Взаимосвязь органов, тканей и систем

В некоторых случаях биохимические процессы в клетках узкоспециализированы и функции клеток весьма ограничены; таким примером могут служить эритроциты, где происходит только анаэробный катаболизм глюкозы. В других случаях клетки проявляют себя как мультипотентные, т. е. обладают способностью осуществлять самые разнообразные ферментативные превращения. Так, гепатоциты участвуют в процессах анаболизма, катаболизма, во взаимопревращениях углеводов, жиров и белков, а также выполняют другие метаболические функции.

Процессы обмена веществ, осуществляются в первую очередь печенью. Некоторые процессы осуществляются в других органах и тканях: дефосфорилирование глюкозы и глюконеогенез, которые в меньшей мере происходят также в почках, липогенез — в жировой ткани, синтез холестерина — в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта, синтез гема — в ретикуло-эндотелиальной системе, обмен ароматических аминокислот — в нервной ткани, а также обмен пуринов и пиримидинов, или перенос метильных групп - в некоторых других тканях.

Процессы обмена веществ, происходящие исключительно или преимущественно в печени
½ ½	½ ½	½ ½
Углеводы Галактоза } ®Глюкоза Фруктоза Глюкоза-6-Ф®Глюкоза Глюконеогенез	Липиды Холестерин ® Желчные кислоты Жиры ® Кетоновые тела Липогенез Синтез холестерина	Азотистые соединения Образование мочевины Синтез беков сыворотки крови Конъюгация желчных пигментов Синтез гема Обмен ароматических аминокислот Обмен пуринов и пиримидинов Перенос метильных групп

Все клетки одного организма обладают одинаковыми молекулами ДНК. На определенном этапе жизни каждой клетки последняя обеспечивает выражение этой ДНК путем репликации при делении или путем транскрипции во время синтеза белков в период роста. По мере дифференцировки клеток в направлении приобретения ими окончательной специализированной формы в органах нашего тела они утрачивают (в различной степени) способность обеспечивать выражение гена, и ДНК постепенно становится как бы немой. В крайнем случае, возможно полное исчезновение ДНК — так происходит, например, в эритроцитах. Другой пример - утрата способности к репликации, что наблюдается в зрелых нейронах, которые у взрослого не делятся. В клетках многих типов лишь часть общего количества ДНК подвергается транскрипции, т. е. обеспечивает образование информационной РНК, которая соответствует ферментам и другим белкам, характерным для данной клетки. В клетках других типов считывание ДНК для образования определенных информационных последовательностей невозможно, если не удалено особое вещество — репрессор. Степень и время воздействия этих сложных регулирующих факторов определяют ход биохимической специализации ткани и развития органов. Утрачивая частично свои метаболические возможности в процессе специализации, такие дифференцированные ткани становятся зависимыми от клеток других типов в смысле доставки необходимых метаболитов и удаления конечных продуктов обмена.

Обмен веществ, начиная с момента их поступления в организм, включает этапы переваривания и всасывания в желудочно-кишечном тракте. За этими процессами, естественно, следует поступление компонентов пищи через главные «ворота» (получившие удачное название «воротная вена») в печень. Подчеркнуть роль печени в обмене веществ уместно также в связи с большой метаболической активностью этой первичной химической фабрики. По многообразию и приспособляемости ни один другой орган не может сравниться с печенью, в которой происходят сложные взаимосвязанные процессы обмена веществ, воздействующие на весь организм. Попытаемся подвести итоги рассмотрению этих процессов в связи с функциями других органов.

ПЕЧЕНЬ

Печень действует как железа, наделенная и экзокринными, и эндокринными функциями. Продуктом внешней секреции (экзокринная функция) является желчь, выделяемая печенью в желудочно-кишечный тракт,— это раствор, содержащий такие конечные продукты обмена, как желчные пигменты, а также важные ускорители переваривания жиров — соли желчных кислот. Последние представляют собой главные продукты окисления стероидов; обратное всасывание солей желчных кислот из желудочно-кишечного тракта составляет важный механизм саморегуляции, действующий по принципу обратной связи, поскольку окисление холестерина в печеночных клетках подавляется солями желчных кислот, которые возвращаются из кишечника. Большое значение имеет уровень биосинтеза холестерина, происходящего в желудочно-кишечном тракте; этот процесс также находится под регуляторным влиянием механизма, функционирующего по принципу обратной связи, поскольку биосинтез холестерина в значительной мере блокируется солями желчных кислот, которые захватываются клетками слизистой оболочки.

Продуктами внутренней секреции печени (эндокринная функция) являются не гормоны, а метаболиты, которые разносятся током крови и используются другими клетками, изменяя их функции. К числу таких метаболитов относятся:

1) глюкоза, секретируемая преимущественно во время голодания, под влиянием стимуляции глюкокортикоидами или глюкагоном, а также при усиленной мышечной деятельности; этим обеспечиваются потребности гликолиза в тканях мозга и мышц;

2) триглицериды, освобождаемые после поступления в желудочно-кишечный тракт углеводов или стимуляции инсулином и вносящие свой вклад главным образом в осуществление процессов липогенеза в жировой ткани;

3) кетоновые тела, образующиеся в избытке при голодании, а также при потреблении пищи, богатой жирами или бедной углеводами; это соединения, пригодные для использования в мышечной и нервной ткани в качестве источников энергии. Разумеется, выше перечислены лишь немногие общие пути воздействия образующихся в печени метаболитов на биохимические реакции в других тканях. Кроме того, печень ответственна за синтез и секрецию альбумина, сывороточных липопротеидов и факторов свертывания крови, а также других важных продуктов азотистого обмена, предназначенных для использования в разных тканях.