Роль печени в пищеварении и обмене веществ

Основным гуморальным стимулятором сократительной активности желчного пузыря является холецистокинин. Он вызывагт одновременное сокращение пузыря и расслабление сфинктера Одди, в результате  чего желчь поступает в двенадцатиперстную кишку.

В клинической практике при исследовании сократительной функции желчного пузыря используются в качестве стимуляторов желчевыделения жидкое масло, яичный желток, пилокарпин, питуитрин, ацетилхолин,  гистамин,  сульфат магния.

Метаболические функции  печени

Выполняя в организме роль биохимической  лаборатории, печень оказывает выра­женное  влияние на обмен белков, жиров  и углеводов.

 Благодаря синтезу альбуминов (12-15 г в сутки) она обеспечивает  нормальное онкотическое давление во внутренней среде организма и транспорт кровью плохо растворимых в воде веществ. Печенью же синтезируется почти 90% богатых липопротеидами а1- глобулинов, также участвующих в транспорте веществ, и 75% а2- глобулинов. В этой фракции представлено значительное количество глико- и липопротеидов, содержатся церулоплазмин, а2- антитромбин, гаптоглобин, а2- макроглобулин. Печенью образуется более 50% fi- глобулинов, во фракции которых имеются гемопексин, трансферрин, B2-микроглобулин, значительное количество липопротеидов. Она оказывает влияние на механизм свертывания крови,  обеспечивая его фибриногеном.

Значительна роль печени и в преобразовании жиров, в частности, жирных кислот с  короткой цепью в высшие жирные кислоты. Из синтезируемых ею липопротеидов  холестерин служит источником синтеза  желчных кислот и гормонов.

Постоянной функцией печени является синтез и расходование гликогена, что  обеспечивает поддержание углеводного  гомеостаза — стабильную гликемию. Снижение уровня глюкозы в плазме крови, которое может сопровождать возросшие энергетические потребности  организма, приводит к выделению  гормонов надпочечников и поджелудочной  железы — адреналина и глюкагона, что сопровождается гликогенезом в печени и выведением глюкозы в кровь. Часть глюкюзы используется самой печенью для синтеза жирных и желчных кислот,  стероидных  гормонов и гликопротеидов.

Способность печени предохранять организм от действия токсических веществ  — дезинтоксикационная, барьерная функция — имеет существенное значение для сохранения жизни организма посред­ством биотрансформации веществ эндогенного и экзогенного происхождения. Эти вещества могут быть результатом гниения белка в толстом кишечнике (индол, фенол, скатол), образовываться в процессе обмена веществ или поступать в организм с пищей извне (ксенобиотики). Реакции биотрансформации могут осуществляться посредством гидроксилирования (перенос атома кислорода на молекулу «чужеродного» вещества с образованием гидроксильной группы), конъюгации (соединение «чужеродного» вещества с молекулой глюкуроновой, серной кислоты или же с метильной группой; пример — индолсернистые, скатолсернистые, фенолсернистые нетоксичные парные эфиры), специфического действия ферментных систем. Из ферментов наибольшее значение имеют глютатионтрансфераза, которая осуществляет биотрансформацию путем преобразования «чужеродного» вещества с помощью глутатиона, исполняет роль белкалигандина, транспортирующего «чужеродное» вещество в отделы гепатоцита,  где оно   преобразуется.

Мочевинообразование — одна из важнейших дезинтоксикационных функций печени, заключающаяся в преобразовании ядовитых осколков белковой молекулы в нетоксичное вещество. При дезаминировании аминокислот, нуклеотидов и других азотистых соединений печень принимает участие в синтезе аммиака, превышение предельно допустимых концентраций которого становится высокотоксичным для   организма.   Дезинтоксикация   аммиака   происходит   посредством использования его для синтеза мочевины. Даже при удалении 90-95% ткани печени сохраняется функция дезаминирования и синтеза мочевины.

Очень тесно с функцией печени связан метаболизм гормонов. Она осуществляет инактивацию адреналина, норадреналина, дофамина, альдостерона, серотонина, гастрина, эстрогенов и андрогенов. Особенно  велика  ее  роль в метаболизме эстрогенов.

ень ответственна как за основные анаболи¬ческие, так и за катаболические процессы обмена белков. Синтез белков в печени осуществляется из свободных аминокислот. Это прежде всего экзогенные аминокислоты, поступающие с кровью воротной вены из кишечника. Приток этих аминокислот в печень зависит от количественного и качественного состава пищи, активности пищеварительных ферментов, фазы пищеварения и т. д. Колебания поступления аминокислот в нормальных условиях соответствуют суточному циклу активности печеночных клеток.

Эндогенные свободные аминокислоты образуются в организме вследствие физиологического клеточного распада  в других орга¬нах. Обычно приток указанных веществ в печень относительно постоянен. Небольшое количество аминокислот образуется в самой печени из углеводов и жирных кислот.

Печень является единственным местом синтеза альбуминов, фибриногена, протромбина, проконвертина, проакцелерина. Основная масса ?-глобулинов, значительная часть ?-глобулинов, гепарина, ферментов также образуется в печени. Синтез белков и многочисленных ферментов осуществляется в гепатоцитах рибосомами. Собственные белки и ферменты печеночных клеток синтезируются на свободных рибосомах и полисомах гиалоплазмы гепатоцитов, не связанных с мембранами эндоплазматического ретикулума. Синтез белков «на экспорт» осуществляется рибосомами зернистого эндоплазматического ретикулума.

Большинство заболеваний печени с  тяжелыми повреждениями паренхимы  сопровождается снижением уровня как  альбуминов, так и α-глобулинов. Гипоальбуминемия - один из характерных признаков острой и хронической недостаточности печени.

Синтез гама гбулинов осуществояется главным образом плазматическими клетками. Купферовские клетки печени, как показали радиоизотопные исследования, также участвуют в их синтезе. Значительное повышение уровня ?-глобулинов крови при заболеваниях печени с выраженной иммунной реакцией связано не только с общей реакцией ретикулоэндотелиальной ткани, но и с плазматической инфильтрацией.

Печень не только синтезирует такие  важнейшие компоненты свертывающей системы крови, как протромбин, фактор VII, но и наряду с другими органами участвует в образовании гепарина. Вследствие этого система свертывания  крови в значительной мере зависит  от белковосинтетической функции печени и патологических изменений гепатоцитов.

В печени осуществляются все этапы  расщепления белков до образования  аммиака и мочевины. Протеолитические ферменты расщепляют тканевые и сывороточные белки до низкомолекулярных соединений. Ферменты дезаминирования, окисления, входящие в цикл Кребса, производят дальнейшее многоэтапное расщепление пептидных соединений и аминокислот. При значительных поражениях паренхимы, особенно при массивных некрозах, повышается уровень свободных аминокислот, остаточного азота в крови; при этом значительная часть свободных аминокислот выделяется с мочой. В печени из свободных аминокислот наряду с их разрушением с образованием мочевины и частичной реутилизацией, с новообразованием белков синтезируются жирные кислоты и кетоновые тела. Следовательно, фрагменты белкового обмена в печени включаются в обменные циклы других веществ.

Печень осуществляет катаболизм нуклеопротеидов  с их расщеплением до аминокислот, пуриновых  и пиримидиновых оснований. В  печени последние превращаются в  мочевую кислоту, выделяемую затем почками. Важно отметить, что конечные этапы катаболических изменений белковых тел в печени одновременно представляют ее детоксицирующую функцию.

Углеводный обмен

Печень играет центральную роль в многочисленных реакциях промежуточного обмена углеводов. Среди них особенно важны превращение галактозы  в глюкозу; превращение Фруктозы в глюкозу; синтез и распад гликогена; глюконеогенез; окисление глюкозы; образование глюкуроновой кислоты.

Превращение галактозы в глюкозу. Галактоза поступает в организм в составе молочного сахара. В  печени происходит ее превращение через  уридиндифосфогалактозу в глюкозо-1-фосфат. При нарушении функции печени способность организма использовать галактозу снижается, на этом основана функциональная проба печени с нагрузкой галактозой.

Превращение фруктозы в глюкозу. Печень превращает фруктозу во фруктозо-1-фосфат (Ф-1-Ф) с помощью содержащейся в ней специфической фруктокиназы при участии АТФ. Фрукто-зо-1-фосфат расщепляется в печени альдолазой типа В, как и фруктозо-1, 6-дифосфат - промежуточный продукт обмена глюкозы, превращаясь в диоксиацетонфосфат и 3-фосфоглицерино-вый альдегид. Часть фруктозы под действием гексокиназы превращается в фруктозо-6-фосфат, промежуточный продукт основного пути распада глюкозы. Под действием глюкозофосфатизомера-зы фруктозо-6-фосфат превращается в глюкозо-6-фосфат (Г-6-Ф). Исследование утилизации фруктозы положено в основу одной из функциональных проб печени, которая в настоящее время в клинике используется мало.

Синтез и распад гликогена. Гликоген синтезируется из активированной глюкозы, т. е. из Г-6-Ф. Печень может синтезировать  гликоген и из других продуктов углеводного  обмена, например из молочной кислоты. Распад гликогена в печени происходит и гидролитически, и (преимущественно) фосфоролитически. Под действием фосфорилазы образуется Г-1-Ф, который превращается в Г-6-Ф; последний включается в различные метаболические процессы. Печень служит единственным поставщиком глюкозы в кровь, так как только под влиянием печеночной микросомальной Г-6-фосфатазы из Г-6-Ф освобождается глюкоза. Таким образом, под влиянием обратимых реакций синтеза и распада гликогена регулируется количество глюкозы в соответствии с потребностями организма. Уровень гликогена регулируется гормональными факторами: АКТГ, глюкокортикоиды и инсулин повышают содержание гликогена в печени, а адреналин, глюкагон, соматотропный гормон и тироксин понижают.

Глюконеогенез. Глюкоза может синтезироваться из различных соединений неуглеводной природы, таких, как лактат, глицерин, некоторые метаболиты цитратного цикла и глюкопластические аминокислоты (глицин, аланин, серии, треонин, валин, аспарагиновая и глютаминовая кислоты, аргинин, гистидин, пролин и оксипролин). Глюконеогенез связывает между собой обмен белков и углеводов и обеспечивает жизнедеятельность при недостатке углеводов в пище.

Образование глюкуроновой кислоты. С обменом углеводов связан синтез глюкуроновой кислоты, необходимой для конъюгации плохо растворимых веществ (фенолы, билирубин и др.) и образования смешанных полисахаридов (гиалуроновая кислота, гепарин и др.).

В основе нарушений обмена углеводов  при заболеваниях печени лежат повреждения  митохондрий, которые ведут к  снижению окислительного фосфорилирования. Вторично страдают функции печени, требующие расхода энергии - синтез белка, эстерификация стероидных гормонов. Дефицит углеводов приводит также к усилению анаэробного гликолиза, вследствие чего в клетках накапливаются кислые метаболиты, вызывающие снижение рН. Следствием этого является разрушение лизосомальных мембран и выход в цитоплазму кислых гидролаз, вызывающих некроз гепатоцитов.

Жировой обмен

Печень играет ведущую роль в  обмене липидных веществ - нейтральных  жиров, жирных кислот, фосфолипидов, холестерина. Участие печени в обмене липидов тесно связано с ее желчевыделительной функцией: желчь активно участвует в ассимиляции жиров в кишечнике. При нарушении образования или выделения желчи жиры в повышенном количестве выделяются с калом. Желчь усиливает действие панкреатической липазы и вместе с рядом других веществ участвует в образовании хиломикронов. Гепатоциты с помощью микроворсинок непосредственно захватывают липиды из крови. В печени осуществляются следующие процессы обмена липидов: окисление триглицеридов, образование ацетоновых тел, синтез триглицеридов и фосфолипидов, синтез липопротеидов, синтез холестерина.

Гидролиз триглицеридов на глицерин и жирные кислоты происходит под действием внутрипеченочных липолитических ферментов. Печень является центральным местом метаболизма жирных кислот. В ней происходит синтез жирных кислот и их расщепление до ацетилкофермента А, а также образование кетоновых тел, насыщение ненасыщенных жирных кислот и их включение в ресинтез нейтральных жиров и фосфолипидов с последующим выведением в кровь и желчь. Катаболизм жирных кислот осуществляется путем ?-окисления, главной реакцией которого является активирование жирной кислоты с участием кофермента А и АТФ. Освобождающийся ацетилкофермент А подвергается полному окислению в митохондриях, в результате чего клетки обеспечиваются энергией. Следует отметить, что в печени образуется лишь 10% общего количества жирных кислот, основным местом их синтеза является жировая ткань. Кетоновые тела (ацетоуксусная, бета -оксимасляная кислоты и ацетон) образуются почти исключительно в печени. В норме их содержание в плазме не превышает 10 мг/л, а при сахарном диабете оно может увеличиться в сотни раз. Возникающий в патологических условиях кетоз связан с диссоциацией кетогенеза в печени и утилизацией кетоновых тел в других органах. Из жирных кислот, глицерина, фосфорной кислоты, холина и других оснований печень синтезирует важнейшие составные части клеточных мембран - различные фосфолипиды. Синтез нейтральных жиров и фосфолипидов связан главным образом с митохондриями, а также с гладким эндоплазматическим ретикулумом.

Синтез холестерина в основном происходит в печени и кишечнике, где образуется более 90% всего холестерина. Холестерин представляет собой важную составную часть плазмы крови  и используется для синтеза кортикостероидных  гормонов и витамина D. Основная масса  холестерина синтезируется гладкой  эндоплазматической сетью. Уровень  холестерина поддерживается постоянным в результате синтеза, катаболизма  и выведения избыточного количества с желчью в кишечник: пятая часть  его выделяется с калом, а большая  часть всасывается вновь, обеспечивая  печеночно-кишечную циркуляцию. Печеночные клетки полностью ответственны за удаление избыточного количества холестерина  из организма путем выведения как самого холестерина, так и его производных (желчные кислоты) с желчью. Нарушение печеночно-кишечной циркуляции вследствие окклюзии желчевыводящих путей приводит к резкому возрастанию синтеза желчных кислот из холестерина.

В печени происходит синтез липопротеидов, особой транспортной формы фосфолипидов, нейтральных жиров и холестерина. Предполагают, что фосфолипиды служат связующим звеном между белком и липидным компонентом. В зависимости от того, с какой фракцией сывороточных белков они передвигаются, при электрофорезе различают ?-, ?- и пре-?-липопротеиды. Пре-?-липопротеиды - главная транспортная форма эндогенных триглицеридов.