; Ed.: MOSCOW, 2012, 605s.
2. Fisiologi. Fundamental dan sistem fungsional. Ed. Sudakova K.V.; Novosibirsk, 2000, 784с.
3. Skalny AV: Elemen Kimia dalam Fisiologi dan Ekologi Manusia: Toolkit; Rostov-on-Don, 2004, 216s.
4. Artikel: Keanehan metabolisme pada burung: penulis tidak diketahui; St. Petersburg, 2001.
5. Artikel: Peran hati dalam metabolisme: penulis tidak diketahui; Moskow, 2006.
6. VV Rogozhin: Biokimia hewan; Ed.: MOSCOW, 2005.
Keterlibatan hati dalam metabolisme protein
Tanpa partisipasi hati dalam metabolisme protein, tubuh dapat melakukan tidak lebih dari beberapa hari, kemudian kematian terjadi. Berikut ini adalah beberapa fungsi hati yang paling penting dalam metabolisme protein.
1. Deaminasi asam amino.
2. Pembentukan urea dan pemulihan amonia dari cairan tubuh.
3. Pembentukan protein plasma.
4. Transformasi timbal balik dari berbagai asam amino dan sintesis asam amino dari senyawa lain.
Pra-deaminasi asam amino diperlukan untuk penggunaannya dalam produksi energi dan konversi menjadi karbohidrat dan lemak. Dalam jumlah kecil, deaminasi dilakukan di jaringan lain dari tubuh, terutama di ginjal, tetapi dalam hal pentingnya, proses ini tidak sebanding dengan deaminasi asam amino di hati.
Pembentukan urea di hati membantu mengekstraksi amonia dari cairan tubuh. Sejumlah besar amonia terbentuk dalam proses deaminasi asam amino, sejumlah tambahan itu terus-menerus dibentuk oleh bakteri di usus dan diserap ke dalam darah. Dalam hal ini, jika urea tidak terbentuk di hati, konsentrasi amonia dalam plasma darah mulai meningkat dengan cepat, yang menyebabkan koma hati dan kematian. Bahkan dalam kasus penurunan tajam dalam aliran darah melalui hati, yang kadang-kadang terjadi sebagai akibat dari pembentukan pirau antara portal dan vena cava, kandungan amonia dalam darah meningkat secara dramatis dengan penciptaan kondisi untuk toksikosis.
Semua protein plasma utama, kecuali beberapa gamma globulin, dibentuk oleh sel-sel hati. Jumlahnya sekitar 90% dari semua protein plasma. Gamma globulin yang tersisa adalah antibodi yang dibentuk terutama oleh sel-sel plasma limfoid. Tingkat maksimum pembentukan protein oleh hati adalah 15-50 g / hari, jadi jika tubuh kehilangan sekitar setengah dari protein plasma, jumlahnya dapat dipulihkan dalam 1-2 minggu.
Harus diingat bahwa penipisan protein plasma adalah penyebab timbulnya cepat pembelahan mitosis hepatosit dan peningkatan ukuran hati. Efek ini dikombinasikan dengan pelepasan protein plasma darah oleh hati, yang berlanjut sampai konsentrasi protein dalam darah kembali ke nilai normal. Pada penyakit hati kronis (termasuk sirosis), tingkat protein dalam darah, terutama albumin, dapat turun ke nilai yang sangat rendah, yang merupakan penyebab munculnya edema umum dan asites.
Di antara fungsi yang paling penting dari hati adalah kemampuannya untuk mensintesis beberapa asam amino bersama dengan senyawa kimia, yang meliputi asam amino. Misalnya, di hati, asam amino esensial disebut disintesis. Dalam proses sintesis seperti itu, asam keto yang memiliki struktur kimia yang sama dengan asam amino (tidak termasuk oksigen dalam posisi keto) terlibat. Radikal amino melewati beberapa tahap transaminasi, bergerak dari asam amino yang ada dalam asam keto ke tempat oksigen dalam posisi keto.
Biokimia hati
Tema: "LIVER BIOCHEMISTRY"
1. Komposisi kimiawi hati: kandungan glikogen, lipid, protein, komposisi mineral.
2. Peran hati dalam metabolisme karbohidrat: mempertahankan konsentrasi glukosa yang konstan, sintesis dan mobilisasi glikogen, glukoneogenesis, cara utama konversi glukosa-6-fosfat, interkonversi monosakarida.
3. Peran hati dalam metabolisme lipid: sintesis asam lemak lebih tinggi, asilgliserol, fosfolipid, kolesterol, badan keton, sintesis dan metabolisme lipoprotein, konsep efek lipotropik dan faktor lipotropik.
4. Peran hati dalam metabolisme protein: sintesis protein plasma spesifik, pembentukan urea dan asam urat, kolin, kreatin, interkonversi asam keto dan asam amino.
5. Metabolisme alkohol di hati, degenerasi lemak hati dengan penyalahgunaan alkohol.
6. Fungsi netralisasi hati: tahapan (fase) netralisasi zat beracun di hati.
7. Pertukaran bilirubin di hati. Perubahan kandungan pigmen empedu dalam darah, urin dan feses dalam berbagai jenis penyakit kuning (adhepatik, parenkim, obstruktif).
8. Komposisi kimiawi dari empedu dan perannya; faktor yang berkontribusi terhadap pembentukan batu empedu.
31.1. Fungsi hati.
Hati adalah organ unik dalam metabolisme. Setiap sel hati mengandung beberapa ribu enzim yang mengkatalisis berbagai reaksi metabolisme. Karena itu, hati melakukan sejumlah fungsi metabolisme dalam tubuh. Yang paling penting dari mereka adalah:
- biosintesis zat yang berfungsi atau digunakan di organ lain. Zat-zat ini termasuk protein plasma, glukosa, lipid, badan keton dan banyak senyawa lainnya;
- biosintesis produk akhir metabolisme nitrogen dalam tubuh - urea;
- partisipasi dalam proses pencernaan - sintesis asam empedu, pembentukan dan ekskresi empedu;
- biotransformasi (modifikasi dan konjugasi) dari metabolit endogen, obat-obatan dan racun;
- ekskresi produk metabolisme tertentu (pigmen empedu, kelebihan kolesterol, produk netralisasi).
31.2. Peran hati dalam metabolisme karbohidrat.
Peran utama hati dalam metabolisme karbohidrat adalah mempertahankan kadar glukosa yang konstan dalam darah. Ini dicapai dengan mengatur rasio proses pembentukan dan pemanfaatan glukosa di hati.
Sel-sel hati mengandung enzim glukokinase, yang mengkatalisis reaksi fosforilasi glukosa dengan pembentukan glukosa-6-fosfat. Glukosa-6-fosfat adalah metabolit utama metabolisme karbohidrat; Cara utama transformasinya disajikan pada Gambar 1.
31.2.1. Cara pemanfaatan glukosa. Setelah makan sejumlah besar glukosa memasuki hati melalui vena portal. Glukosa ini digunakan terutama untuk sintesis glikogen (skema reaksi ditunjukkan pada Gambar 2). Kandungan glikogen dalam hati orang sehat biasanya berkisar 2 hingga 8% dari massa organ ini.
Glikolisis dan jalur pentosa fosfat oksidasi glukosa dalam hati terutama berfungsi sebagai pemasok prekursor metabolit untuk biosintesis asam amino, asam lemak, gliserol, dan nukleotida. Pada tingkat yang lebih rendah, jalur oksidatif dari konversi glukosa di hati adalah sumber energi untuk proses biosintesis.
Gambar 1. Jalur utama konversi glukosa-6-fosfat di hati. Angka menunjukkan: 1 - fosforilasi glukosa; 2 - hidrolisis glukosa-6-fosfat; 3 - sintesis glikogen; 4 - mobilisasi glikogen; 5 - jalur pentosa fosfat; 6 - glikolisis; 7 - glukoneogenesis.
Gambar 2. Diagram reaksi sintesis glikogen di hati.
Gambar 3. Diagram reaksi mobilisasi glikogen di hati.
31.2.2. Cara pembentukan glukosa. Dalam beberapa kondisi (dengan diet rendah karbohidrat puasa, aktivitas fisik yang berkepanjangan), kebutuhan tubuh akan karbohidrat melebihi jumlah yang diserap dari saluran pencernaan. Dalam hal ini, pembentukan glukosa dilakukan menggunakan glukosa-6-fosfatase, yang mengkatalisis hidrolisis glukosa-6-fosfat dalam sel-sel hati. Glikogen berfungsi sebagai sumber langsung glukosa-6-fosfat. Skema mobilisasi glikogen disajikan pada Gambar 3.
Mobilisasi glikogen menyediakan kebutuhan tubuh manusia akan glukosa selama 12 hingga 24 jam pertama puasa. Di kemudian hari, glukoneogenesis, suatu biosintesis dari sumber-sumber non-karbohidrat, menjadi sumber utama glukosa.
Substrat utama untuk glukoneogenesis adalah asam laktat, gliserol dan asam amino (dengan pengecualian leusin). Senyawa-senyawa ini pertama kali dikonversi menjadi piruvat atau oksaloasetat, kunci metabolit glukoneogenesis.
Glukoneogenesis adalah proses kebalikan dari glikolisis. Pada saat yang sama, hambatan yang diciptakan oleh reaksi glikolisis ireversibel diatasi dengan bantuan enzim khusus yang mengkatalisasi reaksi bypass (lihat Gambar 4).
Di antara cara metabolisme karbohidrat lain di hati, perlu dicatat bahwa glukosa diubah menjadi diet monosakarida lain - fruktosa dan galaktosa.
Gambar 4. Glikolisis dan glukoneogenesis di hati.
Enzim yang mengkatalisasi reaksi glikolisis ireversibel: 1 - glukokinase; 2 - fosfofruktokinase; 3 - piruvat kinase.
Enzim yang mengkatalisasi reaksi pintas glukoneogenesis: 4-piruvat karboksilase; 5 - phosphoenolpyruvate carboxykinase; 6-fruktosa-1,6-difosfatase; 7 - glukosa-6-fosfatase.
31.3. Peran hati dalam metabolisme lipid.
Hepatosit mengandung hampir semua enzim yang terlibat dalam metabolisme lipid. Oleh karena itu, sel parenkim hati sebagian besar mengontrol rasio antara konsumsi dan sintesis lipid dalam tubuh. Katabolisme lipid dalam sel hati terjadi terutama pada mitokondria dan lisosom, biosintesis dalam sitosol dan retikulum endoplasma. Metabolit kunci dari metabolisme lipid di hati adalah asetil-KoA, cara utama pembentukan dan penggunaannya ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5. Pembentukan dan penggunaan asetil KoA di hati.
31.3.1. Metabolisme asam lemak di hati. Lemak diet dalam bentuk kilomikron masuk ke hati melalui sistem arteri hepatik. Di bawah aksi lipoprotein lipase, terletak di endotelium kapiler, mereka dipecah menjadi asam lemak dan gliserol. Asam lemak yang menembus ke dalam hepatosit dapat mengalami oksidasi, modifikasi (memperpendek atau memperpanjang rantai karbon, pembentukan ikatan rangkap) dan digunakan untuk mensintesis triasilgliserol dan fosfolipid endogen.
31.3.2. Sintesis tubuh keton. Ketika β-oksidasi asam lemak dalam mitokondria hati, asetil-KoA terbentuk, yang mengalami oksidasi lebih lanjut dalam siklus Krebs. Jika ada kekurangan oksaloasetat dalam sel hati (misalnya, selama puasa, diabetes mellitus), maka kelompok asetil berkondensasi membentuk badan keton (asetoasetat, β-hidroksibutirat, aseton). Zat-zat ini dapat berfungsi sebagai substrat energi dalam jaringan lain dari tubuh (otot rangka, miokardium, ginjal, dengan kelaparan jangka panjang, otak). Hati tidak memanfaatkan tubuh keton. Dengan kelebihan tubuh keton dalam darah, asidosis metabolik berkembang. Diagram pembentukan badan keton ditunjukkan pada Gambar 6.
Gambar 6. Sintesis tubuh keton di mitokondria hati.
31.3.3. Pendidikan dan cara menggunakan asam fosfatidat. Prekursor umum triasilgliserol dan fosfolipid dalam hati adalah asam fosfatidat. Ini disintesis dari gliserol-3-fosfat dan dua asil-CoA - bentuk asam lemak aktif (Gambar 7). Gliserol-3-fosfat dapat dibentuk baik dari dioksi aseton fosfat (metabolit glikolisis) atau dari gliserol bebas (produk dari lipolisis).
Gambar 7. Pembentukan asam fosfatidat (skema).
Untuk sintesis fosfolipid (fosfatidilkolin) dari asam fosfatidat, perlu menyediakan makanan dengan sejumlah faktor lipotropik (zat yang mencegah perkembangan degenerasi lemak hati). Faktor-faktor ini termasuk kolin, metionin, vitamin B12, asam folat dan beberapa zat lainnya. Fosfolipid termasuk dalam komposisi kompleks lipoprotein dan berpartisipasi dalam pengangkutan lipid yang disintesis dalam hepatosit ke jaringan dan organ lain. Kurangnya faktor lipotropik (dengan penyalahgunaan makanan berlemak, alkoholisme kronis, diabetes) berkontribusi pada fakta bahwa asam fosfatidat digunakan untuk sintesis triasilgliserol (tidak larut dalam air). Pelanggaran pembentukan lipoprotein mengarah pada fakta bahwa kelebihan TAG terakumulasi dalam sel hati (degenerasi lemak) dan fungsi organ ini terganggu. Cara menggunakan asam fosfatidat dalam hepatosit dan peran faktor lipotropik ditunjukkan pada Gambar 8.
Gambar 8. Penggunaan asam fosfatidat untuk sintesis triasilgliserol dan fosfolipid. Faktor lipotropik ditunjukkan oleh *.
31.3.4. Pembentukan kolesterol. Hati adalah situs utama untuk sintesis kolesterol endogen. Senyawa ini diperlukan untuk pembangunan membran sel, merupakan prekursor asam empedu, hormon steroid, vitamin D3. Dua reaksi sintesis kolesterol pertama menyerupai sintesis tubuh keton, tetapi dilanjutkan dalam sitoplasma hepatosit. Enzim kunci dalam sintesis kolesterol, β-hydroxy-β-methylglutaryl-CoA reductase (HMG-CoA reductase), dihambat oleh kelebihan kolesterol dan asam empedu berdasarkan umpan balik negatif (Gambar 9).
Gambar 9. Sintesis kolesterol di hati dan pengaturannya.
31.3.5. Pembentukan lipoprotein. Lipoprotein - kompleks protein-lipid, yang meliputi fosfolipid, triasilgliserol, kolesterol dan esternya, serta protein (apoprotein). Lipoprotein mengangkut lipid yang tidak larut dalam air ke jaringan. Dua kelas lipoprotein terbentuk dalam hepatosit - lipoprotein densitas tinggi (HDL) dan lipoprotein densitas sangat rendah (VLDL).
31.4. Peran hati dalam metabolisme protein.
Hati adalah tubuh yang mengatur asupan zat nitrogen dalam tubuh dan ekskresi mereka. Dalam jaringan perifer, reaksi biosintesis dengan penggunaan asam amino bebas terus-menerus terjadi, atau dilepaskan ke dalam darah selama pemecahan protein jaringan. Meskipun demikian, tingkat protein dan asam amino bebas dalam plasma darah tetap konstan. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa sel-sel hati memiliki seperangkat enzim unik yang mengkatalisasi reaksi spesifik metabolisme protein.
31.4.1. Cara menggunakan asam amino di hati. Setelah mengonsumsi makanan protein, sejumlah besar asam amino memasuki sel-sel hati melalui vena portal. Senyawa ini dapat mengalami serangkaian transformasi di hati sebelum memasuki sirkulasi umum. Reaksi-reaksi ini termasuk (Gambar 10):
a) penggunaan asam amino untuk sintesis protein;
b) transaminasi - jalur sintesis asam amino yang dapat diganti; itu juga menghubungkan pertukaran asam amino dengan glukoneogenesis dan jalur umum katabolisme;
c) deaminasi - pembentukan asam α-keto dan amonia;
d) sintesis urea - cara netralisasi amonia (lihat skema di bagian "Pertukaran Protein");
e) sintesis zat-zat yang mengandung nitrogen non-protein (kolin, kreatin, nikotinamid, nukleotida, dll.).
Gambar 10. Metabolisme asam amino di hati (skema).
31.4.2. Biosintesis protein. Banyak protein plasma disintesis dalam sel hati: albumin (sekitar 12 g per hari), sebagian besar α dan β-globulin, termasuk protein transpor (ferritin, seruloplasmin, transkortin, protein pengikat retinol, dll.). Banyak faktor pembekuan darah (fibrinogen, prothrombin, proconvertin, proaccelerin, dll.) Juga disintesis di hati.
31.5. Fungsi menetralkan hati.
Senyawa non-polar dari berbagai asal, termasuk zat endogen, obat-obatan dan racun, dinetralkan di hati. Proses netralisasi zat meliputi dua tahap (fase):
1) modifikasi fase - termasuk reaksi oksidasi, reduksi, hidrolisis; untuk sejumlah senyawa adalah opsional;
2) fase konjugasi - termasuk reaksi interaksi zat dengan asam glukuronat dan sulfat, glisin, glutamat, taurin dan senyawa lainnya.
Secara lebih rinci reaksi netralisasi akan dibahas pada bagian "Biotransformasi xenobiotik".
31.6. Pembentukan empedu hati.
Empedu adalah cairan rahasia berwarna coklat kekuningan, disekresikan oleh sel hati (500-700 ml per hari). Komposisi empedu meliputi: asam empedu, kolesterol dan ester-esternya, pigmen empedu, fosfolipid, protein, zat mineral (Na +, K +, Ca 2+, Сl -) dan air.
31.6.1. Asam empedu. Merupakan produk metabolisme kolesterol, terbentuk dalam hepatosit. Ada asam empedu primer (cholic, chenodeoxycholic) dan sekunder (deoxycholic, lithocholic). Empedu terutama mengandung asam empedu yang terkonjugasi dengan glisin atau taurin (misalnya, glikokolik, asam, asam taurokolik, dll.).
Asam empedu terlibat langsung dalam pencernaan lemak di usus:
- memiliki efek pengemulsi pada lemak yang dapat dimakan;
- aktifkan lipase pankreas;
- mempromosikan penyerapan asam lemak dan vitamin yang larut dalam lemak;
- merangsang peristaltik usus.
Pada gangguan aliran empedu asam empedu masuk ke darah dan urin.
31.6.2. Kolesterol. Kelebihan kolesterol diekskresikan dalam empedu. Kolesterol dan esternya ada dalam empedu sebagai kompleks dengan asam empedu (kompleks kolik). Rasio asam empedu dengan kolesterol (rasio kolat) tidak boleh kurang dari 15. Sebaliknya, kolesterol yang larut dalam air mengendap dan disimpan dalam bentuk batu kandung empedu (penyakit batu empedu).
31.6.3. Pigmen empedu. Bilirubin terkonjugasi (mono dan diglucuronide bilirubin) mendominasi di antara pigmen dalam empedu. Ini terbentuk dalam sel-sel hati sebagai hasil dari interaksi bilirubin bebas dengan asam UDP-glukuronat. Ini mengurangi toksisitas bilirubin dan meningkatkan kelarutannya dalam air; bilirubin terkonjugasi lebih lanjut dikeluarkan ke dalam empedu. Jika ada pelanggaran aliran empedu (penyakit kuning obstruktif), kandungan bilirubin langsung dalam darah meningkat secara signifikan, bilirubin terdeteksi dalam urin, dan kandungan stercobilin berkurang dalam tinja dan urin. Untuk diagnosis diferensial penyakit kuning, lihat "Pertukaran protein kompleks."
31.6.4. Enzim Dari enzim yang ditemukan dalam empedu, alkaline phosphatase harus dicatat terlebih dahulu. Ini adalah enzim ekskretoris yang disintesis di hati. Dalam pelanggaran aliran empedu, aktivitas alkali fosfatase dalam darah meningkat.