Биохимия печени

В состав печени входят: вода (70—75%), простые и сложные белки (12—24%) и продукты их распада, липиды (2—6%), углеводы (2—8%) и продукты их расщепления, коферменты, витамины, гормоны, разнообразные низкомолекулярные органические вещества и минеральные катионы и анионы. П. выполняет весьма важные функции. В ней широко представлены процессы биосинтеза и процессы расщепления всех важнейших в биологическом отношении соединений, осуществляется синтез дезоксирибо- и рибонуклеиновых кислот (ДНК и РНК), различных ди- и мононуклеотидов, пуриновых и пиримидиновых оснований. В то же время в печени присутствуют ферменты, благодаря которым нуклеиновые кислоты и нуклеотиды подвергаются расщеплению, а свободные пуриновые основания — дезаминированию и окислению и таким образом служат источником для образования оксипуринов и, в частности, мочевой кислоты у человека или аллантоина у большинства млекопитающих. В П. происходит синтез белка, начиная с активации аминокислот в гиалоплазме, образования соединений со специфическими для каждой аминокислоты транспортными РНК и кончая завершающей стадией синтеза — высвобождением длинных пептидных цепей готовых белков из места их образования в полисомах. В П. образуются не только белки, характерные для нее самой, но и белки кровяной плазмы — альбумины, многие глобулины, а также фибриноген и другие факторы, участвующие в процессе свертывания крови. Под влиянием катептических протеаз и пептидаз в печени происходит расщепление белков и образование аминокислот. Вместе с аминокислотами, принесенными кровью, они представляют тот метаболический фонд, из которого организм черпает нужные ему соединения для процессов обмена веществ. В печени аминокислоты подвергаются различным превращениям: переаминированию, дезаминированию, декарбоксилированию, приводящему к образованию биогенных аминов; в результате переноса метильной группы, принадлежащей предварительно синтезированному аденозилметионину, обеспечивается образование холина, креатина, адреналина и других метилированных соединений.

Своеобразны и характерны пути превращения в П. отдельных аминокислот, например триптофана, фенилаланина, гистидина, лизина и др. Из триптофана, в частности, образуются такие биологически активные вещества, как триптамин, окситриптофан и продукт его декарбоксилирования серотонин, хинолиновая кислота и оба продукта ее декарбоксилирования: никотиновая и пиколиновая кислоты; из гистидина образуются формиминоглютаминовая и глютаминовая кислоты, а также гистамин; из аргинина образуются мочевина и орнитин. Орнитин вступает в характерный цикл реакций, приводящих к синтезу конечного продукта обмена простых белков — мочевины из углекислого газа и аммиака при участии магния, АТФ и ряда аминокислот. В печени широко представлены так называемые обезвреживающие синтезы, направленные на нейтрализацию токсических продуктов, таких, например, как фенолы, ароматические углеводороды, терпены с образованием гиппуровой и фенацетуровой кислот, при использовании глицина, а также парных глюкуроновых эфиросерных кислот, меркаптокислот и других соединений.

В П. происходят процессы синтеза и распада углеводов. Под влиянием фосфорилазы концевые глюкозные остатки гликогена отщепляются с образованием глю-козо-1-фосфата. Это вещество участвует в образовании уридиндифосфатглюкозы — транспортной формы глюкозных остатков и основного их источника при синтезе гликогена. Нарушение ферментативного превращения галактозо-1-фосфата в глю-козо-1-фосфат приводит к тяжелым патологическим явлениям, связанным с наследственной болезнью — галактоземией. Обычный путь превращения глюкозо-1-фосфата (образование из него глюкозо-6-фосфата) имеет большое биологическое значение, так как это соединение играет центральную роль в превращениях углеводов и саморегуляции углеводного обмена. В печени глюкозо-6-фосфат резко тормозит фосфоролитическое расщепление гликогена, активирует ферментативный транспорт глюкозы с уридиндифосфоглюкозы на остов гликогена при его синтезе, является субстратом для окислительного превращения глюкозы по пентозному циклу. Биологическая роль последнего: образование при окислении глюкозо-6-фосфата восстановленной формы никотинамиддинуклеотидфосфата (НАДФН2), необходимого участника восстановительных синтезов — жирных кислот и холестерина и превращение глюкозо-6-фосфата в фосфопентозы — обязательный компонент при образовании нуклеотидов и нуклеиновых кислот. Кроме того, глюкозо-6-фосфат является субстратом для дальнейших гликолитических превращений, приводящих через фруктозо-моно- и дифосфаты к фосфотриозам и образованию пировиноградной и молочной кислот. Этот процесс важен для пластического обмена в связи с образованием соединений, необходимых для биосинтезов, и играет существенную роль в обмене энергии, так как продукция каждой молекулы молочной кислоты равноценна синтезу одной богатой энергией фосфатной связи в молекуле АТФ. Наконец, расщепление глюкозо-6-фосфата фосфатазой обеспечивает поступление в кровь свободной глюкозы, доставляемой током крови во все органы и ткани.

В отношении обмена простых и сложных жиров печени также выполняет двоякую роль: с одной стороны, в ней происходит деградация жира и окисление жирных кислот, а с другой — в П. представлены ферментные системы биосинтеза высокомолекулярных жирных кислот, нейтрального жира и сложных липоидов; промежуточным продуктом при этих синтезах является фосфатидная кислота.

Доказана возможность синтеза в П. также холестерина, проходящего не менее чем через тридцать отдельных стадий, из которых решающее значение имеет образование мевалоновой кислоты. При поступлении в пищеварительный тракт холестерина ферментативное образование мевалоновой кислоты прекращается по принципу обратной связи, и синтез холестерина останавливается.

Образующиеся при деградации жира жирные кислоты подвергаются окислению с образованием ацетил-коэнзима А, вступающего при наличии конденсирующего фермента в реакцию с щавелевоуксусной кислотой и образующего таким образом лимонную кислоту — типичный субстрат окислительных превращений по циклу Кребса (см. Окисление биологическое). В клетках печени, как и в других органах, окислительные превращения локализованы по преимуществу в митохондриях, сопряжены с образованием богатых энергией соединений (АТФ) и заканчиваются образованием CO2 и H2O.

П. играет существенную роль в пигментном обмене (см.); в ней происходит разрушение гемоглобина, образование билирубина и превращение его в растворимую форму в виде диглюкоронида билирубина.

В минеральном водно-солевом обмене и в сохранении постоянства кислотно-щелочных отношений П. принимает непосредственное участие. Минеральные вещества в П. частично находятся в свободном виде, а частично входят в состав сложных органических соединений, например ферментов (магний, марганец, железо, медь, цинк). Катионы выполняют также роль активаторов ферментов, например натрий, калий, кальций, никель, кобальт, хром и др. В составе П. находится содержащий железо белок ферритин, содержащий медь белок гепатокупреин; эти вещества участвуют в процессе кроветворения.

В печени содержатся витамины группы В, витамин С, витамины группы D и растворимые в жирах витамины Е и К. Из каротинов в П. образуется витамин А.

Процессы обмена веществ, протекающие в П., регулируются нервной системой как непосредственно, так и под влиянием гормональных факторов (адреналина, инсулина, глюкагона, кортикостероидов, а также гормонов, вырабатываемых в гипофизе). В свою очередь клетки П. через афферентные волокна оказывают влияние на функциональное состояние ЦНС. Разнообразие и взаимозависимость факторов, влияющих на состояние клеток П., обусловливают как интенсивность, так и направленность протекающих в ней процессов обмена веществ.