Một số chức năng chủ yếu của gan

+ Gan este ho¸ cholesterol, ®©y lµ d¹ng vËn chuyÓn acid bÐo trong m¸u... Hai men SGPT vµ SGOT t¨ng cao trong m¸u khi tæn th­¬ng tÕ bµo gan..[r]

Một số chức năng chủ yếu của gan

Lê Văn Sơn

Gan là cơ quan quan trọng của cơ thể có tính chất sinh mạng Gan tham gia và

giữ vị trí trung tâm của nhiều quá trình chuyển hoá chất, chuyển hoá trung gian,

cũng như duy trì tính hằng định của nội môi.Trong bài này chỉ đề cặp đến một số

chức năng lớn của gan

I.sơ lược về cấu trúc gan

Tự xem lại tài liệu về hai vấn đề:

1.Ba quan niệm về cấu trúc của gan:

-Quan niệm tiểu thuỳ gan của Kiernan (1883)

-Quan niệm mê lộ của Elias (1953)

-Quan niệm đơn vị gan (Hepaton) của Rappaport (1958)

2.Đặc điiểm cấu tạo tế bào gan,hệ mạch máu và hệ thống đường mật trong

gan

II.Các chức năng chuyển hoá lớn của gan.1.Chuyển hoá glucid Gan là nơi

dự trữ và tân tạo glucid mạnh nhất, là cơ quan chủ chốt trong cơ thể tham gia điều

hoà đường máu Glucid hấp thu từ ống tiêu hoá dưới dạng monosaccarid (chủ

yếu là glucose, một phần galactose và fructose, các ose khác có lượng rất ít )

Tới gan, các monosaccarid được biến đổi theo các đường sau:-Đưa vào máu

để duy trì hàm lượng đường máu.-Tổng hợp glycogen để dự trữ.-Chuyển sang tân

tạo lipid.-Oxyhoá cho năng lượng.Ngoài ra ở gan có qúa trình tân tạo glucid mạnh

nhất trong cơ thể a-Tổng hợp và phân ly glycogen gan Chức năng dự trữ glucid

của gan được xác định bởi khả năng tổng hợp và phân ly glycogen, phụ thuộc hàm

lượng glucose máu Bình thường hàm lượng glycogen gan đạt khoảng 5%

trọng lượng (tức 90-110g) Khi lượng glucose máu tăng (chẳng hạn sau khi ăn),

gan tăng tổng hợp glycogen; khi lượng đường máu giảm (như khi lao động,xa bữa

ăn), glycogen được phân ly thành glucose và chuyển vào máu để duy trì hàm

lượng đường máu, nên còn gọi là chức năng đệm glucose của gan (glucose buffer

function) Quá trinh tổng hợp và phân ly glycogen ở gan như sau:

Hexokinase G.6-phosphat- UDPG-pyro Glycogen Glucokinase

isomerase phosphorylase synthetaseGlucose ( G.6-P ( G.1-P

( UDPG ( Glycogen

UDP G.6-phos- Phosphogluco- Glycogen phosphorylase

phatase mutase Cứ khoảng 10 dây nối 1-4, thì có dây nối 1-6 (nối

nhánh) nhờ xúc tác của men amylo 1-4,1-6 transglucozidase.-Insulin có tác dụng

hoạt hoá các men hexokinase, glycogensynthetase và ức chế các men

phosphorylase, G.6-phosphatase, do đó có tác dụng gây tăng tổng hợp, giảm phân

ly glycogen, làm hạ đường máu.- Các hormon adrenalin, glucogon, glucocorticoid

có tác dụng hoạt hoá các men phosphorylase, G-6-phosphatase và ức chế các men

glycogen synthetase, hexokinase do đó làm tăng phân ly, giảm tổng hợp glycogen

dẫn đến tăng đường máu.Rối loạn CH glycogen thường gặp do thiếu các men của

quá trình phân ly, cụ thể là phosphorylase, G.6-phosphatase, dẫn đến ứ đọng

glycogen có thể gây thoái hoá tế bào gan b- Gan CH galactose và fructose

Trong cơ thể, galactose và fructose chỉ được sử dụng sau khi chuyển thành

glucose hay glycogen ở gan.+ Galactose Galactokinase Gal-1-P

Gal-1-phosphat uridyl transferase UDP-galactose

Lactose_ Synthetase UDP-Glucose Glycogen

GlucoseBệnh galaetose niệu thường do thiếu hụt men Gal-1-phosphaturidyl

transferase, dẫn đến cơ thẻ không sử dụng được galactose.+ Fructose

Fructokinase F-1-P 1-P-Fructo aldolase 2.Triose (D.Glyceraldehyt

và_ phospho dihydroxy aceton)_ Glucose 2a.Pyruvic G-6-P Glycogen Bệnh Fructose niệu thường do

thiếu hụt bẩm sinh men 1-phosphat fructo aldrolase dẫn đến cơ thể không thể sử

dụng được fructose c- Gan tân tạo glucid:- Từ acid amin sinh đường, qua

acetyl-CoA: Ala, arg, asp, Glu, Gly, His, Met, Cys.v.v - Từ lipid (glycerol và

glycero-P) qua dihydroxyaceton-p rồi ngược quá trình đường phân Quá trình

tân tạo glucid tăng mạnh khi tăng nhu cầu năng lượng cho cơ thể, như khi vận

động mạnh, stress kéo dài.Các hormon glucocorticoid, glucagon, adrenalin có tác

dụng kích thích quá trình tân tạo đường ở gan d- Oxy hoá glucose Cũng

như ở tổ chức khác, glucose ở gan bị oxy hoá theo hai đường: hexose diphosphast

và hexose monophosphat.+ Đường hexose diphosphat (Embden-Meyerhof).- Sau

khi phosphoryl hoá glucose thành glucose 6-P, sẽ trải qua 7 giai đoạn cuối cùng

tạo thành 2 acid pyruvic, giải phóng 2 ATP và 2 NADH2.- Có đủ oxy, acid piruvic

được khử cacboxyl-oxy hoá thành acetyl-CoA rồi được đốt cháy trong vòng Krebs

để giải phóng CO2, H2O và năng lượng (15 ATP cho một acetyl-CoA).- Thiếu

O2, acid pyruvic bị oxy hoá thành acid lactic và không tạo ra năng lượng mà còn

sử dụng NADH2 do giai đoạn đầu tạo nên Tuy nhiên con đường này đảm bảo

cung cấp năng lượng nhanh chóng cho cơ thể trong điều kiện thiếu

oxy.Glucose-6-P + 2ATP + 2NAD ( 4ATP + 2NADH2 + 2acid pyruvic 2acid pyruvic

2CoSH 2CO2 2acetyl-CoA vòng Krebs pyruvat

decarboxylase LDH _2acid pyruvic

2acid lactic 2NADH2 2NADH+ Đường hexose

monophosphat (hay đường pentose phosphat của Dicken Racket Horecker) cùng

diễn ra ở gan khá mạnh mẽ.3G-6-P + 6NADP+ ( 3CO2 + 3pentose + 6NADPH +

6H+.2- Chuyển hoá lipid Lipid chiếm 3-4% trọng lượng gan Gan chỉ nhận

một phần lipid trực tiếp từ tĩnh mạch cửa do hấp thu ở ruột, phần lớn từ tuần hoàn

chung đưa tới Song gan được xem là trung tâm CH lipid trong cơ thể Gan là cơ

quan quan trọng nhất tổng hợp lipoprotein huyết tương, cholesterol este,

phospholipid và là nơi có quá trình oxy hoá acid béo rất mạnh mẽ a- oxy hoá

acid béo ở gan Cũng như ở các tổ chức khác trong cơ thể, ở gan acid béo bị oxy

hoá theo vòng ( của Knoop Đầu tiên acid béo được kết hợp với coenzym A dưới dạng acyl- CoA.R-COOH + HS-CoA + ATP ( R-CO( sCoA + AMP + PP Sau

đó trải qua 4 giai đoạn, acyl-CoA sẽ được cắt ra các mẫu 2cacbon là acetyl -CoA

và acyl- CoA ngắn hơn 2C.CH3- CH3- CH3- - CH2- CH2- CH2-CO ( sCoA (_( CH3-CH2- CH2- CH2-CO ( sCoA + CH2-CO ( sCoA Các mẫu acetyl-CoA sẽ được oxy hoá qua vòng Krebs Khi thiếu oxaloacetic (như khi đái tháo đường), các mẫu acetyl-CoA sẽ chuyển thành các thể xetonic (aceto acetic, aceton, (-hydroxybutyric acid) b- Gan cung cấp lipoprotien máu Các loại lipoprotein máu gồm:- (-lipoprotein (LP nặng-High density LP: HDL) có:Tỷ trọng =1,063-1,21; Protein >50% và lipid <50%, trong đó có #18% cholesterol este (0,91-1,5mmol/l gọi là HDL-C).- (-lipoprotein nhẹ (Low density LP: LDL) có:Tỷ trọng = 1,006-1,063; protein 20% và lipid 80% trong đó cholesterol este là 40% (LDL-C: 3,1-4,4mmol/l).- (-lipoprotein rất nhẹ (Very Low density LP: VLDL) có:Tỷ trọng <1,006; protein 10% và lipid 90% (trong đó TG=50%, phospholipid 25% và cholesterol 25%).- Chylomicron là loại lipoprotein nhẹ nhất, có 1-2% protein, 99% lipid trong đó 85-90% TG.Gan tổng hợp nhiều lipoprotein nhẹ và rất nhẹ để cung cấp cho máu, đóng vai trò như là cơ quan điều động mỡ c- Gan tổng hợp cholesteroleste và phospholipid.+ Gan là nơi tổng hợp cholesterol mạnh nhất trong cơ thể, từ acetyl-CoA:

acetyl-CoA + acetoacetyl-CoA  -hydroxy -metylglutaryl-CoA  a.mevalonic-CoA  đơn vị isoprenoic  squalen  cholesterol (tự do)

+ Gan este hoá cholesterol, đây là dạng vận chuyển acid béo trong máu

cholesterol + acyl-CoA  cholesteroleste

- ở gan tỷ lệ cholesterol tự do/cholesteroleste =1/4

- ở máu tĩnh mạch trên gan tỷ lệ này là 2/3

+ Gan tổng hợp phospholipid từ glycerol và glycero-p

ATP ADP 2CoA-acyl

Glyce orl - glycero-P acid phosphatidic

Glycerol Kinase

H3PO4

1-2-DG

XPD-cholin acyl-CoA

XPD CoA-SH

Phospholipid TG

+ Gan chuyển hoá cholesterol thành các tiền chất steroid, vitamin D, prostaglandin và tổng hợp acid mật

Gan có khả năng điều động mỡ mạnh vì có các yếu tố hướng mỡ (lipotrope)

là những chất có nhóm metyl linh hoạt (-CH3) cần cho sinh tổng hợp phospholipid, như cholin, methionin, betain, serin, glycin.v.v

Thiếu các yếu tố hướng mỡ  tích mỡ ở gan  xơ gan

3 Chuyển hoá protid

Gan được xem là cơ quan dự trữ protein, tổng hợp protein mạnh nhất trong cơ thể, tốc độ đổi mới protein ở gan nhanh, khả năng tái sinh tế bào gan mạnh

a Quá trình chuyển amin và tổng hợp acid amin mới ở gan rất mạnh, đặc biệt

hai quá trình sau:

GPT

a glutamic + a pyruvic  cetoglutaric + alanin

a.glutamic + a oxaloacetic GOT  cetoglutaric + aspartic

Bình thường hàm lượng SGPT: 31- 40 U/l, SGOT: 31- 37 U/l Hai men SGPT và SGOT tăng cao trong máu khi tổn thương tế bào gan

b Khử amin và tổng hợp urê

Khử amin dưới sự xúc tác của enzym desaminase, giải phóng NH3 và tạo nên acid  cetonic

O

NH2

desaminase

+ O2

CH_

NH3 tạo nên ở gan cùng với NH3 ở tuần hoàn đưa tới được gan tổng hợp thành urê ít độc hơn, qua chu trình ocnitin

ở ngoài gan

NH3 +  cetoglutaric a glutamic

ở gan

ở ngoài gan

NH3 + a glutamic glutamin

ở gan

quan trọng chiếm vị trí chủ chốt trong chuyển hoá trung gian các chất, có vai trò quan trọng trong quá trình tiêu hoá - hấp thu, là cơ quan có tính chất sinh mạng.1- Một số đặc điểm cấu trúc của gan Gan có cấu trúc đặc biệt liên quan tới chức năng phức tạp của nó Đến nay có 3 quan niệm về cấu trúc toàn bộ của gan: Quan niệm kinh điển của Kiernan, quan niệm mê lộ của Elias và quan niệm đơn vị về gan của Rappaport.Tuy có nhiều vấn đề khác nhau, nhưng cả 3 quan niệm nêu trên đều thống nhất về một số đặc điểm cấu trúc của gan như sau.1.1/ Tế bào gan.Tế bào gan - đơn vị chức năng chủ yếu của gan, chúng xếp thành từng bè không đều nhau, nằm xen giữa các xoang mạch (Sinusoide) Trong diện gắn vào nhau, của hai hàng

tế bào gan, có đường ống nhỏ liti, đó là vi quản mật Tế bào gan có ít nhất một mặt tiếp xúc với xoang mạch, do đó tạo lên hai cực của tế bào là cực máu và cực mật Màng tế bào ở các cực này có nhiều vi mao (Microvillosites) và hệ thống men Photphoryl hoá, 5 - nucleotidaza, photphattaza kiềm, photphataza acid và ATP - aza raats phong phú, chứng tỏ qua trình vận chuyển tích cực ở hai cực này rất mạnh mẽ Thành xoang mạch có các tế bào nội mô và tế bào kupffer giữa các tế bàokupffer

và tế bào gan có khoảng diss, là nơi trao đổi chất giữa máu và tế bào gan, đó cũng

là nơi xuất phát của đường bạch huyết.Trong tế bào gan rất giàu tilap thể với hệ men phốt phoryl hoá và õy hoá hoàn chỉnh Mạng nội bào tương có hạt, không hạt

và bộ golgi phát triển phong phú.1.2 Mạch máu ở gan.Mạch máu đến gan theo hai

hệ, hệ chức phận chiếm 80% đi theo tĩnh mạch cửa và hệ nuôi dưỡng chiếm 20%,

đi theo động mạch gan.Tĩnh mạch cửa, sau khi qua rốn gan, chia nhánh nhỏ dần, rồi đi qua khoảng cửa tạo thành các tiểu tĩnh mạch cửa tận cùng và đổ vào xoang mạch Hệ này mang máu có nhiều chất dinh dưỡng mới haaps thu từ đường tiêu hoá, đồng thời cả các chất cặn bã chuyển hoá từ các cơ quan trong ổ bụng tới gan

để thanh lọc.Động mạch gan chia nhánh phức tạp hơn, chia thành 3 búi:- Một búi phân bố cho hệ thống ống dẫn mật - Một búi phân bố vào các ống cửa.- Một búi phân bố vào các xoang mạch.Cả 3 búi, sau khi tạo thành mao mạch đều đổ vào mao mạch.Các xoang mạch đều đổ vào tĩnh mạch trung tâm tiểu thuỳ Các tĩnh mạch trung tâm tiểu thuỳ đổ vào tĩnh mạch gan Trong gan, rải rác rất nhiều Shunt giữa các tiểu động mạch, tĩnh mạch cửa và tĩnh mạch gan chúng được kiểm soát bởi cơ thắt, có tác dụng điều hoà lượng máu vào xoang mạch.1.3- Hệ thống dẫn mật.Khởi đầu của hệ thống dẫn mật là các vi quản mật Chúng không có thành riêng mà do đường dãnh của màng các tế bào gan áp sát nhau tạo nên Các vi quản mật tạo thành mạng lưới bao quanh các tế bào gan, rồi tập trung về ống Hering  ống tiểu dẫn  ống dẫn  ống mật kẽ tiểu thuỳ  ống mật tiểu thuỳ, rồi tập trung

về ống gan trái và phải mà đi ra khỏi gan Hai ống gan chập lại thành ống gan chung sau đó ống này hợp với ống túi mật tạo thành ống mật chủ (choledge).2- Các chức năng của gan.2.1- Các chức năng chuyển hoá lớn của gan.ở gan diễn ra quá trình chuyển hoá một hoạt chất khác nhau, song ở đây chỉ nên sơ lược quá trình chuyển hoá 3 chất cơ bản là glucxit, lipit và protit diễn ra ở nhiều cơ quan, tổ chức khác nhau trong cơ thể, nhưng ở gan + quá trình chuyể hoá các chất này rất mạnh mẽ.2.1.1/ Chuyển hoá Gluxit.Gan là cơ quan giữ vai trò chủ đạo trong chuyển hoá Gluxit từ thế kỷ XIX, Claude - Bernard đã tiến hành thí nghiệm rửa gan như sau

Ông nuôi chó với chế độ ăn Protit trong 4 - 5 ngày, sau đó cô lập gan khỏi cơ thể con vật rửa gan bằng dung dịch sinh lý thấy trong dung dich có glucoza khi rửa hết glucoza đem ủ gan vào tủ ấm 380C trong 2 giờ rồi rửa gan lại thấy có glucza trong dịch rửa Còn trên thí nghiệm cắt bỏ gan, rối loạn đầu tiên là hạ đường huyết nghiêm trọng và con vật bị tử vong nhanh chóng.Từ những kết quả thí nghiệm trên

và nhiều thí nghiệm sau này người ta đã xác định rằng gan là cơ quan tổng hợp và

dự trữ gluxit quan trọng của cơ thể.- Gan có khả năng tổng hợp Glycogen từ glucoza rất mạnh mẽ và nhanh chóng.- Gan là cơ quan chính chuyển Galactoza và Fructoza thành glucoza và glycogen để sử dụng Khi thiếu men glucza- 1- phosphat

- leridyltrasferaza (một men trong quá trình chuyển galactoza thành glucoza), sẽ làm ứ đọng galactoza 1- phosphat trong tế bào, gây xơ gan chuyển hoá thiéu men 1- phosphatfructoaldolaza (một men trong quá trình chuyển Fructoza thành glucoza ), dẫn đến bệnh Fructoza niệu bẩm sinh.- Gan co nhiều khả năng tân sinh đường từ các axitamin sinh đường, từ glyxerol, axit béo và axitlactic (axit này được tạo ra rất nhiều khi vận cơ mạch).- Gan không chỉ là nơi tổng hợp glycogen, mà còn có khả năng phân giải glycogen thành glucoza khi cần thiết Đây là khâu quan trọng trong

điều hoà đường huyết.Vai trò sinh lý của gan trong chuyển hoá gluxit được xác

định chính ở chỗ, dưới sự điều hoà của hệ thần kinh và nội tiết, gan đảm bảo lượng

đường huyết luôn hằng định:- insulin tăng dự trữ gly.Adenalin, glucogon, glucocortocoid giảm Khi lượng đường huyết tăng cao, gan tăng tổng hợp glycogen

để dự trữ và giảm giải phóng glucoza Ngược lại khi đường huyết hạ, gan tăng phân

ly glycogen và sinh đường mới, giải phóng glucoza vào máu.- Quá trình oxy hoá gluxit ở gan cũng diễn ra mạnh mẽ Người ta tính rằng, Trong điều kiện ăn hỗn hợp, 67% glucoza theo tĩnh mạch cửa về gan, được oxy hoá thành C02 và H20 để cho năng lượng.2.1.2/ Chuyển hoá lipit.ở gan lượng lipit không lớn, chỉ chiếm 3 - 4% trọng lượng, song gan là cơ quan chủ yếu chuyển hoá lipit thức ăn một cách trực tiếp từ tĩnh mạch gánh đưa về, phần lớn là gián tiếp từ các keo dự trữ mỡ của cơ thể.Thực nhiệm trên động vật, dùng axit palmitic đánh dáu đã xác định rằng, 60% axit này được chuyển hoá ở gan còn 40% thì chuyển hoá ở ngoài gan.- Các axit béo đến gan, một phần được tổng hợp nên Triglyxerit, phospholipirt, cholesteroleste và lipoprotein Phần còn lại được oxy hoá theo vòng  - oxy hoá của knoop.ở gan quá trình sinh tổng hợp triglyxerit và phospholipit từ glyxerol và axit béo diễn ra khá manhj mẽ.Các phospholypit chủ yếu do gan sản xuất là lecithin, xephalin và Sphigomyelin - chúng là dạnh vận chuyển lypit của cơ thể; trong đó lecithin chiếm khoảng 50% tổng số Trong quá trình này, cholin có vai trò cực kỳ quan trọng nó cung cấp nhóm CH3 linh động cho sinh tổng hợp axit béo Khi thiếu cholin sẽ làm giảm đáng kể sự tổng hợp lecithin và dẫn đến ứ mỡ trong tế bào gan.- Chuyển hoá cholesterol là chức năng quan trọng trong chuyển hoá lipit của gan ở gan vừa diễn ra quá trình tổng hợp và este hoá cholesterol với axit béo,

đồng thời vừa phân giải chúng Cholesterol este là dạng vận chuyển axit béo trong máu khi suy giảm chức năng gan, quá trình este hoá chosleterol giảm, nó có vai trò nhất định trong sự phát sinh bệnh xơ vữa động mạch Sự phân giải cholestẻol cung cấp nguyên liệu để sinh tổng hợp các axit mật, các dẫn chất Steroit và tiền vitamin