Особенности обмена веществ в печени в норме и патологии

Особенности обмена веществ в печени в норме и патологии

Прометей – сын титана Иапета и океаниды Климены добыл у богов огонь и подарил его людям. Обиженные боги наказали Прометея. К нему, прикованному к одной из вершин Кавказа, ежедневно прилетал орёл и выклёвывал печень, но чудо – она вновь вырастала.

С другой же стороны, удельный вес болезней печени в общей структуре заболеваемости, нетрудоспособности и смертности довольно значителен. Более 300 миллионов населения планеты страдает хроническим гепатитом, ежегодно несколько миллионов человек заражаются острым вирусным гепатитом. Увеличивается число пациентов с хроническими поражениями печени. Всё это обусловлено распространением ВИЧ-инфекции, наркомании и алкоголизма, в том числе и в ПМР.

СТРОЕНИЕ ПЕЧЕНИ

Это единственный орган, который получает кровь из двух разных источников: печеночной артерии и воротной вены.

Состоит из более 300 биллионов клеток, в основном гепатоцитов, которые располагаясь радиально, образуют структурно-функциональные элементы — шестигранные дольки (более 500 тысяч миниатюрных печеней). Каждый гепатоцит имеет два полюса – одним обращен к крови, другим — к жёлчи.

Химический состав печени: Н₂О – 70-75%, белки – 12-24%,

углеводы (в основном гликоген) – 2-8%,

липиды – 2-6%, (в основном жиры – 1,5-2%,

холестерин – 0,3-0,5%),

железо – до 0,02 %.

ФУНКЦИИ ПЕЧЕНИ

Печень – центральный орган химического гомеостаза, где чрезвычайно интенсивно протекают все обменные процессы и где они тесно переплетаются между собой. В настоящее время считают, что клетки печени выполняют более 500 функций. Это одновременно и экзо-, и эндокринная железа.

Особенности обмена углеводов в печени в норме:

1. Депонирует углеводы в виде гликогена до 4% от своей массы. Благодаря, глюконеогенезу и гликолизу в крови поддерживается генетически запрограммированный уровень сахара.

2.  В печени активно протекают процессы взаимопревращения моносахаридов. Галактоза и фруктоза превращается в глюкозу, а глюкоза может стать источником для синтеза фруктозы.

3. Печень участвует и в регуляции углеводного обмена путем контроля за уровнем инсулина в крови, так как в печени содержится фермент инсулиназа, расщепляющая инсулин в зависимости от потребности организма.

4. Энергетические потребности самой печени обеспечиваются за счет распада глюкозы, во-первых, по анаэробному пути с образованием лактата (гликолиз) и, во-вторых, по пентозофосфатному пути. Значение указанных процес­сов заключается не только и образовании НАДФН2 для различных биосинтезов, но и возможности ис­пользовать продукты распада углеводов в качестве исходных веществ для различных обменных процессов.

Особенности обмена углеводов в печени при патологии:

1. Патологические состояния, связанные с нарушением процесса депонирования гликогена в организме (агликогенозы), или наоборот, гликоген откладывается в большом количестве, но из-за отсутствия определенных ферментов расщепляться не может (гликогеноз)

2. При патологии в печени в организме нарушаются и синтез, и расход углеводов. Следовательно, в моче появляется глюкоза (глюкозурия). В печени меньше образуется АТФ, что снижает биосинтетические и пластические процессы.

3. К недостатку глюкозы в организме наиболее чувствительна нервная система, в результате возникает гипогликемическая кома (нарушается координация движений, появляется тремор отдельных групп мышц, потеря сознания и без оказания врачебной помощи возможна гибель).

Особенности обмена белков в печени в норме и патологии:

1. В печени синтезируется за сутки около 13-18 г белков. Из них альбумины, фибриноген, протромбин образуются только и печени. Нарушение  синтеза белков, обеспечивающих процесс свертывания крови, как и недостаточность витамина К, развивающаяся вследствие нарушения желчеотделения и желчевыделения, приводят к геморрагическим явлениям (возникновение накожных и слизистых кровоизлияний, а также развитие внутренних кровотечений). Кроме того, здесь синтезируется до 90% альфа-глобулинов и около 50% гамма-глобулинов организма.

2. Протекают процессы превращений аминокислот (переаминирование, дезаминирование и др.) при ее тяжелых поражениях существенно изменяются, что характеризуется увеличением кон­центрации свободных аминокислот в крови и выделе­нием их с мочой (гипераминоацидурии). В моче также могут быть обнаружены кристаллы лейцина и тирозина.

3. Образование мочевины происходит только в печени и нарушение функций гепатоцитов приводит к увеличению ее количества в крови, что оказывает отрицательное влияние на весь организм и может проявиться, например, печеночной комой, нередко заканчивающейся гибелью больного.

4. Обменные процессы, протекающие в печени, катализируются различными ферментами, которые при ее заболеваниях выходят в кровь и поступают в мочу. Важно, что выход ферментов из клеток происходит не только при их повреждении, но и при нарушении проницаемости клеточных мембран, имеющем место в самом начальном периоде заболевания, поэтому изменение ферментных спектров является одним из важнейших диагностических показателей оценки со­стояния больного еще в доклинический период. Например, при болезни Боткина уже в «дожелтушный» период отмечено увеличение в крови активности АлТА, ЛДГ и АсТА, а при рахите — увеличение уровня щелочной фосфатазы.

4. Печень выполняет важнейшую для организма антитоксическую функцию. Именно в ней происходит обезвреживание таких вредных веществ, как индол, скатол, фенол, кадаверин, билирубин, аммиак, продукты обмена стероидных гормонов и др. Пути обезвреживания токсических веществ различны: аммиак пре­вращается в мочевину; индол, фенол, билирубин и дру­гие образуют безвредные для организма соединения с серной или глюкуроновой кислотами, которые выво­дятся с мочой.

Особенности обмена липидов в печени в норме и патологии:

1. В печени происходит гидролиз триглицеридов на глицерин и жирные кислоты, насыщение, окисление жирных кислот до кетоновых тел, осуществляется метаболизм холестерола, синтез и выведение липопротеидов различной плотности. В норме в печени может содержаться от 8 до 20% жира от массы органа, а при патологии – более 30%. Это отмечается при кетозе, липидозе, сахарном диабете, недоброкачественном кормлении с включением в рацион технических жиров, попадании токсинов.

2. Для обеспечения энергетических потребностей организма при патологии печени усиливается кетогенез (образование кетоновых тел).В крови накапливаются кетоновые тела, и возникает кетоз (симптомокомплекс, характеризующийся дистрофией печени, накоплением кетоновых тел в крови и выделением их с молоком и мочой). Из-за нарушения структуры митохондрий, недостатка АТФ и метаболитов цикла трикарбоновых кислот кетоновые тела не утилизируются. Более того, структурные изменения в гепатоцитах приводят к нарушению синтеза и выделению из печени липопротеидов, ослаблению окисления жирных кислот. В этом случае в них из крови не включается холестерол. В печень поступает больше эндогенного жира, и в ней нарушается протоплазматическая структура, развивается жировая инфильтрация, а затем дистрофия.

Анализ крови общий

Пигменты

Кроме указанных ранее пигментов, в моче при патологиях может обнаруживаться еще пигмент – продукт распада гема билирубин.

Нормальные величины

Моча

билирубин

отрицательный

Клинико‑диагностическое значение

Билирубинурия может развиться при инфекционных заболеваниях, диффузном токсическом зобе. При заболеваниях печени он появляется в моче в виде билирубина глюкуронида (прямой билирубин) – паренхиматозные желтухи при вирусных гепатитах или нарушение оттока желчи при механических желтухах. Для гемолитических желтух билирубинурия не характерна, т.к. непрямой билирубин не проходит через почечный фильтр.

Белки

В норме белок в моче практически отсутствует.

Нормальные величины

Моча

белок

10-140 мг/л или 50-150 мг/сут

Клинико‑диагностическое значение

Появление белка в моче называется протеинурией. По степени потери белка различают от 0,003 до 1 г/сут, от 1 до 3 г/сут, от 3 г/сут и более. Самая большая потеря белка происходит при поражении гломерулярного аппарата.
Почечная протеинурия возникает при поражении почек:

поражение почечного фильтра – повышение проницаемости гломерул (нарушение эндотелия, базальной мембраны, дефект подоцитов),

снижение кровотока в почках (замедление, уменьшение объема крови).

Внепочечные протеинурии:

данный вид протеинурия возникает при воспалении в мочеточниках, мочевом пузыре, уретре, предстательной железе.

также в моче определяют белок Бенс-Джонса, что характерно для миеломной болезни, макроглобулинемии Вальденстрема.

Функциональная почечная протеинурия (временная) – при стрессах, отрицательных эмоциях, при длительной физической нагрузке (маршевая), при длительном нахождении в положении стоя (чаще у детей), холодовая.

 

 

Глюкоза

Моча здорового человека содержит минимальное количество глюкозы, которое обычными лабораторными пробами не обнаруживается.

Нормальные величины

Моча

глюкоза

0,06‑0,83 ммоль/л или менее 2,78 ммоль/сут)

Клинико‑диагностическое значение

Появление глюкозы в моче называется глюкозурия. Для более достоверной оценки исследуют мочу, собранную за сутки. Существуют две основные причины, обусловливающие появление глюкозы в моче:

гипергликемия, при которой концентрация глюкозы в ультрафильтрате превышает способность почек к ее реабсорбции (сахарный и стероидный диабет, тиреотоксикоз),

нарушение канальцевой реабсорбции, при которой даже низкие количества глюкозы не реабсорбируются (нефроз, нефрит, нефротический синдром, ренальный диабет).

Физиологическая глюкозурия наблюдается при употреблении большого количества сладостей (только при наличии нарушений в почках или инсулярного аппарата), при стрессе, после приема лекарств (кофеин, кортикостероидные гормоны).

Кетоновые тела

Нормальные величины

Моча

ацетоацетат

проба отрицательна

Клинико‑диагностическое значение

Наличие кетоновых тел в моче называют кетонурией. Чаще всего наблюдают при тяжелом сахарном диабете, диабетической коме, голодании, тяжелых токсикозах.
Определение кетонов в моче может использоваться для оценки эффективности диеты при снижении веса.

 

 

Гипофункция

Мужчины. При возникновении гипогонадизма в детском возрасте замедляется половое созревание и развитие половых органов. У взрослых происходит демаскулинизация, рост груди, вечерний упадок сил, бесплодие и все симптомы, характерные для менопаузы женщин.

Врожденная или приобретенная гипофункция половых желез неизбежно приводит к остеопорозу. Патогенез его не вполне понятен, хотя известно, что андрогены оказывают анаболическое действие на костную ткань у мужчин.

Гиперфункция

Мужчины и женщины. Сальность кожи, себорея, угри.

Женщины. Повышение уровня андрогенов проявляется повышенным ростом волос на руках, ногах, животе, лице (чаще над верхней губой), вокруг сосков, ухудшением состояния кожи (acne vulgaris – угревая сыпь), при длительно повышенном уровне андрогенов (например, при адреногенитальном синдроме) фигура женщины приобретает мужские черты (узкий таз, широкие плечи, развитая мышечная масса). Повышенный уровень андрогенов может приводить к бесплодию или самопроизвольному выкидышу.

Особенности обмена веществ в печени в норме и патологии

Прометей – сын титана Иапета и океаниды Климены добыл у богов огонь и подарил его людям. Обиженные боги наказали Прометея. К нему, прикованному к одной из вершин Кавказа, ежедневно прилетал орёл и выклёвывал печень, но чудо – она вновь вырастала.

С другой же стороны, удельный вес болезней печени в общей структуре заболеваемости, нетрудоспособности и смертности довольно значителен. Более 300 миллионов населения планеты страдает хроническим гепатитом, ежегодно несколько миллионов человек заражаются острым вирусным гепатитом. Увеличивается число пациентов с хроническими поражениями печени. Всё это обусловлено распространением ВИЧ-инфекции, наркомании и алкоголизма, в том числе и в ПМР.

СТРОЕНИЕ ПЕЧЕНИ

Это единственный орган, который получает кровь из двух разных источников: печеночной артерии и воротной вены.

Состоит из более 300 биллионов клеток, в основном гепатоцитов, которые располагаясь радиально, образуют структурно-функциональные элементы — шестигранные дольки (более 500 тысяч миниатюрных печеней). Каждый гепатоцит имеет два полюса – одним обращен к крови, другим — к жёлчи.

Химический состав печени: Н₂О – 70-75%, белки – 12-24%,

углеводы (в основном гликоген) – 2-8%,

липиды – 2-6%, (в основном жиры – 1,5-2%,

холестерин – 0,3-0,5%),

железо – до 0,02 %.

ФУНКЦИИ ПЕЧЕНИ

Печень – центральный орган химического гомеостаза, где чрезвычайно интенсивно протекают все обменные процессы и где они тесно переплетаются между собой. В настоящее время считают, что клетки печени выполняют более 500 функций. Это одновременно и экзо-, и эндокринная железа.

Особенности обмена углеводов в печени в норме:

1. Депонирует углеводы в виде гликогена до 4% от своей массы. Благодаря, глюконеогенезу и гликолизу в крови поддерживается генетически запрограммированный уровень сахара.

2.  В печени активно протекают процессы взаимопревращения моносахаридов. Галактоза и фруктоза превращается в глюкозу, а глюкоза может стать источником для синтеза фруктозы.

3. Печень участвует и в регуляции углеводного обмена путем контроля за уровнем инсулина в крови, так как в печени содержится фермент инсулиназа, расщепляющая инсулин в зависимости от потребности организма.

4. Энергетические потребности самой печени обеспечиваются за счет распада глюкозы, во-первых, по анаэробному пути с образованием лактата (гликолиз) и, во-вторых, по пентозофосфатному пути. Значение указанных процес­сов заключается не только и образовании НАДФН2 для различных биосинтезов, но и возможности ис­пользовать продукты распада углеводов в качестве исходных веществ для различных обменных процессов.

Особенности обмена углеводов в печени при патологии:

1. Патологические состояния, связанные с нарушением процесса депонирования гликогена в организме (агликогенозы), или наоборот, гликоген откладывается в большом количестве, но из-за отсутствия определенных ферментов расщепляться не может (гликогеноз)

2. При патологии в печени в организме нарушаются и синтез, и расход углеводов. Следовательно, в моче появляется глюкоза (глюкозурия). В печени меньше образуется АТФ, что снижает биосинтетические и пластические процессы.

3. К недостатку глюкозы в организме наиболее чувствительна нервная система, в результате возникает гипогликемическая кома (нарушается координация движений, появляется тремор отдельных групп мышц, потеря сознания и без оказания врачебной помощи возможна гибель).

Особенности обмена белков в печени в норме и патологии:

1. В печени синтезируется за сутки около 13-18 г белков. Из них альбумины, фибриноген, протромбин образуются только и печени. Нарушение  синтеза белков, обеспечивающих процесс свертывания крови, как и недостаточность витамина К, развивающаяся вследствие нарушения желчеотделения и желчевыделения, приводят к геморрагическим явлениям (возникновение накожных и слизистых кровоизлияний, а также развитие внутренних кровотечений). Кроме того, здесь синтезируется до 90% альфа-глобулинов и около 50% гамма-глобулинов организма.

2. Протекают процессы превращений аминокислот (переаминирование, дезаминирование и др.) при ее тяжелых поражениях существенно изменяются, что характеризуется увеличением кон­центрации свободных аминокислот в крови и выделе­нием их с мочой (гипераминоацидурии). В моче также могут быть обнаружены кристаллы лейцина и тирозина.

3. Образование мочевины происходит только в печени и нарушение функций гепатоцитов приводит к увеличению ее количества в крови, что оказывает отрицательное влияние на весь организм и может проявиться, например, печеночной комой, нередко заканчивающейся гибелью больного.

4. Обменные процессы, протекающие в печени, катализируются различными ферментами, которые при ее заболеваниях выходят в кровь и поступают в мочу. Важно, что выход ферментов из клеток происходит не только при их повреждении, но и при нарушении проницаемости клеточных мембран, имеющем место в самом начальном периоде заболевания, поэтому изменение ферментных спектров является одним из важнейших диагностических показателей оценки со­стояния больного еще в доклинический период. Например, при болезни Боткина уже в «дожелтушный» период отмечено увеличение в крови активности АлТА, ЛДГ и АсТА, а при рахите — увеличение уровня щелочной фосфатазы.

4. Печень выполняет важнейшую для организма антитоксическую функцию. Именно в ней происходит обезвреживание таких вредных веществ, как индол, скатол, фенол, кадаверин, билирубин, аммиак, продукты обмена стероидных гормонов и др. Пути обезвреживания токсических веществ различны: аммиак пре­вращается в мочевину; индол, фенол, билирубин и дру­гие образуют безвредные для организма соединения с серной или глюкуроновой кислотами, которые выво­дятся с мочой.

Особенности обмена липидов в печени в норме и патологии:

1. В печени происходит гидролиз триглицеридов на глицерин и жирные кислоты, насыщение, окисление жирных кислот до кетоновых тел, осуществляется метаболизм холестерола, синтез и выведение липопротеидов различной плотности. В норме в печени может содержаться от 8 до 20% жира от массы органа, а при патологии – более 30%. Это отмечается при кетозе, липидозе, сахарном диабете, недоброкачественном кормлении с включением в рацион технических жиров, попадании токсинов.

2. Для обеспечения энергетических потребностей организма при патологии печени усиливается кетогенез (образование кетоновых тел).В крови накапливаются кетоновые тела, и возникает кетоз (симптомокомплекс, характеризующийся дистрофией печени, накоплением кетоновых тел в крови и выделением их с молоком и мочой). Из-за нарушения структуры митохондрий, недостатка АТФ и метаболитов цикла трикарбоновых кислот кетоновые тела не утилизируются. Более того, структурные изменения в гепатоцитах приводят к нарушению синтеза и выделению из печени липопротеидов, ослаблению окисления жирных кислот. В этом случае в них из крови не включается холестерол. В печень поступает больше эндогенного жира, и в ней нарушается протоплазматическая структура, развивается жировая инфильтрация, а затем дистрофия.