Взаимосвязь между процессами обмена веществ в печени и в других тканях

Внепеченочные ткани характеризуются, однако, некоторой метаболической автономией. Главные реакции, ведущие к выработке энергии (гликолиз, реакции цикла лимонной кислоты, окислительное фосфорилирование, окисление жирных кислот), а также важнейшие биосинтетические процессы (синтез белка, нуклеиновых кислот, липогенез и глюкогенез) осуществляются в клетках других типов, но уровень активности этих реакций может быть различным. Тем не менее, зависимость этих тканей от обмена веществ в печени имеет часто наибольшее значение для обеспечения нормальных функций и гомеостаза. Поэтому мы обсудим и резюмируем некоторые принципиально важные примеры этих взаимоотношений между печенью и другими тканями.

Жировая ткань и печень

Процессы обмена жиров в печени и жировой клетчатке неразрывно связаны между собой. Образовавшиеся в печеночных клетках триглицериды служат важным источником жиров, накапливающихся в жировых депо. Другим источником таких жиров являются новообразованные триглицериды самих адипозоцитов. Поскольку глюкоза обеспечивает атомы углерода для синтезируемых в жировой ткани жирных кислот и остатков глицерина и поскольку печень играет ведущую роль в регуляции содержания глюкозы в крови, липогенез в жировых депо вдвойне зависит от процессов обмена веществ в печени.

Характерный для периода обильного питания поток атомов углерода от клеток печени к клеткам жировой клетчатки изменяет свое направление на обратное, когда поступление в организм энергии снижается; тогда активация гормон-чувствительной липазы в адипозоцитах приводит к освобождению в кровоток глицерина и жирных кислот. Эти продукты распада триглицеридов идут на удовлетворение потребности печени в энергии при голодании, когда окисление жирных кислот обеспечивает образование НАДН и АТФ, необходимых для глюконеогенеза. С другой стороны, жирные кислоты могут быть непосредственно использованы вместо глюкозы в таких внепеченочных тканях, как мышечная.

Мышцы и печень

Существование непосредственной взаимосвязи между процессами обмена веществ в мышечной и печеночной тканях отмечено на нескольких уровнях. При обильном питании обе ткани удаляют глюкозу из циркулирующей крови, что сопровождается отложением в них избытка гликогена. Усиленная физическая работа, которая представляет собой важнейший стимул для гликогенолиза в мышцах, способствует распаду гликогена до лактата, диффундирующего в кровь. Снижение количества потребляемой пищи составляет важнейший механизм активации распада гликогена в печени, но только до глюкозы, которая поступает в кровь. Подобное различие между этими двумя тканями отмечается также в соотношениях гликолиза и глюконеогенеза. В мышечной ткани, где высока активность фосфофруктокиназы и пируваткиназы, но низка активность фруктозодифосфатазы, пируваткарбоксилазы и фосфонолпируваткарбоксикиназы, баланс смещен в направлении гликолиза поступающей глюкозы с образованием АТФ и лактата. В печеночной ткани с противоположным соотношением ферментативных активностей по сравнению с мышечной тканью баланс смещен в направлении глюконеогенеза; за счет других внутриклеточных источников АТФ (например, окисления жирных кислот) возможна регенерация глюкозы из поступающего лактата для удовлетворения потребностей мышц.

При длительном голодании, когда белки мышц подвергаются катаболизму, скелетные мышцы путем переноса аминогрупп превращают значительные количества пирувата в аланин, который затем может служить вместо лактата источником углерода для глюконеогенеза в печени. В этом лактат-глюкозном цикле участвуют печень и скелетные мышцы. Следует помнить, что сердечная мышца представляет собой аэробную ткань, богатую митохондриями и обладающую лактатдегидрогеназной ферментной системой, склонной потреблять лактат, но не продуцировать его.

Как скелетные мышцы, так и сердечная функционируют за счет печени, используя кетоновые тела — бета-оксибутират и ацетоацетат. Поскольку печень лишена фермента, который активирует ацетоацетат путем образования его КоА-производного, большое количество кетоновых тел поступает в кровоток в условиях потребления низкокалорийной, бедной углеводами или богатой жирами пищи, когда интенсивность окисления жирных кислот в печени превосходит ее способность обеспечивать удаление ацетил-КоА. Мышцы, а также почки и некоторые другие внепеченочные ткани активируют ацетоацетат за счет сукцинил-КоА и извлекают энергию путем окисления образовавшегося ацетил-КоА. Даже в состоянии покоя существует постоянный поток ацетоацетата и других кетоновых тел от печени к периферическим тканям, где они используются для выработки значительной доли энергии, в частности тепловой. Однако сердечная и скелетные мышцы, хотя их работа и зависит от образующихся в печени метаболитов, в значительной мере удовлетворяют в норме свою потребность в АТФ за счет окисления жирных кислот, поступающих в результате мобилизации из жировых депо.

Почки и печень

Процесс глюконеогенеза осуществляется как в почках, так и в печени, но в почках генерируется лишь небольшая доля всей глюкозы (примерно одна десятая). Однако при нарушении функции печени или в условиях ацидоза с усиленным распадом аминокислот до альфа-кетокислот, которые служат предшественниками глюкозы в почках, их вклад в глюконеогенез значительно повышается.

Почки зависят от поступления из печени глутамина, который служит источником аммиака, необходимого для нейтрализации экскретируемых ионов водорода. С другой стороны, работа печени зависит от экскреторной функции почек, обеспечивающей удаление мочевины и других конечных продуктов обмена из циркулирующей крови, при сохранении таких вырабатываемых печенью продуктов, как глюкоза, аминокислоты и белки.

Мозг и печень

Наконец, тесно связаны между собой и процессы обмена в тканях мозга и в печени; прежде всего дело в том, что нервная ткань целиком зависит от бесперебойной доставки глюкозы, что обеспечивает печень.

В процессах катаболизма глюкозы вырабатываются:

1) энергия, необходимая клеткам мозга для активного переноса ионов, участвующих в процессах возбуждения;

2) ацетил-КоА для синтеза липидов, миелина и ацетилхолина;

3) материал для образования углеродных цепей глутамата, гамма-аминобутирата (ГАМК) и других аминокислот.

Поскольку в тканях мозга происходит активный метаболизм аминокислот, а вместе с тем мозг отличается особой чувствительностью к токсическому воздействию аммиака, здесь выработались эффективные защитные механизмы, обеспечивающие связывание NН₃; это происходит главным образом путем образования глутамата и глутамина. В конечном счете, печень удаляет NН₃ из тканей мозга и других периферических тканей путем образования мочевины. Нарушение функции печени или метаболические сдвиги с нарушением реакций цикла мочевины серьезно сказываются на развитии мозга и, следовательно, на высшей нервной деятельности именно из-за существования такой зависимости мозга от печени, которая должна обеспечить удаление аммиака и других конечных продуктов обмена, токсичных для нервной ткани.

ПОЗВОНОЧНИК

Любая интоксикация, будь она связана с инфекцией, токсинами, ионами металлов, газами, стрессом и т.д. приводит к нарушению системы кровообращения за счет закупорки сосудов и нарушения гормонального баланса. В первую очередь этот процесс затрагивает позвоночник. Невозможность транспортировки пластических и энергетических материалов а также О₂ в клетки, ораны и ткани, приводит к гипоксии мозга и особенно коры, что в свою очередь приводит к нарушению системы управления, питания, эвакуации продуктов распада из органов.

Позвоночник играет ключевую роль в жизни человека – это основа скелета, придающая телу нужную форму, удерживающая его в вертикальном положении, а все жизненно важные органы на своих местах. Позвоночник состоит из 24 небольших позвонков. Каждый позвонок состоит из двух частей – тела и дуги. Верх и низ позвонка покрыт зрящем. Между телами двух позвонков находится эластичный межпозвоночный диск, который в свою очередь состоит из двух гиалиновых пластинок, пульпозного ядра и окружающего фиброзного кольца. Пульпозное ядро содержит хондрин, небольшое количество хрящевых клеток и коллагеновых волокон, придающих ему эластичность. Фиброзное кольцо состоит из плотных соединительно-тканных пучков, переплетающихся в различных направлениях.

Диски позволяют позвоночнику двигаться в различных направлениях и демпфировать удары, а дуги позвонков формируют канал, где расположен спинной мозг, который является управляющим центром обширной и сложной сети нервов раскинутой по всему телу. Истоком этой иннервации является 31 пара нервных волокон, которая контролирует определенную часть тела и органов. Все рефлекторные и автоматические действия органов контролируются спинным мозгом (за исключением тех, за которыми следит головной мозг). Патологический процесс в позвоночнике приводит к сдавлению нервных волокон и расстройству иннервируемых ими органов.

Только 1 из 150 человек среднего развития имеет гибкий, а значит здоровый позвоночник. Возникая главным образом у лиц от 30 до 50 лет, сидром поражения позвоночника является причиной длительной нетрудоспособности, а иногда и инвалидности.

На первом месте среди заболеваний позвоночника стоит остеохондроз, наиболее часто поражающий его пояснично-крестцовый отдел. Причиной такой избирательности, вероятно, служат особенности анатомии и функционального образования пояснично-крестцовой области, возникшие в связи с тем, что человек, в отличие от своих предков принял вертикальное положение, резко увеличив при этом уровень нагрузки на позвоночный столб и главным образом на поясничный отдел. Нагрузки усугубляются еще и подъемом тяжестей, адинамией, нерациональным питанием.

Дегенеративные процессы в межпозвоночном диске начинаются с поражения студенистого ядра, которое высыхает, теряет тургор и некротизируется. Затем происходит разрушение волокон фиброзного кольца от центра к периферии и фрагментация, прежде всего внутренних его слоев. Дегенерация пульпозного ядра ведет к резкому увеличению нагрузки на фиброзное кольцо. Происходит неравномерное вытягивание наружных его отделов в тех местах, где сопротивление этому выпячиванию наименьшее. Выпячивание в свою очередь приводит к сужению межпозвоночного отверстия. Уменьшается высота диска, и вышележащий позвонок сближается с позвонком находящимся под ним смещаясь при этом немного назад. Позвоночный сегмент расшатывается. Сужаются и вертикальные размеры межпозвоночных отверстий. При остеохондрозе сужение межпозвоночных отверстий может значительно усугубляться, если через трещины в фиброзном кольце возникает грыжевое выпячивание остатков пульпозного ядра.

Сужение межпозвоночных отверстий, а также развитие в их зоне явлений отека и асептических воспалений ведет к раздражению, а затем и к компрессии спинальных корешков и канатиков, вызывая при этом локальную корешковую симптоматику.

Больные, страдающие остеохондрозом, обычно обращаются к врачу в связи с развитием у них болевых синдромов. Боли, как правило, локализуются в пояснично-крестцовой области (люмбаго, люмбалгия), и по ходу формирующихся в пояснично-крестцовом сплетении периферических нервов, чаще всего по ходу седалищного нерва (люмбомиалгия). Боли могут быть односторонними или двусторонними, возникать остро, нередко при подъеме тяжестей или резком движении, или же нагнетаться постепенно, могут провоцироваться и переохлаждением. Заболевание обычно дебютирует синдромом люмбаго. Хроническое лечение характеризуется отчетливой корешковой симптоматикой.

Боль может быть острой, тупой, ноющей, ломящей, стреляющей, иногда жгучей, резко усиливающейся при попытке к активным движениям. Боли вызывают рефлекторное напряжение отдельных мышц, обуславливают скованность больного и возникновение у него защитных противоболевых поз.

При вовлечении в процесс спинальных корешков и канатиков, заболевание проявляется гипотрофией соответствующих мышц снижением силы в них, расстройством чувствительности. Поражение элементов симпатической нервной системы сопровождается понижением кожной температуры, расстройством трофики, образованием трофических язв.

При резком выраженном остеохондрозе, сопровождающемся грыжевым выпячиванием межпозвоночного диска в сторону позвоночного столба, болевой синдром может иметь стойкий характер.

При диагностическом исследовании по методу Фолля, при данной патологии у больных наиболее часто наблюдаются отклонения на следующих меридианах:

1) Меридиан нервной системы (точка пояснично-крестцового отдела спинного мозга, точка вегетативной нервной системы).

2) Меридиан кровеносных сосудов

3) Меридиан толстого кишечника

4) Меридиан тонкого кишечника

5) Меридиан печени, желчного пузыря