ГОРМОНИ, ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА, КЛАСИФІКАЦІЯ. ГОРМОНИ ГІПОФІЗА. ГОРМОНИ ЩИТОВИДНОЇ, ПАРАЩИТОВИДНОЇ, ПІДШЛУНКОВОЇ, СТАТЕВИХ ЗАЛОЗ, ГОРМОНИ НАДНИРНИКОВИХ ЗАЛОЗ. ВІТАМІНИ ЯК КОМПОНЕНТИ ХАРЧУВАННЯ ЛЮДИНИ. БІОХІМІЯ КРОВІ. БІОХІМІЧНІ ФУНКЦІЇ ПЕЧІНКИ. БІОХІМІЯ ЖОВТЯНИЦЬ

 

В організмі людини нараховується приблизно 100 трильйонів клітин різної будови і призначення, які формують цілий ряд високоспеціалізованих тканин, органів і систем. Єдність і цілісність функцій і реакцій орга­нізму забезпечується тим, що всі процеси, які перебігають у клітинах, тканинах, органах і системах органів, взаємозв'язані і взаємопідлеглі. Цей взаємозв'язок зумовлений наявністю в організмі двох систем регуляції і узгодження функцій: нервової і гормональної (ендокринної).

Термін "гормон" походить від грецького hormao, що означає "збуджувати", "приводити в рух". Ендокринна і нервова системи разом забезпечують постійність внутрішнього середовища, гомеостаз (Клод Бернар). Нейрогуморальні механізми реагують на різноманітні зміни зовнішнього і внутрішнього середовища та забезпечують адекватну реакцію організму на ці зміни. Гормони беруть участь у всіх важливих процесах життєдіяльності орга­нізму, зокрема у розмноженні, рості, диференціації і розвитку, адапта­ції до змін надходження поживних речовин, рідини, електролітів.

Синтезуються гормони у спеціалізованих клітинах ендокринних залоз (ендокринний — секретуючий всередину), секретуються із них у кров у відповідь на специфічні сигнали, доставляються кров'ю до тканин-мішеней, де викликають специфічну біологічну чи фізіологічну активність. Концентрація гормонів в крові дуже низька, від мікромолярної (10⁶ моль/л) до пікомолярної (Ю"¹² моль/л), але кількість молекул, яка відповідає цій концентрацїї, величезна — 10^1І-10¹⁷ молекул/л, практично трильйони молекул у 1 літрі крові. Ця величезна кількість молекул гормонів робить можливим їх вплив на кожну окрему клітину організму. Але гормони діють не на всі клітини, а лише на клітини-мішені, що містять специ­фічні білки-рецептори, які зв'язують молекули гормонів із високою вибір­ковістю. Рецептори локалізовані у плазматичній мембрані клітин або їх цитоплазмі чи ядрі.

Крім гормонів, які виділяються у кров і діють на тканини, що віддалені від місця утворення, є гормони, які проявляють свою дію у тому ж органі, в якому вони синтезуються, тобто на невеликій відстані від місця синтезу (паракринна дія), або навіть діють на клітини, що їх секретують (автокринна дія). До гормонів місцевої дії відносять гормони шлунково-кишкового тракту, простагландини, тромбоксани і лейкотрієни, серотонін і гістамін.

Існують морфологічна, хімічна, фізіологічна класифікації гормонів. За морфологічною класифікацією гормони розділяють залежно від місця їх синтезу, наприклад, гормони гіпофіза, щитовидної залози, підшлункової залози, надниркових залоз, статевих залоз тощо.

Більшість гормонів відноситься до білково-пептидних. Стероїдну структуру мають гормони кори надниркових залоз і статеві гормони, а похід­ними амінокислот є тиреоїдні гормони щитовидної залози і гормони моз­кового шару надниркових залоз. Можна виділити ще четверту групу гормонів — похідні арахідонової кислоти (простагландини, тромбоксани і лейкотрієни). Білково-пептидні гормони, на відміну від інших гормонів, мають видову специфічність.

Регуляція синтезу і секреції гормонів

Ендокринні залози є складовою частиною системи нейрогуморальної регуляції організму. Під впливом різноманітних зовнішніх і внутрішніх подразників виникають електричні імпульси (потенціали дії) у спеціалізованих дуже чутливих рецепторах, що передаються доцентро­вими нервовими волокнами до клітин ЦНС. Після обробки інформації в ЦНС сигнали передаються на периферію. Під прямим контролем нервової системи знаходяться гіпоталамус і мозкова речовина надниркових залоз. Інші ендокринні залози зв'язані з нервовою системою опосеред­ковано через гормони гіпоталамуса і гіпофіза. У відповідь на сигнали із ЦНС гіпоталамус синтезує і секретує гіпоталамічні регуляторні гормони двох типів — ліберини і статини, які через систему портального кровообігу гіпофіза надходять до клітин аденогіпофіза. Кожний гіпоталамічний гормон регулює секрецію якогось одного гормону передньої частки гіпофіза. Ліберини стимулюють секрецію гормону гіпофіза, а статини пригнічують. Гормони аденогіпофіза, які називаються тропними або тропінами, виділяються в кров, транспортуються до певної ендокринної залози, стимулюють утворення і секрецію нею гормонів. Гормони периферичних залоз діють на органи і тканини-мішені, викликаючи відповідні фізіологічні й біологічні зміни. Із точки зору переносу інформації багатоступеневий процес можна розглядати як "посилення потоку інформації".

Синтез і секреція гормонів всіх видів регулюються механізмами, що працюють за принципом позитивного і негативного зворотних зв'язків. Так, концентрація у крові гормонів периферичних залоз чи тропних гормонів гіпофіза впливає на секрецію гормонів гіпоталамуса і гіпофіза. Наприклад, підвищений вміст у крові тироксину гальмує секрецію тиреоліберину гіпоталамусом і тиреотропіну гіпофізом. На швидкість секреції гормонів ендокринними залозами впливають також наявні у крові продукти метаболізму, іони. Секреція деяких гормонів підпорядковуєть­ся певним біологічним ритмам. Таким чином, як тільки гормон починає діяти на чутливу до нього клітину чи групу клітин, одночасно виникає сигнал, котрий гальмує дію гормону. Цим сигналом є або підвищений вміст іншого гормону, або корекція показника гомеостазу, зміна якого була первинною причиною активації певної залози.

У результаті надлишкового чи недостатнього утворення гормонів розвиваються ендокринні захворювання. Підвищення продукції гормонів може бути наслідком злоякісного перетворення клітин ендокринної за­лози. Зниження продукції гормонів зв'язане з незворотними пошко­дженнями чи загибеллю клітин залози.

Механізм дії гормонів

Механізм дії гормонів залежить від здатності їх проникати через плазматичну мембрану клітини. Водорозчинні гормони білково-пептид-ної природи, а також адреналін не проходять через плазматичну мембрану, а взаємодіють із специфічними мембранними рецепторами. Внас­лідок взаємодії включаються внутрішньоклітинні шляхи передачі інфор­мації, які регулюють метаболізм клітини та різноманітні клітинні процеси. На рівні плазматичної мембрани передача інформації здійснюється шляхом послідовної зміни конформації мембранних білків (рецепторного, сполучного) і ферменту. Останній розміщений із внутрішньої сторони мембрани і каталізує утворення низькомолекулярної речовини — вто­ринного посередника, месенджера. Дифузія вторинного посередника забезпечує швидке поширення сигналу по всій клітині до конкретних ферментів чи інших білків, які реалізують відповідь клітини на первин­ний сигнал — гормон чи іншу речовину (наприклад, ліки, бактеріаль­ний токсин), що здатні зв'язуватись із гормональним рецептором плаз­матичної мембрани.

Безпосередньою мішенню дії вторинних посередників служать ферменти протеїнкінази, які шляхом фосфорилювання активують чи інгібують специфічні клітинні білки. Усі складові компоненти склада­ють систему (каскад) і забезпечують ефективну передачу і підсилен­ня відповідного гормонального сигналу.

Першою була відкрита аденілатциклазна месенджерна система, в якій вторинним посередником є циклічний АМФ.

 

ГОРМОНИ ГІПОТАЛАМУСА

В різних ділянках (нейронах) гіпоталамуса синтезуються гіпоталамічш регуляторні гормони — рилізинг-фактори (з англ. реліз — звільняти) або, за сучасною номенклатурою, ліберини і статини. За хімічною структу­рою це — низькомолекулярні пептиди. Гормони гіпоталамуса проника­ють у кров ворітної системи гіпофіза і з нею надходять в аденогіпофіз. Виділення їх гіпоталамусом здійснюється під впливом нервових імпульсів, а також внаслідок змін концентрацій у крові певних гормонів (за принци­пом зворотного зв'язку). Ліберини стимулюють секрецію гормонів гіпофіза, а статини — гальмують.

ГОРМОНИ ГІПОФІЗА

Розрізняють гормони передньої, проміжної і задньої частини гіпофі­за. Задня частина є похідною від нервової системи (нейрогіпофіз), і в ній гормони не утворюються, а надходять по аксонах нервової клітини із гіпоталамуса. Тут вони депонуються і виділяються в кров'яне русло.

 Обидва гормони нейрогіпофіза (вазопресин і окситоцин) за хімічною структурою є низькомолекулярними пептидами, як і гіпоталамічні ліберини і статини. Синтез гормонів передньої частки аденогіпофіза і виведення її у кров запускається ліберинами гіпоталамуса через аденілатциклазну систему.

 За хімічною структурою гормони аденогіпофіза відносяться до білково-пептидних: АКТГ-поліпептид; соматотропін і пролактин — прості білки, а ТТГ, ФСГ і ЛГ — складні білки (глікопротеїни).

1.  Соматотропіни є видоспецифічними білками, тому біологічна дія тваринних соматотропінів у людей не проявляється. ГР людини скла­дається із 191 амінокислоти і містить 2 дисульфідних зв'язки. ГР стимулює соматичний ріст органів і тканин організму, зокрема кісток, хрящів, м'язів.

Соматотропін стимулює ріст хрящів і кісток не безпосередньо, а через стимуляцію утворення групи поліпептидів. Спочатку їх називали соматомединами, а зараз — інсуліноподібними факторами росту (ІФР). їх концентрація у сироватці крові залежить від ГР. Найбільш вивче­ний ІФР-1 (соматомедин С), який складається із 70 амінокислот. Ос­новним місцем його синтезу вважають печінку.

При вродженому недорозвитку гшофіза розвивається гіпофізарна карликовість. Надмірна продукція ГР у періоді до статевого дозрівання і до завершення окостеніння зумовлює гігантизм — ріст 210-240 см, не­пропорційно довгі кінців­ки. У дорослих при гіпер­функції гіпофіза роз­вивається акромегалія: непропорційно інтенсивний ріст окре­мих частин тіла (пальців рук і ніг, носа, нижньої щелепи, язика, внутріш­ніх органів). Причиною акромегалії звичайно є пухлина аденогіпофіза.

Пролактин. За хімічною будовою — простий білок, подібний до соматотропіну. Основна функція пролактину — стимуляція утворення молока в жінок, зокрема активація синтезу білків молока, стимуляція поглинання глюкози тканиною молочної залози і син­тезу лактози, жирів.

Кортикотропін (кортикотропний гормон).

Рецептори КТГ розміщені на плазматичній мембрані клітини пучко­вої зони кори надниркових залоз. Його дія опосередковується через цАМФ і протеїнкінази. Останні активують ряд ферментів, які беруть участь у синтезі глюкокортикостероїдів. На рівні цілого організму КТГ викликає ті реакції, які характерні для дії кортикостероїдів.

Меланоцитостимулювальний гормон (МСГ)

МСГ викликає стимуляцію синтезу меланіну в спеціалізованих кліти­нах (меланоцитах) і розсіювання меланіну по всій клітині. Це призводить до потемніння шкіри. Меланоцитостимулювальну дію проявляє також КТГ, який має однакову амінокислотну послідовність із 13 амінокислот­них залишків із МСГ.

Вазопресин (антидіуретичний гормон, АДГ) і окситоцин

Ці два гормони синтезуються у тілах нейронів гіпоталамуса, по аксо­нах переміщаються до задньої частини гіпофіза і через нервові закінчен­ня виділяються у кров. За хімічною природою — пептиди, утворюються із більших білків-попередників.

Дія вазопресину характеризується такими ефектами:

Антидіуретична дія, підтримка артеріального тиску, участь у механізмах пам'яті. Секреція АДГ регуюється змінами осмотичного тиску і об'єму цир­кулюючої крові, а також різними нейрогенними стимулами.

При недостатності АДГ виникає нецукровий діабет, при якому за добу із організму виводиться 10-20 л дуже гіпотонічної сечі.

Окситоцин проявляє 2 біологічні ефекти: скорочення мускулатури матки і виділення молока. Концентрація рецепторів до окситоцину в гладкій мускулатурі матки зростає під час вагітності і досягає максиму­му на ранній стадії родового акту.

ГОРМОНИ ПІДШЛУНКОВОЇ ЗАЛОЗИ

Ендокринні клітини острівців Лангерганса підшлункової залози синтезують ряд гормонів: А-клітини — глюкагон, В-клітини — інсулін, D-клітини — соматостатин, F-клітини — панкреатичний поліпептид. Біологічна роль останнього мало вивчена. Недостатність інсуліну зу­мовлює розвиток цукрового діабету.

Інсулін — це невеличкий глобулярний білок, який складається із двох поліпептидних ланцюгів. Швидкість секреції інсуліну залежить від концентрації глюкози в крові. При нормальному рівні глюкози в крові натще (3,33-5,5 ммоль/л) секреція інсуліну мінімальна. Під час споживання їжі підвищення кон­центрації глюкози в крові викликає збільшення секреції інсуліну.

Біологічні ефекти інсуліну. Рецептори інсуліну відкриті в багатьох типах клітин. Головними мішенями дії інсуліну є клітини м'язів, печін­ки, жирової тканини.

Дія інсуліну на обмін вуглеводів.

1. Підвищення перенесення глю­кози з крові в клітини м'язів, жирової тканини, лімфатичної тканини, печінки тощо. Під впливом інсуліну надходження глюкози в клітини м'язів, що знаходяться в стані спокою, зростає у 15-20 разів. Надхо­дження глюкози в мозок, нерви, мозковий шар нирок, зародковий епітелій сім'яників, клітини ендотелію судин, кришталик не залежить від інсуліну. Точний механізм активації інсуліном транспортної систе­ми для глюкози невідомий.

2.  Активація глюкокінази, глікогенсинтетази печінки і в резуль­таті збільшення синтезу глікогену. Також зростає синтез глікогену в м'язах. Інсулін гальмує дію адреналіну і глюкагону на процес глікогенолізу, знижуючи вміст у клітинах цАМФ.

3.  Стимуляція гліколізу і використання продуктів розпаду (діоксіацетонфосфату і ацетил-КоА) для синтезу жирів. При тривалій дії інсулін індукує синтез ключових ферментів глюколізу.

4.  Гальмування глюконеогенезу завдяки зниженню активності регуляторних ферментів процесу і пригнічення надходження амінокислот із позапечінкових тканин у печінку.

Отже, інсулін пригнічує утилізацію жирів і стимулює їх синтез. Можна зробити висновок, що одна із важливих функцій інсуліну по­лягає у зміні катаболізму вуглеводів і жирів для забезпечення організ­му енергією. При високій концентрації глюкози інсулін включає утилі­зацію вуглеводів і гальмує катаболізм жирів. І навпаки, при низькій концентрації глюкози низький вміст інсуліну в крові викликає утилі­зацію жиру в усіх тканинах, крім мозку.

Інсулін стимулює синтез білків і нуклеїнових кис­лот, зумовлює позитивний азотний баланс. Разом із соматотропіном інсулін стимулює ріст організму.

Цукровий діабет

При недостатності інсуліну внаслідок пошкодження В-клітин різни­ми факторами (вірусами, хімічними речовинами, антитілами до структур В-клітин), спадкової неповноцінності інсулярного апарату, генетичних де­фектів структури інсуліну чи білків-рецепторів інсуліну розвивається цук­ровий діабет. Розрізняють інсулінозалежні та інсулінонезалежні форми цукрового діабету.

Глюкагон — це поліпептид, який складається із 29 амінокислот­них залишків. Синтезується з білка-попередника в А-клітинах підшлун­кової залози: препроглюкагон — проглюкагон — глюкагон. Секреція глюкагону гальмується глюкозою, іона­ми Са²⁺ та інсуліном. Концентрація глюкагону й інсуліну в крові змінюється протилежним чином: відношення інсулін/глюкагон максимальне під час травлення і мінімальне при голодуванні. Органи-мішені для глюкагону: печінка, міокард, жирова тканина, але не скелетні м'язи. Глюкагон взаємодіє з рецепторами, які локалізо­вані на плазматичній мембрані, що викликає активацію аденілатцик-лази, збільшення рівня цАМФ і активацію протеїнкіназ.

Ефекти глюкагону:

1. Стимулює розщеплення глікогену печінки до вільної глюкози (активація фосфорилази).

2.     Пригнічує гліколіз внаслідок гальмування активності фосфо- фруктокінази, піруваткінази, піруватдегідрогенази.

3.     Стимулює розщеплення білків, особливо у м'язах, що забезпе­чує постачання амінокислот для глюконеогенезу.

4.    Стимулює глюконеогенез у печінці, що забезпечується надходженням субстратів — амінокислот, гліцерину і активацією ключових
ферментів процесу — піруваткарбоксилази, фруктозо-1,6-дифосфатази.

5.    Стимулює розщеплення жирів у жировій тканині (активація гормоночутливої ліпази), підвищення рівня жирних кислот у крові і утилізації їх у тканинах.

6.    Стимулює утворення кетонових тіл у печінці.

7.    Гальмує синтез білків, жирів, фосфоліпідів, холестерину.

8.    Збільшує клубочкову фільтрацію.

Таким чином, глюкагон та інсулін є функціональними антагоні­стами. Ефекти глюкагону — це перша лінія захисту організму від гіпоглікемії в період голодування чи підвищених енергетичних затрат.

Глюкоза в цих умовах використовується мозком, а в м'язах і в інших інсулінозалежних тканинах джерелом енергії служать жирні кислоти і кетонові тіла.

ГОРМОНИ МОЗКОВОГО ШАРУ НАДНИРКОВИХ ЗАЛОЗ

Гормони мозкової речовини надниркових залоз адреналін і норадреналін є похідними амінокислоти тирозину. Адреналін, норадреналін і їх попередник дофамін об'єднуються під назвою "катехоламіни". Вони утворюються не тільки у хромафінних клітинах мозкового шару надниркових залоз, а і в симпатичних нервових закінченнях, де служать медіаторами. Норадреналін функ­ціонує у синапсах постгангліонарних волокон нервової системи і у різних відділах ЦНС. Дофамін і адреналін — медіатори ЦНС. Синтез катехоламінів регулюється за принципом негативного зво­ротного зв'язку.

Гормони мозкової речовини надниркових залоз проявляють різно­манітні ефекти на організм, які реалізують через взаємодію їх з рецеп­торами типів α і β. Взаємодія адреналіну з бета-адренорецепторами плазматичної мембрани органів-мішеней активує аденілатциклазу, запускаючи через цАМФ і протеїнкінази каскадний ме­ханізм фосфорилювання специфічних білків. Зв'язування адреналіну з а₂-рецептором призводить до зменшення в клітині цАМФ. Через аденілатциклазну систему адреналін активує глікогенфосфорилазу печінки і м'язів, триацилгліцеринліпазу жирової тканини, інак-тивує глікогенсинтетазу. Розпад глікогену печінки забезпечує підвищення рівня глюкози в крові, а розпад жирів у жировій тканині — концент­рації жирних кислот. Таким чином, мобілізуються субстрати для вико­ристання скелетними м'язами і міокардом для роботи у стресових ситуа­ціях. У м'язових клітинах розпадається як депонований глікоген, так і глюкоза, що надходить з крові, з утворенням молочної кислоти. Норадреналін має порівняно невеликий вплив на розпад глікогену і спо­живання кисню, а ліполіз стимулює, як адреналін.

ВІТАМІНИ ЯК КОМПОНЕНТИ ХАРЧУВАННЯ

Вітаміни – це низькомолекулярні органічні сполуки, необхідні для нормальної життєдіяльності, що потрапляють у незначній кількості в організм із продуктами харчування. Як правило, синтез вітамінів в організмі не відбувається. При обмеженому або надмірному надходженні в організм вітамінів розвиваються патологічні стани, які називають відповідно гіпо- та гіперві­тамінозами; коли вони зовсім не надходять в організм, то розвивається стан авітамінозу. За походженням гіповітамінози бувають екзогенними та ендогенними. Причиною перших є недостатнє надходження в організм вітамінів з їжею. Другі, ендоген­ні, гіповітамінози спостерігаються внаслідок незасвоєння вітамінів в організмі. 

Класифікація та номенклатура вітамінів

За фізико-хімічними властивостями та відношенням до обміну речовин вітаміни поділяють на дві групи: вітаміни, розчинні у воді, і вітаміни, розчинні у жирах. Водорозчинні вітаміни безпосередньо беруть участь в обміні речовин як коферменти або складові компоненти коферментів. Жиророзчинні вітаміни не входять до складу ферментів і впливають на обмін речовин опосередковано, створюючи умови для оптимальної дії ферментів на мембранних структурах. Вони виконують роль модуляторів структури і функцій мембран. У зв'язку з цим, жиророзчинні вітаміни в організмі виконують ще антимутагенну функцію, захищаючи генний апарат від пошкоджень хімічними та фізичними факторами. Це зв'язано із вираженими антиоксидантними властивостями жиророзчинних вітамінів: вони здатні знешкоджувати активні форми кисню та вільні радикали й гальмувати процеси пероксидного окиснення біополімерів (нуклеїнових кислот, білків, ліпопротеїнових комплексів).

Вони також впливають на процеси тканинного дихання (безпосередньо або опосередковано), стабілізують клітинні мембрани, регулюють їх вибіркову проникність для речовин. Для деяких жиророзчинних вітамінів у ядрі клітин виявлені специфічні рецептори, за допомогою яких вони активують експресію генів, що призводить до диференціації клітин. За таким принципом діють вітаміни А, D та Е. Останній активує біосинтез гемсинтезуючих ферментів (d-амінолевулінатсинтаза та d-аміно­левулінатдегідрогеназа).

За сучасною тривіальною номенклатурою, назви вітамінів складаються із 3 частин: буквений символ, хімічна та біологічна назви. Остання нерідко містить префікс "анти", що вказує на здатність даного вітаміну попереджувати відповідне захворювання.

 Вітаміни, розчинні у жирах

1. Вітамін А, ретинол, ретиноєва кислота, антиксерофтальмічний.

2. Вітамін D, антирахітний.

3. Вітамін Е, токофероли, антистерильний, вітамін розмноження, антиоксидант.

4. Вітамін К, нафтохінони, антигеморагічний.

5. Вітамін F, есенціальні жирні кислоти, антисклеротичний.

 Вітаміни, розчинні у воді

1. Вітамін В₁, тіамін, антиневритний.

2. Вітамін В₂, рибофлавін, вітамін росту.

3. Вітамін В₃, пантотенова кислота, антидерматитний.

4. Вітамін В₅, РР, нікотинамід, нікотинова кислота, антипелагричний.

5. Вітамін В₆, піридоксин, піридоксамін, піридоксаль, антидерматитний.

6. Вітамін В₁₀, В_с, фолієва кислота, фоліацин, фактор росту, антианемічний.

7. Вітамін В₁₂, ціанкобаламін, антианемічний.

8. Вітамін Н, біотин, антисеборейний.

9. Вітамін С, аскорбінова кислота, антискорбутний.

10. Вітамін Р, біофлавоноїди, фактор проникності, капілярозміцнюючий.

 

Вітаміноподібні речовини:

Убіхінон, кофермент Q.

В₄, холін, фосфохолін.

В₈, інозит.

N, ліпоєва кислота.

В_т, карнітин.

В₁₃, оротова кислота, фактор росту.

В₁₅, пангамова кислота, антианоксичний.

U, S-метилметіонін, антивиразковий.

ПАБК, параамінобензойна кислота, вітамін для росту мікроорганізмів.

Відокремлення від вітамінів групи вітаміноподібних речовин часто умовне. Останні за біологічними функціями подібні до вітамінів, але потрібні в значно більших кількостях.

 Водорозчинні вітаміни

До водорозчинних відносяться вітаміни групи В та інші вітаміни (С, Р, Н) і вітаміноподібні водорозчинні сполуки. На противагу жиророзчинним вітамінам, які відіграють у клітинах роль модуляторів клітинних мембран, водорозчинні вітаміни є основними коферментами або входять до складу коферментів різних ферментних систем. Водорозчинні вітаміни в тканинах зв'язані з білками, не мають провітамінів і не викликають гіпервітамінозів.

 

Речовини, що здатні пригнічувати дію вітамінів і викликати стан аві­тамінозу навіть за умов достатнього забезпечення організму вітамінами, називаються антивітамінами. Антивітаміни найчастіше блокують активні центри ферментів, витісняючи з них відповідні вітаміни, що виконували роль коферментів. До недавнього часу антивітамінами вважались речовини – структурні аналоги вітамінів, які після введення в організм викликали стан гіпо- або авітамінозу.

Зараз серед антивітамінів розрізняють дві групи: 1) речовини, структурно подібні до нативних вітамінів; 2) речовини, що відрізняються за структурою від вітамінів, але здатні модифікувати хімічну природу вітамінів і пригнічувати їх біологічну дію.

 

БІОХІМІЯ ПЕЧІНКИ

Печінка займає центральне місце в обміні речовин завдяки анатомічному розміщенню і багатому набору ферментів.

Функції печінки:

1. Печінка є основним органом розподілу поживних речовин в організмі, зокрема глюкози, триацилгліцеринів і кетонових тіл .

2. У печінці синтезуються багаточисленні білки і ліпопротеїни плазми крові, низькомолекулярні біохімічно активні речовини (креатин, 25‑оксихолекальциферол, гем), холестерин.

3. Синтезується кінцевий продукт азотового обміну – сечовина.

4. Синтезуються жовчні кислоти, утворюється і виділяється у кишечник жовч, що має значення для травлення ліпідів, виведення надлишку холестерину і деяких продук­тів метаболізму в кишечник.

5. У печінці знешкоджуються токсичні речовини, що утворюються в організмі чи надходять ззовні, інактивуються ліки, деякі гормони.

6. Депонуються залізо, інші метали, вітаміни А, D, Е, В12, фолієва кислота.

Розщеплення гемоглобіну. Жовчні пігменти.

Тривалість життя еритроцитів складає 110-120 днів. Еритроцити такого віку фагоцитуються макрофагами головним чином у селезінці, а також у кістковому мозку і печінці. Гем після звільнення з гемоглобіну повторно не використовується, його порфіриновий цикл перетворюється в жовчні пігменти, які виводяться з організму.

Фермент ендоплазматичного ретикулума гемоксигеназа каталізує першу реакцію розпаду гему – розрив метинового містка між 2 пірольними кільцями внаслідок окиснення атома вуглецю до СО. При цьому утворюється пігмент зеленого кольору – вердоглобін (холеглобін), його молекула ще містить залізо і білок-глобін. Подальший розпад вердоглобіну відбувається самостійно і призводить до відщеплення заліза, білкового компонента й утворення одного з жовчних пігментів – білівердину. Одночасно спостерігається перерозподіл подвійних зв'язків і атомів водню в пірольних кільцях та метинових містках. Білівердин – пігмент зеленого кольору, побудований із чотирьох пірольних кілець, зв'язаних між собою лінійно за допомогою метинових містків. Білівердинредуктаза відновлює білівердин до білірубіну, пігменту червоно-коричневого кольору. Частина білірубіну утворюється в печінці, а решта – в клітинах РЕС селезінки і кісткового мозку і повинна бути перенесена в печінку для подальших перетворень. Оскільки білірубін у воді малорозчинний, він транспортується кров'ю в комплексі з альбуміном (2 молекули білірубіну на 1 молекулу альбуміну).

У печінці відбувається відділення альбуміну і білірубін шляхом взаємодії з УДФ-глюкуроновою кислотою перетворюється в добре розчинний у воді білірубін-диглюкуронід. Реакцію кон'югації каталізує УДФ-глюкуронілтрансфераза.

Білірубін-диглюкуронід переходить у жовч і надходить у кишечник, де бактеріальні ферменти відщеплюють глюкуронову кислоту, після чого відновлюється білірубін до уробіліногену (мезобіліногену) і стеркобіліну. Основна частина стеркобіліногену виділяється з калом, окиснюючись на повітрі до стеркобіліну. Частина уробіліногену і стеркобіліногену всмоктується в кров і виділяється нирками в сечу. При окисненні у повітрі утворюються уробілін і стеркобілін. Уробі­ліноген і стеркобіліноген не мають кольору, а уробілін і стеркобілін оранжево-жовтого кольору. В нормі доросла людина за добу виділяє приблизно 250 мг жовчних пігментів із калом і 1-2 мг із сечею, невеличка частина уробіліногену (мезобіліногену), всмоктуючись, потрапляє через портальну вену в печінку, де розщеплюється до ди- і трипіролів або знову екскретується у жовч.

Якщо жовчні пігменти накопичуються в крові та інших рідинах організму внаслідок їх надлишкового утворення чи порушення виведення з організму, вони надають інтенсивного забарвлення шкірі. Такий стан називається жовтяницею.

Жовтяниця виявляюється, коли концентрація білірубіну в крові сягає 35 мкмоль/л або вище. Визначення концентрації жовчних пігментів у крові й сечі має важливе значення для диференціальної діагностики жовтяниць різного походження. Концентрація білірубіну в крові здорової людини дорівнює 8,5-20,5 мкмоль/л (5,0-12,0 мг/л), із них приблизно 75 % припадає на некон'югований білірубін, зв'язаний з альбуміном плазми. Для визначення білірубіну використовують реакцію з діазореактивом. Некон'югований білірубін називають непрямим, тому що він утворює з діазореактивом забарвлені продукти тільки при додаванні спирту, який звільняє білірубін із комплексу з альбуміном (непряма реакція). Білірубін-глюкуронід утворює забарвлені продукти з діазореактивом відразу і тому називається прямим, а також зв'язаним, або кон'югованим. Оскільки непрямий білірубін міцно зв'язаний з альбуміном плазми, він не фільтрується в клубочках нирок і не потрапляє в сечу. Прямий білірубін фільтрується в нирках і в нормі міститься в сечі в незначній кількості.

Розрізняють декілька видів жовтяниць. При гемолітичній (надпечінковій) жовтяниці із-за посиленого розпаду гемоглобіну підвищується концентрація в крові непрямого білірубіну. Така жовтяниця спостерігається при отруєнні деякими хімічними речовинами, зокрема сульфаніламідами, променевому ураженні, переливанні несумісної крові тощо.

Оскільки в цьому випадку зростає утворення в печінці білірубін-диглюкуроніду, то значно підвищується виділення з організму стеркобіліну й уробіліну. Білірубін у сечі не виявляється .

Печінкова (паренхіматозна) жотяниця виникає внаслідок порушення здатності печінки утворювати білірубін-диглюкуронід і секретувати його в жовч (при вірусному та хронічному гепатиті, цирозі печінки). У результаті пошкодження паренхіми печінки жовч надходить не тільки в жовчні капіляри, а й у кров, де збільшується концентрація і прямого, і непрямого білірубіну. Виведення стеркобіліну й уробіліну знижується. У сечі виявляється прямий білірубін. Іноді в сечі хворих на гепатит при невеликій жовтяниці (чи повній її відсутності) знаходять надзвичайно високу кількість уробіліногену (мезобіліногену), що є наслідком порушення розщеплення його в гепатоцитах до три- і дипіролів. Уробіліноген потрапляє у велике коло кровообігу і виділяється із сечею.

При закупоренні жовчних проток і блокаді відтоку жовчі спостерігається обтураційна (підпечінкова) жовтяниця. Переповнені жовчні канальці травмуються і пропускають білірубін у кров'яні капіляри. У крові з'являється велика кількість прямого білірубіну, в меншій мірі збільшується концентрація непрямого білірубіну. Кількість уробіліногену в сечі знижу­ється (або він повністю відсутній), а у великій кількості екскретується із сечею прямий білірубін. Через це сеча за кольором стає подібною до пива з яскраво-жовтою піною. Кал, у якому відсутні жовчні пігменти, стає сірувато-білим.

Відомі спадкові порушення надходження некон'югованого білірубіну з плазми в клітини печінки та процесу кон'югації білірубіну внаслідок дефекту глюкуронілтрансферази (синдроми Жільбера-Мейленграфта, Кріглера-Найяра). У крові хворих підвищується вміст непрямого білірубіну. Зустрічаються також спадкові гіпербілірубінемії, зумовлені переважним підвищенням у крові кон'югованого (прямого) білірубіну (синдроми Дубіна-Джонсона, Ротора). Молекулярний механізм цих захворювань невідомий.

У новонароджених дітей обмежена здатність утворювати білірубін-диглюкуронід і в крові може різко зростати концентрація непрямого білірубіну. Здатність печінки кон'югувати білірубін швидко зростає протягом перших декількох днів життя і тому жовтяниця новонароджених дітей у більшості випадків самовільно зникає.

У тяжких випадках жовтяниці новонароджених, особливо недоношених, дітей білірубін проявляє токсичну дію на мозок, що може призвести до незворотних розладів нервової системи і розумової відсталості. Для лікування дітей із тяжкими гіпербілірубінеміями виконують масивне переливання крові, застосовують лікарські препарати (барбітурати), які індукують синтез у печінці глюкуронілтрансферази, опромінюють УФ світлом, яке сприяє розпаду білірубіну до водорозчинних продуктів.

Дисбактеріоз кишечника, викликаний тривалим лікуванням антибіотиками тетрациклінового ряду, також може супроводжуватись порушенням обміну жовчних пігментів. За цих умов пригнічується ріст нормальної мікрофлори кишечника, яка відновлює білірубін до стеркобіліну. Тому при дисбактеріозі виділяються з калом проміжні продукти обміну білірубіну або і сам білірубін, який окиснюється киснем повітря в білівердин зеленуватого кольору.