Строение и функционирование печени и поджелудочной железы как железы внешней секреции

ПЕЧЕНЬ, самая большая железа в теле позвоночных. У человека она составляет около 2,5% от массы тела, в среднем 1,5 кг у взрослых мужчин и 1,2 кг у женщин. Печень расположена в правой верхней части брюшной полости; она прикрепляется связками к диафрагме, брюшной стенке, желудку и кишечнику и покрыта тонкой фиброзной оболочкой — глиссоновой капсулой. Печень — мягкий, но плотный орган красно-коричневого цвета и состоит обычно из четырех долей: большой правой доли, меньшей левой и гораздо меньших хвостатой и квадратной долей, образующих заднюю нижнюю поверхность печени.

Функции.

Печень — необходимый для жизни орган со множеством различных функций. Одна из главных — образование и выделение желчи, прозрачной жидкости оранжевого или желтого цвета. Желчь содержит кислоты, соли, фосфолипиды (жиры, содержащие фосфатную группу), холестерин и пигменты. Соли желчных кислот и свободные желчные кислоты эмульгируют жиры (т.е. разбивают на мелкие капельки), чем облегчают их переваривание; превращают жирные кислоты в водорастворимые формы (что необходимо для всасывания как самих жирных кислот, так и жирорастворимых витаминов A, D, E и K); обладают антибактериальным действием.

Все питательные вещества, всасываемые в кровь из пищеварительного тракта, — продукты переваривания углеводов, белков и жиров, минералы и витамины — проходят через печень и в ней перерабатываются. При этом часть аминокислот (фрагментов белков) и часть жиров превращаются в углеводы, поэтому печень — крупнейшее «депо» гликогена в организме. В ней синтезируются белки плазмы крови — глобулины и альбумин, а также протекают реакции превращения аминокислот (дезаминирование и переаминирование). Дезаминирование — удаление азотсодержащих аминогрупп из аминокислот — позволяет использовать последние, например, для синтеза углеводов и жиров. Переаминирование — это перенос аминогруппы от аминокислоты на кетокислоту с образованием другой аминокислоты. В печени синтезируются также кетоновые тела (продукты метаболизма жирных кислот) и холестерин.

Печень участвует в регуляции уровня глюкозы (сахара) в крови. Если этот уровень возрастает, клетки печени превращают глюкозу в гликоген (вещество, сходное с крахмалом) и депонируют его. Если же содержание глюкозы в крови падает ниже нормы, гликоген расщепляется и глюкоза поступает в кровоток. Кроме того, печень способна синтезировать глюкозу из других веществ, например аминокислот; этот процесс называется глюконеогенезом.

Еще одна функция печени — детоксикация. Лекарства и другие потенциально токсичные соединения могут превращаться в клетках печени в водорастворимую форму, что позволяет их выводить в составе желчи; они могут также подвергаться разрушению либо конъюгировать (соединяться) с другими веществами с образованием безвредных, легко выводящихся из организма продуктов. Некоторые вещества временно откладываются в клетках Купфера (специальных клетках, поглощающих чужеродные частицы) или в иных клетках печени. Клетки Купфера особенно эффективно удаляют и разрушают бактерии и другие инородные частицы. Благодаря им печень играет важную роль в иммунной защите организма. Обладая густой сетью кровеносных сосудов, печень служит также резервуаром крови (в ней постоянно находится около 0,5 л крови) и участвует в регуляции объема крови и кровотока в организме.

В целом печень выполняет более 500 различных функций, и ее деятельность пока не удается воспроизвести искусственным путем. Удаление этого органа неизбежно приводит к смерти в течение 1−5 дней. Однако у печени есть громадный внутренний резерв, она обладает удивительной способностью восстанавливаться после повреждений, поэтому человек и другие млекопитающие могут выжить даже после удаления 70% ткани печени.

Строение.

Сложная структура печени прекрасно приспособлена для выполнения ее уникальных функций. Доли состоят из мелких структурных единиц — долек. В печени человека их насчитывается около ста тысяч, каждая 1,5−2 мм длиной и 1−1,2 мм шириной. Долька состоит из печеночных клеток — гепатоцитов, расположенных вокруг центральной вены. Гепатоциты объединяются в слои толщиной в одну клетку — т.н. печеночные пластинки. Они радиально расходятся от центральной вены, ветвятся и соединяются друг с другом, формируя сложную систему стенок; узкие щели межу ними, наполненные кровью, известны под названием синусоидов. Синусоиды эквивалентны капиллярам; переходя один в другой, они образуют непрерывный лабиринт. Печеночные дольки снабжаются кровью от ветвей воротной вены и печеночной артерии, а образующаяся в дольках желчь поступает в систему канальцев, из них — в желчные протоки и выводится из печени.

Воротная вена печени и печеночная артерия обеспечивают печень необычным, двойным кровоснабжением. Обогащенная питательными веществами кровь из капилляров желудка, кишечника и нескольких других органов собирается в воротную вену, которая вместо того, чтобы нести кровь к сердцу, как большинство других вен, несет ее в печень. В дольках печени воротная вена распадается на сеть капилляров (синусоидов). Термин «воротная вена» указывает на необычное направление транспорта крови из капилляров одного органа в капилляры другого (сходную систему кровообращения имеют почки и гипофиз).

Второй источник кровоснабжения печени, печеночная артерия, несет обогащенную кислородом кровь от сердца к наружным поверхностям долек. Воротная вена обеспечивает 75−80%, а печеночная артерия 20−25% общего кровоснабжения печени. В целом за минуту через печень проходит около 1500 мл крови, т. е. четверть сердечного выброса. Кровь из обоих источников попадает в конечном итоге в синусоиды, где смешивается и идет к центральной вене. От центральной вены начинается отток крови к сердцу через долевые вены в печеночную (не путать с воротной веной печени).

Желчь секретируется клетками печени в мельчайшие канальцы между клетками — желчные капилляры. По внутренней системе канальцев и протоков она собирается в желчный проток. Часть желчи направляется прямо в общий желчный проток и изливается в тонкий кишечник, но бульшая часть по пузырному протоку возвращается на хранение в желчный пузырь — небольшой мешочек с мышечными стенками, прикрепленный к печени. Когда пища поступает в кишечник, желчный пузырь сокращается и выбрасывает содержимое в общий желчный проток, открывающийся в двенадцатиперстную кишку. Печень человека производит около 600 мл желчи в сутки.

Портальная триада и ацинус.

Ветви воротной вены, печеночной артерии и желчного протока расположены рядом, у наружной границы дольки и составляют портальную триаду. На периферии каждой дольки находится несколько таких портальных триад.

Функциональной единицей печени считается ацинус. Это — часть ткани, которая окружает портальную триаду и включает лимфатические сосуды, нервные волокна и прилегающие секторы двух или более долек. Один ацинус содержит около 20 печеночных клеток, расположенных между портальной триадой и центральной веной каждой дольки. В двумерном изображении простой ацинус выглядит как группа сосудов, окруженная прилегающими участками долек, а в трехмерном — похож на ягоду (acinus — лат. ягода), висящую на стебельке из кровеносных и желчных сосудов. Ацинус, микрососудистый каркас которого состоит из перечисленных выше кровеносных и лимфатических сосудов, синусоидов и нервов, является микроциркуляторной единицей печени.

Клетки печени (гепатоциты) имеют форму многогранников, но основных функциональных поверхностей у них три: синусоидальная, обращенная в синусоидальный канал; канальцевая — участвующая в образовании стенки желчного капилляра (собственной стенки он не имеет); и межклеточная — непосредственно граничащая с соседними печеночными клетками.

Нарушения функции печени.

Поскольку печень обладает множеством функций, ее функциональные расстройства крайне разнообразны. При болезнях печени повышается нагрузка на орган и может повреждаться его структура. Процесс восстановления печеночной ткани, включающий регенерацию печеночных клеток (образование узлов регенерации), хорошо изучен. Обнаружено, в частности, что при циррозе печени происходит извращенная регенерация печеночной ткани с неправильным расположением сосудов, образующихся вокруг узлов клеток; в результате в органе нарушается кровоток, что приводит к прогрессированию заболевания.

Желтуха, проявляющаяся желтизной кожи, склер (белка глаз; здесь изменение цвета обычно наиболее заметно) и других тканей, — частый симптом при болезнях печени, отражающий накопление билирубина (красновато-желтого пигмента желчи) в тканях тела.

Поджелудочная железа — крупная пищеварительная и эндокринная железа, находится позади желудка, на задней стенке живота, на уровне нижних грудных (XI, XII) и верхних поясничных (I, II) позвонков. В проекции на брюшную стенку поджелудочная железа располагается на 5−10 см выше уровня пупка. Поджелудочная железа состоит из трех расположенных последовательно справа налево отделов: головки, тела и хвоста. Между головкой и телом находится небольшая суженная часть — шейка. В поджелудочной железе различают переднюю и заднюю поверхности, а в области тела — еще и нижнюю поверхность и три края: передний, верхний и нижний. Длина поджелудочной железы 16−22 см, ширина 3−9 см (в области головки), толщина 2−3 см; масса 70−80 г. Внешне форма железы напоминает лежащую латинскую букву S. Проток поджелудочной железы проходит от ее хвоста до головки, располагаясь в толще ее вещества. По пути прохождения протока в него впадают вторичные протоки из окружающих долей железы. Дойдя до правого края головки, проток открывается в двенадцатиперстную кишку, соединившись с общим желчным протоком в печеночно-поджелудочную ампулу. В области верхней части головки нередко имеется второй, добавочный проток поджелудочной железы, который открывается отдельным устьем выше основного на вершине малого сосочка двенадцатиперстной кишки.

Поджелудочная железа состоит из двух типов ткани, выполняющих совершенно разные функции. Собственно ткань поджелудочной железы составляют мелкие дольки — ацинусы, каждый из которых снабжен своим выводным протоком. Эти мелкие протоки сливаются в более крупные, в свою очередь впадающие в вирсунгов проток — главный выводной проток поджелудочной железы. Дольки почти целиком состоят из клеток, секретирующих сок поджелудочной железы (панкреатический сок, от лат. pancreas — поджелудочная железа). Панкреатический сок содержит пищеварительные ферменты. Из долек по мелким выводным протокам он поступает в главный проток, который впадает в двенадцатиперстную кишку. Между дольками вкраплены многочисленные группы клеток, не имеющие выводных протоков — это так называемые островки Лангерганса. Общее количество островков колеблется в пределах от одного до двух млн., а диаметр каждого 100- 300 мкм. Островковые клетки выделяют гормоны инсулин и глюкагон.

Поджелудочная железа имеет одновременно эндокринную и экзокринную функции, т. е. осуществляет внутреннюю и внешнюю секрецию. Экзокринная функция железы — участие в пищеварении.

Пищеварение. Часть железы, участвующая в пищеварении, через главный проток секретирует панкреатический сок прямо в двенадцатиперстную кишку. Экзокринная часть железы вырабатывает у человека в течении суток 500−700 мл панкреатического сока. Он содержит 4 необходимых для пищеварения фермента: амилазу, превращающую крахмал в сахар; трипсин и химотрипсин — протеолитические (расщепляющие белок) ферменты; липазу, которая расщепляет жиры; и реинин, створаживающий молоко. Таким образом, сок поджелудочной железы играет важную роль в переваривании основных питательных веществ.

Эндокринные функции. Островки Лангерганса функционируют как железы внутренней секреции (эндокринные железы), выделяя непосредственно в кровоток глюкагон и инсулин — гормоны, регулирующие метаболизм углеводов. Инсулин оказывает многостороннее влияние на организм. Гормон способствует превращению глюкозы в гликоген, жир, усиливает обмен углеводов в мышцах. Инсулин обладает анаболическим действием. Кроме того, он способствует образованию гепатоцитами и липоцитами триглицеридов из свободных жирных кислот. Глюкагон, подобно инсулину, усиливает образование триглицеридов из жирных кислот, но одновременно стимулирует их окисление в гепа-тоцитах, в связи с чем образуются кетоновые тела. Постоянный уровень глюкозы в крови в пределах 0,8−1,0 г/л регулируются инсулином и глюкагоном. При повышении концентрации глюкозы в крови, протекающей через поджелудочную железу, секреция инсулина клетками увеличивается и уровень глюкозы в крови уменьшается.