BIOCHIMIA FICATULUI

Olga Tagadiuc, dr.hab. t.med., confereniar universitar

Ficatuleste cel mai voluminos organ parenchimatos intraabdominalare o greutate ce variaz ntre 1200-1500geste acoperit de o capsul conjunctiv - capsula lui Glisson, care trimite prelungiri n interiorul parenchimului

PROFILUL ENZIMATIC AL FICATULUI

73% din proteinele ficatului sunt enzime (E) Numr mare de E organospecifice Numeroase E hepatice au izoenzime Multe E produse n ficat activeaz

extrahepatic

Clasificarea E hepatice

Secretoare

Excretoare

Indicatoare, inclusiv organospecifice

Enzimele secretoare hepatice

colinesteraza monoaminoxidaza LCAT - Lecitin-colesterol aciltransferaza ceruloplasmina heparina enzimele factori ai coagulrii

Enzimele excretoare hepatice

fosfataza alcalin

Leucinaminopeptidaza

-glutamiltransferaza

5-nucleotidaza

-glucuronidaza

Enzimele indicatoare hepatice

aminotransferazele (ALT, AST)

lactatdehydrogenaza

glutamatdehydrogenaza

fosfataza acid

aldolaza (fructozo-1,6-bisfosfat aldolaza)

Enzimele organospecifice hepatice aldolaza B (fructozo-1-fosfat aldolaza) ornitincarbamol transferaza sorbitoldehidrogenaza arginaza urocanaza histidaza etc.

Valoarea clinico-diagnostic a dozrii E hepatice

Cre terea permeabilit ii membranare AST, ALT, LDH5, GDH

Dereglarea func iei sintetice pseudocolinesteraza i enzimele-factori ai coagulrii

Colestaz fosfataza alcalin i -glutamiltransferaza Induc ia enzimatic - -glutamiltransferaza

AMINOTRANSFERAZELE ALT i AST (I)

ALT B 10-40 IU/L, F 7-35 IU/L AST B 15-40 IU/L, F 13-35 IU/L AST n ficat > AST n plasm de cca 7000 ori ALT n ficat > ALT n plasm de cca 3000 ori ASTcitosolic / ASTmitocondrial = 60% / 40% AST T=175 ore ALT T=4710 ore

AMINOTRANSFERAZELE ALT i AST

Factorii non-hepatici care le influen eaz activitatea AST > ALT pn la 15 ani la B i 20 la F ALT > AST la adul i ALT a i AST sunt la adul i la B vs F ALT = AST dup 60 ani Ambele cu 40-50% la obezi semnificativ n hemoliz

AMINOTRANSFERAZELE ALT i AST (IV)

Factorii hepatici care le influen eaz activitatea hepatita viral acut:

ALT 25-50 ori

AST 15-30 ori

Valori maxime la a 2 sptmn de icter

Tipul A valori crescute de al debut, cu scdere rapid

Tipul B cre tere moderat progresiv pe parcursul a 1-2 luni

AMINOTRANSFERAZELE ALT i AST (V)

Factorii hepatici care le influen eaz activitatea

Obstruc ie biliar acut cre tere rapid - AST>600 IU/L i ALT>2000 IU/L urmat de o descre tere lent timp de 12-72 ore

AMINOTRANSFERAZELE ALT i AST (VI)

Factorii hepatici care le influen eaz activitatea Icter hepatocelular

cre tere moderat AST i ALT (> 1000 IU/L) asociat cu cre tere moderat a fosfatazei alcaline (mai pu in de 3 ori)

Icter posthepatic cre tere neimportant AST i ALT (< 500 IU/L) asociat cu cre tere semnificativ a fosfatazei alcaline (mai mult de 3 ori)

Pseudocolinesteraza

Valori de referin - 130-300 IU/LHepatita acut descretere moderat Insuficien hepatic (hepatit acut

sever, ciroz) descretere semnificativ

PseudocolinesterazaDescretere Cretere

Insuficien hepaticMalnutriie proteicMalabsorbieAnemie severHipotiroidism severIntoxicaie cu pesticideGraviditate (fiziologic)

Sindrom nefrotic Hipertiroidism Diabet zaharat la

persoanele obeze Obezitate

FOSFATAZA ALCALIN Izoenzima hepatic termostabil Copii (3-17 ani) sub 350 IU/L Adul i (25-50): B 53-128 IU/L

F 42-98 IU/L Cre te la femei dup 60 Chelatorii (citratul, EDTA, oxalatul) scad

activitatea datorit fixrii cofactorului (Zn i Mg). n transfuzii descre te

FOSFATAZA ALCALIN

Cretere cu cca 25% la obezi Inhibare n hemoliz Cretere de 2-3 ori n graviditate Fumat cretere cu 10% Contraceptive orale cretere cu 20%

FOSFATAZA ALCALIN

3-10 ori obstrucie extrahepatic, colestaz intrahepatic, ciroz biliar idiopatic

1,5-2 ori hepatit viral, alte afec iuni hepatice ce afecteaz funciile hepatocitare

FOSFATAZA ALCALIN

n afeciunile biliare este asociat cu -glutamiltransferazei 5'-nucleotidazei leucineaminopeptidazei

-Glutamiltransferaza (I)

B 8-35 IU/L F 5-25 IU/L Nou-nscui 3-5 ori mai mare Crete cu 25% la persoanele moderat

supraponderale Crete cu 50% n obezitate (BMI>30) Descrete cu 25% n etapele timpurii ale

graviditii

-Glutamiltransferaza (II)

Cre te cu 10% la fumtori (1 pachet/zi) Cre te de 2 ori la fumtorii ce fumeaz mai

mult Cre te n consumul de alcool rmne

crescut timp de 2-3 sptmni dup ultima butur la alcoolici

-Glutamiltransferaza (III) Obstruc ii biliare cre te de 10-30 ori Dereglri hepatocelulare (hepatit cronic, tumori

hepatice sau metastaze, steatoz, insuficien cardiac cu staz hepatic, afec iuni pancreatice) cre tere de 3-10 ori

Hipertrigliceridemie cre tere de 1,5-2 ori Alcoolism cronic cre tere izolat, moderat de

durat

LDH lactatdehidrogenaza

Valori de referin : adul i 130-300 IU/Lnou-nscu i 415-690 IU/L

LDH4 i LDH 5 izoenzimele hepatice Cre tere semnificativ n necroz hepatic

toxic, tumori hepatice, metastaze hepatice

Colectarea sngelui pentru dozarea enzimelor hepatice

AST, ALT nu se permite dup efort fizic AST, ALT la femei nu n perioada de

ovula ie Fosfataza alcalin strict ad jeun -glutamiltransferaza strict ad jeun

FUNC IILE FICATULUI

Integrarea metabolismului i men inerea homeostaziei

Producerea i excre ia bilei Inactivarea i detoxifierea substan elor

Integrarea metabolismului i meninerea homeostaziei (I)

Producerea diferitor compu iDegradarea diferitor compu iRedistribuirea diferitor compu i

Metabolismul proteicProducere

100% albumine cca 50% globuline 100% ceruloplasmin factorii coagulrii I, II,V, VII, IX, X i XI Proteinele S i C anticoagulante Antitrombina Plasminogenul etc.

NB. Ficatul produce toi factorii coagulrii cu excep ia f.VIII

Metabolismul proteicDegradare

Oxidarea tioaminoacizilor eliminarea S n form de sulfat se utilizeaz la detoxifiere

Oxidarea Trp, inclusiv cu formarea unor cantit i mici de NAD+ i NADP+

Oxidarea complet a His Detoxifierea amoniacului - biosinteza ureei

Albuminele Adul i - 35-50 g/L Copii 45-54 g/L Sinteza hepatic 20 g/24 ore T=17-23 zile Valori normale n etapele timpurii ale

hepatitelor acute Descre tere neimportante n hepatite

cronice Descre tere major n ciroz hepatic

Hipoalbuminemia

Diminuarea presiunii oncotice:

edemuri ascit

Disproteinemia n bolile hepatice (I)

Disproteinemie = albumine + globulinle, astfel raportul albumine/globuline

1. globulinele (anticorpi policlonali) n afec iunile hepatice cronice autoimune

2. -2-globulinele inflama ie hepatic3. -globulinele obstruc ie biliar

Disproteinemia n bolile hepatice (II)

4. -globulinele Hepatita cronic (anticorpi monoclonali) n cazul celor

virale - IgG, Hepatita acut - rar, moderat, IgM, anticorpi specifici Ciroz biliar idiopatic IgM, anticorpi

antimitocondriali Ciroz alcoolic IgA Hepatita autoimun anticorpi antinucleari i antifibr

muscular neted

Proteinele plasmatice cu valoare diagnostic n bolile hepatice

-fetoproteina (este o -1-globulin) semnificativ n carcinom hepatocelular primar

-1-antitripsina - n ciroz transferina n hemocromatoz con inut

normal, dar saturata ia cu Fe este de 100%

Descre terea producerii proteinelor implicate n men inerea echilibrului fluido-coagulant

1. Risc crescut de hemoragie producere insuficient a factorilor coagulrii (II, V, VII, IX, X, XI, XIII).

2. Risc crescut de tromboz descre terea producerii factorilor anticoagulan i

proteinelor C i S, plasminogenului nivel relativ crescut al factorului VIII al coagulrii

i al factorului von Willebrand, produse de celulele endoteliale

N Engl J Med 2011; 365:147-156, Copyright2011 Massachusetts Medical Society

Ceruloplasmina

Produs exclusiv n ficat Enzim (EC 1.16.3.1) - fieroxidaz Con ine 8 atomi de Cu Transport cca 70% din Cu 15% este transportat de albumine Restul - macroglobuline

AFEC IUNEA WILSON

Descris pentru prima dat n 1912

de Kinnear Wilson

ca degenerare lenticular progresiv

AFEC IUNEA WILSON cauze

Defecte ale genei ATP7B, care codific o ATPaz de tipul P ce este exprimat n hepatocite i este responsabil de transportul transmembranar al Cu n aceste celule

Diminuarea T a apoceruloplasminei, ce determin scderea nivelului ceruloplasminei circulante

Circuitul fiziologic al Cu

Circuitul Cu n boala Wilson

Dereglrile specifice af. Wilson

Diagnosticul af. Wilson

METABOLISMUL GLUCIDIC

Funcia hepatic principal n aceast ramur

metabolic

meninerea nivelului normal al glicemiei

ROLULL FICATULUI N METABOLISMUL GLUCIDIC

METABOLISMUL GLUCIDIC

Oxidarea monozaharidelor diferite de glucoz pe ci specifice, ce nu sunt inhibate de glucoz

Sinteza proteoglicanilor, inclusiv, a heparinei

Metabolismul lipidic Sinteza acizilor grai C24 din componena SNC Rolul central n oxidarea glicerolului 100% sinteza fosfolipidelor plasmatice 100% sinteza corpilor cetonici sinteza a 1/3 din colesterolul endogen esterificarea a 2/3 din colesterol Excreia colesterolului pe cale biliar: liber 2 g/24

ore Integrarea metabolismului LPP i oxidarea

particulelor remnante

ROLUL FICATULUI N METABOLISMUL LPP

FUNCTIA EXCRETORIE A

FICATULUI

BILA: Producia 3 litri/zi, excreia 1 litru/zi Densitatea 0.990-1.008 Compoziia:

ap (85% n vezic i 97% n ficat), sruri biliare (10%), pigmeni biliari (3%), lipide (1%), colesterol (0.3%), saruri neorganice (0.7%)

Steatoreea hepatic n absena bilei, lipidele nu se diger i se

elim n canitt i macroscopice cu masele fecale

Determin carena acizilor gra i indispensabili i a vitaminelor liposolubile

Poriunile distale ale intestinului i flora intestinal nu sunt adaptate pentru a procesa lipide derglri ale funciei intestinului gros

Litiaza biliar - cauze Secreia unor cantit i excesive de colesterol n

bil Concentrarea bilei datorit stazei biliare Nivel sczut de sruri biliare i fosfolipide Nivel crescut de bilirubin

Wang D.Q.-H., Cohen D.E., Carey M.C. Biliary lipids and cholesterol gallstone disease. J.Lipid Res, 2009; 50: S406-S411

,

C.D.Johnson, ABC of upper intestinal tract. BMJ, 2001; 323:1170-1173

Litiaza biliar - etape

Suprasaturarea bilei cu colesterolNucleaia cristalelorCreterea calculilor biliari

Litiaza biliarCalculi colesterinici: galben-pal verde

sau maro, cu un mic nucleu ntunecat

Ovale de 2-3 cm lungime

Cel puin 80% colesterol din mas

Litiaza biliarCalculi pigmentari Dimensiuni mici de culoare nchis Formai din bilirubin i sruri de calciu Conin mai puin de 20% de colesterol

Acidul ursodezoxicolic

reduce rata de absorbie a colesterolului n intestin, datorit scindrii micelelor ce conin colesterol

este utilizat la tratamentul conservator al calculilor colesterinici

medicamente - Actigall, Ursosan, Ursofalk, Egyurso, Urso, Urso Forte, Deursil, Coric etc.

Pigmenii biliari

Producia de bilirubin = 200-350 mg/24h sau 4mg/kgcorp/zi

Proveniena: 80-85% eritrocite imbatranite 15-20% -hematopoeza ineficace;distrugerea

nucleului heminic al P450, catalazei, peroxidazelor, mioglobinei

Metabolismul pigmenilor biliari

Metoda Jendrassik sau diazoreacia Bilirubina total = Bl direct + Bl indirect Bl direct sau conjugat sau legat este Bl

conjugat cu acidul glucuronic, ce poate fi dozat direct prin diazoreacie

Bl indirect sau neconjugat sau liber este Bl ataat la albuminele plasmei, ce se dozeaz dup sedimentarea proteinelor, deci indirect

Dozarea i tipurile bilirubinei

Valorile de referin ale bilirubinemiei

AduliBl total 5 17 mol/LBl direct 1,7 5,1 mol/L (20-25%)Bl indirect 3,4 12 mol/L (75-80%)Copii mai mari de 1 lun1,7 21 mol/l

Valorile de referin ale bilirubinemiei

Hiperbilirubinemie cu icter

Hiperbilirubinemiile element al sindromului icteric

Prehepatic sau hemolitic

bilirubina in cantitate crescuta este preluata de ficatul integru

Bl indirect , legata de albumine insolubila in apa, nefiltrata renal sideremia reticulocitele

Hiperbilirubinemiile element al sindromului icteric

Hepatic premicrosomal afectarea prelurii hepatice, conjugrii cu Bl indirect Icterul fiziologic al nou-nscutului Sdr. Gilbert Sdr.Crigler-Najjar deficien a UDPG-T

tip I = absena enzimei (fatal)tip II = deficiena mai puin sever

Hiperbilirubinemiile element al sindromului icteric

Hepatic microzomal

afectarea prelurii hepatice, conjugrii, secreiei

cu Blemie mixt dereglri ale funciei sintetice modificri enzimatice

Hiperbilirubinemiile element al sindromului icteric

Hepatic postmicrosomal

deficiena excreiei din hepatocit cu Bl direct Sdr. Dubin-Johnson Sdr. Rotor

Aspectul macro i microscopic al ficatului unui pacient cu sdr. Dubin-Johnson

Hiperbilirubinemiile element al sindromului icteric

Post hepatic Obstruc ia mecanica a fluxului biliar cu Bl direct prezena Bl n urinBl nu ajunge in intestin - scaun decoloratpigmeni n urin

Producere Transport sau

conjugare

Dereglarea excreiei

Obstrucie biliar

Bl neconjugat Bl neconjugat Bl conjugat Bl Conjugat

Hemoliz Sdr. Gilbert Sdr. Rotor Calculi biliari

Transfuzii incompatibile

Sdr. Crigler-Najarr

Sdr.Dubin-Johnson

Stricturi

Sepsis Icterul fiziologic al nou-nscutului

Cancer Tumori/Cancer

Combustii Ciroz Ciroz Pancreatit

Hepatit Hepatit

Inhibiie de ctre medicamente

Amiloidoz

Graviditate

PROCESUL DE DETOXIFIERE N FICAT

Rol de a proteja organismul decompuii toxici exogeni i produii toxici ai metabolismului

Enzimele implicate au specificitate foarte joas Un compus se dezintoxic prin mai multe

mecanisme Detoxifierea nu este specific, astfel, poate avea loc

sinteza letal

PROCESUL DE DETOXIFIERE N FICAT

I faz oxido-reducerea i hidroliza

II faz conjugarea

Metabolit intermediar

Toxine

Faza I(Citocromul P450)

Reaciile: Oxido-reducere

Faza II(Conjugarea)

SulfatareConjugare cu AA

GlucronidareGlutatione

Metilare

RLO

Deteriorareacelular

Radicaliliberi

Excreie:SngeUrin

Fecale

PROCESUL DE DETOXIFIERE N FICAT -

faz de oxido-reducere i hidroliz

Responsabile - oxidazele microzomale nespecifice Particip sistemul microzomal de oxidare (cit. P450) Sistemul este indus de medicamente (fenobarbital) Se petrec mecanisme de oxidare, reducere, hidroliz Substantele toxice sunt transformate in compusi mai

putin toxici sau mai hidrosolubili si excretabili biliar sau renal

Faza I.Enzimele hepatice ce activeaz n complex cu

lanul microzomial de oxidare i cit. P450

Enzime-dependente de P450

Cota parte din 100%

Substratele

Cyp3A4,5 29% Testosteronul, ciclosporinele

Cyp2C8,9,18 18% Warfarina

Cyp1A2 13% Cofeina, aflatoxina B1

Cyp2E1 6% Etanol, Tetraclorura de carbon

Cyp2A6 4% Cumarina

PROCESUL DE DETOXIFIERE N FICAT - faz de conjugare

Specific de specie La oameni 8 tipuri Agenii conjugani principali:

Acidul glucuronic Acetil-GlicinaCisteinaGlutaminaMetionina Ionul sulfat

http://www.vrp.com/detoxification/phase-I-and-II-detox-pathways

MEDICAMENTE HEPATOTOXICE

Induc: Citoliz metil-DOPA, antibiotice (tetraciclinele,

rifampicin, griseofulvin etc.), sulfanilamidele, citostaticele, antiinflamatoarele nesteroide etc.

Colestaz fenotiazinele, steroizii anabolici, contraceptivele orale, antidepresantele, sulfonamidele antidiabetice etc.

Steatoz corticosteroizii, colchicina, medicamente anti-tiroidiene etc.

Investigarea funciei hepatice

Metode noninvazive de screening a disfunciilor hepatice

Pattern-ul dereglrilor indicilor de laborator permite de a determina tipul general al afectrii hepatice

Permite aprecierea severitii dereglrilor Permite monitorizarea dinamicii afeciunii,

rspunsului la tratament i ajustarea lui dac este necesar

Neajunsurile investiga iilor de laborator ale funciilor hepatice

Sensibilitate joas (pot fi normale n ciroz)Specificitatea insuficient (nivelul aminotransferazelor

poate fi crescut n af. musculoskeletale sau cardiace)Rezultatele sugereaz catogoria general a afeciunii, nu

diagnoza specificEste esenial de a folosi un set de teste i de a le repeta n

timpProbabilitatea existenei unei maladii hepatice este

confirmat de mai multe teste anomale sau cnd sunt persistent deviate de la valorile de referin

Investigarea sistematic a ficatului

Sdr. citolitic Sdr. excreto-biliar Sdr. hepatopriv Sdr. inflamator

Sindromul citolitic

AST ALT LDH5 Aldolaza i aldolaza B GDH Fe i Cu

Sindromul excreto-biliar fosfataza alcalin -glutamil transferaza leucinaminopeptidaza 5-nucleotidaza -glucuronidaza bilirubina conjugat colesterolul total, liber i esterificat acizii biliari

Sindromul hepatopriv

pseudocolinesteraza albuminele Factorii coagulrii i/sau timpul de

prohrombin bilirubina neconjugat colesterolul esterificat

Sindromul inflamator

globulinele , i albumine/globuline IgG, IgM, IgA anticorpii nespecifici anti-nucleari, anti-

mitocondriali etc. proba cu timol

Testele func ionale hepatice n unele maladii ale ficatului

Hepatit acut

Hepatitcronic

Ciroz Colestaz Neoplazie

Bilirubina N - N - N - - N

AST, ALT N - N - N -

Foafatazaalcalin

N - N N -

Albumina N N - N - N N -

-globu-linele

N N N

Timpul protrom-

binic

N - N - N - N - N

Slide 1FicatulPROFILUL ENZIMATIC AL FICATULUIClasificarea E hepaticeEnzimele secretoare hepaticeEnzimele excretoare hepaticeEnzimele indicatoare hepaticeEnzimele organospecifice hepaticeValoarea clinico-diagnostic a dozrii E hepaticeAMINOTRANSFERAZELE ALT i AST (I)AMINOTRANSFERAZELE ALT i ASTAMINOTRANSFERAZELE ALT i AST (IV)AMINOTRANSFERAZELE ALT i AST (V)AMINOTRANSFERAZELE ALT i AST (VI)PseudocolinesterazaPseudocolinesterazaFOSFATAZA ALCALINFOSFATAZA ALCALINFOSFATAZA ALCALINFOSFATAZA ALCALIN-Glutamiltransferaza (I)-Glutamiltransferaza (II)-Glutamiltransferaza (III)LDH lactatdehidrogenazaColectarea sngelui pentru dozarea enzimelor hepaticeFUNCIILE FICATULUIIntegrarea metabolismului i meninerea homeostaziei (I)Metabolismul proteic ProducereMetabolismul proteic DegradareAlbumineleHipoalbuminemiaDisproteinemia n bolile hepatice (I)Disproteinemia n bolile hepatice (II)Proteinele plasmatice cu valoare diagnostic n bolile hepaticeSlide 35Slide 36CeruloplasminaAFECIUNEA WILSONAFECIUNEA WILSON cauzeCircuitul fiziologic al CuCircuitul Cu n boala WilsonDereglrile specifice af. WilsonDiagnosticul af. WilsonMETABOLISMUL GLUCIDICROLULL FICATULUI N METABOLISMUL GLUCIDICMETABOLISMUL GLUCIDICMetabolismul lipidicROLUL FICATULUI N METABOLISMUL LPPFUNCTIA EXCRETORIE A FICATULUISteatoreea hepaticLitiaza biliar - cauzeSlide 52,Litiaza biliar - etapeSlide 55Litiaza biliarLitiaza biliarAcidul ursodezoxicolicPigmenii biliariMetabolismul pigmenilor biliariDozarea i tipurile bilirubineiValorile de referin ale bilirubinemieiValorile de referin ale bilirubinemieiHiperbilirubinemie cu icterHiperbilirubinemiile element al sindromului ictericHiperbilirubinemiile element al sindromului ictericHiperbilirubinemiile element al sindromului ictericHiperbilirubinemiile element al sindromului ictericSlide 69Hiperbilirubinemiile element al sindromului ictericSlide 71PROCESUL DE DETOXIFIERE N FICATPROCESUL DE DETOXIFIERE N FICATSlide 74Slide 75Slide 76PROCESUL DE DETOXIFIERE N FICAT - faz de conjugareSlide 78MEDICAMENTE HEPATOTOXICEInvestigarea funciei hepaticeSlide 81Investigarea sistematic a ficatuluiSindromul citoliticSindromul excreto-biliarSindromul hepatoprivSindromul inflamatorTestele funcionale hepatice n unele maladii ale ficatului