Fizjologia wątroby. Fizjologiczne znaczenie krążenia wątrobowego. Rola żółci w procesie trawienia.

Wątroba jako gruczoł

• jest największym narządem w całym organizmie

• dzieli się na płaty (prawy, lewy, ogoniasty, czworoboczny)

• płaty dzielą się na segmenty, a te na zraziki

• jest otoczona łącznotkankową torebką Glissona

• zraziki:

• graniastosłup o podstawie sześciokąta

• oś zrazika tworzy żyła centralna

• w narożach znajdują się przestrzenie wrotne (skupiska tkanki łącznej) w których przebiega triada wątrobowa (tętnica, żyła i przewód żółciowy)

• komórki wątroby

• 80% hepatocytów - komórek miąższowych

• Układają się w beleczki oplecione siecią naczyn krwionośnych i kanalików żółciowych

• 16% komórek żernych - siateczkowo-śródbłonkowych gwiaździstych

• 4% komórek nabłonka dróg żółciowych

• W związku z pełnioną funkcją komórki wątroby zawierają liczne ziarnistości (glikogen, tłuszcze, białka i barwniki)

• Posiadają największą wartość mitochondriów (aż 20% ich objętości!)

• Bardzo szybka regeneracja komórek.

Budowa hepatocytu:

• wieloboczna komórka bogata we wszystkie organelle

• hepatocyt ma 2 bieguny:

• biegun naczyniowy - sąsiadujący ze ścianą zatoki wątrobowej, którego powierzchnia pokryta jest mikrokosmkami - z krwi hepatocyt pobiera produkty trawienia i wydziela większość wytworzonych przez siebie substancji

• biegun kanalikowy - (żółciowy) na styku z sąsiednim hepatocytem. Błony komórkowe obu hepatocytów tworzą symetryczne wpuklenie uszczelnione połączeniami międzykomórkowymi - w ten sposób powstaje kanalik żółciowy

• hepatocyt produkuje białka osocza (z wyjątkiem immunoglobulin), lipoproteidy, cholesterol i jego pochodne, kwasy i barwniki żółciowe

• regulacja poziomu glukozy poprzez syntezę lub rozkład glikogenu

• unieczynnia trucizny i leki

Zatoki wątrobowe:

• ściany zatok są zbudowane wyłączne z komórek śródbłonka (brak blaszki podstawnej), które wykazują obecność licznych otworów

• ściany te są w pełni przepuszczalne.

• Ze ścianami zatoki związane są 2 typy komórek:

• Na powierzchni wewnętrznej umiejscowione są makrofagi - Komórki Borowicza-Kupffera

• Wychwytują z krwi drobnoustroje

• Fagocytują stare erytrocyty

• Na zewnętrznej powierzchni znajdują się Lipocyty

• Magazynują witaminę A i lipidy

Unaczynienie wątroby

• doprowadzenie krwi

• żyła wrotna wątroby (układ wrotny wątroby) - odtlenowana krew ze śledziony, żołądka i jelit, jest bogata w składniki odżywcze i sole mineralne, które wątroba przechwytuje i przetwarza

• tętnica wątrobowa właściwa - natlenowana

• więcej tlenu dostarczane jest przez żyłę wrotną niż tętnice wątrobową właściwą - stosunek ilości dostarczanej krwi 3:1

• odprowadzenie krwi

• 3 żyły wątrobowe - do żyły głównej dolnej

• naczynia dzielą się w wątrobie na

• tętnice wątrobową śródpłacikową

• żyłę wątrobową śródpłacikową

• przewód żółciowy śródpłacikowy

Główne funkcje wątroby:

• w życiu płodowym narząd krwiotwórczy

• Filtracyjna

• Zatrzymanie monosacharydów, wolnych kwasów tłuszczowych, aminokwasów

• Wychwytywanie z krwi bilirubiny

• Wychwytywanie amoniaku, glutaminy i kwasu glutaminowego

• Tworzenie mocznika z amoniaku produkowanego przy przekształcaniu aminokwasów w ketokwasy

• Regulowanie stężeń hormonów we krwi (inaktywacja)

• Hormony polipeptydowe - rozkładane do aminokwasów

• Hormony steroidowe - metabolizowane, wiązane z kwasem glutaminowym

• Wewnątrzwydzielnicza

• heparyna

• Białka osocza krwi (albuminy α i β-globuliny, fibrynogen

• Enzymy osocza

• Zewnątrzwydzielnicza

• do światła kanalików żółciowych

• bilirubina

• biliwerdyna

• hormony kory nadnerczy

• hormony gruczołów płciowych

• sole kwasów żółciowych

• cholesterol

• kwasy tłuszczowe

• tłuszcze obojętne (trójglicerydy)

• sole nieorganiczne

• woda

• Magazynująca - w wątrobie magazynowany jest nadmiar substratów energetycznych po posiłku, a następnie są one uwalniane w czasie głodu

• Znaczne ilości krwi

• Kwasy tłuszczowe

• Trójglicerydy

• Fosfolipidy

• Cholesterol

• Kwas foliowy

• Glikogen

• Witaminy ADEK i B12

• Żelazo - w postaci Ferrytyny

• produkcja ciepła (krew z wątroby wypływa o 1-1,5^oC cieplejsza)

Przemiany metaboliczne

• Cukrów

• utrzymuje równowagę glukozy w organizmie (podczas nadmiaru przekształca w glikogen i magazynuje)

• glukostat wątrobowy - stały poziom cukru we krwi

• Buforowanie - szybki rozkład glikogenu do glukozy - zapobiega niedocukrzeniu w okresach międzyposiłkowych (duża ilość glikogenu w wątrobie hamuje dezaminacje aminokwasów)

• Glukoneogeneza - synteza glukozy ze związków niecukrowych (ketokwasów, kwasów tłuszczowych)

• Glikogenoliza - rozkład glikogenu do glukozo-6-fosoranu (gł. w mięśniach) lub do glukozy (w wątrobie) powodujący chwilowe uzupełnienie niedoboru glukozy w różnych tkankach organizmu

• Glikogeneza: glukoza→fosforylacja pod wpływem heksokinazy→glukozo-6-fosforan→glukomutaza→glukozo-1-fosforan→połączenie z urynotrifosforanem→urynotrifosforan glukozy→łączenie pod wpływem enzymu rozgałęziającego→glikogen

• Białek - udział w syntezie nowych aminokwasów (Ceruloplazmina → nośnik miedzi, Transferryna → nośnik żelaza)

• Synteza na nowo białek z pokarmu na białka „ludzkie” potrzebne do budowy naszego ciała

• Wytwarzanie do krwi białek osoczowych (albumina) enzymów oraz substancji odpowiedzialnych za krzepliwość krwi - ok.85% białek osocza

• Dezaminacja, transaminacja, synteza aminokwasów endogennych)

• Aminokwasy są utleniane przez oksydazę L-aminokwasów. W wyniku tej reacji powstaje ketokwas (utleniany w mózgu) i amoniak

• Aminokwas+FMN+H₂O→ketokwas+FMNH₂+ ⁺NH₄

• Wytwarzanie mocznika z z amoniaku produkowanego w trakcie przekształcania aminokwasów w ketokwasy

• Tłuszczów

• β-oksydacja kwasów tłuszczowych (w matriks mitochondrialnej)

• zamieniane są w tłuszcze obojętne - trójglicerydy (przekształcanie kwasów tłuszczowych nienasyconych w kw. tł. nasycone)

• synteza cholesterolu, lipoproteid, kwasów tłuszczowych z octanów i cukrów

• zamiana cukrów i białek na tłuszcze

• spalanie kwasów tłuszczowych

• przekształcane w acetylo-koenzym A, który podlega kondensacji i powstaje aceto-acetylo-koenzym A, rozłożony później do zredukowanego koenzymu A i na końcu zostają uwolnione do krwi ciała ketonowe (kwas acetylo-octwowy, kwas β-hydromasłowy, aceton)

• ksenobiotyków

• substancje chemiczne nie będące naturalnym składnikiem organizmu (leki, toksyny)

• Faza 1 detoksykacji - hydrokyslacja przy udziale enzymów z grupy cytochromu P-450, redukcja lub hydroliza

• Faza 2 detoksykacji - sprzęganie z kwasem glikuronowym, siarkowym, octowym, glutationem, aminokwasami lub metyzacja

• Powstają związki mało toksyczne, rozpuszczalne w wodzie, łatwo wydalane z moczem lub żółcią

• regulacja hormonów

• hormony polipeptydowe - rozkładane do aminokwasów

• hormony pochodne cholesterolu - metabolizowane i wiązane z kwasem glikuronowym

• glikokortykoidy i testosteron - metabolizowane do ketosteroidów i wydalane z moczem

• mineralokortykoidy, estrogeny, progesteron i ich pochodne - związanie z kwasem glikuronowym i w postaci glukuronianów są wydalane z moczem

• estrogeny, glikokortykoidy i bilirubina - wiązane z kwasem glikuronowym, wydzielane z żółcią i wchłaniane zwrotnie w jelitach (krążą w obrębie krążenia jelitowo-wątrobowego)

Żółć

• produkowana z cholesterolu

• magazynowa w woreczku żółciowym

• odczyn lekko alkaliczny (pH 7,8-8,6)

• skład żółci

• złożona z wody(93%) i składników stałych (7%)

• 3 grupy substancji zależnych od stosunku ich stężeń w żółci i osoczu

• O znacznie wyższym stężeniu w żółci niż w osoczu

• Sole kwasów żółciowych

• Barwniki żółciowe (produkty rozkładu grupy prostetycznej hemoglobiny uwalnianej przez rozpad erytrocytów - bilirubina i biliwerdyna)

• o podobnym stężeniu w żółci i osoczu

• Na, K, Ca, Cl

• O mniejszym stężeniu w żółci niż osoczu

• Cholesterol

• Fosfolipidy (lipidy i kw. tłuszczowe, kw. nieorganiczne, lecytyna)

• Glukoza

• Białka

• substancje grupy 2 i 3 są biernie transportowane przez hepatocyty

• rola żółci w procesach trawienia

• aktywowanie enzymów trzustkowych

• emulgowanie tłuszczów

• rozpuszczanie kwasów żółciowych

• wzmaganie perystaltyki jelit

• Drogi żółciowe

• Wewnątrzwątrobowe

• Kanaliki żółciowe docierają do brzeżka zrazika, tam uchodzą do krótkich kanalików żółciowych wyścielonych nabłonkiem jednowarstwowym, płaskim przechodzącym w sześcienny

• Przewodziki opuszczają teren zrazika i uchodzą do biegnących w tkance łącznej i wchodzących w skład triad międzyzrazikowych przewodów żółciowych, wyścielonych jednowarstwowym nabłonkiem sześciennym

• Zewnątrzwątrobowe

• Międzyzrazikowe przewody żółciowe łączą się w przebiegające już poza wątrobą przewody wątrobowe, zbiegające się w przewód żółciowy wspólny, od którego odgałęzia się przewód pęcherzykowy prowadzący do pęcherzyka żółciowego

• Ściany przewodów wyścielone są błoną śluzową pokrytą nabłonkiem jednowarstwowym walcowatym, pod nim znajduje się blaszka właściwa, następnie błona podśluzowa i warstwa mięśniówki gładkiej

• pęcherzyk żółciowy

• może magazynować do 50ml żółci

• Podczas magazynowania żółć ulega zagęszczeniu

• Żółć ulega uwolnieniu z pęcherzyka dzięki skurczom inicjowanym przez hormon cholecystokininę

Etapy transportu substancji

• wychwyt substancji z krwi przez hepatocyty

• gromadzenie substancji w hepatocytach

• metabolizm śródkomórkowy poprzedzający wydzielanie substancji

• wydzielanie do żółci wbrew gradientowi stężeń

Sole żółciowe

• wytwarzane w hepatocytach, aktywnie wydzielane do żółci

• ulegają zagęszczeniu w pęcherzyku żółciowym a następnie wydzieleniu do dwunastnicy

• w przewodzie pokarmowym mieszają się z wydzielinami gruczołów trawiennych i pokarmem, wchłaniając się ostatecznie w jelicie krętym

• z krążeniem wrotnym docierają do wątroby, która je wychwytuje i wydziela z powrotem do żółci

Kwasy żółciowe

• synteza wątrobowa kwasów żółciowych jest procesem enzymatycznym (cholesterol zmienia się na wolny kwas żółciowy - następnie ulega sprzężeniu z ATP i CoA z glicyną i tauryna

• proces jest zależny od ilości soli żółciowych powracających z jelit oraz obecnych w hepatocytach

• żółć zawiera 4 rodzaje kwasów żółciowych

• cholowy, chenodeksycholowy (chenowy) - pierwotne kwasy żółciowe

• dezoksycholowy i litocholowy - wtórne kwasy żółciowe

Fosfolipidy

• występują w żółci główne w postaci lecytyny i wspólnie z solami żółciowymi tworzą mieszane micele ułatwiające rozpuszczanie cholesterolu i innych lipidów

• fosfolipidy wchodzą w skład niektórych pokarmów i podlegają w jelitach hydrolizie pod wpływem enzymów lipolitycznych trzustki i nabłonka jelitowego