1 JÁTRA doplněk © Biochemicky ústav LF MU (V.P.) 2007 2 1. - Játra - metabolismus sacharidů: biosyntéza přeměna skladování /odbourání glukosa • 4 > • galaktosa fruktosa manosa pentosy • 4 laktát glycerol • 4 glykogen • • • 3 2. - Játra - metabolismus lipidů: biosyntéza přeměna skladování vylučování /odbourání mastné kys. • • tuky • • ketolátky cholesterol • • • žlučové kys. • • vitaminy • • 4 3. - Játra - metabolismus aminokyselin: biosyntéza přeměna /odbourání aminokyseliny močovina • • • 5 4. - Játra - bílkoviny krevní plasmy: biosyntéza přeměna /odbourání lipoproteiny • • albumin • • faktory koagulace • • hormony • • enzymy • • Imunoglobuliny (Ig) nejsou syntezovány v játrech, ale v plazmatických buňkách, které pocházejí z lymfocytů B. 6 5. - Játra - biotransformace: v^ v^ -t 's/ r r premena ^ /ymcovani /odbourání steroidní hormony • • žlučová barviva • • ethanol • 1 r v • leciva • • 7 Jaterní buňka - přehled Kupferovy bb. Disseho prostor Golgiho aparát hrubé ER ► mitochondrie lyzosom ► jádro žlučový kanálek cytoplasma hladké ER 8 Jaterní buňka - 1. mitochondrie ► mitochondrie: energie ß-oxidace Krebsův cyklus dýchací řetězec syntéza ketolatek ureosyntetický cyklus (část) 9 Jaterní buňka - 2. lyzosom ► lyzosom: intracelulární hydrolytické degradace 10 Jaterní buňka - 3. jádro ■► jádro : syntéza RNA (transkripce) replikace 11 Jaterní buňka - 4. žlučový kanálek žlučový kanálek: sekrece žluče 12 Jaterní bunka - 5. cytoplasma Jaterní buňka - 6. hladké endoplasmatické retikulum hladké ER: biotransformace xenobiotik 14 Jaterní buňka -7. hrubé endoplasmatické retikulum hrubé ER : syntéza plasmatických proteinů enzymů koagulacních faktorů 15 Jaterní bunka - 8. Golgiho aparát Golgiho aparát: glykosylace proteinů Jaterní buňka - 9. Disseho prostor 10 Disseho prostor : ^-9^ 17 Jaterní buňka - 9. Disseho prostor Jaterní buňka - 10. Kupfferovy buňky Kupfferoyy bb. :^- 10 ^. „ r~\ katabolismus hernu 19 Provazce (trámce) hepatocvtu a sinusoidy 20 Cévní zásobení (1): bile duct t A portal ^ / \ vein * / hepatic * / artery central \ / \ / i -_J blood \ flows thru , sinusoids to central vei n 21 Cevni zásobeni (2): to vena cava Metabolismus fruktosy CHz-0-P HO-C-H H-C-OH • CHZ- OH C=0 i CH^OH A "y» H C-OH CHfOH 4 Sbsforylace (ATP) 1 oxidace (A/AD+) 3 redukc* (MDH) glyko/ysa V N-C-OH CH2-0- P Z CH£OH H-C-OH CH£OH -V-fy (ATP) COOH H Í-OH CHzOH Vznik UDP-Glc (aktivace Glc) : OH CH2OH ----O N O^ N ^ ó—® Glc-l-P ®---®---®---° — CH2o UTP K OH CH2OH ----O Ó—® —®—O —CH2q UDP-Glc ® anhydridová vazba ATP ADP Přeměna e/c -4^ /««ar«, ATP APP galaktosy v ŕ Gal -^- kin«ttS4s Ô/c-6-P Sal-/I-P ^(x sUTP UDP-GclI G/c-J-P UTP PV UDP - Glc Mc-a-p UDP - £fc 25 Galakto- aic semie 6a I ATP AßP AT F AVP Ôlc-6-P Gat-yf-P sUTf=> galaktosemie (enzymový blok) G/c -4- P UTP PV UDP - aic UDP-G€f7fyř?tara' jer NEaktívni' X ATP , ALP s. k mas a ji »SP0> Asfixéasa X- aic-4-V WK 28 Syntéza a odbourání glykogenu (3) Pamatuj ! • glykogen je fosforylasou štěpen fosforolytícky (tj. formálně za účasti H3P04), vzniká Glc-l-P (—> fosfoglukomutasou je přeměněn na Glc-6-P) • glykogen tedy není fosforylasou štěpen hyd roly ticky (tj. za účasti vody) !! Tato reakce by poskytla volnou (nefosforylovanou) glukosu, která by musela být přeměněna na Glc-6-P za spotřeby ATP (hexokinasa, glukokinasa). Hydrolytické štěpení glykogenu by tak bylo energeticky značně nevýhodné. 29 Transaminace - ALT : (alanin.amino.transferasa) COOH HXH-CH Ala CH. COOH I C-0 ™3 pyrcftrcsncví 4eys. pyruvic acid COOH * ty. i CHZ J2- oxo qju ta rit. COOH COOH i M/V-CH I I * CIL I z COOH > a o id Qh Transaminace - AST : (aspartát.amino.transferasa) COOH l H^M-CH 2-oxoakto.rov COOH CHZ <^ \^ giu COOH oxalociova. ~kys. oxaloacetic acid Transaminace : (navázání aminokyseliny tvorbou Schiffovy báze s pyridoxal-5-fosfátem) ®-0-CH£ COOH CH i C N a lá't min 32 Dehydrogenační deaminace : GMD = glutamát.dehydrogenasa (mitochondrie) I '" I ~3, _L., Ä_ % * SL-oxoqhctarovci Cílem transaminací je vytvořit kys. glutamovou, tj. látku vhodnou pro odbourání amino-skupiny. Na transaminací tedy navazuje „dehydrogenační deaminace": dehydrogenací (za účasti NAD+ neb NADP+) se vytvoří iminoskupina, její hydrolyza poskytne amoniak a 2-oxoglutarovou kys. Poznámka: rozdělování názvů enzymů tečkami je použito úmyslně pro lepší čitelnost. Doporučené pracovní názvy pro české/slovenské názvosloví (SI-systém, 1980) takové dělení neznají. 33 V ostatním názvy i zkratky enzymů zcela odpovídají oficiálním doporučením. Oxidační deaminace : lAffi PMN oxidasy L- aminokyselin výhradný: jaéra.f->-aneaj fejv'wyŕ-* Mt) Další způsob, jak odbourat aminoskupinu. Sled reakcí je stejný, jako u GDH. Odlišný je akceptor vodíků: FMN. Oxidační deaminace probíhá výlučně v orgánech, které se mohou „zbavit" toxického amoniaku - v játrech (—» ureo-syntetický cyklus) a v ledvině (—» exkrece NH4+ do moče). Aminogram krevní plasmy u m o L • L normal values in plasma 420-1 378-336-294-252- 210- 168-126- 84- 42- 0 n aminca c i ds Vyvážený roztok aminokyselin pro parenterální výživu Nut rarnin Neo CSX) 4 m m o L / L 40T aminoacids Inaktivace steroidu (1) redukce HO CH CH C^O redukce CH Inaktivace steroidu (2) zkracování postranního řetězce (side chain cleavage „SCC") „ postranní řetězec y v j v 17 ^° - viz přednáška „Steroidy" 38 Železo v hemu - poznámka Železo je vázáno v tetrapyrrolovém kruhu tak, že formálně byla dvě pyrrolová jádra zbavena na svých dusících H+. Takto vznikl na každém ze dvou dusíků volný elektronový pár. Dvojice elektronů je využita (na každém z obou jader) k vytvoření dativní kovalentní vazby s Fe2+. Fe2+ zároveň přináší do molekuly hemu 2 kladné náboje, „ztracené" při odnětí 2 H+. Hem v hemoglobinu je tedy elektricky neutrální a váže také elektricky neutrální molekuly (02 , CO). Oxidace železa na Fe3+ (—> hemiglobin, methemoglobin) vede k získání 1 kladného náboje v molekule hemu. Hem pak jako kation váže anionty (např. CN~, ale nemůže už vázat elektricky neutrální molekuly - není tedy schopen přenášet kyslík). Tyto skutečnosti jsou významné mj. pro toxikologii. 39 Haptoglobin (Hp) a2-globulin krevní plasmy, glykoprotein (Mr= 86.000). Váže volny Hb, pokud se abnormálně vyskytuje v krevní plasmě. (2 Hb : 1 Hp) —» RES jater (Kupffe-rovy bb.) [Existují 3 genetické varianty, složené ze 2 druhů bílkovinných řetězců („1 a 2" nebo „a a ß"), které se kombinují ve dvou podjednotkách. Výsledek je Hp 1-1, Hp 2-1 a Hp 2-2]. Hemopexin (Hpx) ßrglobulin krevní plasmy (Mr= 57.000). Váže v krevní plasmě volny hem. 40 Vstřebávání a skladování Fe HEMOSIDERIN hůře mobilizovatelná forma Fe FERRITIN lépe přístupná forma Fe Loss of blood Phagocytosis Chelating agents such as desferoxamine can to some extent remove iron from transferrin 42