• Выведение билирубина, а также обезвреживание ксенобиотиков, стероидных и тиреоидных гормонов, эндогенных метаболитов.

• Производство холестерина.

• Преобразование избытка глюкозы в гликоген для хранения (гликоген позже может быть преобразован обратно в глюкозу для получения энергии), а также для сохранения баланса и производства глюкозы по потребностям организма.

• Поглощение свободных жирных кислот и запас триглицеридов в своих клетках.

• Превращение ядовитого аммиака в мочевину (это конечный продукт белкового обмена, она выводится почками).

• Производство альбумина, белков свертывания крови, строительных и транспортных белков.

• Хранение железа, жирорастворимых витаминов, витамина В12, меди, железа и гликогена.

• Участие в преобразовании витаминов.

• Сопротивление инфекциям с помощью производства иммунных факторов и удаления бактерий из кровотока.

Резервуарная функция для крови

• Циркуляция с низким сосудистым сопротивлением.

• Действует как венозный резервуар (вместе с кожей, селезенкой и легкими).

• Большой объем крови может быть мобилизован в печеночный кровоток или из него, чтобы компенсировать колебания сердечной преднагрузки. По некоторым оценкам, этот резервуар может составлять 27 % от общего объема крови.

Обменные процессы в печени находятся под чутким нейрогуморальным контролем. Иннервация печени осуществляется ветвями блуждающих нервов и печеночного (симпатического) сплетения. Гормоны эпифиза, аденогипофиза, надпочечников, поджелудочной и щитовидной желез также принимают участие в регуляции метаболических путей в печени.

Фабрика желчи

Печень – это неустанная фабрика желчи – желтой, зеленой или коричневатой жидкости (именно билирубин придает желчи желтый оттенок, а при контакте с воздухом цвет меняется на зеленоватый). Общий желчеотток в сутки составляет примерно 600 мл, из которых 75 % происходит из гепатоцитов, а 25 % – из холангиоцитов.

Желчь необходима для следующего.

• Облегчения переваривания и всасывания жиров в кишечнике.

• Выведения продуктов жизнедеятельности из организма – в первую очередь холестерина и билирубина, а также продуктов обмена лекарств и других веществ.

Представители семейства оленевых (лоси и косули), а также лошади, слоны, носороги и верблюды не имеют желчного пузыря, так как в их рационе жиров крайне мало – необходимость в наличии этого органа попросту отпадает.

Основные этапы образования желчи – захват желчных кислот и ионов из плазмы крови, а затем транспорт через гепатоцит и выведение через канальцевую мембрану, на которую приходится всего 1 % площади поверхности гепатоцита.

Гепатоцит производит желчь, секретируя воду с определенным веществами, которые необходимо вывести в кишечник (конъюгированный [он же связанный, он же прямой] билирубин, соли желчных кислот (конъюгированные желчные кислоты), холестерин, фосфолипиды, белки, ионы) в свои канальцы – пространство между соседними гепатоцитами, которые в конечном счете соединяются, образуя желчные канальцы. Этот процесс осуществляется благодаря двум видам белков в канальцевой мембране – белков-переносчиков (переносят желчные кислоты и ионы) и белков-транспортеров (переносят различные молекулы в желчь). Эти белки помогают секретировать молекулы в желчь против градиентов концентрации, а также ферменты, такие как щелочная фосфатаза. Благодаря этому активному транспорту формируются осмотические и электрохимические градиенты желчи.

Когда конъюгированные соли желчных кислот попадают в канальцы, за счет осмоса туда же следует и вода. Электрохимический градиент обеспечивает пассивную диффузию неорганических ионов, таких как натрий. Наиболее важный стимулятор образования желчи – это прохождение конъюгированных солей желчных кислот в желчные канальцы – примерно половина гепатоцитарного компонента желчи (около 225 мл в сутки) зависит от солей желчи. Осмотически активные растворенные вещества, такие как глутатион и бикарбонат, способствуют независимому оттоку желчи.

Далее при прохождении через билиарный тракт желчь модифицируется эпителиальными клетками желчных протоков. Эти клетки, известные как холангиоциты, разжижают и подщелачивают желчь за счет абсорбционных и секреторных процессов, которые регулируются гормонами, вырабатываемыми в процессе пищеварения. Все это модулирует поток богатой бикарбонатом желчи. Бомбезин, вазоактивный интестинальный полипептид, ацетилхолин и секретин усиливают отток желчи, а соматостатин, гастрин, инсулин и эндотелин ингибируют отток желчи.

Вот почему пить больше воды, чтобы улучшить отток желчи, абсолютно бессмысленно – он зависит от содержания солей и осмотически активных веществ, от активности гормонов, вырабатывающихся во время пищеварения, а не от потребления обычной воды.

Желчь проходит через печень по ряду протоков, в конечном счете выходя через общий печеночный проток. По этому протоку желчь поступает в желчный пузырь, где концентрируется и накапливается. При стимуляции гормоном холецистокинином (который вырабатывается в большей степени благодаря приему жиров с пищей) желчный пузырь сокращается, выталкивая желчь через пузырный проток в общий желчный проток (он же холедох). Одновременно расслабляется сфинктер Одди, позволяя желчи попасть в начальные отделы тонкой кишки – двенадцатиперстной кишки. Гормон секретин также играет важную роль в поступлении желчи в кишку. Стимулируя клетки желчных протоков и протоков поджелудочной железы к секреции бикарбоната и воды в ответ на присутствие желудочного сока в двенадцатиперстной кишке, секретин эффективно увеличивает объем желчи, поступающей в двенадцатиперстную кишку.

Холестерин. Как и зачем?

У холестерина плохая репутация из-за его хорошо известной роли в патологии сердца и сосудов, однако это жизненно важный элемент в функционировании нашего тела. Это важнейший блок мембраны любой клетки – он помогает регулировать текучесть мембран наших клеток в диапазоне физиологических температур, сохраняя здоровье клетки.

Только 20 % холестерина поступает из пищи. Все остальное производит ваш организм.

Молекулы холестерина существуют как переносчики и сигнальные молекулы вдоль мембраны. Миелиновая оболочка нервных волокон богата холестерином – он обеспечивает их изоляцию и позволяет более эффективно проводить нервные импульсы. Кроме того, холестерин очень важен для хрусталика глаза – плазматические мембраны клеток волокон хрусталика нуждаются в нем для нормального функционирования.

Синтез холестерина – это очень древний эволюционный путь. И даже такие простейшие микроорганизмы, как фито- и зоопланктон, умеют это делать.

Холестерин необходим для производства гормонов (кортикостероидов и половых гормонов) и желчных кислот. Он настолько важен, что синтез холестерина происходит в каждой клетке организма, которая имеет ядро. Этот путь сложен и требует более 20 химических превращений, чтобы в итоге получить 1 молекулу холестерина. Подавляющее большинство эндогенного производства холестерина (внутри организма) приходится на различные ткани нашего тела – печень синтезирует всего 10–20 % от общего суточного пула этого вещества.

С помощью холестерина печень превращает неактивный витамин D (холекальциферол или эргокальциферол), который вы получаете с солнцем или принимаете дополнительно, в его проактивную форму, а далее почки уже создают витамин D.

Регуляция производства холестерина может быть объяснена простыми экономическими терминами. Как и в любой эффективной экономике, предложение холестерина зависит от клеточного спроса на эту молекулу. Создание холестерина de novo (производство нового – эндогенный холестерин) энергетически затратно, поэтому самый дешевый вариант для клетки – это получение готового холестерина путем поглощения его из крови. И занимаются поглощением липопротеины высокой плотности (ЛПВП), поэтому их и называют хорошим холестерином.

Поскольку слишком большое количество холестерина вредно для клетки, развились сложные механизмы, позволяющие четко регулировать его уровень с помощью механизма отрицательной обратной связи. Одним из ключевых ферментов, ограничивающим скорость биосинтеза холестерина, выступает 3-гидрокси-3-метилглутарилкофермент А (ГМГ-КоА) редуктаза, микросомальный фермент, который превращает ГМГ-КоА в мевалоновую кислоту в процессе создания холестерина – именно этот фермент служит мишенью для лекарственных препаратов, которые называют статинами.

Синтез холестерина в периферических тканях гораздо менее чувствителен к регулирующим факторам по сравнению с печенью. В то же время печень не сама решает, сколько и когда производить холестерина – она делает это «по заказу» генов и гормонов. Однако повлиять на синтез холестерина в печени могут различные диетические, гормональные и физиологические переменные.

Исследования показывают, что синтез эндогенного холестерина значительно увеличивается при ожирении и у больных с метаболическим синдромом. Ожирение, резистентность к инсулину и диабет оказывают выраженное влияние как на всасывание, так и на синтез холестерина de novo.

Не только ограничение насыщенных жиров в питании (и, следовательно, акцент на употребление ненасыщенных) помогает корректировать липидный обмен – имеются данные о том, что на уровень хороших ЛПВП также положительно влияет регулярная физическая активность.

Единственное количественно значимое место выведения и катаболизма (распада) холестерина – это печень: примерно 600–800 мг холестерина каждый день должно транспортироваться из периферических тканей в печень для производства желчных кислот.

Желчные кислоты

В процессе переработки холестерина в гепатоците образуются две основные первичные желчные кислоты – холевая и хенодезоксихолевая. Этот процесс включает несколько стадий, и фермент холестерин-7-альфа-гидроксилаза ограничивает его скорость. Первичные желчные кислоты подвергаются дегидроксилированию бактериями в тонкой кишке с образованием вторичных желчных кислот – дезоксихолевой кислоты и литохолевой кислоты соответственно. Как первичные, так и вторичные желчные кислоты конъюгируются (связываются) печенью с аминокислотами (глицином или таурином) и становятся солями желчных кислот. Несмотря на повышенную растворимость солей желчных кислот в воде, они представляют собой амфипатические^[1] молекулы. Это важное свойство позволяет им эффективно эмульгировать жиры пищи и образовывать мицеллы с продуктами переваривания жиров. Без солей желчных кислот жирорастворимые витамины (А, D, Е, К) не усваиваются. И этот процесс саморегулирующийся – соли желчных кислот ингибируют холестерин-7-альфа-гидроксилазу, уменьшая синтез желчных кислот.

Соли желчных кислоты облегчают переваривание и всасывание жиров, проходя с пищевым комком через все отделы тонкой кишки. Только около 5 % желчных кислот в конечном счете выводятся из организма со стулом. Большинство желчных кислот эффективно реабсорбируются в конечном отделе тонкой кишки (подвздошной кишке), а затем с током крови по системе воротной вены возвращаются в печень – этот процесс известен как энтерогепатическая рециркуляция желчных кислот.

Суточные потери желчных кислот с фекалиями не превышают 20 % общего пула. Одна из причин функциональной диареи – это избыточное попадание желчных кислот в толстую кишку, что нередко бывает в первые недели после удаления желчного пузыря и называется хологенной диареей. Слова пациентки на врачебном приеме: «Как уточка: поела – и в туалет!≫

Печень и сахар

Глюкоза – это универсальный источник энергии для наших клеток, но постоянно высокая ее концентрация в крови токсична для сосудов – именно это приводит к осложнениям сахарного диабета.