Partisipasi hati dalam menjaga konsentrasi glukosa dalam darah ditentukan oleh fakta bahwa glikogenesis, glikogenolisis, glikolisis dan glukoneogenesis terjadi di dalamnya. Proses-proses ini diatur oleh banyak hormon, termasuk insulin, glukagon, hormon pertumbuhan, glukokortikoid, dan katekolamin. Glukosa yang masuk ke dalam darah cepat diserap oleh hati. Dipercayai bahwa hal ini disebabkan oleh sensitivitas hepatosit yang sangat tinggi terhadap insulin (walaupun ada bukti yang meragukan pentingnya mekanisme ini). Saat puasa, kadar insulin menurun dan kadar glukagon dan kortisol meningkat. Menanggapi hal ini, glikogenolisis dan glukoneogenesis ditingkatkan di hati. Asam amino, terutama alanin, yang terbentuk selama pemecahan protein otot, diperlukan untuk glukoneogenesis. Sebaliknya, setelah konsumsi, alanin dan asam amino bercabang berasal dari hati ke otot, di mana mereka berpartisipasi dalam sintesis protein. Siklus glukosa-alanin ini diatur oleh perubahan konsentrasi serum insulin, glukagon dan kortisol.
Diasumsikan bahwa setelah makan, glikogen dan asam lemak disintesis langsung dari glukosa. Namun, pada kenyataannya, transformasi ini terjadi secara tidak langsung dengan partisipasi metabolit glukosa trikarboksilat (misalnya, laktat) atau substrat glukoneogenesis lainnya, seperti fruktosa dan alanin.
Dengan sirosis hati, kadar glukosa dalam darah sering berubah (Tabel 293.1). Hiperglikemia dan gangguan toleransi glukosa biasanya diamati. Aktivitas insulin dalam darah normal atau meningkat (dengan pengecualian hemochromatosis); oleh karena itu, gangguan toleransi glukosa disebabkan oleh resistensi insulin. Ini dapat disebabkan oleh penurunan jumlah hepatosit yang berfungsi.
Ada juga bukti bahwa reseptor dan reseptor insulin reseptor hepatosit diamati pada sirosis hati. Selain itu, dengan shunting portokaval, eliminasi insulin dan glukagon hati berkurang, sehingga konsentrasi hormon ini meningkat. Namun, dengan hemochromatosis, kadar insulin dapat menurun (hingga perkembangan diabetes mellitus) karena pengendapan zat besi di pankreas. Pada sirosis, kemampuan hati untuk menggunakan laktat dalam reaksi glukoneogenesis menurun, sehingga konsentrasinya dalam darah dapat meningkat.
Meskipun hipoglikemia paling sering terjadi dengan hepatitis fulminan, hipoglikemia juga dapat berkembang pada tahap akhir sirosis karena penurunan simpanan glikogen di hati, penurunan respons hepatosit terhadap glukagon, penurunan kemampuan hati untuk mensintesis glikogen karena kerusakan sel yang luas. Ini diperburuk oleh fakta bahwa jumlah glikogen dalam hati bahkan normalnya terbatas (sekitar 70 g), tubuh membutuhkan pasokan glukosa yang konstan (sekitar 150 g / hari). Oleh karena itu, cadangan glikogen di hati terkuras sangat cepat (biasanya - setelah hari pertama puasa).
Metabolisme hati dan karbohidrat
Biokimia hati
Hati menempati tempat sentral dalam metabolisme. Ini memiliki banyak fungsi, yang paling penting adalah sebagai berikut:
* biosintesis protein darah dan lipoprotheids,
* Metabolisme obat dan hormon,
* menyetorkan zat besi, vitamin B12 dan B9,
Dengan demikian, spesialisasi fungsional hati terdiri dari "altruisme biokimia" berikut, yaitu. hati menyediakan kondisi hidup untuk organ lain. Di satu sisi, itu adalah produksi dan penyimpanan berbagai zat untuk organisme dan kain, dan di sisi lain, perlindungan mereka dari zat beracun yang terbentuk di dalamnya atau dari zat asing yang masuk.
Hati melakukan fungsi-fungsi berikut:
homeostatic regatator (karbohidrat, protein, lipid, vitamin, senyawa mineral air sebagian, metabolisme pigmen, zat yang mengandung nitrogen non-protein);
netralisasi (produk alami dari metabolisme dan zat asing).
Hati terdiri dari 80% sel parenkim, 16% di antaranya adalah sel retikuloendotelial, 4% dari endotelium pembuluh darah.
Metabolisme hati dan karbohidrat
Sel parenkim hati berfungsi sebagai tempat utama transformasi biokimia karbohidrat makanan dan memiliki efek regulasi pada metabolisme mereka. Gula menyerap dari sel epitel usus ke vena portal; melaluinya, makanan monosakarida memasuki hati (1) di sini galaktosa, fruktosa, dan manosa diubah menjadi glukosa. (2) Salah satu fungsi hati yang paling penting adalah menjaga glukosa konstan dalam darah (fungsi glukostatik), glukosa, secara berlebihan, diubah menjadi bentuk penyimpanan yang cocok untuk penyimpanan, untuk mengubah stok menjadi glukosa pada saat makanan disuplai dalam jumlah terbatas.
Kebutuhan energi hati itu sendiri, seperti jaringan tubuh lainnya, dipenuhi oleh katabolisme intraseluler dari glukosa yang masuk. Dua proses berbeda terlibat dalam katabolisme glukosa: (3)
* jalur glikolitik untuk konversi 1 mol glukosa menjadi 2 mol laktat dengan pembentukan 2 mol ATP.
* (4) transformasi fosfoglukonat dari 1 mol glukosa dengan pembentukan 6 mol CO2 dan pembentukan 12 mol ATP.
Kedua proses berlangsung di bawah kondisi anaerob, kedua enzim tersebut terkandung dalam bagian sitoplasma yang dapat larut, dan keduanya membutuhkan fosforilasi glukosa sebelum glu-6f dengan partisipasi dari enzim yang bergantung pada ATP. glukokinase. Jika glikolisis memberikan energi kepada organel seluler untuk reaksi fosforilasi, maka jalur berfosforilasi berfungsi sebagai sumber utama mengurangi ekivalen untuk proses biosintesis. Produk antara glikolisis - fosforiosa - dapat digunakan untuk membentuk alfa - gliserofosfat dalam sintesis lemak. Piruvat dapat digunakan untuk mensintesis alanin, aspartat, dan senyawa lain yang terbentuk dari Asetil-KoA.
Selain itu, reaksi glukosa dapat berlangsung dalam arah yang berlawanan, karena (5) glukosa disintesis oleh glukoneogenesis.
Selama oksidasi fosfoglukonat, pentosa terbentuk, yang dapat digunakan dalam sintesis nukleida dan asam nukleat.
Di hati, sekitar 1/3 glukosa dioksidasi di sepanjang jalur fosfoglukonat, dan 2/3 sisanya di sepanjang jalur glikolitik.
194.48.155.245 © studopedia.ru bukan penulis materi yang diposting. Tetapi memberikan kemungkinan penggunaan gratis. Apakah ada pelanggaran hak cipta? Kirimkan kepada kami | Umpan balik.
Nonaktifkan adBlock!
dan menyegarkan halaman (F5)
sangat diperlukan
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.
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.
PERANAN HATI DALAM PERTUKARAN KARBON
Peran utama hati dalam metabolisme karbohidrat adalah untuk memastikan konsentrasi glukosa yang konstan dalam darah. Hal ini dicapai dengan pengaturan antara sintesis dan pemecahan glikogen yang tersimpan di hati.
Di hati, sintesis glikogen dan pengaturannya pada dasarnya mirip dengan proses yang terjadi di organ dan jaringan lain, khususnya di jaringan otot. Sintesis glikogen dari glukosa menyediakan cadangan sementara karbohidrat yang diperlukan untuk mempertahankan konsentrasi glukosa dalam darah dalam kasus-kasus di mana kandungannya berkurang secara signifikan (misalnya, pada manusia itu terjadi ketika ada asupan karbohidrat yang tidak cukup dari makanan atau pada malam hari "puasa").
Penting untuk menekankan peran penting enzim glukokinase dalam proses pemanfaatan glukosa oleh hati. Glucokinase, seperti hexokinase, mengkatalisis fosforilasi glukosa dengan pembentukan glukosa-6-fosfat, sedangkan aktivitas glukokinase di hati hampir 10 kali lebih tinggi daripada aktivitas hexokinase. Perbedaan penting antara kedua enzim ini adalah bahwa glukokinase, berbeda dengan hexokinase, memiliki nilai K yang tinggi.M. untuk glukosa dan tidak dihambat oleh glukosa-6-fosfat.
Setelah makan, kadar glukosa dalam vena portal meningkat secara dramatis: konsentrasi intrahepatiknya meningkat dalam kisaran yang sama. Peningkatan konsentrasi glukosa dalam hati menyebabkan peningkatan aktivitas glukokinase yang signifikan dan secara otomatis meningkatkan penyerapan glukosa oleh hati (glukosa-6-fosfat yang dihasilkan dikeluarkan untuk sintesis glikogen, atau dipecah).
Dipercayai bahwa peran utama hati - pemecahan glukosa - berkurang terutama pada penyimpanan metabolit prekursor yang diperlukan untuk biosintesis asam lemak dan gliserin, dan pada tingkat yang lebih rendah pada oksidasi menjadi CO.2 dan H.2A. Trigliserida yang disintesis dalam hati biasanya disekresikan ke dalam darah sebagai bagian dari lipoprotein dan diangkut ke jaringan adiposa untuk penyimpanan yang lebih "permanen".
Dalam reaksi jalur fosfat pentosa di hati, NADPH terbentuk, yang digunakan untuk reaksi reduksi dalam sintesis asam lemak, kolesterol dan steroid lainnya. Selain itu, pembentukan pentosa fosfat, diperlukan untuk sintesis asam nukleat.
Seiring dengan pemanfaatan glukosa di hati, pembentukannya juga terjadi. Sumber langsung glukosa di hati adalah glikogen. Penguraian glikogen di hati terjadi terutama oleh fosforolitik. Sistem nukleotida siklik sangat penting dalam pengaturan laju glikogenolisis di hati. Selain itu, glukosa dalam hati juga terbentuk dalam proses glukoneogenesis.
Substrat utama glukoneogenesis adalah asam laktat, gliserin dan asam amino. Dipercayai bahwa hampir semua asam amino, kecuali leusin, dapat mengisi kembali kumpulan prekursor glukoneogenesis.
Ketika menilai fungsi karbohidrat hati, harus diingat bahwa rasio antara proses pemanfaatan dan pembentukan glukosa diatur terutama dengan cara neurohumoral, dengan partisipasi kelenjar endokrin.
Glukosa-6-fosfat memainkan peran sentral dalam transformasi glukosa dan metabolisme karbohidrat di hati. Ini secara dramatis menghambat pembelahan glikogen fosforolitik, mengaktifkan transfer glukosa enzimatik dari uridin difosfoglukosa ke molekul glikogen disintesis, merupakan substrat untuk transformasi glikolitik lebih lanjut, serta oksidasi glukosa, termasuk jalur pentosa fosfat. Akhirnya, pemisahan glukosa-6-fosfat oleh fosfatase memberikan aliran glukosa bebas ke dalam darah, yang dikirim oleh aliran darah ke semua organ dan jaringan (Gbr. 16.1).
Sebagaimana dicatat, aktivator alosterik yang paling kuat dari fosfofruktokinase-1 dan penghambat fruktosa-1,6-bisfosfatase hati
Fig. 16.1. Partisipasi glukosa-6-fosfat dalam metabolisme karbohidrat.
Fig. 16.2. Regulasi hormonal dari sistem fruktosa-2,6-bifosfat (F-2,6-P2) di hati dengan partisipasi kinase protein tergantung-cAMP.
adalah fruktosa-2,6-bifosfat (F-2,6-P2). Peningkatan kadar hepatosit f-2,6-P2 berkontribusi terhadap peningkatan glikolisis dan mengurangi laju glukoneogenesis. Ф-2,6-Р2 mengurangi efek penghambatan ATP pada fosfo-fruktokinase-1 dan meningkatkan afinitas enzim ini untuk fruktosa-6-fosfat. Dengan penghambatan fruktosa-1,6-bisphosphatase F-2,6-P2 nilai K meningkatM. untuk fruktosa-1,6-bifosfat. Isi f-2,6-P2 di hati, jantung, otot rangka dan jaringan lain dikendalikan oleh enzim bifunctional yang melakukan sintesis P-2,6-P2 dari fruktosa-6-fosfat dan ATP dan hidrolisisnya menjadi fruktosa-6-fosfat dan Psaya, yaitu enzim secara simultan memiliki aktivitas kinase dan bisphosphatase. Enzim bifungsional (fosfofruktokinase-2 / fruktosa-2,6-bisphosphatase), diisolasi dari hati tikus, terdiri dari dua subunit identik dengan mol. beratnya 55.000, masing-masing memiliki dua pusat katalitik yang berbeda. Domain kinase terletak di ujung-N, dan domain bisfosfatase terletak di ujung-C dari masing-masing rantai polipeptida. Diketahui juga bahwa enzim hati bifunctional adalah substrat yang sangat baik untuk protein kinase tergantung-cAMP A. Di bawah aksi protein kinase A, residu serin difosforilasi di setiap subunit enzim bifunctional, yang mengarah pada penurunan kinase dan peningkatan aktivitas bisphosphatase. Perhatikan bahwa dalam pengaturan aktivitas enzim bifungsional, peran penting adalah milik hormon, khususnya glukagon (Gbr. 16.2).
Dalam banyak kondisi patologis, khususnya pada diabetes mellitus, perubahan signifikan dalam fungsi dan regulasi sistem P-2,6-P dicatat.2. Telah ditetapkan bahwa pada diabetes eksperimental (steptozotocin) pada tikus dengan latar belakang peningkatan tajam kadar glukosa dalam darah dan urin pada hepatosit, isi P-2,6-P2 berkurang. Akibatnya, tingkat glikolisis menurun dan glukoneogenesis meningkat. Fakta ini memiliki penjelasannya sendiri. Ketidakseimbangan hormon yang timbul pada tikus dengan diabetes: peningkatan konsentrasi glukagon dan penurunan kadar insulin - menyebabkan peningkatan konsentrasi cAMP dalam jaringan hati, peningkatan fosforilasi tergantung-cAMP dari enzim bifunctional, yang pada gilirannya menyebabkan penurunan kinase dan peningkatan aktivitas bifosfatase. Ini mungkin mekanisme untuk mengurangi tingkat f-2,6-P2 pada hepatosit dengan diabetes eksperimental. Rupanya, ada mekanisme lain yang menyebabkan penurunan tingkat F-2,6-P2 pada hepatosit dengan diabetes streptozotosin. Telah ditunjukkan bahwa pada diabetes eksperimental di jaringan hati terdapat penurunan aktivitas glukokinase (kemungkinan, penurunan jumlah enzim ini). Hal ini menyebabkan penurunan laju fosforilasi glukosa, dan kemudian ke penurunan kandungan fruktosa-6-fosfat - substrat enzim bifungsional. Akhirnya, dalam beberapa tahun terakhir, telah ditunjukkan bahwa dengan diabetes streptozotocin, jumlah mRNA enzim bifunctional dalam hepatosit menurun dan, sebagai hasilnya, tingkat P-2,6-P menurun.2 dalam jaringan hati, gluko-neogenesis ditingkatkan. Semua ini sekali lagi menegaskan posisi itu F-2,6-P2, menjadi komponen penting dalam rantai transmisi sinyal hormon, ia bertindak sebagai mediator tersier di bawah aksi hormon, terutama pada proses glikolisis dan glukoneogenesis.
Mempertimbangkan metabolisme perantara karbohidrat di hati, penting juga untuk memikirkan transformasi fruktosa dan galaktosa. Fruktosa yang memasuki hati dapat difosforilasi pada posisi 6 hingga fruktosa-6-fosfat di bawah aksi hexokinase, yang memiliki kekhususan relatif dan mengkatalisasi fosforilasi, selain glukosa dan fruktosa, juga mannose. Namun, ada cara lain di hati: fruktosa mampu memfosforilasi dengan partisipasi enzim yang lebih spesifik, fruktokinase. Akibatnya, fruktosa-1-fosfat terbentuk. Reaksi ini tidak terhalang oleh glukosa. Selanjutnya, fruktosa-1-fosfat di bawah aksi aldolase dibagi menjadi dua triosis: dioksi aseton fosfat dan gliseral dehid. Di bawah pengaruh kinase yang sesuai (triokinase) dan dengan partisipasi ATP, gliseraldehida difosforilasi menjadi gliseraldehida-3-fosfat. Yang terakhir (mudah lewat dan dioksiasetonfosfat) mengalami transformasi biasa, termasuk pembentukan asam piruvat sebagai zat antara.
Perlu dicatat bahwa dengan intoleransi fruktosa yang ditentukan secara genetik atau aktivitas fruktosa-1,6-bifosfatase yang tidak ditentukan secara genetik, hipoglikemia yang diinduksi fruktosa terjadi, terjadi walaupun terdapat toko glikogen yang besar. Kemungkinan fruktosa-1-fosfat dan fruktosa-1,6-bifosfat menghambat fosforil hati oleh mekanisme alosterik.
Diketahui pula bahwa metabolisme fruktosa di sepanjang jalur glikolitik di hati terjadi jauh lebih cepat daripada metabolisme glukosa. Untuk metabolisme glukosa, tahap yang dikatalisis oleh fosfofruktokinase 1 adalah karakteristik. Seperti yang Anda tahu, kontrol metabolisme dari tingkat katabolisme glukosa dilakukan pada tahap ini. Fruktosa melewati tahap ini, yang memungkinkannya untuk mengintensifkan proses metabolisme di hati, yang mengarah pada sintesis asam lemak, esterifikasi dan sekresi lipoprotein densitas sangat rendah; sebagai hasilnya, konsentrasi trigliserida plasma dapat meningkat.
Galaktosa dalam hati pertama kali terfosforilasi dengan partisipasi ATP dan enzim galakto kinase dengan pembentukan galaktosa-1-fosfat. Untuk hati ha-laktosa kinase janin dan anak ditandai dengan nilai KM. dan Vmaks, sekitar 5 kali lebih besar daripada enzim dewasa. Sebagian besar galaktosa-1-fosfat di hati diubah selama reaksi dikatalisis oleh heksosa-1-fosfat-uridiltransferase:
UDP-glukosa + Galaktosa-1-fosfat -> UDP-galaktosa + Glukosa-1-fosfat.
Ini adalah reaksi transferase unik dari kembalinya galaktosa ke arus utama metabolisme karbohidrat. Hilangnya herediter transferase heksosa-1-fosfat-uridil menyebabkan galaktosemia, penyakit yang ditandai oleh retardasi mental dan katarak lensa. Dalam hal ini, hati bayi baru lahir kehilangan kemampuan untuk memetabolisme D-galaktosa, yang merupakan bagian dari susu laktosa.
Peran hati dalam metabolisme karbohidrat
Peran hati dalam metabolisme karbohidrat
Peran utama hati dalam metabolisme karbohidrat adalah untuk mempertahankan glukosa normal dalam darah - yaitu, dalam pengaturan normoglikemia.
Ini dicapai melalui beberapa mekanisme.
1. Kehadiran di hati enzim glukokinase. Glucokinase, seperti hexokinase, memfosforilasi glukosa menjadi glukosa-6-fosfat. Perlu dicatat bahwa glukokinase, berbeda dengan hexokinase, hanya ditemukan di hati dan? Sel pulau Langerhans. Aktivitas glukokinase di hati adalah 10 kali aktivitas heksokinase. Selain itu, glukokinase, berbeda dengan heksokinase, memiliki nilai Km lebih tinggi untuk glukosa (yaitu, afinitas lebih rendah untuk glukosa).
Setelah makan, kadar glukosa dalam vena portal meningkat secara dramatis dan mencapai 10 mmol / l atau lebih. Peningkatan konsentrasi glukosa di hati menyebabkan peningkatan aktivitas glukokinase yang signifikan dan meningkatkan penyerapan glukosa oleh hati. Karena kerja simultan hexokinase dan glukokinase, hati dengan cepat dan efisien memfosforilasi glukosa menjadi glukosa-6-fosfat, memberikan glikemia normal dalam aliran darah sistemik. Selanjutnya, glukosa-6-fosfat dapat dimetabolisme dengan beberapa cara (Gbr. 28.1).
2. Sintesis dan dekomposisi glikogen. Glikogen hati memainkan peran depot glukosa dalam tubuh. Setelah makan, kelebihan karbohidrat disimpan di hati sebagai glikogen, yang tingkatnya sekitar 6% dari massa hati (100-150 g). Dalam interval antara waktu makan, serta selama "puasa malam hari" pengisian kembali kolam glukosa dalam darah karena penyerapan dari usus tidak terjadi. Dalam kondisi ini, pemecahan glikogen menjadi glukosa diaktifkan, yang mempertahankan tingkat glikemia. Toko glikogen habis pada akhir puasa 1 hari.
3. Glukoneogenesis secara aktif terjadi di hati - sintesis glukosa dari prekursor non-karbohidrat (laktat, piruvat, gliserol, asam amino glikogenik). Karena glukoneogenesis, sekitar 70 g glukosa per hari diproduksi dalam tubuh orang dewasa. Aktivitas glukoneogenesis meningkat secara dramatis selama puasa pada hari ke-2 ketika cadangan glikogen dalam hati habis.
Karena glukoneogenesis, hati terlibat dalam siklus Corey - proses mengubah asam laktat, yang terbentuk di otot, menjadi glukosa.
4. Konversi fruktosa dan galaktosa menjadi glukosa terjadi di hati.
5. Di hati, asam glukuronat disintesis.
Fig. 28.1. Partisipasi glukosa-6-fosfat dalam metabolisme karbohidrat
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.