ФУНКЦИИ ПЕЧЕНИ И ЕЕ УЧАСТИЕ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА Выделяют непищеварительные и пищеварительные функции печени. Непищеварительные функции: синтез фибриногена, альбумина, иммуноглобулинов и других белков крови; синтез и депонирование гликогена; формирование липопротеинов для транспорта жиров; депонирование витаминов и микроэлементов; детоксикация продуктов метаболизма, лекарственных и других веществ; метаболизм гормонов: синтез сомагомединов, тромбопоэтина, 25(OH)D3 и др.; разрушение йодсодержащих тиреоидных гормонов, альдостерона и др.; депонирование крови; обмен пигментов (билирубина — продукта деградации гемоглобина при разрушении эритроцитов). Пищеварительные функции печени обеспечиваются желчью, образующейся в печени. Роль печени в пищеварении: Детоксикационная (расщепление физиологически активных соединений, продукция мочевой кислоты, мочевины из более токсических соединений), фагоцитоз купферовскими клетками Регуляция углеводного обмена (конверсия глюкозы в гликоген, гликогеногезис) Регуляция липидного метаболизма (синтез триглицеридов и холестерола, экскреция холестерола в желчь, образование кетоновых тел из жирных кислот) Синтез белков (альбумин, транспортные белки плазмы, фибриноген, протромбин и др.) Образование желчи ОБРАЗОВАНИЕ, СОСТАВ И ФУНКЦИИ ЖЕЛЧИ Желчь - жидкий секрет, продуцируемый клетками гепатобилиарной системы. В ее состав входят вода, желчные кислоты, желчные пигменты, холестерол, неорганические соли, а также ферменты (фосфатазы), гормоны (тироксин). Желчь также содержит некоторые продукты обмена веществ, яды, лекарственные вещества, поступившие в организм, и др. Объем ее суточной секреции составляет 0,5-1,8 л. Образование желчи происходит непрерывно. Вещества, входящие в ее состав, поступают из крови путем активного и пассивного транспорта (вода, холестерол, фосфолипиды, электролиты, билирубин), синтезируются и секретируются гепатоцитами (желчные кислоты). Вода и ряд других веществ поступают в желчь механизмами обратного всасывания из желчных капилляров, протоков и пузыря. Основные функции желчи: Эмульгирование жиров Активация липолитических ферментов Растворение продуктов гидролиза жира Всасывание продуктов липолиза и жирорастворимых витаминов Стимуляция моторной и секреторной функции тонкого кишечника Регуляция секреции поджелудочной железы Нейтрализация кислого химуса, инактивация пепсина Защитная функция Создание оптимальных условий для фиксации ферментов на энтероцитах Стимуляция пролиферации энтероцитов Нормализация кишечной флоры (ингибирует гнилостные процессы) Экскреция (билирубин, порфирин, холестерол, ксенобиотики) Обеспечение иммунитета (секреция иммуноглобулина А) Желчь представляет собой жидкость золотистого цвета, изотоничную плазме крови, с рН 7,38,0. Ее главными компонентами являются вода, желчные кислоты (холевая, хенодезоксихолевая), желчные пигменты (билирубин, биливердин), холестерин, фосфолипиды (лецитин), электролиты (Na+, К+, Са2+, CI- , НСO3-), жирные кислоты, витамины (А, В, С) и в небольших количествах другие вещества. Таблица. Основные компоненты желчи Показатели Характеристика Количество, мл/сут 1000-1800 Удельный вес, г/мл 1,026-1,048 (1,008-1,015 печеночная) pH, ед. 6,0-7,0 (7,3-8,0 печеночная) Вода, % 92,0 (97,5 печеночная) Электролиты НСО3-, Са2+, Mg2+, Zn2+, CI- Желчные кислоты 3-45 ммоль/л Холестерол 1,6-8,3 ммоль/л Фосфолипиды 0,3-11,0 ммоль/л Желчные пигменты 0.8-3.2 ммоль/л В сутки образуется 0,5-1,8 л желчи. Вне приема пищи желчь поступает в желчный пузырь, поскольку сфинктер Одди закрыт. В желчном пузыре происходит активная реабсорция воды, ионов Na+, CI-, НСO3-. Концентрация органических компонентов значительно возрастает, рН при этом уменьшается до 6,5. В итоге желчный пузырь объемом 50-80 мл вмещает желчь, образующуюся в течение 12 ч. В связи с этим различают желчь печеночную и пузырную. Таблица. Сравнительная характеристика желчи в печени и желчном пузыре Показатель Печень Желчный пузырь Осмолярность. моль/кг Н2O 284,0 281.0 Na+ ммоль/л 146,0 209.0 К+, ммоль/л 4,8 12,8 Ca2+, ммоль/л 2,6 10,8 СI-, ммоль/л 105,0 66,0 HCO3-, ммоль/л 30,0 19,0 Желчные соли, ммоль/л 13.0 75,0 Фосфолипиды, ммоль/л 3,2 26,0 Билирубин, ммоль/л 1,1 5,0 Холестерин, ммоль/л 4,6 10.4 pH, ед 7,15 6,89 Функции желчи Основными функциями желчи являются: эмульгирование гидрофобных жиров пищи триацилглицеролов с образованием мицеллярных частиц. При этом резко увеличивается площадь поверхности жиров, их доступность для взаимодействия с панкреатической липазой, что резко повышает эффективность гидролиза эфирных связей; формирование мицелл, состоящих из желчных кислот, продуктов гидролиза жиров (моноглицеридов и жирных кислот), холестерола, облегчающих всасывание жиров, а также жирорастворимых витаминов в кишечнике; выведение из организма холестерола, из которого образуются желчные кислоты, и его производных в составе желчи, желчных пигментов, других токсических веществ, которые не могут выводиться почками; участие вместе с бикарбонатами сока поджелудочной железы в понижении кислотности химуса, поступающего из желудка в двенадцатиперстную кишку, и обеспечении оптимальной рН для действия ферментов сока поджелудочной железы и кишечного сока. Желчь способствует фиксации ферментов на поверхности энтероцитов и этим улучшает мембранное пищеварение. Она усиливает секреторную и моторную функции кишечника, оказывает бактериостатическое действие, предупреждая тем самым развитие гнилостных процессов в толстой кишке. Синтезируемые в гепатонитах первичные желчные кислоты (холевая, хенодезоксихолевая) включены в цикл печеночно-кишечной циркуляции. В составе желчи они попадают в подвздошную кишку, всасываются в кровь и по воротной вене возвращаются в печень, где вновь включаются в состав желчи. До 20% первичных желчных кислот под действием анаэробных кишечных бактерий превращаются во вторичные (дезоксихолевую и литохолевую) и выводятся из организма через ЖКТ. Синтез из холестерола новых желчных кислот взамен экскретированным приводит к снижению его содержания в крови. Регуляция желчеобразования и желчевыделения Процесс образования желчи в печени (холерез) происходит постоянно. При приеме пищи желчь по желчным ходам поступает в печеночный проток, откуда через общий желчный проток попадает в двенадцатиперстную кишку. В межпищеварительный период она через пузырный проток поступает в желчный пузырь, где хранится до следующего приема пищи (рис. 1). Пузырная желчь в отличие от печеночной более концентрированная и имеет слабокислую реакцию вследствие обратного всасывания эпителием стенки желчного пузыря воды и ионов бикарбоната. Непрерывно протекающий в печени холерез может изменять свою интенсивность под влиянием нервных и гуморальных факторов. Возбуждение блуждающих нервов стимулирует холерез, а возбуждение симпатических нервов угнетает этот процесс. При приеме пищи образование желчи рефлекторно усиливается через 3-12 мин. Интенсивность желчеобразования зависит от пищевого рациона. Сильными стимуляторами холереза — холеретиками — являются яичные желтки, мясо, хлеб, молоко. Активируют образование желчи такие гуморальные вещества, как желчные кислоты, секретин, в меньшей степени — гастрин, глюкагон. Рис. 1. Схема строения желчевыводящих путей Желчевыделение (холекинез) осуществляется периодически и связано с приемом пищи. Поступление желчи в двенадцатиперстную кишку происходит при расслаблении сфинктера Одди и одновременном сокращении мышц желчного пузыря и желчных протоков, что повышает давление в желчевыводящих путях. Выделение желчи начинается через 7- 10 мин после приема пищи и продолжается в течение 7-10 ч. Возбуждение блуждающих нервов стимулирует холекинез на начальных этапах пищеварения. При попадании пищи в двенадцатиперстную кишку наибольшую роль в активации процесса желчевыведепия играет гормон холецистокинин, который вырабатывается в слизистой двенадцатиперстной кишки под влиянием продуктов гидролиза жиров. Показано, что активные сокращения желчного пузыря начинаются через 2 мин после поступления жирной пищи в двенадцатиперстную кишку, а через 15-90 мин желчный пузырь полностью опорожняется. Наибольшее количество желчи выводится при потреблении яичных желтков, молока, мяса. Рис. Регуляция желчеобразования Рис. Регуляция желчевыделения Поступление желчи в двенадцатиперстную кишку происходит обычно синхронно с выделением панкреатического сока вследствие того, что общий желчный и панкреатический протоки имеют общий сфинктер — сфинктер Одди (рис. 11.3). Основным методом исследования состава и свойств желчи является дуоденальное зондирование, которое проводят натощак. Самая первая порция дуоденального содержимого (порция А) имеет золотисто-желтый цвет, вязкую консистенцию, слегка опалесцирует. Эта порция представляет собой смесь желчи из общего желчного протока, панкреатического и кишечного соков и диагностической ценности не имеет. Ее собирают в течение 10-20 мин. Затем через зонд вводят стимулятор сокращения желчного пузыря (25% раствор магния сульфата, растворы глюкозы, сорбита, ксилита, растительное масло, яичный желток), либо подкожно гормон холецистокинин. Вскоре начинается опорожнение желчного пузыря, которое приводит к выделению густой темной желчи желто-коричневого или оливкового цвета (порция В). Порция В составляет 30-60 мл и поступает в двенадцатиперстную кишку в течение 20-30 мин. После вытекания порции В из зонда выделяется золотисто-желтая желчь — порция С, которая выходит из печеночных желчных протоков. ПИЩЕВАРИТЕЛЬНАЯ И НЕПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ ПЕЧЕНИ Функции печени следующие. Пищеварительная функция заключается в выработке основных компонентов желчи, которая содержит вещества, необходимые для пищеварения. Кроме желчеобразования печень выполняет много других важных для организма функций. Экскреторная функция печени связана с желчевыделением. В составе желчи из организма выводятся желчный пигмент билирубин и избыточное количество холестерина. Печень играет ведущую роль в углеводном, белковом и липидном обмене. Участие в углеводном обмене связано с глюкостатической функцией печени (поддержание нормального уровня глюкозы в крови). В печени происходит синтез гликогена из глюкозы при повышении ее концентрации в крови. С другой стороны, при снижении уровня глюкозы в крови в печени осуществляются реакции, направленные на выброс глюкозы в кровь (распад гликогена или гликогенолиз) и на синтез глюкозы из остатков аминокислот (глюконеогенез). Участие печени в белковом обмене связано с расщеплением аминокислот, синтезом белков крови (альбуминов, глобулинов, фибриногена), факторов свертывающей и противосвертывающей систем крови. Участие печени в липидном обмене связано с образованием и распадом липопротеинов и их компонентов (холестерина, фосфолипидов). Печень выполняет депонирующую функцию. Она является местом хранения гликогена, фосфолипидов, некоторых витаминов (A, D, К, РР), железа и других микроэлементов. В печени также депонируется значительный объем крови. В печени происходит инактивация многих гормонов и биологически активных веществ: стероидов (глюкокортикоидов и половых гормонов), инсулина, глюкагона, катехоламинов, серотонина, гистамина. Печень выполняет также обезвреживающую, или детоксикационную, функцию, т.е. участвует в разрушении различных продуктов метаболизма и чужеродных веществ, поступивших в организм. Обезвреживание токсичных веществ осуществляется в гепатоцитах с помощью микросомальных ферментов и обычно происходит в два этапа. Сначала вещество подвергается окислению, восстановлению или гидролизу, а затем происходит связывание метаболита с глюкуроновой либо серной кислотой, глицином, глутамином. В результате таких химических превращений гидрофобное вещество становится гидрофильным и выводится из организма в составе мочи и секретов желез пищеварительного тракта. Главным представителем микросомальных ферментов гепатоцитов является цитохром P450, который катализирует реакции гидроксилирования токсичных веществ. В обезвреживании бактериальных эндотоксинов важная роль принадлежит купферовским клеткам печени. Составной частью детоксикационной функции печени является обезвреживание токсических веществ, всасывающихся в кишечнике. Эту роль печени часто называют барьерной. Образующиеся в кишечнике яды (индол, скатол, крезол) всасываются в кровь, которая, прежде чем попасть в общий кровоток (нижнюю полую вену), идет в воротную вену печени. В печени ядовитые вещества захватываются и нейтрализуются. О значимости для оргаиизима детоксикации ядов, образующихся в кишечнике, можно судить по результатам опыта, называемого фистулой Экка — Павлова: воротную вену отделяли от печени и подшивали к нижней полой вене. Животное в этих условиях через 2-3 дня погибало из-за интоксикации ядами, образующимися в кишечнике. Желчь и ее роль в кишечном пищеварении Желчь является продуктом деятельности печеночных клеток — гепатоцитов. Таблица. Образование желчи Клетки Процент Функции Гепатоциты 66,6 % Секреция желчи (транс- и интерцеллюлярная фильтрация) Эпителиальные клетки желчных протоков 33,3 % Реабсорбция электролитов, секреция HCO3-, Н2O За сутки секретируется 0,5- 1,5 л желчи. Она представляет собой жидкость зеленоватожелтого цвета слабощелочной реакции. В состав желчи входят вода, неорганические вещества (Na+, К+, Са2+, СI-, НСО3-), ряд органических веществ, которые определяют ее качественное своеобразие. Это синтезируемые печенью из холестерина желчные кислоты (холевая и хенодезоксихолевая), желчный пигмент билирубин, образующийся при разрушении гемоглобина эритроцитов, холестерин, фосфолипид лецитин, жирные кислоты. Желчь является одновременно секретом и экскретом, так как содержит вещества, предназначенные для выведения из организма (холестерин, билирубин). Основные функции желчи следующие. Нейтрализует кислый химус, поступающий в двенадцатиперстную кишку из желудка, что обеспечивает смену желудочного пищеварения на кишечное. Создает оптимальное pH для действия ферментов поджелудочной железы и кишечного сока. Активирует липазу поджелудочной железы. Эмульгирует жиры, что облегчает их расщепление панкреатической липазой. Способствует всасыванию продуктов гидролиза жиров. Стимулирует моторику кишечника. Обладает бактериостатическим действием. Выполняет экскреторную функцию. Важная функция желчи — способность эмульгировать жиры - связана с присутствием в ней желчных кислот. Желчные кислоты в своей структуре имеют гидрофобную (стероидное ядро) и гидрофильную (боковая цепь с COOН-группой) части и являются амфотерными соединениями. В водном растворе они, располагаясь вокруг жировых капель, снижают их поверхностное натяжение и превращают в тонкие, почти мономолекулярные жировые пленки, т.е. эмульгируют жиры. Эмульгирование увеличивает площадь поверхности жировой капли и облегчает расщепление жиров липазой панкреатического сока. Гидролиз жиров в просвете двенадцатиперстной кишки и транспорт продуктов гидролиза к клеткам слизистой тонкого кишечника осуществляется в особых структурах — мицеллах, образующихся с участием желчных кислот. Мицелла обычно имеет сферическую форму. Ее ядро формируют гидрофобные фосфолипиды, холестерин, триглицериды, продукты гидролиза жиров, а оболочка состоит из желчных кислот, которые ориентированы таким образом, что их гидрофильные части соприкасаются с водным раствором, а гидрофобные — направлены внутрь мицеллы. Благодаря мицеллам облегчается всасывание нс только продуктов гидролиза жиров, на и жирорастворимых витаминов A, D, Е, К. Большая часть желчных кислот (80-90%), поступивших в просвет кишечника с желчью, в подвздошной кишке подвергается обратному всасыванию в кровь воротной вены, возвращается в печень и включается в состав новых порций желчи. В течение суток такая кишечно-печеночная рециркуляция желчных кислот обычно происходит 6- 10 раз. Небольшое количество желчных кислот (0,2-0,6 г/сут) выводится из организма с калом. В печени из холестерина синтезируются новые желчные кислоты взамен экскретированных. Чем больше желчных кислот обратно всасывается в кишечнике, тем меньше образуется новых желчных кислот в печени. Вместе с тем увеличение экскреции желчных кислот стимулирует их синтез гепатоцитами. Вот почему прием грубоволокнистой растительной пищи, содержащей клетчатку, которая связывает желчные кислоты и препятствует их обратному всасыванию, приводит к увеличению синтеза желчных кислот печенью и сопровождается снижением уровня холестерина крови.
