Leberfunktion Flashcards
Leberfunktionen
- Glykogenspeicherung
- Proteinsynthese
- Harnstoffsynthese
- Hormon- und Gallensaftproduktion
- Entgiftung
- Abwehrfunktion
Was ist die Leber?
Die Leber ist die größte Anhangsdrüse des
Verdauungsapparates.
Aufbau der Leber
• Leber ist ein zweilappiges Organ
• Jeder Leberlappen setzt sich aus tausenden
Leberläppchen zusammen, die aus Leberzellen bestehen
• Radiäres Kapillarnetz: Lebersinusoide (Kapillaren). Durchmischt das O2 reiche Blut aus der Leberarterie mit dem nährstoffreichen Blut aus der Pfortader
• Hepatozyten bilden Galle, diese wird von Gallenkanälchen zur Läppchenperipherie geleitet
• Galle wird zu 80% in Hepatozyten und zu 20% im Gallengangepithel gebildet
Gallensäurenproduktion
- Galle besteht aus Elektorlyten,konjugierten Salzen, Cholesterin, Phospholipiden und Abbauprodukten
- Primärgallensäure wird in den perivenösen Hepatozyten aus Cholesterol synthetisiert
- Sekundärgallensäure entsteht nach Dehydroxylierung und Dekonjugation mittels bakterieller Enzyme der Darmflora
- Gallensäure spielt eine wichtige Rolle bei der Fettverdauung
- In der Verdauungsphase fliesst Lebergalle ins Duodenum
- Bilirubin ist ein Abbauprodukt von Haemoglobin, wird in der Leber konjugiert und in die Galle sezerniert; ist ein wichtiges Antioxidans
Schritte der Gallensäureproduktion
- Die Leber bildet Gallensäuren, die sich in der Gallenblase sammeln.
- Gallenflüssigkeit wird in den Dünndarm abgegeben, um Nahrungsfette aufzuspalten.
- Aus dem Dünndarm wird ein Großteil der Gallensäure wieder aufgenommen und über die Pfortader zurück in die Leber transportiert. Nur etwa 10% werden ausgeschieden.
Funktion der Leber - Energiestoffwechsel
- Im Stoffwechsel (Metabolismus) werden Stoffe umgebaut, die Eingangsstoffe stammen aus der Nahrung
- Produkte des Metabolismus: Abbauprodukte (Endprodukte) und\oder umgewandelte Verbindungen (Zwischenprodukte)
- Energiegewinnung wichtig für Muskelkontraktion und Nervenaktivität sowie für Abbau vieler metabolischer Produkte
- Kohlenhydrate, Proteine und Fette werden im Metabolismus verändert
Zucker (Kohlehydrate)
- Zucker sind Polyalkohole mit einer Aldehyd- (CHO) oder Keto-Gruppe
- Die allgemeine Formel ist Cn(H2O)n
- Die Zucker werden eingeteilt entsprechend ihrer Anzahl der C-Atome in der Kette
- sie unter teilen sich in Monosaccharide (Glucose, Fructose, Ribose, Deoxyribose), Oligosaccharide (Saccharose, Maltose, Lactose) und Polysaccharide (Glykogen, Stärke)
- Glucose ist der biochemisch wichtigste Zucker
Glykolyse
Glykolyse: Abbau von Glucose zu Pyruvat
• Besteht aus zwei Abschnitten:
1. die Zelle verwendet ATP um Glucose zu modifizieren.
Dabei entsteht Gycerinaldehyd-3- phosphat, das für Glykolyse geeignet ist
2. Gycerinaldehyd-3- phosphat wird zu Pyruvat abgebaut, dabei werden ATP und NADH gewonnen
• Glucose wird über GLUT2 (Carrier Membranprotein) in
die Hepatozyten transportiert und gleich zu Glucose-6-
phosphat phosphoryliert. Glucokinase (nur in der
Leber) katalysiert diese Reaktion.
Zuckerspeicherung
- Die Leberzellen speichern Zucker in Form von Glykogen (Polysaccarid)
- Bei Hypoglykämie Glykogen wird abgebaut, dabei wird Zucker frei und ins Blut abgegeben
- Adrenalin des Nebennierenmarks und Glukagon von Pankreasinseln fördern Abbau von Glykogen
Rolle der Leber bei der Zuckerpufferung
- Nach Futteraufnahme Blutzuckerspiegel steigt, die Hepatozyten nehmen Zucker auf via GLUT2
- Glucose wird umgewandelt durch Glucokinase in glukose-6-phosphat und in Uridin-diphophat-glucose (UDP-Glucose): Vorläufer von Glykogen
Glykogensynthese
Für den Einbau von Glucose ins Glykogenmolekül, wird das Glucosemolekül phosphoryliert und aktiviert; in 4 Schritten:
- Phosphorylierung der Glucose zu Glucose-6-phosphat
- Isomerisierung zu Glucose-1-phosphat
- Aktivierung der Glucose durch Reaktion mit Uridindiphosphat (UDP) (unter Verbrauch von UDP wird eine energiereiche Esterbindung zw. UDP und Glucose geknüpft
- Spaltung dieser Esterbindung liefert Energie für den Übergang von Glucose in das Glykogenmolekül
Regulation der Glykogensynthese
• Adrenalin des Nebennierenmarks und Glukagon
von Pankreasinseln fördern Abbau von Glykogen
(Induzieren Phosphorylierung=Inaktivierung der Glykogen-Synthase)
• Insulin, induziert die Dephosphorylierung=Aktivierung der Glykogen-Synthase -> Folge: reduziert Blutzucker
Gluconeogenese
- Gluconeogense representiert Glucoseproduktion aus nicht – karbohydrat Substanzen: Fett, Aminosäuren, Laktat
- Während Hunger und Fastenphasen
- Rückwerts laufende Glykolyse: aus Pyruvat entsteht Glucose
Lipidstoffwechsel beim Fasten
- Während des Fastens Fettsäuren werden vom Fettgewebe freigesetzt, die von der Leber aufgenommen werden
- Fettsäuren werden in Hepatozyten durch Beta-Oxidation metabolisiert, dabei entstehen Ketone (Energiequelle beim Hungern) und Triglyzeride (wichtiger Energiespeicher) aus welchen (very-low-densitylipoprotein) VLDL gebildet wird.
- Fettsäuren und Ketonkörper werden aus Acetyl-CoA synthetisiert. Acetyl-CoA entsteht beim Abbau von Kohlenhydraten. Deshalb Fettsäuren können aus Zucker gebildet werden
- Fettsäuren aus VLDL kommen ursprünglich aus dem Fettgewebe
- Bei geringer Kohlehydratzufuhr Fettsäuren werden gebraucht für Ketonbildung
- Das Gehirn bevorzugt Zucker als Energielieferant beim Fasten, Ketone dienen als Energielieferanten
Verdauung der Lipide
- Lipase kommt im Speichel, Pankreas und Magen vor
- Gallensäuren lösen Lipide aus den Nahrungsbestandteilen heraus und emulgieren diese (Lipid-Tröpfchen)
- Diese Lipid-Tröpfchen werden in Mizellen aufgespalten, hier sind Triglyceride (TAG) von Phospholipiden, Gallensalzen umgeben
- Pancrease hydrolisiert die in Mizellen enthaltenen TAG
- Hydrolyseprodukte sind: 2-Monoacylglycerin, Glycerin, freie Fettsäuren
Wichtige Lipoproteine
Vier wichtige Lipoproteine:
- Chlomicrone (Protein-Lipid-Komplex)
- very low density lipidprotein VLDL
- low density lipidprotein LDL
- high density lipidprotein HDL
Ketonkörpersynthese
• Bildungsort: Mitochondrien der Hepatozyten
• Synthese wegen länger anhaltendem Nahrungsmangel
• Acetoacetat und β-Hydroxybutyrat sind beim Hunger Energielieferanten für das Gehirn
Schritte:
• 2 Acetyl-CoA reagieren zu Acetonacetyl-CoA, diese Reaktion wird von Thiolase katalysiert
• Acetonacetyl-CoA reagiert mit weiterem Acetyl-CoA zu 3-Hydroxy3-methylglutaryl-CoA
• Mitochondriale HMG CoA Synthase katalysiert diesen Schritt
• Nach Abspaltung von Acetyl-CoA entsteht Acetoacetat
• Acetoacetat und ß-Hydroxybutyrat werden ins Blut abgegeben
(siehe Folie 32)
Proteine
• Aminosäuren sind Proteinbausteine
• Leber produziert aus Aminosäuren Plasmaproteine:
1. Transportmoleküle: Albumin (transportiert freie Fettsäuren, Penicillin im Blut) und Transferrin für Eisenionen
2. Faktoren der Blutgerinnung: Fibrinogen
3. Zahlreiche Enzyme
Urinproduktion
- Der beim Aminosäureabbau entstehende Ammoniak ist stark neurotoxisch
- Leber baut NH3 in Harnstoff ein
- Harnstoffsynthese beginnt: Ammoniak wird mit CO2 zu Carbamoylphosphat umgesetzt
- In der Leber wird Alanin aufgenommen, der Stickstoff vom Alanin abgelöst und zur Bildung von Harnstoff verwendet, der mit Urin ausgeschieden wird
- Nach Ablösung von Alanin bleibt Pyruvat übrig
- Glutamin ist ein wichtiger Stickstofftransporter, wird von der Leber gebildet, Niere baut Glutamin ab um Ammoniak zu bilden
Harnstoffzyklus
- Umwandlung von Ammoniak zu Harnstoff in Hepatozyten
- Harnstoffsynthese und Citratcyclus sind gekoppelt
- Oxalacetat aus dem Citratkyklus wird durch Transaminierung zu Aspartat umgesetzt
- Citrullin reagiert unter Spaltung von Adenosintriphosphat mit L-Asparat (aus dem Citratzyklus eingeschleust) zu LArgininososuccinat
(siehe Folie 36)
Zusammenfassung
• In der Leber wird Galle produziert
• Galle wird in der Gallenblase gespeichert
• In der Verdauungsphase fließt Lebergalle ins Duodenum
• Gallensäuren wirken als Detergenzien: Lösungsvermittlung von wasserunlöslichen Verbindungen durch Ausbildung von Mizellen
• Billirubin ein Abbauprodukt von Häm; ist ein effektives
Antioxidans (schützt vor Peroxidbildung)
• Leber spielt eine wichtige Rolle bei: Energiestoffwechsel (Glykolyse, Gluconeogenese, Glykogensynthese, Aminosäurenabbau und Proteinsynthese)
• Harnstoffbildung: das beim Abbau von Aminosäuren entstehende Ammoniak wird in Harnstoff eingebaut
• Die Leber bildet aus Fettsäuren Azetat und βHydroxybutyrat (Ketonkörper, Energieträger für das Gehirn)
