Метаболические функции печени
Гепатоциты (клетки, из которых состоит печень) играют важнейшую роль в синтезе многих веществ, используемых для поддержания гомеостаза, преобразования молекул и регуляции энергетического баланса.
Для организма человека крайне важно поддерживать концентрацию глюкозы в плазме в «физиологическом» диапазоне. Поддержание нормального содержания глюкозы в течение нескольких часов, а иногда нескольких дней или недель является одной главных функций печени. Гепатоциты вырабатывают десятки ферментов, которые включаются или выключаются в зависимости от того, растет или падает содержание глюкозы в крови.
Если потребляется много углеводной пищи, то избыток глюкозы, поступающий после еды в кровь, быстро поглощается печенью и перерабатывается в полисахарид гликоген (этот процесс называется гликогенез), который откладывается в печени и мышцах. Если углеводы поступают в избыточном количестве, то печень преобразует этот избыток в жировой запас. Позже, когда концентрация глюкозы в крови начинает снижаться, печень активирует специальные ферменты, расщепляющие гликоген (гликогенолиз), что обеспечивает поступление глюкозы обратно в кровь для транспортировки к органам и тканям.
Когда запасы депо гликогена истощаются (например, при голодовке), гепатоциты активируют определенную группу ферментов, которые начинают синтезировать глюкозу (глюконеогенез) из неуглеводных веществ – аминокислот, молочной кислоты и глицерола (продукта расщепления жиров). Эта способность печени синтезировать «неуглеводную» глюкозу имеет монументальное значение для диких плотоядных животных, диета которых практически лишена углеводов.
Подавляющее большинство процессов липидного (жирового) обмена осуществляется также печенью. Этот орган ответственен как за расщепление жиров (липолиз), так и за их образование (липогенез). Так, в печени происходит расщепление липидов, которые далее идут на нужды организма как источники энергии, компоненты клеточных стенок, участники ферментативных и нервных реакций и пр. Однако, как было сказано, при избытке высокоэнергетических веществ в пище – углеводов и белков – они превращаются печенью в молекулярные жиры – триглицериды и жирные кислоты, которые затем депонируются в виде подкожных и висцеральных (вокруг внутренних органов) жировых отложений. Также в печени образуется основная часть липопротеинов, фосфолипидов и холестерина.
Наиболее важными аспектами метаболизма белка в печени являются превращение аминокислот в белковые ткани, глюкозу или липиды, удаление аммиака из организма, синтез незаменимых аминокислот и основного белка плазмы – альбумина.
Глюкоза жизненно важна для таких структур организма, как головной мозг и эритроциты, так как эти ткани не могут использовать в качестве источника энергии жиры в том виде, в котором они поступают в наш организм (о кетоновых телах мы поговорим позднее). В здоровом организме уровень глюкозы в крови регулирует гормон поджелудочной железы – инсулин. Одна из его функций заключается в том, чтобы «дать команду» клеткам поглощать из крови глюкозу и использовать ее для образования энергии. Другая функция – задерживать расщепление липидов в жировых клетках. Таким образом, инсулин стимулирует гликолиз и липогенез, препятствуя сжиганию жира.
