Metabolische functies van de lever

Metabolische functies van de lever

Hepatocyten zijn metabole uitblinkers in het lichaam. Zij spelen een cruciale rol bij de synthese van moleculen die elders worden gebruikt om de homeostase te ondersteunen, bij de omzetting van moleculen van het ene type in het andere, en bij de regeling van de energiebalans. Als u een cursus biochemie hebt gevolgd, hebt u waarschijnlijk het grootste deel van die cursus besteed aan het bestuderen van de stofwisselingsroutes van de lever. Met het risico van vloeken met lof, kunnen de belangrijkste metabolische functies van de lever worden samengevat in een aantal grote categorieën:

Koolhydraatmetabolisme

Het is van cruciaal belang voor alle dieren om de glucoseconcentraties in het bloed binnen een smal, normaal bereik te houden. Het handhaven van normale bloedglucosewaarden over zowel korte (uren) als lange (dagen tot weken) perioden is een bijzonder belangrijke functie van de lever.

Hepatocyten huisvesten veel verschillende metabolische routes en maken gebruik van tientallen enzymen die afwisselend worden in- of uitgeschakeld, afhankelijk van het feit of de bloedglucosewaarden stijgen of dalen buiten het normale bereik. Twee belangrijke voorbeelden van deze vermogens zijn:

• Overtollige glucose die na een maaltijd in het bloed komt, wordt snel door de lever opgenomen en vastgelegd als het grote polymeer, glycogeen (een proces dat glycogenese wordt genoemd). Later, wanneer de glucoseconcentraties in het bloed beginnen te dalen, activeert de lever andere paden die leiden tot depolymerisatie van glycogeen (glycogenolyse) en export van glucose terug naar het bloed voor transport naar alle andere weefsels.
• Wanneer de leverglycogeenreserves uitgeput raken, zoals gebeurt wanneer een dier een aantal uren niet heeft gegeten, geven de hepatocyten het dan op? Nee! Zij herkennen het probleem en activeren extra groepen enzymen die glucose beginnen te synthetiseren uit onder andere aminozuren en niet-hexose koolhydraten (gluconeogenese). Het vermogen van de lever om deze “nieuwe” glucose te synthetiseren is van monumentaal belang voor carnivoren, die, althans in het wild, een vrijwel zetmeelloos dieet hebben.

Vetstofwisseling

Weinig aspecten van het vetmetabolisme zijn uniek voor de lever, maar veel ervan worden voornamelijk door de lever uitgevoerd. Belangrijke voorbeelden van de rol van de lever in het vetmetabolisme zijn:

• De lever is uiterst actief in het oxideren van triglyceriden om energie te produceren. De lever breekt veel meer vetzuren af dan de hepatocyten nodig hebben, en exporteert grote hoeveelheden acetoacetaat naar het bloed, waar het kan worden opgepikt en gemakkelijk door andere weefsels kan worden gemetaboliseerd.
• Een groot deel van de lipoproteïnen wordt in de lever gesynthetiseerd.
• De lever is de belangrijkste plaats voor de omzetting van overtollige koolhydraten en eiwitten in vetzuren en triglyceride, die vervolgens worden geëxporteerd en opgeslagen in vetweefsel.
• De lever synthetiseert grote hoeveelheden cholesterol en fosfolipiden. Een deel hiervan wordt verpakt met lipoproteïnen en ter beschikking gesteld van de rest van het lichaam. De rest wordt in de gal uitgescheiden als cholesterol of na omzetting in galzuren.

Eiwitmetabolisme

De meest kritische aspecten van het eiwitmetabolisme die in de lever plaatsvinden zijn:

• De ontleding en transaminering van aminozuren, gevolgd door de omzetting van het niet-nitrogene deel van die moleculen in glucose of vetten. Verscheidene van de enzymen die in deze routes worden gebruikt (bij voorbeeld alanine- en aspartaataminotransferasen) worden gewoonlijk in serum onderzocht om leverschade te beoordelen.
• Verwijdering van ammoniak uit het lichaam door synthese van ureum. Ammoniak is zeer giftig en indien het niet snel en doeltreffend uit de circulatie wordt verwijderd, leidt het tot aandoeningen van het centrale zenuwstelsel. Een veel voorkomende oorzaak van een dergelijke hepatische encefalopathie bij hond en kat zijn misvormingen van de bloedtoevoer naar de lever, portosystemische shunts genaamd.
• Synthese van niet-essentiële aminozuren.
• Hepatocyten zijn verantwoordelijk voor de synthese van de meeste plasma-eiwitten. Albumine, het belangrijkste plasma-eiwit, wordt bijna uitsluitend door de lever gesynthetiseerd. Ook synthetiseert de lever veel van de stollingsfactoren die nodig zijn voor de bloedstolling.