Устройство и функции на черния дроб

Черният дроб има три повърхности – горна, долна и задна. Горната повърхност е гладка и се нарича диафрагмална, на латински facies diaphragmatic, като е по-скоро предно-горна. Долната повърхност се нарича висцерална, на латински facies visceralis. Висцералната повърхност е обърната надолу и назад и включва долната и задната повърхност на черния дроб.

Диафрагмалната и висцералната повърхност се срещат напред в остър ръб, който е едновременно преден и долен – margo anterior. Диафрагмалната повърхност е обърната към диафрагмалния купол и е разделена на две части от гънка на перитонеума, наречена ligamentumfalciformehepatis. Тези две части се наричат десен и ляв лоб (дял). Обикновено десния лоб е 5-6 пъти по-голям от левия. При някои болестни изменения (например при чернодробна цироза) това съотношение се нарушава поради нарастването на левия лоб, като наред с това се променя и неговата форма. Десния лоб има два по-малки сегмента – lobus caudatus (опашен лоб), и lobus quadrates (квадратен лоб).

Висцералната повърхност е обърната надолу и назад.Тя е плоска и по нея личат отпечатъци (импресии) от органите, до които се допира – хранопровод, стомах, дванадесетопръстник, напречно ободно черво, бъбрек, надбъбрек.

Двата междинни дяла – lobus caudatus (разположен отгоре) и lobus quadrates (разположен отдолу) са разделени от дълбока хоризонтална цепка – porta hepatis, в която навлизат вратната вена (venae portae, на английски portal vein), чернодробната артерия (a. hepatica propria) и нерви, а излизат жлъчния канал (ductus hepaticus communis) и лимфните съдове.

Черният дроб е покрит със серозна ципа, която е част от перитонеума (коремницата). Тази обвивка се нарича tunica serosa. На определени места тя се прехвърля към коремната стена или към съседни вътрешни органи и образува перитонеални връзки. Такива са: ligamentum hepatogastricum, ligamentum hepatoduodenale, ligamentum falciforme hepatis. Черният дроб се поддържа на една и съща позиция в тялото от тези перитонеални връзки, както и от вътрешно-коремното налягане, упражнявано от мускулите на коремната стена.

Под серозната обвивка на черния дроб се разполага съединителнотъканна обвивка – tunica fibrosa, наречена - капсула на Глисон, като освен колагенним тя съдържа и еластични влакна. В областта на porta hepatis, където капсулата е задебелена, тя обкръжава съдовете и с тях прониква във вътрешността на черния дроб, като го разделя на множество малки делчета (лобули), които са основните структурно-функционални единици на черния дроб.

Вратната вена (portal vein) разделя черния дроб на десен и ляв клон, като всеки един от тях снабдява с кръв две отделни подобласти (наричани сектори). Секторите от дясната страна са преден (anterior) и заден (posterior), а тези от лявата страна са среден (medial) и страничен (lateral), като по този начин формират общо 4 сектора.

Ако използваме това разделение, дясната и лявата част на черния дроб не са разделени от линията, формирана от ligamentum falciforme, а по-скоро от леко скосената линия намираща се вдясно, начертана от sulcus venae cavae отгоре, до жлъчния мехур в долната част. Дясната и лявата страна са независими по отношение на захранването с артериална и портална кръв и жлъчния дренаж. Трите повърхности (горна, долна и задна), определят четири сектора и съдържат три главни клона на чернодробната вена. По-близък поглед към тези четири сектора спомага да се направи допълнително разделение на общо 8 сегмента.

Десният преден сектор съдържа сегменти V и VIII, десния заден сектор съдържа VI и VII сегмент, левия среден сектор съдържа сегмент IV, и левия страничен съдържа II и III сегмент. Сегмент I, който е еквивалентен на опашатия лоб (lobus caudatus), е отделен от останалите сегменти и не получава кръв директно от никой от трите клона на чернодробната вена. Като цяло, всеки един сегмент представлява част на черния дроб, ориентирана около един клон на вратната вена заедно със съпътстващите го артериални, лимфни и жлъчни съдове и нерви.

Разделението на сегменти се използва главно при някои хирургични интервенции.

Черния дроб е единствения орган с двойно кръвообращение. Кръвоснабдяването му става по два начина:

• Вратната вена (venaeportae) – предоставя „материал за обработка” на черния дроб, като го захранва с венозна кръв. Осъществява функционалното кръвообращение. Друго популярно име на вратната вена е порталната вена.
• Чернодробната артерия (a. hepatica propria) – осигурява оксигенирана (обогатена с кислород) кръв за поддържане на енергийните процеси. Осъществява артериалното кръвообращение.

Тези вени влизат в черния дроб през бразда (цепка), наречена porta hepatis, която лежи в долната част на десния лоб. В нея порталната вена и чернодробната артерия се разделят на клонове в десния и левия лоб, и десните и левите жлъчни канали се обединяват с тях, за да формират главния чернодробен канал.

Чернодробната артерия (a. hepatica propria) снабдява черния дроб с артериална кръв. Тази артерия е клон на a. hepaticacommunis, която излиза от truncuscoeliacusна коремната аорта.

Чернодробната артерия осигурява голям поток от наситена с кислород кръв, като представлява 25% от целия кръвен поток към черния дроб и между 30 и 50% от осигуряването му с кислород. През черния дроб за една минута преминават около 1500 ml кръв, като 300 ml от тях постъпват чрез чернодробната артерия.

Чернодробната артерия се разделя на дясна и лява чернодробна артерия, като това разделение се среща в 44% до 88% от случаите. Лявата чернодробна артерия захранва сегментите I, II и III. Тя поставя и началото на средната чернодробна артерия, която захранва сегмент IV. Дясната чернодробна артерия обикновено се намира зад главния жлъчен канал, където дава началото на a. cystic (cystic artery) или мехурната артерия, с което захранва жлъчката, а след това продължава до десния лоб. Анатомията на чернодробната артерия може да има много вариации.

Чернодробната артерия (a. hepatica propria) снабдява черния дроб с артериална кръв. Тази артерия е клон на a. hepaticacommunis, която излиза от truncuscoeliacusна коремната аорта.

Чернодробната артерия осигурява голям поток от наситена с кислород кръв, като представлява 25% от целия кръвен поток към черния дроб и между 30 и 50% от осигуряването му с кислород. През черния дроб за една минута преминават около 1500 ml кръв, като 300 ml от тях постъпват чрез чернодробната артерия.

Чернодробната артерия се разделя на дясна и лява чернодробна артерия, като това разделение се среща в 44% до 88% от случаите. Лявата чернодробна артерия захранва сегментите I, II и III. Тя поставя и началото на средната чернодробна артерия, която захранва сегмент IV. Дясната чернодробна артерия обикновено се намира зад главния жлъчен канал, където дава началото на a. cystic (cystic artery) или мехурната артерия, с което захранва жлъчката, а след това продължава до десния лоб. Анатомията на чернодробната артерия може да има много вариации.

Постъпващата венозна и артериалната кръв се влива в синусоидите на чернодробните делчета чрез разклоненията на порталната вена и чернодробната артерия.

Чернодробната вена отвежда венозната кръв към долна празна вена (sulcus venae cavae) главно чрез три свои клона – дясната, средната, и лявата чернодробна вена.

Анатомията на чернодробната вена много варира. При около 70% от хората, средната и лявата чернодробни вени се съединяват, за да формират един общ стълб, който влиза в долна празна вена.

Допълнително, около 10-20 малки чернодробни вени отвеждат кръвния поток директно в нея.

Жлъчният мехур е с дължина около 9 cmи с вместимост между 35 и 50 ml, като в него жлъчката се концентрира от 5 до 20 пъти вследствие резорбция на йони и вода. На него се различават дъно, тяло и шийка. Неговата свободна повърхност е обвита със серозна обвивка (перитонеум), с която той контактува с началната част на напречното ободно черво и с дванадесетопръстника. Скритата му част, която лежи в ямката на жлъчния мехур в долната част на черния дроб, няма серозна обвивка.

Мехурният канал (ductus cysticus), който започва веднага след шийката на му, върви низходящо и влиза между двата листа на lig. hepatoduodenale.

Жлъчните капиляри (каналикули) са без собствена стена – техните стени са образувани от хепатоцитите (чернодробните клетки). Тези каналчета се вливат в тънкостенните, обвити с кубичен епител интралобуларни жлъчни канали (холангиоли) и след това се насочват към порталната триада (повече за порталната триада по-надолу в статията). От порталните триади те преминават в интерлобуларните жлъчни канали, които следват хода на клоновете на вратната вена и чернодробната артерия и се вливат в септалните жлъчни канали, които се образуват от левия и десния чернодробен канал (ductus hepaticus). Левият и десен чернодробен канал се сливат в общия чернодробен канал (ductushepaticuscommunis), разположен между двата листа на lig. hepatoduodenale. Общият жлъчен канал – ductus choledochus, се образува от сливането на общия чернодробен и мехурния канал. Той се намира надясно от чернодробната артерия и пред порталната вена.

Жлъчния мехур се кръвоснабдява от мехурната артерия (a. cystic), която е клон на чернодробната артерия.Тази артерия е голяма, много разклонена и варираща по отношение на анатомията си. Малките кръвоносни съдове влизат в черния дроб чрез ямката на жлъчния мехур (gallbladder fossa).

Интрахепаталните жлъчни канали се оросяват от перибилиарен плексус – клонче на чернодробната артерия.

Венозния дренаж става чрез мехурната вена (cystic vein), след което достига до порталната венозна система. Интрахепаталните жлъчни пътища се сегментират, като всеки регион на черния дроб има специфичен начин на жлъчен дренаж. Смята се, че интрахепаталните жлъчни пътища като цяло следват близък начин на разклонение, като този при порталната вена и чернодробната артерия. Поради това, се приема, че областите оформени от жлъчните пътища са идентични като тези оформени от порталната вена и чернодробната артерия.

Лимфните капиляри в черния дроб се формират в междуделчестата съединителна тъкан. Те се сливат в лимфни съдове, които вървят заедно с venaeportae и vv. hepaticae и достигат лимфни възли, разположени както в portahepatis, така и в коремната и гръдната кухина, като по този начин става оттичането на лимфата. Лимфотокът на жлъчния мехур и жлъчните канали също се насочва към лимфните възли в portahepatis.

Лимфните капиляри в черния дроб се формират в междуделчестата съединителна тъкан. Те се сливат в лимфни съдове, които вървят заедно с venaeportae и vv. hepaticae и достигат лимфни възли, разположени както в portahepatis, така и в коремната и гръдната кухина, като по този начин става оттичането на лимфата. Лимфотокът на жлъчния мехур и жлъчните канали също се насочва към лимфните възли в portahepatis.

Черният дроб е разположен в десния горен квадрант на коремната кухина, под купола на диафрагмата. Той е най-големия орган в човешкото тяло, като теглото му е около 1500 грама, а в кръвонапълнено състояние теглото му достига 2400 грама. При възрастните масата му е 1/50 от масата на цялото тяло, като при децата съотношението е 1/18-1/20.

Той заема дяснато подребрие, голяма част от епигастриума и малка част от лявото подребрие. Горната му граница е на равнището на VІ ребро, а долната - на дясната ребрена дъга.

Според класическата концепция на Kiernanот 1833 година, основната структурна и функционална единица на черния дроб е чернодробното делче (лобул). Чернодробното делче пространствено е с неправилна призматична форма, а при хистологично изследване има типична хексагонална форма. Дължината му е около 2 mm, а ширината – 0.7 mm.

Според класическата концепция на Kiernanот 1833 година, основната структурна и функционална единица на черния дроб е чернодробното делче (лобул). Чернодробното делче пространствено е с неправилна призматична форма, а при хистологично изследване има типична хексагонална форма. Дължината му е около 2 mm, а ширината – 0.7 mm.

В центъра на делчето се намира централната вена (v. centralis) – това са най-малките разклонения на чернодробната вена. Към центъра на делчето са радиално ориентирани множество неправилно (лабиринтообразно) анастомозиращи пластинки – ламели, изградени от един ред чернодробни клетки (хепатоцити) – повлекла на Ремак.

Най-крайната част на делчето се обособява от съединителната тъкан на порталното пространство чрез гранична ламела от чернодробни клетки (или отграничителна пластинка). Тази гранична ламела е съставена от един ред правилно подредени един до друг по-малки хепатоцити на съседни повлекла на Ремак.

Самите портални пространства се разполагат в няколкото ъгли на чернодробното делче. Във всеки един ъгъл се намират клончета на входящите кръвоносни съдове (вратната вена и чернодробната артерия), изходящо жлъчно каналче, лимфен капилярен съд и нервни влакна. Нервните влакна навлизат и интралобуларно до самите хепатоцити, като ги оплитат. Нервните влакна са холинергични, като хепатоцитите около порталните съдове и централната вена са обвити от адренергични нервни влакна.

Всяко едно портално пространство съдържа и т.нар. портална триада – това са разклоненията на вратната вена и чернодробната артерия, и изходящо жлъчно каналче. Във всеки един ъгъл на едно делче се намира едно портално пространство с една портална триада.

Порталните пространства съдържат интерлобуларна съединителна тъкан, която е продължение на глисоновата капсула.

В делчетата се различават три зони:

• централна зона – намира се около централната вена
• периферна зона – намира се в близост до порталното пространство, навътре от граничната ламела
• междинна зона – намира се между централната и периферната зона

Хепатоцитите (чернодробните клетки) са сложни и мултифункционални клетки, които съставят до 60% от клетъчната маса на черния дроб. Хепатоцита е хексагонална (пространствено полиедрична) клетка със заоблени ъгли, сферично ядро и ясно отграничена повърхност.

Диаметърът на хепатоцитите е около 30 µm, средната им обемна гъстота е 5000 µm3, като те наброяват средно 100 милиарда в черния дроб на възрастен човек. При експерименти с животни, е установено че животът на чернодробната клетка е около 150 дена.

Ограничителната клетъчна мембрана на хепатоцита повтаря устройството на класическата трислойна клетъчна мембрана.

Чернодробната клетка има едно ядро – кръгло и обемисто, с размери 6-8 µm, като неговата основна функция е програмирането и регулирането на белтъчната синтеза. 25% от чернодробните клетки са двуядрени, като двуядреността се увеличава с възрастта. Малка част от хепатоцитите са тетраплоидни (четириядрени).

Във всеки един хепатоцит има от 1000 до 1500 митохондрии, които заемат около 20% от клетъчния обем. В митохондриите аденозиндифосфатът се превръща в аденозинтрифосфат, т.е. осъществява се клетъчното (митохондриалното) дишане. Поради това митохондриите образно се определят като енергийни силови станции на хепатоцита, осигуряващи енергийния му потенциал.

Хепатоцитът има три ясно обособени полюса:

• Синусоидален (съдов) полюс - тази страна на клетъчната повърхност, която е непосредствено съседство с кръвния синусоид. Микровилите на синусоидалния полюс осъществяват двупосочна обмяна на съставки мжду кръвния поток в синусоида и хепатоцита, чрез механизмите на екзоцитоза и ендоцитоза. Представлява 70% от клетъчната повърхност на хепатоцита.
• Билиарен (жлъчен или каналикуларен) полюс – тази страна на клетъчната повърхност, от която започват жлъчните капиляри. Представлява началото на жлъчните пътища, като те нямат собствена стена, а са изградени директно от мембраните на хепатоцитите. Представлява 15% от клетъчната повърхност на хепатоцита.
• Латерална (базолатерална) мембрана – това е пространството между хепатоцитната мембрана в синусоидалния полюс и билиарния полюс. Съдържа съединения, които спомагат за междуклетъчната комуникация между съседните хепатоцити. Заема 15% от клетъчната повърхност на хепатоцита.

 Клетъчната мембрана в билиарния полюс е представена от микровили. Билиарният полюс е изолиран от пространството на Disseчрез т.нар. здрава връзка (tighjunction).Здравата връзка между два съседни хепатоцита огражда страничните части на жлъчното каналче и е еднопосочно пропусклива – в нормални условия малко количество вода и неорганични соли преминават от синусоида в жлъчния капиляр. По този начин жлъчката се обогатява с вода и електролити, без те да са транспортирани през хепатоцита. С помощта на билиарния полюс възниква парацелуларния път на жлъчеобразуване. През образуваните интралобуларни жлъчни пътища от билиарните полюси на допрените хепатоцити, се придвижва секретиранатапървична жлъчка, произведена от хепатоцитите. Количеството на секретираната жлъчка е от порядъка на 600-1200 ml на денонощие.

Хепатоцитите са долепени един до друг и са подредени в чернодробни гредички (трабекули), които радиерно са ориентирани към централните вени на делчетата, и се разклоняват периферно към порталните пространства. В пространството между всеки два съседни трабекули се намират кръвните синусоиди (синусоидални капиляри), тапицирани от малки ендотелни клетки и клетките на Kupffer. Кръвните синусоиди са разположени по разнообразен лабиринтоподобен начин в пространствата между хепатоцитите и имат диаметър от 7 до 15 µm. По кръвните синусоиди тече смесена кръв от вливащите се в порталната съединителна тъкан на делчето съдове – клонче на чернодробната артерия и вратната вена. Течащата по кръвните синусоиди кръв се оттича в централната вена на делчето. Жлъчната течност тече през интралобуларните жлъчни канали (холангиолите) по посока порталното пространство, в обратна посока посока на кръвния поток в делчето.

Синусоидите нормално нямат истинска базална мембрана, което улеснява контакта на циркулиращата в синусоидите кръв в хепатоцитите през пространството на Disse, както и защитните имунни механизми. Пространството на Disse, в което се осъществява основна част от микроциркулацията, има ширина 1 µm и е разположено между стената на кръвния синусоид и синусоидалния полюс на хепатоцита. Счита се, че чернодробната лимфна течност първоначално се формира в пространството на Disse. Пространството на Disse позволява да достигнат и преминат през хепатоцита редица съставки на кръвта, които се отделят през билиарния полюс.

Синусоидалните клетки са 5-6% от лобуларния паренхим. Те не са разположени върху базална мембрана и биват няколко вида:

• Ендотелни клетки (или малки ендотелни клетки) – които оформят брега на синусоидите. Между малките ендотелни клетки се образуват пространства (пори), през които кръвта от синусоида преминава в съседство с базолатералната страна на хепатоцита.
• Купферови клетки – те също са разположени на брега на синусоида. Представляват тъканни макрофаги (резидентни моноцити) със звездовидна форма Съдържат многобройни лизозоми (около 25% от всички лизозоми на черния дроб). Половината от моноцитите в циркулацията, след като преминат през черния дроб, се превръщат в Купферови клетки. Купферовите клетки са потенциални фибробласти, което е от значение за фиброгенезата при чернодробната цироза.
• Звездовидни чернодробни клетки (наричат се още перисинусоидални клетки, адвентициални, клетки на Ito, липоцити, fat storing cells) – съдържат липиди. Считат се за потенциални фибропласти. При патологични условия силно хиперплазират, при което се наблюдава колагеногенеза – например при хроничен активен хепатит, цироза.
• Ямковите клетки (pit cells) се намират в уширени участъци (ръкави) на пространството на Disse. Те са резидентни големи гранулирани лимфоцити и играят роля в противовирусната и противотуморната защита.

Има три вида концепции (модели) за организацията и структурата на черния дроб.

Класическата концепция е свързана с класическото разбиране на чернодробното делче. Това беше и използваната концепция при разглеждането на структурата и устройството на черния дроб по-горе. При нея има централна вена в центъра на делчето, а в периферията във всеки един ъгъл на делчето се намират порталните триади.

Черният дроб е в основата на метаболитните процеси в организма. Той има регулаторна функция при метаболизма на енергия чрез контрол на приема, обработката и дистрибуцията на хранителни съставки и техните енергийни продукти. Черният дроб също синтезира голям брой протеини, ензими и витамини, които участват в изпълнението на нормалните функции на тялото.  

Въглехидратна обмяна

Черният дроб е центърът на въглехидратния метаболизъм, защото той е главния регулатор при съхранението и разпределението на глюкозата към периферните органи и отчасти към глюкозно-зависими тъкани като мозъка и еритроцитите. Черният дроб и мускулите могат да съхраняват глюкоза във вид на гликоген, но само черния дроб може да разгради гликогена за да осигури глюкозата, нужна за кръвообращението. Разграденият в мускулите гликоген може да бъде използван единствено в мускулите и не се използва при кръвообращението.

При храненето, въглехидратите абсорбирани през червата (главно глюкоза) циркулират и се използват в кръвообращението. Въглехидратите, които достигат до черния дроб бързо се преобразуват, за да бъдат съхранени под формата на гликоген (не повече от 65 g на килограм чернодробна тъкан). Излишните въглехидрати, които не могат да бъдат съхранени като гликоген, се преобразуват главно до мастни киселини и се съхраняват под формата на мастна тъкан. Във времето между храненията, когато от червата не пристига глюкоза, черния дроб се превръща в главния източник на глюкоза чрез разграждането на гликогена, който е съхранил. Глюкозата е от критично значение за метаболизма и работата на мозъка и еритроцитите. Повечето други тъкани, във времето между храненията, зависят и използват като гориво мастните тъкани. При високи физически натоварвания, мускулите могат да изразходят техния собствен гликоген и в такъв случай те могат да получат глюкоза от черния дроб. След 48 часа без хранене, гликогена в черния дроб се изразходва и черния дроб преминава от процес на разграждане на гликоген към процес на гликонеогенеза. Гликонеогенезата е процес на превръщане на липиди, аминокиселини и млечна киселина в глюкоза, като това става главно при мускулна работа.

Преминаването от и към тези метаболични състояния и регулирането на въглехидратния метаболизъм става главно чрез глюкозната концентрация в синусоидалната кръв, както и се повлиява от хормоналните (инсулин, глюкагон) нива в организма.

Объркването на въглехидратния метаболизъм е често срещано при чернодробни заболявания. Циротиците често получават неправилна глюкозна поносимост. Механизма на този феномен не е напълно изяснен, но най-вероятно е свързан с инсулинова устойчивост.

Липидна обмяна 

Мастните киселини се синтезират в черния дроб във времето на излишък на глюкоза, когато възможностите на черния дроб да съхранява гликоген са превишени. Черният дроб може да съхранява не повече от 65 g гликоген на килограм чернодробна тъкан.

Адипоцитите имат ограничена възможност за синтезиране на мастни киселини, поради което черния дроб е главния източник на синтезирани мастни киселини, въпреки че те главно се съхраняват във вид на мастна тъкан. По време на липолизата (разграждането на мазнините) свободните мастни киселини се транспортират до черния дроб, където се използва техния метаболизъм. При този процес мастните киселини в черния дроб могат да:

• претърпят естерификация с глицерин, за да се формират триглицериди за съхранение или транспортиране
• да се оксидират, отдавайки енергия под формата на аденозинтрифосфат (adenosine triphosphate, или ATP) и кетонни тела (кетони)

Има постоянно движение на мастни киселини от черния дроб и мастните тъкани и обратно, който процес се намира в деликатен баланс. Когато този баланс бъде нарушен, резултата е натрупване на мазнини в черния дроб. Няколко фактора влияят и може да нарушат този баланс:

• Способността на черния дроб за обработка на мастни киселини. Тя е функция на концентрацията на мастните киселини в кръвната плазма. Въпреки, че няма ограничение по отношение на възможностите на черния дроб да естерифицира мастните киселини, неговите възможности да ликвидира или разгради мастните киселини, са ограничени.
• Способността на черния дроб да синтезира и секретира триглицериди под формата на липопротеини. Липопротеините са основна транспортна форма на липидите в кръвната плазма.

Поради тези причини, в случаите на големи количества циркулиращи мастни киселини може много лесно да се превишат възможностите на черния дроб, той да не успее да ги преработи, което да доведе до натрупване на мазнини в черния дроб. Примери за такива състояния са диабета, гладуването, които действат чрез увеличена липолиза. Мазният черен дроб, който се асоциира с приема на алкохол, е повлиян от няколко фактора и се свързва с пвишена липолиза, намаленото количество кислород, увеличената естерификация на чернодробни мастни киселини, като също може да бъде свързан и честото гладуване, характерно за хроничните алкохолици.

Белтъчна обмяна 

Черният дроб играе централна роля при метаболизма на белтъчини и участва в синтеза на белтъчини, преобразуването на белтъчините до енергия или форми, които позволяват съхранение, както и управление на излишния азот и аминокиселини.

Приетите белтъчини се разграждат до аминокиселини и циркулират в тялото, където те се използват като градивни структури при формирането на белтъчини, ензими, хормони, и нуклеотиди. Излишните аминокиселини, които не са използвани от периферните тъкани, обикновено се прихващат от черния дроб, където те се оксидират за получаване на енергия (осигурявайки 50% от енергийните нужди на черния дроб), или преобразуват в глюкоза, кетонови тела, или мазнини. Когато аминокиселините се катаболизират (разпаднат) с цел получаване на енергия, се получават глутамин, глутамат и аспартат. Тези продукти се обработват главно в черния дроб, където излишния азот се преобразува до урея чрез цикъла на уреята. Уреята се отделя чрез урината. Поради това, черния дроб играе критично важна роля по отношение на азотния баланс в организма, както и за метаболизма на аминокиселини. Регулирането на азотния баланс предпазва организма от натрупване на токсичен амоняк и енцефалопатия.

Черният дроб играе главна роля при синтеза на много белтъчини, които се използват при такива важни функции като кръвосъсирването, транспортирането, iron binding, и protease inhibition.

Албуминът, който е един главните серумни белтъци също се синтезира в черния дроб.

Черният дроб играе роля и при фазата на първоначалния отговор на черния дроб при травма или инфекция. В този случай той се опитва да намали увреждането на органа, да поддържа жизненоважните чернодробни функции и да контролира защитните механизми. Фазата на първоначален отговор обикновено е в порядъка на 24 до 48 часа, но в случай на продължително увреждане може да бъде и по-дълга.

Витаминна обмяна 

Заедно с червата, черния дроб отговаря за метаболизма на мастноразтворимите витамини A, D, E, и K. Тези витамини се получават по екзогенен път и се абсорбират в червата. Правилната им абсорбация зависи изключително много от процеса на мицелизация (процеса на формиране на мицели) на мастни киселини, който изисква жлъчни киселини.

Витамин A е от семейството на ретиноидите и участва във функционирането на нормалното зрение, ембрионалното развитие и регулирането на гените. Съхраняването на витамин A става само в черния дроб и се приема, че това става в адвентициалните клетки (на Ito). Превишения прием на витамин A може да има хепатотоксичен ефект.

Витамин D е включен калциево/фосфорната хомеостаза, и една от нейните активиращи стъпки се извършва в черния дроб.

Витамин E е силен антиоксидант и защитава мембраните от липидна пероксидация и образуване на свободни радикали.

Витамин Kе критичен допълнителен фактор в γ-карбоксилацията на синтезираните в черния дроб кръвосъсирващи фактори II, VII, IX, X, протеин C, и протеин S.

Холестазата води до неадекватно абсорбиране на тези витамини, което от своя страна води до лоша мицелизация в червата.

Черният дроб участва в съхраняването и метаболизма на някои водноразтворими витамини. Тези витамини включват тиамин, рибофлавин, витамин B6, витамин B12, фолат, биотин, и пантотенична киселина (витамин B5). Черният дроб е отговорен за преобразуването на тези витамини в активни коензими. Той преработва някой от тях до метаболитни вещества, които да бъдат съхранени, а други (като витамин B12) участват в циркулацията на жлъчния сок от черния дроб към тънките черва.

Храносмилателна функция

Черният дроб участва в смилането и резорбцията на липиди и мастноразтворими витамини чрез секрецията на жлъчни соли и фосфолипиди.

Жлъчката допринася за неутрализирането на киселия стомашен сок, постъпил в дванадесетопръстното черво и усилва моториката на червата.

 Кръвосъсирване

 Черният дроб е отговорен за синтезирането на почти всички кръвосъсирващи фактори, както и на много от компонентите на фибринолитичната система. Както беше споменато преди малко, черния дроб играе много важна роля при абсорбирането на витамин K, синтезира витамин K-зависими кръвосъсирващи фактори, и съдържа ензими, които активират тези фактори.

Допълнително, ретикулоендотелната система на черния дроб изчиства активираните кръвосъсирващи фактори, активираните връзки на кръвосъсирващата и фибринолитичната системи, и крайните продукти вследствие на понижаването на фибрина.

Чернодробните заболявания често се асоциират със заболявания като тромбоцитопения, качествени изменения в тромбоцитите, недостиг на витамин K, увредена способност за промяна във витамин K-зависимите кръвосъсирващи фактори. Не е учудващо това, че чернодробните заболявания се асоциират с болести, свързани с проблеми с кръвосъсирването.

Warfarin, един най-често използваните антисъсирващи препарати, работи именно чрез блокиране в черния дроб на витамин K-зависими кръвосъсирващи фактори II, VII, IX, и X. 

Метаболизъм на лекарства и токсични вещества 

Човешкото тяло е подложено на огромен брой от външни химикали през целия си живот, което е едно предизвикателство за нашите тела, които трябва да елиминират тези потенциално опасни химикали. Много от тези химикали нормално не се включват в клетъчния метаболизъм, като те се обединяват под едно общо наименование – ксенобиотици.

Черният дроб играе централна роля при преработката на тези химикали чрез един изключително сложен набор от ензими и реакции. Чернодробните реакции на ксенобиотиците се класифицират като фаза I,ифаза II реакции.

При реакцията от фаза I, чрез оксидация, редукция и хидролиза, се увеличава полярността, като по този начин се влияе върху разтворимостта на компонентите на ксенобиотика. Вследствие на това, се улеснява екскрецията (отделянето) на вредните вещества. Важно е да се отбележи, че реакциите от фазаI не правят детоксификация, и дори в някои случаи могат да създадат токсични метаболити.

Реакциите от фаза II действат като създават по-малко токсичен или по-малко активен субпродукт. Това обикновено се постига чрез реакция, при която веществата се преобразуват в съединения, които правят ксенобиотика по-малко опасен за тялото.

Регенерация

Черният дроб има уникалното качество да променя своите размери според нуждите на тялото. Способността му да се регенерира е наблюдавано клинично след хепатектомия (частично остраняване на черния дроб) или след токсично увреждане. Това негово качество е заложено еволюционно заради критично важните функции, които има черния дроб, както и поради факта че той е първия орган, който се уврежда при увреждане с токсични вещества.

Повечето от информацията, която учените знаят за този процес, се базира на проучвания, правени върху гризачи. Обикновено латентните хепатоцити след хепатектомия много бързо активно се включват в клетъчния цикъл. Максималния синтез на хепатоцитна ДНК се случва 24 до 36 часа след частична хепатектомия, а максималния ДНК синтез на другите типове клетки се случва 48 до 72 часа по-късно. Голямата част от възстановената чернодробна маса при гризачите се случва 3 дена след хепатектомията, а процеса на регенерация обикновено е почти завършил за 7 дни.

Все още много малко се знае за този удивителен и сложен процес, много генетични и молекулярни научни изследвания продължават да търсят механизмите, които се крият зад тази уникална способност на черния дроб.

Хемоклазична функция

Разрушаване на непълноценните кръвни клетки. При разрушаването на еритроцитите (червените кръвни клетки) хемоглобинът се разпада до желязо, глобин и биливердин. Биливердинът се превръща в билирубин.

Екскреторна функция

Чрез жлъчката се изхвърлят много продукти, които са ненужни за организма. 

Терморегулаторна функция 

При спадане на околната температура се образува повече топлина в организма чрез активиране на ензимните процеси в черния дроб. 

Хемопоетична функция

Образуване на кръвни клетки - черният дроб има такава функция само по време на ембрионалния период.  

Резервоарна функция 

Тя възниква при десностранна сърдечна недостатъчност.

Храносмилателната й функция се дължи на наличието на жлъчни соли, които са нейните основни елементи. Жлъчните соли представляват натриеви соли на гликохолевата и таурохолевата киселини.

Основната функция на жлъчката е смилането и резорбцията на липидите и мастноразтворимите витамини. Тя има и екскреторна функция. Жлъчните соли намаляват повърхностното напрежение на мастите, емулгират ги фино и по този начин улесняват действието на ензимите, отговорни за разграждането на мастите – липаза – на панкреатичния и чревния сок. Жлъчните киселини активират липазата, наред с други ензими. При това взаимодействие разходът на жлъчни соли не е голям, защото след като изиграят ролята си за резорбция на мастите, те се връщат обратно в черния дроб. Този кръговрат се нарича ентерохепатална рециркулация. 

Жлъчката допринася за неутрализирането на киселия стомашен сок, постъпил в дванадесетопръстното черво и усилва моториката на червата.

Източници:

1. Клинична хепатология, автор доц. Н. Кръстев д.м. (2008)
2. Болести на храносмилателната система - Хепатология, под редакцията на проф. З. Кръстев, проф. К. Чернев (1998)
3. Textbook of Hepatology, Тhird Edition (2007), Edited by Juan Rodes MD, Jean Pierre Benhamou MD, Andres T. Blei MD, Jurg Reichen MD, Mario Rizzetto MD
4. Sabiston Textbook of Surgery, 17th Ed (2004)
5. Diseases of the Liver and Biliary System, 11th edition (2002)
6. Gray’s Anatomy, 39th edition (2005)
7. Histology: A Text and Atlas (2002)