- Родительская категория: Заболевания печени
- Категория: Исследование функций печени
Метаболизм аминокислот
Аминокислоты, поступающие в организм с пищей, а также образующиеся в процессе катаболизма, метаболизируются в печени. Часть из них подвергается трансаминированию или дезаминированию с превращением в кетоновые кислоты, которые в свою очередь могут включаться в цикл трикарбоновых кислот (цикл обмена лимонной кислоты, называемый циклом Кребса). Другая часть аминокислот превращается в аммиак и мочевину (цикл Кребса-Гензелайта). При хронических заболеваниях печени максимальная скорость образования мочевины существенно снижается. Исследования показали, что для значительного подавления синтеза мочевины и повышения уровня аминокислот в сыворотке и моче необходимо удалить по крайней мере 85% ткани печени. Фульминантная печёночная недостаточность редко сопровождается снижением уровня мочевины в крови. Повышение концентрации аммиака в крови также свидетельствует о нарушении цикла Кребса—Гензелайта и сопровождается развитием печёночной энцефалопатии.
Клиническое значение уровня аминокислот
Генерализованная или избирательная аминоацидурия — свидетельство поражения паренхимы печени. У больных с тяжёлым заболеванием печени характерным признаком является повышение уровня метионина и ароматических аминокислот тирозина и фенилаланина в плазме и снижение уровня аминокислот с разветвлённой цепью — валина, лейцина и изолейцина. Эти изменения можно объяснить нарушением функции печени, портосистемным шунтированием крови и повышением концентрации в крови инсулина и глюкагона. У больных с минимальным поражением печени также отмечаются изменения уровня аминокислот, в частности снижение уровня пролина в плазме, что, возможно, свидетельствует о повышении синтеза коллагена. Наличие или отсутствие печёночной энцефалопатии не влияет на соотношение аминокислот с разветвлённой цепью и ароматических аминокислот.
При фульминантном гепатите отмечается генерализованная аминоацидурия с преимущественной экскрецией цистина и тирозина, что является неблагоприятным прогностическим признаком.
Определение уровня белков в плазме
Белки плазмы синтезируются на полирибосомах шероховатой эндоплазматической сети гепатоцитов, откуда они затем попадают в плазму. Снижение их уровня обычно отражает нарушение синтеза белков в печени, хотя может быть вызвано уменьшением объёма циркулирующей плазмы и потерей белка через кишечник или с мочой.
Гепатоциты синтезируют альбумин, фибриноген, а,-антитрипсин, гаптоглобин, церулоплазмин, трансферрин и протромбин. Некоторые образующиеся в печени белки относят к белкам острой фазы. Их уровень в плазме повышается в ответ на повреждение ткани, например при воспалении. К этим белкам относят фибриноген, гаптоглобин, (Х)-антитрипсин, компонент С3 комплемента и церулоплазмин. Ответ острой фазы может обусловить повышение уровня этих белков в сыворотке даже при сопутствующем поражении ткани печени.
Рисунок. Аминокислотный состав плазмы у больных с криптогенным циррозом (средняя величина, полученная при обследовании 11 больных) и здоровых людей. Концентрация ароматических аминокислот и метионина повышена, в то время как концентрация аминокислот с разветвлённой цепью снижена. Мет — метионин; Тир — тирозин; Фен — фенилаланин; Вал — валин; Иле — изолейцин; Лей — лейцин.
Механизм ответа острой фазы сложный; показана роль в его реализации цитокинов (интерлейкина-1, интерлейкина-6, фактора некроза опухоли-a). Интерлейкин-6 связывается с рецептором на поверхности гепатоцита, что стимулирует передачу сигнала от мембраны гепатоцита к ядру. В ядре происходит индукция синтеза специфических ядерных факторов с промоторными локусами на 5'-конце генов некоторых белков острой фазы. Существуют также посттранскрипционные и транскрипционные механизмы регуляции. Цитокины не только стимулируют синтез белков острой фазы, но также подавляют образование альбумина, трансферрина и ряда других белков.
Таблица 2-4. Белки плазмы, синтезируемые в печени
* Белки острой фазы.
** Витамин К-зависимые факторы, а также факторы VII и X.
Белок |
Нормальная концентрация |
Альбумин |
40-50 г/л |
(1,-Антитрипсин* |
2-4 г/л |
а-Фетопротеин |
Менее 10 мкг/л |
а2- Макроглобулин |
2,2-3,8 г/л |
Церулоплазмин* |
0,2-0,4 г/л |
Фибриноген* |
2-6 г/л |
Гемопексин |
0,8-1,0 г/л |
Протромбин (фактор II)** |
|
Трансферрин |
2-3 г/л |
У здорового человека в печени ежедневно образуется приблизительно 10 г альбумина, в то время как при циррозе печени — лишь около 4 г. При болезнях печени уровень альбумина сыворотки снижается медленно, так как t1/2 альбумина составляет около 22 сут, поэтому у больных, умирающих от фульминантной печёночной недостаточности, концентрация альбумина в сыворотке может быть нормальной. У больного с декомпенсированным циррозом следует ожидать снижения уровня альбумина в сыворотке.
Дефицит а,-антитрипсина относится к генетическим наследственным заболеваниям.
Гаптоглобин представляет собой гликопротеин, состоящий из полипептидных цепей а и Ь, которые ковалентно соединены между собой дисульфидными связями. Гаптоглобин образуется преимущественно в гепатоцитах. У афроамериканцев часто встречается наследственно обусловленная недостаточность этого белка. Низкий уровень гаптоглобина наблюдается при тяжёлом хроническом заболевании печени и гемолитическом кризе.
Церулоплазмин — основной медьсодержащий белок плазмы, определяющий её оксидазную активность. У 95% гомозигот и приблизительно у 10% гетерозигот по болезни Вильсона уровень церулоплазмина снижен. После трансплантации печени уровень этого белка повышается до нормы.
У всех больных с хроническим гепатитом необходимо исследовать уровень церулоплазмина для исключения болезни Вильсона, при которой показано лечение пеницилламином. Низкая концентрация церулоплазмина наблюдается при тяжёлом декомпенсированном циррозе печени другой этиологии (не связанной с болезнью Вильсона). Высокий уровень церулоплазмина можно выявить у беременных, при лечении эстрогенами и при обструкции крупных жёлчных протоков.
Рисунок. Синтез альбумина сыворотки (исследование с помощью меченного 14С карбоната) при циррозе снижен.
Трансферрин — белок, участвующий в транспорте железа. При идиопатическом гемохроматозе у нелеченых больных трансферрин более чем на 90% насыщен железом. При циррозе печени уровень трансферрина может снижаться.
Уровень компонента С3 комплемента при циррозе печени снижен, при хроническом гепатите в пределах нормы, а при компенсированном билиарном циррозе повышен. Низкий уровень компонента С3 комплемента при фульминантной печёночной недостаточности и алкогольном циррозе печени с сопутствующим гепатитом или без него свидетельствует о снижении его синтеза печенью и коррелирует с увеличением протромбинового времени и снижением уровня альбумина сыворотки. Снижение содержания компонента С3 комплемента объясняется также повышенным потреблением белков системы комплемента вследствие её активации. Преходящее снижение уровня компонента С3 комплемента обнаруживают на ранней иммунокомплексной стадии острого гепатита В.
Рисунок. Метаболизм альбумина плазмы у взрослого человека с массой тела 70 кг с нейтральным азотистым балансом. Общий пул альбумина, составляющий около 300 г, распределён между внутрисосудистым и внесосудистым пространством в соотношении приблизительно 2:3. На этой упрошенной схеме баланс представлен в граммах белка (=6,25 • г азота). В схему не включены малосущественные потери белка (например, 2 г/сут через кожные покровы).
a-Фетопротеин (a-ФП) является нормальной составной частью спектра плазменных белков у плода после 6-й недели развития. Его уровень достигает максимума на 12—16-й неделе внутриутробного развития. Через несколько недель после рождения белок исчезает из крови, однако вновь появляется в крови больных первичным раком печени и выявляется в опухолевой ткани методом непрямой иммунофлюоресценции. Повышение уровня a-ФП обнаруживается при эмбриональных опухолях яичников и яичек и при эмбриональной гепатобластоме. Концентрация белка может повышаться при раке желудочно-кишечного тракта с метастазами в печень. Повышение содержания a-ФП выявляют при хроническом HBsAg-отрицательном гепатите и при остром вирусном гепатите, что отражает регенерацию гепатоцитов. Очень высокое содержание a-ФП является признаком первичного рака печени. У больных с хроническим HBsAg-положительным гепатитом повышение содержания a-ФП имеет особо важное значение, свидетельствуя о развитии гепатоцеллюлярной карциномы (см. главу 28).
Электрофоретическое исследование белков сыворотки
Для определения белкового состава сыворотки крови используют метод электрофореза.
При циррозе печени содержание альбумина снижено. При остром гепатите эти изменения выражены значительно меньше. Уровень преальбумина плазмы может быть очень чувствительным показателем функционального состояния печени.
Фракция а,-глобулинов состоит из гликопротеинов и связывающих гормоны глобулиновых белков. Их уровень снижается при диффузных заболеваниях печени параллельно с уменьшением содержания альбумина в сыворотке. Острые лихорадочные состояния и злокачественные опухоли сопровождаются повышением концентрации aльфа1-глобулинов. На 90% a1-глобулин состоит из a1-антитрипсина, поэтому ос -тутствие a1-глобулина может свидетельствовать о дефиците a1-антитрипсина.
В состав a2- и b- глобулинов входят ЛП. При холестазе повышение уровня a2- и b-глобулинов коррелирует с количеством липидов в сыворотке. Определение уровня этих глобулинов может помочь в дифференциальной диагностике билиарного и небилиарного цирроза печени. Высокое содержание ЛП свидетельствует в пользу билиарного цирроза.
При циррозе печени концентрация g-глобулинов повышена вследствие увеличения их синтеза. Источником g-глобулинов являются плазматические клетки, число которых в костном мозге и печени возрастает. При болезнях печени концентрация
g-глобулинов максимальная, причём увеличение фракции у-глобулинов носит поликлональный характер (поликлональная gпатия). Моноклональная gпатия встречается редко и может быть связана с возрастом больного, а не с хроническим заболеванием печени. Чёткость границы между полосами, соответствующими фракции b- и g-глобулинов, утрачивается.
Иммуноглобулины. При хроническом гепатите и криптогенном циррозе печени существенно повышается уровень IgG. У больных с аутоиммунным гепатитом уровень IgG снижается при лечении кортикостероидами. Медленный неуклонный рост уровня IgG наблюдается при вирусном гепатите; уровень IgG повышен также при алкогольном циррозе печени.
Содержание IgM значительно увеличивается при первичном билиарном циррозе и в меньшей степени при вирусном гепатите и циррозе другой этиологии.
Концентрация IgA существенно возрастает у больных с алкогольным циррозом, а также при первичном билиарном и криптогенном циррозе.
Повышение концентрации секреторной формы IgA (s-IgA) в сыворотке, которая является основной иммуноглобулиновой фракцией жёлчи, может быть обусловлено появлением сообщения между жёлчными канальцами и пространством Диссе или проникновением жёлчи из жёлчных протоков в систему воротной вены.
При хроническом активном гепатите и криптогенном циррозе изменение уровня иммуноглобулинов носит одинаковый характер (т.е. повышена концентрация IgG и IgM и в меньшей степени IgA).
Приблизительно у 10% больных с хроническим холестазом вследствие обструкции жёлчного протока повышен уровень иммуноглобулинов всех трёх основных классов.
Изменение уровня иммуноглобулинов в крови не является патогномоничным для заболеваний печени, но в совокупности с другими данными может помочь их диагностике.