118

9. ПЕЧЕНЬ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Печень является жизненно важным органом, который объединяет функции не только пищеварительной железы, но и важного регулятора обменных процессов в организме человека. Печень расположена на перекрестке «стратегических» путей оттока крови от ЖКТ и селезенки, принимает участие в метаболизме углеводов, липидов, синтезе белков плазмы крови, тромбопоэтина, ферментов, холестерина, витаминов (А, D, Е, K) и т. п. В органе обезвреживаются конечные продукты обмена веществ, инактивируются гормоны, многие лекарственные препараты. Печень участвует в обороте железа, конъюгации и выведении билирубина, образует желчь, необходимую для расщепления жира в кишечнике. Знание гистофизиологии печени лежит в основе понимания причинно-следственных связей в развитии таких заболеваний, как гепатит, цирроз, неоплазии и метастатические поражения органа, патологии желчевыводящих путей и т. п. Компетентность врача в вопросах оценки результатов морфологического исследования биопсийного материала печени позволит ему индивидуализировать схему лечения больного.

ЦЕЛЬ ОБУЧЕНИЯ (общая). Уметь определять особенности строения и регенерации печени для интерпретации ее функционального состояния, описания локализации и характера возможных патологических процессов в органе на последующих этапах обучения.

МЕДИЦИНСКИЕ АСПЕКТЫ ИЗУЧЕНИЯ ГИСТОФИЗИОЛОГИИ ПЕЧЕНИ

1.Одним из вариантов аномалий развития печения является атрезия желчевыводящих путей, при этом развивается желтуха. Из каких эмбриональных источников и в какие сроки развивается печень и желчевыводящие пути? Куда открывается желчный проток?

2.После рождения ребенка происходит разрушение фетальных эритроцитов и развитие транзиторной желтухи (на протяжении первых 5-14 суток). У некоторых детей развивается затяжная желтуха (более 1 месяца). Это состояние часто связано с дефектом ферментов конъюгации билирубина. В каком органе происходит данный процесс? Какие структуры формируют его паренхиму? Что является структурнофункциональной единицей органа? Какие клетки выполняют детоксикационную функцию и участвуют в метаболизме билирубина? Какие органеллы обеспечивают этот процесс?

3.При возникновении заболеваний печени, помимо желтухи, могут развиваться отеки, включая асцит (накопление жидкости в брюшной полости). Ключевым механизмом этого процесса является снижение количества белков и онкотического давления плазмы крови. Какие клетки печени являются основным источником синтеза белков плазмы крови? Какие виды белков они синтезируют? Какие органеллы обеспечивают выполнение данной функции?

4.Развитие цирроза печени сопровождается чрезмерным разрастанием соединительной ткани и уменьшением объема паренхимы печени. Какие ткани формируют строму и паренхиму органа? Какие особенности имеет строма этого органа? Как определить в норме границы структурно-функциональной единицы паренхимы печени? Что является источником регенерации паренхимы печени?

5.При инфаркте миокарда чаще происходит повреждение центральной зоны печеночной дольки. Почему? Что является источником кровоснабжения органа и его дольки в целом? Какие сосуды есть в дольке? Какая кровь и в каком направлении течет в сосудах дольки?

119

6.Желчнокаменная болезнь связана с формированием камня в желчном пузыре. Какую функцию выполняет этот орган? Какие желчевыводящие пути расположены в печени и за ее пределами? Каковы особенности строения стенки желчевыводящих путей? Каким образом происходит концентрирование желчи в желчном пузыре? Какие структуры слизистой оболочки принимают участие в этом процессе?

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ, НА ОСНОВАНИИ КОТОРЫХ ВОЗМОЖНО ВЫПОЛНЕНИЕ ЦЕЛЕВЫХ ВИДОВ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

1.Источники, этапы и особенности развития печени.

2.Общий план строения и функции печени, ее роль в белковом, жировом, углеводном обмене, образовании желчи, осуществлении защитной функции.

3.Особенности кровообращения печени. Строение кровеносных сосудов.

4.Структурная организация (архитектоника) паренхимы печени: классическая печеночная долька, портальная долька, ацинус печени.

5.Печеночная балка (пластинка) - состав, особенности строения.

6.Микроскопическое и ультрамикроскопическое строение гепатоцитов, морфологические проявления изменения функциональной активности.

7.Синусоидные капилляры. Клеточный состав стенки. Перисинусоидальное пространство.

8.Строение и значение желчевыводящих путей.

9.Возрастные изменения печени. Иннервация и регуляция функциональной активности печени и желчевыводящих путей.

ИНСТРУКЦИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ

Развитие печени начинается в течение третьей недели эмбриогенеза и проявляется выпячиванием энтодермы среднего отдела первичной кишки на уровне закладки петли двенадцатиперстной кишки. Этот вырост называется печеночный дивертикул (или печеночная почка). Молекулярными регуляторами развития печени являются факторы роста, секретируемые мезодермальными клетками развивающегося сердца. Ведущую роль играют факторы роста фибробластов (FGFs). Поэтому развитие печени тесно связано с закладкой и развитием сердца.

1

6 2 5

Рис. 1. Закладка и развитие печени.

Клетки печеночного дивертикула делятся (1), дивертикул растет и разделяется на две части. Из верхней (краниальной) ветви (2) дивертикула образуется печень (3) и печеночный проток

(4). Из нижней (каудальной) ветви (5) формируется желчный пузырь и пузырный проток (6).

120

Соединение между печеночным дивертикулом и двенадцатиперстной кишкой сужается и из него образуется общий желчный проток. Из энтодермы печеночного дивертикула формируются эпителиальные тяжи. Они взаимодействуют с сосудами пуповины (пупочные вены) и желточного мешка (желточные вены), которые, разветвляясь в печени, формируют печеночные синусоиды. Желточные вены дают начало воротной вене, тогда как пупочные вены приносят кровь, обогащенную кислородом и питательными веществами, от плаценты. Благодаря большому количеству и плотности сосудов на этом этапе печень напоминает губку. Дальнейшее развитие печени включает дифференцировку эпителиальных клеток в гепатоциты, которые формируют печеночные балки и образуют стенку желчных капилляров. Из мезодермы образуются гемопоэтические клетки, стромальные элементы (соединительная ткань) и клетки Купфера. На 10-й неделе эмбриогенеза масса печени составляет приблизительно 10% от массы тела. В этот период печень выполняет преимущественно кроветворную функцию. Гемопоэз происходит в зоне между гепатоцитами и стенкой синусоидных капилляров (рис. 2). Эта функция постепенно угасает, относительная масса печени снижается до 5% от массы тела и к моменту рождения в печени остаются лишь одиночные островки кроветворения.

К вариантам нарушений эмбриогенеза печени относятся: дольчатая печень, образование дополнительного печеночного протока, удвоение желчного пузыря (рис. 2 Б). Они определяются при ультразвуковом обследовании, тем не менее, клинически могут протекать бессимптомно. Важным вариантом дисморфогенеза является атрезия желчевыводящих путей (рис. 2 А), связанная с нарушением механизмов реканализации, наблюдается у 1 на 15000 новорожденных. Такая аномалия сопровождается растягиванием желчного пузыря и печеночного протока до места облитерации.

ФУНКЦИИ ПЕЧЕНИ В постнатальном периоде печень выполняет следующие функции:

1)регуляция метаболизма за счет утилизации, накопления липидов, углеводов, витаминов, гормонов, микроэлементов, пигментов;

2)синтез белков плазмы крови, включая альбумины и белки коагуляционной системы плазмы (факторы свертывания крови);

3)экзокринная функция связана с продукцией желчи, которая по системе желчевыводящих путей попадает в просвет двенадцатиперстной кишки, обеспечивая активацию ферментов и эмульгирование жиров;

4)барьерная функция - включает защитную и детоксикационную функции - обеспечивает разрушение экзогенных и эндогенных токсинов, защиту от микроорганизмов, элиминацию комплексов антиген-антитело, контроль образования и попадание опухолевых клеток в системный кровоток;

5)кроветворная функция – при патологии миелопоэза.

122

ОБЩИЙ ПЛАН СТРОЕНИЯ ПЕЧЕНИ Печень имеет паренхиматозный дольчатый тип строения со слабо развитыми

междольковыми и внутридольковыми стромальными элементами. Строма представлена

капсулой, которая имеет двухслойное строение, и тонкими прослойками соединительной ткани, которые сопровождают междольковые сосуды и желчные протоки. Структурнофункциональной единицей паренхимы печени является долька (рис. 3). Классическая печеночная долька имеет форму шестиугольника, который состоит из радиально расположенных печеночных балок и синусоидных капилляров между ними, которые сходятся к центральной венуле (вене).

1

2

Рис. 3. Общий план строения печени. Гистологический препарат.

При анализе рисунка определите капсулу органа (1), покрытую серозной оболочкой (висцеральным листком брюшины). Найдите паренхиму (2), обратите внимание на отсутствие четких границ долек.

Обратите внимание, что в физиологических условиях границы между дольками не визуализируются. Это связано со слабым развитием междольковой соединительной ткани. Ориентиром для определения границ долек являются триады (рис. 4), расположенные в междольковых прослойках соединительной ткани и включающих междольковые сосуды

(артерию и вену) и междольковый желчный проток. В зонах между дольками расположены также вокругдольковые и собирательные вены.

СИСТЕМА КРОВООБРАЩЕНИЯ В ПЕЧЕНИ Кровоснабжение печени осуществляется из двух источников. В ворота органа входят

печеночная артерия (обеспечивает 20-30% кровоснабжения органа) и портальная вена (поставляет 70-80% крови в орган). Портальная вена собирает кровь от непарных органов ЖКТ, селезенки и поджелудочной железы.

Благодаря этому в печень попадают все вещества, которые всасываются в желудке и кишке (вода, электролиты, субстраты, токсины, лекарственные вещества, микроорганизмы и т. п.). Кровь в воротной вене насыщена продуктами распада эритроцитов, которые

123

разрушаются в селезенке; а также регуляторами метаболизма углеводов (инсулин, глюкагон), секретируемыми в кровь из панкреатических островков.

После серии разветвлений в органе печеночная артерия и воротная вена формируют соответственно междольковую артерию и вену, которые входят в состав триады. Ветвями междольковых артерии и вены являются вокругдольковые сосуды, которые окружают классическую дольку и морфологически соответствуют артериолам. Из этих сосудов кровь попадает в синусоидные капилляры, расположенные внутри дольки. Таким образом, в синусоидных сосудах печеночной дольки находится смешанная кровь. Она циркулирует от периферии к центру дольки, сливаясь в центральную вену (венулу).

4

3

1

2

1

1

5

4

Рис. 5. Схема организации печеночных балок и кровоснабжение классической печеночной дольки. Найдите дольки, на периферии которых находятся триады (1). В составе дольки определите разветвленные печеночные балки (2) и синусоидные капилляры между ними (3), в которые вливается смешанная кровь - из разветвлений печеночной артерии (4) и портальной вены (5). Печеночные балки и капилляры радиально сходятся к центральной вене (6).

Центральная вена является венулой (рис. 6). Это связано с особенностями ее строения (отсутствие гладких миоцитов, наличие перицитов) и соответствующими функциями.

1

3

2

Рис. 6. Центральная венула в печеночной дольке. Найдите центральную венулу (1), выстланную 4 эндотелием (2). Определите печеночные балки (3) и их радиальное направление. Обратите внимание на аналогичный ход синусоидных капилляров (4), которые открываются в просвет центральной

венулы.

124

Центральная венула является началом системы оттока крови. Из нее кровь попадает в поддольковую (собирательную) вену, а конечным коллектором венозной крови являются печеночные вены. Из них венозная кровь (очищенная от токсинов и богатая углеводами, липопротеинами низкой и высокой плотности, белками) попадает в нижнюю полую вену.

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ЕДИНИЦА ПЕЧЕНИ

Альтернативой классической дольки является портальная долька (рис. 7). Она имеет форму треугольника, в центре которого расположена триада, углы представлены центральными венулами соседних долек. Выделяют также понятие печеночный ацинус – имеет вид ромба, острые углы которого представлены противоположными центральными венулами, а другие углы сформированы триадами.

Короткая диагональ такого ромба, расположенная вблизи от портальных сосудов, характеризует лучшее кровоснабжение, а острые верхушки (с центральными венулами) - худшие условия трофики. Это определяет их поражение при нарушениях циркуляции крови при сердечной недостаточности, блоке оттока из печеночных вен и т. п. Клетки периферической части дольки чувствительны к изменениям метаболизма и действию токсических веществ.

1 2

Рис.7. Строение классической печеночной дольки (1), портальной дольки (2)

и печеночного ацинуса (3).

3

Выучите строение печеночной балки, которая образована 2-мя рядами гепатоцитов. Обратите внимание на гетерогенность строения гепатоцитов в разных частях классической дольки. На периферии дольки расположены низкодифференцированные клетки, которые вместе формируют камбиальную зону – терминальную пластинку. Клетки в ее составе имеют небольшой размер, базофильную цитоплазму, здесь определяются фигуры митозов. Дифференцировка гепатоцитов сопровождается их миграцией из периферии к центру дольки, где они стареют и погибают путем апоптоза. Жизненный цикл гепатоцитов составляет 200400 суток.

126

Определите наличие полярности - функциональных зон в гепатоцитах (рис. 10).

А. Базолатеральная часть (васкулярный полюс) – обращена в сторону синусоидного капилляра и пространства Диссе. Ее плазмолемма формирует многочисленные микроворсинки, содержит большое количество переносчиков и каналов для транспорта веществ между гепатоцитом и кровью. Между соседними гепатоцитами существует большое количество щелевых соединений для обмена ионов и месенджеров. Цитоплазма содержит гранулярную эндоплазматическую сеть, лизосомы, включения гликогена.

Вданной части гепатоцита происходит абсорбция субстратов (глюкозы, жирных кислот) из крови и секреция белков плазмы. Кроме альбуминов и факторов свертывания крови (фибриноген, коагуляционные факторы V, VII, IX), здесь происходит синтез и секреция белков острой фазы воспаления (например, С-реактивный белок). Это определяет вовлечение печени в острый ответ организма на инфекционный (воспалительный) процесс. Кроме того, гепатоциты вырабатывают рилизинг-фактор гормона роста, который попадает в кровь и стимулирует продукцию гормона роста в гипофизе.

Вбазальной части расположены также лизосомы, принимающие участие в деградации старых белков плазмы крови, а также в накоплении железа, которое может существовать в растворимой форме в виде ферритина, и в составе нерастворимого гемосидерина (продукт деградации ферритина).

Б. Апикальная часть (билиарный полюс) - которой гепатоциты обращены друг к другу и образуют стенку желчного капилляра. Плазмолемма данной части гепатоцита включает каналикулярную поверхность и замыкающую зону. Каналикулярная поверхность содержит многочисленные микроворсинки и богата переносчиками для желчных кислот. Снаружи канальцевая зона замыкается плотными контактами и десмосомами.

Вцитоплазме апикальной части определяется большое количество цистерн гладкой эндоплазматической сети. Последняя в гепатоцитах выполняет множество функций: 1) синтез холестерола и желчных солей; 2) расщепление гликогена до глюкозы; 3) этерификация жирных кислот с образованием триглицеридов; 4) детоксикация токсинов, лекарств, ядов

путем оксидации при участии цитохрома Р450 и конъюгации (билирубина, стероидов) к глюкуроновой кислоте глицина или таурина; 5) отщепление йода от Т4 с образованием активного Т3.

Апикальная часть гепатоцитов является местом осуществления экзокринной функции печени - продукции желчи. В состав желчи входят, кроме воды и электролитов (Na+, K+, Ca+2, Mg+2, Cl-, HCO3-), фосфолипиды и холестерол, желчные пигменты. Ведущим компонентом желчи, важным для пищеварения, считаются соли желчных кислот (холиевая, хенодезоксихолиевая, дезоксихолиевая, литоксихолиевая), которые обеспечивают эмульгирование жиров, способствуя их расщеплению и абсорбции.

Важным компонентом желчи являются продукты детоксикации билирубина – конечного продукта деградации гемоглобина эритроцитов. Разрушение эритроцитов происходит в селезенке, где свободный гемоглобин захватывается сидерофагами и трансформирует его в вердоглобин. Высвобожденное железо транспортируется и депонируется в печени, а вердоглобин расщепляется до билирубина, который оказывает токсическое влияние на клетки (в первую очередь нейроны). Через базальную поверхность нерастворимый в воде билирубин попадает в цитоплазму гепатоцитов, подвергается конъюгации с глюкуроновой кислотой, благодаря чему становится водорастворимым, и секретируется в просвет желчных капилляров.

Такое строение гепатоцита обеспечивает интенсивный двусторонний обмен с кровью. Этому способствует также строение стенки синусоидных капилляров:

-наличие щелей между клетками,

129

Обратите внимание, что все желчевыводящие пути имеют общий тип строения – полый оболочечный слоистый. Их стенка включает 3 оболочки: слизистую, мышечную и серозную. Слизистая оболочка выстлана однослойным эпителием, под которым расположенная собственная пластинка, образованная соединительной тканью. Мышечная оболочка сформирована гладкой мышечной тканью, которая может содержать несколько пластов, ее максимальная толщина - в желчном пузыре.

Слизистая оболочка желчевыводящих путей выстлана однослойным призматическим эпителием. На апикальной поверхности эпителиоцитов есть микроворсинки. Это повышает площадь поверхности для всасывания воды, что обеспечивает концентрирование желчи. В базальной части клеток много митохондрий, плазмолемма формирует многочисленные глубокие складки. Соседние клетки связаны между собой с помощью плотных контактов. Нарушение экспрессии их ключевых молекул – ZO-1, окклюдинов и клаудинов определяет нарушение изоляции, химическое повреждение подлежащих тканей, развитие воспалительных заболеваний.

1

Обратите внимание на обилие митохондрий в цитоплазме. Клетки связаны между собой с помощью межклеточных контактов, ниже зоны соединения определите расширение

131

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ НА ЗАНЯТИИ

Объекты изучения (гистологические препараты):

1. Печень. Окраска гематоксилином и эозином. Малое и большое увеличение.

Карта заданий

5

3

134

При анализе данной электронной микрофотографии (рис. 7) определите:

1.гепатоцит;

2.эндотелиальную клетку;

3.какой полюс гепатоцита представлен на электронограмме?

4.какие органеллы преобладают в цитоплазме гепатоцита в этой зоне?

5.какие процессы здесь осуществляются?

Рис. 7

4. Трактовать взаимодействие гепатоцитов с кровью, диагностировать клетки перисинусоидального пространства, морфологические основы защитной функции печени.

При анализе рисунка 8, определите:

1.гепатоциты;

2.стенку синусоидного капилляра;

3.пространство Диссе;

4.эндотелиоциты;

5.клетки Купфера;

6.клетки Ито;

7.ретикулярные волокна;

8.какие клетки их продуцируют?

9.какие клетки могут влиять на объем матрикса в пространстве Диссе?

Рис. 8

5. Определять внутри - и внепеченочные желчевыводящие пути, интерпретировать их гистофизиологию

При анализе препарата (рис. 9), определите:

1)тип строения органа, представленного на рисунке;

2)какие оболочки входят в его состав?

3)слизистую оболочку;

4)какой эпителий ее покрывает;

5)функциональное значение эпителия;

6)собственную пластинку, ее тканевой состав;

7)мышечную оболочку;

8)какая ткань ее формирует?

9)какие регуляторы стимулируют ее сокращение?

10)функцию органа.

Рис. 9

135

При анализе электронной микрофотографии (рис. 10) определите:

1)клетки какой ткани представлены на фотографии?

2)вид эпителия;

3)особенности строения апикальной части клетки;

4)особенности клеточных контактов в апикальной части;

5)строение базолатеральной части клеток;

6)функцию клеток.

Рис. 10