Die Leber ist eine metobolische Stoffwechselvorgänge. Hepatozyten (Leberparenchymzellen) sind in der Leber für die Stoffwechselfunktionen verantwortlich:
Bildung und Ausscheidung von Galle im Rahmen des Bilirubin-Stoffwechsels (siehe Überblick über den Bilirubinstoffwechsel)
Kontrolle des Cholesterinstoffwechsels
Bildung von Harnstoff, Serum Albumin, Gerinnungsfaktoren, Enzymen und zahlreichen weiteren Proteinen
Metabolismus oder Entgiftung von Medikamenten und anderen Fremdsubstanzen
Überblick über die Struktur der Leber
Auf zellulärer Ebene sind Hepatozyten innerhalb eines Läppchens organisiert, das aus einer hexagonal geformten Gruppe von Zellen mit einer Lebervene im Zentrum und Portalfeldern an der Peripherie besteht. Die Portalfelder bestehen aus benachbarten und parallel verlaufenden Endästen der Gallengänge, Pfortadern und Leberarterien. Das Blut fließt aus der Leberarterie und der Pfortader (in den Portalfeldern) in der Peripherie durch die Sinusoide zwischen den Hepatozyten zur Zentralvene. Folglich sind Hepatozyten im Zentrum des Läppchens am anfälligsten für Ischämie, da Sauerstoff und Nährstoffe von den Hepatozyten extrahiert wurden, während das Blut durch die Sinusoide von der Peripherie fließt. Kleinere Kanäle, sogenannte Gallenkanälchen, leiten die von den Hepatozyten abgesonderte Galle in die intrahepatischen Gallengänge an der Peripherie ab.
Image courtesy of Danielle Tholey, MD, and M. Isabel Fiel, MD, MS, FAASLD.
Überblick über den Bilirubinstoffwechsel
Der Abbau von Hämoglobin produziert Bilirubin (ein unlösliches Abfallprodukt) und andere Gallepigmente. Bilirubin muss wasserlöslich gemacht werden, um eliminiert werden zu können. Diese Transformation findet in fünf Stufen statt: Bildung, Transport im Plasma, Aufnahme durch die Leber, Konjugation und biliäre Exkretion.
Bildung: Täglich werden ca. 250-350 mg nichtkonjugiertes Bilirubin gebildet. 70-80% stammen aus dem Abbau degenerierender roter Blutzellen und 20-30% (früh markiertes Bilirubin) in erster Linie von anderen Häm-Proteinen im Knochenmark und in der Leber. Hämoglobin wird zu Eisen und Biliverdin abgebaut, das zu Bilirubin umgewandelt wird.
Plasmatransport: Unkonjugiertes (oder "indirektes") Bilirubin ist nicht wasserlöslich und wird im Plasma an Albumin gekoppelt transportiert. Es kann die glomeruläre Membran nicht passieren und erscheint nicht im Urin. Die Albuminbindung ist unter bestimmten Bedingungen (z. B. Azidose) schwächer, und einige Substanzen (z. B. Salicylate, bestimmte Antibiotika) konkurrieren um die Bindungsstellen.
Leberaufnahme: Die Leber nimmt das Bilirubin schnell auf, jedoch nicht das an Serumalbumin gebundene.
Konjugation: Nichtkonjugiertes Bilirubin wird in der Leber konjugiert, im Wesentlichen zu Bilirubindiglucuronid (konjugiertes [oder "direktes"] Bilirubin). Diese Reaktion, die durch das mikrosomale Enzym Glucuronyltransferase katalysiert wird, macht das Bilirubin wasserlöslich.
Biliäre Ausscheidung: Konjugiertes Bilirubin wird zusammen mit anderen Gallenbestandteilen in winzige Gallenkanälchen sezerniert. Diese von benachbarten Hepatozyten gebildeten Canaliculi vereinigen sich allmählich zu Ductuli, interlobulären Gallengängen und größeren Lebergängen bis hin zum Ductus hepaticus. Der Ductus hepaticus communis läuft mit dem Ductus cysticus von der Gallenblase zusammen, um den Ductus choledochus zu bilden, der an der Ampulla Vateri in das Duodenum drainiert.
Im Darm metabolisieren Bakterien Bilirubin zu Urobilinogen, von dem eine Mehrheit weiter zu Stercobilin metabolisiert wird, das den Stuhl braun anfärbt. Bei komplettem Galleverschluss verliert der Stuhl seine normale Farbe und wird hellgrau (wie Kleie). Ein Teil des Urobilinogens wird reabsorbiert, von den Hepatozyten aufgenommen und wiederum in die Galle ausgeschieden (enterohepatischer Kreislauf). Ein geringerer Anteil wird im Urin ausgeschieden.
Weil nur konjugiertes Bilirubin und nicht unkonjugiertes Bilirubin in den Urin ausgeschieden wird, kann eine konjugierte Hyperbilirubinämie (z. B. infolge eines hepatozellulären oder cholestatischen Ikterus) eine Bilirubinurie erzeugen.
Weitere Leberfunktionen
Die Leber ist ein komplexes Organ, das an vielen biochemischen Prozessen beteiligt ist, darunter die Regulierung des Kohlenhydrat-, Fett- und Eiweißstoffwechsels (einschließlich der Speicherung von Glukose und Glykogen), die Steuerung des Cholesterinstoffwechsels und die Bildung wichtiger Proteine wie Albumin, Gerinnungsfaktoren, Enzyme und Komplementproteine. Die Leber fungiert auch als Filter und spielt eine wichtige Rolle bei der Reinigung und Entfernung von Abfallprodukten und Giftstoffen (Medikamente, Fremdstoffe) aus dem Blutkreislauf. Eine Dysregulation der normalen Leberfunktionen kann sich in klinischen Symptomen wie Blutungsstörungen, erhöhter Infektanfälligkeit, Blutzuckerstörungen und portalen hypertensiven Komplikationen wie hepatischer Enzephalopathie aufgrund einer erhöhten Anreicherung von Abfallprodukten wie Ammoniak manifestieren.
Pathophysiologie von Lebererkrankungen
Lebererkrankungen sind das Resultat von verschiedensten Schädigungen, z. B. durch Infektionen, Medikamente, illegale Substanzen, Toxine, Ischämie oder Autoimmunkrankheiten. Gelegentlich können Leberfunktionsstörungen im postoperativen Verlauf auftreten. Die meisten Leberkrankheiten rufen bis zu einem gewissen Grad Leberzellschäden und Nekrosen hervor und führen zu pathologischen Leberwerten und Symptomen. Die Symptome können direkt durch die Leberkrankheit hervorgerufen werden (z. B. Gelbsucht bei akuter Hepatitis) oder auf Komplikationen der Leberkrankheit zurückgeführt werden (z. B. akute gastrointestinale Blutung), als Folge einer Zirrhose und portalen Hypertonie.
Spezifische Krankheiten betreffen bevorzugt bestimmte hepatobiliäre Strukturen oder Funktionen:
Akute Virushepatitis: Schädigung der Hepatozyten oder hepatozelluläre Verletzung
Primäre biliäre Cholangitis: Beeinträchtigung der Gallesekretion (Cholestase);
Zirrhose: Leberfibrose und resultierende portale venöse Hypertonie
Die betroffene Region des hepatobiliären Systems bestimmt die Symptome, klinischen Zeichen und Laborveränderungen (siehe Untersuchungen bei Leber- und Gallenerkrankungen). Einige Erkrankungen (z. B. schwere alkoholische Leberkrankheit) beeinflussen mehrere Leberstrukturen, was zu einer Kombination von Mustern an Symptomen, Anzeichen und Laboranomalien führt.
Nach einer Nekrose kann sich die Leber selbst regenerieren. Selbst größere Nekrose bilden sich vollständig zurück (z. B. bei akuter Virushepatitis). Unvollständige Regeneration und das Auftreten einer Fibrose entstehen auf dem Boden von Brückennekrosen und jenen, die das gesamte Läppchen betreffen, oder als Folge von zwar weniger ausgeprägtem, aber chronischem Leberschaden.
Die Prognose von schweren Komplikationen ist schlechter bei älteren Erwachsenen, die weniger in der Lage sind, sich von schwerem physiologischem Stress zu erholen und kumulierte Toxizitäten zu tolerieren.
