Нарушение обмена холестерина приводит в конечном итоге к нарушению обмена липидов. Синтез холестерина контролируется многими факторами, главным является количеством поступившего холестерина в гепатоцит и количеством циркулирующих жирных кислот.
Дисфункция гепатоцитов приводит к усилению синтеза холестерина и отложению холестерина в тканях (в том числе тканях печени), к циррозу печени.
Нарушение обмена липидов в печени проявляется в ее жировой дистрофии. В нормальных условиях жир составляет 5-6% от веса печени. В условиях патологии содержание его может достигать 50%. Причинами жировой дистрофии печени являются токсические воздействия: этанол, сахарный диабет, общее ожирение, гипоксия и др.
Обменные процессы в печени.
Обмен белков и аминокислот:
- в печени образуется большинство белков плазмы крови
- в печени происходит (почти исключительно) образование мочевины
- печень участвует в переаминировании и дезаминировании аминокислот
- в печени синтезируются креатин и глутамин
Углеводный обмен:
- в печени осуществляется синтез и ресинтез гликогена, избыток сахара в крови превращается в гликоген, и снижение уровня сахара в крови приводит к распаду гликогена с выделением энергии.
Обмен биологически активных веществ:
- печень осуществляет ферментативную инактивацию стероидных гормонов (глюкокортикостероидов, альдостерона, андрогенов, эстрогенов), а также инактивацию инсулина, глюкагона, антидиуретического гормона, гормона щитовидной железы
- печень формирует биогенные амины: серотонин, гистамин, катехоламины
- печень участвует в обмене жирорастворимых витаминов (A, D, E, K) (для их всасывание необходима желчь)
- печень в основном синтезирует витамин А, активные формы витаминов группы В, фолиевой кислоты, холина
Минеральный обмен в печени.
Печень имеет запас Fe и влияет на процесс его абсорбции в кишечнике. После всасывания в кровь Fe соединяется с белком, синтезируемым печенью - трансферином (глобулиновая фракция). Запасы Fe поддерживаются благодаря ретикулоэндотелиальной системе печени. У мужчин составляет 80,2 мг/100 г ткани. У женщин - 23,5 мг/100г. В организме содержится 3-6 г Fe. Печень является депо железа (до 15 % всего железа организма).
После всасывания в кишечнике Cu депонируется в печени; 90-95% Cu входит в состав, синтезируемого клетками печени, церулоплазмина, остальная часть связывается с альбумином. Cu - выделяется из организма с желчью. При гепатитах содержание Cu в крови и кале увеличивается.
Печень основное депо Zn. Он используется в цинкосодержащих ферментах (карбогидразах и их производных), входит в состав комплексов содержащих Zn - нуклеатидов, нуклеозидов. При циррозах печени содержание Zn в крови и в печени снижается.
Печень осуществляет функции внешнего и внутреннего депонирования. Внешнее депонирование - накопление желчи в желчном пузыре. Внутреннее депонирование заключается в накоплении углеводов, жиров, белков, минеральных веществ, гормонов, витаминов, воды в самой печени.
Запасы гликогена (гликогеновые депо) могут достигать 20 % от веса печени, жиры - в норме, в тканях печени содержится до 5-6 % от веса органа.
Витамины - до 96 % общего содержания витаминов в организме, а именно: А, D2, D3, К, С, РР.
Барьерная функция печени направлена на защиту организма от изменений окружающей среды, способствует предохранению клеток печени, а также других органов и тканей от действия повреждающих агентов. Осуществляется особыми физиологическими механизмами, которые условно можно разделить на внешний и внутренний механизмы.
Внешние барьеры:
- обезвреживание чуждых организму ядовитых соединений, поступивших с пищей или образовавшихся в кишечнике
- ретикулоэндотелиальная система - обезвреживание ядов и болезнетворных агентов.
Внутренние барьеры:
- осуществляются эндотелием кровеносных сосудов, базальными мембранами, клеточными и внутриклеточными элементами
- это позволяет обезвреживать инфекционные и токсические агенты
- неспецифические механизмы защиты от инфекционных агентов связаны с деятельностью звездчатых ретикулоэндотелиоцитов, макрофагов, нейтрофильных лейкоцитов (захват и лизис возбудителей инфекций)
- специфические (иммунные) защитные реакции, заключаются в синтезе антител лимфоцитами лимфатических узлов печени.
Защита организма от действия токсических веществ заключается:
- в химическом превращении вещества в менее токсичные или нетоксичные формы, облегчающие вывод этих веществ из организма
- в микросомально-ферментативном окислении токсических веществ, при этом продукты окисления приобретают большую растворимость
- путем окисления в печени нейтрализуются такие вещества как: этанол, фенобарбитал, анилин, толуол, нафталин, гистамин.
Не все токсические вещества в процессе метаболических превращений подвергаются обезвреживанию. В отдельных случаях в печени происходит образование более токсичных веществ. Токсичность метилового спирта полностью определяется продуктами его окисления - формальдегидом и муравьиной кислотой. Тяжесть отравления этиленгликолем прямо пропорциональна степени его окисления до щавелевой кислоты.
В составе желчи печени могут находиться лекарственные вещества и антибиотики, которые в 10-100 раз превышает их концентрацию в плазме крови.
Влияние экстремальных факторов на функции печени.
В условиях перегревания организма: нарушается экскреторная функция, снижается интенсивность желчеобразования, угнетается моторно-эвакуаторная функция, возрастает содержание билирубина (в 2-3 раза), снижается содержание желчных кислот.
В условиях охлаждения наблюдается нарушение углеводного и жирового обмена, уменьшается содержание гликогена, гепатоциты накапливают жиры.
В условиях воздействия ионизирующего излучения идет ускоренное образование холестерина и билирубина, повышение содержания жиров в печени, угнетение желчеобразования и желчевыделения.
В состоянии острого эмоционального напряжения (при отсутствии адаптации к нему) усиливается функциональная активность печени, превалируют процессы катаболизма, снижаются запасы гликогена, усиливается распад структурных белков.
Хронические стрессовые воздействия некомпенсированного характера могут привести к некрозу гепатоцитов (холестаз).
Пищеварение в тонком кишечнике.
Полостное пищеварение в тонкой кишке осуществляется за счёт сока ПЖ, желчи и кишечного сока.
Кишечный сок представляет собой бесцветную жидкость, мутноватую от примеси слизи, эпителиальных клеток, кристаллов холестерина.
Кишечная секреция включает в себя два самостоятельных процесса: отделение жидкой части; отделение плотной части. Оба процесса изменяются в широких пределах независимо друг от друга, под влиянием физиологических раздражителей. Плотная часть содержит: ферменты и эпителий (не растворимы в воде). Жидкая часть содержит: минеральные соли и белки (вещества). Плотная часть сока обладает значительно большей ферментативной активностью, чем жидкая.
Отторжение клеток, выделяющих ферменты, с верхней части ворсинок происходит интенсивно. Обновление кишечного эпителия в тощей кишке проходят за 3 дня, а в двенадцатиперстной кишке менее чем за два дня.
Ферменты кишечного сока принимают участие в пристеночном пищеварении.
Аминопетидазы расщепляют пептидную связь между двумя аминокислотами.
Углеводы гидролизируются б-глюкозидазами, б-галактозидазой, глюкоамилазой.
В гидролизе липидов используется моноглицеридлипаза. Она гидролизует моноглицериды и эфиры холестерина.
Секрецию кишечного сока, помимо гормонов (энтерокринин, дуокринин и т.д.), стимулируют продукты переваривания белков, продукты переваривания жиров, соляная кислота - НСl, панкреатический сок.
Классический метод экспериментального изучения динамики кишечного сокоотделения в хроническом опыте предложен Л. Вела (1882). В кожную рану выводились концы изолированного отрезка тонкой кишки.
Физиологические особенности пристеночного (мембранного) пищеварения.
Пристеночное пищеварение осуществляется последовательно в трёх зонах: в слое слизи, гликокаликсе, на апикальных мембранах энтероцитов.
Из полости тонкой кишки питательные вещества поступают в слой кишечной слизи, образованный секретом бокаловидных клеток и фрагментами слущивающегося кишечного эпителия. Слизь удерживается на пласте энтероцитов гликокаликсом за счёт высокой вязкости. Гликокаликс - компонент мембраны, представляющий собой трехмерную сеть, образованную мукополисахаридными нитями, покрывающую внешнюю поверхность плазматической мембраны энтероцитов. Слизь обладает более высокой ферментативной активностью, чем жидкое содержимое полости тонкой кишки. В ней адсорбированы ферменты из полости тонкой кишки и из разрушенных энтероцитов.
Питательные вещества, проходя через слизь, частично гидролизуются и поступают в гликокаликс. В гликокаликсе их гидролиз по мере перемещения продолжается.
Гидролизованные в основном до димеров питательные вещества поступают на апикальные мембраны энтероцитов, в которые встроены кишечные ферменты, гидролизующие димеры на мономеры, после чего происходит всасывание мономеров в кровь и лимфу.
Разные части кишечной ворсинки эпителиоцитов функционально неоднородны. Верхняя часть ворсинок преимущественно реализует мембранный гидролиз дипептидов, а участки, расположенные ближе к основанию - гидролиз дисахаридов.
Существует и проксимодистальный градиент распределения ферментов вдоль тонкой кишки, последовательность в гидролизе и всасывании продуктов гидролиза, сложные взаимные влияния гидролиза одних веществ на гидролиз других.
Всасывание различных веществ в кишечнике.
Белки всасываются в основном в кишечнике после их гидролиза до аминокислот. Всасывание аминокислот через апикальные мембраны эпителиоцитов в основном осуществляется активно, с помощью переносчиков и с затратой энергии. Небольшое количество аминокислот всасывается пассивно путём диффузии. Аминокислоты, образующиеся в процессе гидролиза, всасываются быстрее, чем свободные аминокислоты, введённые в кишку. Скорость всасывания различных аминокислот в различных отделах тонкой кишки неодинакова. Аргинин, метионин, лейцин всасываются быстро; фенилаланин, цистеин, тирозин всасываются медленнее; аланин, серин, глютаминовая кислота - ещё медленнее. Всасывание аминокислот стимулируется транспортом натрия. Из менее концентрированных растворов аминокислоты всасываются быстрее.
Всасывание углеводов происходит в основном в тонкой кишке. Моносахариды, образовавшиеся при гидролизе, всасываются быстрее, чем введённые в просвет кишки. С наибольшей скоростью всасываются гексозы (глюкоза, галактоза), медленнее - пентозы. Всасывание глюкозы активируется транспортом натрия, при его отсутствии всасывание в 100 раз медленнее. Различные моносахариды всасываются с неодинаковой скоростью в различных отделах тонкой кишки. Изменение всасывания происходит под влиянием коры большого мозга, подкорковых структур, ствола головного мозга, спинного мозга, концентрации моносахаридов (глюкозы) в крови. Парасимпатические волокна усиливают всасывание, симпатические тормозят. Всасывание глюкозы усиливается гормонами надпочечников, гипофиза, щитовидной железы, серотонином. Тормозят всасывание глюкозы соматостатин и гистамин.
Всасывание липидов зависит от их эмульгирования и гидролиза липазой в двенадцатипёрстной кишке и проксимальной части тощей кишки. Панкреатическая липаза осуществляет гидролиз триглицеридов в полости, кишечная липаза - в зоне исчерченной каёмки эпителиоцитов. В результате гидролиза из триглицеридов образуются диглицериды, затем моноглицериды. Из моноглицеридов, жирных кислот с участием солей желчных кислот, фосфолипидов и холестерина в полости тонкой кишки образуются мицеллы (ш 100 нм), которые переходят в кишечные эпителиоциты (желчные кислоты всасываются в подвздошной кишке по механизму активного транспорта). В эпителиоцитах из триглицеридов, холестерина, фосфолипидов, глобулинов образуются мельчайшие жировые частицы (хиломикроны), заключённые в тонкую белковую оболочку. Хиломикроны через базолатеральные мембраны эпителиоцитов переходят в соединительные пространства ворсинок, затем в центральный лимфатический сосуд ворсинки. В кровеносные капилляры из эпителиоцитов и межклеточного пространства попадают лишь растворимые в воде свободные жирные кислоты и глицерин. Парасимпатические волокна ускоряют всасывание липидов, симпатические замедляют. Стимулируют всасывание гормоны коркового вещества надпочечников, щитовидной железы и гипофиза, секретин и ХЦК.
Всасывание воды начинается в желудке, но особенно интенсивно происходит в тонкой и особенно толстой кишке. Некоторое количество всасывается по осмотическому градиенту, но всасывание из изотонических и гипертонических растворов требует затраты энергии. Активно всасываемые эпителиоцитами растворённые вещества тянут за собой воду. Решающая роль в переносе воды принадлежит ионам (особенно натрию), сахарам и аминокислотам.