Вводные замечания о метаболической функции гепатоцитов печени - системы организма (гистология)
Для того чтобы объяснить, почему кровоснабжение гепатоцитов играет такую значительную роль, следует сначала сознаться в том, что было бы очень существенной недооценкой рассматривать печень (как это мы делали раньше) только как экзокринную и эндокринную железу. Это допустимо лишь, постольку, поскольку это упрощает `ее гистологическое описание. Сейчас же пришло время указать, что гепатоциты выполняют помимо своих чисто секреторных задач большое число (по некоторым оценкам значительно превышающее 500) метаболических функций, чрезвычайно важных для поддержания жизнеспособности организма и здоровья. Знание направления кровотока через паренхиму печени имеет столь большое значение именно в связи с этими функциями и их возможными нарушениями, обусловленными качественными и количественными изменениями крови.
Выполнение печенью многообразных метаболических функций облегчается благодаря тому обстоятельству, что гепатоциты - это первые паренхиматозные клетки, с которыми вступают в непосредственный контакт многие пищевые вещества, всасываемые в кишке и попадающие в кровь воротной системы. Гепатоциты участвуют в переработке и распределении этих веществ. Например, именно в гепатоцитах всосавшиеся моносахариды превращаются в гликоген и накапливаются в таком виде, препятствуя резкому повышению уровня сахара в крови после приема пищи. Гепатоциты способны впоследствии вновь превращать гликоген в глюкозу и выделять ее для поддержания необходимого уровня глюкозы в крови. Они также очень активно участвуют в обмене белков и жиров, гормонов и витаминов. Кроме того, гепатоциты выполняют функцию детоксикации лекарственных веществ и некоторых соединений, способных вызывать в организме токсические повреждения. Другими словами, гепатоциты представляют собой огромную клеточную систему, специализированную на выполнении многообразных метаболических функций. Ниже мы опишем ультраструктуру этих клеток, а также то, каким образом она приспособлена к выполнению некоторых из этих функций. Те участки печени, в которых осуществляются эти разнообразные процессы, частично связаны с концентрацией различных веществ в плазме крови, протекающей от одного края синусоида к другому. Поэтому, сопоставляя различные функции печени с микроскопическим строением гепатоцитов, мы должны знать максимально точно, где кровь из воротной вены и печеночной артерии попадает в синусоиды и где она их покидает. Для этого необходимо дать описание ацинуса печени.
АЦИНУС ПЕЧЕНИ
Подразделение ткани печени на структурные единицы, носящие название ацинусов, довольно сложно как для объяснения, так и для понимания. Для начала, пожалуй, полезно отметить то, чем ацинус печени не является.
При изучении поджелудочной железы мы узнали, что ацинусы представляют собой мелкие экзокринные концевые секреторные отделы, расположенные в дольках. В дольке поджелудочной железы имеются сотни или даже тысячи ацинусов- следовательно, ацинусы поджелудочной железы -это значительно более мелкие структурные единицы, чем дольки. Ацинус печени, напротив, не является экзокринным секреторным концевым отделом. Более того, он не является частью классической дольки- хотя на срезе ацинус составляет только 1/3 размеров классической дольки, в его состав входят части двух соседних классических долек. Поэтому проще всего представлять себе ацинусы печени как некие самостоятельные структурные единицы этого органа, т. е. вместо того чтобы думать, что печень построена из долек, можно считать, что она состоит из ацинусов. Однако при описании того, как выявить ацинусы печени, обычно полагают, что читатель все знает о портальных дольках. Более того, чтобы идентифицировать ацинусы, мы должны пользоваться теми же ориентирами, которые отмечают при выявлении любого из описанных видов долек. Эти ориентиры -портальные тракты и центральные вены. Мы продолжим рассмотрение того, как выявить ацинусы после следующего обсуждения.
Почему удобнее считать, что печень состоит из ацинусов, а не из портальных долек. Представляется очевидным, что те части печеночных трабекул, которые располагаются ближе всего к центральным венам, контактирают с кровью самого «низкого» качества, ведь для того чтобы достичь центральной вены, она должна пройти по синусоиду, длины которого по меньшей мере равна расстоянию от портальной зоны до центральной вены. Проходя по синусоиду, кровь отдает кислород и накапливает двуокись углерода. Паренхиматозные клетки, расположенные в непосредственной близости к центральным венам, таким образом, снабжаются кровью с самым низким содержанием кислорода и питательных веществ по сравнению с паренхиматозными клетками, расположенными ближе к портальным зонам. Кроме того, кровь в этом отделе характеризуется наибольшим содержанием двуокиси углерода и других конечных продуктов обмена.
Раньше, до развития представлений об ацинусе, считали, что синусоиды в паренхиме, которая непосредственно окружает портальные зоны, получают «самую свежую» кровь- это представление было основано на том соображении, что в любом участке вдоль портального тракта кровь поступает почти непосредственно из ветви печеночной артерии и портальной вены, находящихся в этом тракте, прямо в синусоиды, которые в виде лучей расходятся от портального тракта. Однако при этом игнорировали тот факт, что в портальных трактах должны иметься более мелкие сосуды, отходящие от более крупных ветвей, по которым кровь и поступает в синусоиды паренхимы. Было бы исключением из общего правила, если бы в каком-либо сосудистом дереве кровь не текла бы по прогрессивно уменьшающимся сосудам до тех пор, пока она не доходила до области периферического кровотока, где она попадает в капилляры или синусоиды. Представление об ацинусах принимает во внимание тот факт, что кровь, двигаясь из печеночной артерии и воротной вены прежде, чем она попадает в синусоиды, направляется в ветви этих сосудов, которые отходят от них в области портального тракта на определенных расстояниях под более или менее прямыми углами, направляясь в паренхиму, где они распадаются на мелкие сосуды, открывающиеся в синусоиды.
Рис. 22 - 14. Схема, иллюстрирующая представление о том, что вещество печени состоит из ацинусов.
Для того чтобы можно было оценить отношение ацинусов к классическим долькам, последние также отмечены на схеме. Показаны только два ацинуса. В одном ацинусе, расположенном выше и правее центра, штриховкой показаны три зоны. В другом ацинусе, расположенном ниже центра, изображены трабекулы, благодаря чему можно оценить его форму- обратите внимание на то, что ацинусы имеют форму ромба. Остальные подробности см. в тексте.
Эти боковые ответвления печеночной артерии и воротной вены, лежащие в портальных трактах, образуют основу печеночных ацинусов, и именно из этих ветвей другие, более мелкие, веточки отводят кровь в синусоиды (рис. 22 - 14), обеспечивая самой «свежей» кровью любые участки паренхимы. Поэтому для того чтобы узнать, где в печени протекает самая «свежая» кровь, мы должны установить, где же в портальных зонах располагаются эти мелкие сосудистые веточки.
Как найти ацинус. В печени человека можно лишь очень редко обнаружить 6 портальных зон на каком-то отдельном срезе (по причинам, о которых уже говорилось), которые можно было бы соединить воображаемыми линиями, образовав шестиугольник с центральной веной в центре. Раппапорт (Rappaport, 1957- 1958- 1973- 1976) отмечает, что более вероятно найти только 2, 3 или 4 хорошо заметных портальных тракта по периферии любого шестиугольника, очерченного вокруг центральной вены. Другими словами, если вокруг центральных вен представить шестиугольники, то около половины портальных зон, которые должны иметься вокруг каждого шестиугольника, отсутствуют.
Структура, имеющая вид классической дольки, по периферии которой лежат только 3 портальные зоны, показана на рис. 22 - 14 справа, буквой «М» на этой схеме показаны места, где портальные тракты «отсутствуют» (&bdquo-missing"). Раппапорт считает, что распределительные терминали воротной вены и печеночной артерии в любом портальном тракте отходят от этих сосудов под более или менее прямыми углами (как показано непосредственно выше центра на рис. 22 - 14) к угловым точкам, расположенным вокруг шестиугольника, где четко выявляемые портальные зоны отсутствуют («М» на рис. 22 - 14). Так как эти более мелкие терминальные сосуды отходят приблизительно под прямыми углами от главных сосудов, на срезах долек они не попадают в поперечный разрез. Однако иногда они разрезаны косо, так как они не имеют строгой ориентации. На их изогнутом и неровном пути к точкам дольки, где треугольные портальные тракты «отсутствуют» (,,missing&ldquo-) (рис. 22 - 14, «М»), они могут на каждом препарате попасть в срез по нескольку раз или не попасть в срез ни разу. Эти терминальные ветви воротной вены и печеночной артерии в совокупности с конечными желчными канальцами образуют основу участков печеночной паренхимы, которые на срезе имеют форму ромба и которые образуют ацинусы.
На рис. 22 - 14 сверху в центре располагается центральная вена. Чуть ниже лежит типичный портальный тракт треугольной формы. Мы рассмотрим сначала два мелких кровеносных сосуда, которые отходят под прямыми углами от ветвей печеночной артерии и воротной вены, проходящих в тракте, спускаясь вертикально на этом рисунке (т. е. удаляясь от центральной вены, лежащей вверху в центре) к точке «М» (месту, где портальный тракт «отсутствует»), образуя остов одного ацинуса. Территория этого ацинуса (в двух измерениях) отмечена на иллюстрации, потому что область, которую занимает его паренхима, изображена полностью с печеночными трабекулами, идущими от его остова вправо и влево, причем с каждой стороны трабекулы в этом ацинусе сходятся к центральным венам. Ацинус, таким образом, имеет на срезе форму, близкую к ромбу- в его состав входит паренхима печени, расположенная частично в двух различных классических дольках, как показано на рис. 22 - 14.
Клетки паренхимы, лежащие ближе всего к основным сосудистым стволам ацинуса, кровоснабжаются наилучшим образом по сравнению со всеми другими его частями. Этот участок, который Раппапорт обозначает как зона 1 ацинуса, имеет на срезе более или менее овальную форму- она обозначена/в другом ацинусе, который тоже имеет форму ромба и располагается наверху справа на рис. 22 - 14. Паренхима печени, которая окружает зону 1, имеет на срезе приблизительно круглые контуры- она показана на том же ацинусе, что и зона 1 и обозначена как зона 2. После зоны 1 эта зона кровоснабжается лучше других отделов ацинуса. Наружная часть ацинуса, имеющая неправильную форму и доходящая до центральных вен, называется зоной 3- она получает меньше крови, чем любая другая часть ацинуса.
Резюме. На срезе ацинус в большей или меньшей степени напоминает ромб, причем его границы сходятся к центральной вене. На срезе ацинуса, сделанном через его середину, видны основные сосудистые стволы. Однако ацинус имеет определенную толщину, но, если бы он был слишком толстым, он был бы неэффективен, так как тогда его сосудам пришлось бы приносить кровь к паренхиме, относительно удаленной от них. Поэтому по толщине ацинусы меньше, чем длина классических долек. Следовательно, когда мы говорим о том, что число ацинусов в 3 раза больше, чем портальных долек, мы имеем в виду лишь то, что видно на срезе. Если же ацинусы тоньше, чем длина долек, то по длине портальной зоны, идущей вдоль стороны классической дольки, будет укладываться не три ацинуса, а значительно больше.
Представив себе трехмерную картину, можно понять, что, так как основные сосудистые стволы ацинусов отходят более или менее под прямыми углами от сосудов портального тракта, паренхима, которую мы видим на периферии дольки на отдельном срезе, может быть частью зоны 1, 2 или 3 того ацинуса, сосудистые ветви которого идут параллельно плоскости среза, однако они могут быть и значительно ниже или выше этой плоскости. По этой причине тот участок, который представляется на данном срезе периферической частью дольки, даже ее отделом, прилежащим к портальному тракту, может не получать наилучшего кровоснабжения, так как он может располагаться весьма далеко от сосудистых ветвей ацинуса.
Ацинус как метаболическая единица. В настоящее время имеются сведения о том, что метаболические процессы, которые происходят в каждой из трех зон ацинуса, несколько различаются по своему характеру- этим объясняется тот факт, что некоторые токсины или недостаток того или иного из питательных веществ в рационе поражают различные зоны в неодинаковой степени. Более подробно об этом можно прочесть в статьях Раппапорта.
Представление об ацинусе помогает понять, почему некоторые отделы печеночных долек поражаются в различных условиях больше, чем другие, и почему степень повреждения, определяемая в пределах периферии дольки, нередко варьирует от среза к срезу.
