Сосудистые функции печени

Видео: Профилактика заболеваний сердечно-сосудистой системы, печени, почек (ч.1)

Регуляция печеночного кровотока

В норме печеночный кровоток у взрослых составляет около 1500 мл/мин- 25-30% его обеспечивается печеночной артерией и 70-75% — воротной веной (рис. 34-2). Потребность печени в кислороде на 45-50% удовлетворяет печеночная артерия, на оставшиеся 50-55% — воротная вена. Давление в печеночной артерии равно системному АД, в то время как давление в воротной вене < 10 мм рт. ст. Насыщение гемоглобина кислородом в крови воротной вены составляет 85%. Общий печеночный кровоток (печеночная артерия + воротная вена) составляет 25-30% сердечного выброса. Кровоток в печеночной артерии зависит от постпрандиаль-ных метаболических потребностей, т.е. ауторегули-руется (постпрандиальный период — это период после приема пищи — прим. пер.). Кровоток в воротной вене зависит от кровотока в ЖКТ и селезенке. Хотя ауторегуляция кровотока в печеночной артерии может не играть значимой роли во время голодания, существует взаимосвязанный, хотя и несколько ограниченный механизм регуляции, так что снижение кровотока в одной системе (печеночной артерии или воротной вене) приводит к компенсаторному увеличению в другой.

В стенке печеночной артерии расположены А1-адрепорецепторы (их стимуляция вызывает вазоконстрикцию), а также В2-адренорецепторы и дофаминер-гические (D1) рецепторы (их стимуляция вызывает вазодилатацию). В стенке воротной вены имеются только А1-адренорецепторы и D1-рецепторы. Активация симпатической нервной системы вызывает спазм печеночной артерии и брыжеечных сосудов, что приводит к снижению печеночного кровотока.

Емкостная функция

Низкое сопротивление в печеночных синусоидах позволяет обеспечить относительно большой кровоток через воротную вену, хотя давление в ней невысоко (7-10 мм рт. ст.). Следовательно, небольшие изменения тонуса и давления в печеночных венах оказывают значительное влияние на объем крови в печени, что позволяет ей выполнять функцию резервуара крови.

В норме объем крови в печени составляет 450 мл (почти 10% ОЦК). При кровотечении давление в печеночной вене снижается, что вызывает перемещение крови из печеночных вен и синусоидов в центральное венозное русло и позволяет увеличить ОЦК на 300 мл. Повышение ЦВД при застойной сердечной недостаточности передается на печеночные вены и влечет за собой скопление крови в печени. Таким образом, ценой венозного застоя в печени из кровотока может удаляться до 1 л крови.

Видео: Печень. Функции печени - развивающий мультфильм для детей

Детоксикационная функция

Клетки Купфера, выстилающие стенки синусоидов, являются частью системы мононуклеарных фагоцитов (устаревшее название — ретикулоэндотелиальная система). Клетки Купфера обладают способностью к фагоцитозу, переработке антигенов (что является одной из фаз иммунного ответа), а также к образованию различных белков, ферментов, цитокинов и других медиаторов. Благодаря фагоцитарной активности клетки Купфера удаляют кишечные бактерии и нейтрализуют эндотоксины, поступившие в кровь из кишечника. Остатки разрушенных клеток, вирусы, белки и различные частицы, находящиеся в крови, также подвергаются фагоцитозу.

Метаболические функции печени

Благодаря большому количеству ферментных систем печень играет ключевую роль в метаболизме углеводов, жиров, белков и других веществ (рис. 3/1-3).

Метаболизм углеводов

Конечными продуктами расщепления углеводов, поступающих в организм человека, являются глюкоза, фруктоза и галактоза, В печени фруктоза и галактоза превращаются в глюкозу, поэтому метаболизм глюкозы является общим конечным путем метаболизма всех углеводов.

Во всех клетках энергия запасается в виде АТФ, который образуется в ходе анаэробного (гликолиз) или аэробного (цикл лимонной кислоты) расщепления глюкозы. В печени и жировой ткани расщепление глюкозы может также происходить по пентозофосфатному пути, что позволяет не только получить энергию, но и выработать кофактор, играющий важную роль в синтезе жирных кислот. Глюкоза, поступающая в кровь после еды, запасается в организме в форме гликогена. Если депо гликогена насыщены, то поступающая глюкоза превращается в жир. Гликоген является легкодоступным источником глюкозы. Необходимость превращения глюкозы в гликоген при запасании энергетического материала обусловлена тем, что накопление легко растворимой глюкозы в клетках могло бы привести к осмотическому шоку с последующим разрушением клеточной мембраны. Нерастворимый гликоген осмотически неактивен. Только печень и, в меньшей степени, скелетные мышцы способны запасать значительное количество гликогена. Инсулин потенциирует синтез гликогена, тогда как адреналин и глюкагон, напротив, способствуют гликогенолизу. Поскольку в печени содержится около 70 г гликогена, а потребление глюкозы составляет в среднем 150 г/сут, запасы гликогена истощаются через 24 ч голодания. Чтобы обеспечить непрерывное снабжение органов и тканей глюкозой после 24 ч голодания, необходим синтез глюкозы de novo (глюконеогенез).

Рис. 34-3. Основные пути метаболизма в печени. Хотя небольшое количество АТФ образуется в результате промежуточных реакций, подавляющее большинство молекул АТФ синтезируется путем окислительного фосфорилирования восстановленных форм никотинамидаденинадинуклеотида (НАД) и никотинамидаденинадинуклеотидфосфата

Печень обладает уникальной способностью вырабатывать большое количество глюкозы из молочной и пировиноградной кислоты, аминокислот (в основном из аланина) и глицерола (образуемого в ходе метаболизма жиров). Нормальная концентрация глюкозы в крови поддерживается за счет глюконеогенеза в печени. Глюкокортикоиды, катехоламины, глюкагон и тиреоидные гормоны потенциируют глюконеогенез, в то время как инсулин, напротив, ингибирует.

Метаболизм жиров

При насыщении депо углеводов избыток поступающих с пищей жиров (и белков) превращается в печени в жиры. Образующиеся жирные кислоты могут немедленно использоваться в качестве источника энергии или откладываться в жировой ткани или печени. В качестве источника энергии почти все клетки организма непосредственно утилизируют жирные кислоты, образующиеся из жиров пищи или синтезируемые в ходе промежуточного метаболизма углеводов и белков. Исключением являются эритроциты и мозговое вещество почки, где может утилизироваться только глюкоза. Нейроны в качестве источника энергии в обычных условиях используют только глюкозу, но через несколько дней голодания могут переключаться на жирные кислоты.

Жирные кислоты, образующиеся из жиров, вначале окисляются до ацетилкоэнзима А (ацетил-KoA), который, в свою очередь, окисляется в цикле лимонной кислоты с образованием АТФ. Печень обладает высокой способностью к окислению жирных кислот, в результате чего из избытка ацетил-KoA образуется ацетоацетат. Ацетоацетат, высвобождаемый гепатоцитами, служит альтернативным и легкодоступным (ацетоацетат быстро превращается в ацетил-КоА) циркулирующим в крови энергетическим субстратом для других видов клеток. Глюкагон усиливает окисление жирных кислот, а инсулин ингибирует его.

Ацетил-КоА, кроме того, используется печенью для образования холестерина и фосфолипидов, необходимых для синтеза клеточных мембран во всем организме. Синтезируемые в печени липопротеины имеют важное значение для транспорта липидов в крови.

Метаболизм белков

Печень играет ключевую роль в метаболизме белков. Если печень прекращает участвовать в метаболизме белков, то через несколько дней наступает смерть. Метаболизм белков осуществляется в несколько последовательных этапов: 1) дезаминирование аминокислот- 2) образование мочевины (для элиминации аммиака, образующегося при дезами-нировании аминокислот)- 3) взаимопревращения между заменимыми аминокислотами- 4) синтез белков плазмы.

Дезаминирование необходимо для превращения избытка аминокислот в углеводы и жиры. В ходе ферментативных процессов (чаще всего трансами-нирование) аминокислоты превращаются в соответствующие кетокислоты, а в качестве побочного продукта реакции образуется аммиак. Дезаминирование аланина весьма важно для глюконеогенеза в печени. Хотя дезаминирование может происходить в почках (в основном это касается глутамина, см. главу 30), основным местом дезаминирования в организме является печень. За исключением аминокислот, имеющих разветвленный радикал (лейцин, изолейцин и валин), в печени подвергаются де-заминированию почти все аминокислоты, поступающие в организм с белками пищи. Аминокислоты с разветвленным радикалом подвергаются метаболизму преимущественно в скелетных мышцах.

Аммиак, образующийся при дезаминировании аминокислот (а также вырабатывающийся под действием бактерий толстого кишечника и всасывающийся в кровь через стенку кишки), обладает высокой цитотоксичностью. В ходе нескольких последовательных реакций, проходящих в печени под действием ферментов, к двум молекулам аммиака присоединяется одна молекула СО2, в результате чего образуется мочевина. Образовавшаяся мочевина легко диффундирует из печени и затем выделяется через почки.

Трансаминирование соответствующих кетокислот в печени приводит к образованию заменимых аминокислот и компенсирует их недостаток в пищевом рационе. Незаменимые аминокислоты в соответствии со своим названием не синтезируются посредством этого механизма и должны поступать извне.

Почти все белки плазмы, за исключением иммуноглобулинов, образуются в печени. В количественном отношении наиболее важными из этих белков являются альбумин и факторы свертывания. Альбумин обеспечивает поддержание нормального онкотического давления плазмы, а также является главным белком, осуществляющим связывание и транспорт гормонов и лекарственных препаратов. Следовательно, изменение концентрации альбумина оказывает влияние на концентрацию фармакологически активной, несвязанной фракции многих лекарственных препаратов.

Все факторы свертывания, за исключением фактора VIII и фактора фон Виллебранда, образуются в печени. Витамин К является необходимым кофактором для синтеза протромбина (фактор II) и факторов VІІ, IX и X. В печени синтезируется холинэ-стераза плазмы (синоним: псевдохолинэстераза) — фермент, который гидролизует эфиры, в том числе некоторые местные анестетики и сукцинилхолин. Другие важные белки, образующиеся в печени, включают ингибиторы протеаз (антитромбин III, А2-антиплазмин и А1-антитрипсин), транспортные белки (трансферрин, гаптоглобин и церулоплазмин), белки системы комплемента, А1-гликопротеин, С-реак-тивный белок и сывороточный амилоид типа А.

Метаболизм лекарственных препаратов

Многие экзогенные вещества, включая большинство лекарственных препаратов, подвергаются биотрансформации в печени. В ходе реакций биотрансформации эти вещества либо инактивируются, либо становятся более водорастворимыми и затем легко выводятся из организма с желчью или мочой. Биотрансформацию различных веществ в печени подразделяют на реакции I и II фазы. Реакции I фазы протекают под действием оксидаз широкого спектра или ферментных систем цитохрома Р-450 и представляют собой окисление, восстановление, дезаминирование, присоединение сульфоксидра-дикала, деалкилирование и метилирование. Например, инактивация барбитуратов и бензодиазепинов происходит благодаря реакциям I фазы. Реакции II фазы, которые в отдельных случаях могут следовать за реакциями I фазы, представляют собой конъюгацию (связывание) вещества с глюкуроновой кислотой, серной кислотой, таурином или глицином. Образовавшиеся в результате конъюгации соединения легко выводятся с мочой или желчью.

Активность некоторых ферментных систем (например, цитохрома Р-450) повышается под действием ряда лекарственных препаратов (так называемая индукция ферментов). Этанол, барбитураты, кетамин и, возможно, бензодиазепины (например, диазепам) усиливают синтез ферментов, которые обеспечивают метаболизм этих лекарственных препаратов. Этот феномен может привести к толерантности по отношению к указанным препаратам. Более того, индукция ферментов часто провоцирует толерантность к другим лекарственным препаратам, которые подвергаются метаболизму теми же ферментами (перекрестная толерантность). Напротив, некоторые препараты (например, цимети-дин, хлорамфеникол), снижая активность ферментов, способствуют увеличению продолжительности действия других препаратов.

В некоторых случаях продукты реакции I фазы могут проявлять повышенную активность или даже оказывать токсическое действие. Представляется, что такие реакции являются важным аспектом токсического действия ацетаминофена, изониазида и, возможно, галотана (см. ниже).

Метаболизм некоторых препаратов (например, лидокаин, морфин, верапамил, лабеталол, пропраиолол) весьма сильно зависит от печеночного кровотока. Эти препараты характеризуются очень высокой степенью печеночной экстракции из кровотока. Поэтому снижение их метаболического клиренса скорее указывает на снижение печеночного кровотока, а не на гепатоцеллюлярную дисфункцию.

Другие метаболические функции

Печень играет важную роль в метаболизме гормонов, витаминов и минеральных веществ. Функция щитовидной железы зависит от образования в печени из тироксина (T4) более активного трийод-тиронина (T3). Метаболизм тиреоидных гормонов происходит преимущественно в печени. Печень является основным местом метаболической деградации инсулина, стероидных гормонов (эстроген, альдостерон, кортизол), глюкагона и антидиуретического гормона. Гепатоциты являются основным местом накопления витаминов A, B12, E и D. Наконец, в печени образуется трансферрин и гаптогло-бин, играющие важную роль в метаболизме железа, а также церулоплазмин, необходимый для метаболизма меди.



Образование и экскреция желчи

Желчь играет важную роль во всасывании жиров и экскреции билирубина, холестерина и многих лекарственных препаратов. Гепатоциты в каждой дольке печени постоянно выделяют в желчные канальцы жидкость, содержащую желчные соли, холестерин, фосфолипиды, конъюгированный билирубип и другие вещества. В образовании желчи задействован ряд механизмов: (1) осмотическая фильтрация, обусловленная секрецией желчных солей в канальцах (фракция желчи, зависимая от желчных солей)- (2) транспорт ионов, опосредованный Na+-K+ зависимой АТФ-азой (фракция, независимая от желчных солей)- (3) опосредованный секретином транспорт натрия и бикарбоната в желчных протоках.

В результате слияния желчных протоков всех печеночных долек образуется общий желчный проток (рис. 34-4). Регуляция оттока желчи из общего желчного протока в двенадцатиперстную кишку осуществляется сфинктером Одди. Желчный пузырь сообщается с общим желчным протоком через пузырный проток и служит резервуаром желчи. Сгущение желчи в желчном пузыре происходит в перерывах между приемами пищи в результате активного транспорта натрия и пассивной реаб-сорбции воды. Холецистокинин — гормон, выделяемый слизистой тонкой кишки в ответ на поступление жиров и белков, вызывает сокращение желчного пузыря и расслабление сфинктера Одди, что приводит к поступлению желчи в тонкий кишечник.

Желчные кислоты и всасывание жиров

Желчные кислоты, вырабатываемые гепатоцитами из холестерина, необходимы для эмульсификации нерастворимых компонентов желчи, а также для обеспечения всасывания липидов в кишечнике. Холестерин элиминируется из организма главным образом с желчью (после метаболического превращения в желчные кислоты). Соли двух наиболее значимых желчных кислот — холевой и хенодезоксихолевой — конъюгируются с глицином и таурином, после чего секретируются с желчью. Нарушение образования или секреции солей желчи препятствует нормальному всасыванию жиров и жирорастворимых витаминов (A, D, E и К). Поскольку в норме запасы витамина К в организме довольно ограничены, дефицит витамина К может развиться уже через несколько дней. Дефицит витамина К приводит к коагулопатии вследствие нарушения синтеза протромбина и факторов свертывания VII, IX и X.

Экскреция билирубина

Билирубин является конечным продуктом метаболизма гемоглобина. Он образуется в результате расщепления гема в клетках системы мононукле-арных фагоцитов (макрофагах) печени. Гораздо меньшее количество билирубина образуется в результате расщепления миоглобина и ферментов ци-тохрома. На первом этапе гемоглобин под действием оксигеназы гема расщепляется на биливердин, СО и железо, после чего биливердинредуктаза превращает биливердин в билирубин. Билирубин поступает в кровь, где быстро связывается с альбумином. Поглощение билирубина печенью из кровотока происходит пассивно, но связывание с внутриклеточными белками иммобилизует его внутри гепато-цитов. Внутри гепатоцитов билирубин вначале конъюгируется (преимущественно с глюкуроновой кислотой), а затем подвергается активной секреции в желчных канальцах. Небольшая часть конъюги-рованного билирубина реабсорбируется в кровь. Половина поступающего в ЖКТ билирубина под действием флоры толстой кишки превращается в уробилиноген. Небольшое количество этого вещества всасывается в кишечнике с тем, чтобы выделиться с желчью (энтерогепатическая циркуляция). Незначительное количество уробилиногена выделяется с мочой.<< ПредыдушаяСледующая >>
Внимание, только СЕГОДНЯ!