Глава 1. Анатомо-физиологические особенности печени

1.1. Структурно-функциональные изменения печени при патологии

Печень, располагающаяся под диафрагмой в правом верхнем отделе брюшной полости тела, является самой крупной железой организма млекопитающих. Ее относительная масса колеблется у разных видов от 1,5 до 6%. Например, у взрослого человека относительная масса печени варьирует от 2 до 5%, а абсолютная достигает 1200–1800 г.

Печень занимает стратегическое положение в организме. Она является своего рода химической лабораторией тела, выполняя как экзокринную, так и эндокринную функции. В организме, по-видимому, не существует путей обмена веществ, которые бы прямо или косвенно не контролировались печенью. По некоторым оценкам, печень выполняет до 500 различных метаболических функций (Bhatia S.N. et al., 2014; Chiang J., 2014), принимая участие в обмене белков, липидов, углеводов, витаминов, секреции желчи, детоксикации, пигментном и минеральном обмене (Kmiec Z., 2001). Она играет центральную роль в метаболизме белков, осуществляя трансаминирование и дезаминирование аминокислот, синтез различных белков плазмы крови, таких как альбумины, глобулины, фибриноген, протромбин и др. Ферментативные системы печени способны катализировать большинство реакций метаболизма липидов. Совокупность этих реакций лежит в основе синтеза жирных кислот, фосфолипидов, триглицеридов, холестерина и его эфиров, жирорас­творимых витаминов, а также липолиза триглицеридов, β-окисления жирных кислот, образования кетоновых тел и липопротеинов различной степени плотности и т.д. (Kuntz E., Kuntz H.D., 2008; Chiang J., 2014) — рис. 1.1.

Рис. 1.1. Основные метаболические функции печени. 5-МТГФ — 5-метилтетрагидрофолат; ХК — холекальциферол; 25-ГХК — 25-гидроксихолекальциферол (http://www.northbrisbanenaturopathy.com.au/healthconditions/liver-dysfunction-and-disease/)

Метаболические пути в печени находятся под жестким нейрогуморальным контролем (Reinke H., Asher G., 2016). Иннервация печени осуществляется ветвями блуждающих нервов и печеночного (симпатического) сплетения. Гормоны эпифиза, аденогипофиза, надпочечников, поджелудочной
и щитовидной желез также принимают участие в регуляции обменных процессов в печени (Beresford G.W., Agius L., 1994; Kruszynska Y.T., 1999; Matsuhisa M. et al., 2000; Charni-Natan M. et al., 2019). Все обменные процессы, протекающие в печени, чрезвычайно энергоемки. Источником энергии для всех них является аэробное окисление углеводов, жиров и белков, поступающих с пищей. Свободная энергия, освобождающаяся в результате окисления этих веществ, используется для поддержания многочисленных тканеспецифических функций (Авдеева Л.В., Воробьева С.А., 2005; Rui L., 2014).

Клеточная популяция печени состоит из паренхимных и непаренхимных клеток. Основным и наиболее многочисленным типом клеток в печени млекопитающих являются клетки ее паренхимы — гепатоциты. Гепатоциты составляют 60–80% общего числа клеток и ~90% массы печени (Гулак П.В. и др., 1985; David H., Reinke P., 1987; Bioulac-Sage P. et al., 1999; Афанасьев Ю.И. и др., 2004). Среднее число гепатоцитов в печени человека составляет по разным оценкам 100–250×10⁹ клеток (Bioulac-Sage P. et al., 1999; Arias I.M. et al., 2009; Ramadori G., Ramadori P., 2010).

Известно, что гепатоциты как клеточный тип возникают из клеток-предшественников (гепатобластов) в раннем эмбриональном периоде: у человека примерно на 18-е сутки пренатального развития (Desmet V.J. et al., 1999; Zhao R., Duncan S.A., 2005; Shin D., Monga S.P., 2013) — рис. 1.2.

Рис. 1.2. Схема морфогенеза печени. Гепатобласты — бипотенциальные стволовые клетки — дифференцируются в гепатоциты или холангиоциты (билиарные эпителиальные клетки). В ходе морфогенеза эти клетки подвергаются созреванию и приобретают дополнительные характеристики, такие как полярность, и становятся способны выполнять свои специфические функции

Эмбриональная печень растет с большой скоростью благодаря высокой пролиферативной активности гепатоцитов, однако после рождения их митотическая активность снижается и число гепатоцитов, находящихся в фазе синтеза дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), составляет лишь доли процента. На фоне падения пролиферативной активности гепатоцитов происходит их полиплоидизация. Показано, что в печени человека полиплоидные гепатоциты обнаруживаются сразу же после рождения и в возрасте от 1 года до 5 лет — во время перехода от питания молоком матери на самостоятельное питание пищей, богатой углеводами. До 50 лет скорость накопления двуядерных и полиплоидных клеток очень низкая, но во время старения вероятность полиплоидизации гепатоцитов увеличивается, и у пациентов в возрасте 86–92 лет относительное количество клеток с полиплоидными ядрами составляет около 27% (Kudryavtsev B.N. et al., 1993).

Полагают, что полиплоидизация клеток паренхимы печени осуществляется путем чередования ацитокинетических митозов и бимитозов (Brodsky W.Y., Uryvaeva I.V., 1977; Guidotti E. et al., 2003; Сelton-Morizur S. et al. 2010; Gentric G. et al., 2012). В результате этого процесса в печени появляются одноядерные и двуядерные гепатоциты различных классов плоидности — 2с, 2с×2, 4с, 4с×2 и 8с (рис. 1.3) (Бродский В.Я., Урываева И.В., 1981; Сelton-Morizur S. et al. 2010; Gentric G. et al., 2012).

Рис. 1.3. Происхождение гепатоцитов различной плоидности в печени

Преобладающим классом плоидности гепатоцитов в нормальной печени человека являются одноядерные диплоидные клетки, которые составляют 80–90% и более популяции клеток паренхимы. Гепатоциты более высокой плоидности довольно редки и появляются лишь в ходе старения или при заболеваниях печени (Watanabe T. et al., 1984; Kudryavtsev B.N. et al., 1993).