МедУнивер - MedUniver.com Все разделы сайта Видео по медицине Книги по медицине Форум консультаций врачей  
Рекомендуем:
Внутренние болезни:
Внутренние болезни
Гастроэнтерология
Кардиология
Нефрология и урология
Пульмонология
Ревматология и болезни костно-мышечной системы
Эндокринология
Форум
 

Функциональная анатомия и физиология печени с желчными путями

а) Нормальная структура печени и ее кровоснабжение. Печень весит 1,2—1,5 кг и выполняет множество функций, в том числе играет ключевую роль в обмене веществ, борьбе с инфекцией, выведении токсинов и метаболитов. Анатомической границей между правой и левой долями печени служит серповидная связка. На практике важнее функциональное разделение на доли и сегменты в зависимости от кровоснабжения (рис. 1).

Функциональная анатомия и физиология печени с желчными путями
Рисунок 1. Кровоснабжение печени

Выделяют восемь сегментов, каждый из которых имеет свою ветвь печеночной артерии и билиарного дерева. Учитывая все более широкое распространение хирургической резекции, сегментарная анатомия печени имеет важное значение при визуализации и лечении опухолей печени. Сегмент печени состоит из множества более мелких единиц — долек. В центре дольки расположена центральная вена, в которую кровь стекает по радиально расположенным синусоидным капиллярам, отделенным друг от друга одним слоем гепатоцитов; по периферии дольки располагаются портальные тракты. Функциональной единицей печени является ацинус (рис. 2). В центре ацинуса находится портальный тракт, содержащий ветвь воротной вены, печеночную артерию и желчный проток.

Функциональная анатомия и физиология печени с желчными путями
Рисунок 2. Структура и микроструктура печени. А — анатомия печени, связь с поджелудочной железой, желчевыводящие пути и двенадцатиперстная кишка. В — печеночная долька. C — ацинус

Кровь по синусоидным капиллярам течет от портального тракта на периферию ацинуса в один из нескольких притоков печеночной вены. Желчь, образующаяся в результате активной и пассивной экскреции гепатоцитами в желчные канальцы, которые лежат между ними, течет в противоположном направлении — от периферии ацинуса к портальному тракту, где желчные канальцы соединяются в междольковые желчные протоки. Гепатоциты в каждом ацинусе располагаются в трех зонах в зависимости от близости к портальному тракту. Зона 1 расположена ближе всего к портальному тракту, поэтому гепатоциты здесь снабжаются насыщенной кислородом кровью, содержащей самые высокие концентрации питательных веществ и токсинов.

И наоборот, гепатоциты в зоне 3 находятся ближе всего к печеночным венам, поэтому они содержат относительно малое количество кислорода, питательных веществ и токсинов по сравнению с зоной 1. Эти различия способствуют мозаичному характеру повреждения печени.

1. Клетки печени. Гепатоциты составляют 80% клеток печени. Оставшиеся 20% приходятся на эндотелий синусоидов и желчных капилляров, клетки иммунной системы [макрофаги (клетки Купфера)] и уникальные популяции атипичных лимфоцитов, а также ключевую популяцию непаренхиматозных клеток, называемых звездчатыми, или клетками Ито.

Синусоидные капилляры выстланы эндотелием (рис. 3), от остального капиллярного русла они отличаются тем, что там не имеют базальной мембраны. Между эндотелиальными клетками имеются промежутки (фенестры) диаметром около 0,1 микрона, через которые осуществляется свободный ток жидкости и твердых частиц к гепатоцитам. Гепатоциты отделены от синусоидных капилляров пространством Диссе, в котором находятся звездчатые клетки, запасающие витамин А и играющие важную роль в регуляции кровотока в печени. Они также могут быть иммунологически активными и вносить свой вклад в защиту от патогенных микроорганизмов. В патологии ключевая роль звездчатых клеток заключается в том, что в ответ на воздействие цитокинов, образующихся после повреждения печени, они активируются, дифференцируются в миофибробласты и, таким образом, становятся основными клетками, синтезирующими богатый коллагеном матрикс, образующий фиброзную ткань (рис. 4).

Функциональная анатомия и физиология печени с желчными путями
Рисунок 3. Непаренхиматозные клетки печени. В-клетка — В-лимфоцит; NK — естественный киллер; ПЯЛ — полиморфноядерный лейкоцит; Т-клетка — Т-лимфоцит
Функциональная анатомия и физиология печени с желчными путями
Рисунок 4. Патогенетические механизмы фиброза печени. Под влиянием цитокинов, высвобождаемых клетками печени, включая гепатоциты, клетки Купфера (тканевые макрофаги), тромбоциты и лимфоциты, происходит активация звездчатых клеток. В дальнейшем их активация поддерживается аутокринно за счет синтеза трансформирующего фактора роста-бета (ТФР-β1) и тромбоцитарного фактора роста (ТцФР). Активированные звездчатые клетки продуцируют ТФР-β1, стимулируя выработку коллагенового матрикса, а также ингибиторы распада коллагена. Ингибиторы распада коллагена, матриксные металлопротеиназы 2 и 9 (ММП2 и ММП9), в свою очередь, инактивируются тканевыми ингибиторами ТИМП1 и ТИМП2, активность которых возрастает при фиброзе. Воспаление способствует фиброзу, так как Тh2-лимфоциты продуцируют интерлейкины-6 и -13 (ИЛ-6 и ИЛ-13). Кроме того, активированные звездчатые клетки продуцируют эндотелии 1 (ЭТ1), который способствует развитию портальной гипертензии. ЭФР — эпидермальный фактор роста; ИФР — инсулиноподобный фактор роста 1; АФК — активные формы кислорода

2. Кровоснабжение. Печень имеет двойное кровоснабжение: большую часть крови она получает через воротную вену, которая является основным источником питательных веществ, поступающих из кишечника, и меньшую часть — от печеночной артерии. Вклад воротной вены составляет 50—90%. Двойное кровоснабжение и вариабельный вклад обоих источников оказывают существенное влияние на клинические проявления ишемии печени, которые менее драматичны, чем ишемия других органов, и поэтому часто остаются незамеченными.

б) Желчевыводящая система и желчный пузырь. Ток желчи обеспечивается осмотическим градиентом желчных кислот (в составе мицелл) и натрия, создаваемым гепатоцитами. Желчь секретируется гепатоцитами и оттекает по желчным канальцам в желчные капилляры. Капилляры соединяются, образуя более крупные внутрипеченочные желчные протоки, которые, в свою очередь, сливаются, образуя правый и левый печеночные протоки. При выходе из печени эти протоки соединяются, образуя общий печеночный проток, который становится общим желчным протоком после впадения в него пузырного протока (см. рис. 2). Длина общего желчного протока около 5 см, а ширина 4—6 мм.

Дистальная часть протока проходит через головку поджелудочной железы и обычно соединяется с протоком поджелудочной железы до впадения в двенадцатиперстную кишку через сфинктер ампулы (сфинктер Одди).

Следует отметить, что анатомия дистальной части общего желчного протока вариабельна. Давление в общем желчном протоке поддерживается ритмичным сокращением и расслаблением сфинктера Одди, натощак это давление превышает давление в желчном пузыре, поэтому желчь поступает в желчный пузырь, где она концентрируется в 10 раз за счет всасывания воды и электролитов.

Желчный пузырь представляет собой грушевидный мешок, обычно лежащий под правой долей печени, его дно направлено кпереди и расположено за кончиком хряща IX ребра (хотя возможны анатомические варианты, которые следует учитывать при клиническом и рентгенологическом исследованиях). Тело и шейка желчного пузыря расположены кзади и медиально в направлении ворот печени. Пузырный проток впадает в общий печеночный проток, его слизистая оболочка имеет выраженные серповидные складки (клапаны Хайстера), которые придают протоку четкообразный вид при холангиографии. Функция желчного пузыря заключается в накоплении и концентрировании желчи. Тонус желчного пузыря поддерживается блуждающим нервом, а холецистокинин, высвобождаемый слизистой оболочкой двенадцатиперстной кишки во время приема пищи, вызывает сокращение желчного пузыря и снижает тонус сфинктера Одди, в результате чего желчь поступает в двенадцатиперстную кишку.

в) Функция печени:

1. Метаболизм углеводов, аминокислот и липидов. Печень играет главную роль в метаболизме углеводов, липидов и аминокислот, а также участвует в метаболизме лекарственных препаратов и экзогенных токсинов (рис. 5). Важная и все более признаваемая роль печени заключается в объединении метаболических путей, регулирующих ответ организма на прием пищи и голодание. Нарушение метаболических путей и их регуляции может играть важную роль как при заболеваниях печени [например, неалкогольная жировая болезнь печени (НАЖБП)], так и при заболеваниях, которые обычно не рассматриваются как патология печени (например, сахарный диабет 2-го типа и врожденные нарушения обмена веществ). В гепатоцитах имеются специфические метаболические пути для всех нутриентов, всасываемых из кишечника и переносимых в печень через воротную вену.

Функциональная анатомия и физиология печени с желчными путями
Рисунок 5. Функции печени

• Аминокислоты пищевых белков используются для синтеза белков плазмы, в том числе альбумина. В день синтезируется 8—14 г альбумина, который необходим для поддержания онкотического давления в сосудистом русле и транспортировки небольших молекул, например, билирубина, гормонов и лекарственных препаратов, по всему организму. Аминокислоты, которые не требуются для синтеза новых белков, расщепляются, и в конечном итоге аминогруппа превращается в мочевину.

• После приема пищи более половины всосавшейся глюкозы попадает в печень и запасается в виде гликогена или превращается в глицерин и жирные кислоты, что предотвращает гипергликемию. Во время голодания глюкоза в печени синтезируется de novo (глюконеогенез) или высвобождается из гликогена, что предотвращает гипогликемию.

• Печень играет центральную роль в метаболизме липидов, продуцируя липопротеины очень низкой плотности и метаболизируя липопротеины низкой и высокой плотности. Считается, что нарушение регуляции обмена липидов играет критическую роль в патогенезе НАЖБП. В настоящее время признано, что липиды играют основную роль в патогенезе гепатита С, способствуя проникновению вируса в гепатоциты.

2. Факторы свертывания крови. Печень синтезирует основные факторы свертывания крови, многие из них (II, VII, IX и X) посттрансляционно модифицируются витамин-К-зависимыми ферментами, синтез которых нарушается при дефиците витамина К. Снижение синтеза факторов свертывания крови — важный и легко оцениваемый показатель функции печени в условиях ее повреждения. ПВ (или международное нормализованное соотношение) является одним из наиболее важных лабораторных маркеров функции гепатоцитов.

Обратите внимание, что аномальные ПВ, или международное нормализованное соотношение, наблюдаемые при заболевании печени, не следует непосредственно ассоциировать с повышенным риском кровотечения, так как эти тесты не позволяют учесть одновременное снижение синтеза факторов, препятствующих свертыванию крови, включая протеины С и S. Следовательно, коррекция ПВ с использованием препаратов крови перед незначительными инвазивными процедурами должна проводиться на основе клинических данных, а не абсолютного значения ПВ.

3. Метаболизм билирубина и желчь. Печень играет главную роль в метаболизме билирубина и отвечает за выработку желчи (рис. 6). Ежедневно в ходе разрушения гема образуется 425—510 ммоль (250—300 мг) неконъюгированного билирубина. Большая часть билирубина, представленного в крови, не конъюгирована и не попадает в мочу, поскольку он нерастворим в воде и связан с альбумином. Этот билирубин захватывается гепатоцитами со стороны пространства Диссе, конъюгируется в эндоплазматическом ретикулуме с участием уридин-5-дифосфат-глюкуронилтрансферазы с образованием моно- и диглюкуронида билирубина.

Функциональная анатомия и физиология печени с желчными путями
Рисунок 6. Путь выведения билирубина

Нарушение конъюгации с участием этого фермента является причиной наследственных гипербилирубинемий (см. табл. 17). Конъюгаты билирубина растворимы в воде и экспортируются через мембрану гепатоцитов в желчные канальцы специфическими белками-переносчиками. Конъюгированный билирубин выводится с желчью и попадает в просвет двенадцатиперстной кишки.

Функциональная анатомия и физиология печени с желчными путями

Попав в кишечник, он метаболизируется бактериями толстой кишки до стеркобилиногена, который может быть далее окислен до стеркобилина. И стеркобилиноген, и стеркобилин выводятся с калом, окрашивая его в коричневый цвет. Обструкция желчевыводящих путей приводит к снижению уровня стеркобилиногена в кале, в результате чего он светлеет. Небольшое количество стеркобилиногена (4 мг/сут) всасывается из кишечника, проходит через печень и выводится с мочой в виде уробилиногена или, после дальнейшего окисления, уробилина. Печень выделяет 1—2 л желчи в сутки. Желчь содержит желчные кислоты (образующиеся из холестерина), фосфолипиды, билирубин и холестерин. Существует несколько белков-переносчиков, участвующих в транспорте желчных кислот (рис. 7).

Функциональная анатомия и физиология печени с желчными путями
Рисунок 7. Белки-переносчики, участвующие в транспорте желчных кислот. Натрий-таурохолат котранспортирующий полипептид (NTCP) на базолатеральной мембране гепатоцитов обеспечивает захват конъюгированных желчных кислот из портальной крови. Эти желчные кислоты выделяются в желчь помпой, экспортирующей желчные кислоты (BSEP), расположенной на мембране канальца. Белок множественной лекарственной устойчивости 3-го типа (MDR3), также расположенный на мембране канальца, транспортирует фосфолипиды к внешней стороне мембраны. Это приводит к солюбизации желчных кислот путем образования мицелл, что обеспечивает защиту мембраны желчных протоков от повреждения солями желчных кислот. При семейном внутрипеченочном холестазе 1-го типа (FIC1) фосфатидилсерин перемещается изнутри канальцевой мембраны наружу; мутации приводят к развитию синдрома семейного холестаза в детстве. Белок множественной лекарственной устойчивости 2-го типа (MDR2) регулирует транспорт глутатиона, транспортирует билирубин и индуцируется рифампицином. Белок-переносчик органических анионов (ОАТР) транспортирует билирубин и органические анионы

Мутации в генах, кодирующих эти белки, описаны при наследственных внутрипеченочных заболеваниях желчевыводящих путей, проявляющихся в детском возрасте, а также при заболеваниях, возникающих у взрослых, таких как внутрипеченочный холестаз беременных и желчнокаменная болезнь.

4. Хранение витаминов и минералов. Витамины A, D и В12 накапливаются в печени в больших количествах, в то время как запасы витамина К и фолатов значительно меньше и быстро исчерпываются при уменьшении их поступления с пищей. Печень также способна метаболизировать витамины в более активные соединения, например, 7-дегидрохолестерин в 25-ОН-витамин D. Витамин К является жирорастворимым, поэтому нарушение всасывания жиров, например, при обструкции желчных путей, приводит к коагулопатии. Печень также накапливает минералы, например, железо в виде ферритина и гемосидерина, и медь, которая выделяется с желчью.

5. Регуляция иммунитета. Приблизительно 9% клеток в нормальной печени являются иммунными (см. рис. 3), это как клетки врожденной иммунной системы — купферовские клетки, происходящие от моноцитов крови, макрофаги печени и естественные киллеры (Natural Killer cells — NK), так и классические В- и Т-лимфоциты адаптивного иммунного ответа. Пул лимфоцитов с фенотипическими признаками как Т-, так и NK-клеток играет важную роль в защите организма посредством объединения врожденного и адаптивного иммунитета. Обогащение печени такими клетками отражает ее уникальную роль в защите от проникновения микроорганизмов из кишечника в системный кровоток.

На долю клеток Купфера приходится 80% фагоцитарной способности системы резидентных тканевых макрофагов организма. Они удаляют старые и поврежденные эритроциты, а также бактерии, вирусы, комплексы «антиген—антитело» и эндотоксины. Эти клетки также продуцируют широкий спектр медиаторов воспаления, которые могут действовать локально или поступать в системный кровоток.

Иммунологическая среда печени уникальна тем, что присутствующие в ней антигены способны вызывать иммунологическую толерантность. Благодаря этому при трансплантации печени могут быть преодолены классические барьеры главного комплекса гистосовместимости. В то же время при хронических вирусных инфекциях иммунные реакции могут быть ослаблены. Механизмы, лежащие в основе этих явлений, изучены не до конца.

Видео эмбриогенез, строение, гистология печени и гепатоцитов

- Также рекомендуем "Методы обследования при болезнях печени и желчных путей"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 18.9.2023

Медунивер Медицинские Telegram-каналы Мы в YouTube Мы в VK Форум консультаций врачей Контакты, реклама
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.