Медицинска лаборатория Рамус

В живия организъм се наблюдава непрекъснато разграждане  и синтез на белтъци. Най-изразена е тази динамика в черния дроб. За 5 до 7 дни в него се подменя половината от белтъчния синтез. За едно денонощие в човешкия организъм се разгражда и ресинтезира около 400g белтък. Аминокиселините от разградените ендогенни белтъци и получените чрез храната екзогенни белтъци съставляват общ аминокиселинен фонд на организма, т.нар. „смесена фаза”. Една част се използват за синтез на нови белтъци, друга за синтез на редица аминокиселинни производни, а трета се подлага на дезаминиране, при което се образуват и отделят амоняк и карбамид. Аминокиселини от „смесената фаза” могат да се включват в етапите на междинната обмяна на въглехидратите и мазнините.

Белтъците имат редица важни функции за човешкия организъм. На първо място те са структурен материал, от който са изградени клетките. Те са заложени и в структурата на ензимите, катализиращи обменните процеси, както и в структурата на храносмилателните ензими. Участват също в изграждането на имунните тела, следователно изпълняват и защитна функция. Те стоят в основата на мускулното съкращаване, а също са и енергиен източник на организма.

Белтъчно хранене – азотен баланс. Въпросът за белтъчното хранене има две страни – количествена и качествена. При физиологични условия количеството на разградения белтък е равно на количеството на синтезирания. Това се определя като белтъчен баланс. Тъй като азот се съдържа само в белтъците, количественото му определяне и удобен критерий за характеризиране на белтъчния обмен. Азотният баланс се определя от количеството на усвоения азот, отнесен към количеството на излъчения с урината азот. Когато количеството на усвоения азот е по-голямо от количеството на излъчения е налице положителен азотен баланс. Наблюдава се при подрастващи организми, когато в тях се натрупва телесна маса. Среща се още при бременност, при възстановяване след тежки и продължителни заболявания и при усилени тренировки, при което се натрупва мускулна маса. В обратния случай е налице отрицателен азотен баланс. Наблюдава се при стареещи организми, при тежко и продължително боледуване. Нужните на оргазнима белтъци са в зависимост от пол, възраст, тегло и други.

Качествената страна се определя от обстоятелството, че съществуват заменими и незаменими аминокиселини. Заменими са тези, чийто недостиг в храната може да се компенсира от други. Незаменими аминокиселини са тези, чиято липса не може да се компенсира и в резултат настъпват смущения в белтъчния синтез. От общо 20 аминокиселини за човека, незаменими са 10 от тях, а именно: аргинин, валин, изолевцин, левцин, лизин, метеонин, треонин, триптофан, фениланин и хистидин. Тези белтъци, я които липсва дори един от гореспоменатите незаменими аминокиселини се приема за непълноценен белтък. Такива се белтъците от растителен произход.

Протеолитичните ензими в стомашночревния тракт разграждат приетите с храната белтъци до отделни аминокиселини. При това ендопептидазите разграждат вътрешните пептидни връзки на белтъчните молекули, а екзопептидазите – крайните звена на веригата.

Резорбираните  в тънките черва аминокиселини и пептиди се пренасят в черния дроб и периферните тъкани. Разграждането на тъканните белтъци се извършва с помощта на вътреклетъчни ендопептидази, свързани предимно с лизозомите. Получените при това разграждане аминокиселини се присъединяват към общия фонд на организма. Междинната обмяна на аминокиселини се състои в тяхното трансаминиране, възстановително аминиране, дезаминиране, декарбоксилиране и др. При тези превръщания се получават физиологичноактивни продукти, които осъществяват редица регулаторни функции. При нарушения в междинната обмяна от аминокиселините се образуват токсични продукти, обуславящи смущения в развитието и жизнената дейност на органите и системите.

В резултат от белтъчното разграждане се получават въглероден диоксид, вода и енергия. За разлика от мазнините и въглехидратите тук се образуват и други, сравнително прости азотсъдържащи продукти, които подлежат на отделяне. При дезаминирането на аминокиселините се получава амоняк, а в урината на човек може да се намеят и креатин и индикан. Регулацията на белтъчната обмяна се осъществява на клетъчно равнище и се обуславя от промени в активността на вътреклетъчните ензимни системи, свързани с продуктите на обмяната и физико-химичните свойства на околната среда. Този принцип на регулация се модулира от влиянието на хуморалните и нервните механизми. Влиянието на централната нервна система се осъществява или директно – чрез инервиране на тъканите, или чрез повлияване дейността на жлезите с вътрешна секреция.

Посредством приетата храна в организма се доставят полизахариди от растителен (скорбяла) и животински произход (гликоген). След резорбция в червата, чрез кръвта глюкозата попада в черния дроб. Паренхимните чернодробни клетки, с помощта на ензима хексокиназа се осъществява нейното фосфорилиране и превръщането й в глюкозо-6-фосфат. Това е изходен продукт за различни превръщания, както и за получаване на депонирана форма гликоген. Съществува динамично равновесие между равнището на глюкозата и количеството на гликогена. Основната част на глюкозата участва в енергийния баланс на организма.

Глюкозата може да претърпи превръщания и в хексозомонофосфатния шънт, при което в цитоплазмата се доставя редуциран никотинамид-аденин-динуклеотид-фосфат. Особено интензивни са тези превръщания за клетки, в които се осъществяват възстановителни процеси, синтез на мастни киселини и стероиди.

Голяма част от постъпилите въглехидрати се превръщат в кликоген. Динамичното равновесие между чернодробния кликоген и глюкозата в кръвта се осъществява от слойна система от нервно-хуморални механизми. Гликогеногенезата и намаляването на кръвната захар се стимулират от инсулина – хормон на панкреаса. Това действие се извършва по различни пътища Инсулинът повишава полупропускливостта на клетъчната мембрана за глюкоза, при което тя прониква в цитоплазмата. От друга страна инсулинът активира хексокиназата, която превръща глюкозата в глюкозо-6-фосфат, т.е. благоприятства началното окисляване на въглехидратите. Инсулинът влияе и върху въглехидратната обмяна в цикъла на трикарбоновите киселини и е единствен, но моещн фактор за намаляване количеството на кръвната захар.

Фактори, които почишават равнището на кръвната захар са редица хормони, като глюкагон, адреналин, тироксин, соматотропин и гликокортикоидните хормони на надбъбречната жлеза. Кръвнозахарното равнище е предмет на регулация и от страна на централната нервна система. Установено е, че в определени области на хипоталамуса се намират неврони, които реагират на повишеното съдържание на захар в миещата ги кръв или на сигнали, постъпващи от периферното разположените глюкорецептори. Симпатикусът стимулира отделянето на адреналин и глюкагон. Те от своя страна мобилизират чернодробния гликоген обуславят повишаването на кръвнозахарното равнище. Парасимпатикусът го понижава, посредством отделения под негово влияние инсулин. Условнорефлексното повлияване на кръвнозахарното равнище говори за ролята и на мозъчната кора в неговата регулация. Повишеното равнище на глюкозата в кръвта се означава като хипергликомия, а намаленото – хипогликемия. Стойности под определено ниво предизвикват възникването на хипогликемичен шок, който може да доведе до смърт поради смущения в нервните клетки.

Постъпващите в черния дроб елементарни съставки, получени от ензимното разграждане на хранителните вещества в стомашночревния тракт, представляват лабилизиран резерв, който бързо може да задоволи внезапно възникнали енергийни и пластични нужди на организма. Тук се осъществяват интензивни процеси на синтез и разграждане.

Въглехидратна обмяна. Постъпилите в черния дроб, чрез системата на порталната вена монозахариди представляват т.нар. „захарен резерв”, като се отлагат във вид на гликоген (гликогеногенеза). При недостатъчно количество на въглехидратите в храната, гликоген се  образува от белтъци и мазнини. При необходимост гликогенът от черния дроб ( както и от мускулите) се мобилизира във вид на глюкоза (гликогенолиза). По такъв начин черният дроб участва в захарната хомеостаза, необходимо условие за правилното функциониране на различни органи и системи и на първо място нервната система. Ако е налично повече количество глюкоза, то е създадено по пътя на междинната обмяна на веществата. Гликостатичната функция на черния дроб се регулира от нервни хуморални механизми. Нервната система може да повлиява пряко гликостатичната функция на черния дроб или посредством хуморалните агенти.

Белтъчна обмяна. Резорбираните в храносмилателния тракт аминокиселини, както и аминокиселините получени при разграждането на тъканните белтъци, представляват „аминокиселинен резервоар”, който организмът получава като енергиен и пластичен материал. Белтъчният състав на организма е подложен на значителна динамика. За едно денонощие, при възрастен организъм се разграждат и наново синтезират около 400 g белтък. Почти половината от тази динамика се осъществява от черния дроб.

В черния дроб се извършва дезаминирането на аминокиселините. Образуваните при това кетокиселини могат да претърпят промени в три насоки: да бъдат окислени; да се образува по пътя на междинната обмяна глюкоза и гликоген; да се образуват от тях нови аминокиселини. Образуваният при дезаминирането на аминокиселините в черния дроб амоняк се обезврежда, като се образува карбамид в орнитиновия цикъл. Образуват се и редица плазмени белтъци, част от които имат отношение за кръвосъсирването.

Мастна обмяна. Черният дроб взема участие в мастната обмяна в няколко направления. Посредством жлъчката в дуоденума се подпомага хидролизата на нативните мазнини, чрез предварително емулгиране. В черния дроб се осъществява окисляването на мастните киселини, а също и синтеза на липоиди (холестерол). При съответните излишни количества въглехидрати и белтъци – те се превръщат в мазнини (липогенеза). Тук се извършва синтеза и разграждането на холестерола. Една част от него се отделя чрез жлъчката в непроменен вид, а по-голямата част се превръща в жлъчни киселини.

Обмяна на витамини, хормони и минерални вещества. Жлъчните киселини са необходимо условие за резорбцията на мастноразтворимите витамини (A, D, E, K …). Някои от витамините се допонират в черния дроб, а други участват в извършваните химични реакции. Някои от витамините се активират чрез фосфорилиране.

В черния дроб се осъществвява синтеза и обмяната на холестерола, който е изходна база за синтеза на стероидни хормони. Макар и да се синтезират в жлезите с вътрешна секреция, черният дроб участва косвено в образуването им. Голяма част от тези хормони се инактивират в черния дроб, като се подлагат на конюгиране с глюкуроновата и сярната киселина. В черния дроб се депонират мед и цинк. Тук се съдържа голяма част от екстрацелуларния натрий, поради което черният дроб участва активно в регулацията на водно-солевия обмен. Той оказна влияние и върху резорбцията и депонирането в него желязо. Осъществява се обмяната на молибден, кобалт и редица други микроелементи.

Към формените елементи на кръвта се отнасят еритроцитите, левкоцитите и тромбоцитите.

1) Еритроцити. След раждането се забелязват само безядрени еритроцити. В кръвта се наблюдават 4,5 – 5,0.10¹²/ l еритроцити. Имат форма на двойно вдлъбнат диск. Сумарната повърхност на всички еритроцити е около 1500-2000 пъти по-голяма от телесната повърхност. Те са обвити от сложно устроена липопротеидна мембрана, изградена от 4 слоя, всеки от които е предтсавен от един ред молекули. Повърхностният слой е белтъчен,а навътре са разположени 2 фосфолипидни слоя с насочени навън хидрофобни крайща. Основното съдържание на еритроцитите е хемоглобинът.

Хемоглобинът е съставен от белтъвна част – глобин, който представлява 96% от молекулата му. Останалите 4% е простетична група – хем. В организма се наблюдава динамично равновесие между хемоглобинът и оксихемоглобин (лабилно съединение на кислорода с двувалентното желязо на Hb (хемоглобин), затова е неправилно да се употребява теринът „окисление”. Карбхемоглобинът предствлява връзката на Hb с CO₂ . Тя се осъществява не с железен атом, а с глобиновата молекула. Когато в атмосферата се намира въглероден окис, той се свързва здраво с двувалентното желязо на Hb. Способността на Hb да се свързва с въглеродния оксид е 250 пъти по-голяма, отколкото с кислорода. Ето защо малки количества CO са в състояние да изместят O₂ , при което се образува карбоксихемоглобин. Така количеството на кислород намалява в кръвта (хипоксемия) и в тъканите (хипоксия).

Разрушаването на липопротеидната мембрана на еристроцитите и освобождаването на хемоглобина се означава като хемолиза. В зависимост от причините бива няколко вида: физична (при механичното разрушаване на мембраните), химична (разтварянето на мембраната под действието на химични вещества – киселини, основи, амоняк) и биологична (под действието на биологично активни вещества – бактерийни токсини, кобратоксини и др.). При нормално физиологично състояние еритроцитите са хомогенно разпределени в кръвта и не се утаяват. За това спомагат електростатичните сили на отблъскване, тъй като еритроцитите са отрицателно заредени. Съществено значение има и нормалното състояние на плазмените белтъци.

2) Левкоцити – за разлика от еритроцитите те са ядрени клетки. Една част от тях съдържат в цитоплазмата си зърнени образувания – гранули, наречени гранулоцити. При други клетки такива отсъстват – те се наричат агранулоцити.

Гранулоцитите се разделят на три вида, в зависимост от отнасянията на гранулите към багрилата. Тези, които имат афинитет към киселите бои и се обагрят от тях в червено, се наричат еозинофили, а багрещите се от основните бои в синьо – базофили. Тези, които се отнасят еднакво и към киселите и към основните багрила се наричат неутрофили. В зависимост от формата на ядрото неутрофилните гранулоцити се делят на пръчкоядрени и сегментоядрени. В периферната кръв могат да се намерят и малко количество незрели клетки – метамиелоцити (млади клетки). Ако са налични в големи количества, това се означава като олевяване на левкоцитите, което е израз на усиленото им образуване в костния мозък. Съотношението между отделните видове левкоцити в периферната кръв е относително постоянно.

Функциите на левкоцитите са преди всичко защитни. Те реагират с положителен или отрицателен тксис на различни химични вещества. Чрез амебовидни движения те преминават през съдовата стена и се насочват към обекта (микроорганизъм, разпадаща се клетка на организма, химично вещество или механично чуждо тяло). Левкоцитите включват дразнещия агент в цитоплазмата си. Те съдържат редица ензими и в тях се образуват различни вещества с антибактерийно и антитоксично действие, както и вещества, подпомагащи заздравяването на рани. Когато част от левкоцитите загинат в хода на възпалителния процес, заедно с умъртвените микроорганизми образуват гной, която се разгражда и разнася благодарение на освободените ензими.

Агрунолоцитите се делят на два вида: лимфоцити (с голямо ядро, екцентрично разположено. Участват активно в имунобиологичните реакции и тъкънната регенерация на организма. В условията на стресова реакция отделеният от хипофизата кортикотропин стимулира разграждането на лимфоцитите, при което съдържащите се в тях имунни тела се освобождават и концентрацията им в кръвта нараства) и моноцити ( най-големите клетки в нормалната периферна кръв. Имат голямо ядро с бъбрековидна форма. заради големите си размери се наричат макрофаги. Те взимат участие в хуморалния имунитет).

3) Тромбоцити – малко безядрени пластинки с неправилна форма, най-често звездовидна. Притежават разнообразни свойства. Те са самостоятелно подвижни, като имат способността да образуват псевдоподи. Отделят редица ензими, които участват в реакцията по кръвосъсирване, но в същото време съдържат редица противосъсирващи фактори. Съдържат също хистамин и серотонин, които регулират диаметъра и проницаемостта на малките кръвоносни съдове.