УДК 616.36-002.1-4
ББК 54.135

Лихота О.С., Цикуниб А.Д.
Адыгейский государственный университет, кафедра химии

Особенности метаболизма и маркеры биохимических нарушений в печени при гепатитах

   Аннотация. В статье представлен аналитический обзор современной научной литературы, раскрывающий особенности метаболизма печени при гепатитах и обсуждены маркеры биохимических нарушений при различных по происхождению и интенсивности заболеваниях печени.
     Ключевые слова: метаболизм печени, маркеры биохимических нарушений печени, гепатиты.

Likhota O. S., Tsikunib, A. D.
Adyghe state University, department of chemistry

Characteristics of metabolism and markers of biochemical disorders in the liver with hepatitis

     Abstract. The article presents an analytical overview of modern scientific literature, revealing the peculiarities of the metabolism of the liver in hepatitis and discussed markers of biochemical disorders in various origins and intensity of liver diseases.
     Keywords: liver metabolism, markers of biochemical disorders of the liver, hepatitis.

     Печень является важнейшим органом, в котором протекают биохимические процессы, чрезвычайно значимые для организма в целом [11]. В ней синтезируются белки (альбумины, протромбин, фибриноген, другие факторы свертывания крови), липиды (холестерин), липопротеиды, образуются желчные кислоты, билирубин, желчь [2, 15]. В печени утилизируются токсические вещества, возникающие в организме и поступающие в организм (антитоксическая функция) [4, 12]. Печень синтезирует гликоген и участвует тем самым вместе с поджелудочной железой в регуляции углеводных запасов в организме [14]. Ее активная роль в пищеварении заключается в том, что желчь эмульгирует жиры и улучшает расщепление их липазой поджелудочной железы [13]. Продукты расщепления пищи (жиры, жирные кислоты, глицерин, аминокислоты, углеводы, минеральные вещества, вода, витамины) поступают через сосуды воротной вены в печень, в ней они частично депонируются, частично перерабатываются, используются и частично подготавливаются для использования другими тканями [10].
   При заболеваниях печени возникают нарушения той или другой ее функции, что используется в диагностических целях. Наиболее широко выполняются в клинических лабораториях исследования нарушений пигментной, углеводной, белок образовательной функций. При острых воспалительных и токсических поражениях печени из ее ткани освобождается значительное количество внутриклеточных ферментов. Диагностическое значение приобрели исследования альдолаз, аланиновой и аспарагиновой трансаминаз(аминофераз), лактатдегидрогеназы и ее фракций, холинэстераз, аргиназы [1, 5, 9]. Печень участвует во всех этапах обмена жиров. Для нормального всасывания жира в кишечнике нужна желчь. Она выполняет функцию детергентаи эмульгатора жира, облегчает работу панкреатической липазы, улучшает всасывание жира в кишечнике. В печени синтезируются фосфолипиды в присутствии липотропных веществ, выступающих в качестве донаторов липидных групп (метионин, холин) либо фактора, способствующего синтезу фосфолипидов (витамин B12) [5]. При недостатке липотропных веществ в печени накапливаются нейтральные жиры, а количество гликогена уменьшается. При заболевании печени в ней уменьшается содержание аденозинтрифосфата, дающего энергию для синтетических процессов [10, 12].
Уровень холестерина в крови является важнейшим показателем синтеза липидов в печени. У здоровых людей в сыворотке крови содержится 3,0—6,5 ммоль/л (116—150 мг %) холестерина. При гепатитах и циррозах печени наблюдается нарушение содержания холестерина в крови: гиперхолестеринемия, по-видимому, связанная с нарушением выделительной функции печени, реже — гипохолестеринемия, связанная со снижением синтеза его в печени [3].
     В печени осуществляется также синтез липопротеидов очень низкой плотности и утилизация липопротеидов высокой плотности. Хиломикроны и небольшая часть липопротеидов очень низкой плотности образуются в эпителиальных клетках тонкой кишки. Синтез и распад липопротеидов протекает при участии липопротеидлипазы, которая связывается с гепарином. Отмечено, что при циррозе печени содержание гепарина в крови снижается. Таким образом, печень участвует как в образовании липопротеидов, так и в их разрушении. При заболеваниях печени (гепатиты, начальные формы циррозов печени) имеет место дислипопротеинемия, в основном повышенное образование липопротеидов, преимущественно бета-липопротеидов [8].
     Печень осуществляет переаминирование аминокислот, окисление их до пировиноградной кислоты в цикле трикарбоновых кислот, синтез белка. Все альбумины, 75—90 % альфа-глобулинов, 50 % бета-глобулинов синтезируются в печени. Здоровая печень может ежесуточно вырабатывать 13—18 г альбумина. Синтез белка происходит при участии энергии. Одной из причин снижения синтетической функции печени является уменьшение содержания в ней макроэргических соединений. При тяжелых заболеваниях печени общее количество сывороточного белка может понизиться до 40 г/л вместо 80 г/л. Значительно уменьшается содержание альбуминов (до 20 г/л вместо 40 г/л). В условиях патологии печень синтезирует глобулины с необычными свойствами (парапротеины) [6].
     При острых воспалительных процессах (гепатит) повышается уровень альфа-глобулинов в 1,5—2 раза. Гамма-глобулины продуцируются лимфоцитами и клетками ретикулоэндотелиальной системы. При хронических гепатитах, протекающих с выраженными аутоиммунными процессами, содержание гамма-глобулинов в крови существенно увеличивается (до 30 %) [4].
     При тяжелых нарушениях функции печени процесс дезаминирования аминокислот нарушается, что приводит к увеличению их содержания в крови и моче. Если у здоровых людей содержание аминного азота в сыворотке крови составляет 50—80 мг/л, то при тяжелых дистрофических процессах в печени оно может увеличиться до 300 мг/л (коэффициент перечисления аминного азота, выраженного в мг % или в ммоль/л составляет 0,7139). Отмечено, что при остром вирусном гепатите увеличивается содержание в сыворотке крови глютатиона, глютаминовой кислоты, метионина, фенилаланина, серина, треонина. При хронических гепатитах обнаруживаются те же изменения в содержании аминокислот в крови, но выраженные в меньшей степени [9].
     Печень играет важную роль в обмене железосодержащих белков - гемоглобина, миоглобина, цитохромов и др. [7]. Образующийся при катаболизме данных белков токсичный, нерастворимый, свободный билирубин, не дающий прямой реакции с диазореактивом Эрлиха (непрямой) обезвреживается в печени под действием фермента билирубиндиглюкуронилтрансферазы путем конъюгации с глюкуроновыми кислотами с образованием билирубиндиглюкуронида (рисунок 1).

Рис. 1- Схема обезвреживания билирубина в печени.
    

 Данная форма билирубина является уже нетоксичной, растворимой и прямой (дающей прямую реакцию с диазореактивом). Далее в норме обезвреженный билирубин активно переводится печенью в желчные капилляры, поступает в кишечник и превращается в мезобилиноген, часть которого обратно всасывается в кровь, поступает в печень и подвергается более глубокому катаболизму, а остальная часть в кишечнике превращается в основные пигменты кала и мочи и выводится из организма.
     Чаще всего биохимические нарушения в печени происходят именно в пигментном обмене. Наиболее важное диагностическое и прогностическое значение имеет определение содержания общего билирубина и его различных фракций в сыворотке крови, исследование уробилина, стеркобилина, желчных пигментов в моче. Эти показатели прямо или косвенно отражают процесс превращения билирубина в печени. Так, при печеночно-клеточной или паренхиматозной желтухе, развивающейся при остром вирусном гепатите, обострении хронического гепатита, циррозе печени, алкогольном поражении печени, при воздействии ряда токсических веществ (хлорированные углеводороды, бензол и его производные, фосфор, свинец, ртуть, мышьяк, ядовитые грибы), а также некоторых лекарственных препаратов нарушаются захват, конъюгация и экскреции билирубина из клеток печени, а также, его регургитация. В результате указанных нарушений функций гепатоцита, отмечается умеренное или резкое повышение уровня общего билирубина крови (при норме не более 20,1 мкМоль/л, от 30 до 60-85 мкМоль/л при легкой форме, при 85-160 мкМоль/л появляются признаки средней тяжести, выше 170 мкМоль/л - тяжелая форма) с преобладанием прямой фракции (при норме не более 0 - 3,4 мкМоль/л), повышение уровня мезобилиногена (уробилина) в моче, снижение уровня холестерина и повышение активности аминотрансфераз, а также диспротеинемия с гипергаммаглобулинемией и снижение уровня протромбина[9].
     Гепатоциты печены характеризуются высоким разнообразием ферментного состава. Ферменты печени, как и других органов, делятся на органоспецифические и неспецифические. Для печени органоспецифическими ферментами являются орнитинкарбамилтрансфераза, глютаматдегидрогеназа, фосфофруктоальдолаза, гистидаза, сорбитдегидрогеназа. Кроме того, специфическим считается пятый изофермент лактатдегидрогеназы ЛДГ5 [3].
    Повреждение гепатоцитов приводит к освобождению значительного количества внутриклеточных ферментов и накоплению их в крови. В этой связи диагностическое значение приобрели трансаминазы, альдолазы и ряд других ферментов [5].
    Альдолазы - групповое название ферментов, участвующих в механизмах аэробного расщепления углеводов. Сывороточная альдолаза катализирует обратное расщепление фруктозо-1,6-дифосфата на две фосфотриозы — фосфоглицериновый альдегид и монофосфатдиоксиацетона (рисунок 2).

Рис. 2- Химизм альдолазной реакции (по Северину Е.С. [11]).

     Активность альдолазы в сыворотке крови повышена при остром эпидемическом гепатите и в меньшей мере- при остром токсическом гепатите. При остром вирусном гепатите 5—20-кратное возрастание активности фруктозодифосфатальдолазы наблюдается у 90 % больных. Ее увеличение происходит за 3—15 дней до появления других клинических признаков болезни. Спустя 5 дней от начала желтушного периода активность альдолазы уменьшается. Повышение активности альдолазы отмечается также при безжелтушных формах острого гепатита. У больных с хроническими воспалительными процессами в печени активность альдолазы возрастает незначительно, причем у небольшого их количества[10].
   Аминотрансферазы (трансаминазы) часто используются с целью диагностики воспалительных заболеваний печени. Аминотрансферазы в организме человека осуществляют процессы переаминирования: обратного переноса аминогрупп аминокислот на кетокислоты (рисунок 3).

Рис. 3- Схема переаминированияальфа-аминокислот с альфа- кетокислотами, катализируемая трансаминазами(по Северину Е.С. [11]).

    Наибольшее диагностическое значение имеет исследование активности аспартатаминотрансферазы (АсТ) и аланинаминотрансферазы (АлТ). Эти ферменты широко распространены в разных органах и тканях — печени, миокарде, скелетных мышцах, почках и др. [8]. При эпидемическом гепатите активность аминотрансфераз повышается с большим постоянством и в ранние сроки, еще до появления желтухи (рисунок 4).

 
Рис. 4- Динамика изменения активности аминотрансфераз при остром гепатите (по Коротяеву А.И. [8]).

    При токсическом гепатите и обострении хронического активность аминотрансфераз возрастает в 3—5 раз(при норме не более 45 ЕД/л). Не столь закономерны изменения при циррозе печени[16].
Лактатдегидрогеназа (ЛДГ) — гликолитический фермент, обратимо катализирующий окисление 1-лактата в пировиноградную кислоту. Для ЛДГ в качестве промежуточного акцептора водорода требуется никотинамиддинуклеотид (рисунок 5).

Рис. 5- Химизм лактатдегидрогеназной реакции (по Григорьеву П.Я. [3]).

     В сыворотке крови выявлено пять изоферментов ЛДГ. В печени содержится ЛДГ5 Фермент ингибируется мочевиной, и это свойство фермента облегчает его определение.
     При вирусном гепатите активность ЛДГ4 и ЛДГ5 повышена в первые 10 дней у всех больных, степень ее повышения зависит от тяжести заболевания. Уровень активности общей ЛДГ в норме 240—480 МЕ/л. При остром вирусном гепатите активность ЛДГ в сыворотке крови увеличена в первые дни желтушного периода, и при легкой и среднетяжелой формах заболевания довольно бы¬стро возвращается к нормальному уровню. Тяжелые формы вирусного гепатита, и особенно развитие печеночной недостаточности, сопровождаются выраженным и более длительным повышением ЛДГ.При механической желтухе на первых стадиях закупорки желчных протоков активность ЛДГ в норме, на более поздних стадиях наблюдается подъем активности вследствие вторич¬ных повреждений печени.При карциномах печени или метастазах рака в печень может иметь место подъем актив¬ности ЛДГ.В стадии ремиссии при хроническом гепатите и циррозе печени активность ЛДГ в крови остается в пределах нормы или слегка повышена. При обострении процесса отмечается по¬вышение активности фермента[6].
   Таким образом, анализ отечественной и зарубежной научной литературы показывает разнообразие и высокую диагностическую значимость маркеров заболеваний печени, основанных на особенностях метаболизма в гепатоцитах и специфике биохимических нарушений при гепатитах.

Примечания:

1. Апросина 3.Г. Хронический активный гепатит как системное заболевание. М.: Медицина, 1981. 248 с.
2. Гирин В.А. Гепатит: Современное лечение и профилактика. М.: Медицина, 2003. 435 с.
3. Григорьев П.Я. Клиника и диагностика хронического вирусного гепатита // Клиническая медицина. 1984. Т. 62, № 2. С. 56-61.
4. Иммунноферментный анализ в клинико-диагностических лабораториях / В.В. Долгов, Н.Г. Ракова, В.Е. Колупаев, Н.С. Рытикова. Тверь: Триада, 2011. 320 с.
5. Дмитириев Г.А., Глазко И.И. Диагностика инфекций, передаваемых половым путем. М.: БИНОМ, 2007. 320 с.
6. Казанцев А.П., Матковский В.С. Справочник по инфекционным болезням. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Медицина, 2009. 320 с.
7. Комаров Ф.И., Коровкин Б.Ф., Меньшов В.В. Биохимические исследования в клинике. 2-е изд. Л.: Медицина, 1997. 407 с.
8. Коротяев А.И., Бабичев С.А. Медицинская микробиология, иммунология и вирусология: учеб. для мед. вузов. 4-е изд. М., 2008. 305 с.
9. Ивлев А.С., Хазанов А.И., Румянцев О.Н. Длительные холестазы у больных с дефицитом иммуноглобулина А сыворотки крови // Клиническая медицина. 2007. Т. 65, № 10. С. 131-133.
10. Мусил Я. Основы биохимии патологических процессов. М.: Медицина, 1995. 430 с.
11. Биохимия: учеб. для вузов / под ред. Е.С. Северина. М.: Гоэтар-Медиа, 2003. 779 с.
12. Guthik G. Current heratology. Chichester: John Wiley, 2004. 25 р.
13. Prognostic value of serum fibronectin concentration in alconolikcirrotic patients / S. Neveau, Th. Poynard, A. Abella, J. Rignon // Hematology. 2005. 45 р.
14. Schiff L.E.R. Diseases ot the liver. 5 th ed. Philadelphia: Lirinuott, 2012. 125 р.
15. Tietz N.W. Clinical guide to laboratory tests. Philadelphia: W. B. Saunder Company, 2003. 305 р.
16. Wallhofer H., Schmidt E., Schmidt F.W. Synopsis der Leberkrankheiter. Stuttgart: G. Thime, 2007. 75 р.
_____________________________________________________________________________________
Лихота Ольга Сергеевна, магистрант, тел. 89898090399, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Likhota Olga Sergeevna, undergraduate, tel 89898090399, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. .
Цикуниб Аминет Джахфаровна, доктор биологических наук, профессор, директор НИИ комплексных проблем АГУ, зав. лабораторией нутрициологии и экологии, 385000, г. Майкоп, ул. Гагарина, 13, 8928461725, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. .
Tsikunib Aminet Dzhakhfarovna, Head of Nutrition and Environment Laboratory, Director of Scientific Research Institute of complex Problems of Adyghe State University