Роль печени в пищеварении и обмене веществ
ФГБОУ ВПО Костромская сельскохозяйственная академия
Кафедра Анатомии и физиологии животных
на тему: «Роль печени в пищеварении и обмене веществ»
Печень является железой, в
которой происходят многочисленные и
сложнейшие биохимические процессы, обеспечивающие
гомеостазис жизненно важных и тесно связанных
с обменом веществ систем в организме.
Печень играет огромную роль в пищеварении и обмене веществ. Все вещества, всасывающиеся в кровь, обязательно поступают в печень и подвергаются метаболическим превращениям. В печени синтезируется различные органические вещества: белки, гликоген, жиры, фосфатиды и другие соединения. Кровь поступает в нее по печеночной артерии и воротной вене. Причем 80 % крови, идущей от органов брюшной полости, поступает по воротной вене и только 20 % — по печеночной артерии. Кровь оттекает от печени по печеночной вене.
Для изучения функций печени применяют ангиостамический метод, фистулу Экка–Павлова, при помощи которых исследуют биохимический состав притекающей и оттекающей, применяют метод катетеризации сосудов воротной системы, разработанный А. А. Алиевым.
Печени принадлежит
аминокислот, поступающих с кровью, в печени образуется белок. В ней
формируются фибриноген, протромбин, выполняющие важные функции
в свертывании крови. Здесь
же происходят процессы
аминокислот: дезаминирование, трансаминирование, декарбоксилирование.
Печень — центральное место
обезвреживания ядовитых продуктов
азотистого обмена, в первую очереди
аммиака, который превращается в
мочевину или идет на образование
амидов кислот, в печени происходит
распад нуклеиновых кислот, окисление
пуриновых оснований и
Большую роль печень играет в обмене углеводов. Глюкоза, приносимая из кишечника по воротной вене, в печени превращается в гликоген. Благодаря высоким запасам гликогена печень служит основным углеводным депо организма. Гликогенная функция печени обеспечивается действием ряда ферментов и регулируется центральной нервной системой и 1 гормонами — адреналином, инсулином, глюкагоном. В случае повышенной потребности организма в сахаре, например, во время усиленной мышечной работы или при голодании гликоген под действием фермента фосфорилазы превращается в глюкозу и поступает в кровь. Таким образом, печень регулирует постоянство глюкозы в крови и нормальное обеспечение ею органов и тканей.
В печени происходит важнейшее превращение жирных кислот, из которых синтезируются жиры, свойственные для данного вида животного. Под действием фермента липазы жиры расщепляются на жирные кислоты и глицерин. Дальнейшая судьба глицерина похожа на судьбу глюкозы. Его превращение начинается с участием АТФ и заканчивается распадом до молочной кислоты с последующим окислением до углекислого газа и воды. Иногда при необходимости печень может синтезировать гликоген из молочной кислоты.
В печени также осуществляется синтез жиров и фосфатидов, которые поступают в кровь, транспортируются по всему организму. Значительную роль она играет в синтезе холестерина и его эфиров. При окислении холестерина в печени образуются желчные кислоты, которые выделяются с желчью и участвуют в процессах пищеварения.
Печень принимает участие в обмене жирорастворимых витаминов, является главным депо ретинола и его провитамина — каротина. Она способна синтезировать цианокобаламин.
Печень может задерживать в себе излишнюю воду и тем самым не допускать разжижения крови: она содержит запас минеральных солей и витаминов, участвует в пигментном обмене.
Печень выполняет барьерную
функцию. Если в нее с кровью заносятся
какие-либо болезнетворные микробы, то
они подвергаются обеззараживанию
ею. Эту функцию выполняют
Кроме того, печень способна переводить свинец, ртуть, мышьяк и другие ядовитые вещества — в неядовитые.
Печень является основным углеводным депо организма и регулирует постоянство глюкозы в крови. Она содержит запасы минеральных веществ и витаминов. Является депо крови, в ней образуется желчь, необходимая для пищеварения.
Желчь. Состав и свойства желчи
Желчь является секретом и, одновременно,
экскретом, постоянно вырабатываемым
печеночными клетками-
Поступив в просвет
Секрет гепатоцитов представляет собой золотистую жидкость, почти изотоничную плазме крови, ее рН равен 7,8-8,6. Суточная секреция желчи у человека составляет 0,5-1,0 л. Желчь содержит 97,5% воды и 2,5% сухого остатка. Составными ее частями являются желчные кислоты, желчные пигменты, холестерин, неорганические соли (натрия, калия, кальция, магния, фосфаты, железо и следы меди). В желчи содержатся жирные кислоты и нейтральные жиры, лецитин, мыла, мочевина, мочевая кислота, витамины А,В,С, некоторые ферменты (амилаза, фосфатаза, протеаза, каталаза, оксидаза), аминокислоты, гликопротеиды. Качественное своеобразие желчи определяют ее основные компоненты: желчные кислоты, желчные пигменты и холестерин. Желчные кислоты — специфические продукты обмена веществ в печени, билирубин и холестерин имеют внепеченочное происхождение.
В гепатоцитах из холестерина образуются холевая и хенодезоксихолевая кислоты (первичные желчные кислоты). Соединяясь в печени с аминокислотами глицином или таурином, обе эти кислоты выделяются в виде натриевой соли таурохолевой кислоты. В дисталъном отделе тонкой кишки около 20% первичных желчных кислот превращаются под действием бактериальной флоры во вторичные желчные кислоты — дезоксихолевую и литохолевую. Здесь же примерно 90-85% желчных кислот активно реабсорбируются, возвращаются по портальным сосудам к печени и включаются в состав желчи. Остальные 10- 15% желчных кислот, связанных, в основном, с непереваренной пищей, выводятся из организма, а их убыль восполняется гепатоцитами.
Желчные пигменты — билирубин и биливердин — являются экскретируемыми продуктами метаболизма гемоглобина и придают желчи ее характерную окраску. В желчи человека и плотоядных животных преобладает билирубин, который обусловливает ее золотисто-желтый цвет, а в желчи травоядных содержится биливердин, окрашивающий желчь в зеленый цвет. В гепатоцитах билирубин образует водорастворимые коньюгаты с глюкуроновой кислотой и, в незначительном количестве, с сульфатами. Из пигментов желчи образуются пигменты мочи и калауробилин, урохром и стеркобилин.
Секрет выделяется гепатоцитами в просвет желчных капилляров, из которых через внутридольковые или междольковые желчные ходы желчь поступает в более крупные желчные протоки, сопровождающие разветвления портальной вены. Желчные протоки постепенно сливаются и в области ворот печени образуют печеночный проток, из которого желчь может поступить либо через пузырный проток в желчный пузырь, либо в общий желчный проток.
Жидкая и прозрачная, золотисто-желтого
цвета печеночная желчь при движении
по протокам начинает претерпевать некоторые
изменения в связи с
Во время периодической и пищеварительной деятельности желудочно-кишечного тракта желчь изливается через общий желчный проток в двенадцатиперстную кишку, где принимает участие в пищеварении.
Регуляция секреции и выделение желчи
Секреция желчи происходит непрерывно, независимо от того, находится ли пища в пищеварительном тракте или нет. Акт еды рефлекторно усиливает отделение желчи через 3-12 мин. Мощными пищевыми возбудителями секреции желчи являются желтки, молоко, мясо, хлеб. Наибольшее количество желчи образуется при потреблении смешанной пищи.
Желчеобразование изменяется при раздражении интероцепторов желудочно-кишечного тракта. К числу его гуморальных стимуляторов относится сама желчь (механизм саморегуляции), а также секретин, повышающий отделение воды и электролитов (бикарбонатов), желчных солей и желчных пигментов. Желчеобразование стимулируют также глюкагон, гастрин, холецистокинин.
Нервные пути, по которым к печени поступают стимулирующие или тормозящие импульсы, представлены холинергическими волокнами блуждающих и диафрагмальных нервов и адренергическими волокнами симпатических нервов и сплетений. Блуждающий нерв усиливает выработку желчи, симпатический — тормозит.
Выделение желчи в двенадцатиперстную кишку зависит от тонуса гладких мышц внепеченочных желчных путей, деятельности мышц сфинктера и стенки желчного пузыря, а также сфинктера, находящегося в месте слияния пузырного и общего желчного протока и сфинктера, расположенного в месте впадения общего желчного протока в двенадцатиперстную кишку (сфинктера Одди).
Направленное движение желчи из печени в двенадцатиперстную кишку возникает вследствие разности давлений в начальном отделе системы желчевыделения, в желчных ходах, протоках и двенадцатиперстной кишке. Давление в желчных капиллярах является результатом секреторной активности гепатоцитов, а в ходах и протоках оно создается сокращениями гладкомышечной стенки, согласованными с моторной активностью сфинктеров протоков и желчного пузыря и с перистальтической деятельностью двенадцатиперстнсй кишки.
Вне процесса пищеварения сфинктер общего желчного протока закрыт и желчь поступает в желчный пузырь. Во время пищеварения желчный пузырь сокращается, сфинктер общего желчного протока расслабляется и желчь поступает в двенадцатиперстную юшку. Такая согласованная деятельность обеспечивается рефлекторными и гуморальными механизмами. При поступлении пищи в пищеварительный тракт возбуждается рецепторный аппарат ротовой полости, желудка, двенадцатиперстной кишки. Сигналы по афферентным нервным волокнам поступают в центральную нервную систему и оттуда по блуждающему нерву к мышцам желчного пузыря и сфинктера Одди, вызывая сокращение мышц пузыря и расслабление сфинктера, что обеспечивает выделение желчи в двенадцатиперстную кишку.
Основным гуморальным
В клинической практике при исследовании сократительной функции желчного пузыря используются в качестве стимуляторов желчевыделения жидкое масло, яичный желток, пилокарпин, питуитрин, ацетилхолин, гистамин, сульфат магния.
Метаболические функции печени
Выполняя в организме роль биохимической лаборатории, печень оказывает выраженное влияние на обмен белков, жиров и углеводов.
Благодаря синтезу альбуминов (12-15 г в сутки) она обеспечивает нормальное онкотическое давление во внутренней среде организма и транспорт кровью плохо растворимых в воде веществ. Печенью же синтезируется почти 90% богатых липопротеидами а1- глобулинов, также участвующих в транспорте веществ, и 75% а2- глобулинов. В этой фракции представлено значительное количество глико- и липопротеидов, содержатся церулоплазмин, а2- антитромбин, гаптоглобин, а2- макроглобулин. Печенью образуется более 50% fi- глобулинов, во фракции которых имеются гемопексин, трансферрин, B2-микроглобулин, значительное количество липопротеидов. Она оказывает влияние на механизм свертывания крови, обеспечивая его фибриногеном.
Значительна роль печени и в преобразовании жиров, в частности, жирных кислот с короткой цепью в высшие жирные кислоты. Из синтезируемых ею липопротеидов холестерин служит источником синтеза желчных кислот и гормонов.
Постоянной функцией печени является синтез и расходование гликогена, что обеспечивает поддержание углеводного гомеостаза — стабильную гликемию. Снижение уровня глюкозы в плазме крови, которое может сопровождать возросшие энергетические потребности организма, приводит к выделению гормонов надпочечников и поджелудочной железы — адреналина и глюкагона, что сопровождается гликогенезом в печени и выведением глюкозы в кровь. Часть глюкюзы используется самой печенью для синтеза жирных и желчных кислот, стероидных гормонов и гликопротеидов.
Способность печени предохранять организм от действия токсических веществ — дезинтоксикационная, барьерная функция — имеет существенное значение для сохранения жизни организма посредством биотрансформации веществ эндогенного и экзогенного происхождения. Эти вещества могут быть результатом гниения белка в толстом кишечнике (индол, фенол, скатол), образовываться в процессе обмена веществ или поступать в организм с пищей извне (ксенобиотики). Реакции биотрансформации могут осуществляться посредством гидроксилирования (перенос атома кислорода на молекулу «чужеродного» вещества с образованием гидроксильной группы), конъюгации (соединение «чужеродного» вещества с молекулой глюкуроновой, серной кислоты или же с метильной группой; пример — индолсернистые, скатолсернистые, фенолсернистые нетоксичные парные эфиры), специфического действия ферментных систем. Из ферментов наибольшее значение имеют глютатионтрансфераза, которая осуществляет биотрансформацию путем преобразования «чужеродного» вещества с помощью глутатиона, исполняет роль белкалигандина, транспортирующего «чужеродное» вещество в отделы гепатоцита, где оно преобразуется.
Мочевинообразование — одна из важнейших дезинтоксикационных функций печени, заключающаяся в преобразовании ядовитых осколков белковой молекулы в нетоксичное вещество. При дезаминировании аминокислот, нуклеотидов и других азотистых соединений печень принимает участие в синтезе аммиака, превышение предельно допустимых концентраций которого становится высокотоксичным для организма. Дезинтоксикация аммиака происходит посредством использования его для синтеза мочевины. Даже при удалении 90-95% ткани печени сохраняется функция дезаминирования и синтеза мочевины.
Очень тесно с функцией печени связан метаболизм гормонов. Она осуществляет инактивацию адреналина, норадреналина, дофамина, альдостерона, серотонина, гастрина, эстрогенов и андрогенов. Особенно велика ее роль в метаболизме эстрогенов.
ень ответственна как за основные анаболи¬ческие, так и за катаболические процессы обмена белков. Синтез белков в печени осуществляется из свободных аминокислот. Это прежде всего экзогенные аминокислоты, поступающие с кровью воротной вены из кишечника. Приток этих аминокислот в печень зависит от количественного и качественного состава пищи, активности пищеварительных ферментов, фазы пищеварения и т. д. Колебания поступления аминокислот в нормальных условиях соответствуют суточному циклу активности печеночных клеток.
Эндогенные свободные
Печень является единственным местом синтеза альбуминов, фибриногена, протромбина, проконвертина, проакцелерина. Основная масса ?-глобулинов, значительная часть ?-глобулинов, гепарина, ферментов также образуется в печени. Синтез белков и многочисленных ферментов осуществляется в гепатоцитах рибосомами. Собственные белки и ферменты печеночных клеток синтезируются на свободных рибосомах и полисомах гиалоплазмы гепатоцитов, не связанных с мембранами эндоплазматического ретикулума. Синтез белков «на экспорт» осуществляется рибосомами зернистого эндоплазматического ретикулума.
Большинство заболеваний печени с тяжелыми повреждениями паренхимы сопровождается снижением уровня как альбуминов, так и α-глобулинов. Гипоальбуминемия - один из характерных признаков острой и хронической недостаточности печени.
Синтез гама гбулинов осуществояется главным образом плазматическими клетками. Купферовские клетки печени, как показали радиоизотопные исследования, также участвуют в их синтезе. Значительное повышение уровня ?-глобулинов крови при заболеваниях печени с выраженной иммунной реакцией связано не только с общей реакцией ретикулоэндотелиальной ткани, но и с плазматической инфильтрацией.
Печень не только синтезирует такие
важнейшие компоненты свертывающей
системы крови, как протромбин, фактор
VII, но и наряду с другими органами
участвует в образовании
В печени осуществляются все этапы расщепления белков до образования аммиака и мочевины. Протеолитические ферменты расщепляют тканевые и сывороточные белки до низкомолекулярных соединений. Ферменты дезаминирования, окисления, входящие в цикл Кребса, производят дальнейшее многоэтапное расщепление пептидных соединений и аминокислот. При значительных поражениях паренхимы, особенно при массивных некрозах, повышается уровень свободных аминокислот, остаточного азота в крови; при этом значительная часть свободных аминокислот выделяется с мочой. В печени из свободных аминокислот наряду с их разрушением с образованием мочевины и частичной реутилизацией, с новообразованием белков синтезируются жирные кислоты и кетоновые тела. Следовательно, фрагменты белкового обмена в печени включаются в обменные циклы других веществ.
Печень осуществляет катаболизм нуклеопротеидов с их расщеплением до аминокислот, пуриновых и пиримидиновых оснований. В печени последние превращаются в мочевую кислоту, выделяемую затем почками. Важно отметить, что конечные этапы катаболических изменений белковых тел в печени одновременно представляют ее детоксицирующую функцию.
Углеводный обмен
Печень играет центральную роль в многочисленных реакциях промежуточного обмена углеводов. Среди них особенно важны превращение галактозы в глюкозу; превращение Фруктозы в глюкозу; синтез и распад гликогена; глюконеогенез; окисление глюкозы; образование глюкуроновой кислоты.
Превращение галактозы в глюкозу. Галактоза поступает в организм в составе молочного сахара. В печени происходит ее превращение через уридиндифосфогалактозу в глюкозо-1-фосфат. При нарушении функции печени способность организма использовать галактозу снижается, на этом основана функциональная проба печени с нагрузкой галактозой.
Превращение фруктозы в глюкозу. Печень превращает фруктозу во фруктозо-1-фосфат (Ф-1-Ф) с помощью содержащейся в ней специфической фруктокиназы при участии АТФ. Фрукто-зо-1-фосфат расщепляется в печени альдолазой типа В, как и фруктозо-1, 6-дифосфат - промежуточный продукт обмена глюкозы, превращаясь в диоксиацетонфосфат и 3-фосфоглицерино-вый альдегид. Часть фруктозы под действием гексокиназы превращается в фруктозо-6-фосфат, промежуточный продукт основного пути распада глюкозы. Под действием глюкозофосфатизомера-зы фруктозо-6-фосфат превращается в глюкозо-6-фосфат (Г-6-Ф). Исследование утилизации фруктозы положено в основу одной из функциональных проб печени, которая в настоящее время в клинике используется мало.
Синтез и распад гликогена. Гликоген синтезируется из активированной глюкозы, т. е. из Г-6-Ф. Печень может синтезировать гликоген и из других продуктов углеводного обмена, например из молочной кислоты. Распад гликогена в печени происходит и гидролитически, и (преимущественно) фосфоролитически. Под действием фосфорилазы образуется Г-1-Ф, который превращается в Г-6-Ф; последний включается в различные метаболические процессы. Печень служит единственным поставщиком глюкозы в кровь, так как только под влиянием печеночной микросомальной Г-6-фосфатазы из Г-6-Ф освобождается глюкоза. Таким образом, под влиянием обратимых реакций синтеза и распада гликогена регулируется количество глюкозы в соответствии с потребностями организма. Уровень гликогена регулируется гормональными факторами: АКТГ, глюкокортикоиды и инсулин повышают содержание гликогена в печени, а адреналин, глюкагон, соматотропный гормон и тироксин понижают.
Глюконеогенез. Глюкоза может синтезироваться из различных соединений неуглеводной природы, таких, как лактат, глицерин, некоторые метаболиты цитратного цикла и глюкопластические аминокислоты (глицин, аланин, серии, треонин, валин, аспарагиновая и глютаминовая кислоты, аргинин, гистидин, пролин и оксипролин). Глюконеогенез связывает между собой обмен белков и углеводов и обеспечивает жизнедеятельность при недостатке углеводов в пище.
Образование глюкуроновой кислоты. С обменом углеводов связан синтез глюкуроновой кислоты, необходимой для конъюгации плохо растворимых веществ (фенолы, билирубин и др.) и образования смешанных полисахаридов (гиалуроновая кислота, гепарин и др.).
В основе нарушений обмена углеводов при заболеваниях печени лежат повреждения митохондрий, которые ведут к снижению окислительного фосфорилирования. Вторично страдают функции печени, требующие расхода энергии - синтез белка, эстерификация стероидных гормонов. Дефицит углеводов приводит также к усилению анаэробного гликолиза, вследствие чего в клетках накапливаются кислые метаболиты, вызывающие снижение рН. Следствием этого является разрушение лизосомальных мембран и выход в цитоплазму кислых гидролаз, вызывающих некроз гепатоцитов.
Жировой обмен
Печень играет ведущую роль в обмене липидных веществ - нейтральных жиров, жирных кислот, фосфолипидов, холестерина. Участие печени в обмене липидов тесно связано с ее желчевыделительной функцией: желчь активно участвует в ассимиляции жиров в кишечнике. При нарушении образования или выделения желчи жиры в повышенном количестве выделяются с калом. Желчь усиливает действие панкреатической липазы и вместе с рядом других веществ участвует в образовании хиломикронов. Гепатоциты с помощью микроворсинок непосредственно захватывают липиды из крови. В печени осуществляются следующие процессы обмена липидов: окисление триглицеридов, образование ацетоновых тел, синтез триглицеридов и фосфолипидов, синтез липопротеидов, синтез холестерина.
Гидролиз триглицеридов на глицерин и жирные кислоты происходит под действием внутрипеченочных липолитических ферментов. Печень является центральным местом метаболизма жирных кислот. В ней происходит синтез жирных кислот и их расщепление до ацетилкофермента А, а также образование кетоновых тел, насыщение ненасыщенных жирных кислот и их включение в ресинтез нейтральных жиров и фосфолипидов с последующим выведением в кровь и желчь. Катаболизм жирных кислот осуществляется путем ?-окисления, главной реакцией которого является активирование жирной кислоты с участием кофермента А и АТФ. Освобождающийся ацетилкофермент А подвергается полному окислению в митохондриях, в результате чего клетки обеспечиваются энергией. Следует отметить, что в печени образуется лишь 10% общего количества жирных кислот, основным местом их синтеза является жировая ткань. Кетоновые тела (ацетоуксусная, бета -оксимасляная кислоты и ацетон) образуются почти исключительно в печени. В норме их содержание в плазме не превышает 10 мг/л, а при сахарном диабете оно может увеличиться в сотни раз. Возникающий в патологических условиях кетоз связан с диссоциацией кетогенеза в печени и утилизацией кетоновых тел в других органах. Из жирных кислот, глицерина, фосфорной кислоты, холина и других оснований печень синтезирует важнейшие составные части клеточных мембран - различные фосфолипиды. Синтез нейтральных жиров и фосфолипидов связан главным образом с митохондриями, а также с гладким эндоплазматическим ретикулумом.
Синтез холестерина в основном
происходит в печени и кишечнике,
где образуется более 90% всего холестерина.
Холестерин представляет собой важную
составную часть плазмы крови
и используется для синтеза кортикостероидных
гормонов и витамина D. Основная масса
холестерина синтезируется
В печени происходит синтез липопротеидов, особой транспортной формы фосфолипидов, нейтральных жиров и холестерина. Предполагают, что фосфолипиды служат связующим звеном между белком и липидным компонентом. В зависимости от того, с какой фракцией сывороточных белков они передвигаются, при электрофорезе различают ?-, ?- и пре-?-липопротеиды. Пре-?-липопротеиды - главная транспортная форма эндогенных триглицеридов.

- Роль печи в пространстве жилища. Семантика печи
- Роль питания в жизни человека
- Роль пищевых добавок в организме человека. Балансирование питание
- Роль пищи в сохранении здоровья
- Роль пищи в сохранении здоровья
- Роль пищи в сохранении здоровья
- Роль підприємництва в економіці та форми його організації
- Роль первого впечатления в деловом общении
- Роль переговоров в управлении конфликтами
- Роль переговоров в управлении конфликтами
- Роль персоналу в організації
- Роль Петра1 в истории России
- Роль Петра I в реформе образования
- Роль Петра I в Северной войне