Печень – самая большая железа в теле позвоночных, в том числе и в теле человека. Этот непарный орган уникален и незаменим: после удаления печени, в отличие, например, от селезенки или желудка, человек жить не сможет и уже через 1–5 дней неизбежно умирает. Следовательно, заболевания или нарушения функции печени могут быть смертельно опасными, и игнорировать их ни в коем случае нельзя. 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.
Само название «печень» происходит от слова «печь». Действительно, печень обладает самой высокой температурой из всех органов человеческого тела. Это связано, скорее всего, с тем, что в печени на единицу массы приходится самое большое количество образующейся энергии. До 20 % массы клеток печени составляют митохондрии, называемые «силовыми станциями клетки». Они непрерывно вырабатывают аденозинтрифосфорную кислоту (АТФ), чьи уникальные молекулы сохраняют внутри себя биологическую энергию. Эти молекулы распределяются по всему организму.
Располагается печень в правой верхней части брюшной полости и крепится связками к диафрагме, брюшной стенке, желудку и кишечнику. Состоит печень обычно из четырех частей: большой правой доли, меньшей левой и гораздо меньших хвостатой и квадратной долей, образующих ее заднюю нижнюю поверхность. Печень покрыта тонкой фиброзной оболочкой, так называемой глиссоновой капсулой. Консистенция печени мягкая, но плотная, цвет красно-коричневый. На верхней части печени имеется небольшая вогнутость. Она образуется в результате давления сердца на печень через диафрагму. Печень человека занимает около 2,5 % от массы тела. Ее вес в среднем 1,5 кг у взрослых мужчин и 1,2 кг у женщин.
До 60 % массы печени составляют специальные печеночные клетки, называемые гепатоцитами. Они ответственны за всю специфическую работу печени. Клетки образуют печеночные дольки диаметром 1–1,5 мм и высотой 1,5–2 мм, расположенные вокруг центральной вены в виде радиальных балок. Кроме того, сами стенки каждой клетки печени имеют сложное строение и выполняют несколько функций. Интересно также, что клетки одного и того же типа, составляющие ткань печени, могут различаться по своей внутренней структуре в зависимости от места их нахождения в этом органе.
Печень, так же как и другие органы, получает от сердца насыщенную кислородом кровь, чем в основном покрывает свои потребности в этом самом необходимом для жизни веществе. Наиболее важным сосудом печени является воротная вена, через которую насыщенная питательными веществами и токсинами кровь от органов пищеварения впадает в печень. В печени происходит фильтрация: отделяются все полезные вещества и разрушаются токсины. После фильтрации одни питательные вещества, усваиваясь, откладываются в печени, а другие через печеночные вены, осуществляющие отток крови от печени, распределяются по всему организму.
Помимо кровеносных сосудов в печени также есть желчевыводящие пути. Начинаются они с желчных канальцев, отходящих от каждой клетки печени. Канальцы соединяются в междольковые протоки, те, в свою очередь, объединяются в септальные протоки, которые, сливаясь, образуют внутрипеченочные протоки. В области ворот печени правый и левый печеночный протоки соединяются, создавая общий желчный проток, по которому вся выработанная в печени желчь поступает в желчный пузырь, где происходит ее накопление. Желчный пузырь находится в правой продольной борозде печени. В нем различают несколько частей: дно, тело и шейку. Кровь в него поступает из специальной пузырной артерии, отходящей от большой печеночной артерии. Желчный пузырь вместе с желчными протоками образует желчевыводящие пути. Их стенки имеют мышцы, которые при сокращении обеспечивают продвижение желчи. В некоторых местах мышечный слой утолщен и образует так называемые сфинктеры – своеобразные ворота для желчи.
Пока человек не ест, желчь не нужна, и сфинктеры закрыты. Но уже через десять минут после начала приема пищи желчь начинает выделяться. Желчный пузырь, сокращаясь, выталкивает ее в протоки. Одновременно с этим раскрываются мышечные ворота – и желчь быстро изливается в двенадцатиперстную кишку. Если желчевыводящие пути работают хорошо и слаженно, то в организме все нормально. Но когда процесс нарушается, происходит дискинезия желчных путей. Иначе говоря, наступает расстройство желчевыводящей системы, обусловленное нарушениями двигательной функции желчного пузыря и желчных протоков при отсутствии в них органических изменений.
В целом печень выполняет более 500 различных функций, и ее деятельность пока не удается воспроизвести искусственным путем. В обобщенном виде можно выделить следующие основные функции печени:
1) детоксикационная;
2) выделительная;
3) синтетическая;
4) энергетическая;
5) гормональный обмен.
Детоксикационная функция печени состоит в обезвреживании в результате происходящих в печени процессов биосинтеза ядовитых для человеческого организма веществ. Иногда они становятся безвредными или даже нейтральными органическими соединениями, чаще всего – белковыми. Происходит это путем окисления, восстановления, метилирования, ацетилирования и конъюгации с теми или иными веществами. В печени также активно идет синтез защитных веществ, например синтез мочевины. С ее помощью обезвреживается очень токсичный аммиак.
В печени также образуются парные соединения. К токсинам, которые сами уйти не могут, присоединяется определенное вещество, вместе с которым они через почки легко удаляются из организма. Примером может служить обезвреживание таких веществ, как фенол, крезол, скатол и индол, образующихся в результате гнилостных процессов, протекающих в кишечнике. Эти вредные вещества всасываются и с током крови поступают в печень, где обезвреживаются путем образования парных соединений с серной или глюкуроновой кислотой.
Глюкуроновая кислота участвует не только в обезвреживании продуктов гниения белковых веществ, образовавшихся в кишечнике, но и в связывании ряда других токсичных соединений, образующихся в результате процесса обмена в тканях. В частности, обладающий значительной токсичностью свободный, или непрямой, билирубин, взаимодействуя в печени с глюкуроновой кислотой, образует моно– и диглюкурониды билирубина.
Кроме того, печень принимает участие в понижении активности различных гормонов. С потоком крови гормоны попадают в печень, при этом их активность в большинстве случаев резко снижается или полностью утрачивается. Так, стероидные гормоны, подвергаясь микросомальному окислению, снижают свою активность, превращаясь затем в соответствующие глюкурониды и сульфаты.
Выделительная функция печени действует за счет секреции желчи. Образование желчи происходит непрерывно и круглосуточно. Ее суточное количество, вырабатываемое клетками печени, у взрослого человека в среднем составляет от 0,5 до 1 л. Желчь на 82 % состоит из воды, на 12 % из желчных кислот, на 4 % из лецитина и других фосфолипидов, 0,7 % составляет холестерин, остальная часть содержит билирубин и другие вещества. После еды выделение желчи рефлекторно усиливается уже через 3–12 минут, причем одним из раздражителей, влияющих на ускорение этого процесса, является сама желчь.
Соли желчных кислот и свободные желчные кислоты эмульгируют (разбивают на мелкие капельки) жиры, чем облегчают их переваривание. Они также обеспечивают всасывание в тонкой кишке нерастворимых жирных кислот, холестерина, витаминов В, К, Е и солей кальция. Желчь создает благоприятные условия для переваривания пищи в тонком кишечнике, улучшает переваривание белков и углеводов, облегчает усваивание продуктов их переработки, стимулирует моторику тонкой кишки, предупреждает развитие процессов гниения в кишечнике, оказывая противомикробное действие, стимулирует секрецию поджелудочной железой сока и желчеобразовательную функцию самой печени.
Желчь, образовавшаяся в клетках печени, сначала по желчным капиллярам, а затем по желчным проходам поступает в печеночные протоки. Дальше ее путь зависит от наличия или отсутствия в данный момент процесса пищеварения. Если его нет, то желчь из печеночных протоков направляется прямо в желчный пузырь; когда же пищеварение есть, желчь через общий желчный проток поступает в двенадцатиперстную кишку, минуя желчный пузырь. Когда желчь из печени попадает в желчный пузырь, она изменяется как физически, так и химически. Во-первых, она становится более тяжелой, ее концентрация за сутки может увеличиться в 7–10 раз, во-вторых, она темнеет, и в-третьих, меняется ее химическая активность.
Вместе с желчью из организма выводятся обезвреженные печенью вредные и ядовитые вещества, мочевина, неусвоенные лекарственные препараты, конечные продукты холестеринового обмена в виде желчных кислот и конечные продукты обмена гемоглобина в виде желчных пигментов – билирубина и биливердина. В печени также происходит разрушение отживших эритроцитов.
Несмотря на обратное всасывание в кишечнике, большая часть выделенных печенью веществ покидает наш организм с фекальными массами. Учитывая то обстоятельство, что каждую минуту через печень прокачивается в среднем 1,5 л крови, становится очевидным, что наш организм может нормально функционировать только в том случае, если из печени вместе с током желчи будут своевременно и регулярно выводиться шлаки. А для этого требуется чистота и проходимость желчевыводящих путей.
Синтетическая функция является одной из важнейших, поскольку печень участвует в обмене белков, жиров и углеводов.
Роль печени в белковом обмене заключается в расщеплении и «перестройке» аминокислот, образовании из токсичного для организма аммиака химически нейтральной мочевины, а также в синтезе белковых молекул.
С помощью изотопных методов было установлено, что в организме человека в сутки расщепляется и вновь синтезируется от 80 до 100 г белка и приблизительно половина его трансформируется в печени. При нарушении работы печени происходят качественные и количественные изменения синтеза белков и других необходимых организму веществ, что приводит к нарушению в работе других органов. Например, уменьшается выработка печенью таких белков, как гаптоглобин и альбумин, что приводит к снижению их концентрации в крови. Также уменьшается концентрация в крови холестерина и мочевины. Еще в печени синтезируются белки и другие вещества, отвечающие за свертывание крови, и поэтому нарушение функции печени приводит и к замедлению этого важнейшего защитного процесса. Если нормальная работа печени будет вскоре восстановлена, небольшая задержка в синтезе белков не страшна. Однако в случае длительных и серьезных заболеваний печени снижение концентрации белков будет значительным и уже серьезно повлияет на состояние здоровья.
Что касается жирового обмена, то в клетках печени – гепатоцитах – из поступающих с пищей содержащих углеводороды липидов вырабатывается и затем выделяется в кровь желчь и холестерин. Холестерин и сам выступает в качестве пластического материала. Так, из него в печени образуются желчные кислоты, обеспечивающие растворимость в желчи холестерина. Он также используется организмом и в синтезе гормонов, биологически активных веществ, клеточных мембран.
Углеводный обмен в печени происходит так. В результате расщепления различных дисахаридов образуются такие моносахариды, как глюкоза, фруктоза и галактоза, которые и всасываются в пищеварительном тракте. Они поступают в печень, там фруктоза и галактоза превращаются в глюкозу, накапливающуюся в виде гликогена. Позже печень снова превращает гликоген в глюкозу, и тогда концентрация глюкозы в выходящей из печени крови становится выше, чем в крови, входящей в печень. Таким способом печень поддерживает концентрацию глюкозы в крови на сравнительно постоянном уровне в любое время суток. При поступлении белков в организм в достаточном количестве печень способна превращать в глюкозу до 60 % аминокислот пищи.
Поскольку глюкоза служит основным источником энергии для всех клеток, ее содержание в крови должно поддерживаться выше определенного минимального уровня, составляющего около 60 мг на 100 мл крови. При падении содержания глюкозы ниже этого уровня первым начинает страдать головной мозг, так как его клетки, в отличие от большинства других клеток организма, не способны запасать сколько-нибудь существенные количества глюкозы и не могут использовать в качестве источников энергии жиры и аминокислоты. Это приводит к затемнению сознания, судорогам, потере сознания и даже к смерти.
Печень является органом, влияющим на все процессы, протекающие в нормально работающем организме. Она является главным регулятором обмена веществ и энергетического баланса. Поскольку отдельно взятые клетки не могут сами себя обеспечивать всем необходимым для нормальной жизнедеятельности, им необходимы так называемые внешние источники питания, способные постоянно по мере надобности снабжать клетки необходимой им энергией. Печень в этом смысле и служит таким основным источником и хранилищем энергетических запасов. В ней все необходимое содержится в виде различных химических веществ. Так, например, запасы гликогена в печени позволяют быстро вырабатывать глюкозу в организме. Другие ткани, как, например, мышечная и жировая, являются хранилищем белков и триглицеридов и тоже могут в случае необходимости, например при голодании, стать дополнительными источниками полезных веществ и энергии.
Одной из функций печени является обмен гормонов. При нарушении работы печени в организме в первую очередь повышается содержание гормонов коры надпочечников, которые не подвергаются полному расщеплению. Отсюда возникает очень много различных заболеваний. Больше всего в организме накапливается альдостерона – минералокортикоидного гормона, избыток которого приводит к задержке натрия и воды в организме. В результате возникают отеки, подъем артериального давления и т. д.
При острых процессах характерные симптомы нарушений гормональных обменов не очень заметны, но при хронических заболеваниях, в первую очередь при циррозах печени, выражены достаточно ярко. В частности, нарушение обмена половых гормонов влияет на развитие таких симптомов, как пятнистая эритема ладоней, гинекомастия у мужчин, а также сосудистые «звездочки». На концентрацию гормонов на периферии печень влияет в меньшей степени.