تكوين الصفراء

يفرز الكبد ما يقارب 500-600 مل من العصارة الصفراوية يوميًا. العصارة الصفراوية متعادلة التناضح مع البلازما، وتتكون أساسًا من الماء، والشوارد، وأملاح العصارة الصفراوية، والفوسفوليبيدات (وخاصةً الليسيثين)، والكوليسترول، والبيليروبين، ومكونات أخرى داخلية أو خارجية، مثل البروتينات التي تنظم وظائف الجهاز الهضمي، والأدوية، أو مستقلباتها. البيليروبين هو ناتج تحلل مكونات الهيم أثناء تحلل الهيموغلوبين. يؤدي تكوين أملاح العصارة الصفراوية، المعروفة أيضًا باسم الأحماض الصفراوية، إلى إفراز مكونات صفراوية أخرى، وخاصة الصوديوم والماء. تشمل وظائف أملاح العصارة الصفراوية إفراز المواد السامة المحتملة (مثل البيليروبين، ومستقلبات الأدوية)، وإذابة الدهون والفيتامينات التي تذوب في الدهون في الأمعاء لتسهيل امتصاصها، وتنشيط التطهير الأسموزي للأمعاء.

يتطلب تخليق وإفراز العصارة الصفراوية آليات النقل النشط، بالإضافة إلى عمليات مثل البلعمة الخلوية والانتشار السلبي. تتكون العصارة الصفراوية في القنوات الصفراوية بين الخلايا الكبدية المتجاورة. يُعد إفراز الأحماض الصفراوية في القنوات الصفراوية الخطوة التي تُحدد معدل تكوين العصارة الصفراوية. كما يحدث الإفراز والامتصاص في القنوات الصفراوية.

في الكبد، تدخل العصارة الصفراوية من نظام التجميع داخل الكبد إلى القناة الكبدية القريبة، أو القناة المشتركة. يدخل حوالي 50% من العصارة الصفراوية التي تُفرز خارج الوجبات من القناة الكبدية المشتركة إلى المرارة عبر القناة الكيسية؛ بينما تذهب النسبة المتبقية (50%) مباشرة إلى القناة الصفراوية المشتركة، التي تتكون من التقاء القناتين الكبدية المشتركة والكيسية. خارج الوجبات، تأتي نسبة صغيرة من العصارة الصفراوية مباشرة من الكبد. تمتص المرارة ما يصل إلى 90% من ماء العصارة الصفراوية، فتُركّزه وتخزنه.

تتدفق العصارة الصفراوية من المرارة إلى القناة الصفراوية المشتركة. تلتقي هذه القناة بالقناة البنكرياسية لتكوين أمبولة فاتر، التي تنفتح في الاثني عشر. قبل الالتحام بالقناة البنكرياسية، يضيق قطر القناة الصفراوية المشتركة إلى أقل من 0.6 سم. تحيط عضلة أودي العاصرة بكل من القناة البنكرياسية والقناة الصفراوية المشتركة؛ بالإضافة إلى ذلك، لكل قناة عاصرة خاصة بها. لا تتدفق العصارة الصفراوية عادةً إلى القناة البنكرياسية بشكل رجعي. هذه العاصرات حساسة للغاية للكوليسيستوكينين وهرمونات الأمعاء الأخرى (مثل الببتيد المنشط للغاسترين) وللتغيرات في النبرة الكولينية (مثل العوامل المضادة للكولين).

أثناء تناول وجبة طعام عادية، تبدأ المرارة بالانقباض وتسترخي عضلة القناة الصفراوية العاصرة تحت تأثير الهرمونات المعوية المُفرزة والتحفيز الكوليني، مما يُعزز حركة حوالي 75% من محتويات المرارة إلى الاثني عشر. على العكس، أثناء الصيام، تزداد قوة العضلة العاصرة، مما يُعزز امتلاء المرارة. تُمتص أملاح الصفراء بشكل ضعيف عن طريق الانتشار السلبي في الأمعاء الدقيقة القريبة؛ بينما تصل معظم الأحماض الصفراوية إلى الجزء البعيد من اللفائفي، حيث يُمتص 90% منها بنشاط في الوريد البابي. بمجرد عودتها إلى الكبد، تُستخرج الأحماض الصفراوية بفعالية وتُعدل بسرعة (على سبيل المثال، ترتبط الأحماض الحرة) وتُفرز مرة أخرى في الصفراء. تدور أملاح الصفراء عبر الدورة المعوية الكبدية من 10 إلى 12 مرة يوميًا.

[ 1 ]، [ 2 ]، [ 3 ]، [ 4 ]، [ 5 ]

تشريح القنوات الصفراوية

تُفرز خلايا الكبد أملاح الصفراء، والبيليروبين المترافق، والكوليسترول، والفوسفوليبيدات، والبروتينات، والشوارد، والماء إلى القنوات الصفراوية. يشمل جهاز إفراز الصفراء بروتينات نقل غشائية قنوية، وعضيات داخل الخلايا، وهياكلهيكلية خلوية. تفصل وصلات دقيقة بين خلايا الكبد تجويف القنوات الصفراوية عن الجهاز الدوري الكبدي.

يحتوي الغشاء القنوي على بروتينات نقل للأحماض الصفراوية، والبيليروبين، والكاتيونات، والأنيونات. تزيد الزغيبات الدقيقة من مساحته. أما العضيات فتمثلها أجهزة جولجي والليزوزومات. تُستخدم الحويصلات لنقل البروتينات (مثل IgA) من الغشاء الجيبي إلى الغشاء القنوي، ولتوصيل بروتينات النقل المُصنّعة في الخلية للكوليسترول، والفوسفوليبيدات، وربما الأحماض الصفراوية من الميكروسومات إلى الغشاء القنوي.

يحتوي سيتوبلازم الخلايا الكبدية حول الأنابيب على هياكل هيكلية خلوية: الأنابيب الدقيقة، والخيوط الدقيقة ، والخيوط المتوسطة.

تتشكل الأنابيب الدقيقة عن طريق بلمرة التوبيولين، وتُشكل شبكة داخل الخلية، خاصةً بالقرب من الغشاء القاعدي الجانبي وجهاز جولجي، حيث تشارك في النقل الحويصلي بوساطة المستقبلات، وإفراز الدهون، وفي ظل ظروف معينة، الأحماض الصفراوية. يُثبط الكولشيسين تكوين الأنابيب الدقيقة.

يتضمن بناء الخيوط الدقيقة تفاعل الأكتينات المبلمرة (F) والحرة (G). تُحدد الخيوط الدقيقة، المتركزة حول غشاء القناة، انقباض وحركة القنوات. فالويدين، الذي يُعزز بلمرة الأكتين، والسيتوشالاسين ب، الذي يُضعفها، يُثبطان حركة القناة ويُسببان ركودًا صفراويًا.

تتكون الخيوط الوسيطة من الكيراتين الخلوي، وتُشكل شبكةً تربط الأغشية البلازمية والنواة والعضيات داخل الخلايا وغيرها من هياكل الهيكل الخلوي. يؤدي تمزق الخيوط الوسيطة إلى تعطل عمليات النقل داخل الخلايا وتدمير تجويف الأنابيب.

يؤثر الماء والشوارد على تركيبة الإفراز الأنبوبي باختراقها الوصلات الضيقة بين الخلايا الكبدية، وذلك بسبب التدرج الأسموزي بين تجويف الأنابيب ومساحات ديس (التدفق بين الخلايا). تعتمد سلامة الوصلات الضيقة على وجود بروتين ZO-1 بوزن جزيئي يبلغ 225 كيلو دالتون على السطح الداخلي للغشاء البلازمي. يصاحب تمزق الوصلات الضيقة دخول جزيئات أكبر مذابة إلى الأنابيب، مما يؤدي إلى فقدان التدرج الأسموزي وتطور ركود صفراوي. قد يُلاحظ ارتجاع الصفراء الأنبوبية إلى الجيوب.

تصب القنيات الصفراوية في قنوات، تُسمى أحيانًا القنوات الصفراوية الصغيرة أو قنوات هيرينغ. تقع هذه القنوات بشكل رئيسي في المناطق البابية، وتصب في القنوات الصفراوية بين الفصيصات، وهي أولى القنوات الصفراوية التي تصاحبها فروع من الشريان الكبدي والوريد البابي، وتوجد في الثالوثات البابية. تندمج القنوات بين الفصيصات لتشكل قنوات حاجزية حتى تتشكل قناتان كبديتان رئيسيتان، تخرجان من الفصين الأيمن والأيسر في منطقة بوابة الكبد.

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

إفراز الصفراء

يحدث تكوين العصارة الصفراوية بمشاركة عدد من عمليات النقل المعتمدة على الطاقة. ويعتمد إفرازها نسبيًا على ضغط التروية. يبلغ إجمالي تدفق العصارة الصفراوية لدى البشر حوالي 600 مل/يوم. تُفرز الخلايا الكبدية جزأين من العصارة الصفراوية: جزء يعتمد على الأحماض الصفراوية (225 مل/يوم) وجزء مستقل عنها (225 مل/يوم). أما الـ 150 مل المتبقية، فتُفرزها خلايا القناة الصفراوية.

يُعد إفراز أملاح الصفراء العامل الأهم في تكوين العصارة الصفراوية (الجزء المعتمد على الأحماض الصفراوية). يتبع الماء أملاح الصفراء النشطة تناضحيًا. يمكن للتغيرات في النشاط التناضحي أن تُنظم دخول الماء إلى العصارة الصفراوية. هناك علاقة واضحة بين إفراز أملاح الصفراء وتدفق العصارة الصفراوية.

يُثبت وجود جزء صفراوي مستقل عن الأحماض الصفراوية من خلال إمكانية إنتاج عصارة صفراء خالية من أملاحها. وبالتالي، يُمكن استمرار تدفق العصارة الصفراوية رغم عدم إفراز أملاحها؛ ويُعزى إفراز الماء إلى مواد مذابة أخرى نشطة تناضحيًا، مثل الجلوتاثيون والبيكربونات.

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

الآليات الخلوية لإفراز الصفراء

الخلية الكبدية هي خلية ظهارية إفرازية قطبية ذات أغشية قاعدية جانبية (جيبية وجانبية) وغشائية قمية (أنبوبية).

يتضمن تكوين العصارة الصفراوية التقاط الأحماض الصفراوية والأيونات العضوية وغير العضوية الأخرى، ونقلها عبر الغشاء القاعدي الجانبي (الجيباني)، والسيتوبلازم، والغشاء القنوي. وتصاحب هذه العملية ترشيحٌ تناضحي للماء الموجود في الخلايا الكبدية والفراغات المحيطة بها. يُعدّ تحديد وتوصيف بروتينات النقل في الأغشية الجيبية والقنوية أمرًا معقدًا. وتُعدّ دراسة الجهاز الإفرازي للقنوات الصفراوية أمرًا بالغ الصعوبة، ولكن حتى الآن، طُوّرت طريقة للحصول على خلايا كبدية مزدوجة في مزرعة قصيرة العمر، وأثبتت موثوقيتها في العديد من الدراسات. ويتيح استنساخ بروتينات النقل توصيف وظيفة كلٍّ منها على حدة.

تعتمد عملية تكوين الصفراء على وجود بروتينات حاملة معينة في الأغشية القاعدية الجانبية والقنواتية. القوة الدافعة للإفراز هي Na ⁺ و K ⁺ - ATPase للغشاء القاعدي الجانبي، مما يوفر تدرجًا كيميائيًا وفرقًا محتملًا بين الخلايا الكبدية والفضاء المحيط بها. يتبادل Na ⁺ و K ⁺ - ATPase ثلاثة أيونات صوديوم داخل الخلايا مقابل أيوني بوتاسيوم خارج الخلية، مما يحافظ على تدرج تركيز الصوديوم (عالي خارجيًا ومنخفض داخليًا) والبوتاسيوم (منخفض خارجيًا ومرتفع داخليًا). ونتيجة لذلك، يكون لمحتويات الخلية شحنة سالبة (-35 مللي فولت) مقارنة بالفضاء خارج الخلية، مما يسهل امتصاص الأيونات الموجبة الشحنة وإفراز الأيونات السالبة الشحنة. لا يوجد Na ⁺ و K ⁺ -ATPase في الغشاء القنوي. قد تؤثر سيولة الغشاء على نشاط الإنزيم.

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

التقاط على سطح الغشاء الجيبي

يحتوي الغشاء القاعدي الجانبي (الجيباني) على أنظمة نقل متعددة لامتصاص الأنيونات العضوية، والتي تتداخل خصائصها مع خصائص الركيزة. وقد وُصفت بروتينات النقل سابقًا من خلال دراسات الخلايا الحيوانية. وقد وفّر استنساخ بروتينات النقل البشرية مؤخرًا فهمًا أفضل لوظيفتها. بروتين نقل الأنيونات العضوية (OATP) مستقل عن الصوديوم، وينقل عددًا من الجزيئات، بما في ذلك الأحماض الصفراوية، والبرومسلفالين، وربما البيليروبين. ويُعتقد أيضًا أن ناقلات أخرى تنقل البيليروبين إلى الخلايا الكبدية. تُنقل الأحماض الصفراوية المقترنة بالتورين (أو الجلايسين) بواسطة بروتين النقل المشترك للصوديوم/الأحماض الصفراوية (NTCP).

^{يشارك البروتين الذي يتبادل أيونات الصوديوم (Na +}_/^H+ ) ^وينظم درجة الحموضة (pH) داخل الخلية في نقل الأيونات عبر الغشاء القاعدي الجانبي. ويؤدي بروتين النقل المشترك هذه الوظيفة أيضًا. كما يحدث التقاط الكبريتات والأحماض الدهنية غير المؤسترة والكاتيونات العضوية على سطح الغشاء القاعدي الجانبي.

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

النقل داخل الخلايا

يتم نقل الأحماض الصفراوية في الخلايا الكبدية بواسطة بروتينات السيتوبلازم، ومن بينها الدور الرئيسي لإنزيم 3a-هيدروكسيستيرويد ديهيدروجينيز. أما الغلوتاثيون-S-ترانسفيراز والبروتينات التي تربط الأحماض الدهنية، فتلعب دورًا أقل أهمية. ويشارك كل من الشبكة الإندوبلازمية وجهاز جولجي في نقل الأحماض الصفراوية. ويبدو أن النقل الحويصلي لا ينشط إلا بتدفق كبير للأحماض الصفراوية إلى الخلية (بتركيزات تفوق التركيزات الفسيولوجية).

يتم نقل بروتينات الطور السائل والربيطات، مثل IgA والبروتينات الدهنية منخفضة الكثافة، عن طريق النقل الحويصلي. يستغرق وقت النقل من الغشاء القاعدي الجانبي إلى الغشاء القنوي حوالي 10 دقائق. هذه الآلية مسؤولة عن جزء صغير فقط من إجمالي تدفق الصفراء، وتعتمد على حالة الأنابيب الدقيقة.

الإفراز الأنبوبي

الغشاء القنوي هو منطقة متخصصة من الغشاء البلازمي للخلايا الكبدية، تحتوي على بروتينات نقل (تعتمد في الغالب على ATP) مسؤولة عن نقل الجزيئات إلى الصفراء عكس اتجاه تدرج التركيز. يحتوي الغشاء القنوي أيضًا على إنزيمات مثل الفوسفاتاز القلوي وGGT. تُنقل الجلوكورونيدات ومقترنات الجلوتاثيون-S (مثل ثنائي غلوكورونيد البيليروبين) بواسطة ناقل الأنيونات العضوية متعدد الأنواع القنوي (cMOAT)، وتُنقل الأحماض الصفراوية بواسطة ناقل الأحماض الصفراوية القنوي (cBAT)، الذي تُتحكم وظيفته جزئيًا بالجهد السالب داخل الخلايا. يبدو أن تدفق الصفراء، بغض النظر عن الأحماض الصفراوية، يتحدد من خلال نقل الجلوتاثيون، وكذلك من خلال الإفراز الأنبوبي للبيكربونات، ربما بمشاركة ^{بروتين تبادلCl-} / _HCO3.

يلعب إنزيمان من عائلة بروتينات P-الجليكوبروتين دورًا هامًا في نقل المواد عبر الغشاء القنوي؛ ويعتمد كلا الإنزيمين على ATP. ينقل بروتين مقاومة الأدوية المتعددة 1 (MDR1) الكاتيونات العضوية، ويزيل أيضًا الأدوية المثبطة للخلايا من الخلايا السرطانية، مما يُسبب مقاومتها للعلاج الكيميائي (ومن هنا جاء اسم البروتين). الركيزة الداخلية لـ MDR1 غير معروفة. ينقل MDR3 الفسفوليبيدات ويعمل كفليباز للفوسفاتيديل كولين. وقد تم توضيح وظيفة MDR3 وأهميته في إفراز الفسفوليبيدات في الصفراء في تجارب أُجريت على فئران تفتقر إلى بروتين mdr2-P-الجليكوبروتين (وهو نظير لـ MDR3 البشري). في غياب الفسفوليبيدات في الصفراء، تُسبب الأحماض الصفراوية تلفًا في الظهارة الصفراوية، والتهاب القنيات الصفراوية، وتليفًا حول القنيات الصفراوية.

يتم إفراز الماء والأيونات غير العضوية (وخاصة الصوديوم) في الشعيرات الصفراوية على طول التدرج الأسموزي عن طريق الانتشار من خلال الوصلات الضيقة شبه المنفذة المشحونة سلبًا.

يُنظَّم إفراز العصارة الصفراوية بواسطة العديد من الهرمونات والناقلات الثانوية، بما في ذلك cAMP وبروتين كيناز C. تُثبِّط تركيزات الكالسيوم المتزايدة داخل الخلايا إفراز العصارة الصفراوية. يحدث مرور العصارة الصفراوية عبر القنوات الصفراوية بفضل الخيوط الدقيقة، التي تُؤمِّن حركة وانقباضات هذه القنوات.

الإفراز القنوي

تُنتج الخلايا الظهارية للقنوات البعيدة إفرازًا غنيًا بالبيكربونات، يُغير تركيب الصفراء القنوية (ما يُسمى التدفق القنوي). أثناء الإفراز، يُنتج cAMP وبعض بروتينات النقل الغشائي، بما في ذلك بروتين تبادل Cl–/HCO3– ومنظم ^توصيل الغشاء ^{في التليف}_الكيسي، وهو قناة غشائية للـ Cl– ^ينظمها cAMP. يُحفز إفراز القناة بواسطة سيكريتين.

يُفترض أن حمض أورسوديوكسيكوليك يُمتص بنشاط بواسطة الخلايا القنوية، ويُستبدل بالبيكربونات، ويُعاد تدويره في الكبد، ثم يُعاد إفرازه في الصفراء ("التحويلة الصفراوية الكبدية"). قد يُفسر هذا التأثير الصفراوي لحمض أورسوديوكسيكوليك، المصحوب بإفراز صفراوي مرتفع للبيكربونات في حالات تليف الكبد التجريبية.

يتراوح الضغط في القنوات الصفراوية، حيث يحدث إفراز الصفراء، عادةً بين 15 و25 سم مكعب من الماء. يؤدي ارتفاع الضغط إلى 35 سم مكعب من الماء إلى تثبيط إفراز الصفراء وتطور اليرقان. قد يتوقف إفراز البيليروبين والأحماض الصفراوية تمامًا، وتصبح الصفراء عديمة اللون (صفراء بيضاء) وتشبه السائل المخاطي.

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