Лекции - Патофизиология (патофизиология печени)

ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ПЕЧЕНИ

ПЕЧЕНЬ

S.Matern

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ.

Печень ответственна за снабжение организма энергией в качест­ве центрального метаболического органа.Она воспринимает из систе­мы кровообращения воротной вены резорбированные из пищеваритель­ного тракта вещества, расщепляет их и после метаболизирования снова переводит их в кровообращение.Таким образом, весь организм непрерывно снабжается аминокислотами, белками, углеводами и липи­дами.Печень может обезвреживать чужеродные экзогенные вещества, а также эндогенные синтезированные, обладающие токсическими свойс­твами вещества.Наконец, печень образует желчь, следовательно, пе­чень обладает важной экскреционной функцией.Предпосылкой для по­нимания патофизиологии печени является понимание ее структуры и физиологической функции.

МИКРОСТРУКТУРА.

Микроанатомической структурной единицей печени является доль­ка, которая состоит из балок печеночных клеток, которые радиально отходят от центральной вены.Между балками пролегают синусоиды, которые воспринимают как артериальную, так и венозную кровь от разветвлений сосудов перипортальных областей, и они выложены си­нусоидальным эндотелием и купферовскими клетками.Дольку печени окружают примерно 5-6 перипортальных полей.В перипортальных полях находятся, наряду с конечными разветвлениями портальной вены и а.hepatica, небольшие желчные ходы, которые впадают в протекающие между печеночными клетками желчные капилляры.От располагающихся в перипортальных полях концевых разветвлений сосудистых систем v.portae и a.hepatica через синусоиды печени к центральной вене оттекает кровь.Между выстланным эндотелием и купферовскими клет­ками, синусоидами и балками печеночных клеток находится прост­ранство Дисса.Поскольку синусоиды характеризуются отсутствием ба­зальной мембраны, и пространство Дисса отграничено очень пористо синусоидальным эндотелием и купферовскими клетками, то плазма крови вытекает из синусоидов в пространство Дисса через эти поры, так что гепатоциты непосредственно омываются кровью.

ПЕЧЕНОЧНЫЙ АЦИНУС.

- 2 -

В то время как долька печени является микроанатомической су­бединицей печени, печеночный ацинус представляет собой функцио­нальную микроединицу печени.Ацинус печени определяется как функ­циональная масса паренхимы печени, которая окружает перипорталь­ное поле наименьшего калибра, и которая рбеспечивается артериаль­ной и портально-венозной кровью этого перипортального по­ля(рис.34.1)

Рис.34.1.Концепция печеночного ацинуса по Раппапорту.

Кровь из афферентных сосудов портальных полей (П.Ф.), которая оттекает через синусоиды печени к центральным венам (ц.в.), омы­вает гепатоциты зоны 1,2 и 3 со сниженным содержанием кислорода, питательных веществ и гормонов.Зона 1 гепатоцитов соседствует с портально-венозным поступление крови, зона 3 соседствует с пече­ночно-венозным оттоком крови.

--------------------

Артериальная и портально-венозная кровь перипортальных полей ацинуса печени протекает через синусоиды печени в две-три цент­ральные вены по соседству с ацинусом, так что каждая центральная вена дольки печени получает кровь от многих ацинусов печени.

Гепатоциты, которые в области снабжения перипортального поля наименьшего калибра собираются в печеночный ацинус, характеризу­ются функциональным зонированием.Это зонирование отражает различ­ное снабжение гепатоцитов одного ацинуса оксигенированной кровью, питательными веществами и гормонами, а также является отражением различного распределения метаболических функций гепатоцитами внутри одного ацинуса.Зона 1 охватывает гепатоциты, которые не­посредственно окружают перипортальное поле; эти гепатоциты омыва­ются кровью с высокой степенью оксигенации и с высоким содержани­ем питательных веществ и гормонов.Зона 3 охватывает гепатоциты, которые внутри ацинуса находятся дальше всего от снабжения кровью перипортального поля, между зонами 1 и 3 находится зона 2 (рис.34.1).

В ацинусе печени в гепатоцитах образуется желчь и сецерниру­ется с желчные канальцы.Желчные канальцы представляют собой кана­лы поперечником 1 мкм, которые образуются на противоположно лежа­щих сторонах двух, максимально трех гепатоцитов.Стенка этих кон­цевых разветвлений отводящей желчь системы образована не из осо­бых клеток, а из стенок гепатоцитов, так называемой каналикуляр­ной мембраны (рис.34.2).Желчные канальцы через промежуточные от­резки соединяются с перипортальными желчными ходами, котрые объ-

- 3 -

единяются в большие внутрипеченочные ходы.

Рис.31.2. ? плазменной мембраны гепатоцитов и их функциониро­вание при транспорте желчных кислот, при зависимом от желчных кислот желчеобразовании и при транспорте веществ в гепатоциты или из них посредством эндоцитоза или экзоцитоза.В области синусои­дальной мембраны гепатоцитов желчные кислоты поступают в гепато­циты посредством связанной с натрием системы носителя и в виде анионов активно выделяется через каналикулярную мембрану в желч­ный каналец.Посредством инвагинации синусоидальной мембраны и эн­доцитотического отшнуровывания происходит отшнуровывание везикул, благодаря чему вещества из пространства Дисса проходят в гепато­циты (напр., инсулин), или через гепатоциты к каналикулярной мембране (напр., Ig A).С другой стороны, образованне в аппарате Гольджи белки мембран или белки плазмы (напр., альбумин или фиб­риноген) транспортируются в форме везикул к синусоидальной мемб­ране и после встраивания везикулярной мембраны в синусоидальную мембрану переносятся в пространство Дисса и затем в кровь.

Ультраструктура и функция составных частей печеночного ацинуса.

Важными структурными составными частями ацинуса печени явля­ются гепатоциты, а также эндотелиальные клетки, купферовские клетки и липоциты печеночных синусоидов и пространства Дисса (рис.34.2).Клетки различаются не только в структурном отношении, но и по физиологической функции.В то время как клетки эндотелия из крови печеночных синусоидов посредством эндоцитоза забирают чужеродный материал, купферовские клетки, например, выполняют функцию разрушения эритроцитов.Липоциты, которые называются клет­ками ИТО, локализуются перисинусоидально между эндотелием синусо­идов печени и гепатоцитами, вероятно, осуществляют транспорт жи­ров, при накоплении витамина А и фиброгенезе.

Гепатоциты.

Гепатоциты у человека занимают примерно 80-88% объема печени (64).Клеточная мембрана гепатоцитов может быть подразделена на три различных домена:

1.Синусоидальная область плазматической мембраны, которая прилежит к пространству Дисса.В этой области находятся нерегуляр­ные микроворсинки, которые омываются плазмой крови промежутков Дисса и, таким образом, осуществляют быстрый обмен метаболитов и

- 4 -

продуктов секреции между кровью и гепатоцитами.

2.Интерцеллюлярная область плазматической мембраны, которая осуществляет особую функцию интерцеллюлярной адгезии и коммуника­ции гепатоцитов.

3.Каналикулярная область плазматической мембраны, которая иг­рает особую роль в образовании и секреции желчи (рис.34.2).

Наряду с выполнением гепатоцитами функции транспортного эпи­телия, синусоидальная и интерцеллюлярная области плазматической мембраны представляют собой базолатеральную поверхность, и мембра-

на желчных канальцев является апикальной секреторной поверхностью.

В области базолатеральной мембраны гепатоцитов локализуется Nа+,К+-АТФаза, так что в этой области мембраны из клетки "прока­чиваются" ионы натрия и таким образом создается градиент натрия между перицеллюлярной жидкостью (интрацеллюлярное пространство и пространство Дисса) и интрацеллюлярным пространством.Поскольку в области базолатеральной мембраны гепатоцитов также и желчные кис­лоты воспринимаются в гепатоциты посредством связанной с натрием системы переносчика через специфические рецепторы желчных кислот и они в качестве анионов активно сецернируются через мембрану желчных канальцев в просвет желчных канальцев, то между перисину­соидальным и каналикулярным пространствами возникает положитель­ный градиент натрия.Осмотическое равновесие и электронейтраль­ность обусловлены тем, что парацеллюлярный поток воды и ионов натрия происходит вследствие наличия "тесных соединений" в желч­ных канальцах (рис.34.2).Таким образом, происходит зависимое от наличия желчных кислот образование желчи в желчных каналь­цах(8).Образование желчи, зависимое от наличия желчных кислот, локализуется преимущественно в зоне 1 ацинуса печени, поскольку энтерогепатически возрастающая концентрация желчных кислот и пог­лощение желчных кислот гепатоцитами в зоне 1 печеночного ацинуса самые большие (21).

Синусоидальная плазматическая мембрана гепатоцитов также в состоянии поглощать вещества посредством эндоцитоза.После инваги­нации синусоидальной мембраны посредством отшнуровки образуются эндоцитотические или пиноцитотические пузырьки, которые транспор­тируются к желчному канальцу и попадают в него.Таким образом дос­тигается не только встраивание компонентов селекционирующей плаз­матической мембраны в мембрану канальца, но, например, и транс­порт инсулина или сецернируемого в желчь Ig A от синусоидальной плазматической мембраны к мембране желчного канальца (61).На дру-

- 5 -

гой стороне в гепатоцитах могут новообразованные мембранные белки

или белки плазмы в форме везикул транспортироваться к синусои­дальной мембране, везикулы могут встраиваться в синусоидальную мембрану, и белки плазмы посредством эндоцитоза доставляются в кровь (рис.34.2).Таким способом, например, альбумин, фибриноген или ЛПОНП выделяются из гепатоцитов в кровь.

Мембрана желчного канальца, которая в форме микроворсинок выступает в просвет желчного канальца, представляет собой замеча­тельный структурный компонент для образования желчи.Желчные кис­лоты модулируют проницаемость этой мембраны и играют, вследствие их свойств как детергентов, важную роль при выделении составных частей мембраны или ферментов (напр., щелочной фосфатазы,5`-нук­леотидазы или фосфодиестеразы) из мембраны канальцев в желчь.

В области внутриклеточной плазматической мембраны соседние гепатоциты соединены между собой при помощи соединительных комп­лексов."Тесные соединения", которые также называют как Zona occ­ludens, отделяют просвет желчных канальцев от интерцеллюлярного пространства или пространства Дисса, но осуществляют парацеллю­лярный поток воды и катионов (напр., ионов натрия) из интерцеллю­лярного пространства и пространства Дисса в просвет желчного ка­нальца (рис.34.2).Параллельно с "тесными соединениями" вдоль желчного канальца находятся "промежуточные соединения", которые содержат конрактильные микрофиламенты.Посредством похожих на пе­ристальтику сокращений периканаликулярно расположенных узлов из микрофиламентов в "промежуточных соединениях" выполняются не только проталкивающие эффекты в канальцах, а также механическая сила воздействует на интерцеллюлярную мембрану для клеточных по­токов воды и ионов. "Соединения промежутков" представляют собой агрегаты интрамембранных частиц в области интерцеллюлярной плаз­матической мембраны, которые формируют через интерцеллюлярные промежутки от гепатоцита к гепатоциту небольшие каналы.Эти каналы проходимы для ионов и небольших молекул, и таким образом осущест­вляют межклеточные коммуникации, что имеет большое значение для координации секреции желчи в гепатоцитах (21).При холестазе, ко­торый представляет собой нарушение секреции желчи, повышается проницаемость "тесных соединений", барьерная функция "тесных сое­динений", которые разъединяют в норме желчь от интерцеллюлярного пространства, в просвете канальца, нарушена.Это выражается в хо­лестазе в обратном токе желчи в пространство Дисса, что клиничес­ки проявляется в форме желтухи и выражается, например, в повыше-

- 6 -

нии концентрации желчных кислот в сыворотке.Плазматическая мемб­рана со структурно и функционально различными доменами окружает цитоплазму гепатоцитов, в которых содержатся многочисленные кле­точные органеллы, как митохондрии, эндоплазматический ретикулум, лизосомы, аппарат Гольджи или цитоскелет.

Эндоплазматический ретикулум гепатоцитов, который у взрослых людей на 40% состоит из шероховатого (содержащего рибосомы) и на 60% из гладкого эндоплазматического ретикулума, может быть при болезнях печени поврежден как в структурном, так и в функциональ­ном отношениях.Синтез белков происходит, главным образом, в шеро­ховатом эндоплазматическом ретикулуме перипортальных гепатоцитов зоны 1 легочного ацинуса.Глазкий эндоплазматический ретикулум от­ветственен за синтез липидов, накопление гликогена, биотрансфор­мацию стероидов, медикаментов и карциногенов, он содержит фермен­ты биосинтеза холестерина, желчных кислот, а также уридиндифос­фат-(УДФ)-глюкуронилтрансферазы, которые, помимо всего прочего, ответственны за конъюгацию медикаментов, билирубина и желчных кислот с глюкуроновой кислотой (57,67).Следовательно, гладкий эн­доплазматический ретикулум имеет функцию обезвреживания ядов.При холестазе, несмотря на гипертрофию, возникает гипоактивность гладкого эндоплазматического ретикулума (68).

Лизосомы богаты гидролитическими ферментами.При холестазе наблюдается повышение числа гепатоцитных лизосом, которые могут содержать билирубин, поврежденные цитоплазматические компоненты и другие составные части мембран (21).В случае болезни Вильсона наблюдается накопление меди и при гемохроматозе-железа, в лизосо­мах.

Аппарат Гольджи находится в многообразных взаимоотношениях с эндоплазматическим ретикулумом и лизосомами, что выражается в концепции GERL-комплекса (Goldi, endoplasmatische Reticulum, Li­sosomen)(62).Аппарат Гольджи имеет функцию "переносчика", напри­мер, в секреции альбумина, фибриногена и ЛПОНП, через синусои­дальную плазматическую мембрану в кровь, а также в направлении желчного канальца, например, при переносе конъюгатов глютатиона в желчь.Таким образом, аппарат Гольджи участвует в секреции желчи и обнаруживает изменения как при холестазе, так и при холорезе (21).

Цитоскелет гепатоцитов состоит из микротрубочек и микрофила­ментов.Среди микрофиламентов различают актинмикрофиламенты, мио­зиновые микрофиламенты и интермедиарные микрофиламенты.Актиномик­рофиламенты особенно расположены вокруг желчного канальца, но

- 7 -

связаны с "тесными соединениями". Посредством похожих на перис­тальтику сокращений вокруг желчного канльца и посредством измене­ний плотности "тесных соединений". Микротрубочки с их полыми структурами являются важной составной чатью структуры гепатоцита и играют важную роль во внутриклеточном транспорте метаболитов и новосинтезированного белка (21).

Хотя все гепатоциты обладают такими структурами и метаболи­ческими способностями, из структурной концепции печеночного аци­нуса вытекает модель метаболического зонирования печеночной па­ренхимы с уменьшением оксигенации, а также концентрации субстрата и гормонов в крови от зоны 1 к зоне 3.

Метаболическое зонирование печеночной паренхимы. Функциональная микроструктура печени в форме печеночного аци-

нуса находит свое отражение в модели "метаболического зонирования

печеночной паренхимы" (44). Гепатоцит в перипортальной и периве­нозной зоны паренхимы печени в ацинусе различаются по своему снабжению ферментами и субклеточными структурами. Если принять, что активность ключевых ферментов определяют величину способности метаболизма, то можно представить различные функции для перипор­тальной и перивенозной зон (43) (Таб.34.1). Такие при равном ге­патоцеллюлярном содержании ферментов во всех клетках паренхимы печеночного ацинуса возможны различные метаболические функции в различных зонах ацинуса, поскольку зоны подвергаются различному управлению посредством различий в концентрации притекающих субс­тратов.

Таким образом, концентрация кислорода в перипортальной крови увеличивается и становится такой же, как и в перивенозной крови, также и взаимоотношения отдельных грмонов, как инсулин, глюкагон, катехоламины изменяются во время пассажа по печени, поскольку скорость расхода отдельных гормонов может быть различной. Это оз­начает, что перипортальная зона характеризуется гормональными приказами, по сравнению с перивенозной зоной, возникает зональная гетеррогенность сигнала (42, 43).

Таблица 34.1. Модель метаболического зонирования печеночной паренхимы (по Fungermann)

-----------------------------------------------------------------

Перипортальная зона Перивенозная зона

- 8 -

Общая и специальная патофизиология.

Обмен и печень.

Печень в качестве центрального метаболического органа выпол­няет важную роль в обмене углеводов, жиров и протеинов.

Обмен углеводов и печень.

Ключевую роль выполняет печень при поддержании гемостаза глю­козы.

В пострезорбтивной фазе, примерно черер 4 часа после приема пищи, потребность организма в глюкозе составляет примерно 7,5 г в час, причем мозг потребляет 6 г в час и эритроциты 1,5 г в час.Эта потребность в глюкозе покрывается печенью, где 4,5 г в час поставляется за счет распада гликогена и 3 г в час - глюконе­огенезом из лактата, аминокислот и глицерина (43).

При обычном питании с потреблением углеводов, равном примерно

- 9 -

100 г эквивалента глюкозы во время еды в ходе фазы резорбции только в первые оба часа после приема пищи всасывается примерно 40-60 г глюкозы в час.Мозг и эритроциты потребляют только пример­но 7,5 г в час.Избыточная глюкоза прежде всего воспринимается пе­ченью, превращается в гликоген, жир или в СО2.Инсулин, который при всасывании глюкозы одновременно выделяется в кровь воротной вены, стимулирует это поглощение глюкозы и превращение.

Фруктоза превращается в печени при помощи фермента фруктоки­назы во фруктозо-1-фосфат и, наконец,альдолазой печени переводит­ся в триозы глицеринальдегид и дигидроксиацетон-фосфат, которые могут метаболизироваться в лактат.Таким способом в нормальной пе­чени в лактат превращается около 70% поглощенной фруктозы.При ин­фузии фруктозы происходит повышение уровня лактата в сыворотке в 2-5 раз с развитием лактатацидоза, в то время как при инфузии глюкозы в крови наблюдается лишь двукратный подъем концентрации лактата.Причиной развития лактатацидоза при инфузии фруктозы, в отличие от инфузии глюкозы можно усматривать в том, что вследс­твие очень высокой активности фруктокиназы в печени, с полувреме­нем, равным 18 минутам, фруктоза очень быстро переводится в пече­ни в лактат.

Галактоза в тонком кишечнике освобождается из лактозы, при пассаже крови воротной вены через печень почти полностью удаляет­ся посредством фосфорелирования специфической галактокиназой из крови.Элиминация галактозы через рот или после внутривенной инъ­екции галактозы применяется для характеризации функции печени (86).

Нарушения метаболизма углеводов при заболеваниях печени.

Поскольку печень работает как глюкостат для целей глюкозого­меостаза организма человека, то заболевания печени ведут к гипог­ликемии, но чаще к гипергликемии ("гепатогенный диабет").Генети­чески обусловленные дефекты в метаболизме углеводов в печени ве­дут к тяжелым врожденным заболеваниям с функциональными ограниче­ниями печени.

Гипергликемия и "гепатогенный диабет".

При хронических заболеваниях печени, особенно при циррозах, часто наблюдается нарушение гомеостаза глюкозы.Нарушение гомеос­таза глюкозы у больных с циррозом печени выявляется часто при проведении тестов на толерантность к инсулину (18).Примерно поло-

- 10 -

вина всех больных с циррозом печени обнаруживают патологическую

толерантность печени и в 10% мягкий корригируемый диетой и суль­фанилмочевины сахарный диабет(18).

Наблюдаемый при циррозе печени гиперинсулинизм является следствием уменьшенного распада инсулина в печени.С другой сторо­ны, несмотря на повышение периферического уровня инсулина, в кро­ви у больных с циррозом печени наблюдается уменьшение толерант­ности к глюкозе, у больных с циррозом печени наблюдается резис­тентность к инсулину.Резистентность к инсулину является следстви­ем уменьшения сродства или числа рецепторов инсулина, поскольку у больных с циррозом печени наблюдается уменьшение числа рецепторов инсулина в моноцитах, эритроцитах и жировых клетках (60,85).В не­которых случаях резистентность к инсулину дополнительно может быть обусловлена дефектом рецепторов, а также нарушением реакций, которые ведут к активированию рецепторов пострецепторными дефек-

тами.Резистентность к инсулину, с другой стороны, снова приводит

к уменьшению толерантности глюкозы.Таким образом, патогенез гепа­тогенного сахарного диабета попадает в порочный круг, в котором заболевание печени ведет к уменьшению степени превращения глюкозы и, следовательно, к гипергликемии.Гипергликемия ведет к гиперин­сулинемии, поскольку распад инсулина в печени замедляется при повреждениях печени.Гиперинсулинемия характеризуется ?"Догоп"-ре-

гуляцией рецепторов инсулина, и понижением числа рецепторов инсу­лина, следствием чего является резистентность инсулина.Резистент­ность инсулина ведет к гипергликемии через понижение превращения глюкозы.

Гипогликемия.

Напротив, гипогликемия при заболеваниях печени наблюдается редко, поскольку эта функция занимает только примерно 20% парен­химы печени, и чтобы избежать снижения уровня сахара крови до ги­погликемических значений, и поскольку почки могут воспринимать

часть образования глюкозы печенью при хронических заболеваниях

печени.По этой причине гипогликемии прежде всего наблюдаются

только при остром гепатите, который частично является следствием

понижения запасов гликогена, нарушений снабжения глюкозой и нару­шений глюконеогенеза в печени, а также уменьшения степени актива­ции инсулина печенью.

Нарушения метаболизма галактозы.

- 11 -

При галактозэмии имеет место генетический недостаток галакто­зо-1-фосфат-уридилтрансферазы, так что может может возникнуть не­достаток галактозы, галактитела и галактозо-1-фосфата в теле при повреждении функции печени, почек и мозга и при развитии катарак­ты.Поскольку галактоза является составной частью молочного саха­ра, то клиническая симптоматика развивается сразу после рождения и требует немедленного питания младенцев без галактозы.

Болезни запасания гликогена.

Болезни накопления гликогена характеризуются нарушениями ме­таболизма с отложением гликогена в различных органах, в основном, в печени, в мышцах и в почках.В соответствии с генетически обус­ловленным дефектом фермента различают 10 различных типов заболе­вания накопления гликогена (табл.34.2).Господствующее проявление симптомов в печени прежде всего наблюдается при типах 1,3,6, и

9.Клинически при заболеваниях накопления гликогена вследствие уменьшенного освобождения глюкозы из гликогена следует особое внимание обращать на гипогликемию при уменьшении потребления пи­щи, так что становится необходимым последовательное трехчасовое питание в течение дня, а также ночью, во избежание гипогликемии.

Метаболизм белков и печень.

У взрослых людей с весом тела около 70 кг 12 кг относятся к белкам, из которых 200-300 г. ежедневно подлежат расходу и нео­синтезу. Из них белки мускулатуры составляют 53% и белки печени 20%. После мускулатуры + печень - орган с наиболее интенсивным синтезом белка. Печень синтезирует из аминокислот ежедневно 50 г. белка, из которых 12 г. относятся к альбумину. Также и другие белки плазмы, например, фибриноген, факторы свертывания, аль­фа 41 0-антитрипсин, апопротеины, церулоплазмин - синтезируются в ко-

нечном итоге в печени. Необходимые для синтеза белков аминокисло­ты в основном получаются при распаде эндогенных белков, при био­синтезе неэссенциальных аминокислот и из поставляемых с питанием белков, которых следует принимать около 90 г. При уменьшении ежедневного подвода белков до 45 г возникает отрицательный баланс азота.

Обмен аминокислот и печень.

Пчень занимает такие центральное место в аминокислотном обме­не (рис.34.4) (29). Спектр аминокислот, подвозимых в крови пор-

- 12 -

тальной вены в печень, претерпевает в печени изменения, поскольку

аминокислоты частично могут распадаться до мочевины, частично

участвуют в биосинтезе белков или глюкозы, частично проходит че­рез печень неизмененными. Поскольку в печени преимущественно рас­падаются ароматические аминокислоты (фенилаланин, тирозин и мети­онин), в мускулатуре распадаются главным образом аминокислоты с разветвленной цепью (валин, лейцин или изолейцин), кровь печеноч­ной вены содержит относительно более высокий уровень аминокислот с разветвленными цепями, по сравнению с кровью воротной вены.Ами­нокислоты с разветвленными цепями в мускулатуре и в головном моз­ге служат для получения энергии.Напротив,ароматические аминокис­лоты, которые конкурируют с аминокислотами с разветвленными цепя­ми за транспортные системы в гематоэнцефалическом барьере, прев­ращаются в нейротрансмиттеры.Обезвреживание аммиака в головном мозге достигается посредством образования глютамина из глютама­та.Глютамин с кровью транспортируется к почкам и к печени, и слу­жит в почках в качестве субстрата для выведения аммиака в мозге и, следовательно,для регуляции кислотно-щелочного равновесия при помощи почек.В печени происходит обезвоживание аммиака из глюта­мина через цикл мочевины.Образование мочевины представляет собой определенную ступень обезвреживания мочевины в печени, поскольку мочевина выделяется с мочой, и образование мочевины является не­обратимым.

Обезвреживание аммиака и функция печени в качестве регулятора величины рН.

Биосинтез мочевины и глютамина представляет собой важнейшую возможность обезвреживания аммиака печенью.Синтез мочевины проис­ходит в печени, в цикле мочевины, открытом Krebs и Henseleit (46).Глютамин образуется при переносе аммиака из глютамата пос­редством глютаминсинтетазы.Отщепление ионов аммония от глютамина производится посредством глютаминазы.Синтез и расщепление глюта­мина происходит совместно в глютаминовом цикле.В соответствии с концепцией метаболического зонирования печеночного ацинуса цикл мочевины и реакция глютаминазы глютаминового цикла локализуется в перипортальной зоне, в то время как реакция глютаминсинтетазы глютаминового цикла находится в перивенозной зоне (32)(рис.34.5).Поскольку фермент, определяющий скорость цикла мо­чевины, локализующегося перипортально, карбамилфосфатсинтетаза

имеет незначительное сродство с ионами аммония (Кm=1-2мМ/л), по

- 13 -

сравнению с перивенозно локализуемой глютаминсинтетазой глютами­нового цикла (Кm=0,3мМ/л), обезвреживает только при высоких кон­центрациях аммония в цикле мочевины.Ионы аммиака, которые обезв­реживаются при токе перипортальной крови от перипортального в пе­ривенозном направлении не через цикл мочевины, происходит вследс­твие высокого сродства глютаминсинтетазы к аммиаку еще в периве­нозной зоне печеночного ацинуса.Таким образом, аммиак в физиоло­гических концентрацией портальной крови (0,3мМ/л) обезвреживается посредством образования мочевины,а также посредством синтеза глю­тамина.

Поскольку при синтезе мочевины в печени, наряду с ионами ам­мония, также используются ионы бикарбоната (см. суммарную формулу на рис.34.5) и синтезируемый в печени, транспортируемый к почкам глютамин выводится в виде ионов аммония посредством печеночной глютаминазы в мочу, и печень в состоянии стабилизировать значение рН посредством изменения скорости синтеза глютамина - таким обра­зом, печень обладает функцией стабилизатора величины рН.

При метаболическом ацидозе в печени понижается скорость син­теза мочевины, в ней снижается уровень бикарбоната.Скорость син­теза глютамина в печени повышается, транспортируемый к почкам глютамин отдает больше ионов аммония и, следовательно, протонов в мочу.При метаболическом алкалозе необратимо повышается синтез мо­чевины, расходуется больше бикарбоната.Напротив, вследствие уменьшенного синтеза глютамина в печени, почки уменьшают подачу глютамина для выведения ионов аммония в мочу (рис.34.5).

Нарушения метаболизма аминокислот

и синтеза мочевины при болезнях печени.

При острых и хронических заболеваниях печени могут возникать изменения обмена аминокислот и белков вследствие уменьшения функ­циональной массы гепатоцитов и вследствие наличия портосистемного шунта потока крови.

Нарушения обмена аминокислот при хронических заболеваниях пе­чени выявляются тем, что спектр аминокислот в плазме по сравнению со здоровыми при хронических заболеваниях печени характеризуется понижением содержания аминокислот с разветвленными цепями на 30-50% (лейцин, изолейцин, валин) и повышением содержания арома­тических аминокислот (тирозин, фениламин и метионин).Понижение содержания аминокислот с разветвленными ?аминокислотами(цепями) приводит при хронических заболеваниях печени к наблюдаемой гипе-

- 14 -

ринсулинемии.Гиперинсулинемия обусловлена повышенным распадом

аминокислот с разветвленными цепями на переферии, в мускулатуре и

жировой ткани (84) и, следовательно, к понижению содержания этих

аминокислот в плазме.Повышение содержания ароматических аминокис-

лот в плазме при хронических заболеваниях печени объяснсется

уменьшением распада этих аминокислот в печени вследствие наруше­ния функций печени, поскольку содержание ключевых печеночных фер­ментов распада ароматических аминокислот, для триптофана - трип­тофанпирролаза, в печени понижено (84).

Поскольку при хронических болезнях печени и при циррозе также уменьшена скорость синтеза мочевины вследствие уменьшения содер­жания ферментов цикла мочевины, таким образом, объясняется повы­шение содержания аминокислот плазмы, особенно ароматических ами­нокислот, а также в уменьшенном распаде аминокислот в цикле моче­вины (32).Поскольку обезвоживание ионов аммония в цикле мочевины локализуется в перипортальной зоне печеночного ацинуса, и при циррозе особенно повреждается морфологически перипортальный реги­он, что объясняется уменьшением скорости синтеза мочевины при хронических заболеваниях печени и наступившей гипераммониемией, а также склонностью к развитию метаболического алкалоза.Метаболи­ческий алкалоз имеет место при хронических заболеваниях печени вследствие снижения потребления бикарбоната вследствие уменьшения скорости синтеза мочевины, причем компенсаторно для обезврежива­ния аммиака в перивенозной зоне печеночного ацинуса может быть повышен синтез глютамина.(32)(рис.34.5).

При наличии застойной печени перивенозная зона печеночного ацинуса необратимо повреждена в отношении обезвреживания ионов аммония посредством синтеза глютамина.Это может приводить к мета­болическому ацидозу вследствие уменьшенного выделения аммония почками при застойной печени (32).Таким образом, изменения мета­болизма аминокислот и обезвреживания аммония при хронических бо­лезнях печени представляют собой важные факторы в патогенезе из­менений кислотно-щелочного равновесия и в возникновении печеноч­ной энцефалопатии.

Нарушения метаболизма белка при заболеваниях печени.

Изменения белков плазмы при заболеваниях печени могут отра­жать изменения биосинтеза белка в печени, поскольку многие белки плазмы синтезируются исключительно в печени.

- 15 -

Альбумин: больные с циррозом печени часто имеют пониженный уровень сывороточных альбуминов.Этот уровень может быть отражени­ем пониженного запаса альбуминов в плазме, а может при нормальном запасе плазменных альбуминов быть также выражением эффекта раз­бавления.Так, у больных с циррозом печени и гипоальбуминемией, а также с асцитом часто наблюдается нормальный запас альбумина в плазме и даже повышенный общий альбумин в теле, вследствие повы­шения экстраваскулярного запаса альбумина.Таким образом, при ха­рактеризации метаболизма альбуминов при болезнях печени следует проводить различие между больными с асцитом и без него.

У больных с циррозом печени без асцита гипоальбуминемия обоз­начает уменьшение синтеза альбуминов, интраваскулярного запаса альбуминов и общего альбумина всего тела.Ежедневный синтез альбу­мина может уменьшаться при циррозе с 10-12 г до 4 г.

У больных с циррозом печени с асцитом, несмотря на гипоальбу­минемию, синтез альбумина, напротив, очень часто бывает нормаль­ным.Секреция синтезируемого в гепатоцитах альбумина в плазму мо­жет нарушаться коллагеном цирроза, так что до 89% новосинтезиро­ванного альбумина непосредственно переходит в асцит и, таким об­разом, несмотря на нормальный синтез альбумина, может возникать гипоальбуминемия.По этой причине уровень сывороточного альбумина не находит выражения в производительности синтеза печенью, вследствие длительного времени полужизни распада альбумина, кото­рое составляет около 3-х недель. Напротив, определение факторов свертывания в крови является отражением производительности синте­за в печени, поскольку время полужизни факторов свертывания очень невелико.

Факторы свертывания: печень играет важную роль в гемостазе, поскольку она ответственна за синтез большинства факторов сверты­вания и за распад фибринолитических факторов.Печень синтезирует фибриноген (фактор 1) и факторы свертывания 5, 7, 9 и 10, причем, за исключением фибриногена, все другие факторы для синтеза нужда­ются в витамине К.Тяжелые острые болезни печени могут, посредс­твом выпадения функции печени, вследствие уменьшения синтеза, привести к быстрому падению содержания факторов свертывания 2, 5, 7 и 10 с удлинением протромбинового времени, поскольку время по­лужизни факторов свертывания лежит между 2 и 4 днями.Уровень фиб­риногена в крови, как правило, не уменьшен.Поскльку для синтеза факторов свертывания 2, 7, 9 и 10 также необходим витамин К, ко­торый в качестве жирорастворимого витамина в кишечнике всасывает-

- 16 -

ся при участии желчных кислот и образуется микробами кишечника,

то мальабсорбция, застойная желтуха и стерилизация содержимого

кишечника антибиотиками приводят к нарушениям свертывания вследс­твие дефицита витамина К. Введение витамина К устраняет при нор­мальной функции печени эти нарушения свертывания.

Наряду с факторами свертывания при тяжелых поражениях пече­ночной паренхимы вследствие нарушений синтеза активность холинэс­теразы и концентрации гаптоглобина и церулоплазмина в плазме по­нижены.

Экстрацеллюлярный фибриногенез. матрикс - коллаген.

Соединительная ткань экстрацеллюлярного матрикса печени со­держит три основные группы макромолекул:

1. Коллаген; 2. Протеогликан и 3. Гликопротеины, которые все при циррозе печениобнаруживаются по повышенным концентрациям в печени (73).

Коллаген представляет собой гетерогенный класс протеинов, их аминокислотный состав на одну треть представлен глицином и на од­ну четверть пролином и гидрооксипролином. Коллаген очень устойчив по отношению к протеолитическому распаду, только специфические ферменты (коллагеназы) расщипляют коллаген.

В печени человека можновыделить пять различных типов коллаге­на, имеющих структурные различия между собой: коллаген типа I, III, IV, V, VI. В нормальной печени человека коллаген типа I и типа III составляют примерно треть всего коллагена печени, кото­рый соста