Утворення жовчі

Печінка секретує приблизно 500-600 мл жовчі в добу. Жовч ізоосмотічная плазмі крові і складається, перш за все, з води, електролітів, солей жовчних кислот, фосфоліпідів (головним чином лецитину), холестерину, білірубіну та інших ендогенних або екзогенних компонентів, таких як білки, що регулюють функцію шлунково-кишкового тракту, лікарські препарати або їх метаболіти. Білірубін - продукт розпаду компонентів гема при руйнуванні гемоглобіну. Утворення жовчних солей, інакше званих жовчними кислотами, викликає секрецію інших елементів жовчі, зокрема натрію і води. Функції жовчних солей включають екскрецію потенційно токсичних речовин (наприклад, білірубіну, метаболітів лікарських препаратів), солюбилизацию жирів і жиророзчинних вітамінів в кишечнику, що полегшує їх всмоктування, і активацію осмотичного очищення кишечника.

Для синтезу і секреції жовчі необхідні механізми активного транспорту, а також такі процеси, як ендоцитоз і пасивна дифузія. Жовч утворюється в канальцях між суміжними гепатоцитами. Секреція жовчних кислот в канальцях є тим етапом утворення жовчі, який обмежує його швидкість. Секреція і абсорбція також відбуваються в жовчних протоках.

У печінці жовч з внутрішньопечінкової збиральної системи надходить в проксимальний, або загальний, печінковий протік. Приблизно 50% жовчі, секретуватися поза прийому їжі, із загального печінкового протоку надходить в жовчний міхур через протоки міхура; інші 50% направляються безпосередньо в загальний жовчний протік, сформований злиттям загального печінкового та пузирного проток. Поза прийому їжі невелика частина жовчі надходить безпосередньо з печінки. Жовчний міхур абсорбує з жовчі до 90% води, концентруючи її і накопичуючи.

Жовч надходить з жовчного міхура в загальний жовчний протік. Загальний жовчний протік з'єднується з протокою підшлункової залози, утворюючи фатер сосочок, який відкривається в дванадцятипалу кишку. Перед з'єднанням з панкреатическим протокою загальний жовчний протік звужується в діаметрі до <0,6 см. Сфінктер Одді оточує і панкреатичний, і загальний жовчний протоки; крім того, кожен проток має свій власний сфінктер. Жовч, як правило, не тече ретроградно в панкреатичний протік. Ці сфінктери мають високу чутливість до холіцістокініну і інших гормонів кишечника (наприклад, гастрин-активуючого пептиду), а також до змін холінергічного тонусу (наприклад, при впливі антихолинергических речовин).

При стандартному прийомі їжі жовчний міхур починає скорочуватися, а сфінктери жовчних проток розслаблятися під дією секретується гормонів кишечника і холінергічної стимуляції, що сприяє просуванню приблизно 75% вмісту жовчного міхура в дванадцятипалу кишку. І навпаки, при голодуванні тонус сфінктерів підвищується, що сприяє заповненню жовчного міхура. Жовчні солі погано всмоктуються при пасивної дифузії в проксимальному відділі тонкої кишки; більшість жовчних кислот досягає дистального відділу клубової кишки, в якій 90% активно абсорбується в портальний венозний русло. Потрапляючи знову в печінку, жовчні кислоти ефективно екстрагуються і швидко модифікуються (наприклад, відбувається зв'язування вільних кислот) і секретуються назад в жовч. Жовчні солі циркулюють по ентеропечінкову колі 10-12 разів на добу.

[1], [2], [3], [4], [5]

Анатомія жовчних шляхів

Солі жовчних кислот, кон'югований білірубін, холестерин, фосфоліпіди, білки, електроліти та вода секретируются гепатоцитами в жовчні канальці. Апарат секреції жовчі включає в себе транспортні білки канальцевої мембрани, внутрішньоклітинні органели і структури цитоскелету. Щільні контакти між гепатоцитами відокремлюють просвіт канальців від кровоносної системи печінки.

Канальцева мембрана містить транспортні білки для жовчних кислот, білірубіну, катіонів та аніонів. Мікроворсинки збільшують її площу. Органели представлені апаратом Гольджі і лізосомами. За допомогою везикул здійснюються транспорт білків (наприклад, IgA) від синусоїдальної до канальцевої мембрані, доставка синтезуються в клітці транспортних білків для холестерину, фосфоліпідів і, можливо, жовчних кислот з мікросом до канальцевої мембрані.

Цитоплазма гепатоцитів навколо канальці в додержіт структури цитоскелету: мікротрубочки, мікрофіламенти і проміжні філаменти.

Микротрубочки утворюються шляхом полімеризації тубуліну і формують мережу всередині клітини, особливо поблизу базолатеральной мембрани і апарату Гольджі, беручи участь в рецепторно-опосередкований везикулярного транспорті, секреції чи-пидов, а при певних умовах - і жовчних кислот. Утворення микротрубочек відзначено зниження колхицином.

У побудові микрофиламентов беруть участь взаємодіючі між собою полімерний (F) і вільний (G) актину. Мікрофіламенти, що концентруються навколо канальцевої мембрани, визначають скоротливу здатність і моторику канальців. Фаллоідін, що підсилює полімеризацію актину, і цітохалазін В, послабляє її, пригнічують моторику канальців і викликають холестаз.

Проміжні філаменти складаються з цитокератину і утворюють мережу між плазматичними мембранами, ядром, внутрішньоклітинними органелами і іншими структурами цитоскелету. Розрив проміжних філаментів призводить до порушення внутрішньоклітинних транспортних процесів і облітерації просвіту канальців.

Вода і електроліти впливають на склад канальцевого секрету, проникаючи через щільні контакти між гепатоцитами внаслідок осмотичного градієнта між просвітом канальців і просторами Діссе (парацеллюлярний ток). Цілісність щільних контактів залежить від наявності на внутрішній поверхні плазматичної мембрани білка ZO-1 з молекулярної масою 225 кДа. Розрив щільних контактів супроводжується потраплянням в канальці розчинених більших молекул, що призводить до втрати осмотичного градієнта і розвитку холестазу. При цьому може спостерігатися регургітація канальцевої жовчі в синусоїди.

Жовчні канальці впадають в дуктул, звані іноді холангіол або каналами Герінга. Дуктул розташовуються в основному в портальних зонах і впадають в междольковие жовчні протоки, які першими з жовчних шляхів супроводжуються гілочками печінкової артерії і ворітної вени і виявляються в складі портальних тріад. Междольковие протоки, зливаючись, формують септальних протоки до тих пір, поки не утворюються два головних печінкових протока, що виходять з правої і лівої часток в області воріт печінки.

[6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16],

Секреция жёлчи

Утворення жовчі відбувається за участю ряду енергозалежних транспортних процесів. Її секреція відносно незалежна від перфузійного тиску. Сумарний струм жовчі у людини становить приблизно 600 мл / сут. Гепатоцити забезпечують секрецію двох фракцій жовчі: залежить від жовчних кислот ( «225 мл / добу) і не залежить від них (« 225 мл / добу). Решта 150 мл / сут секретируются клітинами жовчних проток.

Секреція солей жовчних кислот є найбільш важливим фактором утворення жовчі {фракції, яка залежить від жовчних кислот). Вода рухається слідом за осмотически активними солями жовчних кислот. Зміна осмотической активності може регулювати надходження води в жовч. Є чітка кореляція між секрецією солей жовчних кислот і струмом жовчі.

Існування фракції жовчі, що не залежить від жовчних кислот, доведено можливістю утворення жовчі, яка не містить солей жовчних кислот. Таким чином, можливе продовження струму жовчі, незважаючи на відсутність екскреції солей жовчних кислот; секреція води при цьому обумовлена іншими осмотично активними розчинними речовинами, такими як глутатіон і бікарбонати.

[17], [18], [19], [20], [21], [22], [23], [24], [25]

Клітинні механізми секреції жовчі

Гепатоцит є полярну секреторну епітеліальну клітину, що має базолатеральную (синусоидальную і латеральну) і апикальную (канальцевую) мембрани.

Утворення жовчі включає в себе захоплення жовчних кислот та інших органічних і неорганічних іонів, транспорт їх через базолатеральную (синусоидальную) мембрану, цитоплазму і канальцеву мембрану. Цей процес супроводжується осмотической фільтрацією води, що міститься в гепатоците і парацеллюлярной просторі. Ідентифікація та характеристика транспортних білків синусоїдальної і канальцевої мембран складні. Особливо важким є вивчення секреторного апарату канальців, проте до теперішнього часу розроблена і довела свою надійність в багатьох дослідженнях методика отримання здвоєних гепатоцитів в короткоживущей культурі .. Клонування транспортних білків дозволяє охарактеризувати функцію кожного з них окремо.

Процес жёлчеобразованія залежить от'налічія певних білків-переносників в базолатеральной і канальцевої мембранах. Роль рушійної сили секреції виконує Na ⁺, К ⁺ - АТФази базолатеральной мембрани, забезпечуючи хімічний градієнт і різниця потенціалів між гепатоцитом і навколишнім простором. Na ⁺, К ⁺ - АТФази обмінює три внутрішньоклітинних іона натрію на два позаклітинних іона калію, підтримуючи градієнт концентрації натрію (висока зовні, низька всередині) і калію (низька зовні, висока всередині). В результаті цього вміст клітини має негативний заряд (-35 мВ) в порівнянні з позаклітинним простором, що полегшує захоплення позитивно заряджених іонів і екскрецію негативно заряджених іонів. Na ⁺, К ⁺ -АТФаза не виявляється в канальцевої мембрані. Плинність мембран може впливати на активність ферменту.

[26], [27], [28], [29], [30], [31], [32], [33]

Захоплення на поверхні синусоїдальної мембрани

Базолатеральную (синусоїдальна) мембрана має безліч транспортних систем для захоплення органічних аніонів, Субстратна специфічність яких частково збігається. Характеристика білків-переносників раніше давалася на підставі вивчення клітин тварин. Недавнє клонування транспортних білків людини дозволило краще охарактеризувати їх функцію. Транспортний білок для органічних аніонів (organic anion transporting protein - OATP) є натрійнезавісімим, переносить молекули ряду сполук, включаючи жовчні кислоти, бромсульфалеїн і, ймовірно, білірубін. Вважають, що транспорт білірубіну в гепатоцит здійснюють також інші переносники. Захоплення жовчних кислот, кон'югованих з таурином (або гліцином), здійснюється транспортним білком натрію / таурохолат (sodium / bile acid cotransporting protein - NTCP).

У перенесенні іонів через базолатеральную мембрану бере участь білок, обмінює Na ⁺ / H ⁺ і регулює рН всередині клітини. Цю функцію виконує також котранспортний білок для Na ⁺ / HCO ₃ ^-. На поверхні базолатеральной мембрани відбувається також захоплення сульфатів, неетеріфіцірованних жирних кислот, органічних катіонів.

[34], [35], [36], [37], [38], [39], [40]

Внутрішньоклітинний транспорт

Транспорт жовчних кислот в гепатоцитах здійснюється за допомогою цитозольних білків, серед яких основна роль належить За-гідроксістероіддегідрогеназе. Менше значення мають глутатіон-S-трансфераза і білки, що зв'язують жирні кислоти. У перенесенні жовчних кислот беруть участь ендоплазматичнийретикулум і апарат Гольджі. Везикулярний транспорт включається, мабуть, тільки при значному надходженні в клітину жовчних кислот (в концентраціях, що перевищують фізіологічні).

Транспорт білків рідкої фази і лігандів, таких як IgA і ліпопротеїди низької щільності, здійснюється за допомогою везикулярного трансцитозу. Час перенесення від базолатеральной до канальцевої мембрані становить близько 10 хв. Даний механізм відповідальний тільки за невелику частину сумарного струму жовчі і залежить від стану мікротрубочок.

Канальцева секреція

Канальцева мембрана являє собою спеціалізовану дільницю плазматичноїмембрани гепатоцита, що містить транспортні білки (здебільшого АТФ-залежні), відповідальні за перенесення молекул в жовч проти градієнта концентрації. У канальцевої мембрані локалізуються також такі ферменти, як ЛФ, ГГТП. Перенесення глюкуронидов і глутатіон-S-кон'югатів (наприклад, білірубіну диглюкороніду) здійснюється за допомогою канальцевого мультіспеціфічного транспортного білка для органічних аніонів (сапаlicular multispecific organic anion transporter - cMOAT), перенесення жовчних кислот - за допомогою канальцевого транспортного білка для жовчних кислот (canalicular bile acid transporter - свати), функція якого частково управляється негативним внутрішньоклітинним потенціалом. Струм жовчі, що не залежить від жовчних кислот, визначається, по-видимому, транспортом глу-татіона, а також канальцевої секрецією бікарбонату, можливо, за участю білка, яка обмінює Cl ^- / HCO ₃ ^-.

Важлива роль в транспорті речовин через канальцеву мембрану належить двом ферментам сімейства Р-глікопротеїнів; обидва ферменту є АТФ-залежними. Білок множинної медикаментозної резистентності 1 (multidrug resistance protein 1 - MDR1) переносить органічні катіони, а також здійснює виведення цитостатичних препаратів з ракових клітин, обумовлюючи їх резистентність до хіміотерапії (звідси назва білка). Ендогенний субстрат MDR1 невідомий. MDR3 переносить фосфоліпіди і діє як фліппаза для фосфатидилхоліну. Функція MDR3 і його важливе значення для секреції фосфоліпідів в жовч уточнені в експериментах на мишах, у яких відсутній mdr2-P-глікопротеїн (аналог MDR3 людини). При відсутності в жовчі фосфоліпідів жовчні кислоти викликають пошкодження біліарного епітелію, запалення дуктул і перідуктулярний фіброз.

Вода і неорганічні іони (особливо натрій) виводяться в жовчні капіляри по осмотичного градієнту шляхом дифузії через негативно заряджені напівпроникні щільні контакти.

Секреція жовчі регулюється багатьма гормонами і вторинними месенджера, включаючи цАМФ і протеїн С. Підвищення концентрації внутрішньоклітинного кальцію пригнічує секрецію жовчі. Пасаж жовчі по канальцям відбувається завдяки микрофиламентам, які забезпечують моторику і скорочення канальців.

Пухлина секреція

Епітеліальні клітини дистальних проток виробляють збагачений бікарбонатами секрет, що модифікує складу канальцевої жовчі (так званий дуктулярная ток, жовчі). В процесі секреції відбувається вироблення цАМФ, деяких мембранних транспортних білків, включаючи білок, обмінює Cl ^- / HCO ₃ ^-, і регулятор трансмембранної провідності при кістозному фіброзі - мембранний канал для Cl ^-, регульований цАМФ. Дуктулярная секреція стимулюється секретином.

Передбачається, що урсодезоксихолевая кислота активно всмоктується дуктулярная клітинами, обмінюється на бікарбонати, рециркулює в печінці і в подальшому знову виводиться у жовч ( «холегепатіческій шунт»). Можливо, цим пояснюється холеретичну дію урсодезоксихолевої кислоти, що супроводжується високою біліарної секрецією бікарбонатів при експериментальному цирозі.

Тиск в жовчних протоках, при якому відбувається секреція жовчі, в нормі становить 15-25 см вод. Ст. Підвищення тиску до 35 см вод. Ст. Призводить до пригнічення секреції жовчі, розвитку жовтяниці. Секреція білірубіну і жовчних кислот може повністю припинятися, при цьому жовч стає безбарвною (біла жовч) і нагадує слизову рідина.

[41], [42], [43], [44], [45], [46], [47],