فیزیولوژی پزشکی گایتون و هال؛ آچار فرانسه بدن: کبد

Although the liver is a discrete organ, it performs many different interrelating functions. The critical interrelated functions of the liver become especially evident when abnormalities of the liver occur. This chapter summarizes some of the major functions of the liver, including the following: (1) filtration and storage of blood; (2) metabolism of carbohydrates, proteins, fats, hormones, and foreign chemicals; (3) formation of bile; (4) storage of vitamins and iron; and (5) formation of coagulation factors.

اگرچه کبد یک اندام مجزا است، اما عملکردهای مختلفی را انجام می دهد. عملکردهای حیاتی مرتبط با کبد به ویژه زمانی که ناهنجاری های کبدی رخ می دهد آشکار می شود. این فصل برخی از عملکردهای اصلی کبد، از جمله موارد زیر را خلاصه می کند: (1) تصفیه و ذخیره خون. (2) متابولیسم کربوهیدرات ها، پروتئین ها، چربی ها، هورمون ها و مواد شیمیایی خارجی. (3) تشکیل صفرا. (4) ذخیره ویتامین ها و آهن؛ و (5) تشکیل فاکتورهای انعقادی.

Physiologic Anatomy of the Liver

The liver is the largest organ in the body, contributing about 2% of the total body weight, or about 1.5 kilograms (3.3 pounds) in the average adult human. The basic functional unit of the liver is the liver lobule, which is a cylindric structure several millimeters in length and 0.8 to 2 millimeters in diameter. The human liver contains 50,000 to 100,000 individual lobules.

آناتومی فیزیولوژیک کبد

کبد بزرگترین عضو بدن است که حدود 2٪ از وزن کل بدن یا حدود 1.5 کیلوگرم (3.3 پوند) در یک انسان بالغ متوسط ​​را تشکیل می دهد. واحد عملکردی اصلی کبد لوبول کبد است که ساختاری استوانه ای به طول چندین میلی متر و قطر 0.8 تا 2 میلی متر است. کبد انسان شامل 50000 تا 100000 لوبول منفرد است.

The liver lobule, shown in cut-away format in Figure 71-1, is constructed around a central vein that empties into the hepatic veins and then into the vena cava. The lobule is composed principally of many liver cellular plates (two of which are shown in Figure 71-1) that radiate from the central vein like spokes in a wheel. Each hepatic plate is usually two cells thick, and between the adjacent cells lie small bile canaliculi that empty into bile ducts in the fibrous septa separating the adjacent liver lobules.

لوبول کبد، که در شکل 71-1 به صورت برش نشان داده شده است، در اطراف یک سیاهرگ مرکزی ساخته شده است که به داخل سیاهرگ های کبدی و سپس به ورید اجوف تخلیه می شود. لوبول اصولاً از صفحات سلولی کبدی زیادی تشکیل شده است (دو مورد از آنها در شکل 71-1 نشان داده شده است) که مانند پره های یک چرخ از ورید مرکزی تابش می کنند. ضخامت هر صفحه کبدی معمولاً دو سلول است و بین سلول‌های مجاور کانال‌های صفراوی کوچکی قرار دارند که در سپتوم‌های فیبری که لوبول‌های کبدی مجاور را از هم جدا می‌کنند، به مجاری صفراوی تخلیه می‌شوند.

In the septa are small portal venules that receive their blood mainly from the venous outflow of the gastrointestinal tract via the portal vein. From these venules blood flows into flat, branching hepatic sinusoids that lie between the hepatic plates and then into the central vein. Thus, the hepatic cells are exposed continuously to portal venous blood.

در سپتا وریدهای پورتال کوچکی وجود دارد که خون خود را عمدتاً از خروج وریدی دستگاه گوارش از طریق سیاهرگ باب دریافت می کنند. از این وریدها، خون به سینوس‌های مسطح و منشعب کبدی جریان می‌یابد که بین صفحات کبدی و سپس به ورید مرکزی قرار دارند. بنابراین، سلول های کبدی به طور مداوم در معرض خون ورید پورتال قرار می گیرند.

Hepatic arterioles are also present in the interlobular septa. These arterioles supply arterial blood to the septal tissues between the adjacent lobules, and many of the small arterioles also empty directly into the hepatic sinusoids, most frequently emptying into those located about one third the distance from the interlobular septa, as shown in Figure 71-1.

شریان های کبدی نیز در سپتوم بین لوبولار وجود دارند. این شریان‌ها خون شریانی را به بافت‌های سپتوم بین لوبول‌های مجاور می‌رسانند، و بسیاری از شریان‌های کوچک نیز مستقیماً به سینوس‌های کبدی تخلیه می‌شوند و اغلب در آن‌هایی که در حدود یک سوم فاصله از سپتوم بین لوبولار قرار دارند، تخلیه می‌شوند، همانطور که در شکل 71-1 نشان داده شده است.

In addition to the hepatic cells, the venous sinusoids are lined by two other cell types: (1) typical endothelial cells and (2) large Kupffer cells (also called reticuloendothelial cells), which are resident macrophages that line the sinusoids and are capable of phagocytizing bacteria and other foreign matter in the hepatic sinus blood.

علاوه بر سلول‌های کبدی، سینوس‌های وریدی توسط دو نوع سلول دیگر پوشانده شده‌اند: (1) سلول‌های اندوتلیال معمولی و (2) سلول‌های کوپفر بزرگ (که سلول‌های رتیکولواندوتلیال نیز نامیده می‌شوند)، که ماکروفاژهای ساکنی هستند که سینوس‌ها را پوشش می‌دهند و قادر به فاگوسیت کردن باکتری‌ها و سایر مواد خارجی خون در سینوسی کبدی هستند.

The endothelial lining of the sinusoids has extremely large pores, some of which are almost 1 micrometer in diameter. Beneath this lining, lying between the endothelial cells and the hepatic cells, are narrow tissue spaces called the spaces of Disse, also known as the perisinusoidal spaces. The millions of spaces of Disse connect with lymphatic vessels in the interlobular septa. Therefore, excess fluid in these spaces is removed through the lymphatics. Because of the large pores in the endothelium, substances in the plasma move freely into the spaces of Disse. Even large portions of the plasma proteins diffuse freely into these spaces.

پوشش اندوتلیال سینوس ها دارای منافذ بسیار بزرگی است که قطر برخی از آنها تقریباً 1 میکرومتر است. در زیر این پوشش که بین سلول های اندوتلیال و سلول های کبدی قرار دارد، فضاهای بافتی باریکی به نام فضاهای دیس وجود دارد که به آن فضاهای پریسینوسوئیدی نیز می گویند. میلیون ها فضای Disse با عروق لنفاوی در سپتوم بین لوبولار متصل می شود. بنابراین مایع اضافی در این فضاها از طریق لنفاوی خارج می شود. به دلیل منافذ بزرگ در اندوتلیوم، مواد موجود در پلاسما آزادانه به فضاهای دیسه حرکت می کنند. حتی بخش‌های بزرگی از پروتئین‌های پلاسما آزادانه در این فضاها پخش می‌شوند.

Figure 71-1. Basic structure of a liver lobule, showing the liver cellular plates, the blood vessels, the bile-collecting system, and the lymph flow system composed of the spaces of Disse and the interlobular lymphatics. (Modified from Guyton AC, Taylor AE, Granger HJ: Circulatory Physiology. Vol 2: Dynamics and Control of the Body Fluids. Philadelphia: WB Saunders, 1975.)

شکل 71-1. ساختار اصلی یک لوبول کبد، صفحات سلولی کبد، رگ های خونی، سیستم جمع آوری صفرا، و سیستم جریان لنفاوی متشکل از فضاهای دیس و لنفاوی بین لوبولی را نشان می دهد. (اصلاح شده از Guyton AC, Taylor AE, Granger HJ: Circulation Physiology. جلد 2: دینامیک و کنترل مایعات بدن. فیلادلفیا: WB Saunders, 1975.)

Hepatic Vascular and Lymph Systems

The function of the hepatic vascular system is discussed in Chapter 15 in connection with the portal veins and can be summarized as follows.

سیستم عروقی و لنفاوی کبدی

عملکرد سیستم عروقی کبدی در فصل 15 در ارتباط با وریدهای باب مورد بحث قرار گرفته و می توان به صورت زیر خلاصه کرد.

Blood Flows Through the Liver From the Portal Vein and Hepatic Artery

The Liver Has High Blood Flow and Low Vascular Resistance. About 1050 ml/min of blood flow from the portal vein into the liver sinusoids, and an additional 300 ml/ min flow into the sinusoids from the hepatic artery, with the total averaging about 1350 ml/min, which is 27% of the resting cardiac output.

خون از طریق کبد از ورید پورتال و شریان کبدی جریان دارد

کبد دارای جریان خون بالا و مقاومت عروقی پایینی است. حدود 1050 میلی‌لیتر در دقیقه خون از ورید پورتال به سینوس‌های کبدی و 300 میلی‌لیتر در دقیقه دیگر از شریان کبدی به سینوس‌ها جریان می‌یابد که میانگین کل آن حدود 1350 میلی‌لیتر در دقیقه است که 27 درصد برون ده قلبی در حال استراحت است.

The pressure in the portal vein leading into the liver averages about 9 mm Hg, and the pressure in the hepatic vein leading from the liver into the vena cava normally averages about 0 mm Hg. This small pressure difference, only 9 mm Hg, shows that the resistance to blood flow through the hepatic sinusoids is normally very low, especially when one considers that about 1350 ml/min of blood flow by this route.

فشار در سیاهرگ باب منتهی به کبد به طور متوسط ​​حدود 9 میلی متر جیوه است و فشار در ورید کبدی که از کبد به داخل ورید اجوف منتهی می شود به طور معمول حدود 0 میلی متر جیوه است. این اختلاف فشار کوچک، فقط 9 میلی‌متر جیوه، نشان می‌دهد که مقاومت در برابر جریان خون از طریق سینوس‌های کبدی معمولاً بسیار کم است، به‌ویژه وقتی در نظر بگیریم که حدود 1350 میلی‌لیتر در دقیقه از این مسیر جریان خون دارد.

Cirrhosis of the Liver Greatly Increases Resistance to Blood Flow. When liver parenchymal cells are destroyed, they are replaced with fibrous tissue that eventually contracts around the blood vessels, thereby greatly impeding the flow of portal blood through the liver. This disease process is known as cirrhosis of the liver. It results most commonly from chronic alcoholism or from excess fat accumulation in the liver and subsequent liver inflammation, a condition called nonalcoholic steatohepatitis, or NASH. A less severe form of fat accumulation and inflammation of the liver, nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD), is the most common cause of liver disease in many industrialized countries, including the United States, and is usually associated with obesity and type 2 diabetes.

سیروز کبد مقاومت در برابر جریان خون را تا حد زیادی افزایش می دهد. وقتی سلول‌های پارانشیمی کبد از بین می‌روند، با بافت فیبری جایگزین می‌شوند که در نهایت در اطراف رگ‌های خونی منقبض می‌شود و در نتیجه جریان خون پورتال از طریق کبد را به شدت مختل می‌کند. این روند بیماری به عنوان سیروز کبدی شناخته می شود. اغلب ناشی از اعتیاد مزمن به الکل یا تجمع بیش از حد چربی در کبد و متعاقب آن التهاب کبد است، وضعیتی به نام استئاتوهپاتیت غیر الکلی یا NASH. شکل کمتر شدید تجمع چربی و التهاب کبد، بیماری کبد چرب غیر الکلی (NAFLD)، شایع ترین علت بیماری کبد در بسیاری از کشورهای صنعتی از جمله ایالات متحده است و معمولاً با چاقی و دیابت نوع 2 همراه است.

Cirrhosis can also follow ingestion of poisons such as carbon tetrachloride, viral diseases such as infectious hepatitis, obstruction of the bile ducts, and infectious processes in the bile ducts.

سیروز همچنین می تواند به دنبال مصرف سمومی مانند تتراکلرید کربن، بیماری های ویروسی مانند هپاتیت عفونی، انسداد مجاری صفراوی و فرآیندهای عفونی در مجاری صفراوی باشد.

The portal system is also occasionally blocked by a large clot that develops in the portal vein or its major branches. When the portal system is suddenly blocked, the return of blood from the intestines and spleen through the liver portal blood flow system to the systemic circulation is impeded. This impedance results in portal hypertension, with the capillary pressure in the intestinal wall increasing to 15 to 20 mm Hg above normal. If the obstruction is not relieved, the patient may die within a few hours because of excessive loss of fluid from the capillaries into the lumens and walls of the intestines.

سیستم پورتال نیز گاهی اوقات توسط یک لخته بزرگ که در ورید پورتال یا شاخه های اصلی آن ایجاد می شود مسدود می شود. هنگامی که سیستم پورتال به طور ناگهانی مسدود می شود، بازگشت خون از روده و طحال از طریق سیستم جریان خون پورتال کبدی به گردش خون سیستمی با مشکل مواجه می شود. این امپدانس منجر به پرفشاری خون پورتال می شود و فشار مویرگی در دیواره روده به 15 تا 20 میلی متر جیوه بالاتر از حد طبیعی می رسد. اگر انسداد برطرف نشود، بیمار ممکن است در عرض چند ساعت بمیرد زیرا مایعات زیادی از مویرگ ها به مجراها و دیواره های روده از دست می رود.

The Liver Functions as a Blood Reservoir. Because the liver is an expandable organ, large quantities of blood can be stored in its blood vessels. Its normal blood volume, including that in the hepatic veins and hepatic sinuses, is about 450 ml, or almost 10% of the body’s total blood volume. When high pressure in the right atrium causes back- pressure in the liver, the liver expands, and 0.5 to 1 liter of extra blood is occasionally stored in the hepatic veins and sinuses. This storage of extra blood occurs especially in cases of cardiac failure with peripheral congestion, which is discussed in Chapter 22. Thus, in effect, the liver is a large, expandable, venous organ capable of acting as a valuable blood reservoir in times of excess blood volume and capable of supplying extra blood in times of diminished blood volume.

کبد به عنوان یک مخزن خون عمل می کند. از آنجایی که کبد یک اندام قابل انبساط است، می توان مقادیر زیادی خون در رگ های خونی آن ذخیره کرد. حجم خون طبیعی آن، از جمله در سیاهرگ‌های کبدی و سینوس‌های کبدی، حدود 450 میلی‌لیتر یا تقریباً 10 درصد از کل حجم خون بدن است. هنگامی که فشار بالا در دهلیز راست باعث فشار برگشتی در کبد می شود، کبد منبسط می شود و 0.5 تا 1 لیتر خون اضافی گهگاه در سیاهرگ ها و سینوس های کبدی ذخیره می شود. این ذخیره خون اضافی به ویژه در موارد نارسایی قلبی همراه با احتقان محیطی اتفاق می‌افتد که در فصل 22 مورد بحث قرار می‌گیرد. بنابراین، در واقع، کبد یک اندام وریدی بزرگ، قابل انبساط است که می‌تواند به عنوان یک مخزن خون با ارزش در مواقع حجم خون اضافی عمل کند و قادر است خون اضافی را در مواقع کاهش حجم خون تامین کند.

The Liver Has Very High Lymph Flow

Because the pores in the hepatic sinusoids are very permeable compared with capillaries in other tissues, they allow ready passage of both fluid and proteins into the spaces of Disse. Therefore, the lymph draining from the liver usually has a protein concentration of about 6 g/dl, which is only slightly less than the protein concentration of plasma. In addition, the high permeability of the liver sinusoid epithelium allows large quantities of lymph to form. Therefore, about half of all the lymph formed in the body under resting conditions arises in the liver.

کبد جریان لنفاوی بسیار بالایی دارد

از آنجایی که منافذ در سینوس‌های کبدی در مقایسه با مویرگ‌های بافت‌های دیگر بسیار نفوذپذیر هستند، اجازه عبور سریع مایع و پروتئین‌ها را به فضاهای دیس می‌دهند. بنابراین، تخلیه لنفاوی از کبد معمولاً دارای غلظت پروتئین در حدود 6 گرم در دسی لیتر است که فقط کمی کمتر از غلظت پروتئین پلاسما است. علاوه بر این، نفوذپذیری بالای اپیتلیوم سینوسی کبد اجازه می دهد تا مقادیر زیادی لنف تشکیل شود. بنابراین، حدود نیمی از کل لنف تشکیل شده در بدن در شرایط استراحت در کبد ایجاد می شود.

High Hepatic Vascular Pressures Can Cause Fluid Tran- sudation Into the Abdominal Cavity From the Liver and Portal Capillaries Ascites. When the pressure in the hepatic veins rises only 3 to 7 mm Hg above normal, excessive amounts of fluid begin to transude into the lymph and leak through the outer surface of the liver capsule directly into the abdominal cavity. This fluid is almost pure plasma, containing 80% to 90% as much protein as normal plasma. At vena caval pressures of 10 to 15 mm Hg, hepatic lymph flow increases to as much as 20 times normal, and the “sweating” from the surface of the liver can be so great that it causes large amounts of free fluid in the abdominal cavity, which is called ascites. Blockage of portal flow through the liver also causes high capillary pressures in the entire portal vascular system of the gastrointestinal tract, resulting in edema of the gut wall and transudation of fluid through the serosa of the gut into the abdominal cavity. This can also cause ascites.

فشار بالای عروق کبدی می تواند باعث انتقال مایع به داخل حفره شکم از کبد و مویرگ های پورتال آسیت شود. هنگامی که فشار در وریدهای کبدی تنها 3 تا 7 میلی متر جیوه بالاتر از حد نرمال افزایش می یابد، مقدار زیادی مایع شروع به ترانسود به داخل لنف می کند و از سطح خارجی کپسول کبد مستقیماً به حفره شکمی نشت می کند. این مایع تقریباً پلاسمای خالص است و حاوی 80 تا 90 درصد پروتئین به اندازه پلاسمای معمولی است. در فشارهای ورید اجوف 10 تا 15 میلی‌متر جیوه، جریان لنفاوی کبدی تا 20 برابر طبیعی افزایش می‌یابد و «تعریق» از سطح کبد می‌تواند آنقدر زیاد باشد که باعث ایجاد مقادیر زیادی مایع آزاد در حفره شکم شود که به آن آسیت می‌گویند. انسداد جریان پورتال از طریق کبد همچنین باعث فشارهای مویرگی بالا در کل سیستم عروقی پورتال دستگاه گوارش می شود و در نتیجه ادم دیواره روده و انتقال مایع از طریق سروزای روده به حفره شکمی ایجاد می شود. این نیز می تواند باعث آسیت شود.

Regulation of Liver Mass-Regeneration

The liver possesses a remarkable ability to restore itself after significant hepatic tissue loss from either partial hepatectomy or acute liver injury, as long as the injury is uncomplicated by viral infection or inflammation. Partial hepatectomy, in which up to 70% of the liver is removed, causes the remaining lobes to enlarge and restore the liver to its original size. This regeneration is remarkably rapid and re- quires only 5 to 7 days in rats. During liver regeneration, hepatocytes are estimated to replicate once or twice, and after the original size and volume of the liver are achieved, the hepatocytes revert to their usual quiescent state.

تنظیم بازسازی توده کبد

کبد دارای توانایی قابل توجهی برای ترمیم خود پس از از دست دادن قابل توجه بافت کبدی ناشی از هپاتکتومی جزئی یا آسیب حاد کبدی است، تا زمانی که آسیب با عفونت ویروسی یا التهاب عارضه نداشته باشد. هپاتکتومی جزئی که در آن تا 70 درصد کبد برداشته می شود، باعث بزرگ شدن لوب های باقی مانده و بازگرداندن کبد به اندازه اولیه می شود. این بازسازی به طور قابل توجهی سریع است و تنها به 5 تا 7 روز در موش ها نیاز دارد. در طی بازسازی کبد، تخمین زده می شود که هپاتوسیت ها یک یا دو بار تکثیر شوند و پس از به دست آوردن اندازه و حجم اصلی کبد، سلول های کبدی به حالت ساکن معمول خود باز می گردند.

Control of this rapid regeneration of the liver is not well understood, but hepatocyte growth factor (HGF) appears to be important in causing liver cell division and growth. HGF is produced by mesenchymal cells in the liver and in other tissues, but not by hepatocytes. Blood levels of HGF rise more than 20-fold after partial hepatectomy, but mitogenic responses are usually found only in the liver after these operations, suggesting that HGF may be activated only in the affected organ. Other growth factors (especially epidermal growth factor) and cytokines such as tumor necrosis factor and interleukin 6 may also be involved in stimulating regeneration of liver cells.

کنترل این بازسازی سریع کبد به خوبی شناخته نشده است، اما به نظر می رسد فاکتور رشد کبدی (HGF) در ایجاد تقسیم و رشد سلول های کبدی مهم باشد. HGF توسط سلول های مزانشیمی در کبد و سایر بافت ها تولید می شود، اما توسط سلول های کبدی تولید نمی شود. سطوح خونی HGF پس از هپاتکتومی جزئی بیش از 20 برابر افزایش می یابد، اما پاسخ های میتوژنیک معمولاً فقط در کبد پس از این عمل ها یافت می شود، که نشان می دهد HGF ممکن است فقط در اندام آسیب دیده فعال شود. سایر فاکتورهای رشد (به ویژه فاکتور رشد اپیدرمی) و سیتوکین ها مانند فاکتور نکروز تومور و اینترلوکین 6 نیز ممکن است در تحریک بازسازی سلول های کبدی دخیل باشند.

After the liver has returned to its original size, the process of hepatic cell division is terminated. Again, the factors involved are not well understood, although transforming growth factor-ẞ, a cytokine secreted by hepatic cells, is a potent inhibitor of liver cell proliferation and has been suggested as the main terminator of liver regeneration.

پس از اینکه کبد به اندازه اصلی خود بازگشت، فرآیند تقسیم سلولی کبد پایان می یابد. باز هم، عوامل دخیل به خوبی شناخته نشده اند، اگرچه تبدیل کننده فاکتور رشد – ẞ، یک سیتوکین ترشح شده توسط سلول های کبدی، یک مهار کننده قوی تکثیر سلول های کبدی است و به عنوان پایان دهنده اصلی بازسازی کبد پیشنهاد شده است.

Physiological experiments indicate that liver growth is closely regulated by some unknown signal related to body size, so an optimal liver to body weight ratio is maintained for optimal metabolic function. In liver diseases associated with fibrosis, inflammation, or viral infections, however, the regenerative process of the liver is severely impaired and liver function deteriorates.

آزمایش‌های فیزیولوژیکی نشان می‌دهد که رشد کبد از نزدیک توسط برخی سیگنال‌های ناشناخته مرتبط با اندازه بدن تنظیم می‌شود، بنابراین یک نسبت کبد به وزن بدن برای عملکرد مطلوب متابولیک حفظ می‌شود. با این حال، در بیماری های کبدی مرتبط با فیبروز، التهاب یا عفونت های ویروسی، روند بازسازی کبد به شدت مختل شده و عملکرد کبد بدتر می شود.

The Hepatic Macrophage System Serves a Blood- Cleansing Function

Blood flowing through the intestinal capillaries picks up many bacteria from the intestines. Indeed, a sample of blood taken from the portal veins before it enters the liver almost always grows colon bacilli when cultured, whereas growth of colon bacilli from blood in the systemic circulation is extremely rare.

سیستم ماکروفاژ کبدی یک عملکرد پاکسازی خون را انجام می دهد

جریان خون در مویرگ های روده، بسیاری از باکتری ها را از روده می گیرد. در واقع، نمونه خونی که از وریدهای باب قبل از ورود به کبد گرفته می شود، تقریباً همیشه هنگام کشت باسیل کولون رشد می کند، در حالی که رشد باسیل کولون از خون در گردش خون سیستمیک بسیار نادر است.

Special high-speed motion pictures of the action of Kupffer cells, the large phagocytic macrophages that line the hepatic venous sinuses, have demonstrated that these cells efficiently cleanse blood as it passes through the sinuses; when a bacterium comes into momentary contact with a Kupffer cell, in less than 0.01 second the bacterium passes inward through the wall of the Kupffer cell to become permanently lodged therein until it is digested. Probably less than 1% of the bacteria entering the portal blood from the intestines succeeds in passing through the liver into the systemic circulation.

تصاویر متحرک ویژه با سرعت بالا از عملکرد سلول‌های کوپفر، ماکروفاژهای فاگوسیتی بزرگ که سینوس‌های وریدی کبد را می‌پوشانند، نشان داده‌اند که این سلول‌ها به طور موثر خون را هنگام عبور از سینوس‌ها پاک می‌کنند. هنگامی که یک باکتری در تماس لحظه ای با یک سلول کوپفر قرار می گیرد، باکتری در کمتر از 0.01 ثانیه از دیواره سلول کوپفر به داخل عبور می کند تا به طور دائم در آن ساکن شود تا زمانی که هضم شود. احتمالاً کمتر از 1 درصد از باکتری‌هایی که از روده وارد خون پورتال می‌شوند، موفق می‌شوند از طریق کبد وارد گردش خون سیستمیک شوند.

Metabolic Functions of the Liver

The liver is a large, chemically reactant pool of cells that have a high rate of metabolism. These cells share substrates and energy from one metabolic system to another, process and synthesize multiple substances that are transported to other areas of the body, and perform myriad other metabolic functions. For these reasons, a major share of the entire discipline of biochemistry is devoted to the metabolic reactions in the liver. In this chapter, we summarize the major metabolic functions that are especially important in understanding the integrated physiology of the body.

عملکردهای متابولیک کبد

کبد یک حوضچه بزرگ و واکنش شیمیایی از سلول هاست که سرعت متابولیسم بالایی دارند. این سلول ها بسترها و انرژی را از یک سیستم متابولیک به سیستم دیگر به اشتراک می گذارند، مواد متعددی را که به نواحی دیگر بدن منتقل می شوند، پردازش و سنتز می کنند و بی شمار عملکرد متابولیکی دیگر را انجام می دهند. به این دلایل، سهم عمده ای از کل رشته بیوشیمی به واکنش های متابولیکی در کبد اختصاص دارد. در این فصل، عملکردهای اصلی متابولیک را که به ویژه در درک فیزیولوژی یکپارچه بدن مهم هستند، خلاصه می کنیم.

Carbohydrate Metabolism

In carbohydrate metabolism, the liver performs the following functions, as summarized from Chapter 68:

متابولیسم کربوهیدرات

در متابولیسم کربوهیدرات، کبد وظایف زیر را انجام می دهد که در فصل 68 خلاصه شده است:

1. Storage of large amounts of glycogen

1. ذخیره مقادیر زیادی گلیکوژن

2. Conversion of galactose and fructose to glucosen

2. تبدیل گالاکتوز و فروکتوز به گلوکز

3. Gluconeogenesis

3. گلوکونئوژنز

4. Formation of many chemical compounds from intermediate products of carbohydrate metabolism The liver is especially important for maintaining a normal blood glucose concentration. Storage of glycogen allows the liver to remove excess glucose from the blood, store it, and then return it to the blood when the blood glucose concentration begins to fall too low, which is called the glucose buffer function of the liver. In a person with poor liver function, blood glucose concentration after a meal rich in carbohydrates may rise two to three times as much as in a person with normal liver function.

4. تشکیل بسیاری از ترکیبات شیمیایی از محصولات میانی متابولیسم کربوهیدرات کبد برای حفظ غلظت طبیعی گلوکز خون اهمیت ویژه ای دارد. ذخیره گلیکوژن به کبد این امکان را می دهد که گلوکز اضافی را از خون خارج کند، آن را ذخیره کند و زمانی که غلظت گلوکز خون شروع به کاهش بیش از حد کرد، آن را به خون بازگرداند که به آن عملکرد بافر گلوکز کبد می گویند. در فردی با عملکرد ضعیف کبد، غلظت گلوکز خون پس از یک وعده غذایی غنی از کربوهیدرات ممکن است دو تا سه برابر بیشتر از یک فرد با عملکرد طبیعی کبد افزایش یابد.

Gluconeogenesis in the liver is also important in maintaining a normal blood glucose concentration because gluconeogenesis occurs to a significant extent only when the glucose concentration falls below normal. Large amounts of amino acids and glycerol from triglycerides are then converted into glucose, thereby helping to maintain a relatively normal blood glucose concentration.

گلوکونئوژنز در کبد نیز در حفظ غلظت طبیعی گلوکز خون مهم است زیرا گلوکونئوژنز تنها زمانی رخ می دهد که غلظت گلوکز کمتر از حد طبیعی باشد. سپس مقادیر زیادی از اسیدهای آمینه و گلیسرول حاصل از تری گلیسیریدها به گلوکز تبدیل می‌شوند و در نتیجه به حفظ غلظت نسبتاً طبیعی گلوکز خون کمک می‌کنند.

Fat Metabolism

Although most cells of the body metabolize fat, certain aspects of fat metabolism occur mainly in the liver. In fat metabolism, the liver performs the following specific functions, as summarized from Chapter 69:

متابولیسم چربی

اگرچه بیشتر سلول های بدن چربی را متابولیزه می کنند، جنبه های خاصی از متابولیسم چربی عمدتاً در کبد رخ می دهد. در متابولیسم چربی، کبد وظایف خاص زیر را انجام می دهد که در فصل 69 خلاصه شده است:

1. Oxidation of fatty acids to supply energy for other body functions

1. اکسیداسیون اسیدهای چرب برای تامین انرژی برای سایر عملکردهای بدن

2. Synthesis of large quantities of cholesterol, phospholipids, and most lipoproteins

2. سنتز مقادیر زیادی کلسترول، فسفولیپیدها و بیشتر لیپوپروتئین ها

3. Synthesis of fat from proteins and carbohydrates To derive energy from neutral fats, the fat is first split into glycerol and fatty acids. The fatty acids are then split by beta- oxidation into two-carbon acetyl radicals that form acetyl coenzyme A (acetyl-CoA). Acetyl-CoA can enter the citric acid cycle and be oxidized to liberate large amounts of energy. Beta-oxidation can take place in all cells of the body, but it occurs especially rapidly in the hepatic cells. The liver cannot use all the acetyl-CoA that is formed; instead, it is converted by the condensation of two molecules of acetyl-CoA into acetoacetic acid, a highly soluble acid that passes from the hepatic cells into the extracellular fluid and is then transported throughout the body to be absorbed by other tissues. These tissues reconvert the acetoacetic acid into acetyl-CoA and then oxidize it in the usual manner. Thus, the liver is responsible for a major part of the metabolism of fats.

3. سنتز چربی از پروتئین ها و کربوهیدرات ها برای به دست آوردن انرژی از چربی های خنثی، ابتدا چربی به گلیسرول و اسیدهای چرب تقسیم می شود. سپس اسیدهای چرب با اکسیداسیون بتا به رادیکال‌های استیل دو کربنه تقسیم می‌شوند که استیل کوآنزیم A (استیل کوآ) را تشکیل می‌دهند. استیل کوآ می تواند وارد چرخه اسید سیتریک شود و برای آزادسازی مقادیر زیادی انرژی اکسید شود. بتا اکسیداسیون می تواند در تمام سلول های بدن اتفاق بیفتد، اما به ویژه در سلول های کبدی به سرعت رخ می دهد. کبد نمی تواند از تمام استیل کوآ تشکیل شده استفاده کند. در عوض، با تراکم دو مولکول استیل کوآ به اسید استواستیک، اسیدی بسیار محلول که از سلول‌های کبدی به مایع خارج سلولی می‌رود، تبدیل می‌شود و سپس به سراسر بدن منتقل می‌شود تا توسط بافت‌های دیگر جذب شود. این بافت ها اسید استواستیک را دوباره به استیل کوآ تبدیل می کنند و سپس آن را به روش معمول اکسید می کنند. بنابراین، کبد مسئول بخش عمده ای از متابولیسم چربی ها است.

About 80% of the cholesterol synthesized in the liver is converted into bile salts, which are secreted into the bile; the remainder is transported in the lipoproteins and carried by the blood to the tissue cells of the body. Phospholipids are likewise synthesized in the liver and transported principally in the lipoproteins. Both cholesterol and phospholipids are used by the cells to form membranes, intracellular structures, and multiple chemical substances that are important to cellular function.

حدود 80 درصد از کلسترول سنتز شده در کبد به نمک های صفراوی تبدیل می شود که به صفرا ترشح می شود. باقی مانده در لیپوپروتئین ها منتقل می شود و توسط خون به سلول های بافتی بدن منتقل می شود. فسفولیپیدها نیز در کبد سنتز می شوند و عمدتاً در لیپوپروتئین ها منتقل می شوند. هم کلسترول و هم فسفولیپیدها توسط سلول ها برای تشکیل غشاها، ساختارهای درون سلولی و چندین ماده شیمیایی که برای عملکرد سلولی مهم هستند استفاده می شوند.

Almost all the fat synthesis in the body from carbohydrates and proteins also occurs in the liver. After fat is synthesized in the liver, it is transported in the lipoproteins to the adipose tissue to be stored.

تقریباً تمام سنتز چربی در بدن از کربوهیدرات ها و پروتئین ها نیز در کبد اتفاق می افتد. پس از سنتز چربی در کبد، در لیپوپروتئین ها به بافت چربی منتقل می شود تا ذخیره شود.

Protein Metabolism

The body cannot dispense with the liver’s contribution to protein metabolism for more than a few days without death ensuing. The most important functions of the liver in protein metabolism, as summarized from Chapter 70, are the following:

متابولیسم پروتئین

بدن نمی تواند بیش از چند روز بدون مرگ از سهم کبد در متابولیسم پروتئین چشم پوشی کند. مهمترین وظایف کبد در متابولیسم پروتئین، همانطور که در فصل 70 خلاصه شده است، به شرح زیر است:

1. Deamination of amino acids

1. دآمیناسیون اسیدهای آمینه

2. Formation of urea for removal of ammonia from the body fluids

2. تشکیل اوره برای حذف آمونیاک از مایعات بدن

3. Formation of plasma proteins

3. تشکیل پروتئین های پلاسما

4. Interconversions of the various amino acids and synthesis of other compounds from amino acids Deamination of amino acids is required before they can be used for energy or converted into carbohydrates or fats. A small amount of deamination can occur in the other tissues of the body, especially in the kidneys, but it is much less important than the deamination of amino acids by the liver.

4. تبدیل آمینو اسیدهای مختلف و سنتز ترکیبات دیگر از آمینو اسیدها قبل از استفاده از اسیدهای آمینه برای انرژی یا تبدیل آنها به کربوهیدرات یا چربی، آمینو اسیدها مورد نیاز است. مقدار کمی دآمیناسیون می تواند در سایر بافت های بدن، به ویژه در کلیه ها رخ دهد، اما اهمیت آن بسیار کمتر از دآمیناسیون اسیدهای آمینه توسط کبد است.

Formation of urea by the liver removes ammonia from the body fluids. Large amounts of ammonia are formed by the deamination process, and additional amounts are continually formed in the gut by bacteria and then absorbed into the blood. Therefore, if the liver does not form urea, the plasma ammonia concentration rises rapidly and results in hepatic coma and death. Indeed, even greatly decreased blood flow through the liver-as occurs occasionally when a shunt develops between the portal vein and the vena cava can cause excessive ammonia in the blood, an extremely toxic condition.

تشکیل اوره توسط کبد، آمونیاک را از مایعات بدن خارج می کند. مقادیر زیادی آمونیاک در فرآیند دآمیناسیون تشکیل می شود و مقادیر اضافی به طور مداوم در روده توسط باکتری ها تشکیل می شود و سپس جذب خون می شود. بنابراین، اگر کبد اوره تشکیل ندهد، غلظت آمونیاک پلاسما به سرعت افزایش می یابد و منجر به کمای کبدی و مرگ می شود. در واقع، حتی کاهش شدید جریان خون از طریق کبد – همانطور که گاهی اوقات زمانی که یک شانت بین ورید پورتال و ورید اجوف ایجاد می‌شود، می‌تواند باعث آمونیاک بیش از حد در خون شود که یک وضعیت بسیار سمی است.

Essentially all the plasma proteins, with the exception of part of the gamma globulins, are formed by the hepatic cells, accounting for about 90% of all the plasma proteins. The remaining gamma globulins are the antibodies formed mainly by plasma cells in the lymph tissue of the body. The liver can form plasma proteins at a maximum rate of 15 to 50 g/day. Therefore, even if as much as half the plasma proteins are lost from the body, they can be replenished in 1 or 2 weeks.

اساساً تمام پروتئین‌های پلاسما، به استثنای بخشی از گاما گلوبولین‌ها، توسط سلول‌های کبدی تشکیل می‌شوند که حدود 90 درصد از کل پروتئین‌های پلاسما را تشکیل می‌دهند. گاما گلوبولین های باقی مانده آنتی بادی هایی هستند که عمدتا توسط سلول های پلاسما در بافت لنفاوی بدن تشکیل می شوند. کبد می تواند پروتئین های پلاسما را با حداکثر سرعت 15 تا 50 گرم در روز تشکیل دهد. بنابراین، حتی اگر نیمی از پروتئین های پلاسما از بدن از بین برود، می توان آنها را در عرض 1 یا 2 هفته دوباره پر کرد.

Plasma protein depletion causes rapid mitosis of the hepatic cells and growth of the liver to a larger size; these effects are coupled with rapid output of plasma proteins until the plasma concentration returns to normal. With chronic liver disease (e.g., cirrhosis), plasma proteins, such as albumin, may fall to very low levels, causing generalized edema and ascites, as explained in Chapter 30.

کاهش پروتئین پلاسما باعث میتوز سریع سلول های کبدی و رشد کبد به اندازه بزرگتر می شود. این اثرات با برون ده سریع پروتئین های پلاسما همراه است تا زمانی که غلظت پلاسما به حالت عادی برگردد. همانطور که در فصل 30 توضیح داده شد، با بیماری مزمن کبدی (به عنوان مثال، سیروز)، پروتئین های پلاسما مانند آلبومین ممکن است به سطوح بسیار پایین کاهش یابد و باعث ادم عمومی و آسیت شود.

Among the most important functions of the liver is its ability to synthesize certain amino acids and other important chemical compounds from amino acids. For example, the so-called nonessential amino acids can all be synthesized in the liver. To perform this function, a keto acid having the same chemical composition (except at the keto oxygen) as that of the amino acid to be formed is synthesized. An amino radical is then transferred through several stages of transamination from an available amino acid to the keto acid to take the place of the keto oxygen.

از جمله مهمترین عملکردهای کبد، توانایی آن در سنتز اسیدهای آمینه خاص و سایر ترکیبات شیمیایی مهم از اسیدهای آمینه است. به عنوان مثال، اسیدهای آمینه غیر ضروری همگی می توانند در کبد سنتز شوند. برای انجام این عملکرد، یک کتواسید با ترکیب شیمیایی یکسان (به جز در کتواکسیژن) با ترکیب اسید آمینه ای که باید تشکیل شود، سنتز می شود. سپس یک رادیکال آمینه از طریق چندین مرحله ترانس آمینو از یک اسید آمینه موجود به کتواسید منتقل می شود تا جای کتواکسیژن را بگیرد.

Other Metabolic Functions of the Liver

The Liver Is a Storage Site for Vitamins. The liver has a particular propensity for storing vitamins and has long been known as an excellent source of certain vitamins in the treatment of patients. The vitamin stored in greatest quantity in the liver is vitamin A, but large quantities of vitamin D and vitamin B12 are normally stored there as well. Sufficient quantities of vitamin A can be stored to prevent vitamin A deficiency for as long as 10 months. Sufficient quantities of vitamin D can be stored to prevent deficiency for 3 to 4 months, and enough vitamin B12 can be stored to last for at least 1 year and perhaps for several years.

سایر عملکردهای متابولیک کبد

کبد محل ذخیره ویتامین ها است. کبد تمایل خاصی به ذخیره ویتامین ها دارد و از دیرباز به عنوان منبع عالی ویتامین های خاص در درمان بیماران شناخته شده است. بیشترین مقدار ویتامین ذخیره شده در کبد ویتامین A است، اما مقادیر زیادی ویتامین D و ویتامین B12 نیز معمولاً در آن ذخیره می شود. می توان مقادیر کافی ویتامین A را برای جلوگیری از کمبود ویتامین A تا 10 ماه ذخیره کرد. می توان مقادیر کافی ویتامین D را برای جلوگیری از کمبود به مدت 3 تا 4 ماه ذخیره کرد و ویتامین B12 کافی را می توان برای حداقل 1 سال و شاید چندین سال ذخیره کرد.

The Liver Stores Iron as Ferritin. Except for the iron in the hemoglobin of the blood, by far the greatest proportion of iron in the body is stored in the liver in the form of ferritin. The hepatic cells contain large amounts of a protein called apoferritin, which is capable of combining reversibly with iron. Therefore, when iron is available in the body fluids in extra quantities, it combines with apoferritin to form ferritin and is stored in this form in the hepatic cells until needed elsewhere. When the iron in the circulating body fluids reaches a low level, the ferritin releases the iron. Thus, the apoferritin-ferritin system of the liver acts as a blood iron buffer, as well as an iron storage medium. Other functions of the liver in relation to iron metabolism and red blood cell formation are considered in Chapter 33.

کبد آهن را به عنوان فریتین ذخیره می کند. به جز آهن موجود در هموگلوبین خون، بیشترین نسبت آهن در بدن به شکل فریتین در کبد ذخیره می شود. سلول های کبدی حاوی مقادیر زیادی پروتئین به نام آپوفریتین هستند که قابلیت ترکیب برگشت پذیر با آهن را دارد. بنابراین، هنگامی که آهن به مقدار اضافی در مایعات بدن در دسترس است، با آپوفریتین ترکیب می شود و فریتین را تشکیل می دهد و به این شکل در سلول های کبدی ذخیره می شود تا زمانی که در جاهای دیگر مورد نیاز باشد. هنگامی که آهن موجود در مایعات در گردش بدن به سطح پایینی می رسد، فریتین آهن را آزاد می کند. بنابراین، سیستم آپوفریتین-فریتین کبد به عنوان یک بافر آهن خون و همچنین یک محیط ذخیره آهن عمل می کند. سایر عملکردهای کبد در رابطه با متابولیسم آهن و تشکیل گلبول های قرمز خون در فصل 33 در نظر گرفته شده است.

The Liver Forms Substances Used in Blood Coagulation. Substances formed in the liver that are used in the coagulation process include fibrinogen, prothrombin, accelerator globulin, factor VII, and several other important factors. Vitamin K is required by the metabolic processes of the liver for the formation of several of these substances, especially prothrombin and factors VII, IX, and X. In the absence of vitamin K, the concentrations of all these substances decrease markedly and almost prevent blood coagulation.

کبد مواد مورد استفاده در انعقاد خون را تشکیل می دهد. مواد تشکیل شده در کبد که در فرآیند انعقاد استفاده می شوند عبارتند از فیبرینوژن، پروترومبین، گلوبولین شتاب دهنده، فاکتور VII و چندین عامل مهم دیگر. ویتامین K توسط فرآیندهای متابولیک کبد برای تشکیل چندین مورد از این مواد، به ویژه پروترومبین و فاکتورهای VII، IX و X مورد نیاز است. در غیاب ویتامین K، غلظت همه این مواد به طور قابل توجهی کاهش می یابد و تقریباً از انعقاد خون جلوگیری می کند.

The Liver Removes or Excretes Drugs, Hormones, and Other Substances. The liver is well known for its ability to detoxify or excrete many drugs into the bile, including sulfonamides, penicillin, ampicillin, and erythromycin.

کبد داروها، هورمون ها و سایر مواد را دفع یا دفع می کند. کبد به دلیل توانایی خود در سم زدایی یا دفع بسیاری از داروها از جمله سولفونامیدها، پنی سیلین، آمپی سیلین و اریترومایسین به خوبی شناخته شده است.

Several of the hormones secreted by the endocrine glands are also either chemically altered or excreted by the liver, including thyroxine and essentially all the steroid hormones, such as estrogen, cortisol, and aldosterone. Liver damage can lead to excess accumulation of one or more of these hormones in the body fluids and therefore cause overactivity of the hormonal systems.

تعدادی از هورمون های ترشح شده از غدد درون ریز نیز از نظر شیمیایی تغییر می یابند یا توسط کبد دفع می شوند، از جمله تیروکسین و اساساً تمام هورمون های استروئیدی مانند استروژن، کورتیزول و آلدوسترون. آسیب کبدی می تواند منجر به تجمع بیش از حد یک یا چند مورد از این هورمون ها در مایعات بدن شود و در نتیجه باعث فعالیت بیش از حد سیستم های هورمونی شود.

Finally, one of the major routes for excreting calcium from the body is secretion by the liver into the bile, which then passes into the gut and is lost in the feces.

در نهایت، یکی از راه های اصلی دفع کلسیم از بدن، ترشح توسط کبد به صفرا است که سپس به روده رفته و در مدفوع از بین می رود.

Measurement of Bilirubin in the Bile as a Clinical Diagnostic Tool

Formation of bile by the liver and the function of bile salts in the digestive and absorptive processes of the intestinal tract are discussed in Chapters 65 and 66. In addition, many substances are excreted in the bile and then eliminated in the feces. One of these substances is the greenish-yellow pigment bilirubin, which is a major end product of hemoglobin degradation, as pointed out in Chapter 33. However, bilirubin also provides an exceedingly valuable tool for diagnosing both hemolytic blood diseases and various types of liver diseases. Therefore, while referring to Figure 71-2, let us explain this.

اندازه گیری بیلی روبین در صفرا به عنوان یک ابزار تشخیصی بالینی

تشکیل صفرا توسط کبد و عملکرد نمک های صفراوی در فرآیندهای گوارشی و جذبی دستگاه روده در فصل های 65 و 66 مورد بحث قرار گرفته است. علاوه بر این، بسیاری از مواد در صفرا دفع شده و سپس با مدفوع دفع می شوند. یکی از این مواد بیلی روبین رنگدانه زرد متمایل به سبز است که محصول نهایی اصلی تخریب هموگلوبین است، همانطور که در فصل 33 اشاره شد. با این حال، بیلی روبین همچنین ابزار بسیار ارزشمندی برای تشخیص بیماری های همولیتیک خون و انواع مختلف بیماری های کبدی فراهم می کند. بنابراین، ضمن اشاره به شکل 71-2، اجازه دهید این مورد را توضیح دهیم.

Briefly, when the red blood cells have lived out their life span (on average, 120 days) and have become too fragile to exist in the circulatory system, their cell membranes rupture, and the released hemoglobin is phagocytized by tissue macrophages (also called the reticuloendothelial system) throughout the body. The hemoglobin is first split into globin and heme, and the heme ring is opened to give (1) free iron, which is transported in the blood by transferrin, and (2) a straight chain of four pyrrole nuclei, which is the substrate from which bilirubin will eventually be formed. The first substance formed is biliverdin, but this substance is rapidly reduced to free bilirubin, also called unconjugated bilirubin, which is gradually released from the macrophages into the plasma. This form of bilirubin immediately combines strongly with plasma albumin and is transported in this combination throughout the blood and interstitial fluids.

به طور خلاصه، زمانی که گلبول‌های قرمز عمر خود را (به طور متوسط ​​120 روز) می‌گذرانند و برای وجود در سیستم گردش خون بسیار شکننده می‌شوند، غشای سلولی آن‌ها پاره می‌شود و هموگلوبین آزاد شده توسط ماکروفاژهای بافتی (که سیستم رتیکولواندوتلیال نیز نامیده می‌شود) در سراسر بدن فاگوسیته می‌شود. هموگلوبین ابتدا به گلوبین و هِم تقسیم می‌شود و حلقه هم باز می‌شود تا (1) آهن آزاد که توسط ترانسفرین در خون منتقل می‌شود و (2) یک زنجیره مستقیم از چهار هسته پیرول، که بستری است که در نهایت بیلی روبین از آن تشکیل می‌شود. اولین ماده تشکیل شده بیلی وردین است، اما این ماده به سرعت به بیلی روبین آزاد کاهش می یابد که به آن بیلی روبین غیر کونژوگه نیز می گویند که به تدریج از ماکروفاژها به داخل پلاسما آزاد می شود. این شکل از بیلی روبین بلافاصله به شدت با آلبومین پلاسما ترکیب می شود و در این ترکیب در سراسر خون و مایعات بینابینی منتقل می شود.

Within hours, the unconjugated bilirubin is absorbed through the hepatic cell membrane. In passing to the in- side of the liver cells, it is released from the plasma albumin and soon thereafter conjugated about 80% with glucuronic acid to form bilirubin glucuronide, about 10% with sulfate to form bilirubin sulfate, and about 10% with a multitude of other substances. In these forms, the bilirubin is excreted from the hepatocytes by an active transport process into the bile canaliculi and then into the intestines.

ظرف چند ساعت، بیلی روبین غیر کونژوگه از طریق غشای سلولی کبد جذب می شود. در عبور از داخل سلول‌های کبدی، از آلبومین پلاسما آزاد می‌شود و به زودی پس از آن حدود 80 درصد با اسید گلوکورونیک برای تشکیل بیلی روبین گلوکورونید، حدود 10 درصد با سولفات برای تشکیل سولفات بیلی روبین و حدود 10 درصد با بسیاری از مواد دیگر کونژوگه می‌شود. در این اشکال، بیلی روبین از سلول های کبدی توسط یک فرآیند انتقال فعال به داخل کانال های صفراوی و سپس به روده ها دفع می شود.

Formation and Fate of Urobilinogen. Once in the intestine, about half of the “conjugated” bilirubin is converted by bacterial action into urobilinogen, which is highly soluble. Some of the urobilinogen is reabsorbed through the intestinal mucosa back into the blood, and most is re-excreted by the liver back into the gut, but about 5% is excreted by the kidneys into the urine. After exposure to air in the urine, urobilinogen becomes oxidized to urobilin; alternatively, in the feces, it becomes altered and oxidized to form stercobilin. These interrelations of bilirubin and the other bilirubin products are shown in Figure 71-2.

تشکیل و سرنوشت اوروبیلینوژن. هنگامی که در روده قرار می گیرد، حدود نیمی از بیلی روبین “کونژوگه” توسط باکتری به اوروبیلینوژن تبدیل می شود که بسیار محلول است. مقداری از urobilinogen از طریق مخاط روده دوباره به خون بازجذب می شود و بیشتر توسط کبد دوباره به روده دفع می شود، اما حدود 5٪ از طریق کلیه ها به ادرار دفع می شود. پس از قرار گرفتن در معرض هوا در ادرار، اوروبیلینوژن به اوروبیلین اکسید می شود. به طور متناوب، در مدفوع، تغییر یافته و اکسید می شود و استرکوبیلین را تشکیل می دهد. این روابط متقابل بیلی روبین و سایر محصولات بیلی روبین در شکل 71-2 نشان داده شده است.

Figure 71-2. Bilirubin formation and excretion.

شکل 71-2. تشکیل و دفع بیلی روبین.

Jaundice Excess Bilirubin in the Extracellular Fluid

Jaundice refers to a yellowish tint to the body tissues, including a yellowness of the skin and deep tissues. The usual cause of jaundice is large quantities of bilirubin in the extracellular flu- ids either unconjugated or conjugated bilirubin. The normal plasma concentration of bilirubin, which is almost entirely the unconjugated form, averages 0.5 mg/dl of plasma. In certain abnormal conditions, this amount can rise to as high as 40 mg/ dl, and much of it can become the conjugated type. The skin usually begins to appear jaundiced when the concentration rises to about three times normal-that is, above 1.5 mg/dl.

زردی بیلی روبین اضافی در مایع خارج سلولی

زردی به رنگ زرد در بافت های بدن، از جمله زردی پوست و بافت های عمیق اشاره دارد. علت معمول زردی مقادیر زیاد بیلی روبین در مایعات خارج سلولی بیلی روبین غیر کونژوگه یا کونژوگه است. غلظت طبیعی بیلی روبین پلاسما، که تقریباً به طور کامل شکل غیر کونژوگه است، به طور متوسط ​​0.5 میلی گرم در دسی لیتر پلاسما است. در برخی شرایط غیرطبیعی، این مقدار می تواند تا 40 میلی گرم در دسی لیتر افزایش یابد و بیشتر آن می تواند به نوع کونژوگه تبدیل شود. پوست معمولاً زمانی شروع به زردی می کند که غلظت آن به حدود سه برابر نرمال افزایش یابد، یعنی بالای 1.5 میلی گرم در دسی لیتر.

The common causes of jaundice are (1) increased destruction of red blood cells, with rapid release of bilirubin into the blood, and (2) obstruction of the bile ducts or damage to the liver cells so that even the usual amounts of bilirubin cannot be excreted into the gastrointestinal tract. These two types of jaundice are called, respectively, hemolytic jaundice and obstructive jaundice.

علل شایع زردی عبارتند از (1) افزایش تخریب گلبول های قرمز خون، با آزاد شدن سریع بیلی روبین در خون، و (2) انسداد مجاری صفراوی یا آسیب به سلول های کبدی به طوری که حتی مقادیر معمول بیلی روبین نمی تواند به دستگاه گوارش دفع شود. این دو نوع زردی را به ترتیب زردی همولیتیک و زردی انسدادی می نامند.

Hemolytic Jaundice Is Caused by Hemolysis of Red Blood Cells. In hemolytic jaundice, the excretory function of the liver is not impaired, but red blood cells are hemolyzed so rapidly that the hepatic cells simply cannot excrete the bilirubin as quickly as it is formed. Therefore, plasma concentration of free bilirubin rises to above-normal levels. Like- wise, the rate of formation of urobilinogen in the intestine is greatly increased, and much of this urobilinogen is absorbed into the blood and later excreted in the urine.

زردی همولیتیک در اثر همولیز گلبول های قرمز ایجاد می شود. در زردی همولیتیک، عملکرد دفعی کبد مختل نمی شود، اما گلبول های قرمز خون آنقدر سریع همولیز می شوند که سلول های کبدی به سادگی نمی توانند بیلی روبین را به همان سرعتی که تشکیل می شود دفع کنند. بنابراین، غلظت بیلی روبین آزاد پلاسما به سطوح بالاتر از حد طبیعی می رسد. به همین ترتیب، سرعت تشکیل اوروبیلینوژن در روده به میزان زیادی افزایش می‌یابد و بسیاری از این اوروبیلینوژن در خون جذب می‌شود و بعداً از طریق ادرار دفع می‌شود.

Obstructive Jaundice Is Caused by Obstruction of Bile Ducts or Liver Disease. In obstructive jaundice that is caused either by obstruction of the bile ducts (which most often occurs when a gallstone or cancer blocks the common bile duct) or by damage to the hepatic cells (which occurs in hepatitis), the rate of bilirubin formation is normal, but the bilirubin formed cannot pass from the blood into the intestines. The unconjugated bilirubin still enters the liver cells and becomes conjugated in the usual way. This conjugated bilirubin is then returned to the blood, probably by rupture of the congested bile canaliculi and direct emptying of the bile into the lymph leaving the liver. Thus, most of the bilirubin in the plasma becomes the conjugated type rather than the unconjugated type in obstructive jaundice.

زردی انسدادی در اثر انسداد مجاری صفراوی یا بیماری کبد ایجاد می شود. در زردی انسدادی که یا به دلیل انسداد مجاری صفراوی (که اغلب زمانی رخ می دهد که سنگ یا سرطان مجرای صفراوی مشترک را مسدود می کند) یا در اثر آسیب به سلول های کبدی (که در هپاتیت رخ می دهد) ایجاد می شود، سرعت تشکیل بیلی روبین طبیعی است، اما بیلی روبین تشکیل شده نمی تواند از خون به روده منتقل شود. بیلی روبین غیر کونژوگه هنوز وارد سلول های کبدی می شود و به روش معمول کونژوگه می شود. این بیلی روبین کونژوگه، احتمالاً با پارگی مجرای صفراوی متراکم و تخلیه مستقیم صفرا به داخل لنف که کبد را ترک می‌کند، به خون بازگردانده می‌شود. بنابراین، بیشتر بیلی روبین موجود در پلاسما در زردی انسدادی به نوع کونژوگه تبدیل می شود تا نوع غیر کونژوگه.

Diagnostic Differences Between Hemolytic and Obstructive Jaundice. Chemical laboratory tests can be used to differentiate between unconjugated and conjugated bilirubin in the plasma. In hemolytic jaundice, almost all the bilirubin is in the “unconjugated” form; in obstructive jaundice, it is mainly in the “conjugated” form. A test called the van den Bergh reaction can be used to differentiate between the two.

تفاوت های تشخیصی بین زردی همولیتیک و انسدادی. از آزمایشات آزمایشگاهی شیمیایی می توان برای افتراق بین بیلی روبین غیر کونژوگه و کونژوگه در پلاسما استفاده کرد. در زردی همولیتیک، تقریباً تمام بیلی روبین به شکل “غیر کونژوگه” است. در یرقان انسدادی، عمدتاً به شکل “کونژوگه” است. برای تمایز بین این دو می توان از آزمایشی به نام واکنش ون دن برگ استفاده کرد.

When total obstruction of bile flow occurs, no bilirubin can reach the intestines to be converted into urobilinogen by bacteria. Therefore, no urobilinogen is reabsorbed into the blood, and none can be excreted by the kidneys into the urine. Consequently, in total obstructive jaundice, tests for urobilinogen in the urine are completely negative. Also, stools become clay-colored owing to a lack of stercobilin and other bile pigments.

هنگامی که انسداد کامل جریان صفرا رخ می دهد، هیچ بیلی روبین نمی تواند به روده برسد تا توسط باکتری ها به اوروبیلینوژن تبدیل شود. بنابراین، هیچ اوروبیلینوژنی در خون بازجذب نمی‌شود و هیچ‌کدام نمی‌تواند توسط کلیه‌ها به ادرار دفع شود. در نتیجه، در یرقان انسدادی کل، آزمایش اوروبیلینوژن در ادرار کاملاً منفی است. همچنین، مدفوع به دلیل کمبود استرکوبیلین و سایر رنگدانه های صفراوی به رنگ رسی تبدیل می شود.

Another major difference between unconjugated and conjugated bilirubin is that the kidneys can excrete small quantities of the highly soluble conjugated bilirubin but not the albumin-bound unconjugated bilirubin. Therefore, in severe obstructive jaundice, significant quantities of conjugated bilirubin appear in the urine. This phenomenon can be demonstrated simply by shaking the urine and observing the foam, which turns an intense yellow. Thus, by understanding the physiology of bilirubin excretion by the liver and by the use of a few simple tests, it is often possible to differentiate among multiple types of hemolytic diseases and liver diseases, as well as to determine the severity of the disease.

یکی دیگر از تفاوت های عمده بین بیلی روبین غیر کونژوگه و کونژوگه این است که کلیه ها می توانند مقادیر کمی از بیلی روبین کونژوگه بسیار محلول را دفع کنند اما بیلی روبین غیر کونژوگه متصل به آلبومین را نمی توانند دفع کنند. بنابراین، در زردی انسدادی شدید، مقادیر قابل توجهی بیلی روبین کونژوگه در ادرار ظاهر می شود. این پدیده را می توان به سادگی با تکان دادن ادرار و مشاهده فوم که به رنگ زرد شدید نشان داد. بنابراین، با درک فیزیولوژی دفع بیلی روبین توسط کبد و با استفاده از چند آزمایش ساده، اغلب می توان بین انواع مختلف بیماری های همولیتیک و بیماری های کبدی افتراق داد و همچنین شدت بیماری را تعیین کرد.