간과 탄수화물 대사. 간은 탄수화물, 지질, 단백질 대사를 담당합니다. 간의 기타 기능

대사의 중심 기관인 간은 대사 항상성 유지에 참여하고 단백질, 지방 및 탄수화물의 대사 반응을 상호 작용할 수 있습니다.

탄수화물과 단백질의 대사를 위한 "연결" 부위는 트리카르복실산 회로의 피루브산, 옥살로아세트산 및 α-케토글루타르산이며, 이는 아미노전이 반응에서 각각 알라닌, 아스파르트산염 및 글루타메이트로 전환될 수 있습니다. 아미노산을 케토산으로 전환하는 과정도 유사하게 진행됩니다.

탄수화물은 지질 대사와 훨씬 더 밀접하게 관련되어 있습니다.

• 오탄당 인산 경로에서 형성된 NADPH 분자는 지방산과 콜레스테롤의 합성에 사용됩니다.
• 글리세르알데히드 인산염 5탄당 인산 경로에서도 형성되며 해당과정에 포함되어 디히드록시아세톤 인산염으로 전환됩니다.
• 글리세롤-3-인산염디옥시아세톤 인산염 해당작용으로 형성된 는 트리아실글리세롤의 합성을 위해 보내집니다. 또한 이러한 목적을 위해 오탄당 인산염 경로의 구조적 재배열 단계에서 합성된 글리세르알데히드-3-인산염을 사용할 수 있습니다.
• "포도당"과 "아미노산" 아세틸-SCoA는 지방산과 콜레스테롤의 합성에 참여할 수 있습니다.

탄수화물 대사

탄수화물 대사 과정은 간세포에서 활발하게 발생합니다. 간은 글리코겐의 합성과 분해를 통해 혈액 내 포도당 농도를 유지합니다. 활동적인 글리코겐 합성식사 후에 문맥 혈중 포도당 농도가 20mmol/l에 도달할 때 발생합니다. 간의 글리코겐 보유량은 30~100g입니다. 단기 단식의 경우, 글리코겐 분해, 장기간 단식하는 경우 혈당의 주요 공급원은 다음과 같습니다. 포도당 신생합성아미노산과 글리세롤에서.

간이 수행합니다. 상호전환설탕, 즉 육탄당(과당, 갈락토스)이 포도당으로 전환됩니다.

활성 반응 오탄당 인산염 경로마이크로솜 산화와 포도당에서 지방산과 콜레스테롤의 합성에 필요한 NADPH 생산을 제공합니다.

지질대사

식사 중에 글리코겐 합성 및 기타 합성에 사용되지 않는 과도한 포도당이 간에 들어가면 지질로 전환됩니다. 콜레스테롤그리고 트리아실글리세롤. 간은 TAG를 저장할 수 없기 때문에 매우 낮은 밀도의 지질단백질( VLDL). 콜레스테롤은 주로 합성에 사용됩니다. 담즙산, 저밀도 지단백질에도 포함되어 있습니다 ( LDL) 그리고 VLDL.

특정 조건(단식, 장기간의 근육 운동, 제1형 당뇨병, 지방이 풍부한 식단)에서 대부분의 조직에서 대체 에너지원으로 사용되는 케톤체의 합성이 간에서 활성화됩니다.

단백질 대사

하루에 체내에서 합성되는 단백질의 절반 이상이 간에서 생성됩니다. 모든 간 단백질의 재생 속도는 7일인 반면, 다른 기관에서는 이 값이 17일 이상에 해당합니다. 여기에는 간세포 자체의 단백질뿐만 아니라 "혈액 단백질"의 개념을 구성하는 "수출"을 위한 단백질도 포함됩니다. 알부민, 많은 글로불린, 효소혈액은 물론이고 피브리노겐그리고 응고 인자피.

아미노산아미노기 전이 및 탈아미노화, 생체 아민 형성으로 인한 탈카르복실화를 통한 이화 반응을 겪습니다. 합성반응이 일어난다 콜린그리고 크레아틴아데노실메티오닌으로부터 메틸기가 이동하기 때문입니다. 간은 과잉 질소를 활용하여 이를 요소.

요소 합성 반응은 트리카르복실산 회로와 밀접한 관련이 있습니다.

요소 합성과 TCA 회로 사이의 긴밀한 상호작용

안료교환

색소 대사에 간이 참여하는 것은 소수성 빌리루빈이 친수성 형태로 전환되는 것입니다. 직접 빌리루빈) 및 담즙으로의 분비.

색소 대사에는 교환도 포함됩니다 선, 철분은 몸 전체에 걸쳐 수많은 헤모단백질의 일부이기 때문입니다. 간세포에는 단백질이 포함되어 있습니다. 페리틴, 철 저장소 역할을 하며 합성됩니다. 헵시딘, 위장관에서 철분의 흡수를 조절합니다.

대사 기능 평가

임상 실습에는 특정 기능을 평가하는 방법이 있습니다.

탄수화물 대사에 대한 참여가 평가됩니다.

• 에 의해 포도당 농도피,
• 내당능 테스트 곡선의 기울기에 따라,
• 이후 "설탕" 곡선을 따라

주제: "간의 생화학"

1. 간의 화학적 구성: 글리코겐 함량, 지질, 단백질, 미네랄 구성.

2. 탄수화물 대사에서 간의 역할: 일정한 포도당 농도 유지, 글리코겐의 합성 및 동원, 포도당 신생합성, 포도당-6-인산 전환의 주요 경로, 단당류의 상호 전환.

3. 지질 대사에서 간의 역할: 고급 지방산, 아실글리세롤, 인지질, 콜레스테롤, 케톤체의 합성, 지단백질의 합성 및 대사, 지방 친화 효과 및 지방 친화 인자의 개념.

4. 단백질 대사에서 간의 역할: 특정 혈장 단백질의 합성, 요소 및 요산, 콜린, 크레아틴, 케토산과 아미노산의 상호 전환.

5. 간에서의 알코올 대사, 알코올 남용으로 인한 간의 지방 변성.

6. 간의 중화기능 : 간의 독성물질을 중화시키는 단계(단계).

7. 간에서 빌리루빈 교환. 다양한 유형의 황달(간상부, 실질, 폐쇄성)에서 혈액, 소변 및 대변의 담즙 색소 함량의 변화.

8. 담즙의 화학적 조성과 그 역할 담석 형성에 영향을 미치는 요인.

31.1. 간 기능.

간은 신진대사에서 독특한 위치를 차지하는 기관입니다. 각 간 세포에는 수많은 대사 경로의 반응을 촉매하는 수천 개의 효소가 포함되어 있습니다. 따라서 간은 신체에서 여러 가지 대사 기능을 수행합니다. 그 중 가장 중요한 것은 다음과 같습니다.

• 다른 기관에서 기능하거나 사용되는 물질의 생합성. 이러한 물질에는 혈장 단백질, 포도당, 지질, 케톤체 및 기타 여러 화합물이 포함됩니다.
• 신체 내 질소 대사의 최종 생성물인 요소의 생합성;
• 소화 과정 참여 - 담즙산 합성, 담즙 형성 및 배설;
• 내인성 대사산물, 약물 및 독극물의 생체변환(변형 및 접합);
• 특정 대사산물(담즙색소, 과도한 콜레스테롤, 중화산물)의 방출.

31.2 . 탄수화물 대사에서 간의 역할.

탄수화물 대사에서 간의 주요 역할은 혈액 내 포도당 수준을 일정하게 유지하는 것입니다. 이는 간에서 포도당의 형성 및 활용 과정의 비율을 조절함으로써 달성됩니다.

간세포에는 효소가 들어있습니다 글루코키나아제, 포도당의 인산화 반응을 촉매하여 포도당-6-인산을 형성합니다. 포도당-6-인산염은 탄수화물 대사의 주요 대사산물입니다. 변환의 주요 경로는 그림 1에 나와 있습니다.

31.2.1. 포도당 활용 방법.식사 후에는 다량의 포도당이 문맥을 통해 간으로 들어갑니다. 이 포도당은 주로 글리코겐 합성에 사용됩니다(반응 다이어그램은 그림 2에 나와 있습니다). 건강한 사람의 간의 글리코겐 함량은 일반적으로 이 기관 질량의 2~8%입니다.

간에서 당분해와 포도당 산화의 오탄당 인산 경로는 주로 아미노산, 지방산, 글리세롤 및 뉴클레오티드의 생합성을 위한 전구체 대사산물의 공급원 역할을 합니다. 정도는 덜하지만, 간에서 포도당 전환을 위한 산화 경로는 생합성 과정을 보장하는 에너지원입니다.

그림 1. 간에서 포도당-6-인산이 전환되는 주요 경로. 숫자는 다음을 나타냅니다. 1 - 포도당의 인산화; 2 - 포도당-6-인산염의 가수분해; 3 - 글리코겐 합성; 4 - 글리코겐의 동원; 5 - 오탄당 인산염 경로; 6 - 해당과정; 7 - 포도당 생성.

그림 2. 간에서 글리코겐 합성 반응 계획.

그림 3. 간에서의 글리코겐 동원 반응 계획.

31.2.2. 포도당 형성 경로.일부 조건(단식, 저탄수화물 식단, 장기간의 신체 활동 중)에서는 신체에 필요한 탄수화물이 위장관에서 흡수되는 양을 초과합니다. 이 경우 포도당의 형성은 다음을 사용하여 수행됩니다. 포도당-6-포스파타제, 간 세포에서 포도당-6-인산염의 가수분해를 촉매합니다. 포도당-6-인산염의 직접적인 공급원은 글리코겐입니다. 글리코겐 동원 계획은 그림 3에 나와 있습니다.

글리코겐 동원은 단식 후 처음 12~24시간 동안 인체에 필요한 포도당을 제공합니다. 나중에 포도당 신생합성(비탄수화물 공급원으로부터의 생합성)이 포도당의 주요 공급원이 됩니다.

포도당신생합성의 주요 기질은 젖산염, 글리세롤 및 아미노산(류신 제외)입니다. 이들 화합물은 먼저 포도당 신생합성의 주요 대사산물인 피루브산 또는 옥살로아세트산으로 전환됩니다.

포도당신생합성은 해당과정의 역과정이다. 이 경우, 해당과정의 비가역적 반응에 의해 생성된 장벽은 우회 반응을 촉매하는 특수 효소의 도움으로 극복됩니다(그림 4 참조).

간에서 탄수화물 대사의 다른 경로 중에서 다른 식이 단당류(과당과 갈락토스)가 포도당으로 전환된다는 점은 주목할 가치가 있습니다.

그림 4. 간에서의 해당과정과 포도당 신생합성.

해당과정의 비가역적 반응을 촉매하는 효소: 1 - 글루코키나아제; 2 - 포스포프럭토키나제; 3 - 피루베이트 키나제.

포도당 신생합성의 우회 반응을 촉매하는 효소: 4-피루베이트 카르복실라제; 5 - 포스포에놀피루베이트 카르복시키나제; 6-과당-1,6-디포스파타제; 7 - 글루코스-6-포스파타제.

31.3. 지질 대사에서 간의 역할.

간세포에는 지질 대사에 관여하는 거의 모든 효소가 포함되어 있습니다. 따라서 간 실질 세포는 신체의 지질 소비와 합성 사이의 관계를 크게 제어합니다. 간세포의 지질 이화작용은 주로 미토콘드리아와 리소좀에서 일어나고, 생합성은 세포질과 소포체에서 일어난다. 간에서 지질 대사의 주요 대사산물은 다음과 같습니다. 아세틸CoA,주요 형성 방법과 사용 방법은 그림 5에 나와 있습니다.

그림 5. 간에서 아세틸-CoA의 형성과 활용.

31.3.1. 간에서 지방산의 대사.킬로미크론 형태의 식이 지방은 간동맥 시스템을 통해 간으로 들어갑니다. 영향을 받고 지단백질 리파제,모세혈관의 내피에 위치하며 지방산과 글리세롤로 분해됩니다. 간세포에 침투하는 지방산은 산화, 변형(탄소 사슬의 단축 또는 연장, 이중 결합 형성)을 겪을 수 있으며 내인성 트리아실글리세롤과 인지질의 합성에 사용됩니다.

31.3.2. 케톤체의 합성.간 미토콘드리아에서 지방산이 β-산화되는 동안 아세틸-CoA가 형성되고 이는 크렙스 회로에서 추가 산화를 겪습니다. 간세포에 옥살로아세트산이 결핍되면(예: 단식, 당뇨병) 아세틸기의 응축이 일어나 케톤체를 형성합니다. (아세토아세테이트, β-하이드록시부티레이트, 아세톤).이러한 물질은 신체의 다른 조직(골격근, 심근, 신장 및 장기간 단식 중 뇌)에서 에너지 기질 역할을 할 수 있습니다. 간은 케톤체를 활용하지 않습니다. 혈액 내 케톤체의 과잉으로 인해 대사성 산증이 발생합니다. 케톤체의 형성 다이어그램은 그림 6에 나와 있습니다.

그림 6. 간 미토콘드리아에서 케톤체 합성.

31.3.3. 포스파티드산의 형성 및 사용 방법.간에서 트리아실글리세롤과 인지질의 공통 전구체는 포스파티드산입니다. 이는 글리세롤-3-인산과 2개의 아실-CoA(활성 형태의 지방산)로부터 합성됩니다(그림 7). 글리세롤-3-인산염은 디히드록시아세톤 인산염(당분해 대사산물)이나 유리 글리세롤(지방분해 생성물)로부터 형성될 수 있습니다.

그림 7. 포스파티드산의 형성(도식)

포스파티드산으로부터 인지질(포스파티딜콜린)을 합성하려면 충분한 양의 음식을 섭취해야 합니다. 지방성 인자(지방간 발병을 예방하는 물질). 이러한 요인에는 다음이 포함됩니다. 콜린, 메티오닌, 비타민 B12, 엽산그리고 다른 물질들. 인지질은 지단백질 복합체에 포함되어 있으며 간세포에서 합성된 지질을 다른 조직 및 기관으로 운반하는 데 참여합니다. 지방성 인자(지방이 많은 음식의 남용, 만성 알코올 중독, 당뇨병)가 부족하여 포스파티드산이 트리아실글리세롤(물에 불용성)의 합성에 사용된다는 사실에 기여합니다. 지단백질 형성 장애로 인해 과도한 TAG가 간 세포에 축적되고(지방 변성) 이 기관의 기능이 손상됩니다. 간세포에서 포스파티드산 활용 경로와 지방성 인자의 역할이 그림 8에 나와 있습니다.

그림 8. 합성을 위한 포스파티드산의 사용트리아실글리세롤과 인지질. 지방친화성 인자는 *로 표시됩니다.

31.3.4. 콜레스테롤 형성.간은 내인성 콜레스테롤 합성의 주요 장소이다. 이 화합물은 세포막을 구성하는 데 필요하며 담즙산, 스테로이드 호르몬 및 비타민 D3의 전구체입니다. 콜레스테롤 합성의 처음 두 반응은 케톤체의 합성과 유사하지만 간세포의 세포질에서 발생합니다. 콜레스테롤 합성의 주요 효소 - β -하이드록시-β -메틸글루타릴-CoA 환원효소(HMG-CoA 환원효소)부정적인 피드백 원리에 따라 과도한 콜레스테롤과 담즙산에 의해 억제됩니다(그림 9).

그림 9. 간에서의 콜레스테롤 합성과 그 조절.

31.3.5. 지단백질의 형성.지단백질은 인지질, 트리아실글리세롤, 콜레스테롤 및 그 에스테르뿐만 아니라 단백질(아포단백질)을 포함하는 단백질-지질 복합체입니다. 지단백질은 수불용성 지질을 조직으로 운반합니다. 간세포는 고밀도 지질단백질(HDL)과 초저밀도 지질단백질(VLDL)이라는 두 가지 종류의 지질단백질을 생성합니다.

31.4. 단백질 대사에서 간의 역할.

간은 질소 물질이 체내로 들어오고 나가는 것을 조절하는 기관입니다. 말초 조직에서는 유리 아미노산을 사용하여 생합성 반응이 지속적으로 발생하거나 조직 단백질이 분해되는 동안 혈액으로 방출됩니다. 그럼에도 불구하고 혈장 내 단백질과 유리 아미노산의 수준은 일정하게 유지됩니다. 이는 간세포에 특정 단백질 대사 반응을 촉매하는 독특한 효소 세트가 있기 때문에 발생합니다.

31.4.1. 간에서 아미노산을 사용하는 방법.단백질 식품을 섭취한 후에는 다량의 아미노산이 문맥을 통해 간세포로 들어갑니다. 이들 화합물은 일반 혈류로 들어가기 전에 간에서 여러 가지 변형을 겪을 수 있습니다. 이러한 반응에는 다음이 포함됩니다(그림 10).

a) 단백질 합성을 위한 아미노산의 사용;

b) 아미노전이(transamination) - 비필수 아미노산의 합성 경로; 또한 아미노산 대사와 포도당 생성 사이의 관계와 이화작용의 일반적인 경로를 수행합니다.

c) 탈아미노화 - α-케토산 및 암모니아의 형성;

d) 요소 합성 - 암모니아를 중화하는 방법("단백질 대사" 섹션의 도표 참조)

e) 비단백질 질소 함유 물질(콜린, 크레아틴, 니코틴아미드, 뉴클레오티드 등)의 합성.

그림 10. 간에서 아미노산의 대사(도식).

31.4.2. 단백질의 생합성.많은 혈장 단백질이 간 세포에서 합성됩니다. 알부민(1일 약 12g), 대부분 α- 그리고 β-글로불린,수송 단백질을 포함하여 (페리틴, 세룰로플라스민, 트랜스코르틴, 레티놀 결합 단백질등등). 많은 혈액 응고 인자 (피브리노겐, 프로트롬빈, 프로컨버틴, 프로아셀레린등)도 간에서 합성됩니다.

31.5. 간의 해독 기능.

간은 내인성 물질, 약물 및 독극물을 포함하여 다양한 기원의 비극성 화합물을 중화합니다. 물질을 중화하는 과정에는 두 단계(단계)가 포함됩니다.

1)수정 단계- 산화, 환원, 가수분해 반응을 포함합니다. 일부 연결의 경우 선택 사항입니다.

2)접합 단계- 글루쿠론산 및 황산, 글리신, 글루타메이트, 타우린 및 기타 화합물과 물질의 상호 작용 반응을 포함합니다.

중화 반응은 "이물질의 생체변환" 섹션에서 더 자세히 논의될 것입니다.

31.6. 간의 담즙 형성 기능.

담즙은 간세포에서 분비되는 황갈색 액체입니다(하루 500~700ml). 담즙의 구성에는 담즙산, 콜레스테롤 및 그 에스테르, 담즙 색소, 인지질, 단백질, 미네랄(Na+, K+, Ca2+, Cl-) 및 물이 포함됩니다.

31.6.1. 담즙산.이들은 콜레스테롤 대사의 산물이며 간세포에서 형성됩니다. 1차(콜릭, 케노데옥시콜릭) 담즙산과 2차(데옥시콜릭, 리토콜릭) 담즙산이 있습니다. 담즙에는 주로 글리신이나 타우린이 결합된 담즙산(예: 글리코콜산, 타우로콜산 등)이 포함되어 있습니다.

담즙산은 장에서 지방의 소화에 직접적으로 관여합니다.

• 식이 지방에 유화 효과가 있습니다.
• 췌장 리파제를 활성화하고;
• 지방산과 지용성 비타민의 흡수를 촉진합니다.
• 장 운동을 자극합니다.

담즙의 유출이 중단되면 담즙산이 혈액과 소변으로 침투합니다.

31.6.2. 콜레스테롤.과도한 콜레스테롤은 담즙으로 몸에서 제거됩니다. 콜레스테롤과 그 에스테르는 담즙산과 복합체(담즙 복합체) 형태로 담즙에 존재합니다. 이 경우 담즙산 대 콜레스테롤 함량의 비율(콜레이트 비율)은 15 이상이어야 합니다. 그렇지 않으면 수불용성 콜레스테롤이 침전되어 담석 형태로 침착됩니다(담석증).

31.6.3. 담즙 색소.담즙의 색소 중에서 결합 빌리루빈(빌리루빈의 모노- 및 디글루쿠로나이드)이 우세합니다. 이는 유리 빌리루빈과 UDP-글루쿠론산의 상호작용의 결과로 간 세포에서 형성됩니다. 동시에 빌리루빈의 독성은 감소하고 물에 대한 용해도는 증가합니다. 그러면 포합빌리루빈이 담즙으로 분비됩니다. 담즙의 유출이 중단되면(폐쇄성 황달) 혈액 내 직접 빌리루빈 함량이 크게 증가하고 소변에서 빌리루빈이 검출되며 대변과 소변에서 스테르코빌린 함량이 감소합니다. 황달의 감별 진단에 대해서는 "복합 단백질의 대사"섹션을 참조하십시오.

31.6.4. 효소.담즙에서 발견되는 효소 중에서 알칼리성 인산분해효소가 먼저 주목되어야 합니다. 이것은 간에서 합성되는 배설 효소입니다. 담즙의 유출이 중단되면 혈액 내 알칼리성 포스파타제의 활성이 증가합니다.

간에서의 단백질 대사 조절은 단백질의 집중적 생합성과 아미노산 산화로 인해 수행됩니다. 낮 동안 인체는 약 80-100g의 단백질을 생산하며 그 중 절반은 간에 있습니다. 단식 중에 간은 다른 조직에 아미노산을 공급하기 위해 예비 단백질을 가장 빠르게 소모합니다. 간에서의 단백질 손실은 약 20%입니다. 다른 기관에서는 4%를 넘지 않습니다. 간 자체의 단백질은 일반적으로 20일마다 완전히 재생됩니다. 간은 합성된 단백질의 대부분을 혈장으로 보냅니다. 필요한 경우(예: 완전 단식 또는 단백질 단식 중) 이러한 단백질은 필수 아미노산의 공급원으로도 사용됩니다.

문맥을 통해 간으로 들어간 아미노산은 여러 가지 변형을 거치며, 아미노산의 상당 부분은 혈액을 통해 몸 전체로 운반되어 생리학적 목적으로 사용됩니다. 간은 비필수 아미노산을 합성하고 질소를 재분배하여 체내 유리 아미노산의 균형을 유지합니다. 흡수된 아미노산은 주로 특정 조직 단백질, 효소, 호르몬 및 기타 생물학적 활성 화합물의 합성을 위한 건축 자재로 사용됩니다. 단백질 대사의 최종 산물(CO2, H2O 및 NH3)이 형성되고 에너지가 방출되면서 일정량의 아미노산이 분해됩니다.

모든 알부민, 75-90%의 β-글로불린(β 1 -항트립신, β 2 -마크로글로불린 - 프로테아제 억제제, 급성 염증 단계의 단백질), 혈장 β-글로불린의 50%가 간세포에서 합성됩니다. 간은 단백질 응고 인자(프로트롬빈, 피브리노겐, 프로컨버틴, 촉진 글로불린, 크리스마스 인자, 스튜어트-프로워 인자)와 천연 기본 항응고제의 일부(안티트롬빈, 단백질 C 등)를 합성합니다. 간세포는 일부 섬유소 용해 억제제의 형성에 참여하며, 적혈구 생성 조절 인자인 에리스로포이에틴이 간에서 형성됩니다. 신장에 의한 배설을 방지하기 위해 헤모글로빈과 복합체를 형성하는 당단백질 합토글로빈도 간에서 유래합니다. 이 화합물은 염증의 급성기 단백질에 속하며 퍼옥시다제 활성을 가지고 있습니다. 또한 간에서 합성되는 당단백질인 세룰로플라스민은 세포외 슈퍼옥사이드 디스뮤타제로 간주되어 세포막을 보호할 수 있습니다. 또한 항체 생성을 촉진합니다. 세포 면역에만 유사한 효과가 있는 트랜스페린이 있으며, 그 중합은 간세포에서도 수행됩니다.

또 다른 탄수화물 함유 단백질이지만 면역억제 특성이 있는 단백질은 간에서 합성될 수 있습니다. b-태아단백질은 혈장 농도의 증가가 간, 고환 및 난소의 일부 종양에 대한 귀중한 지표 역할을 합니다. 간은 대부분의 보체 시스템 단백질의 공급원입니다.

간에서는 단백질 단량체(아미노산)의 가장 활발한 교환이 발생합니다. 비필수 아미노산 합성, 아미노산(크레아틴, 글루타티온, 니코틴산, 퓨린 및 피리미딘, 포르피린, 디펩티드, 판토테네이트 조효소 등), 요소 합성 중에 간에서 중화되는 암모니아 형성으로 인한 아미노산 산화.

그럼 고려해 봅시다 아미노산 대사의 일반적인 경로. 간에서 아미노산 전환을 위한 일반적인 경로에는 탈아미노화, 트랜스아미노화, 탈카르복실화 및 아미노산 생합성이 포함됩니다.

아미노산의 탈아미노화. 4가지 유형의 아미노산 탈아미노화(아미노기 절단)의 존재가 입증되었습니다(부록 17). 이러한 반응을 촉매하는 해당 효소 시스템을 분리하고 반응 생성물을 확인했습니다. 모든 경우에 아미노산의 NH 2 그룹은 암모니아 형태로 방출됩니다. 암모니아 외에도 탈아미노화 생성물에는 지방산, 하이드록시산, 케토산이 포함됩니다.

아미노산의 아미노전이. 아미노기 전이는 암모니아의 중간 형성 없이 아미노산에서 b-케토산으로의 아미노기(NH2--)의 분자간 이동 반응을 의미합니다. 아미노전이반응은 가역적이며 특정 아미노전이효소, 즉 아미노전이효소의 참여로 발생합니다.

아미노 교환 반응의 예:

아미노산의 탈카르복실화. CO 2 형태의 아미노산의 카르복실기를 제거하는 과정. 생성된 반응 생성물은 생체 아민입니다. 다른 중간 아미노산 대사 과정과 달리 탈카르복실화 반응은 되돌릴 수 없습니다. 이는 특정 효소, 즉 아미노산 탈탄산효소에 의해 촉매됩니다.

체내 암모니아 중화. 인체에서는 하루에 약 70g의 아미노산이 분해되며, 생체 아민의 탈아민화 및 산화 반응의 결과로 독성이 강한 화합물인 암모니아가 다량으로 방출됩니다. 그러므로 체내 암모니아 농도를 낮게 유지해야 합니다. 혈액 내 암모니아 수치는 일반적으로 60 µmol/l를 초과하지 않습니다. 암모니아는 소변으로 쉽게 배설되는 무독성 화합물을 형성하기 위해 간에서 결합을 거쳐야 합니다.

체내에서 암모니아를 결합하고 중화시키는 방법 중 하나는 글루타민(및 아스파라긴)의 생합성입니다. 글루타민과 아스파라긴은 소량이 소변으로 배설됩니다. 오히려 무독성 형태로 암모니아를 운반하는 수송 기능을 수행합니다. 글루타민 합성은 글루타민 합성효소에 의해 촉매됩니다.

간에서 암모니아를 중화시키는 두 번째이자 주요 방법은 요소의 형성이며, 이는 간의 요소 형성 기능에 대해 아래에서 논의됩니다.

간세포에서는 개별 아미노산이 특정 변형을 겪습니다. 타우린은 나중에 한 쌍의 담즙산(타우로콜산, 타우로데옥시콜산)에 포함되는 황 함유 아미노산으로 형성되며 항산화제 역할을 하여 차아염소산염 음이온을 결합하고 세포막을 안정화시킬 수 있습니다. 메티오닌의 활성화가 발생하며 이는 다음과 같은 형태로 나타납니다. 에스-아데노실메티오닌은 크레아틴 생성 말기 반응, 인지질 콜린(지방성 물질)에 대한 콜린 합성 반응에서 메틸기의 공급원 역할을 합니다.

비필수 아미노산의 생합성. 비필수 아미노산은 모두 필요한 양만큼 체내에서 합성될 수 있습니다. 이 경우, 아미노산의 탄소 부분은 포도당으로부터 형성되고, 아미노기는 트랜스아미노산에 의해 다른 아미노산으로부터 도입된다. 알라니아, 아스파르트산염 및 글루타메이트는 각각 피루브산염, 옥살로아세트산 및 b-케토글루타르산염으로부터 형성됩니다. 글루타민은 글루타민 합성효소의 작용에 의해 글루타민산으로부터 형성됩니다.

아스파라긴은 아미드 그룹 공여체 역할을 하는 아스파르트산과 글루타민으로부터 합성됩니다. 이 반응은 아스파라긴 합성효소에 의해 촉매되며, 글루탐산으로부터 프롤린이 형성됩니다. 히스티딘(부분적으로 비필수 아미노산)은 ATP와 리보스로부터 합성됩니다. ATP의 퓨린 부분은 히스티딘의 이미다졸 회로에 --N=CH--NH-- 단편을 공급합니다. 나머지 분자는 리보스로 구성됩니다.

식품에 비필수 아미노산이 없으면 세포는 이를 다른 물질로부터 합성하여 단백질 합성에 필요한 전체 아미노산 세트를 유지합니다. 필수 아미노산 중 하나 이상이 없으면 단백질 합성이 중단됩니다. 이는 대부분의 단백질이 20개의 아미노산을 모두 포함하고 있기 때문입니다. 따라서 그 중 적어도 하나가 없으면 단백질 합성이 불가능합니다.

부분적으로 대체 가능한 아미노산은 체내에서 합성되지만 합성 속도는 특히 어린이의 경우 이러한 아미노산에 대한 신체의 모든 요구를 충족시키기에 충분하지 않습니다. 조건부 필수 아미노산은 필수 아미노산, 즉 메티오닌의 시스테인, 페닐알라닌의 티로신에서 합성될 수 있습니다. 즉, 메티오닌과 페닐알라닌의식이 섭취가 충분하다면 시스테인과 티로신은 비 필수 아미노산입니다.

질소 균형

모든 단백질은 비필수 아미노산과 필수 아미노산으로 구성됩니다. 비필수 아미노산은 신체 세포에서 다른 아미노산으로부터 합성될 수 있습니다. 필수 아미노산은 음식을 통해서만 체내에 들어가며 체내의 다른 화합물로부터 합성될 수 없습니다. 완전 단백질은 동물 기원입니다. 하나 이상의 필수 아미노산이 부족한 단백질은 불완전한 것으로 간주됩니다.

질소는 아미노산 분자의 필수 구성 요소입니다. 체내에 유입되어 배설되는 질소의 양을 계산하면 단백질 대사를 추정할 수 있습니다.

정의 1

질소 균형은 신체에 흡수되고 제거되는 질소의 양의 비율입니다.

평균적으로 성인은 하루에 100-110g의 단백질이 필요합니다. 일반적으로 인체에는 질소 균형- 섭취된 단백질의 양은 분해된 단백질의 양과 같습니다.

집중적인 성장과 함께 어린 나이에 들어오는 단백질의 양은 분해된 단백질의 양을 초과합니다. 즉, 어린이의 신체는 신체에서 제거되는 것보다 더 많은 질소를 섭취합니다. 이 현상을 양성 질소 균형.

질소 결핍, 또는 음의 질소 균형배설되는 것보다 몸에 들어가는 질소가 적은 질소는 허약한 환자, 장기간의 기아, 노년기에서 관찰됩니다.

소화관에서 단백질의 전환

단백질은 입, 인두, 식도의 특정 효소에 의해 영향을 받지 않습니다. 소화는 위에서 시작되는데, 여기서 펩신은 단백질에 작용하여 단백질을 폴리펩티드로 분해합니다.

소장에서 폴리펩티드는 췌장액과 장액의 효소(키모트립신, 트립신, 아미노펩티다제, 카르복시펩티다제)에 의해 분해됩니다. 결과적으로 아미노산이 형성되어 장내 융모를 통해 혈액으로 흡수됩니다.

아미노산은 혈류를 통해 간으로 들어갑니다. 간 세포 - 유입되는 아미노산의 일부인 간세포는 혈액 단백질, 특히 응고 시스템의 단백질을 합성합니다. 나머지 아미노산은 일반 혈류를 통해 장기와 조직으로 이동합니다.

세포에서 아미노산은 신체에 특정한 단백질을 형성하는 역할을 합니다. 단백질은 효소의 작용으로 리보솜에서 합성됩니다. 단백질 분자의 기본 구조는 DNA 분자의 참여로 구성됩니다. 2차, 3차 구조의 형성은 골지 복합체에서 발생합니다.

체내 단백질의 기능

신체 내 단백질의 주요 기능:

• 플라스틱(세포 및 세포외 구조 구축);
• 효소;
• 규제(호르몬 – 단백질 성질의 화합물);
• 에너지(단백질 1g이 분해되면 17.6kJ의 에너지가 방출됨)
• 특정 기능 (응고 - 혈액 피브리노겐 작용의 결과, 수축성 - 근육 조직 단백질 액틴과 미오신의 작용, 보호 - 혈액 면역 글로불린 등).

단백질은 체내에 저장되지 않기 때문에 결핍되면 혈액 단백질이나 조직 및 기관의 단백질 구조가 파괴됩니다. 방출된 아미노산은 신체의 중요한 기능을 위한 출발 물질 역할을 합니다.

체내 단백질 대사 조절

단백질 대사는 주로 신경체액 요인의 영향을 받습니다.

• 소마토트로핀(성장 호르몬)은 동화 효과가 있으며, 아미노산에 대한 막 투과성을 증가시키고, 단백질 분해 효소의 합성을 억제하고, 리보핵산의 합성을 증가시켜 단백질 합성을 촉진합니다.
• 인슐린은 혈액 내 아미노산 함량이 증가하면 세포 내로 아미노산의 흐름을 자극하고 조직 단백질의 합성을 증가시킵니다.
• 에스트로겐은 자궁 세포에서 단백질과 리보핵산의 합성을 자극합니다.
• 안드로겐은 가로무늬 근육을 포함한 신체의 많은 조직에서 단백질과 리보핵산의 합성을 자극합니다.
• 티록신과 트리요오드티로닌은 동화작용 효과를 나타내어 단백질 합성을 자극합니다.
• 글루카곤과 글루코코르티코이드는 특히 림프 조직과 근육 조직에서 단백질 형성을 억제하고 신체에서 질소 제거 과정을 증가시킵니다.

간은 신진대사의 중심 위치를 차지합니다. 여기에는 다양한 기능이 있으며 그 중 가장 중요한 기능은 다음과 같습니다.

• 
  혈액 단백질과 지단백질의 생합성,
• 
  담즙 형성,
• 
  약물과 호르몬의 대사,
• 
  철분, 비타민 B12 및 B9의 침착,
• 
  요소 형성 기능.

1. 
   조절-항상성(탄수화물, 단백질, 지질, 비타민, 부분적으로 수분-미네랄 화합물, 색소 대사, 비단백질 질소 함유 물질);
2. 
   요소 수집;
3. 
   담즙;
4. 
   배설;
5. 
   중화(천연 대사산물 및 이물질).

간은 실질세포 80%, 망상내피세포 16%, 혈관내피 4%로 구성되어 있습니다.

^

간과 탄수화물 대사

간 자체의 에너지 요구는 신체의 다른 조직과 마찬가지로 들어오는 포도당의 세포 내 이화작용을 통해 충족됩니다. 포도당 이화작용에는 두 가지 다른 과정이 관여합니다. (3)

• 
  해당과정 경로는 2몰의 ATP를 형성하면서 1몰의 포도당을 2몰의 젖산으로 전환시킵니다.
• 
  (4) 포스포글루코네이트 경로는 1몰의 포도당을 6몰의 CO 2로 전환하고 12몰의 ATP를 생성합니다.

또한, 포도당 반응은 반대 방향으로 일어날 수 있습니다. (5) 포도당은 포도당 신생합성을 통해 합성됩니다.

포스포글루코네이트 산화는 핵종과 핵산의 합성에 사용될 수 있는 오탄당을 생성합니다.

간에서 포도당의 약 1/3은 포스포글루코네이트 경로를 통해 산화되고 나머지 2/3는 해당 경로를 통해 산화됩니다.

갈락토스, 과당, 만노스

Glu Glu 6-ph 글리코겐

(100-300g)
당분의

기능

해당작용

콜레스테롤 (2 mol ATP + 2 젖산)
포스포글루코네이트 경로

(6CO 2 + 12NADPH+H +)
변환

지방산으로

^

간 및 지질 대사

(2) 간은 지방성 물질(콜린, 메티오닌, B12)이 필요한 과정인 PL을 합성합니다. 일반적으로 간에는 약 4%의 PL과 2%의 중성 지방이 포함되어 있습니다. 간의 지방 변성으로 인해 중성 지방의 함량은 40%에 도달할 수 있습니다(지방성 물질이 부족한 경우 일반적인 전구체인 포스파티드산은 주로 중성 지방의 합성에 사용됩니다). 중성 지방 합성 증가 및 PL 합성 감소는 ATP 결핍(광범위한 간 손상 포함)과 연관될 수 있습니다.

(3) 간은 아세틸 CoA로부터 지속적으로 합성되는 콜레스테롤 합성에 중요한 역할을 합니다. 실질 병변이 ​​있으면 간의 합성 능력이 감소되어 저콜레스테롤혈증이 발생합니다. 특히 콜레스테롤 에스테르의 농도가 감소합니다. 반대로, 폐쇄성 황달의 경우 콜레스테롤 농도가 급격하게 증가하며, 특히 간세포 기능이 손상되지 않는 단순한 경우에는 더욱 그렇습니다.

간은 합성에 중요한 역할을 합니다. (4) 지질, 지방 산 , (5) 지방 분해, 케톤체.

피 간은 지방의 동원, 처리 및 생합성 과정에서 중요한 위치를 차지합니다. 이러한 반대 시스템의 불균형은 매우 심각한 대사 장애를 초래할 수 있을 뿐만 아니라 섬유질(비만) 또는 간 자체 세포(지방간)에 지방이 축적될 수 있습니다.

사용 가능 지방 LP(혈장)

지방. 누구-당신 누구-당신 E(베타 산화 )

아세틸 CoA 케톤체

콜레스테롤 CO 2 + 엔 2 O + E

(90-95% 내인성 콜레스테롤)

담즙

산

(콜레스테롤 제거 경로)
^

간 및 단백질 대사

첫 번째이자 가장 분명한 것은 기관의 해부학적 위치와 관련이 있습니다. 단백질 식품을 섭취한 후 간세포는 문맥계를 통해 들어오는 아미노산 및 기타 소화 생성물의 흐름에 가장 먼저 영향을 받습니다. 간의 또 다른 해부학적 이점은 담도와 유기적으로 연결되어 있어 질소 대사의 유해한 최종 산물을 위장관으로 직접 제거할 수 있다는 것입니다.

간이 질소 대사에서 중요한 위치를 차지하는 두 번째 이유는 간세포는 우리 몸의 다른 세포와 달리 아미노산 대사에 관여하는 모든 효소를 포함하고 있다는 것입니다. 아미노산 대사의 주요 역할은 3가지 기능적 과정과 연관되어 있습니다.

1. 
   E의 형성 및 포도당 신생 생성을 통한 탄소 골격의 분해;
2. 
   비필수 아미노산 및 핵산의 질소 염기 형성;
3. 
   암모니아 및 요산 대사의 기타 최종 산물, 담즙 색소 등의 중화

1. 
   간은 수출을 위해 많은 단백질을 합성하여 혈장으로 방출합니다(100% 알부민, 75-90% 알파 글로불린, 50% 베타 글로불린).
2. 
   간에서 세포내 효소의 형성은 몸 전체의 신진대사에 영향을 미칩니다.
3. 
   일부 간 단백질은 빠르게 분해되어 영양이 부족한 기간 동안 아미노산을 불안정하게 비축할 수 있습니다.

저것. 간은 아미노스타트 역할을 하여 질소 화합물의 공급과 말초로의 방출을 조절합니다. 공급과 수요의 일일 변동에도 불구하고 혈장 내 단백질과 유리 아미노산의 수준은 일정하게 유지됩니다.

홍역주기에 참여

(글루-알라)
간 단백질

수송 아미노산

다른 조직의 혈장 단백질
NH 3 특산품

Glu(헴, 포르피린, 호르몬,

질소 염기 등등)

중급

교환상품

아세틸-CoA 지질

CO 2 + H 2 O + E
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간의 담즙 형성과 배설 기능

담즙 정체 증후군 - 담즙 기능 위반.

간세포 부전 증후군 - 합성 기능 위반.

염증증후군
다양한 물질의 해독에서 간의 역할

간에서의 중화는 내인성 독성 물질과 외부 화합물 모두에서 발생할 수 있습니다. 두 단계로:

1. 
   산화, 환원, 메틸화:
2. 
   UDPHA 및 FAPS와 결합.

간에서 약물과 일부 이물질의 생화학적 변형에는 구조가 다양한 많은 약물에 영향을 미칠 수 있는 수많은 외부 효소 시스템이 포함됩니다. 이러한 효소 시스템은 특수 간세포(간세포)의 소포체 막에 내장되어 있으며 소포체는 통신 세뇨관으로 구성되어 있으며 주요 기능은 효소 복합체의 조립과 이물질 처리입니다. 소포체는 손상 없이 세포에서 분리할 수 없으며, 균질화 및 원심분리 중에 관형 시스템이 파괴되고 막 조각이 작은 소포(마이크로솜)를 형성합니다. 마이크로솜의 기능은 약물로서 대사 연구에 사용되는 효소의 공급원 역할을 합니다.

간에서 약물 및 식품 이물질을 처리하는 과정에는 비교적 적은 유형의 반응이 포함됩니다.

1. 
   산화;
2. 
   회복;
3. 
   가수 분해;
4. 
   다른 물질과 결합(접합)합니다.

1. 
   주요 비활성화;
2. 
   친유성 또는 지용성 물질은 친수성 물질로 전환됩니다. 수용성 화합물(신장에서 쉽게 제거되고 배설됨)