Home / Гастроэнтерология / Функции печени: метаболизм, нарушения, этиология, патофизиология

Функции печени: метаболизм, нарушения, этиология, патофизиология

Печень выполняет ряд очень важных функций в организме, обеспечивая связь между различными органами и системами и способствуя тем самым поддержанию гомеостаза.

Функции печени

Печень обладает следующими основными функциями:

1. Пищеварительная. Печень вырабатывает желчь, содержащую желчные кислоты, которые активируют панкреатическую липазу и эмульгируют жиры. При нарушении данных процессов переваривание жиров в кишечнике становится невозможным.

2. Участие в обмене белков. В клетках печени образуется значительная часть белков плазмы крови: альбумины (100 %), <х-глобулины (70-90 %), р-глобулины (50 %), а также ряд факторов свертывания крови (протромбин, фибриноген й др.). Помимо синтетических процессов печень отвечает за превращения конечных продуктов белкового (азотистого) метаболизма. В частности, в гепатоцитах осуществляется синтез мочевины из аммиака. Мочевина далее выводится из организма почками. Также в печени аминокислоты подвергаются дезаминированию, трансаминированию и декарбоксилированию.

3. Участие в обмене углеводов. В гепатоцитах протекают все известные реакции превращения глюкозы, включая гликолитический распад, синтез гликогена, пентозофосфатный цикл, глюконеогенез и др. Также печень (наряду со скелетными мышцами) является основным депо гликогена, который составляет до 20 % ее массы.

4. Участие в обмене липидов. В печени осуществляется синтез свободных жирных кислот, фосфолипидов, триацилглицеридов, эндогенного холестерина, небольшого количества кетоновых тел, сборка липопротеинов (ЛПНП, ЛПОНП, ЛПВП).

5. Участие в обмене витаминов. В гепатоцитах синтезируется витамин А из каротина, а также образуется биологически активная форма витамина В2. Также в печени депонируются витамины A, D, К, С, РР, В12. Кроме того, посредством желчеобразования печень способствует всасыванию жирорастворимых витаминов (А, D, Д К) в кишечнике.

6. Участие в минеральном обмене. Печень является депо для таких важных для организма микроэлементов, как медь, цинк и железо.

7. Участие в пигментном обмене. В гепатоцитах непрямой (несвязанный, неконъюгированный) билирубин, поступающий в печень с кровью, превращается за счет присоединения к нему двух остатков глюкуроновой кислоты в прямой (связанный, конъюгированный), который затем выделяется с желчью в просвет кишечника.

8. Участие в процессах свертывания крови. Как уже упоминалось выше, в клетках печени осуществляется синтез ряда факторов гемокоагуляции (протромбина, фибриногена, проакцелирина). Также в тучных клетках печени образуется гепарин — самый мощный антикоагулянт.

9. Участие в деятельности иммунной системы. В печени содержится большое количество специализированных макрофагов (так называемых купферовских клеток), функция которых заключается преимущественно в захвате и удалении из организма старых клеток крови.

10. Барьерная (детоксикационная) функция. В печени подвергается инактивации большая часть токсических веществ, поступающих в организм или образующихся в нем (в частности, индол, скатол, фенол, всасывающиеся в кишечнике и попадающие в печень с током крови по системе воротной вены). Также происходит обезвреживание аммиака путем превращения его в мочевину, которая, в отличие от аммиака, нетоксична для организма.

11. Обеспечение нормального кровообращения. Печень — одно из основных депо крови, за счет чего происходит регуляция величины объема циркулирующей крови.

12. Участие в метаболизме гормонов. В клетках печени происходит разрушение ряда гормонов, выполнивших свою функцию: глюкокортикоидов, альдостерона, тироксина, антидиуретического гормона (вазопрессина), эстрогенов, инсулина.

Указанные функции обеспечивают ряд необходимых для организма физиологических, а также защитно-приспособительных реакций. Причем большую часть из них может выполнять только печень. В этой связи патологические процессы, поражающие данный орган, приводят к чрезвычайно серьезным последствиям для организма в целом.

Метаболизм желчных пигментов

Как было отмечено выше, важнейшая функция печени — конъю-гирование билирубина, являющееся одним из этапов метаболизма желчных пигментов. Рассмотрим пути превращений последних более подробно.

Как известно, эритроциты живут в среднем 120 дней в периферической крови и далее подвергаются физиологическому гемолизу (разрушению) с высвобождением свободного гемоглобина. За 1 сутки происходит разрушение приблизительно 1 % всех циркулирующих эритроцитов и, соответственно, появляется в крови около 8 г свободного гемоглобина.

В результате окислительно-восстановительной трансформации гемоглобин превращается в биливердин, который, в свою очередь, преобразуется в непрямой (несвязанный, неконъюгированный) билирубин. Непрямой билирубин нерастворим в воде и находится в крови в связанном с белком состоянии. Он не проходит через почечный фильтр и отсутствует в моче.

Концентрация непрямого билирубина в крови не должна превышать 16 мкмоль/л. С током крови непрямой билирубин попадает в печень, где захватывается гепатоцитами и превращается в них в прямой (связанный, конъюгированный) билирубин путем присоединения двух остатков глюкуроновой кислоты. Данный процесс называется конъюгированием.

Прямой билирубин растворим в воде и способен проходить через почечный фильтр. Он менее токсичен по сравнению с непрямым билирубином. Основная часть прямого билирубина поступает из гепатоцитов в желчные капилляры и вместе с желчью выделяется в просвет двенадцатиперстной кишки. Однако в незначительном количестве он также поступает и в кровеносные капилляры. Таким образом, прямой билирубин в норме обнаруживается в крови, но в концентрации не более 5 мкмоль/л.

Прямой билирубин, поступивший с желчью в просвет тонкой кишки, превращается под действием кишечной микрофлоры в уробилиноген. Последний частично всасывается в кровь, а частично остается в кишечнике и претерпевает дальнейшие превращения уже в просвете толстой кишки. С током крови уробилиноген поступает в печень, где в гепатоцитах окончательно разрушается под действием специальных ферментов и с участием энергии. Уробилиноген способен проникать через почечный фильтр, однако в моче он появляется лишь при повышении его концентрации в крови.

В нормальных условиях (при нормальной концентрации в крови) уробилин в моче не обнаруживается. Оставшийся в кишечнике уробилиноген в толстой кишке превращается в стеркобилиноген, который частично всасывается в кровь и затем выделяется с мочой. Окисляясь на воздухе, стеркобилиноген преобразуется в стеркобилин (за счет этого моча при длительном нахождении на открытом воздухе начинает темнеть).

Остальная часть стеркобилиногена в просвете толстой кишки также окисляется до стеркобилина, который придает калу естественный коричневый цвет. Необходимо также отметить, что нормальный соломенно-желтый цвет свежевыделенной мочи объясняется присутствием в ней пигментов, называемых урохромами, предшественниками которых являются желчные пигменты.

Неспецифические нарушения функции печени

Ряд нарушений деятельности печени носит неспецифический (типовой) характер, подчиняясь общим закономерностям в своем развитии независимо от конкретного заболевания, в основе которого они лежат.

Желтуха (icterus)

Желтуха (icterus) представляет собой симптомокомплекс, сопровождающийся окрашиванием в желтый цвет слизистых оболочек, склер и кожи вследствие накопления в крови (и далее — в тканях) избыточного количества билирубина.

Желтуха может возникать в результате усиленного гемолиза эритроцитов, поражения паренхимы печени или патологии желчевыводящих путей. Видимые признаки желтухи начинают проявляться при повышении концентрации общего билирубина в крови свыше 35 мкмоль/л.

В зависимости от механизмов появления различают следующие виды желтухи: гемолитическая (надпеченочная), печеночная и обтурационная (механическая, подпеченочная).

Гемолитическая желтуха

Развитие гемолитической желтухи связано с усиленным гемолизом (разрушением) эритроцитов, а также их незрелых предшественников. Причинами повышенного гемолиза могут быть различные заболевания, этиология и патогенез которых описаны в разделе «Анемии и гемоглобинозы».

В результате в крови появляется избыточное количество свободного гемоглобина и, как следствие, непрямого билирубина. На начальных стадиях процесса, когда клетки печени еще не повреждены, наблюдается усиленное конъюгирование непрямого билирубина, в результате которого он преобразуется в прямой. Таким образом, возрастает количество выделяющегося с желчью прямого билирубина.

На этом фоне моча и кал темнеют (поскольку образуется большее количество стеркобилина и урохромов). Кроме того, в крови увеличивается концентрация уробилиногена, образующегося из прямого билирубина и всасываемого в тонкой кишке, что сопровождается его появлением в моче.

Если гемолитическая желтуха продолжается длительное время, то при высоких концентрациях непрямой билирубин начинает оказывать токсическое воздействие на гепатоциты, что приводит к снижению их способности конъюгировать билирубин. При этом концентрация непрямого билирубина в крови еще больше увеличивается, содержание уробилиногена в крови, напротив, снижается, и он также исчезает из мочи. Моча и кал становятся менее темными, чем на начальных стадиях процесса, т. к. уменьшается количество прямого билирубина и стеркобилина.

Печеночная желтуха

Данная форма желтухи возникает вследствие патологических процессов, поражающих ткань самой печени. Различают два вида печеночной желтухи: печеночноклеточную (паренхиматозную) и энзимопатическую.

Печеночноклеточная (паренхиматозная) желтуха развивается в результате поражения гепатоцитов (например, при гепатитах вирусного или токсического генеза), приводящего к нарушению практически всех функций печеночных клеток. Динамика печеночноклеточной недостаточности складывается из трех стадий.

Первая (преджелтушная) стадия характеризуется следующими специфическими механизмами нарушений функции гепатоцитов:

• потеря способности печеночных клеток к ферментозависимому разрушению уробилиногена, сопровождающаяся развитием уробили-ногенемии и уробилиногенурищ также отмечается потемнение мочи (моча «цвета пива») по причине появления в ней уробилина, образующегося из уробилиногена;

• «утечка» (усиленный выход) внутриклеточных ферментов — транс-аминаз (аланинаминотрансферазы и аспартатаминотрансфера-зы) — в кровь через поврежденную мембрану гепатоцитов, проницаемость которой резко увеличивается; клинически данное нарушение проявляется в виде повышения активности указанных ферментов в крови;

• уменьшение способности гепатоцитов к трансформации непрямого билирубина в прямой, связанное с угнетением активности фермента глюкуронилтрансферазы, ответственного за данный механизм; в результате снижается количество стеркобилина в испражнениях, которые, соответственно, начинают обесцвечиваться.

Вторая (желтушная) стадия сопровождается нарастающим нарушением способности гепатоцитов к трансформации непрямого билирубина в прямой. При этом поврежденные печеночные клетки начинают выделять желчь не только в желчные, но и в кровеносные капилляры. В данных условиях, несмотря на снижение интенсивности образования прямого билирубина, концентрация последнего в крови увеличивается, и он также появляется в моче. В крови появляются также и другие компоненты желчи, в частности желчные кислоты (холемия).

Кроме того, развитию холемии способствует сдавление желчных капилляров отеком, в результате чего затрудняется отток желчи и создаются дополнительные условия для поступления ее компонентов в кровь. Параллельно с этим уменьшается поступление желчи в кишечник, что сопровождается снижением образования стеркобилиногена4.

Третья стадия может иметь два исхода. При дальнейшем прогрессировании патологического процесса гепатоциты полностью теряют способность к захвату непрямого билирубина из крови и его трансформации до прямого. В результате концентрация непрямого билирубина в крови увеличивается, а уровень прямого, напротив, начинает снижаться. Поскольку прямой билирубин практически перестает поступать в кишечник, из крови исчезает уробилиноген.

В моче и кале отсутствует стеркобилиноген. В конце третьей стадии печеночноклеточной желтухи, которая представляет собой по сути одно из проявлений острой печеночноклеточной недостаточности, может развиться печеночная кома. Если же развитие патологического процесса останавливается и начинается выздоровление, то происходит постепенное восстановление нарушенного желчного обмена и все описанные выше симптомы исчезают5.

Энзимопатическая форма печеночной желтухи связана с нарушениями обмена желчных пигментов (билирубина) в самих гепатоцитах, возникающими в результате снижения активности ферментов, отвечающих за захват, транспорт, конъюгирование билирубина и его экскрецию из клеток в желчные капилляры. Подобные расстройства относятся к парциальной (частичной) печеночной недостаточности, когда нарушены не все, а лишь одна ее функция.

По своей этиологии энзимопатические желтухи чаще всего являются наследственными, но иногда имеют и приобретенный характер (при длительном голодании, введении различных веществ, конкурирующих с билирубином за захват гепатоцитами, в частности рентгеноконтрастные и радионуклидные препараты).

Подпеченочная (обтурационная, механическая) желтуха

Данный вид желтухи обусловлен нарушением оттока желчи по желчевыводящим путям в двенадцатиперстную кишку. Причинами ее развития выступают камни или опухоли в желчных протоках, стриктуры желчных протоков, а также воспаление их стенки, холецистит, дискинезия желчевыводящих путей, опухоли головки поджелудочной железы. В последнем случае происходит компрессия общего желчного протока извне.

Продукция и выделение желчи — одна из главных функций гепа-тоцитов. Желчь состоит из следующих компонентов: прямой билирубин, желчные кислоты, холестерин, фосфолипиды, некоторые белки, соли Na+, К+, Са2+ и вода. При затруднении поступления желчных кислот в просвет тонкой кишки не происходит эмульгирование жиров и активация панкреатической липазы. В этих условиях резко нарушается переваривание и всасывание жиров и жирорастворимых витаминов (A, D, Е и К). Это также сопровождается ухудшением перистальтики кишечника и изменением состава его нормальной микрофлоры.

При возникновении механического препятствия оттоку желчи повышается давление в желчных капиллярах, что сопровождается их пе-рерастяжением, повышением проницаемости их стенок. Это приводит к диффузии компонентов желчи в кровеносное русло. Если имеет место полная обтурация желчевыводящих путей, то возможен даже разрыв желчных капилляров. При этом выходящая из них желчь вызывает повреждение печеночной ткани и развитие билиарного гепатита.

Обтурационная желтуха характеризуется развитием двух клинических синдромов: ахолии и холемии.

Ахолия связана с прекращением поступления желчи в двенадцатиперстную кишку и характеризуется нарушением переваривания жиров и отсутствием в испражнениях стеркобилина. Как уже упоминалось выше, желчные кислоты эмульгируют жир и активируют панкреатическую липазу. Без этих двух процессов расщепление поступающих с пищей жиров становится практически невозможным.

Это так называемый ахолический симптом о комплекс (или ахолия), при котором происходит нарушение расщепления и всасывания жиров. Вследствие этого развивается синдром, именуемый стеатореей, проявляющийся в виде диареи, при которой обесцвеченный кал на 70 % состоит из непереваренных жиров. Также отмечается метеоризм, дисбактериоз и нарушение всасывания жирорастворимых витаминов (A, D, Е и К). Возникающий дефицит витамина К приводит к повышенной кровоточивости, поскольку он необходим для обеспечения синтеза факторов коагуляции крови.

Холемия представляет собой симптомокомплекс, возникающий в результате появления в крови различных компонентов желчи, а именно желчных кислот (гликохолевой и таурохолевой), прямого билирубина и холестерина. Одно из ранних проявлений холемии, связанных с увеличением в крови уровня прямого билирубина, — окрашивание кожи, склер глаз и слизистых оболочек в желтый цвет, интенсивность которого напрямую зависит от концентрации билирубина.

Прямой билирубин и желчные кислоты выделяются с мочой, что придает ей «цвет пива» с желтой пеной. Холемия обусловливает и ряд других клинических симптомов при обтурационной желтухе. Так, появляется кожный зуд, связанный с раздражением рецепторов кожи желчными кислотами. Имеет место артериальная гипотензия и брадикардия.

Снижение АД объясняется угнетением адренореактивно-сти сосудов и миокарда, а также падением тонуса гладкомышечных клеток сосудистой стенки. Также происходит повышение тонуса ядер блуждающего нерва, в результате чего повышается возбудимость парасимпатического отдела вегетативной нервной системы, что проявляется в виде гипотензии и брадикардии. Все указанные механизмы развиваются под влиянием желчных кислот. Кроме того, они оказывают прямое угнетающее воздействие на синусный узел, что приводит к развитию брадикардии.

Желчные кислоты на уровне ЦНС снижают активность тормозных нейронов коры головного мозга, в результате чего имеет место повышенная раздражительность и возбудимость. При длительно существующей холемии, напротив, происходит угнетение нервных центров: возникает депрессия, нарушается суточный ритм сна и бодрствования, развивается быстрая утомляемость, происходит снижение сухожильных рефлексов.

Один из симптомов, характерных для холемии, — возникновение под влиянием желчных кислот так называемых сосудистых звездочек на коже, представляющих собой локальные расширения мелких сосудов.

Повышение в крови концентрации холестерина приводит к его отложению под эпидермисом кожи в области век (ксантелазмы) и локтевых сгибов (ксантомы).

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *