В печени могут синтезироваться и расщепляться триацилглицеролы

Печень является центральным органом в интеграции метаболизма.

Благодаря печени в крови поддерживается необходимый уровень питательных веществ для использования их мозгом, мышцами и другими тканями. Решению этой задачи способствует уникальное расположение печени в организме. Все питательные вещества, подвергшиеся всасыванию в кишечнике, за исключением жирных кислот, попадают в воротную вену, а по ней - в печень.

Одной из основных функций печени является поддержание уровня глюкозы на постоянном уровне. Это осуществляется путем поглощения или высвобождения глюкозы в ответ на изменение уровня глюкагона, адреналина и инсулина, равно как в ответ на изменение концентрации самой глюкозы в кровотоке. После принятия пищи, обогащенной углеводами, когда концентрация глюкозы в крови достигает 6 ммоль/л, глюкоза поступает в печень и превращается там в глюкоза-6-фосфат. Эту реакцию катализирует глюкокиназа (гл.6,16). Этот фермент находится только в клетках печени и отличается от гексокиназы, фермента, катализирующего такую же реакцию в других клетках. Глюкокиназа имеет гораздо меньшее сродство к глюкозе (К_m»5 ммоль, у гексокиназы К_m»0,1ммоль) и не ингибируется глюкоза-6-фосфатом. Противоположно миоцитам и адипоцитам клетки печени проницаемы для глюкозы, поэтому инсулин не оказывает здесь прямого влияния на её поглощение. Поскольку концентрация глюкозы в крови в норме меньше К_m глюкокиназы, интенсивность фосфорилирования глюкозы в печени более или менее пропорциональна концентрации глюкозы в крови. Другие моносахариды, подвергшиеся всасыванию в кишечнике (фруктоза, галактоза, манноза), в печени также превращаются в глюкоза-6-фосфат (гл.6). Натощак уровень глюкозы падает до 4 ммоль/л. Печень препятствует его дальнейшему падению за счет расщепления гликогена и выхода глюкозы в кровь. Вдобавок лактат, продукт анаэробного расщепления глюкозы в мышцах, поступает в печень и используется там в глюконеогенезе, синтезе липидов и, за счет этого, в окислительном фосфорилировании.

Жирные кислоты, подобно глюкоза-6-фосфату могут иметь различную судьбу в печени (гл.7,16):

1. Когда потребность в продуктах метаболизма в качестве источника топлива высока, жирные кислоты расщепляются до ацетил-КоА, из него синтезируются кетоновые тела (гл.7), которые через кровоток поступают в периферические ткани.

2. Когда потребность в источниках энергии - продуктах внутриклеточного метаболизма низкая, жирные кислоты используются для синтеза триацилглицеролов, фосфолипидов, которые в составе липопротеинов секретируются в кровоток (гл.7).

Поскольку интенсивность окисления жирных кислот зависит от их концентрации в клетке, следовало бы ожидать, что новосинтезированные в гепатоцитах жирные кислоты до того, как попадут в кровоток, могут подвергнуться реокислению. На самом деле окисление жирных кислот происходит в митохондриях, а синтез - в цитозоле. Карнитинацилтрансфераза I, один из компонентов системы, транспортирующий жирные кислоты в митохондрии (гл.7), ингибируется малонил-КоА, ключевым промежуточным продуктом биосинтеза жирных кислот. Если потребности в метаболическом топливе низкие, новосинтезированные жирные кислоты не могут попасть в митохондрии для превращения в ацетил-КоА. Тогда источником ацетил-КоА для процессов биосинтеза в печени является окисление глюкозы.

Когда потребность в метаболическом топливе растет, биосинтез жирных кислот замедляется, но жирные кислоты поступают в митохондрии для превращения в кетоновые тела. Образовавшиеся кетоновые тела печень не может использовать для удовлетворения своих энергетических потребностей, так как в гепатоцитах отсутствует фермент 3-кетоацил-КоА трансфераза (гл.7). При этом в крови падает уровень глюкозы, а в печени - активность глюкокиназы. В результате глюкоза не задерживается в клетках печени и идет "на экспорт". Тогда основным источником ацетил-КоА в этом органе становится не глюкоза, а жирные кислоты. Путем окисления этого ацетил-КоА в лимоннокислом цикле с последующим окислительным фосфорилированием в печени образуется АТФ.