Epeképződés

A máj naponta körülbelül 500–600 ml epét választ ki. Az epe izoozmotikus a plazmához képest, és elsősorban vízből, elektrolitokból, epesavakból, foszfolipidekből (elsősorban lecitinből), koleszterinből, bilirubinból és más endogén vagy exogén komponensekből áll, például a gyomor-bélrendszer működését szabályozó fehérjékből, gyógyszerekből vagy azok metabolitjaiból. A bilirubin a hem komponenseinek bomlásterméke a hemoglobin lebomlása során. Az epesavak, más néven epesavak képződése más epe alkotóelemek, különösen nátrium és víz kiválasztását okozza. Az epesavak funkciói közé tartozik a potenciálisan mérgező anyagok (pl. bilirubin, gyógyszermetabolitok) kiválasztása, a zsírok és zsírban oldódó vitaminok bélben történő oldódása a felszívódás megkönnyítése érdekében, valamint a bél ozmotikus tisztításának aktiválása.

Az epe szintéziséhez és szekréciójához aktív transzportmechanizmusok, valamint olyan folyamatok szükségesek, mint az endocitózis és a passzív diffúzió. Az epe a szomszédos hepatociták közötti csatornácskákban képződik. Az epesavak szekréciója a csatornácskákban az epeképződés sebességmeghatározó lépése. A szekréció és a felszívódás szintén az epevezetékekben történik.

A májban az intrahepatikus gyűjtőrendszerből származó epe a proximális, vagy közös májvezetékbe jut. Az étkezéseken kívül a közös májvezetékből kiválasztott epe körülbelül 50%-a a húgyvezetéken keresztül jut be az epehólyagba; a fennmaradó 50% közvetlenül a közös epevezetékbe kerül, amely a közös májvezeték és a húgyvezeték összefolyásából jön létre. Étkezéseken kívül az epe kis része közvetlenül a májból származik. Az epehólyag az epehólyag vízének akár 90%-át is felszívja az epéből, koncentrálja és tárolja azt.

Az epe az epehólyagból a közös epevezetékbe áramlik. A közös epevezeték a hasnyálmirigy-vezetékkel egyesülve létrehozza a Vater ampulláját, amely a nyombélbe nyílik. Mielőtt a hasnyálmirigy-vezetékhez csatlakozna, a közös epevezeték átmérője < 0,6 cm-re szűkül. Az Oddi-záróizom körülveszi mind a hasnyálmirigy-, mind a közös epevezetéket; ezenkívül mindkét vezetéknek megvan a saját záróizma. Az epe normális esetben nem áramlik retrográd módon a hasnyálmirigy-vezetékbe. Ezek a záróizmok nagyon érzékenyek a kolecisztokininre és más bélhormonokra (pl. gasztrin-aktiváló peptid), valamint a kolinerg tónus változásaira (pl. antikolinerg szerek hatására).

Egy átlagos étkezés során az epehólyag összehúzódni kezd, és az epevezeték záróizmai ellazulnak a kiválasztott bélhormonok és a kolinerg stimuláció hatására, ami elősegíti az epehólyag tartalmának körülbelül 75%-ának a nyombélbe jutását. Ezzel szemben böjt alatt a záróizom tónusa fokozódik, ami elősegíti az epehólyag megtelését. Az epesavak a proximális vékonybélben passzív diffúzióval rosszul szívódnak fel; a legtöbb epesav eléri a disztális ileumot, ahol 90%-uk aktívan felszívódik a portális vénás ágyba. A májba visszatérve az epesavak hatékonyan kivonódnak, gyorsan módosulnak (például a szabad savak megkötődnek), és visszaszekretálódnak az epébe. Az epesavak naponta 10-12 alkalommal keringenek az enterohepatikus körben.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Az epevezetékek anatómiája

Az epesavak, a konjugált bilirubin, a koleszterin, a foszfolipidek, a fehérjék, az elektrolitok és a víz a hepatociták által választódnak ki az epevezetékekbe. Az epeelválasztó apparátus magában foglalja a csatornamembrán transzportfehérjéket, az intracelluláris organellumokat ésa citoszkeleton struktúráit. A hepatociták közötti szoros átmenetek választják el a csatornácskák lumenét a máj keringési rendszerétől.

A csatornamembrán epesavak, bilirubin, kationok és anionok transzportfehérjéit tartalmazza. A mikrobolyhok növelik a területét. Az organellumokat a Golgi-készülék és a lizoszómák képviselik. A vezikulák fehérjék (például IgA) szállítására szolgálnak a sinusoidálisból a csatornamembránba, valamint a sejtben szintetizált koleszterin, foszfolipidek és esetleg epesavak transzportfehérjéinek a mikroszómákból a csatornamembránba juttatására.

A tubulusok körüli hepatocita citoplazmája citoszkeleton struktúrákat tartalmaz: mikrotubulusokat, mikrofilamentumokat és intermedier filamentumokat.

A mikrotubulusok a tubulin polimerizációjával képződnek, és hálózatot alkotnak a sejten belül, különösen a bazolaterális membrán és a Golgi-készülék közelében, részt vesznek a receptor-közvetített vezikuláris transzportban, a lipidek és bizonyos körülmények között az epesavak szekréciójában. A mikrotubulusok képződését a kolhicin gátolja.

A mikrofilamentumok felépítése polimerizált (F) és szabad (G) aktinok kölcsönhatását foglalja magában. A csatornamembrán körül koncentrálódó mikrofilamentumok határozzák meg a csatornák összehúzódási képességét és motilitását. A falloidin, amely fokozza az aktin polimerizációját, és a citokalazin B, amely gyengíti azt, gátolja a csatorna motilitását és epeúti elzáródást okoz.

Az intermedier filamentumok citokeratinból állnak, és hálózatot alkotnak a plazmamembránok, a sejtmag, az intracelluláris organellumok és más citoszkeletális struktúrák között. Az intermedier filamentumok szakadása az intracelluláris transzportfolyamatok zavarához és a tubulusok lumenének elzáródásához vezet.

A víz és az elektrolitok a hepatociták közötti szoros kapcsolatokon keresztül behatolva befolyásolják a tubuláris szekréció összetételét a tubulusok lumene és a Disse-terek közötti ozmotikus gradiens (paracelluláris áramlás) miatt. A szoros kapcsolatok integritása a plazmamembrán belső felületén található 225 kDa molekulatömegű ZO-1 fehérje jelenlététől függ. A szoros kapcsolatok megrepedését nagyobb, oldott molekulák jutása kíséri a tubulusokba, ami az ozmotikus gradiens elvesztéséhez és epeúti elzáródáshoz vezet. Megfigyelhető a tubuláris epe regurgitációja a sinusoidokba.

Az epevezetékek duktulusokba, néha cholangiolákba vagy Hering-csatornákba torkollnak. A duktulusok főként a portális zónákban helyezkednek el, és interlobuláris epevezetékekbe torkollnak, amelyek az epevezetékek közül elsőként követik a májartéria és a portális véna ágait, és a portális triászokban találhatók. Az interlobuláris vezetékek sövényvezetékeket alkotva egyesülnek, amíg két fő májvezeték nem alakul ki, amelyek a porta hepatis régiójában a jobb és a bal lebenyből indulnak ki.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ]

Az epe szekréciója

Az epe képződése számos energiafüggő transzportfolyamat részvételével történik. Szekréciója viszonylag független a perfúziós nyomástól. Az epe teljes áramlása emberben körülbelül 600 ml/nap. A májsejtek az epe két frakciójának szekrécióját biztosítják: az epesavaktól függő ("225 ml/nap") és azoktól független ("225 ml/nap"). A fennmaradó 150 ml/napot az epevezeték sejtjei választják ki.

Az epesavak szekréciója a legfontosabb tényező az epe (az epesavaktól függő frakció) képződésében. Az ozmotikusan aktív epesókat a víz követi. Az ozmotikus aktivitás változásai szabályozhatják a víz bejutását az epébe. Egyértelmű összefüggés van az epesavak szekréciója és az epe áramlása között.

Az epesavaktól független epefrakció létezését az epesavak nélküli epe előállításának lehetősége bizonyítja. Így az epeáramlás folyamatossága az epesavak kiválasztásának hiánya ellenére is lehetséges; a vízkiválasztás más ozmotikusan aktív oldott anyagoknak, például a glutationnak és a bikarbonátoknak köszönhető.

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ], [ 22 ], [ 23 ], [ 24 ], [ 25 ]

Az epe szekréciójának sejtes mechanizmusai

A hepatocita egy poláris szekréciós hámsejt, bazolaterális (szinuszos és laterális) és apikális (csőszerű) membránokkal.

Az epeképződés magában foglalja az epesavak és más szerves és szervetlen ionok megkötését, transzportjukat a bazolaterális (szinuszos) membránon, a citoplazmán és a csatornácskák membránján keresztül. Ezt a folyamatot a hepatocita és a paracelluláris térben található víz ozmotikus filtrációja kíséri. A sinusoidális és csatornácskák membránjainak transzportfehérjéinek azonosítása és jellemzése összetett. A csatornácskák szekréciós apparátusának vizsgálata különösen nehéz, de mára kidolgoztak egy módszert kettős hepatociták előállítására rövid életű kultúrában, és ez számos tanulmányban megbízhatónak bizonyult. A transzportfehérjék klónozása lehetővé teszi számunkra, hogy mindegyikük funkcióját külön-külön jellemezzük.

Az epeképződés folyamata bizonyos hordozófehérjék jelenlététől függ a bazolaterális és a kanalikuláris membránokban. A szekréció hajtóereje a bazolaterális membrán Na ⁺, K ⁺ - ATPáza, amely kémiai gradienst és potenciálkülönbséget biztosít a májsejt és a környező tér között. A Na⁺, K ⁺ - ATPáz három intracelluláris nátriumiont cserél két extracelluláris káliumionra, fenntartva a nátrium (magas kívül, alacsony belül) és a kálium (alacsony kívül, magas belül) koncentrációgradiensét. Ennek eredményeként a sejttartalom negatív töltésű (-35 mV) az extracelluláris térhez képest, ami elősegíti a pozitív töltésű ionok felvételét és a negatív töltésű ionok kiválasztását. A Na ⁺, K ⁺ -ATPáz nem található meg a kanalikuláris membránban. A membrán fluiditása befolyásolhatja az enzimaktivitást.

[ 26 ], [ 27 ], [ 28 ], [ 29 ], [ 30 ], [ 31 ], [ 32 ], [ 33 ]

Rögzítés a szinuszos membrán felületén

A bazolaterális (szinuszos) membrán több transzportrendszerrel rendelkezik a szerves anionok felvételére, amelyek szubsztrátspecificitása átfedésben van. A transzportfehérjéket korábban állatsejt-vizsgálatok alapján jellemezték. Az emberi transzportfehérjék közelmúltbeli klónozása jobban megértette funkciójukat. A szerves anion transzportfehérje (OATP) nátriumfüggetlen, és számos molekulát szállít, beleértve az epesavakat, a brómszulfaleint és valószínűleg a bilirubint. Úgy gondolják, hogy más transzporterek is szállítják a bilirubint a májsejtekbe. A taurinnal (vagy glicinnel) konjugált epesavakat a nátrium/epesav kotranszportáló fehérje (NTCP) szállítja.

A sejten belüli Na+ /H ^{+ionokat cserélő} és a pH-t szabályozó fehérje részt vesz az ionok bazolaterális membránon keresztüli átvitelében. Ezt a funkciót a Na ⁺ /HCO3– _{kotranszportfehérje is ellátja}^. A szulfátok, a nem észterezett zsírsavak és a szerves kationok megkötése szintén a bazolaterális membrán felületén történik.

[ 34 ], [ 35 ], [ 36 ], [ 37 ], [ 38 ], [ 39 ], [ 40 ]

Intracelluláris transzport

Az epesavak májsejtekben történő transzportját citoszolikus fehérjék végzik, amelyek közül a főszerepet a 3α-hidroxiszteroid dehidrogenáz játssza. Kisebb jelentőségűek a glutation-S-transzferáz és a zsírsavakat megkötő fehérjék. Az endoplazmatikus retikulum és a Golgi-készülék vesz részt az epesavak transzportjában. A vezikuláris transzport látszólag csak akkor aktiválódik, ha az epesavak jelentős mértékben (fiziológiás koncentrációkat meghaladó koncentrációban) jutnak be a sejtbe.

A folyadékfázisú fehérjék és ligandumok, például az IgA és az alacsony sűrűségű lipoproteinek transzportja vezikuláris transzcitózissal történik. Az átviteli idő a bazolaterális résztől a kanalikuláris membránig körülbelül 10 perc. Ez a mechanizmus a teljes epeáramlásnak csak kis részéért felelős, és a mikrotubulusok állapotától függ.

Tubuláris szekréció

A kanalikuláris membrán a májsejt plazmamembránjának egy speciális régiója, amely transzportfehérjéket (többnyire ATP-függőket) tartalmaz, amelyek felelősek a molekulák epébe történő transzportjáért a koncentrációgradienssel szemben. A kanalikuláris membrán olyan enzimeket is tartalmaz, mint az alkalikus foszfatáz és a GGT. A glükuronidokat és a glutation-S-konjugátumokat (pl. bilirubin-diglukuronidot) a kanalikuláris multispecifikus szerves anion transzporter (cMOAT), az epesavakat pedig a kanalikuláris epesav transzporter (cBAT) szállítja, amelynek működését részben a negatív intracelluláris potenciál szabályozza. Az epe áramlását, az epesavaktól függetlenül, nyilvánvalóan a glutation transzportja, valamint a bikarbonát tubuláris szekréciója határozza meg, esetleg a Cl– ^/ HCO3– ^{cserefehérje}_{részvételével}.

A P-glikoprotein család két enzime fontos szerepet játszik az anyagok csatornán keresztüli transzportjában; mindkét enzim ATP-függő. A multidrug rezisztencia protein 1 (MDR1) szerves kationokat szállít, és eltávolítja a citosztatikus gyógyszereket a rákos sejtekből, ami rezisztenciát okoz a kemoterápiával szemben (innen ered a fehérje neve). Az MDR1 endogén szubsztrátja ismeretlen. Az MDR3 foszfolipideket szállít, és flipázként működik a foszfatidilkolin számára. Az MDR3 funkcióját és a foszfolipidek epébe történő szekréciójában betöltött szerepét mdr2-P-glikoproteinnel (az emberi MDR3 analógjával) nem rendelkező egereken végzett kísérletekben tisztázták. Az epében lévő foszfolipidek hiányában az epesavak károsítják az epevezeték hámját, duktulitist és periduktuláris fibrózist okoznak.

A víz és a szervetlen ionok (különösen a nátrium) ozmotikus gradiens mentén, negatív töltésű féligáteresztő szoros kapcsolatokon keresztül diffúzióval választódnak ki az epevezetékek kapillárisaiba.

Az epeelválasztást számos hormon és másodlagos hírvivő szabályozza, beleértve a cAMP-t és a protein-kináz C-t. A megnövekedett intracelluláris kalciumkoncentráció gátolja az epeelválasztást. Az epe átjutása a csatornácskákon mikrofilamentumok révén történik, amelyek biztosítják a csatornácskák mozgását és összehúzódásait.

Ductuláris szekréció

A disztális vezetékek hámsejtjei bikarbonátban gazdag váladékot termelnek, amely módosítja a csatornás epe összetételét (az úgynevezett duktuláris áramlás). A szekréció során cAMP és néhány membrántranszportfehérje termelődik, beleértve a Cl–/HCO3–cserélő fehérjét ^és a _cisztás^fibrózis transzmembrán konduktancia szabályozóját, egy membráncsatornát a Cl– számára, amelyet a cAMP ^szabályoz. A duktuláris szekréciót a szekretin serkenti.

Feltételezik, hogy az ursodeoxikólsav aktívan felszívódik a duktuláris sejtekbe, bikarbonáttá cserélődik, visszakerül a májba, majd az epébe választódik ki ("kolehepatikus shunt"). Ez magyarázhatja az ursodeoxikólsav epehajtó hatását, amelyet kísérletes cirrózisban a bikarbonátok magas epeúti szekréciója kísér.

Az epevezetékekben uralkodó nyomás, amelynél az epe kiválasztása történik, normálisan 15-25 cm H₂O. A nyomás 35 cm H₂O-ra való növekedése az epe kiválasztásának elnyomásához és sárgaság kialakulásához vezet. A bilirubin és az epesavak szekréciója teljesen leállhat, az epe színtelenné válik (fehér epe), és nyálkás folyadékhoz hasonlít.

[ 41 ], [ 42 ], [ 43 ], [ 44 ], [ 45 ], [ 46 ], [ 47 ]