19. Функции печени. Особенности метаболизма гепатоцитов

Печень является центральным звеном между общим и портальным кровотоком и выполняет регуляторные функции.

Функции печени: метаболическая, депонирующая, барьерная, экскреторная, гомеостатическая.

Печень – главный орган гомеостаза.

Печень – самый крупный орган в организме человека (у взрослого около 1,5 кг) и хотя она по весу составляет 2-3%, но потребляет 20 – 3-% кислорода.

Печень состоит из 300 миллиардов клеток: гепатоциты составляют 80%, клетки РЭС – 4%, эндотелий – 16% (более трети из них – клетки Купфера).

Печень занимает центральное место в реакциях промежуточного метаболизма. Поэтому в биохимическом отношении гепатоциты являются прототипом всех остальных клеток.

В печени весь поток всосавшихся веществ подвергается меболизму прежде, чем попадает в общий кровоток. Здесь же происходит детоксикация всех вредных веществ, поступивших в ЖКТ и образовавшихся там.

Связь с желчевыводящими путями позволяет выводить конечные продукты обмена непосредственно в ЖКТ, либо они поступают в кровь, откуда выводятся через почки.

Гепатоциты обладают полным набором ферментов, обеспечивающих углеводный, липидный и азотистый обмен: депонирование, мобилизацию и биосинтезы (анаболическая функция).

Скорость метаболизма в печени превышает таковую в других органах. Это имеет особое значение при биосинтезе белков крови. Скорость обновления белков в печени такая же высокя, как и активность ферментов.

В это проявляется гомеостатическая функция печени. Печень обеспечивает синтез, накопление и выделение в кровь различных метаболитов, а так же поглощение, трансформацию и экскрецию многих компонентов плазмы крови.

Гепатоциты богаты митохондриями, элементами эндоплазматического ретикулума и комплекса Гольджи , рибосомами и особенно отложениями гликогена, располагаются в виде тяжей между капиллярами двумя рядами, примыкающие к заполненным кровью пространствам – синусоидам.

Такое строение способствует осуществлению секреции гепатоцитов в двух направлениях: в желчные протоки - желчь, в кровеносные капилляры - глюкозу, мочевину, белки, жиры, витамины и т.д.

Метаболическая гетерогенность гепатоцитов:

Перипортальные гепатоциты (в зоне воротной вены) доминируют анаэробный обмен: анаэробный гликолиз, биосинтез гликогена (депонирование пищевой глюкозы), детоксикация аммиака (образование Глн), биосинтез альбумина, микросомальное окисление.

Периартериальные гепатоциты (в зоне печеночной артерии) доминируют аэробный обмен: митохондриальное окисление (β-окисление ЖК, кетогенез, аэробный гликолиз), биосинтез гликогена, детоксикация аммиака (ЦСМ).

Роль печени в межорганном метаболизме:

20. Роль печени в углеводном обмене

Основная роль печени в метаболизме углеводов заключаетя в поддержании нормогликемии.

Поддержание нормальной концентрации глюкозы в крови осуществляется тремя основными механизмами:

• Способностью печени депонировать всасывающуюся из кишечника глюкозу и поставлять её по мере надобности в общий кровоток.

• Регуляция соотношения между синтезом и распадом гликогена, депонируемого в печени.

• Синтез гликогена из глюкозы обеспечивает временный резерв углеводов, необходимый для поддержания стабильной концентрации глюкозы в тех случаях, когда возникает в ней повышенная потребность.

В утилизации глюкозы печенью важная роль отводится глюкокиназе. После приема пищи концентрация глюкозы в воротной вене значительно повышается, что ведет к повышению активности глюкокиназы и автоматическому поглощению глюкозы печенью.

Образовывать глюкозу из неуглеводных продуктов (глюконеогенез).

Превращать другие гексозы (галактозу и фруктозу) в глюкозу.

Всасывание глюкозы из кишечника сопровождается одновременным выбросом инсулина, стимулирующим синтез гликогена в печени и ускоряющим в ней реакции окислительного распада глюкозы.

В перерывах между приёмами пищи (низкий уровень глюкозы → низкая концентрация инсулина) в печени активируются реакции гликогенолиза, благодаря которым предотвращается развитие гипогликемии. При длительном голодании вначале используются гликогенные аминокислоты (глюконеогенез), а затем распадаются депонированные жиры (образование кетоновых тел).

Функциональные пробы на углеводный обмен:

• Уровень сахара крови,

• Сахарная кривая,

• Нагрузка моносахарами.

Клинико-диагностическое значение определения в крови концентрации глюкозы

Повышение концентрации глюкозы в крови (гипергликемия) отмечается при:

• повышении гормональной деятельности гипофиза, надпочечников, щитовидной железы: феохромоцитома, тиреотоксикоз, акромегалия, синдром Кушинга;

• заболеваниях поджелудочной железы: сахарный диабет (взрослый и юношеский), диабет беременных, острый и хронический панкреатиты, муковисцидоз, опухоли, гемохроматоз. Выраженная гипергликемия без кетоза встречаются у больных сахарным диабетом средней тяжести (или у лиц не страдающих им, с высоким уровнем эндогенного инсулина, предотвращающего развитие кетоза). Содержание глюкозы в крови может превышать 50 ммоль/л, в отличие от диабетического кетоацидоза, при котором уровень глюкозы вкрови часто ниже 33 ммоль/л;

• хронических заболеваниях печени и почек;

• раздражении ЦНС: кровоизлияния в мозг, травмы, опухоли, отравления окисью углерода, эфиром, синильной кислотой и т.п., менингит, эпилепсия;

• остром инфаркте миокарда, тяжелой стенокардии, авитаминозе В₁, при ожогах (первые сутки).

Гипогликемия встречается при:

• заболеваниях поджелудочной железы: опухоль панкреатических островков, дефицит глюкагона;

• тяжелых повреждениях печени: отравления мышьяком, хлороформом, алкоголем, салицилатами, антигистаминными препаратами, фосфором, тетрахлоридом углерода, бензолом, парацетамолом и т.п.;

• заболеваниях печени, сопровождающихся нарушением гликогенообразования и глюконеогенеза;

• эндокринных нарушениях: гипопитуитаризм, аддисонова болезнь, гипотиреоз;

• заболеваниях почек с нарушением реабсорбции, заболевания кишечника с нарушением всасывания, большая потеря крови, несбалансированная диета и недоедание, спленомегалии у детей;

• передозировке инсулина или пероральных противодиабетических препаратов.

Для оценки роли печени в углеводном обмене применяют функциональные пробы — нагрузки глюкозой. Однако нагрузка глюкозой не достаточно полно отражает функциональное состояние печени, так как гликогенез идет и в мышцах. Существует специфическая функциональная проба печени—нагрузка галактозой. Преимущества этой пробы заключаются в том, что только в печени происходит превращение галактозы в глюкозу и отложение ее в виде гликогена. Почечный порог галактозы очень низок и неиспользованная галактоза быстро выделяется с мочой. Обследуемый принимает утром натощак 40 г галактозы, растворенной в 0,4 л воды. После этого в течение 4—6 ч собирают всю выделившуюся мочу и определяют в ней количество галактозы. У здорового человека через 3—5 ч после нагрузки выделится не более 3 г галактозы с мочой, так как галактоза переводится в глюкозу и затем в гликоген печени. Если у больного будет выделяться более 3 г галактозы, проба считается положительной и свидетельствует о повреждениях паренхимы печени. Однако, хотя проба с галактозой и специфична, она мало чувствительна, так как и при тяжелых заболеваниях печени часто бывает отрицательной.

Гликемическая кривая:

На гликемической кривой здорового человека через четверть часа после поступления в организм глюкозы будет наблюдаться ее подъем в крови. Максимум будет достигнут во временном промежутке 30-60 минут. Далее объем сахара в крови должен постепенно падать. Спустя 2 часа он вернется к исходному значению с малым отклонением в любую сторону. Через 180 минут объем глюкозы в крови станет привычным для человека. При наличии сахарного диабета гликемическая кривая будет иметь совершенно другой вид. Начальная точка будет намного выше допустимого значения сахара. Через 60 минут после сахарной нагрузки будет наблюдаться высокая гипергликемия – более 8,0 ммоль/л. На протяжении следующих двух часов объем глюкозы в крови не вернется к исходному значению. Сниженная толерантность, как и повышенная будет сопровождаться максимумом, равным 80-100% от первоначального значения объема глюкозы. У здорового пациента он составит только 30-40%. С помощью гликемической кривой можно выявить и глюкозурию. Повторный прием глюкозы через 60 минут от первого вызовет второй максимум, но он будет значительно ниже или малозаметным. При плохой выработке инсулина максимум гипергликемии будет выше предыдущего. Организм не справляется с повторной дозой глюкозы