Механизмы первичного повреждения гепатоцитов

Альтеративные изменения гепатоцитов проявляются в виде дегенерации и некроза, развивающихся в условиях гипоксии, активации процессов перекисного окисления липидов (пол), мобилизации внутриклеточных протеолитических ферментов, в результате иммунных реакций.

Гепатотоксический эффект различных веществ определяется их сродством к рецепторному аппарату гепатоцита. Именно взаимодействие лигандов с рецепторами и вызывает дальнейшие изменения печеночной паренхимы. В печени имеется своеобразный биологический фильтр – печеночные макрофаги (клетки Купфера), которые элиминируют из крови эндотоксины или вирусы и таким образом предохраняют гепатоциты от повреждения.

Дегенеративные изменения гепатоцитов следует рассматривать как их повреждение, проявляющееся функциональными и морфологическими расстройствами. Необратимое нарушение целостности клетки называется некрозом, который может носить очаговый или диффузный характер. Длительные и повторные повреждения печеночной паренхимы резко снижают регенераторные способности гепатоцитов.

Диффузные некрозы клинически проявляются нарушением функции печени, в первую очередь, расстройствами обмена веществ (нарушается синтез факторов свертывания крови, альбуминов, холинэстеразы, лецитин-холестерол-ацилтрансферазы), снижением активности реакций биологического трансформирования (переаминирование, трансаминирование и т.п.).

Гипоксия. Гипоксия печеночной паренхимы возникает чаще всего в результате перфузионных нарушений и действия разобщающих ядов.

Перекисное окисление липидов и образование свободных радикалов. В процессе биотрансформации субстратов образуются активные формы кислорода, что способствует активации процессов пол. Гепатотоксические ксенобиотики, такие как галотан, хлороформ и другие, в качестве промежуточных продуктов микросомальной биотрансформации способны образовывать свободные радикалы, которые обладают высокой реакционной способностью. Они инициируют пол мембран и непосредственно взаимодействуют с макромолекулами. Промежуточные продукты распада (альдегиды, перекиси, гидроксиальдегиды, кетоны, продукты распада трикарбоновых кислот) являются высокотоксичными веществами, так как сами могут усиливать процессы перекисного окисления или вступать во взаимодействие с макромолекулами белков.

Накопление продуктов пол в мембранах эндоплазматического ретикулума сопровождается общим снижением активности систем оксигеназ со смешанной функцией и деградацией терминального компонента этой системы – цитохрома Р₄₅₀. В условиях патологии имеется обратная корреляция в микросомальной фракции между содержанием цитохрома Р₄₅₀ и содержанием продуктов пол. Причем само пол способно вызвать лишь конверсию P₄₅₀ в неактивнуюформуР₄₂₀. Низкомолекулярные химические вещества, такие как хиноны, эпоксиды могут связываться с белками, образуя конъюгированные антигены. Это инициирует иммунный ответ гуморального пли клеточного характера (так называемый «иммунохимический гомеостаз»). Нейтрализация токсических продуктов, образующихся в процессе пол и имеющих в своем составе витамин Е, обеспечивается системой эндогенных антиоксидантов. Депонирование и перераспределение эндогенных антиоксидантов, в том числе и витамина Е, происходит преимущественно в печени. При ухудшении функционального состояния гепатоцитов показатели антиоксидантной активности липидов снижаются.

Ферментные системы. Важнейшими изменениями в гепатоцитах при химическом поражении и гипоксии являются нарушение активности ферментных систем мембран эндоплазматического ретикулума со значительными снижениями детоксикационной функции печени, окислительного фосфорилирования в митохондриях, повышением лизосомальной активности, накоплением нейтральных липидов, угнетением белкового синтеза, дисбалансом ионного состава вследствие повреждения транспортных систем мембран, изменениями активности внутриклеточных мессенджеров. В основе изменении ферментативной активности гепатоцитов лежит повышение содержания Са²⁺ цитоплазмы, которое ведет к активации фосфолипазы мембран митохондрий и эндоплазматического ретикулума, ферментов гликогенолиза, растворимых протеинкиназ, кальмодулина.

При длительном воздействии этанола угнетается активность ферментов цикла Кребса, происходят выраженные изменения гепатоцитов, в первую очередь, митохондрий. Алкогольная интоксикация сопровождается повышением в плазме крови уровня свободных жирных кислот, образующихся на периферии. Усилению их синтеза способствует увеличение коэффициента НАДН/НАД,которое происходит вследствие окислении этанола. Это, в свою очередь, ингибирует β-окисление и усиливает эстерификацию α-глицеролфосфата или холестерина.

Под влиянием этанола и ацетальдегида в эндоплазматической сети синтезируется алкогольный гиалин, который обладает антигенными свойствами. Он накапливается в виде телец Мэллори в цитозоле, экстрацеллюлярно и изменяет функциональную активность цитоскелета. Алкогольный гиалин и циркулирующие к нему антитела образуют иммунные комплексы, вызывая иммунокомплексное повреждение гепатоцитов. Морфологически для алкогольного поражения печени характерно появление центрилобулярного некроза, жировой дистрофии, набухания и вакуолизации митохондрий и эндоплазматической сети.

Иммунные реакции при патологии печени. Иммунные реакции протекают с участием Т- и В-лимфоцитов. При этом включаются как цитотоксические реакции, обусловленные антителами, так и клеточно-опосредованные реакции, в которых участвуют активированные т-лимфоциты, но не натуральные киллеры. При хронической и острой формах гепатита в крови выявляется повышенное содержание CD8⁺ Т-лимфоцитов, являющихся супрессорами и обладающих цитолитическими свойствами. Аналогично эти клетки выявляются у пациентов с аутоиммунным хроническим персистирующим гепатитом. В качестве антигенных детерминант, вызывающих образование активированных Т-лимфоцитов, выступают вирусы, аутоантигены и гаптены.

При поражении вирусом гепатита В возникают очаги иммунного цитолиза гепатоцитов, в которых персистирует вирус. При этом обнаруживается поверхностный антиген вируса гепатита В (HBSAG). Индукцию цитолиза обеспечивают циркулирующие иммунные комплексы как гетерологичные, содержащие антигены вируса, так и аутологичные, образующиеся с включением печеночного аутоантигена – липопротеида, к которому вырабатываются антитела (Ig G). Антитела фиксируются на поверхности гепатоцитов, а также индуцируют цитотоксичность нормальных лимфоцитов в отношении печеночных клеток. В зависимости от иммунного статуса пациента и характера возбудителя (например, сочетанное действие с D-агентом) преобладают цитотоксические реакции, ведущие к диффузному некрозу клеточной ткани, или проявляется толерантность в отношении чужеродных антигенов, которая возможна благодаря иммуносупрессии.

Количество клеток, вступающих во взаимодействие с вирусом, определяет клиническое течение гепатита. При острых и хронических заболеваниях печени титр Ig G, M, а в плазме крови различен. При алкогольном циррозе и первичном билиарном циррозе определяется высокий титр Ig A. Однако нет доказательств, указывающих на их гепатотропное действие, как это имеет место при иммунокомплексных реакциях (с участием комплемента) в других органах.

При хронических заболеваниях печени, особенно при циррозе, определяется высокое содержание иммуноглобулинов плазмы. Исходное повышение продукции антител происходит в ответ на попадание в организм вирусов и бактерий, в последующем сохранение высокого титра антител следует расценивать как адаптивную реакцию организма на снижение макрофагальной активности печени.

В последние годы при острых и хронических заболеваниях печени были идентифицированы антитела, которые обладают активностью в отношении не только мембран гладкомышечных клеток (например, азиало-гликопротеиновый рецептор), клеточных органелл (митохондрии, ядро, эндоплазматический ретикулум), но также и в отношении внутриклеточных компонентов, таких как актин и интермедиарные филаменты. Именно они имеют существенное значение при возникновении заболевания. В процессе развития болезни образуется большое количество антител к внутриклеточным антигенным детерминантам, высвобождающимся при некрозе. Обращает на себя внимание, что при первичном билиарном циррозе образуются антимитохондриальные антитела, при хроническом персистирующем гепатите – антитела к гладкомышечным клеткам.

Роль специфических белков печени как антигенов пока остается неясной.

Индикаторы повреждения печени. Дегенерация и некроз гепатоцитов сопровождаются изменениями проницаемости клеточных мембран. В зависимости от объема повреждения из клеток в кровь высвобождаются эквивалентные количества энзимов:

• Цитоплазматические [аланинаминотрансфераза (АЛАТ), аспартатаминотрансфераза (АСАТ), лактатдегидрогеназа (ЛДГ)];

· Митохондриальные (глютаматдегидрогеназа, малатдегидрогеназа, цитохромоксидаза, сукцинатдегидрогеназа, м-АСАТ, урокиназа);

• Лизосомальные (β-N-ацетилглюкозаминидаза, кислые гидролазы – кислая фосфатаза, арилсульфатаза, α-глюкозидаза);
• Микросомальные (глюкозо-6-фосфатаза);
• Рибосомальные (холинэстераза).

Эти энзимы служат маркерами повреждения гепатоцитов. Выделяют пять основных патологических синдромов поражения печени:

1. Цитолиз: повышение активности АЛАТ и АСАТ, глютаматдегидрогеназы, ЛДГ, повышение содержания железа и витамина В₁₂ в крови.

2. Холестаз: подъем уровня конъюгированного (прямого) билирубина, холестерина, повышение активности щелочной фосфатазы, γ-глютамилтранспептидазы, лейцинаминопептидазы, 5-нуклеотидазы.

3. Печеночная (продукционная) гиперазотемия: повышение содержания аммиака в плазме крови, общего аминного азота, фенолов, индикана ароматических аминокислот (тирозина, фенилаланина, триптофана).

4. Недостаточность синтетической функции печени: снижение уровня альбуминов, холестерина, прокоагулянтов протромбинового комплекса, падение активности холинэстеразы.

5. Поликлональная гаммапатия: повышение содержания в сыворотке крови общего белка, β- и γ-глобулинов, Ig A, G, М, положительные осадочные коллоидные пробы.

Маркеры инфекционного поражения печени. Микроорганизмы могут быть обнаружены в гепатоцитах или клетках Купфера (включения цитомегаловируса, аденовируса, вируса желтой лихорадки, бактерий, токсоплазмы и т.д.). Независимо от возбудителя в печени возникают однотипные морфологические изменения, лежащие в основе реактивного гепатита и имеющие следующие характеристики:

• Различные виды дистрофий гепатоцитов (гидропическая, баллонная, жировая);
• Очаги некроза в различных отделах долек;
• Инфильтрация портальной и внутридольковой стромы различными клетками (макрофаги, лимфоциты, полиморфно-ядерные лейкоциты);
• Образование гранулем, не имеющих специфического строения.

Исключение представляют возбудители туберкулеза, сифилиса, проказы, склеромы, сапа, которые вызывают развитие специфических гранулем.