Журнал "Здоровье" №2 (26) 1957

Печень

Профессор Г. Н. Кассиль, В. Г. Кассиль

_{На вкладке: 1 — воротная вена; 2 — печеночная артерия; 3 — печеночная вена; 4 — нижняя полая вена; 5 — желчный проток; 6 — желчный пузырь.}

_{Рисунки В. Шкуратова и Ю. Зальцмана}

«Главная химическая лаборатория тела» — так еще в прошлом веке назвали печень ученые. Нет ли в этой характеристике преувеличения? Нет. Поистине чудесные превращения совершаются в печени, и эти превращения играют столь большую роль в жизнедеятельности организма, что без них он существовать не может.

Печень человека весит полтора-два килограмма. Это самая крупная железа нашего тела. В брюшной полости она занимает правое и часть левого подреберий. Печень плотна на ощупь, но очень эластична: соседние органы оставляют на ней хорошо заметные следы. Даже внешние причины, например механическое давление, могут вызвать изменение формы печени.

Вся печень состоит из множества призматических долек размером от одного до двух с половиной миллиметров. Каждая отдельная долька содержит все структурные элементы целого органа и представляет собой как бы печень в миниатюре. Интересно, что дольки в печени мыши отличаются от печеночных долек слона главным образом числом, строение же их примерно одинаково. Под микроскопом видно, что в центре дольки проходит вена, а от нее радиусами идут перекладины, состоящие из двух рядов клеток. Желчь, вырабатываемая клетками, выходит в просвет между ними — это так называемый желчный капилляр. Сливаясь, капилляры образуют более крупные ходы. Они соединяются в желчный проток, который отдает боковую ветвь в желчный пузырь, расположенный на нижней поверхности печени. Общий желчный проток впадает в двенадцатиперстную кишку. Этим путем желчь попадает в кишечник и участвует в пищеварении.

Желчь образуется печенью непрерывно, но в кишечник она поступает только по мере надобности. В определенные периоды времени, когда кишечник пуст, желчный проток закрывается.

Очень своеобразна кровеносная система печени. Кровь притекает к ней не только по печеночной артерии, идущей от аорты, но и по воротной вене, которая собирает венозную кровь из органов брюшной полости. Артерии и вены густо оплетают печеночные клетки. Тесный контакт кровеносных и желчных капилляров, а также то обстоятельство, что в печени кровь течет медленнее, чем в других органах, способствуют более полному обмену веществ между кровью и клетками печени. Печеночные вены постепенно соединяются и впадают в крупный коллектор — нижнюю полую вену, в которую вливается вся кровь, прошедшая через печень.

Внешнее строение печени было известно уже в глубокой древности. Изучение же внутренней структуры этого органа связано с открытием микроскопа. Уже в 1666 году итальянский анатом Мальпиги описал строение печеночных долек. Однако роль печени в организме человека и животных долгое время оставалась неясной.

В течение многих лет основной функцией печени считали образование желчи. Но ученые очень слабо представляли себе, для чего, с какой целью выделяется эта зеленовато-желтая, очень горькая на вкус жидкость. И только за последние 100 лет удалось при помощи сложных и остроумных опытов на животных разгадать разнообразную и многостороннюю функцию печени.

Уже в середине прошлого столетия ученые установили, что желчь способствует перевариванию жиров в организме. Это было подробно выяснено великим русским физиологом И. П. Павловым. К брюшной стенке животного он подшивал кусочек слизистой оболочки кишки с впадающим в нее желчным протоком. Желчь стекала в подставленную пробирку. Оказалось, что разная пища вызывает неодинаковое отделение желчи в кишечник. Больше всего желчи выделяется на жиры, меньше всего — на углеводы. Было установлено, что прекращение желчеотделения вызывает полное расстройство пищеварения и изменяет общее состояние подопытных животных. Желчь усиливает переваривающее действие поджелудочного и кишечного соков, возбуждает движения кишечника, способствует отделению сока поджелудочной железы.

Особенно велика роль желчи в переваривании жиров. Желчь эмульгирует жиры, то есть раздробляет их на мельчайшие частицы. При этом значительно увеличивается поверхность соприкосновения жиров с переваривающими соками. Наконец, под влиянием желчи продукты расщепления жиров переходят в хорошо растворимые соединения и легко всасываются в кровь и лимфу.

Исследования И. П. Павлова были дополнены его учениками, в особенности И. П. Разенковым. Они получили ценные данные, наблюдая больных, у которых в связи с тем или иным заболеванием были выведены наружу желчные протоки. Оказалось, что желчь играет в организме человека такую же роль, что и у животных.

Естественно, что нарушение образования и выведения желчи вызывает серьезные изменения в жизнедеятельности организма. И все-таки организм человека может приспособиться к существованию и при расстройстве желчеотделения. Больные, у которых желчный проток закрыт опухолью или закупорен желчным камнем, длительно переносят болезнь, хотя желчь вовсе не попадает в кишечник. Естественно, что диета, лишенная жиров, значительно облегчает заболевание. В то же время острые поражения печеночной ткани, вызванные некоторыми инфекционными заболеваниями или отравлениями, могут оказать губительное действие на организм. Значит, роль печени не ограничивается образованием и отделением желчи.

В конце прошлого века хирург Н. Н. Экк поставил ряд опытов. Он создал у собаки искусственное кровообращение, соединив воротную и нижнюю полую вены. В результате кровь из органов брюшной полости стала попадать в общий кровоток, минуя печень. Впоследствии эта операция была повторена и усовершенствована И. П. Павловым и его сотрудниками. Оказалось, что после наложения такого соустья животное могло прожить только несколько дней. Если же у собаки удалить печень, то она очень быстро погибает. Таким образом подтверждалось предположение, что главное значение печени не в желчеобразовании, а в каких-то более сложных и важных процессах. Что же это за процессы?

Уже само расположение печени в брюшной полости, на пути между кишечником, где переваривается и всасывается пища, и всем остальным организмом проливает некоторый свет на ее функцию. Не случайно вся кровь, оттекающая от брюшных органов, впадает в мощный венозный коллектор — воротную вену. Эта кровь несет, как известно, питательные вещества, расщепленные в процессе пищеварения, и, прежде чем лопасть в общий круг кровообращения, проходит через печень. Что же происходит в печени с кровью, оттекающей от органов брюшной полости?

Вспомним, что в организм из внешней среды поступают различные вещества, часть которых расходуется на энергетические цели, а часть используется на построение новых клеток и тканей и на замену отживающих и одряхлевших. Ненужные и вредные для организма вещества выводятся во внешнюю среду. Чем совершеннее организм, тем сложнее и многообразнее его взаимоотношения с окружающей средой. Чтобы высокоразвитый организм мог нормально существовать, состав его внутренней среды — крови и тканевой жидкости, заполняющей межклеточные пространства, — должен сохранять определенное постоянство. Если это постоянство изменяется, нарушаются и нормальные отправления органов и тканей.

Но как сохранить неизменным состав крови и тканевой жидкости, если продукты питания, попадающие в организм, резко отличаются по своему строению от тех веществ, которые входят в состав органов и тканей животного? Попав в общий кровоток, даже после переваривания в пищеварительном тракте, эти продукты резко изменяют состав крови и могут вызвать тяжелые заболевания животного. Очевидно, в организме в процессе эволюции должны были выработаться особые приспособления для химической переработки продуктов, поступивших извне, в вещества, характерные по своему строению для данного животного. Опыты с удалением печени или выключением ее из венозного кровотока брюшной полости наглядно показали, что именно печень и является одним из таких защитных приспособлений, своеобразным барьером, который лежит между желудочно-кишечным трактом и общим кругом кровообращения.

Во время пищеварения резко увеличивается образование и выделение желчи. Особенно усиливается этот процесс, когда в желудок и кишечник поступают жиры.

_{1 — печень, 2 —желчный пузырь, 3 — желудок, 4 — жиры}

Еще в начале прошлого века было известно, что, исследуя состав крови, притекающей к органу и оттекающей от него, можно судить о процессах обмена веществ, совершающихся в самом органе. Если, например, кровь приносит к органу больше сахара, чем уносит, значит, клетки органа какую-то часть сахара задержали. То же относится к белкам, жирам и прочим необходимым для жизни веществам.

Но как исследовать обмен веществ в печени, если она упрятана в глубине брюшной полости и снабжающие ее кровеносные сосуды прикрыты кожей, подкожной клетчаткой, мышцами, брюшиной, сальником? В середине прошлого века знаменитый французский ученый Клод Бернар изучал деятельность печени, вырезав ее из организма. Это позволило ему выявить ряд очень интересных закономерностей. Но этот метод не мог, разумеется, заменить изучение биохимических процессов, протекающих в естественных условиях в печени живого организма.

После долгих лет упорного и «ропотливого труда советский ученый Е. С. Лондон разработал простой способ изучения роли печени в обмене веществ. Он подшивал к венам различных органов, в том числе и печени, тонкие трубки из нержавеющих металлов, через которые при помощи длинной иглы можно было легко насасывать кровь. Этот способ позволил изучить роль печени в обмене углеводов, жиров, белков и других веществ. Впоследствии Е. С. Лондон ввел в практику физиологического эксперимента такую трубку, через которую можно было вырезать маленькие кусочки ткани органа для изучения их химического состава.

Все эти экспериментальные исследования, произведенные на животных, а также наблюдения над больными людьми показали, что печень прямо или косвенно участвует во всех процессах обмена веществ, протекающих в организме.

Прежде всего исследователи обратили внимание на участие печени в углеводном обмене. Углеводы имеют огромное значение для жизни организма. Они содержатся главным образом в пище растительного происхождения. Из хлеба, картофеля, различных круп организм человека усваивает основной углевод — крахмал. В процессе пищеварения крахмал расщепляется до простого сахара— глюкозы, а она, пройдя слизистую оболочку кишечной стенки, проникает в кровь и через воротную вену попадает в печень. Сравнивая содержание глюкозы в крови, притекающей к печени и оттекающей от нее, ученые установили, что часть глюкозы задерживают клетки печени, а остальная часть проходит печень и током крови разносится по всему телу. Глюкоза, оставшаяся в печени, превращается в сложное углеводное соединение — гликоген, который из-за сходства с крахмалом называют «животным крахмалом». Гликоген задерживается в клетках печени в виде нерастворимых блестящих микроскопических глыбой. Но печень задерживает глюкозу лишь в том случае, когда содержание глюкозы, поступившей в кровь из кишечника, превышает десятую долю процента. В противном случае концентрация глюкозы в крови, протекающей через печень, не меняется.

Глюкоза — топливо животного организма. Без нее не может работать ни один орган. Некоторые органы используют ее непосредственно как источник энергии. Тогда она сгорает до углекислого газа и воды. Так происходит, например, в мозгу. Другие органы вначале превращают глюкозу в гликоген, а уж последний используют как источник энергии. Это относится главным образом к мышцам. В деятельном состоянии они потребляют в 3–4 раза больше сахара, чем в состоянии покоя. Каким же образом покрываются потери сахара во время работы?

Концентрация сахара в крови — величина довольно постоянная, снижение сахара в крови до половины нормы вызывает судороги и действует на организм губительно. Можно ли представить себе, что убыль сахара в крови непрерывно пополняется глюкозой, поступающей из кишечника? Конечно, нет. Ведь между приемами пищи бывают большие перерывы, а даже при длительном голодании содержание сахара в крови все же остается на одном и том же уровне.

В сохранении постоянного уровня сахара в крови, то есть в равномерном обеспечении всех органов топливом, главную роль играет печень. Если в организм поступает много сахара, излишек его откладывается в печени в виде гликогена. Это как бы резервный склад топлива. Как только органы и ткани начинают испытывать потребность в сахаре, гликоген печени превращается в глюкозу, которая поступает в кровь. Запасы гликогена в печени достигают 150 граммов. При голодании и мышечной работе эти запасы уменьшаются. Исследования показывают, что кровь, оттекающая от печени голодающих животных, содержит больше сахара, чем притекающая к ней.

Однако подсчет говорит за то, что запасов гликогена в печени может хватить только на два-три часа интенсивной работы. Стало быть, у организма имеются какие-то другие возможности пополнять запасы сахара, и он получает его не только из углеводов, поступающих с пищей, но также из каких-то других источников. Действительно, такое предположение оправдалось. Оказалось, что молочная кислота, в которую переходит гликоген во время мышечной работы, с током крови переносится в печень и здесь из нее путем сложных химических превращений вновь восстанавливается гликоген. Более того, печень способна вырабатывать сахар не только из углеводов, но и из жиров и белков. При помощи этих сложных превращений печень фактически сохраняет в крови определенный уровень сахара и тем самым поддерживает и регулирует деятельность почти всех органов нашего тела.

Не менее важное участие принимает печень в белковом обмене. Белки — главный строительный материал организма. В течение жизни большая часть клеток нашего тела успевает полностью смениться не один раз. А так как основные структурные элементы органов построены из белков, то белки совершенно необходимы для поддержания жизни.

В пищеварительном канале белки, поступающие с пищей, расщепляются до простых частиц — аминокислот. В тканях организма аминокислоты вновь соединяются в белковые молекулы. Но этот белок отличается от того, который получен организмом из пищи. Именно в печени и совершаются сложнейшие превращения аминокислот, причем перерабатываются не только вещества, поступившие из кишечника, но и продукты белкового распада тканей и органов тела, попавшие в кровяное русло. Резервные белки накапливаются в печени так же, как и гликоген, и расходуются при повышенной потребности в них организма. Те белки, которые не идут на построение тканей и не откладываются как резерв, тоже перерабатываются печенью.

Пройдя ряд многообразных биохимических реакций, такие белки превращаются в глюкозу и используются как источник энергии. При этом от аминокислот отщепляется аммиак, в больших количествах ядовитый для организма. Печень его обезвреживает: он превращается в безвредное соединение — мочевину, которая выводится из организма почками. Под влиянием гнилостных бактерий, населяющих кишечник, некоторые аминокислоты образуют ядовитые вещества. Они тоже задерживаются и обезвреживаются печенью.

Велика роль печени и в жировом обмене. Она не ограничивается выделением желчи для переваривания жиров в кишечнике. При необходимости покрыть энергетические затраты организма печень может превращать жиры в сахар. В организме всегда имеются запасы жиров, которые в соответствующих случаях могут быть мобилизованы. В самой печени тоже создаются запасы жиров, причем эти резервные жиры находятся в таком подвижном химическом состоянии, что могут легко переходить в другие соединения. Наконец, в печени образуется холестерин — сложное жироподобное соединение, играющее большую роль в жизнедеятельности организма.

Большое значение имеет печень и для обмена витаминов в организме. В ней образуется и откладывается витамин А. В печени содержатся также витамины В, С. Е, К. D.

Определенное участие принимает печень и в водно-солевом обмене. Набухая, она может поглощать и накоплять излишки жидкости и предохранять кровь от разжижения.

Печень обладает способностью собирать запасы крови. Суживаются печеночные вены, и в течение какого-то времени к печени притекает больше крови, чем оттекает от нее. Когда это необходимо, резервная кровь поступает в общий кровоток.

Выше уже говорилось о способности печени задерживать и обезвреживать ядовитые продукты распада, которые неизбежно вырабатываются в процессе обмена веществ. Но печень играет роль барьера не только по отношению к вредным продуктам распада, а и ко всем ядовитым веществам, попавшим в организм. Ядовитые металлы и металлоиды (ртуть, мышьяк, свинец, медь и другие) задерживаются печенью и переводятся в безвредные для организма соединения. В печени происходит также задержка и обезвреживание болезнетворных микробов и ядовитых продуктов, выделяемых ими.

Нарушение барьерной функции печени всегда очень тяжело отражается на жизнедеятельности всего организма.

Многообразны функции печени. На деятельность ее влияют другие органы нашего тела, а самое главное, она находится под постоянным и неослабным контролем нервной системы. Под микроскопом можно увидеть, что нервные волокна густо оплетают каждую печеночную дольку. Но нервная система оказывает на печень не только прямое влияние. Она координирует работу других органов, воздействующих на печень. Это относился в первую очередь к органам внутренней секреции.

Еще в середине XIX века Клод Бернар сделал ряд интереснейших опытов. Оказалось, что укол в один из участков мозга кролика вызывает у него интенсивный переход гликогена печени в сахар, а вследствие этого в крови повышается уровень сахара. Ученые разгадали причину этих превращений. Оказывается, «сахарный укол», как его назвали впоследствии, вызывает переход гликогена в сахар двумя способами. Во-первых, непосредственным воздействием на клетки печени через нервные волокна, а во-вторых, нервным возбуждением особых желез внутренней секреции — надпочечников, которые в этом случае начинают усиленно выделять в кровь адреналин. Адреналин, поступив в печень с кровью, в свою очередь способствует превращению гликогена в сахар. Инсулин — гормон поджелудочной железы — в противоположность адреналину способствует превращению сахара крови в гликоген печени.

Выделение инсулина и адреналина регулируется центральной нервной системой. Установлено, например, что эмоциональное возбуждение, как правило, сопровождается усиленным выделением адреналина в кровь и повышением уровня сахара в крови.

От сердца, желудка, селезенки, толстых и тонких кишок кровь устремляется в печень. Пройдя через «главную химическую лабораторию» тела, она несет всем органам и тканям драгоценный груз — питательные вещества и кислород.

_{1 — печень, 2 — печеночная артерия, несущая артериальную кровь от сердца, 3 — желудок, 4 — селезенка, 5 — толстый кишечник, 6 — тонкий кишечник}

Можно считать доказанным, что центральная нервная система регулирует работу печени — непосредственно или через другие системы организма. Она устанавливает интенсивность и направленность процессов обмена веществ печени в соответствии с потребностями организма в данный момент. В свою очередь биохимические процессы в клетках печени вызывают раздражение чувствительных нервных волокон и тем самым влияют на состояние нервной системы.

Так замыкается круг взаимных воздействий, взаимных связей в организме. Вот почему деятельность печени, так же как и любого другого органа, нельзя рассматривать независимо от общего состояния организма.