<<
>>

Клиническая физиология печени

В настоящее время известно около 500 метаболических функций печени, главными из которых являются следующие:

1. Участие в белковом обмене. В печени осуществляются как анаболические (синтетические), так и основные катаболические процессы обмена белков.

Синтез белков происходит из свободных аминокислот, поступающих из трех источников:

а) экзогенных свободных аминокислот, доставляющихся с кровью воротной вены из кишок;

б) эндогенных свободных аминокислот и других продуктов, возникающих в результате физиологического клеточного распада в других органах;

в) аминокислот, образующихся в процессе обмена углеводов и жирных кислот.

Гепатоциты синтезируют протеины плазмы - практически весь альбумин (ежедневно 12-15 г) и фибриноген крови, 90% а(- глобулинов, 75% аз-глобулинов, 50% Ь-глобулинов, протромбин, значительную часть гепарина. Этот процесс осуществляется в гепатоцитах рибосомами, причем собственные белки и ферменты гепатоцитов образуются в I зоне ацинусов, а белки, синтезируемые на "экспорт", - главным образом гепатоцитами циркуляторной периферии ацинусов. В ЗЭР синтезируются около 25% всех белков организма, в сутки - 250 г белка. Все факторы свертывания, за исключением VIII, синтезируются в печени, поэтому патологическое процессы в печени часто сопровождаются коагулопатиями, хотя процесс свертывания остается неизмененным даже при снижении уровня этих факторов в крови до 50% от нормы. Синтез факторов свертывания, кроме X, происходит с участием витамина К. При нарушениях продукции желчи, ее накопления и утилизации снижается уровень зависимых от витамина К факторов свертывания, поэтому при коагулопатиях, связанных с этими нарушениями, рекомендуется парентеральное введение витамина К.

Глобулины синтезируются в РЭС звездчатыми ретикулоэндотелио-цитами.

Одна молекула плазменных белков эквивалентна 30 молекулам тканевых белков. Таким образом, потеря 1 г плазматического белка соответствует потере 30 г тканевых белков. Для восстановления 1 г плазматического белка необходима задержка в организме 30-35 г тканевого белка.

Не менее важна роль печени в катаболизме белков. В ней осуществляются все этапы расщепления белковых веществ до образования мочевины. Путем мочевинообразования достигается превращение осколков белковой молекулы в нетоксичное вещество. Нормально функционирующая печень имеет высокую степень надежности обеспечения процессов дезаминирования аминокислот и образования мочевины (последняя сохраняется при удалении 90-95% печеночной ткани).

Из свободных аминокислот, помимо утилизации их в мочевину и частичной реутилизации с образованием белков, синтезируются желчные кислоты, жирные кислоты и кетоновые тела. В паренхиме печени осуществляется расщепление пуриновых и пиримидиновых оснований с последующим превращением последних в мочевую кислоту, выделяемую почками.

Важным промежуточным продуктом азотистого обмена является аммиак, образующийся при дезаминировании аминокислот, нуклеотидов и других азотистых соединений. К его небольшой концентрации организм адаптирован, но заметное повышение содержания его в сыворотке крови является высокотоксичным, поэтому преобразование аммиака в мочевину - пример важной детоксицирующей функции печени.

Именно аммиак считается метаболитом, ответственным за развитие гепатоцеребральной недостаточности.

Для клинициста важное диагностическое значение имеет анализ компонентов азотистых ишаков крови:

1) повышение остаточного азота за счет немочевинного (резидуального) при неизмененных цифрах мочевины крови свидетельствует о продукционной азотемии;

2) высокий уровень мочевины с незначительно повышенным или нормальным содержанием креатинина крови свидетельствует о катаболическом процессе в организме (распад тканей) и называется гиперпродукционной азотемией;

3) преимущественное или параллельное (по сравнению с уровнем мочевины) повышение уровня креатинина крови свидетельствует о почечной недостаточности и называется ретенционной азотемией.

2. Участие в углеводном обмене. Регуляция обмена углеводов печенью обеспечивается двусторонним процессом: синтезом гликогена из поступающих в печень моносахаридов и образованием глюкозы из депо гликогена. Синтез гликогена осуществляется в клетках I зоны ацинусов под воздействием ферментных систем этих клеток (глюкозо-6-фосфотаза, гексокиназа и т.д.). Депо гликогена может достигать 1/5 массы органа (100-200 г). Обеспечивающий постоянство поступления глюкозы в кровь катаболический процесс - гликогенолиз-гликолиз происходит, главным образом, в клетках "выходной" зоны паренхимы и осуществляется при помощи ферментов, находящихся преимущественно в цитоплазме клеток этой зоны. Регуляция двух противоположных процессов в печени происходит посредством сложных нейрогенных и гормональных влияний и контролируется в первую очередь уровнем глюкозы в крови.

Основной источник всех энергетических процессов в клетке - распад глюкозы, который идет тремя путями:

1) анаэробный гликолиз в цитоплазме (путь Эмбдена- Мейергофа) - 1 молекула глюкозы - 2 молекулы АТФ;

2) аэробный гликолиз в митохондриях (продолжение предыдущего - цикл Кребса) - 1 молекула глюкозы - 30 молекул АТФ;

3) прямое окисление в цитоплазме, идущее аэробным путем (пентозный цикл Варбурга или гексозомонофосфатный шунт) при вовлечении в процесс липидного обмена; образуется 117 молекул АТФ.

Если энергообеспечение организма из углеводов недостаточное, то начинается глюконеогенез - синтез глюкозы гепатоцитами из аминокислот и жиров.

Гликогенообразовательная функция присуща не только печени, но и другим органам и тканям (поперечно-полосатым мышцам, нервной ткани и др.). Однако в этих органах и тканях гликоген мобилизуется намного труднее и идет на потребности данного органа, а в печени он мобилизуется значительно легче и быстрее и может быть использован для всего организма.

Высокий уровень содержания гликогена в печени свойственен высокой дезинтоксикационной ее функции.

Если глюкоза не поступает с пищей, то у здорового человека поддерживается концентрация глюкозы в крови от 70 до 90 мг/100 мл. После приема углеводной пищи концентрация ее в крови возрастает до 150/100 мл, но через 2 ч она обычно возвращается к норме. Печень действует как первая буферная система: удаляет поступающие по воротной вене моносахариды, превращает их в глюкозу, а затем в гликоген. Поступление избытка глюкозы ведет к гипергликемии, которая стимулирует поглощение глюкозы периферическими тканями (мышцами, жировой клетчаткой).

Когда углеводы не поступают с пищей, нормальный уровень глюкозы в организме поддерживается благодаря выделению ее в кровоток из печени. Снижение концентрации глюкозы в крови стимулирует выделение глюкагона, который оказывает избирательное действие на печень, ускоряет гликогенолиз, нормализуя уровень глюкозы в крови. Этот кратковременный и быстродействующий ответ на лишение организма пищи обеспечивает нормальный уровень гликемии не более, чем на 24 ч; по истечении этого времени запасы гликогена в печени истощаются. Вторую «линию обороны» держит корковое вещество надпочечников, которое при длительном голодании выделяет глюкокортикоиды, стимулирующие синтез ферментов глюконеогенеза в печени и усиливающие распад белков в других тканях, что обеспечивает процесс глюконеогенеза углеродсодержащими субстратами. К числу контринсулярных гормонов относят адреналин, усиливающий гликогенолиз как в печени, так и в мышцах при стрессе, а также гормон роста (СТГ), благоприятствующий катаболизму жиров в ответ на резко выраженную гипогликемию.

3. Участие в липидном обмене. Печени принадлежит ведущая роль в обмене липидных веществ - нейтральных жиров, жирных кислот, фосфолипидов, холестерина. Она заключается в следующем:

а) создает и накапливает в своей паренхиме липоиды;

б) продуцирует и регулирует выделение в кровь липоидов плазмы;

в) регулирует всасывание в кишках жиров. Это возможно благодаря выделяющейся печенью желчи, которая обеспечивает эмульгирование и всасывание жиров в кишках, абсорбцию холестерина, жирорастворимых витаминов, кальция, выделение метаболитов билирубина, холестериина, гормонов, экзогенных ядов;

г) влияет на размещение жиров в организме путем мобилизации тканевых запасов или размещает эти запасы;

д) является единственным местом, где образуются при сжигании жиров для энергетических целей кетоновые тела, в случаях когда по различным причинам (сахарный диабет, кахексия) углеводы не могут быть для этой цели использованы. Кетоз, возникающий в патологических условиях (например, при сахарном диабете), связан с диссоциацией кетогенеза в печени и утилизацией кетоновых тел в других органах.

С пищей в организм поступают простые нейтральные жиры и небольшие количества сложных - фосфолипидов, холестерина, холестериновых эфиров. Сложные жиры могут всасываться сразу из пищеварительного тракта в кровь, в то время как простые жиры требуют обработки желчью. В кишках желчь соприкасается с жиром и благодаря растворимости в воде ионов натрия и в жиру стеаринового ядра желчи происходит заметное уменьшение поверхностного натяжения большой жировой молекулы. В кишках эта молекула распадается на более мелкие фрагменты с увеличением общей поверхности. Однако 50% нейтральных жиров в кишках резорбируется на жирные кислоты и глицерин. Чем больший процент жиров подвергается в кишках гидролизу, тем лучше и быстрее происходит процесс их всасывания. Последний нарушается, если имеется недостаток желчи или липазы. Из кишок непосредственно в печень через воротную вену проходит только незначительное количество неэтерифицированных жиров. Остальной жир в виде одно-, дву-, триглицеридов, фосфолипидов, холестерина и холестериновых эфиров из кишок попадает в лимфатические сосуды и через грудной лимфатический проток переходит в венозную кровь и печень или присоединяется к запасам жировой ткани (подкожная клетчатка, брыжейка кишок, внебрюшинное пространство). Липидные вещества поступают из кишок в печень в виде хил омикронов, захватываемых путем пиноцитоза гепатоцитами и частично звездчатыми ретикулоэндотелиоцитами. Соотношение жира, накапливаемого в печени, к тому количеству его, которое откладывается в виде запасов, зависит от различных факторов, многие из которых неизвестны. Обычно 60% жира, попадающего в печень, расходуется в ней (сжигается), остальная часть в виде нейтрального жира переходит в ткани. Печень является центральным местом метаболизма жирных кислот. В ней происходит их синтез, расщепление до кетоновых тел, насыщение ненасыщенных жирных кислот, включение последних в ресинтез липидов в виде нейтральных жиров и фосфолипидов с последующим выделением их в кровь и желчь. Основная масса жирных кислот синтезируется в печени и поступает в нее с нейтральными жирами, главным образом, из кишок, а также из периферических депо организма. Синтез жирных кислот в печени происходит также из глюкозы (при образовании уксусной и ацетил-уксусной кислоты, при участии коэнзима А) и из белковых веществ путем дезаминирования аминокислот. Процесс накопления жирных кислот в печени регулируется гипофизарно-надпочечниковой системой и осуществляется, в основном, в виде синтезирующихся в печени нейтральных жиров и фосфолипидов.

Катаболизм нейтральных жиров связан, главным образом, с митохондриями, где происходит окисление значительной их части с высвобождением ацетил-коэнзима А, и представляет собой один из основных источников энергии. В печени из жирных кислот, глицерина, фосфорной кислоты, холина синтезируются важнейшие составные части клеточных мембран - фосфолипиды. Процесс этот энергоемкий, со значительным участием АТФ, ацетил- коэнзима А и связан с двумя органеллами гепатоцита - митохондриями и агранулярным эндоплазматическим ретикулумом.

Печень является одним из центральных органов обмена холестерина - основного источника для синтеза желчных кислот и гормонов. В свободном виде холестерин встречается в организме только в крови, мозге и желчных камнях; в других тканях он присутствует в виде эфиров, соединенных с жирными кислотами. Экзогенный холестерин всасывается непосредственно в пищеварительном тракте, эндогенный синтезируется почти во всех клетках организма, причем 90% его образуется в печени и кишках. Значительная часть холестерина в гепатоците превращается в желчные кислоты, меньшая - метаболизируется в стероидные гормоны и совсем небольшая - в витамин Д2. Из холестерина непосредственно в печени образуются первичные желчные кислоты, которые, поступая с желчью в кишки, преобразуются в соли вторичных желчных кислот. В кишках (преимущественно в подвздошной кишке) всасывается 90% желчных кислот и с током крови портальной вены они снова поступают в печень -происходит печеночно-кишечная циркуляция желчных кислот. Нормальная циркуляция последних определяет достаточный синтез холестерина. При нарушении этого процесса (в случаях блокады поступления желчи в кишки, либо при удалении подвздошной кишки) снижается концентрация вторичных желчных кислот в печени, что является мощным стимулом (в результате индукции ферментов) активации синтеза печенью холестерина, желчных кислот, а также мембранозависимых ферментов (щелочной фосфатазы и др.). Холестериносинтезирующая функция печени достаточно устойчива. Исключение составляют острые сосудистые расстройства («шоковая печень») и ряд острых интоксикаций, при которых наблюдается гиперхолестеринемия. Синтез желчных кислот в гепатоцитах связан с агранулярным эндоплазматическим ретикулумом и митохондриями. Выведение избыточного количества нейтральных липидов из печени осуществляется преимущественно в виде образования фосфолипидов, эфиров холестерина и жирных кислот. В образовании этих метаболитов принимают участие липотропные вещества, среди которых первое место занимает холин - незаменимый составной компонент лецитина, наиболее важного из фосфолипидов, образуемых печенью. Дефицит холина в организме приводит к развитию жировой дистрофии. Содержание жира в печени в норме составляет 5%, более 5% свидетельствует о жировой инфильтрации печени.

Примером экзогенного отравления, ведущего к жировой инфильтрации печени, является четыреххлористый углерод.

4. Участие в ферментном обмене и обмене витаминов. Печень активно участвует в обмене и, прежде всего, инактивации стероидных гормонов. При помощи синтезируемого печенью глобулина крови - транскортина - и ряда ферментов инактивируются 17-кетостероиды. В печени происходит инактивация альдостерона, андро- и эстрогенов. Инактивация гормональных стероидов, синтезируемых вне печени, происходит путем их гидроксилирования,метилирования и конъюгации с серной и глюкуроновой кислотой. Аналогичным путем в печени инактивируется ряд биологически активных веществ - серотонин, катехоламины, гистамин. При поражениях печени развивается гормональная патология - гиперкортицизм, гиперальдостеронизм.

Печень участвует в обмене почти всех витаминов, главным образом, в роли органа, депонирующего большинство витаминов. Так, всасывание с пищей жирорастворимого витамина А в кишках возможно лишь благодаря эмульгирующему действию желчи; 95% витамина накапливается печенью в мельчайших жировых капельках в цитоплазме гепатоцитов и звездчатых ретикулоэндотелиоцитов. Печень регулирует поступление витамина в кровь. В ткани печени как и в кишках происходит превращение каротина в витамин А. При поражениях печени нарушается его всасывание из кишок, падает концентрация в плазме крови.

Концентрация большинства витаминов группы В в печени выше, чем в других органах. Функции окислительных дыхательных ферментов связаны с присутствием в ткани витамина Вр депонируемого в форме кокарбоксилазы и участвующего в декарбоксилировании а-кетокислот; витамина В2, участвующего в окислительном дезаминировании аминокислот; витамина В5, входящего в состав ацетилкоэнзима А и непосредственно связанного с последними этапами цикла Кребса; витамина В6 (в качестве коэнзима), участвующего в трансаминировании и карбоксилировании аминокислот, катализе основных жирных кислот.

Присутствие желчи в кишках - необходимое условие всасывания жирорастворимых витаминов (Д, Е, К). При длительной ахолии отмечается нарушение их обмена.

5. Участие в пигментном обмене. Эта функция заключается, прежде всего в выделении с желчью билирубина. Источником билирубина желчи является постоянное физиологическое разрушение эритроцитов с высвобождением гемоглобина, дальнейший метаболизм которого представляет собой постепенный распад, происходящий в клетках РЭС, в том числе и звездчатых ретикулоэндотелиоцитах. Образующийся "свободный" билирубин захватывается гепатоцитами путем пиноцитоза, а в дальнейшем в агранулярном эндоплазматическом ретикулуме гепатоцитов он подвергается конъюгации с глюкуроновой кислотой. Конъюгированный, "связанный" билирубин, при участии аппарата Гольджи и лизосом в составе желчных мицелл выделяется из гепатоцитов желчью. В кишках билирубин желчи восстанавливается до уробилиногенов, в незначительной степени включающихся в печеночно-кишечную циркуляцию, и выделяется с мочой.

6. Участие в регуляции объема крови. Печень является резервуаром больших количеств крови. При снижении объема крови сокращение «резервуара» приводит к ее выбросу в центральное кровеносное русло.

В печени происходит инактивация альдостерона и АДГ. Скорость инактивации зависит от функционального состояния печени и объема крови, проходящего через нее. При снижении скорости кровотока через печень, обусловленной уменьшением объема крови, возрастает концентрация регулирующих воду гормонов, что ведет к угнетению диуреза и задержке воды. Повышение скорости кровотока вызывает обратный эффект. В печени синтезируются белки различной молекулярной массы. Изменения концентрации или состава плазмы нарушают онкотическое давление крови и скорость диффузии жидкости через капиллярную стенку.

Приведенные данные об участии печени в основных видах обмена позволяют выделить следующие особенности этих процессов:

а) общность путей химических превращений различных веществ;

б) привязанность этих сложных превращений к ограниченному числу морфологических структур, одновременно выполняющих по несколько функций (синтетическая, клиренсная);

в) высокую энергоемкость обменных процессов.

<< | >>
Источник: Под ред. Черния В. И. и Новиковой Р.И.. Клиническая физиология и патофизиология для анестезиологов. 2004 {original}

Еще по теме Клиническая физиология печени:

  1. КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ И ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ПЕЧЕНИ
  2. ФИЗИОЛОГИЯ ПЕЧЕНИ И АНЕСТЕЗИЯ
  3. Клиническая физиология
  4. Клиническая физиология
  5. Клиническая физиология
  6. Клиническая физиология
  7. КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ И ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ
  8. ПРЕЭКЛАМПСИЯ И ЭКЛАМПСИЯ: клиническая физиология
  9. Клиническая физиология уха
  10. Клиническая физиология глотки
  11. КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ БЕРЕМЕННОСТИ
  12. КЛИНИЧЕСКАЯ АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ УХА
  13. Клиническая анатомия и физиология пищевода
  14. КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ И ПАТОФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ
  15. КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ ПОЧКИ. ДИУРЕТИКИ
  16. Клиническая анатомия и физиология ЛОР-органов
  17. КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ НОСА И ОКОЛОНОСОВЫХ ПАЗУХ
  18. Клиническая физиология гортани, трахеи и бронхов