Chương 71: The liver as an organ (P884)

Protein Metabolism The body cannot dispense with the liver’s contribution to protein metabolism for more than a few days without death ensuing. The most important functions of the liver in protein metabolism, as summarized from Chapter 70, are the following: 1. Deamination of amino acids 2. Formation of urea for removal of ammonia from the body fluids 3. Formation of plasma proteins 4. Interconversions of the various amino acids and synthesis of other compounds from amino acids Deamination of amino acids is required before they can be used for energy or converted into carbohydrates or fats.A small amount of deamination can occur in the other tissues of the body, especially in the kidneys, but it is much less important than the deamination of amino acids by the liver. Formation of urea by the liver removes ammonia from the body fluids. Large amounts of ammonia are formed by the deamination process, and additional amounts are continually formed in the gut by bacteria and then absorbed into the blood. Therefore, if the liver does not form urea, the plasma ammonia concentration rises rapidly and results in hepatic coma and death. Indeed, even greatly decreased blood flow through the liver—as occurs occasionally when a shunt develops between the portal vein and the vena cava—can cause excessive ammonia in the blood, an extremely toxic condition. Essentially all the plasma proteins, with the exception of part of the gamma globulins, are formed by the hepatic cells, accounting for about 90 percent of all the plasma proteins. The remaining gamma globulins are the antibodies formed mainly by plasma cells in the lymph tissue of the body. The liver can form plasma proteins at a maximum rate of 15 to 50 g/day. Therefore, even if as much as half the plasma proteins are lost from the body, they can be replenished in 1 or 2 weeks. Plasma protein depletion causes rapid mitosis of the hepatic cells and growth of the liver to a larger size; these effects are coupled with rapid output of plasma proteins until the plasma concentration returns to normal. With chronic liver disease (e.g., cirrhosis), plasma proteins, such as albumin, may fall to very low levels, causing generalized edema and ascites, as explained in Chapter 30. Among the most important functions of the liver is its ability to synthesize certain amino acids and other important chemical compounds from amino acids.For instance,the so-called nonessential amino acids can all be synthesized in the liver. To perform this function, a keto acid having the same chemical composition (except at the keto oxygen) as that of the amino acid to be formed is synthesized. An amino radical is then transferred through several stages of transamination from an available amino acid to the keto acid to take the place of the keto oxygen. Other Metabolic Functions of the Liver The Liver Is a Storage Site for Vitamins. The liver has a particular propensity for storing vitamins and has long been known as an excellent source of certain vitamins in the treatment of patients. The vitamin stored in greatest quantity in the liver is vitamin A, but large quantities of vitamin D and vitamin B12 are normally stored there as well. Sufficient quantities of vitamin A can be stored to prevent vitamin A deficiency for as long as 10 months. Sufficient quantities of vitamin D can be stored to prevent deficiency for 3 to 4 months, and enough vitamin B can be stored to last for at least 1 year and perhaps for several years. The Liver Stores Iron as Ferritin. Except for the iron in the hemoglobin of the blood, by far the greatest proportion of iron in the body is stored in the liver in the form of ferritin.The hepatic cells contain large amounts of a protein called apoferritin, which is capable of combining reversibly with iron. Therefore, when iron is available in the body fluids in extra quantities, it combines with apoferritin to form ferritin and is stored in this form in the hepatic cells until needed elsewhere. When the iron in the circulating body fluids reaches a low level, the ferritin releases the iron. Thus, the apoferritin-ferritin system of the liver acts as a blood iron buffer, as well as an iron storage medium. Other functions of the liver in relation to iron metabolism and red blood cell formation are considered in Chapter 33. The Liver Forms Blood Substances Used in Coagulation. Substances formed in the liver that are used in the coagulation process include fibrinogen, prothrombin, accelerator globulin, factor VII, and several other important factors. Vitamin K is required by the metabolic processes of the liver for the formation of several of these substances, especially prothrombin and factors VII, IX, and X. In the absence of vitamin K, the concentrations of all these substances decrease markedly and almost prevent blood coagulation. The Liver Removes or Excretes Drugs, Hormones, and Other Substances. The active chemical medium of the liver is well known for its ability to detoxify or excrete many drugs into the bile, including sulfonamides, penicillin, ampicillin, and erythromycin. In a similar manner, several of the hormones secreted by the endocrine glands are either chemically altered or excreted by the liver, including thyroxine and essentially all the steroid hormones, such as estrogen, cortisol, and aldosterone.Liver damage can lead to excess accumulation of one or more of these hormones in the body fluids and therefore cause overactivity of the hormonal systems. Finally, one of the major routes for excreting calcium from the body is secretion by the liver into the bile, which then passes into the gut and is lost in the feces. Measurement of Bilirubin in the Bile as a Clinical Diagnostic Tool The formation of bile by the liver and the function of the bile salts in the digestive and absorptive processes of the intestinal tract are discussed in Chapters 65 and 66. In addition, many substances are excreted in the bile and then eliminated in the feces. One of these substances is the greenish-yellow pigment bilirubin, which is a major end product of hemoglobin degradation, as pointed out in Chapter 33. However, it also provides an exceedingly valuable tool for diagnosing both hemolytic blood diseases and various types of liver diseases. Therefore, while referring to Figure71-2, let us explain this. Briefly, when the red blood cells have lived out their life span (on average, 120 days) and have become too fragile  to exist in the circulatory system, their cell membranes rupture, and the released hemoglobin is phagocytized by tissue macrophages (also called the reticuloendothelial system) throughout the body. The hemoglobin is first split into globin and heme, and the heme ring is opened to give (1) free iron, which is transported in the blood by transferrin, and (2) a straight chain of four pyrrole nuclei, which

Chuyển hóa protein Cơ thể không thể thiếu vai trò của gan đối với chuyển hóa protein trong nhiều hơn vài ngày mà không chết ngay sau đó.Chức năng quan trọng nhất của gan trong chuyển hóa protein được tóm tắt từ chương 70: 1.Khử amin oxi hóa 2.Tạo ure để loại bỏ NH3 ra khỏi dịch cơ thể 3.Tạo protein huyết tương 4.Chuyển đổi qua lại nhiều loại a.amin và tổng hợp những  hợp chất khác từ a.amin Khử amin oxy hóa được yêu cầu trước khi chúng được sử dụng tạo năng lượng hoặc chuyển đổi thành carbohydrat hoặc chất béo. Một phần nhỏ của sự khử amin có thể diễn ra trong những mô khác của cơ thể, đặc biệt trong thận nhưng nó ít quan trọng hơn sự khử amin oxy hóa trong gan. Tạo urê bởi gan loại bỏ NH3 ra khỏi dịch cơ thể. Lượng lớn NH3 được tạo ra bởi quá trình khử amin và một lượng phụ  được hình thành liên tục ở ruột bởi vi khuẩn và sau đó được hấp thu vào máu. Vì vậy, nếu gan không tạo ure thì nồng độ NH3 huyết tương tăng nhanh và gây ra hôn mê gan và tử vong. Thật vậy, ngay cả khi giảm lượng lớn máu chảy qua gan-Như thỉnh thoảng xảy ra khi có một shunt phát triển giữ tĩnh mạch cửa và tĩnh mạch chủ-có thể gây ra tăng quá mức NH3 trong máu, một bệnh cảnh nhiễm độc rất nặng. Về bản chất, tất cả protein huyết tương ngoại trừ một phần gamma-globulin, được tạo thành bởi những tế bào gan, chiếm khoảng 90% protein huyết tương. Lượng gamma-globulin còn lại là kháng thể được tạo ra chủ yếu bởi tế bào máu ở mô lympho của cơ thể. Gan có thể tạo protein huyết tương với tốt độ cao nhất là 15-50g/ngày. Vì vậy, dù là gần như một nửa lượng protein bị mất đi khỏi cơ thể, chúng có thể được được bổ sung trong 1 hoặc 2 tuần. Sự mất protein huyết tương gây ra phân bào nhanh chóng tế bào gan và sự phát triển tế bào gan về mặt kích thước; những hiệu ứng này gắn liền với sự tổng hợp nhanh protein huyết tương cho đến khi nồng độ trong huyết tương trở về bình thường. Với bệnh gan mạn tính ( vd: xơ gan...), protein huyết tương như: albumin, có thể giảm đến mức rất thấp, gây ra phù toàn và báng, được giải thích ở chương 30. Một trong số những chức năng quan trọng nhất của gan là khả năng tổng hợp một số a.amin và những hợp chất hóa học quan trọng khác từ a.amin. Ví dụ như, những a.amin được gọi là không thiết yếu có thể được tổng hợp tất cả ở gan. Để thực hiện chức năng này, Cần tổng hợp một a.ceton có cấu tạo hóa học giống (trừ gốc oxy của ceton) như a.amin được tạo ra. Một gốc amin sau đó được chuyển qua nhiều giai đoạn của sự transamin hóa  từ một a.amin sẵn có đến một a.ceton để chiếm chỗ của oxy trong keton. Những chức năng chuyển hóa khác của gan Gan là một nơi dự trữ vitamin. Gan có một thiên hướng đặc biệt đối với dữ trữ vitamin và một thời gian dài được biết đến như một nguồn tuyệt vời của những vitamin nhất định trong điều trị bệnh nhân. Vitamin được dự trữ với lượng lớn nhất ở gan là vitamin A, nhưng lượng lớn vitamin D và vitamin B12 cũng  thường được dự trữ ở đây. Lượng đủ vitamin A có thể được dự trữ để ngăn chặn sự thiếu hụt vitamin A trong khoảng 10 tháng. Lượng đủ vitamin D có thể được dự trữ để ngăn ngừa sự thiếu hụt trong khoảng 3-4 tháng và có đủ vitamin D được dự trữ để dùng  trong vòng ít nhất 1 năm và có thể trong nhiều năm. Gan dự trữ Fe dưới dạng Ferritin. Ngoại trừ Fe trong Hb của máu, tỉ lệ lớn nhất của Fe trong cơ thể được dự trữ trong gan ở dạng ferritin. Tế bào gan chứa lượng lớn một protein được gọi là apoferritin, mà có thể liên kết thuận nghịch với Fe. Vì vậy, khi Fe có sẵn trong dịch cơ thể ở dạng tự do,nó kết hợp với apoferritin để tạo thành ferritin và được dự trữ ở dạng này trong tế bào gan cho đến khi nơi khác cần đến. Khi Fe trong dịch tuần hoàn cơ thể giảm đến một mức thấp, Ferritin giải phóng Fe.Vì vậy, hệ thống apoferritin-ferritin của gan hoạt động như một hệ đệm cho Fe trong máu, cũng như một trung gian dự trữ Fe. Những chức năng khác của gan trong mối liên hệ với chuyển hóa Fe và sự tạo thành hồng cầu được xem xét ở chương 33. Gan tạo thành những chất được sử dụng trong sự đông máu. Những chất được tạo thành ở gan mà được sử dụng trong quá trình đông máu bao gồm Fibrinogen, Prothrombin, globulin xúc tác, yếu tố VII và vài yếu tố quan trọng khác. Vitamin K cần thiết cho quá trình chuyển hóa của gan để hình thành vài hợp chất này, đặc biệt là prothrombin và những yếu tố VII, IX, X. Thiếu vitamin K, nồng độ của tất cả những chất này giảm rõ rệt và hầu như ngăn cản sự đông máu. Gan loại trừ hoặc bài tiết thuốc, hormon và những chất khác. Hoạt động hóa học tích cực của gan được biết đến với khả năng giải độc hoặc thải trừ nhiều thuốc vào mật, bao gồm: sulfonamid, penicillin, ampicillin, và erythromycin. Trong cùng một phương thức, vài hormon được bài tiết bởi các tuyến nội tiết được chuyển đổi về mặt hóa học hoặc được đào thải bởi gan, bao gồm: thyroxin và cơ bản là tất cả những hormon steroid như estrogen, cortisol và aldosteron. Sự tổn thương gan có thể dẫn đến sự tích lũy quá mức của một hoặc nhiều những hormon này trong dịch cơ thể và vì vậy gây ra hoạt động quá mức của hệ thống hormon. Cuối cùng, một trong những con đường chính đối với sự đào thải Canxi khỏi cơ thể là sự bài tiết bởi gan vào dịch mật, mà sau đó đi vào ruột và bị mất qua phân. Đo lường bilirubin trong dịch mật như một công cụ chẩn đoán lâm sàng Sự hình thành mật của gan và chức năng của muối mật trong quá trình tiêu hóa và hấp thu của ống ruột được thảo luận ở chương 65 và 66. Bên cạnh đó, nhiều chất được bài tiết trong dịch mật và sau đó được thải ra trong phân. Một trong những hợp chất này là bilirubin sắc tố vàng-hơi lục, là một sản phẩm chính cuối cùng của  sự thoái hóa Hb, như được chỉ ra ở chương 33. Tuy nhiên, nó cũng cung cấp một công cụ cực kì hữu ích chẩn đoán cả bệnh tan máu và nhiều thể của bệnh gan.Vì vậy, trong khi được đề cập ở sơ đồ 71-2, hãy để chúng tôi giải thích điều này.Một cách vắn tắt, khi tế bào hồng cầu đã sống quá vòng đời của chúng (trung bình,120 ngày) và trở nên quá mong manh để tồn tại trong hệ tuần hoàn, sự vỡ màng tế bào và giả phóng Hb được thực bào bởi mô đại thực bào ( cũng được gọi là hệ thống lưới nội mô ) khắp cơ thể. Hb ban đầu bị tách ra thành globulin và heme và nhân heme bị mở để sinh ra: (1) Fe tự do, được vận chuyển trong máu bởi transferrin và (2) một chuỗi thẳng của 4 nhân pyrole, mà....                                                      Người dịch: SP