Челябинская государственная медицинская академия
Печень
Недавно в одном из номеров «Московского комсомольца» было интересное сообщение. В одну из московских клиник поступил больной с циррозом печени. В приемном покое клиники дежурный врач, собирая анамнез, поинтересовался у больного о его отношении к алкоголю. При этом выяснилось, что последние годы больной ежедневно употреблял 2,5 литра алкоголя. Врач не поверил, но его сомнения рассеялись, когда через несколько дней больной оказался на мраморном столе у патологоанатома. При вскрытии вместо плотного, темного и крупного образования, каким является печень, находился бледный соединительнотканный мешок. Это все, что осталось от печени.
Сегодня нам предстоит разобрать гистофизиологию этого органа, который длительное время сопротивлялся столь чудовищному алкогольному воздействию, предохраняя, до известной степени, организм от яда.
Печень является самой крупной железой пищеварительного тракта человека. Функции печени чрезвычайно разнообразы. Печень выполняет более 500 функций. Вместе с тем, печень является жизненно важным органом, благодаря своей главной функции – обезвреживающей или мочевинообразовательной. По системе воротной вены из кишечника в печень поступают высокотоксичные соединения, образующиеся в основном при белковом обмене (остаточный азот, креатинин), где из них синтезируется относительно безвредная мочевина, которая затем выводится из организма с мочой. Нарушение именно этой функции печени приводит к смерти. Кроме того, обезвреживанию в печени подвергаются лекарственные препараты, алкоголь.
Защитная функция печени проявляется в том, что в ней имеются самые активные макрофаги нашего организма, которые фагоцитируют чужеродные соединения, сгустки фибрина, полуразрушенные клетки, токсины, иммунные комплексы, микроорганизмы.
Печень выполняет кроветворнуюфункцию, так как в эмбриональном периоде (с 5 недели до 5 месяца) она является важным кроветворным органом, где образуются тромбоциты, эритроциты и гранулоциты. При обильных кровопотерях кроветворная функция печени может проявляться вновь и у взрослого человека.
Благодаря обильной системе кровоснабжения, печень выполняет функцию депонирования крови. Установлено, что печень может включать в себя до 20% крови.
В печени инактивируются многочисленные гормоны, в том числе половые гормоны, гормоны коры надпочечников, биогенные амины. Кроме того, в печени эти гормоны могут депонироваться и активироваться.
Печень принимает участие в обмене витаминов, так как здесь депонируются очень многие жирорастворимые витамины: никотиновая кислота, Д, К, В12, А1.
В последние годы установлено, что эмбриональная печень синтезирует эритропоэтин. Во взрослом организме эритропоэтин синтезируется, в основном, в почках и принимает участие в пролиферации гепатоцитов и регенерации печени.
Печень участвует в белковом обменеза счет синтеза различных белков: альбуминов, мелкодисперсных и грубодисперсных фракций глобулинов, протромбина, фибриногена. Здесь протекают процессы дезаминирования и переаминирования аминокислот. Гепатоциты могут синтезировать и секретировать белки острой фазы воспаления (церулоплазмин, фибриноген, а-кислый гликопротеин).
В эмбриональном периоде печень синтезирует a-фетопротеин, обладающий иммуносупрессивным действием. Кроме того, эмбриональная печень вырабатывает ростовые факторы: трансферрин, который необходим для эмбрионального клеточного роста в период формирования.
Печень принимает активное участие в регуляции свертывающей системы кровиза счет выработки белков протромбина и фибриногена. При заболеваниях печени очень часто имеются нарушения свертывающей системы крови, что спровождается кровотечениями.
Печень участвует в углеводном обмене: здесь осуществляются синтез гликогена из избытка сахара, его депонирование и процессы гликогенолиза.
Экскреторная или желчеобразовательная функция печени проявляется в выработке печенью желчи. Образование желчи происходит непрерывно из продуктов распада, в основном, гемоглобина. За 1 сутки образуется около 1 литра желчи. Желчь активирует липазу и эмульгирует жиры. Липаза может расщеплять только эмульгированные жиры. Кроме того желчь обеспечивает всасывание жиров, так как конечные продукты расщепления жиров – жирные кислоты всасываются только после соединения с желчными кислотами, становясь, при этом, водорастворимыми. Желчь стимулирует перистальтику кишечника.
В печени осуществляется синтез и депонирование ряда жиров и холестерина, входящего в состав желчи.
Источник развития печени. Печень развивается из энтодермы вентральной стенки туловищной кишки. Этот участок выстлан высокими эпителиальными клетками и называется печеночным полем. Затем происходит выпячивание печеночного поля в виде дивертикула, врастающего в вентральную брыжейку. Это образование получило название печеночной бухты. Из дифференцирующихся клеток образуется сеть анастомозирующихся клеточных тяжей, между которыми постепенно прорастают кровеносные сосуды из системы воротной вены. Позднее на поверхности образуется соединительнотканная капсула, от которой по ходу ветвей воротной вены прорастают прослойки соединительной ткани, которая разделяет паренхиму на отдельные участки – печеночные дольки, являющиеся структурно-функциональными единицами печени.
Строение печени. Печень с поверхности покрыта тонкой соединительнотканной капсулой, которая плотно срастается с висцеральным листком брюшины. От капсулы отходят прослойки соединительной ткани, которые делят печень на отдельные дольки. У человека эти прослойки соединительной ткани выражены плохо, поэтому дольчатый характер органа нечеткий. В то же время, у некоторых представителей живого мира прослойки соединительной ткани носят выраженный характер, что обусловливает четкие контуры печеночных долек. У человека разрастание соединительной ткани на месте погибающей паренхимы носит название цирроз печени, что наблюдается при хроническом гепатите, алкоголизме и сифилисе.
Cтруктурно-функциональной единицией печени является печеночная долька.Существует несколько представлений об их строении: старое, классическое и новое. Согласно классическому представлению, печеночные дольки имеют форму усеченной пирамиды, в основании которой лежит пяти или шестигранник. Их ширина не превышает 1,5 мм., а высота несколько больше. Количество печеночных долек у человека составляет 500000.
Стромапеченочной дольки и печени в целом составляет рыхлая неоформленная соединительная ткань.Паренхима печени представлена печеночными клетками – гепатоцитами, которые располагаются в виде тяжей, плотно прилегая друг к другу. Эти тяжи внутри дольки располагаются радиально и образуют печеночные балки или печеночные трабекулы. Каждая печеночная балка состоит из одного или нескольких тяжей гепатоцитов.
Функционирование печени во многом определяется особенностями ее кровоснабжения.
Кровоснабжение печени. Печень имеет обильное кровоснабжение, что обусловливает частые кровотечения при ее травме. Необычным является то, что печень кровоснабжается по двум системам: по системе воротной вены и системе печеночной артерии (они составляют систему притока).
Воротная вена собирает кровь от всех непарных органов брюшной полости, богатую веществами, всасавшимися в кишечнике. В печени сосуды системы воротной вены последовательно разделяются на более мелкие вены: долевые (их 2), сегментарные, междольковые, располагающиеся по углам печеночной дольки (это вены мышечного типа со слабым развитием мышечных элементов). От междольковых вен отходят,вокругдольковые или септальные вены, располагающиеся вокруг дольки и являющиеся венами со слабым уровнем развития мышечных элементов. Затем эти сосуды распадаются на внутридольковые капилляры, которые входят в дольку и располагаются между печеночными балками. Здесь они сливаются, в результате чего образуются синусоидные капилляры, которые тоже располагаются радиально. В центре печеночной дольки синусоидные капилляры сливаются и образуют центральную вену (вену безмышечного типа). Синусоидные капилляры лежат между двумя венозными сосудами и образуют, тем самым, чудесную капиллярную сеть. Центральные вены выходят из долек и, сливаясь, образуют поддольковые или собирательные вены (вены безмышечного типа), которые образуют 3 или 4 печеночные вены, несущие кровь в нижнюю полую вену. Печеночные вены на концах имеют сфинктеры.
Печеночная артерия приносит кровь из аорты, насыщенную кислородом. В печени сосуды системы печеночной артерии постепенно разделяются на более мелкие артерии: долевые, сегментарные, междольковые, вокругдольковые, которые сопровождают одноименные венозные сосуды. Вокругдольковые артерии распадаются на внутридольковые капилляры, которые сразу впадают в синусоидные капилляры, где происходит смешивание артериальной и венозной крови. Объем крови регулируется сфинктерами в дистальных отделах междольковых артерий и вен.
Таким образом печень снабжается кровью из двух мощных источников: воротной вены и печеночной артерии. Благодаря этому через печень проходит за непродолжительное время вся кровь организма.
Синусоидные капилляры составляют систему циркуляции и по ним течет смешанная кровь от периферии печеночной дольки к ее центру. Эти капилляры имеют большой просвет (30- 40 мкм), что обусловливает медленный ток движения крови и создает благоприятные условия для обмена веществ между кровью и паренхимой. Синусоидные капилляры лежат между печеночными балками. Стенка этих капилляров в норме не содержит базальной мембраны и выстлана плоским эндотелием. Базальная мембрана может формироваться только при патологических состояниях, в том числе при аутоиммунных заболеваниях. Вместо базальной мембраны здесь имеется пучок тонких ретикулиновых волокон. В области соединения соседних эндотелиоцитов образуются мелкие поры. Среди эндотелиоцитов располагаются печеночные макрофаги, ямочные клетки и перисинусоидальные липоциты.
Печеночные макрофаги (клетки Купфера) имеют звездчатую или отросчатую форму. Они не образуют сплошного слоя, а располагаются между эндотелиоцитами. Печеночные макрофаги относятся к системе мононуклеарных фагоцитов и развиваются из моноцитов периферической крови. Установлено, что только 1% купферовских клеток сохраняет способность синтезировать ДНК. Эти клетки составляют приблизительно 20- 25% всех клеточных элементов синусоидных капилляров. Особенно многочисленны эти клетки на периферии дольки. Их многочисленные отростки пересекают просвет капилляров. В экспериментальных условиях и при некоторых патологических состояниях купферовские клетки могут набухать и отрываться от стенки, превращаясь в свободные макрофаги. В этих клетках ядра крупные и выступают в просвет капилляра. В цитоплазме присутствуют хорошо развитые органоиды, в том числе лизососы. Клетки Купфера богаты широким спектром ферментов.
Печеночные макрофаги являются полифункциональными клетками. Установлено, что эти клетки поглощают чужеродные соединения, микроорганизмы, токсины. Кроме того, печеночные макрофаги элиминируют холестерин и липиды, кортикостероиды и инсулин. Эти клетки способны поглощать поврежденные эритроциты, сгустки фибрина. В настоящее время установлено что эти клетки активно участвуют в регуляции иммунного ответа по гуморальному и клеточному типу, за счет способности поглощать антигены и иммунные комплексы, а также благодаря презентации антигена иммунокомпетентным клеткам. Согласно современным представлениям, клетки Купфера участвуют в регуляции гомеостаза по коллагену. Так, установлено, что эти клетки секретируют лизосомальные ферменты, обладающие коллагенолитической активностью. Известно, что в паренхиматозных органах, в том числе печени, поддерживается гомеостаз по коллагену. Коллагеназа, расщепляя коллаген, создает временный дефицит коллагена в печеночной ткани, что является сигналом к образованию новых порций коллагена фибробластами. Нарушение коллагенолитической функции купферовских клеток может создавать благоприятные условия для развития цирроза печени.
Ямочные клетки (Pit- клетки) с помощью псевдоподий прикрепляются к эндотелиоцитам и купферовским клеткам. На их долю приходится около 5% клеток синусоидной выстилки. С помощью отростков они контактируют с гепатоцитами. Эти клетки относятся к большим гранулярным лимфоцитам, обладающим естественной киллерной активностью, благодаря чему ямочные клетки могут уничтожать поврежденные гепатоциты (при заболеваниях) и стимулировать пролиферацию печеночных клеток подобно апудоцитам.
Жиронакапливающие клетки (перисинусоидальные)составляют около 20-25% синусоидальных клеток, но их количество может возрастать при хронических заболеваниях печени. Это мелкие клетки. Свое название получили от того, что располагаются между соседними печеночными клетками. В их цитоплазме постоянно присутствуют многочисленные рибосомы и единичные митохондрии. Эти клетки содержат крупные капли жира, содержащие витамин А. Функциональное значение этих клеток до конца не установлено. Существует предположение, что эти клетки представляют собой покоящиеся фибробласты, которые способны вырабатывать ретикулиновые волокна и основное вещество соединительной ткани При их активации выработка коллагена резко возрастает, что создает условия для развития цирроза печени. Кроме того, эти клетки депонируют жирорастворимые витамины.
Между гепатоцитами (печеночными балками) и стенкой синусоидных капилляров располагается щелевидное пространство – пространство Диссе (вокругсинусоидальное), в котором лежат переплетающиеся тонкие ретикулиновые волокна, а также отростки купферовских, ямочных и жиронакапливающих клеток. Здесь циркулирует только плазма крови, но отсутствуют форменные элементы, что создает благоприятные условия для обмена веществ между кровью и гепатоцитами. Только при патологических состояниях сюда могут проникать форменные элементы крови. При застойных явлениях пространство Диссе расширяется.
Паренхима печени представлена гепатоцитами, которые образуют печеночные балки, которые анастомозируют между собой и поэтому их радиальное расположение в дольках не всегда четко заметно. На долю гепатоцитов приходится около 60% всех клеточных элементов печени. Печеночные клетки имеют пяти или шестигранную форму, в центре располагается одно или два круглых ядра. Количество двуядерных клеток зависит от функционального состояния организма: голодание, беременность, лактация. Размеры ядер варьируют, что определяется тем, что около 25% всех гепатоцитов являются полиплоидными (в основном тетраплоидными). С возрастом количество полиплоидных клеток увеличивается. В цитоплазме гепатоцитов хорошо развиты все виды общих органоидов. Митохондрии мелкие, с небольшим количеством крист, с плотным матриксом и распределяются в цитоплазме равномерно. Гранулярная (синтез белков) и агранулярная (синтез гликогена и липидов) эндоплазматическая сеть развиты очень хорошо, в них осуществляется дезинтоксикация вредных веществ, гормонов, лекарственных препаратов. В пероксисомах гепатоцитов осуществляется обмен жирых кислот. Структуры аппарата Гольджи развиты хорошо и располагаются на билиарном полюсе гепатоцита. Здесь осуществляется синтез желчи. Многочисленные лизосомы распределены одиночно или группами. В цитоплазме гепатоцитов нахъодится большое количество включений гликогена, липидов, пигментов, количество которых может меняться в различные фазы деятельности печени (прием пищи, голодание, характер пищи). В печени наблюдается суточный ритм секреторных процессов: днем преобладает выделение желчи, а ночью- синтез гликогена.
На медиальной поверхности гепатоцита имеется небольшой желобок, который соединяется с таковым другого гепатоцита, что приводит к образованию внутри печеночной балки щелевидного простанства, которое представляет собой желчный капилляр. Таким образм, желчные капилляры собственной стенки не имеют. Желчный капилляр можно рассматривать как трубчатый концевой отдел железы.
В каждом гепатоците принято различать два полюса: васкулярный, обращенный в сторону синусоидного капилляра, и билиарный, обращенный в сторону желчного капилляра. Через васкулярный полюс в кровь выделяются глюкоза, мочевина, белки, жиры, витамины, а через билиарный полюс в желчный капилляр выделяется желчь. Поверхность васкулярного и билиарного полюса покрыта многочисленными микроворсинками, которые увеличивают общую поверхность клетки.
Важно отметить, что в норме между кровеносными и желчными капиллярами непосредственной связи нет. Дело в том, что просвет желчного капилляра не сообщается с межклеточной щелью благодаря тому, что мембраны соседних гепатоцитов в этом месте плотно прилегают друг к другу, образуя замыкательные пластинки. При повреждении даже небольшого количества геапатоцитов этот барьер нарушается и желчь попадает в кровь, разносится по организму и окрашивает ткани в желтый цвет.
Полагают, что циркуляция желчи по желчным капиллярам регулируется с помощью микрофиламентов, располагающихся в цитоплазме гепатоцитов вокруг просвета капилляра. При угнетении их сократительной способности в печени может развиться застой желчи в желчных капиллярах (холестаз). На обычных препаратах желчные капилляры остаются незаметными и выявляются только при специальных методах обработки (например, импрегнация серебром). На таких препаратах видно, что желчные капилляры слепо начинаются на центральном конце печеночной балки, идут вдоль нее, отдавая в стороны короткие слепые выросты .
Желчевыделительная система представлена системой канальцев и трубок, по которым происходит движение желчи. На периферии каждой печеночной дольки желчный капилляр переходит в короткие трубочки с узким просветом – холангиолы, которые являются начальным отделом желчевыделительной системы. Их просвет ограничен двумя или тремя овальными клетками (холангиоцитами). Холангиолы впадают в междольковые желчные протоки, которые располагаются по углам печеночной дольки вместе с междольковой веной и междольковой артерией. Междольковые артерия, вена и желчный проток составляют печеночную триаду, которая окружена прослойкой рыхлой неоформленной соединительной ткани. Эти участки получили название “портальные тракты”. Стенка междолькового желчного протока выстлана однослойным кубическим эпителием. В апикальных отделах эпителиоцитов междольковых желчных выводных протоков часто встречаются в виде зерен или капель составные части желчи, что позволяет предполагать наличие секреторной активности. Холангиолы и междольковые желчные печеночные протоки относятся к внутрипеченочным протокам.Междольковый желчный выводной проток впадает в правый и левый печеночный проток, которые сливаются в общий печеночный проток. Затем идет пузырный и общий желчный проток. Печеночные, пузырный и общий желчный протоки составляют внепеченочные протоки и имеют примерно одинаковое строение. В их составе различают 3 оболочки: слизистую, мышечную и адвентициальную. Слизистая оболочка выстлана однослойным высоким призматическим эпителием, в клетках которого встречаются многочисленные лизосомы и желчные пигменты, что возможно связано с всасывательной функцией. Среди эпителиоцитов находятся бокаловидные клетки, число которых резко увеличивается при заболеваниях желчных путей. Собственная пластинка богата эластическими волокнами. Мышечная оболочка построена из гладких мышечных клеток, расположенных циркулярно. В стенке пузырного протока при переходе его в пузырь и в стенке общего желчного протока при впадении его в 12-перстную кишку мышечная оболочка утолщается и образует сфинктер, регулирующий поступление желчи в кишку. Адвентициальная оболочка построена из рыхлой неоформленной соединительной ткани.
Желчный пузырь представляет собой тонкостенный мешок объемом 40-70 мл. В стенке желчного пузыря различают слизистую, мышечную и серозную (адвентициальную ) оболочки.
Слизистая оболочка образует многочисленные складки и с поверхности покрыта однослойным цилиндрическим каемчатым эпителием (халангиоцитами). За счет микроворсинок происходит всасывание воды из скапливающейся желчи. Собственный слой слизистой оболочки построен из рыхлой неоформленной соединительной ткани с большим содержанием эластичечких волокон. В области шейки желчного пузыря лежат многочисленные альвеолярно-трубчатые железы, вырабатывающие слизистый секрет. Мышечная оболочка желчного пузыря построена из гладкой мышечной ткани и образует циркулярный мышечный слой, образующий в области шейки сфинктер. Между пучками гладкой мышечной ткани располагаются прослойки рыхлой соединительной ткани. Сокращения мышечной оболочки желчного пузыря контролируются холецистокинином, который выделяется I-клетками тонкой кишки в ответ на попадание в нее пищи, богатой жирами. Серозная оболочка покрывает большую часть поверхности желчного пузыря. Только в области его прикрепления к печени располагается адвентициальная оболочка.
В последнее время введено представление о портальных дольках и печеночных ацинусах. Портальная печеночная долька имеет треугольную форму, в ее центре лежит печеночная триада, а на периферии (по углам треугольника) центральные вены. В связи с этим, кровоток по кровеносным капиллярам в портальной дольке направлен от центра к периферии.Печеночный ацинусимеет форму ромба, у острых углов которого лежат центральные вены, а у тупых углов – печеночная триада. Таким образом, в печеночном ацинусе, так же как и в портальной дольке. Кровоснабжение осуществляется от его центральных участков к периферическим.
Иннервация печени. Печень иннервируется вегетативной нервной системой. В глиссоновой капсуле локализуются многочисленные нервные клетки, нервы и нервные окончания. Содержание нервных окончаний так велико, что глиссонову капсулу можно рассматривать как рецепторное поле. Из капсулы в соединительнотканные прослойки проникают многочисленные междольковые нервные стволики, которые иннервируют, с одной стороны, артерии, вены и желчные протоки, а, с другой- паренхиму печени, заканчиваясь на гепатоцитах в виде пуговок.
Регенерация печени. Печень обладает высокой регенераторной способностью, как физиологической, так и репаративной. У животных удаление до 70% массы печени сопровождается полным восстановлением массы через несколько недель (2-3 недели). Восстановление печени происходит как за счет гипертрофии гепатоцитов, так и за счет интенсивного митотического деления клеток. Именно поэтому сегментарная резекция является на сегодняшний день одним из наиболее эффективных методов лечения циррозов печени.
Гепатоциты и холангиоциты относятся к растущим клеточным популяциям эндодермального происхождения. Стволовыми клетками для них являются овальные клетки, лежащие в стенке желчных протоков.
Особенности структурно-функциональной организации печени в детском возрасте.
К рождению печень является одним из самых крупных органов. Фиброзная капсула ребенка очень тонкая и построена из очень нежной рыхлой неоформленной соединительной ткани. В силу слабой степени развития соединительной ткани у детей до 8 лет дольчатость выражена плохо. Печеночные балки имеют вид тонких, извилистых тяжей. Содержание двуядерных клеток снижено по сравнению с взрослым организмом. Печень отличается полнокровием. Артерии и вены имеют одинаковый размер. Синусоидные капилляры в период новорожденности носят извилистый характер, а радиальный характер они приобретают только к концу первого года жизни. У новорожденных сохраняются очаги гемопоэза, которые могут занимать до 5% массы органа. Морфологическое созревание гепатобилиарной системы завершается лишь к 10 годам жизни.
ЧЕЛЯБИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ