Skip to Content

Гепатопротекторы - Анатомо-физиологические особенности печени

Версия для печатиВерсия для печатиОтправь ссылку другуОтправь ссылку другу
0
Ваша оценка: Нет

Печень, располагающаяся под диафрагмой в правом верхнем отделе брюшной полости тела, является самой крупной железой организма млекопитающих. Ее относительная масса колеблется у разных видов от 1,5 до б %. Например, у взрослого человека относительная масса печени варьирует от 2 до 5 %, а абсолютная достигает 1200-1800 г.

Печень занимает стратегическое положение в организме. Она является своего рода химической лабораторией тела и выполняет как экзокринную, так и эндокринную функции. Клеточная популяция печени представлена несколькими типами клеток, которые подразделяют на паренхимные и непаренхимные. Последние включают синусоидальные и перисинусоидальные клетки. К синусоидальным клеткам, входящим в состав синусоидов, относят эндотелиальные клетки и звездчатые ретикулоэндотелиоциты (клетки Купфера). Плоские эндотелиальные клетки, выстилающие внутридольковые капилляры, составляют около 44 % объема всех синусоидальных клеток. Основная функция эндотелиоцитов - создание барьера между гепатоцитами и кровеносным руслом печени. Кроме того, эти клетки способны к эндоцитозу многих веществ, таких как липопротеи-ды, гликопротеины, липополисахариды и мукополисахариды.

Между эндотелиоцитами рассеяны многочисленные клетки Купфера, которые имеют моноцитарное происхождение и являются органоспецифическими макрофагами. Клетки Купфера локализуются преимущественно вокруг портальных трактов. Они играют важную роль в очищении крови от экзо- и эндогенных токсинов, антигенов и коагулянтов. Фагоцитарная функция купферовских клеток осуществляется за счет присутствияв их цитоплазме большого количества лизосом, содержащих кислые гидролазы. При хроническом алкогольном гепатите, циррозе печени, а также СС14-интоксикации наблюдаются гипертрофия и гиперплазия этих клеток.

Перисинусоидальные клетки, расположенные в пространствах Диссе, подразделяют на липоциты (клетки Ито) и ямочные клетки (Pit-клетки). Большинство клеток Ито содержат большое количество липидов, однако 20-25 % липоцитов не содержат липиды и участвуют в накоплении витамина А. Показано, что количество клеток Ито может значительно увеличиваться при хронических заболеваниях печени. В этом случае содержание витамина А в этих клетках резко снижается, и они начинают синтезировать компоненты внеклеточного матрикса: коллаген, протеогликаны и гликопротеины.

К эндотелиальным клеткам и клеткам Купфера со стороны просвета синусоидов с помощью псевдоподий прикрепляются Pit-клетки, которые являются большими гранулярными лимфоцитами и обладают естественной киллерной активностью. В зависимости от условий ямочные клетки могут осуществлять разные функции. Например, при заболеваниях печени они, как киллеры, уничтожают поврежденные гепатоциты, а в период выздоровления стимулируют их пролиферацию.

Основным и наиболее многочисленным типом клеток в печени млекопитающих являются гепатоциты. Они составляют 60-70 % от общего числа клеток и до 90 % массы печени, обеспечивают выполнение ее многочисленных тканеспецифических функций.

По разным оценкам, среднее количество гепатоцитов в печени человека составляет 100-250 х 109 клеток. Полагают, что гепатоциты как клеточный тип появляются в раннем эмбриональном периоде во время вспышки пролиферативной активности клеток, наблюдающейся в области будущего зачатка печени, закладка которого у человека происходит примерно на 18-е сутки пренатального развития.

Эмбриональная печень растет с большой скоростью, чему способствует высокая пролиферативная активность гепатоцитов. После рождения пролиферативная активность клеток паренхимы печени быстро снижается.

Большая часть популяции гепатоцитов в печени взрослого человека представлена одноядерными диплоидными (2с) клетками. Заметное число полиплоидных клеток в паренхиме печени у человека появляется лишь после 50 лет, в период старения. Доля диплоидных гепатоцитов в это время снижается до 50-60 %, и в популяции появляются единичные гепатоциты с плоидностью 8с и 16с.

Полиплоидизация гепатоцитов сопровождается увеличением их размеров. Во многих работах показано, что увеличение плоидности гепатоцитов приводит к пропорциональному увеличению их объема и сухой массы, а также содержания в них белка. Установлено, что различные показатели гепатоцитов, отражающие их функциональную активность (содержание РНК, гликогена, интенсивность включения аминокислот и уридина и др.), также изменяются в соответствии с дозой генов.

Микроскопическая структура печени во многом обусловлена особенностями ее кровоснабжения. Система кровоснабжения печени уникальна. В отличие от других органов, она одновременно получает артериальную и венозную кровь, соответственно из печеночной артерии и портальной вены (рис. 1.1).

Кровеносная система печени

Портальная вена собирает кровь от всех непарных органов брюшной полости, которые включают абдоминальную часть пищеварительного тракта, поджелудочную железу и селезенку.

Кровь, поступающая через портальную вену, представляет собой артериальную кровь, прошедшую через большую часть желудочно-кишечного тракта, где в капиллярах, через которые она циркулировала, происходило всасывание продуктов деградации углеводов, жиров и белков. В связи с этим концентрация кислорода в портальной вене значительно выше, чем в других венозных сосудах.

Печеночная артерия приносит кровь из аорты, насыщенную кислородом. Показано, что 70-80 % потока крови печень получает из портальной вены, и только 20-30 % - из печеночной артерии. Поскольку концентрация растворенного кислорода в артериальном сосуде составляет около 135 мкмоль, а в портальной вене - 65-78 мкмоль, концентрация кислорода после смешения притекающей к печени крови, достигающая первых клеток, составляет около 85 мкмоль. Отток из печени крови, бедной кислородом и обогащенной продуктами катаболизма, происходит по венозным сосудам, которые, в конце концов, впадают в нижнюю полую вену.

Основной морфофункциональной единицей печени считают печеночную дольку. Существует несколько представлений о строении долек, но различные модели их строения не исключают друг друга, а лишь отражают различные стороны структуры и функции печени. Согласно классическим представлениям, дольки печени имеют форму шестигранных призм с плоским основанием, по углам которого находятся портальные тракты (триады), включающие ветви воротной вены, печеночной артерии, желчные протоки, лимфатические сосуды, а также афферентные и эфферентные нервные волокна, и слегка выпуклой вершиной, где располагается центральная вена (рис. 1.2).

Схема строения классической печеночной дольки

Портальные тракты не являются принадлежностью какой-то одной конкретной дольки. Поскольку портальные тракты расположены по углам шестигранника, каждый из них, согласно схеме, относится к трем долькам, между которыми он проходит. В центре дольки находится центральная вена, по которой кровь оттекает в поддольковые, а затем в печеночные вены, выходящие из печени на ее задней поверхности и несущие кровь в полую вену. В отличие от сосудов портальных трактов, система вен, отводящих кровь из печени, не лежит в составе соединительной ткани. В норме эти две системы кровеносных сосудов пространственно разделены и не соприкасаются друг с другом. Между собой дольки разделены прослойками соединительной ткани (септами), которые хорошо развиты далеко не у всех видов млекопитающих. Классические дольки хорошо видны лишь у тех животных, которые имеют развитые септы, например, у свиньи, верблюда, медведя или енота. Дольки у других видов млекопитающих, в частности, у человека идентифицировать довольно сложно, поскольку соединительнотканные прослойки у них развиты очень слабо. Дольки в этом случае не имеют четких границ, и об их очертаниях можно судить лишь по расположению центральной вены и триад.

Схема строения печеночной балки

Паренхима долек представляет собой вокруг центральной вены печеночные балки (трабекулы), состоящие в среднем из 20 гепатоцитов (рис. 1.3). Трабекулы нередко анастомозируют между собой, поэтому их радиальное направление в дольках не всегда четко прослеживается.

В последнее время при описании микроскопического строения печени часто пользуются понятиями «портальная долька» и «ацинус». Портальная печеночная долька включает сегменты трех соседних классических долек, окружающих портальный тракт. Поэтому она имеет форму треугольника, в центре которого лежит триада, а на периферии, т. е. по углам, - центральные вены (рис. 1.4). В портальной дольке, в отличие от классической дольки, кровоток по капиллярам направлен от центра к периферии.

Схема строения портальной дольки и ацинуса печени

Печеночный ацинус представляет собой участок паренхимы, образованный сегментами двух рядом расположенных классических долек. На срезах печени он нередко имеет вид фигуры, близкой к ромбу. У острых его углов расположены центральные вены, а у тупого угла - триада, от которой внутрь ацинуса отходят ее ветви. Линия, соединяющая центральные вены, образует ось ацинуса. В ацинусе, так же как в портальной дольке, кровоснабжение осуществляется от центральных участков к периферическим. Кровь из концевых веточек воротной вены и печеночной артерии портального тракта попадает в сеть синусоидов, образованную трабекулами гепатоцитов, и продвигается в направлении центральных вен. Показано, что у человека скорость портального кровотока натощак составляет 1,2-1,5 л/мин, а в ностабсорбтивном состоянии возрастает до 1,8 л/мин. Направление движения крови в синусоидах определяется градиентом давления между портальной и центральной венами, которое составляет 12-15 мм рт. ст. Поскольку по мере протекания крови по синусоидам клетки печени усваивают кислород и питательные вещества, а также выделяют продукты обмена веществ, в зонах, расположенных между афферентными и эфферентными сосудами, устанавливаются определенные градиенты концентраций кислорода и различных веществ. Выделяют три зоны печеночного ацинуса:

- перипортальную, расположенную вокруг оси ацинуса, клетки которой снабжаются кровью с наиболее высоким содержанием кислорода;

- промежуточную;

- перивенозную, которую образуют клетки, прилежащие к центральной вене, получающие кровь, наиболее бедную кислородом и обогащенную продуктами клеточного метаболизма.

В последнее время появились новые данные о строении печени, полученные с помощью трехмерного компьютерного анализа серийных криостатных срезов. Результаты этого анализа позволили внести ряд важных уточнений в микроскопическую картину печени и ее структурно-функциональных единиц. Н. Teutsch и et al. предположили, что паренхима печени человека состоит из конусообразных вторичных единиц высотой 1,9 мм и объемом 5,1 мм3, которые, в свою очередь, подразделяются на 9 более мелких первичных единиц, имеющих форму многогранника (рис. 1.5).

Трехмерная реконструкция вторичной единицы печени человека

Длина первичных единиц варьирует от 0,3 до 0,9 мм, а их объем составляет 0,1 до 0,9 мм3. Через большинство первичных единиц проходит лишь одна веточка центральной вены, которая находится в центре этой единицы и ориентирована вдоль ее вертикальной оси. Следует особо отметить, что трехмерная модель структурно-функциональной единицы печени человека оказалась наиболее близка к модели классической дольки печени. Подход, основанный на трехмерной реконструкции печени с использованием серийных срезов ткани, позволил не только расширить представления о микроскопическом строении этого органа у млекопитающих, но и выявить существенные недостатки моделей строения печени, основанных на таких понятиях, как «ацинус печени» и « портальная долька».

При исследовании участия различных органов в энергетическом обмене было показано, что 26,4 % общих энергозатрат организма приходится на печень. Печень относится к наиболее метаболически активным органам, которые потребляют значительные количества кислорода. Показателем, отражающим активность множества кислородозависимых процессов, является дыхание гепатоцитов. Основная часть клеточного дыхания (80-90 %) связана с электронно-транспортной цепью митохондрий.

Митохондрии являются одними из самых многочисленных органелл в цитоплазме гепатоцитов. Нормальный гепатоцит человека может содержать от 800 до 2200 митохондрий, которые занимают до 18 % общего клеточного объема. Митохондрии тесно связаны с системой микротрубочек, обладают высокой мобильностью, постоянно меняя свою форму.

В классической дольке выделяют три зоны: портальную, клетки которой располагаются вокруг портальной триады, промежуточную и центральную. В портальной зоне дольки клетки снабжаются кровью с наиболее высоким содержанием кислорода, в то время как в центральной зоне клетки получают кровь, наиболее бедную кислородом. Перипортальные клетки, расположенные вверх по течению крови, снабжаются кровью, богатой кислородом, и являются более «аэробными», чем клетки, расположенные в перицентральной зоне дольки. Перипортальные клетки обладают большим митохондриальным объемом и площадью крист на клетку, чем клетки, расположенные вниз по течению крови.

Перицентральные клетки являются менее «аэробными». Они обладают меньшим митохондриальным объемом и площадью крист. Кроме того, перипортальные митохондрии крупнее, толще и короче, а перивенозные митохондрии меньше, тоньше и длиннее. Соответственно, перипортальные клетки обладают более высокой активностью таких ключевых окислительных ферментов, как ß-гидроксибутирил-КоА дегидрогеназа, аланинаминотрансфераза (АлАТ), сукцинат-дегидрогеназа и цитохромоксидаза. Способность клеток к расщеплению жирных кислот и аминокислот до ацетил-коэнзима А (ацетил-КоА) и последующему окислению ацетил-Ко А до диоксида углерода, зависящая от концентрации кислорода, значительно выше в перипортальной зоне, чем в перивенозной зоне дольки печени.

Градиенты кислорода и морфологические показатели митохондриального аппарата гепатоцитов свидетельствуют о более высокой скорости дыхания и окислительного фосфорилирования в клетках перипортальной зоны по сравнению с перивенозными клетками. Этот вывод подтверждается данными о содержании дыхательных ферментов в гепатоцитах различных зон дольки печени и скоростью их дыхания. Показано, что активность цитохромоксидазы, сукцинатдегидрогеназы, малатдегидрогеназы и других ферментов дыхательной цепи и цикла лимонной кислоты значительно выше в перипортальных гепатоцитах.

Различный уровень энергетического метаболизма в портальной и центральной зоне дольки печени приводит к тому, что в первой зоне преимущественно протекают процессы, связанные с высокими затратами энергии, а во второй - менее энергозатратные процессы. Соответственно гепатоциты, расположенные вокруг портальных и центральных сосудов, имеют разное соотношение одних и тех же ферментов и обладают различным метаболизмом. В перипортальных гепатоцитах наиболее интенсивно протекает ß-окисление жирных кислот, цикл Кребса, синтез мочевины, формирование желчи и т. д. В то время как в перивенозных гепатоцитах наблюдается высокая интенсивность липогенеза, образования глутамина, кетоновых тел и метаболизма ксенобиотиков.

Фактически в организме нет путей обмена веществ, которые прямо или косвенно не контролировались бы печенью. По некоторым оценкам, печень выполняет до 500 различных метаболических функций, причем все или почти все из этих функций выполняются клетками ее паренхимы - гепатоцитами. Печень принимает участие в обмене белков, липидов, углеводов, витаминов, секреции желчи, детоксикации, пигментном и минеральном обмене. Она играет центральную роль в метаболизме белков, осуществляя синтез таких белков плазмы крови, как альбумин, глобулины, фибриноген, протромбин и др. Печень участвует в трансаминировании и дезаминировании аминокислот, поступающих из кишечного тракта, с последующим образованием мочевины, глутамина, креатина и других соединений. Ферментативные системы печени способны катализировать большинство реакций метаболизма липидов. Совокупность этих реакций лежит в основе ряда процессов: синтеза жирных кислот, фосфолипидов, триглицеридов, холестерина и его эфиров, жирорастворимых витаминов, а также липолиза триглицеридов, ß-окисления жирных кислот, образования кетоновых тел и липопротеидов различной степени плотности.

Одна из важных функций печени заключается в поддержании концентрации глюкозы в крови в достаточно узких границах. Некоторые ткани, такие как нервная ткань, клетки крови и семенники, требуют обязательного поступления глюкозы для выполнения своих функций. Поэтому поддержание постоянного уровня глюкозы в крови имеет первостепенное значение для жизнедеятельности организма. Выполнение глюкостатической функции печени достигается за счет способности гепатоцитов абсорбировать глюкозу после приема пищи или выделять ее в кровь в соответствии с требованиями организма. После приема пищи глюкоза утилизируется окислительным путем через гликолиз или неокислительным - за счет синтеза гликогена. Продукция глюкозы печенью осуществляется путем дефосфорилирования глюкозо-6-фосфата, образованного в ходе глюконеогенеза из веществ неуглеводной природы или в результате расщепления гликогена. Таким образом, концентрация глюкозы в крови представляет собой баланс между активностью процессов гликогенеза, гликогенолиза, глюконеогенеза и гликолиза, протекающих в печени, и интенсивностью потребления глюкозы периферическими тканями.

Метаболические пути в печени находятся под жестким нейрогуморальным контролем. Иннервация печени осуществляется ветвями блуждающих нервов и печеночного (симпатического) сплетения. Гормоны эпифиза, аденогипофиза, надпочечников, поджелудочной и щитовидной желез также принимают участие в регуляции обменных процессов в печени. Все обменные процессы, протекающие в печени, чрезвычайно энергоемки. Основным источником энергии для них является аэробное окисление углеводов, жиров и белков, поступающих с пищей. Свободная энергия, освобождающаяся в результате окисления этих веществ, используется для поддержания многочисленных тканеспецифических функций печени.

Гепатопротекторы - оглавление

ВНИМАНИЕ!
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
Скачивание файлов доступно только авторизованным пользователям!