Stoffwechselfunktionen der Leber

Stoffwechselfunktionen der Leber

Hepatozyten sind metabolische Überflieger im Körper. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Synthese von Molekülen, die anderswo zur Unterstützung der Homöostase verwendet werden, bei der Umwandlung von Molekülen eines Typs in einen anderen und bei der Regulierung des Energiehaushalts. Wenn Sie einen Kurs in Biochemie belegt haben, haben Sie wahrscheinlich die meiste Zeit des Kurses damit verbracht, die Stoffwechselwege der Leber zu studieren. Die wichtigsten Stoffwechselfunktionen der Leber lassen sich in mehreren Hauptkategorien zusammenfassen:

Kohlenhydratstoffwechsel

Für alle Tiere ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Glukosekonzentration im Blut innerhalb eines engen, normalen Bereichs bleibt. Die Aufrechterhaltung eines normalen Blutzuckerspiegels sowohl über kurze (Stunden) als auch über lange (Tage bis Wochen) Zeiträume ist eine besonders wichtige Funktion der Leber.

Hepatozyten beherbergen viele verschiedene Stoffwechselwege und setzen Dutzende von Enzymen ein, die abwechselnd ein- oder ausgeschaltet werden, je nachdem, ob der Glukosespiegel im Blut aus dem Normalbereich steigt oder fällt. Zwei wichtige Beispiele für diese Fähigkeiten sind:

• Überschüssige Glukose, die nach einer Mahlzeit ins Blut gelangt, wird schnell von der Leber aufgenommen und in Form des großen Polymers Glykogen gespeichert (ein Prozess, der Glykogenese genannt wird). Später, wenn die Glukosekonzentration im Blut zu sinken beginnt, aktiviert die Leber andere Wege, die zur Depolymerisation von Glykogen (Glykogenolyse) und zum Export von Glukose zurück ins Blut führen, um sie zu allen anderen Geweben zu transportieren.
• Wenn die Glykogenreserven der Leber erschöpft sind, wie es der Fall ist, wenn ein Tier mehrere Stunden lang nichts gegessen hat, geben die Hepatozyten dann auf? Nein! Sie erkennen das Problem und aktivieren zusätzliche Enzymgruppen, die mit der Synthese von Glukose aus Aminosäuren und Nicht-Hexose-Kohlenhydraten beginnen (Glukoneogenese). Die Fähigkeit der Leber, diese „neue“ Glukose zu synthetisieren, ist von enormer Bedeutung für Fleischfresser, die, zumindest in freier Wildbahn, praktisch keine Stärke zu sich nehmen.

Fettstoffwechsel

Nur wenige Aspekte des Fettstoffwechsels sind der Leber vorbehalten, aber viele werden überwiegend von ihr ausgeführt. Wichtige Beispiele für die Rolle der Leber im Fettstoffwechsel sind:

• Die Leber ist äußerst aktiv bei der Oxidation von Triglyceriden zur Energiegewinnung. Die Leber baut viel mehr Fettsäuren ab, als die Hepatozyten benötigen, und exportiert große Mengen von Acetoacetat ins Blut, wo es von anderen Geweben aufgenommen und leicht verstoffwechselt werden kann.
• Ein Großteil der Lipoproteine wird in der Leber synthetisiert.
• Die Leber ist der wichtigste Ort für die Umwandlung überschüssiger Kohlenhydrate und Proteine in Fettsäuren und Triglyceride, die dann exportiert und im Fettgewebe gespeichert werden.
• Die Leber synthetisiert große Mengen an Cholesterin und Phospholipiden. Ein Teil davon wird mit Lipoproteinen verpackt und dem Rest des Körpers zur Verfügung gestellt. Der Rest wird in der Galle als Cholesterin oder nach Umwandlung in Gallensäuren ausgeschieden.

Proteinstoffwechsel

Die wichtigsten Aspekte des Proteinstoffwechsels, die in der Leber stattfinden, sind:

• Deaminierung und Transaminierung von Aminosäuren, gefolgt von der Umwandlung des nicht stickstoffhaltigen Teils dieser Moleküle in Glukose oder Lipide. Einige der Enzyme, die in diesen Stoffwechselwegen verwendet werden (z. B. Alanin- und Aspartat-Aminotransferasen), werden üblicherweise im Serum bestimmt, um Leberschäden zu beurteilen.
• Ausscheidung von Ammoniak aus dem Körper durch Synthese von Harnstoff. Ammoniak ist sehr giftig und führt, wenn es nicht schnell und effizient aus dem Kreislauf entfernt wird, zu einer Erkrankung des zentralen Nervensystems. Eine häufige Ursache für eine solche hepatische Enzephalopathie bei Hunden und Katzen sind Fehlbildungen der Blutversorgung der Leber, so genannte portosystemische Shunts.
• Synthese nicht-essentieller Aminosäuren.
• Hepatozyten sind für die Synthese der meisten Plasmaproteine verantwortlich. Albumin, das wichtigste Plasmaprotein, wird fast ausschließlich von der Leber synthetisiert. Außerdem synthetisiert die Leber viele der für die Blutgerinnung notwendigen Gerinnungsfaktoren.