Физиология метаболизъм на черния дроб липиди
Пътешествие през физиологията - Как работи човешкото тяло
Метаболизъм на черния дроб и мазнините
Холестерол: χολή = жлъчка, στερεος = твърд (холестерол в камъни в жлъчката)
Хиломикрони: χυλός = сок (лимфа), μικρός = малък
Глицерин: γλυκύς = sьЯ (захарен алкохол!)
Липиди, липаза: λίπος = мазнини
Съхранение на енергия (неутрални мазнини),
Компоненти на мембраните (напр. Фосфолипиди, холестерол),
Стероидни хормони (полови хормони, кортикоиди, хормон Vit-D3) и
Жлъчни киселини (холова киселина, хенодеоксихолева киселина, .).
Някои от тях са - като мембранни компоненти (арахидонова киселина) и мастноразтворими витамини - от съществено значение за организма (т.е. те трябва да се доставят отвън). Основно в черния дроб могат да се синтезират всички несъществени липиди.
Тъй като липидите не са водоразтворими, те са опаковани в липопротеини в извънклетъчното пространство (кръвна плазма, интерстициум). По този начин напр. Неутралните мазнини се транспортират до мастната тъкан, където се съхраняват и са на разположение за производство на енергия, ако е необходимо.
Във фазата на резорбция клетките на чревната лигавица поемат дълговерижни липиди като свободни мастни киселини или моноглицериди (апикални) и ги предават (базолатерални) като триглицериди - с апопротеин 48 (и други липиди), подредени в хиломикрони. Те достигат до лимфните съдове и (чрез гръдния канал) директно в голямата циркулация, където узряват (чрез обмен на протеини) в HDL частици. Те се срещат с липипротеин липаза в капилярите в мастната тъкан.
Липопротеиновата липаза се образува главно от мастни клетки в отговор на инсулин, секретира се и след това се разпределя в микроциркулацията (апикални мембрани на ендотелните клетки). Той отделя свободните мастни киселини от свързаните с хиломикрон триглицериди; Свободните мастни киселини достигат до адипоцитите през капилярната стена и се съхраняват тук като триглицериди, консумирайки глицерол-3-фосфат (и по този начин глюкоза). Вътреклетъчните липази - особено хормонално-чувствителните липази, които могат да бъдат инхибирани от инсулина - отново разграждат тези триглицериди. Това би намалило клетъчния толеранс към глюкозата; инсулинът противодейства на това, като стимулира гликолизата и синтеза на глицерол-3-фосфат. По този начин триглицеридите се образуват все повече във фазата на абсорбция, заобиколени от протеин (перлипин) и съхранявани като вътреклетъчни мастни капчици.
Диетичните мазнини навлизат в кръвообращението главно чрез хиломикрони и чревна лимфа (хиле). Ендотелните липази (LPL) отделят свободните мастни киселини, които се използват или съхраняват периферно.
"Остатъците" се абсорбират (чрез рецептори) от хепатоцитите, както и LDL. Апопротеините участват в усвояването. Чернодробните клетки освобождават липиди обратно в циркулацията в частици с ниска плътност (VLDL, LDL).
Частиците с висока плътност (HDL) достигат до черния дроб от тъканите за съхранение (не е показано тук)
HL = чернодробна липаза, седи на повърхността на чернодробните клетки, разделя неутрална мазнина от IDL и мастни киселини от триглицериди IDL = липопротеин с мека плътност LDL = липопротеин с ниска плътност LPL = липопротеин липаза, ензим, свързан с ендотелните клетки, разделя триглицеридите от липопротеини с много ниска плътност липопротеин
Вижте също черния дроб и транспортните процеси
Чернодробните клетки получават триглицериди във фазата на резорбция чрез нов синтез от глюкоза и фруктоза, както и от ендоцитозата на остатъците от хиломикрон (това са мини-частици с ниска плътност, съдържащи холестерол, т.е. VLDL и IDL).
Чернодробната липаза се намира в хепатоцитната мембрана, тя отделя триглицеридите от малки липопротеинови частици (HDL, LDL, IDL). Самите чернодробни клетки съхраняват само малки количества триглицериди (в противен случай има мастен черен дроб); те предпочитат да ги опаковат с апопротеин В100 (апоВ100), за да образуват VLDL частици и да ги изнесат в периферията, където могат напр. може да се използва от мускулни клетки (> фигура). Това се случва главно във фазата след резорбция (глад), в която субстратите за енергийния метаболизъм вече не идват от червата и се осигуряват от черния дроб.
Следователно може да се каже, че попълването на триглицеридите за периферията се осъществява главно чрез хиломикрони в резорбтивната фаза и чрез VLDL в пост-резорбтивната фаза.
разграждат (окисляват) мастни киселини с цел производство на енергия и други метаболитни стъпки.
Бета окислението се проявява особено бързо в чернодробните клетки.
Ацетооцетната киселина се създава от излишък от активиран остатък на оцетна киселина ацетил-коензим А (Ac-CoA), попада в кръвта от хепатоцитите и се абсорбира от други тъкани, които я превръщат обратно в Ac-CoA и я окисляват допълнително - Ac-CoA може да използва цитратния цикъл и дихателната верига са напълно разбити (до CO2 и H2O),
За синтезиране на липиди в организма (триглицериди = неутрални мазнини, фосфоглицериди, сфинголипиди, холестерол, жлъчни киселини, лецитин) от усвоени въглехидрати, аминокиселини и мазнини,
Да синтезира апопротеини за транспортиране на триглицериди в кръвта,
Изграждат VLDL липопротеини (извънклетъчна транспортируема мазнина) и ги секретират в кръвта (те влизат в липидната циркулация и се използват от други тъкани).
> Фигура: Метаболизъм на холестерола
Въз основа на шаблон в Boron/Boulpaep, Medical Physiology, 3-то издание, Elsevier 2016
Черният дроб е основният орган, използван за контрол на нивата на холестерола.
Източници на холестерол са предимно (1) червата (хиломикрони, през лимфните съдове), (2) LDL холестерол от кръвта, (3) нов чернодробен синтез.
Освобождаването на холестерол става (1) чрез жлъчката (жлъчните соли) и (2) в кръвта (VLDL)
ABCA-1, ТР-свързващ касетен транспортер, също CERP = c холестерол и приток на регулаторен п ротеин CE, холестеролов естер FA, мастни киселини LCAT, лецитин-холестерол ацилтрансфераза LPL, липопротеин липаза SR-B1, рецептор за пещера B1 (HDL Рецептор) TG, триглицериди
Липопротеиновата липаза хидролизира триглицеридите до липопротеини; тя ще i.a. в мастна тъкан, скелетен и сърдечен мускул, експресиран и преобразуван от хиломикрони и VLDL по-плътни липидни фракции в LDL; освобождават се свободни мастни киселини (> фигура по-горе).
80-90%). Колкото повече холестерол се консумира с храната, толкова по-малко усилия черният дроб прави с (енергоемкия) нов синтез (1-2 грама холестерол са необходими дневно). Холестеролът е изходният материал за стероидните хормони (надбъбречната кора и полови хормони) и жлъчните киселини.
Доставянето на холестеролен басейн в тялото обикновено се осъществява главно чрез ново образуване. Холестеролът се отстранява чрез жлъчката, в по-малка степен от солите на галовата киселина
Метаболизмът на холестерола се основава на:
10-20% от новото изискване. Регулирането на баланса между самосинтеза и усвояването на червата се осъществява чрез няколко механизма, напр. Инхибиране на HMG-CoA редуктазата (редуцира β-хидрокси-β-метилглутарил коензим А до мевалонат) от самия холестерол.
Хормоните действат и върху ензима (насърчаване: инсулин, хормони на щитовидната жлеза; инхибиране: глюкагон).
Ако е необходимо, активността на HMG-CoA редуктазата може да бъде до
Нов синтез - това осигурява 1-2 g/d
80-90% от телесния холестерол (статините инхибират HMG-CoA редуктазата в ендоплазмения ретикулум, те също се наричат ензимни инхибитори на синтеза на холестерол)
Холестеролът е компонент (> картина) на клетъчната мембрана (в тялото на възрастен има повече от 100 g холестерол) и го стабилизира (намаляване на "течността"). Холестеролът присъства в клетъчната мембрана в полярна (нестерифицирана) форма, в противен случай той не би могъл да се побере в двойната ламела.
Ако холестеролът трябва да се съхранява, той се комбинира с мастна киселина (холестеролов естер) - в тази форма той е неполярен и се съхранява лесно в липидната фаза.
Холестеролът отчасти се намира в жлъчката. екскретира се под формата - или под посредничеството - на жлъчните киселини .
Чернодробната енергия се покрива до голяма степен от окисляването на мастните киселини (до ацетил коензим А: Ac-CoA) .
Жлъчните соли (соли на жлъчните киселини) са емулгатори и се използват за храносмилане (без тях усвояването на мазнини намалява с около половината). Хепатоцитите образуват първичните жлъчни соли холат и хенодеоксихолат, които са конюгирани с глицин, сулфат, глюкуронат или таурин и се екскретират в първичната жлъчка на жлъчните пътища. (Част от червата е дехидроксилирана от бактерии, което води до вторични жлъчни соли дезоксихолат и литохолат.)
В жлъчния мехур (капацитет за възрастни 30-50 ml) жлъчната течност е изоосмотично модифицирана и обемът се намалява с фактор 10-20 чрез реабсорбция на вода, NaCl и NaHCO3; Това създава 20-50 ml/d жлъчка на пикочния мехур с висока концентрация на жлъчни киселини, фосфолипиди, холестерол и билирубин (но с намалени стойности на Cl).
Особено CCK води до свиване на жлъчния мехур (холецисто-кинин!) И изпразване на съдържанието в дванадесетопръстника.
6-7) увеличава разтворимостта на солите на Са ++.
Жлъчните соли, абсорбирани в червата (и свързани с плазмените протеини), се поемат отново чрез транспортера на жлъчната киселина NTCP и, ако е необходимо, се конюгират отново. Молекулите на жлъчната сол могат да рециркулират 10-20 пъти (пул от жлъчни киселини).
Колкото по-ниска е концентрацията на жлъчните киселини в жлъчката или колкото по-висока е концентрацията на лецитин, толкова по-вероятно е да утаи холестерола.
Черният дроб съхранява всички мастноразтворими витамини, които се абсорбират чрез хиломикрони и след отстраняване от транспортната форма се съхраняват главно в звездни клетки:
Витамин D (25-хидроксилиране в черния дроб)
Витамин К (> коагулация виж там)
Освен това черният дроб съхранява запас от витамин В 12 до 2-3 години. Цианокобаламинът има най-дългия полуживот от всички витамини, съхранявани в тялото.
Свободните мастни киселини се използват за образуване на VLDL; в случай на недохранване или захарен диабет (липса на въглехидрати в клетките) до образуването на кетонни тела (ацетооцетна киселина, Я-ОН-маслена киселина, ацетон). Те не са необходими на черния дроб, но служат за покриване на енергията на екстрахепаталните тъкани (мозък и др.).
Черният дроб разгражда триглицеридите. Тази функция се нарушава при алкохолен хепатит, което може да доведе до значително повишено ниво на триглицериди в кръвта.
За разграждането на алкохола в черния дроб вж там
Хроничните чернодробни заболявания са свързани с намален капацитет на чернодробна синтеза. След това това се отразява в намалени нива на липопротеини в кръвта.