Ficatul prelucreaza si distribuie nutrientii

Ficatul prelucreaza si distribuie nutrientii

In timpul digestiei gastro-intestinale, cele trei clase de nutrienti - glucide, lipide, protide sunt supuse procesului de hidroliza enzimatica, din care rezulta unitatile lor monomerice. Aceasta fragmentare este necesara deoarece celulele epiteliale care tapeteaza mucoasa sunt capabile sa preia prin absorbtie doar molecule mici.

Dupa absorbtie, cele mai multe glucide, aminoacizi si unii TAG sunt transferate in circulatia sanguina cu directia ficat. Cealalta parte a TAG este preluata de circulatia limfatica cu directia tesut adipos. Hepatocitele transforma nutrientii proveniti din hrana in combustibil metabolic si precursori pentru biosinteze reclamati de fiecare tesut, pe care iI transfera in circulatia sistemica. Tipul si cantitatea de nutrienti livrati ficatului variaza in functie de cativa factori, inclusiv compozitia hranei si intervalul de hranire. Cererea tesuturilor extrahepatice pentru combustibil si precursori variaza cu organul si activitatea organismului.

Pentru a face fata acestor variabile, ficatul dispune de o remarcabila flexibilitate metabolica. De exemplu, cand hrana este bogata in proteine, hepatocitele contin cantitati mari de enzime utilizate in catabolismul aminoacizilor si gluconeogeneza. In decurs de ore de la schimbarea regimului alimentar cu predominanta glucidelor, nivelele acestor enzime scad si incepe sinteza enzimelor esentiale pentru metabolismul glucidic. Alte tesuturi isi ajusteaza de asemenea metabolismul, functie de conditiile prevalente, dar nici unul nu este atat de adaptabil ca ficatul si atat de central in raport cu activitatile metabolice de ansamblu.

Sa trecem in revista soarta metabolica a glucidelor, aminoacizilor si lipidelor care patrund in ficat din circulatia enzimatica.

Glucidele

1) Glucoza - 6 fosfat este desfosforilata de glucozo- 6 fosfataza pentru a produce glucoza libera care este transferata in circulatia suprahepatica (sistemica) pentru a mari glicemia. Exportul este calea preferentiala cand cantitatea de glu-6P este limitata, deoarece glicemia trebuie mentinuta suficient de mare (4-10 ) pentru a furniza energie sistemului nervos (encefal, in special) si altor tesuturi.

2) Glu - 6 P care excede necesarului formarii glucozei sanguine este convertit in ficat in glicogen.

3) Glu- 6 P poate fi oxidata in calea glicolitica, prin decarboxilarea pir si in ciclul Krebs. Transferul electronic ulterior si fosforilarea oxidativa produc ATP (in mod norml totusi acizii grasi sunt preferati ca sursa de energie in hepatocit).

4) Excesul de glu- 6 P fata de necesarul de glucoza sanguina si glicogenul hepatic este degradat prin glicoliza si decarboxilare oxidativa in acetil CoA care serveste drept precursor in sinteza acizilor grasi care sunt incorporati in TAG, fosfolipide si colesterol. Multe dintre lipidele sintetizate in ficat sunt exportate in alte tesuturi cu ajutorul lipoproteinelor sanguine.

5) In final, glu - 6 P este substrat pentru calea pentozo-fosfatilor (CPF) care produce atat putere reducatoare necesara sintezei acizilor grasi si colesterolului, cat si D-riboza-5-fosfat, precursor al biosintezei nucleotidelor.

Aminoacizii

Aminoacizii care intra in ficat au cateva cai metabolice (Fig.2 )

Fig.2

Caile metabolice de utilizare a aminoacizilor hepatici.

Sinteza proteinelor tisulare

Aminoacizii actioneaza ca precursori ai proteinelor hepatice. Ficatul isi reinoieste proteinele proprii cu o rata mare a turnover-ului cu un tip mediu de ordinul a cateva zile. Ficatul este, de asemenea, sediul sintezei celor mai multe proteine sanguine (plasmatice).

Alternativ, aminoacizii pot traversa ficatul in sange si astfel sa ajunga in alte organe pentru a fi utilizati ca precursori in sinteza proteinelor tisulare.

Anumiti aminoacizi sunt precursori pentru biosinteza nucleotidelor, hormonilor si altor compusi cu azot din ficat si alte tesuturi.

Aminoacizii care nu sunt necesari sintezei proteinelor si altor molecule in ficat si alte organe sunt dezaminati si degradati la intermediari ai ciclului Krebs sau la acetil CoA. Primii sunt utilizati in procesul de gluconeogeneza (4a). Acetil CoA poate fi utilizata in CATC pentru producere de energie (4b) sau pentru sinteza lipidelor de stocaj (4c). Amoniacul eliberat in procesul de biodegradare al aminoacizilor este convertit de catre hepatocite intr-un produs de excretie -ureea (4d).

In fine, ficatul participa la metabolismul aminoacizilor care sosesc cu intermitenta din tesuturile periferice. Sangelui ii este furnizata glucoza in cantitati suficiente imediat dupa digestia si absorbtia glucidelor sau intre doua hraniri prin mobilizarea glucozei din rezerva tisulara de glicogen. In intervalul dintre doua hraniri, mai ales cand acesta este prelungit in timp, se produce oarecare degradare a proteinei  musculare la aminoacizi (5). Acesti aminoacizi doneaza gruparile amino (prin transaminare) piruvatului, produs al glicolizei, pentru a-l transforma in alanina care este transportata in ficat pentru dezaminare. Piruvatul rezultat este convertit de catre hepatocit in glucoza (prin gluconeogeneza) care ajunge in sange, iar amoniacul in uree pentru a fi excretata. Glucoza se reintoarce in muschiul scheletic pentru refacerea depozitului de glicogen. Beneficiul acestui proces ciclic (glucoza →alanina) este nivelarea fluctuatiilor glicemiei intre doua hraniri. Deficitul de aminoacizi din muschi este recuperat dupa proxima hranire, din cantitatea de aminoacizi proveniti din digestia proteinei exogene.

Lipidele

Acizii grasi sunt convertiti in lipide hepatice

In cele mai multe imprejurari AG sunt sursa principala de combustibil metabolic in ficat. Acizii grasi pot fi activati si oxidati pentru a produce Ac-SCoA si NADH. Ac-SCoA este oxidata in continuare in ciclul ATC pentru a produce ATP prin fosforilare oxidativa

Excesul de Ac-ScoA care nu este cerut de ficat este convertit in corpi cetonici care sunt trimisi in torentul sanguin si tesuturi periferice pentru a fi utilizati drept combustibil metabolic in ciclul ATC. Corpii cetonici sunt considerati ca forme de transport a formelor acetil si asigura o parte semnificativa a energiei in unele tesuturi periferice pana la 1/3 in miocard si 60-70% in creer in timpul infometarii

O parte din Ac -ScoA derivata din AG (si glucoza) este utilizata pentru sinteza colesterolului, necesar biomembranelor. Colesterolul este utilizat ca precursor al hormonilor steroizi si sarurilor biliare, necesare pentru digestia si absorbtia lipidelor.

Ultimele doua cai de utilizare a lipidelor implica mecanisme specializate de transport al lipidelor hidrofobe in sange.

AG sunt convertiti in fosfolipide si TAG pentru a fi inglobati in lipoproteinele plasmatice care transporta lipide catre tesutul adipos pentru stocare ca TAG.

Colesterolul si colesteril esterii sunt transportati tot ca lipoproteine.

O parte den AGL sunt legati de albuminele serice si sunt transportati prin sange la muschiul cardiac si scheletic care iI utilizeaza drept combustibil metabolic major. Albuminele serice reprezinta partea cea mai abundenta cantitativ din proteinele serice. O molecula de albumina serica poate lega pana la 10 molecule de AGL pe care-i cedeaza tesutului consumator prin difuzie pasiva

Astfel, ficatul serveste ca centru de distributie pentru organism: exporta nutrienti in proportii necesare pentru alte organe, niveland fluctuatiile metabolice cauzate de aportul intermitent al hranei si prelucrand grupurile amino in exces in uree si alti produsi pentru a fi excretati de catre rinichi.

In afara de prelucrarea si distribuirea glucidelor, lipidelor si aminoacizilor ficatul este, de asemenea, activ in detoxifierea de agentii xenobiotici: aditivi furajeri/alimentari, medicamente si alti compusi fara valoare nutritiva. Acest proces implica sistemul microzomal MonoOxigenaza(MO)-Citocrom P₄₅₀ dependent a carui structura si functionare va fi detaliata la cursul de Toxicologie.