Биохимия на печень

Биохимия на печень

Болезни печени занимают большой удельный вес среди незаразных болезней. Наиболее часто встречаются паренхиматозные и гнойные гепатиты, гепатозы вызванные различными причинами. Одной из наиболее часто встречающихся причин является нарушение кормления. Так, например, в одном из описанных случаев у молодняка крупного рогатого скота при концентратном типе откорма с использованием гранулированных кормов поражение печени (гепатит, гепатодистрофия) достигало 87,2%. При жомово- концентратном типе откорма обнаруживалось до 37% больных животных (В.И. Левченко, 1986).

Наблюдающиеся биохимические и морфологические изменения в печени зависят от тяжести заболевания и могут быть как обратимыми так и необратимыми, заканчивающиеся гибелью гепатоцитов.

Начальные биохимические изменения в гепатоцитах связаны обычно с нарушением окислительного фосфорилирования и снижением концентрации АТФ и НАД, снижением активности ферментов цикла трикарбоновых кислот.

При дальнейшем повреждении печеночной клетки нарушаются системы окислительного дезаминирования и переаминирования, подавляется активность таких ферментов как рибонуклеаза, дезоксирибонуклеаза, цито- хромоксидаза, глюкозо-6-фосфатаза и др. Из лизосом выходят гидролитические ферменты в еще большей степени нарушающие обмен веществ в клетке, нарушается структура клетки. Этот период аутолиза клетки совпадает с периодом наибольшего подъема ферментов крови (гиперферментемия).

Разнообразные процессы обмена происходят в печени с участием множества ферментов. Поэтому в диагностике заболеваний печени широко используется исследование ферментов. Печень богата белками и 70-80% из них является ферментами.

Печеночные ферменты можно разделить на 3 группы:

  • 1. Секреционные, которые синтезируются в клетках печени, переходят в плазму крови и обеспечивают нормальное протекание некоторых физиологических процессов (например, ферменты системы свертывания крови).
  • 2. Экскреционные ферменты, которые образуются в печени и выделяются с желчью (щелочная фосфатаза, лейцинаминопептидаза).
  • 3. Индикаторные ферменты, которые синтезируются в печени и используются внутри гепатоцита, «обслуживая» внутриклеточный обмен веществ.

Изменеие активности ферментов в печеночной ткани обуславливают изменения их активности в сыворотке крови, что служит своеобразным индикатором состояния гепатоцита. При патологии печени может наблюдаться как гиперферментемия, так и гипоферментемия.

Гипоферментемия наблюдается в основном в отношении тех ферментов, которые секретируются печенью. В результате острого или хронического заболевания с поражением паренхимы печени синтез соответствующих ферментов снижается, что и обуславливает феномен гипоферментемии. В некоторых случаях она может быть связана с генетически обусловленными дефектами синтеза фермента (например, многочисленные дефекты синтеза ферментов углеводного обмена.)

Гиперферментемия встречается при патологии печени значительно чаще. Иногда она может быть связана с усилением биосинтеза. Но гораздо чаще гиперферментемия является результатом повреждения клеточных мембран или распада клеток. При более легких повреждениях наблюдается выход цитоплазматиче- ских ферментов, более тяжелым сопутствует выход ферментов из митохондрий.

Повышение в сыворотке крови экскреционных ферментов наступает обычно в результате экстра- или интрапеченочного холестаза.

Специфичность некоторых ферментов относительна, так как они могут содержаться и в других органах и тканях. Однако, в силу высокого содержания ферментов в печени, гиперферментемию часто можно связать именно с этим органом.

Клиническая ценность исследования ферментов при патологии печени обусловлена не только специфичностью, но и активностью фермента, его расположением в клетке и связанной с ним возможностью выхода из нее, а также скоростью инактивирования и удаления из сыворотки крови.

Значительно повышается диагностическая значимость исследований, когда при патологии печени исследуют не один, а несколько ферментов.

Предложено несколько сывороточно-биохимических синдромов, которые включают показатели активности таких ферментов как аспартат- и аланинаминотрансферазы, глутаматдегидрогеназы, сорбитолде- гидрогеназы, альдолазы, щелочной фосфатазы, холинэстеразы, изоцитратдегидрогеназы, лейцинаминопеп- тидазы. Многие авторы указывают на органоспецифичность таких ферментов как орнитинкарбамоилтрансфераза, которая принимает участие в орнитиновом цикле и уридиндифосфатглюкуронилтрансфераза, участвующая в коньюгировании билирубина с глюкуроновой кислотой с образованием связанного билирубина.

Соотношения между активностью ферментов в сыворотке крови и печени достаточно сложны и не всегда объяснимы. Часто активность ферментов в сыворотке крови и ткани печени изменяется в противоположных направлениях. Например, активность трансаминаз и ряда других ферментов увеличивается в сыворотке и снижается в печени, в то время, как щелочная фосфотаза увеличивает активность и в сыворотке и в печеночной ткани.

Наиболее резкая гиперферментемия наблюдается при острых паренхиматозных гепатитах, которые могут наблюдаться при различных болезненных состояниях: эндогенных и экзогенных токсикозах (уремия, токсикоз беременности, отравление мышьяком, четыреххлористым углеродом, нитробензолом, фосфороор- ганическими пестицидами и др.), бактериальных поражениях печени при туберкулезе, бруцеллезе, паратифе и др, стрептококковых и пневмококковых поражениях печени.

Для диагностики острого паренхиматозного поражения печени используется обычно ферментный комплекс, включающий такие ферменты как аспартат и аланинаминотрансферазу, альдолазу, глутамат и изоцитратдегидрогеназу, орнитинкарбамоилтрансферазу, сорбитолдегидрогеназу.

При остром экспериментальном гепатите у коров, вызванном введением больших доз четыреххлористо- го углерода, активность глутаматдегидрогеназы, сорбитолдегидрогеназы, аспартатаминотрансферазы возрастала в десятки раз, активность аланинаминотрансферазы и щелочной фосфатазы — в несколько раз. Уровень повышения ферментов в крови помимо всего прочего определяется и индивидуальной чувствительностью животных к препарату. В естественных условиях столь резкого повышения активности ферментов не наблюдается, но тем не менее они достаточно выражены, чтобы можно было использовать их для целей энзимодиагно- стики.

Механизм повреждения гепатоцитов при действии печеночных ядов рассмотрен лучше всего на примере CCI4. Считают, что после проникновения в клетки четыреххлористый углерод связывается с цитохро- мом Р450 и принимает один электрон. Возникает радикал * СС1з и освобождается анион хлора. CCI4 + е^ * CCI3+ С1

Радикал * CCI3 взаимодействует с ненасыщенными жирными кислотами, образуя различные окисленные продукты типа перекисей и, в конечном счете, приводит к расщеплению жирных кислот. Это нарушает структуру мембраны и вызывает гибель гепатоцита. Следствием чего и является резкое возрастание в крови ферментов. При менее тяжелых поражениях на первое место выходит нарушение метаболизма липидов и накопление их в клетках печени. Поэтому в этих случаях наблюдаются более или менее выраженные формы ожирения печени.

Одними из наиболее часто определяемых ферментов при патологии печени являются аспартат- и ала- нинаминотрансфераза (АсАт,АлАт). Хотя органоспецифичность этих ферментов выражена недостаточно четко, в сочетании с другими биохимическими и клиническими исследованиями они являются достаточно информативными.

Наиболее резко активность АсАт возрастает при острых гепатитах, при хронических гиперферменте- мия выражена в меньшей степени. Активность АлАт при острых гепатитах увеличивается еще в большей степени, чем АсАт. Острые паренхиматозные поражения печени сопровождаются увеличением активности этих ферментов еще тогда, когда клинические признаки отсутствуют. АлАт находится в цитоплазме печеночных клеток, в то время как АсАт и в цитоплазме и в митохондриях. Поэтому при легких повреждениях печеночных клеток активность АлАт будет возрастать быстрее, чем АсАт, в то время как в более тяжелых случаях, когда будут затрагиваться митохондрии, активность АсАт будет увеличиваться еще более выраженно. При остром гепатите отношение АсАт:АлАт обычно понижено, при хроническом — повышено. Повышение активности аминотрансфераз в сыворотке наблюдается при циррозе печени, отравлении четыреххлористым углеродом, гепатотоксическими растениями.

Ферменты орнитинкарбамоилтрансфераза и аргиназа являются ферментами орнитинового цикла образования мочевины, осуществляющегося в печени. Поэтому органоспецифичность этих ферментов также высока. Активность обоих ферментов резко возрастает при тяжелых паренхиматозных поражениях печени и степень подъема достаточно хорошо коррелирует с тяжестью патологического процесса.

Щелочная фосфатаза — фермент, который синтезируется в печени и выделяется с желчью. Активность фермента в сыворотке крови возрастает при холестазе, особенно при закупорке внепеченочных желчных каналов. Определение щелочной фосфатазы считается лучшим диагностическим тестом для установления закупорки желчных путей, даже по сравнению с определением билирубина и холестерина. Чувствительным ферментным тестом для установления холесгаза является также сывороточная гамма-глутамилтрансфераза, активность которой возрастает в еще большей степени чем щелочной фосфатазы.

Определение лейкоцинаминопептидазы, которая также как щелочная фосфатаза, является экскреторным ферментом и выделяется с желчью имеет наибольшее значение при патологии печени, осложненной холестазом. В этих случаях активность фермента повышается особенно резко.

При хроническом гепатите и циррозе также широко используют исследование ферментов, однако их диагностическая ценность здесь значительно ниже, чем при острых процессах, так как изменение их активности выражены в меньшей степени.

Ферментный спектр при хроническом гепатите и циррозе печени изменяется в зависимости от фазы затухания воспалительного процесса и некротических изменений.

При циррозе, развивающемся на фоне хронического токсикоза, активность ферментов изменяется мало. При периодически воспалительных формах наблюдаются резкие всплески активности ферментов в сыворотке крови, соответствующие периодическим приступам воспалительного процесса. При билиарных формах цирроза, сопровождающегося холестазом, наблюдается резкое повышение активности щелочной фосфатазы, а также альдолазы, аспартат- и аминотрансферазы.

Биохимические изменения крови не ограничиваются только ферментами. Острые воспалительные процессы в печени сопровождаются резким повышением в сыворотке крови общих липидов, а также всех основных классов — триглицеридов, фосфолипидов, свободного холестерина, неэтерифицированных жирных кислот. Содержание а- липопротеинов в сыворотке крови резко снижается.

При хронических гепатитах также наблюдается повышенное содержание общих липидов в крови, но не столь резко выраженное. Более сильно возрастает содержание триглицеридов. Содержание общего холестерина обычно не изменяется. С ухудшением функционального состояния печени происходит снижение уровня общего холестерина за счет его этерифицированной фракции.

При гнойных гепатитах наблюдается выраженная гипоальбуминемия на фоне нормального или повышенного содержания общего белка в сыворотке крови. Содержание глобулиновых фракций и, особенно, гамма-глобулинов повышено.

На фоне гепатита часто развивается Д-гиповитаминоз, причем даже при достаточном содержании хо- лекальциферола в рационе. Это обусловлено, вероятно, нарушением биосинтеза активных форм витамина Д в печени.

Очень часто вовлекается в патологический процесс печень при кетозе. У клинически больных кетозом коров часто наблюдается диффузное ожирение печени, гепатит, атрофический или билиарный цирроз. Эти изменения также сопровождаются изменением активности ферментов в крови.

Характер гиперферментемии, обнаруженный при кетозе или ином заболевании, определяется не столько типом заболевания, столько характером поражения печени, интенсивностью протекающего в ней патологического процесса, его протяженностью по времени, количеством вовлеченных в патологический процесс гепатоцитов.

Определенные биохимические изменения наблюдаются и при жировой гепатодистрофии, обусловленной несбалансированностью рационов, например, низким сахаро-протеиновом отношением, дефиците микро и макроэлементов, наличием в них токсических компонентов (нитратов, нитритов, масляной кислоты и др.). Они наиболее изучены у крупного рогатого скота.

Биохимическое исследование крови показывает, что при тяжелых случаях гепатодистрофии значительно снижается содержание альбумина и мочевины крови, что говорит о нарушении синтетической функции печени. В тоже время содержание общего белка может быть повышено за счет бета- и гамма- глобулиновых фракций.

Гиперферментемия выражена, обычно, не резко. Наиболее значительно возрастает активность сорби- толдегидрогеназы. Увеличение активности аспартатаминотрансферазы отмечалось на 30-35%, аланинаминотрансферазы — не у всех животных. При гепатодистрофии происходит изменение ферментообразователь- ной функции печени, что было продемонстрировано при нагрузке больных животных галактозой. Если активность аспартатаминотранферазы в сыворотке крови после такой нагрузки увеличивалась, то у больных животных она снижалась.

В ткани печени коров, больных жировой гепатодистрофией, увеличивается содержание триацилгли- церинов, снижается количество фосфолипидов. В сыворотке крови изменяется соотношение между фракциями липопротеинов. Нарушается не только липидный, но и углеводный обмен, что выражается снижением глюкозы в крови и резким увеличением пировиноградной и молочной кислот (табл. 24).

Исследование функции печени нагрузкой сахарозой показало различный характер гликемических кривых. Если при нагрузке в дозе 0,40 г/кг живой массы у клинически здоровых коров максимальный подъем глюкозы составил 61%, то у коров с дистрофическими процессами в печени — 160%.

При гепатодистрофии у коров нарушается обмен витаминов, и создаются ситуации, предрасполагающие к развитию авитаминозов.

У больных животных к концу зимне-стойлового периода концентрация витаминов А, В, СиЕв крови была ниже соответственно на 47%, в 1,9; 2,5; и 2 раза по сравнению со здоровыми.

Менее изучены биохимические изменения при гепатодистрофии у овец, которые получены в основном в экспериментальных условиях, при введении четыреххлористого углерода. Наблюдалось снижение глюкозы и возрастание пировиноградной и молочной кислот, что обусловлено, очевидно, уменьшением использования пировиноградной кислоты в цикле трикарбоновых кислот. При этом биохимические изменения в крови коррелировали с морфологическими изменениями в клетках печени, наблюдаемыми с помощью электронной микроскопии.

Несмотря на увеличение как пировиноградной, так и молочной кислот, коэффициент лактат/пируват был значительно выше у больных овец. Если у клинически здоровых животных он составлял 3,3-4,4, то при гепатодистрофии — 9,3-12,1, что свидетельствовало о нарушении превращения лактата в пируват.

Содержание общего белка в сыворотке изменялось по-разному, и динамика его зависела от дозы введенного четыреххлористого углерода и степени морфологических изменений печени. При низких дозах и незначительных изменениях в печени у овец с экспериментально вызванной гепатодистрофией наблюдалось увеличение общего белка (с 76,0 до 99,1 г/л), которое затем возвращалось к норме. При более высоких дозах четыреххлоритсого углерода и резко выраженном поражении печени наблюдалась выраженная гипопротеинемия (снижение белка с 80,0 до 50,8 г/л), что указывало на угнетение белок-синтезирующей способности печени.

Из показателей липидного обмена наиболее выраженные изменения наблюдались в содержании общих липидов в крови. Гиперлипемия достигала двухсот и более процентов.

В тоже время содержание общего холестерина изменялось незначительно.

Течение гепатодистрофии у овец сопровождалось более или менее выраженной гиперферментемией. Наиболее резко возрастала активность аланинаминотрансферазы (более чем в 3 раза). Увеличение активности аспартатаминотранферазы и щелочной фосфатазы наблюдалось в более поздние сроки и было выражено в меньшей степени.

Содержание глюкозы в клинически выраженной стадии болезни резко снижалось (с 2,56 до 1,23 ммоль/л). Гликогенсинтетическая функция печени была нарушена. При нагрузке галактозой максимальный уровень глюкозы в крови здоровых животных отмечался через 15 мин., у больных — через 1 час и возвращался к исходному только через 2 часа.

Желчеобразовательная функция печени при токсическом гепатозе у овец также нарушена. Если у здоровых животных выделение желчи составляло в среднем 40,6 мл/ч, то у больных оно снижалось до 21,8 мл/ч, а по мере развития болезни и ухудшения состояния до 15,8 и 7,5 мл/ч. Значительно снижалось в желчи содержание липидов. В клинически выраженной стадии заболевания оно снижалось до 0,23%, а перед гибелью идо 0,19%.

Оценка состояния печени должна быть важной составной частью контроля обмена веществ у сельскохозяйственных животных особенно в стадах молочных коров.

В зависимости от целей исследования и вида сельскохозяйственных животных используются различные метаболические профили, включающие в различной комбинации биохимические показатели, характеризующие обменные процессы в печени.



Источник: vuzlit.ru


Добавить комментарий