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Medicina FTC – 2019.1 Catarina Viterbo FISIOLOGIA HEPÁTICA Informações gerais Órgão multilobulado: é organizado não só em lobos, mas em lóbulos. A forma com que os hepatócitos estão organizados nesse lóbulo é muito importante para realizar diversas funções. Se observarmos o lóbulo da imagem ele tem a configuração de um lóbulo clássico, poligonal, cuja a irrigação ocorre da periferia para o centro enquanto que a drenagem biliar acaba sendo do centro para a periferia. As filas de hepatócitos se organizam em placas e entre as placas de hepatócitos é onde a gente observa os canalículos biliares por onde vai sair a bile e entre as filas de hepatócitos intra-placa vai observar essas estruturas que carreiam o sangue que são os sinusóides. O sangue arterial e venoso que vem do fígado se mistura. Primeiro local de processamento de nutrientes. Irrigação venosa do fígado e essa posição estratégica pelo sistema porta conferindo ao fígado a importante função de fazer as primeiras metabolizações dos nutrientes que nos ingerimos. Alvo principal dos hormônios produzidos pelo pâncreas, onde o glucagon acaba principalmente agindo. Passam por um primeiro metabolismo antes de chegar na cirgulação sistêmica e cumpre as suas funções no metabolismo intermediário. Armazenamento de nutrientes Síntese de proteínas plasmáticas e hormônios Síntese da bile Metabolização de xenobióticos e excreção de metabólitos residuais tudo isso aqui acaba sendo filtrado por células específicas. Se pegássemos uma amostra de sangue portal encontraríamos algumas bactérias porque acaba conduzindo mesmo pelo organismo e lá e degenerado e fagocitado por células específicas do fígado. Circulação hepática O aporte sanguíneo no fígado acaba sendo boa parte portal e em menor porcentagem o arterial. Por isso que muitas manifestações hepáticas que aumentem a resistência vascular dentro do fígado, nos casos de fibrose e cirrose. Acaba fazendo uma congestão enorme no sistema portal e acaba levando a um extravasamento do plasma, para a cavidade abdominal, o que gera ascite. Artérial (25%) Venosa(75%) Circulação enterohepática Compostos que recirculam entre o fígado e o intestino possuem uma circulação enteroepática. Que é liberada pela bile no duodeno é reabsorvido e volta para o fígado e é reciclado em algumas vezes até ser eliminado de fato pelas fezes como sais biliares Células presentes no fígado Hepatócito A grande parte das funções do fígado é realizada por essas células. O fígado é um órgão misto porque ele tem função endócrina e exócrina. • Presença de microvilosidades importantes para aumentar a superfície de contato. • Membranas basais é a membrana que está sempre ligada ao sinusóide. Na imagem, tem sinusóide de um lado e de outro, então temos membranas basais. • Função endócrina: tudo que ele for produzir vai colocar na circulação e da circulação vai atingir outros órgãos. Por exemplo, IGF (Fator semelhante a produção de insulina), angiotensinogênio, proteínas plasmáticas vão ser secretados na membrana basal. Isso devido a grande quandidade d • Espaço de Disse • Membranas apicais: entre dois hepatócitos existem junções de adesão onde formam essa parte especializada de membrana que vão ser os canalículos biliares. • Função exócrina: liberando as substâncias que vão para a bile. • Canalículos: na parte intra lobular do sistema de ductos para secreção da bile. Rico em diversas organelas: Lissossomos para desintoxicação. Grande quantidade de mitocôndrias devido o gasto energético. Golgi para fazer os diversos hormônios, glicolisação e liberação desses hormônios e outras proteínas glicosiladas que vão para o plasma. A depender da organização, do local que o hepatócito esteja presente dentro do lóbulo hepático, ou seja, ele está mais perto do sistema porta, mais perto da veia centro lobular ele pode ter uma função mais de armazenamento de glicogênio ou de glicólise ou de oxidação de ácidos graxos. A cada região da Zona 1 a Zona 3 acaba sendo mais especializada em uma função. Isso é interessante para observar quando tiver alguma doença hepática específica detectar onde é a lesão em que Zona. Hepatócitos perilobulares que estão mais próximos do espaço porta são os que recebem primeiro o oxigênio, as primeiras toxinas vindas do sangue, são grandes para a metabolização e para armazenamento de glicogênio. Em caso de alguma intoxicação hepática a zona 1 está mais perto dos lóbulos do sistema porta é que sofre mais degeneração. Em casos de isquemia quem mais tem lesão é a Zona 3. Na esteatose hepática quem começa acumular gordura é a Zona 3. Formação e Secreção da Bile Na imagem tem um esquema de secreção da bile, começando nos hepatócitos na membrana apical onde eles vão liberar a bile primária. Dos canalículos vão para o sistema de ductos biliares saem do fígado e vão em direção ao duodeno, caso o esfíncter de Oddi esteja fechado no período entre as dietas ele é conduzido para o ducto cístico e de lá para a vesícula biliar. A bile que está presente no canalículo não tem a mesma composição da que está na vesícula biliar. Ela é completamente modificada ao ponto de todo o seu trajeto. Então, o fígado secreta um tipo de bile, os colangiócitos (células dos ductos), secretam e absorvem substâncias e na vesícula biliar tem uma maior absorção e secreção de outros tipos de substâncias. A vesícula tem a função de armazenar a bile e concentrar algumas substâncias que vão ser importantes para emulsificação e digestão das gorduras. Se ela vai concentrando uma coisa que ela vai retirar dessa bile é água. Cloreto e bicarbonato vão sendo reabsorvidos. As demais substãncias que foram secretadas pelo fígado vão sendo concentradas pela reabsorção de algumas coisas, como sais biliares, bilirrubina, colesterol, ácidos graxos. Tabela mostrando as diferenças • Principais componentes da bile (10:3:1) • Ácidos biliares: importante para a digestão para a formação da micela. Os ácidos derivados do colesterol no fígado que vão dar origem aos sais biliares. O colesterol sobre um desidroxilação e é transformado em ácidos primários. • Primários (formados no hepatócito) e secundários (formados no cólon): são secretados pelos canalículos biliares e quando chegam no colon, quando é liberado no duodeno chega no intestino grosso, as bactérias fazem uma metabolização adicional. Podem ser reabsorvidos no fígado e lá são conjugados com aminoácidos, como a glicina e taurina. • Reabsorção passiva nos intestinos • Conjugados (taurina e glicina): são ionizados • Reabsorção ativa via transportador apical de sais biliares dependentes de Na+ (ASBT) no íleo. • Fosfatidilcolina (lecitina): importante para a digestão para a formação da micela. Faz associação do colesterol com o ambiente hidrofílico. • formação de micelas Ácidos biliares associam-se à fosfatidilcolina: essa associação é necessária para a formação da micela • Colesterol • Outros componentes: • Água • Substâncias presentes no plasma A bile é produzida no fígado e modificada no sistema de ductos biliares e na vesícula biliar. O que é perdido nas fezes é sentido no fígado e ele percebe se precisa ou não produzir mais ácidos biliares para a digestão. Se eu quero reduzir o colesterol de um indivíduo e eu sei que a matéria prima dos sais biliares é o colesterol. Por isso, uma das estratégias e eliminar o ácido biliar da dieta, não deixar ser rebsorvido, para que o fígado sinta que está faltando ácidos biliares na recirculação e tente sintetizar mais ácido biliar através do colesterol. É o mecanismo do orlistat, por exemplo. Ativamenteo fígado vai secretar nos canalículos os ácidos biliares. O fígado gasta energia para colocar essas substâncias, bem como os metabólitos de substâncias que são estranhas a nosso corpo e essas substâncias principalmente os ácidos biliares são muito osmóticas, mas até que o sódio. Por isso, vai ser importante ter a fosfatidilcolina, a lecitina, os fosfolipídeos porque ele reduz a força osmótica do ácido biliar. Essa força osmótica faz com que o fluxo saia do canalículo fino para os ductos biliares. Circulação Enterohepática dos ácidos biliares Os ácidos biliares recirculam ≈17 vezes antes de serem excretados A síntese de ácidos biliares pelo hepatócito depende de suas concentrações plasmáticas • Regulação da expressão gênica de enzimas envolvidas NOTA! Sequestradores de ácidos biliares/resinas são usados para hipercolesterolemia: aumentam a síntese hepática de ácidos biliares Modificação da Bile • Colangiócitos: tem a função de liberar bicarbonato. • Alcalinização da bile • Antipoter Cl-/HCO3-: a passagem desse bicarbonato depende do antiporte. Existe essa recirculação de cloreto para permitir a saída de bicarbonato. Aumenta a • Um hormônio que estimula a secreção de cloreto é a secretina que também é liberada quando nos alimentamos. Aumenta a quantidade de cloreto para gerar uma força motriz para permitir a saída do bicarbonato para a bile. • Aumento de volume • Secreção de água: com a saída do bicarbonato e do cloreto acaba saindo água dando mais volume a bile que foi formada pelo hepatócito. Água é liberada pelo colangiócito e o bicarbonato também. • Degradação da glutationa em aminoácidos: importante oxidante liberado vai ser degradado no sistema de ductos em aminoácidos e vão ser reabsorvidos mais adiante na vesícula. • Vesícula biliar • Concentração da bile • Quando a bile chega aqui está com bastante água, certas concentrações de ácidos biliares, colesterol, com alguns sais. As células epiteliais da vesícula biliar tendem a rebsorver água, cloreto. Tende devido a bomba de sódio e potássio, faz a reabsorção de sódio e essa resborção de sódio acaba sendo por outro antiporte para o hidrogênio. • Concentração de ácidos biliares e sua incorporação em micelas já existentes (associação com fosfatidilcolina) • Acidificação • Redução do risco de precipitação de sais • Antiporter Na+/H+: é importante a saída do próton porque recebemos a bile muito alcalina, está reabsorvendo o conteúdo. Está presente nessa bile é bastante colesterol, cálcio e o que pode acontecer quando tem cálcio e colesterol em um ambiente alcalinizado é a precipitação de cristais o que pode gerar pedra na vesícula. Por isso, é importante deixar o ambiente mais ácido para reduzir essa predisposição à formação de cálculos. Secreção da Bile • Colecistocinina: • O que estimula a secreção de CCK é a própria presença de nutrientes. Principalmente os gordurosos naquelas células que estão presentes no epitélio e na mucosa do TGI são as células enteroendócrinas difusas que secretam vários tipos de hormônios. • CCK pode ser via sangue chega na vesícula biliar e estimular a contração. • Relaxamento do esfíncter de Oddi • Contração da musculatura lisa da vesícula biliar • Estimulação do vago gerando reflexos parassimpáticos intrínsecos. Ativa vago que libera acetilcolina que induz a contração de musculatura da vesícula biliar. • Reflexo vagal libera susbstâncias que são relaxantes musculares como oxido nítrico, pepitídeo vasoativo intestinal para relaxar o esfíncter e permitir a passagem para o duodeno. • Secretina: • Secreção de bicarbonato pelos colangiócitos e células epiteliais da vesícula biliar Colelitíase e Coledocolitíase • Precipitação dos constituintes da bile • Colesterol (mais comum, 80%): cristais de colesterol vão enucleando, mudando a sua estrutura. • Bilirrubinato de cálcio (pigmento): junção da bilirrubina com o cálcio. Dependendo da estrutura vai mudar a cor, se for colesterol fica mais amarelado, se for pigmento fica mais escuro. Formação e Excreção de Bilirrubina Bilirribulina é o metabólito da degradação de hemácias. O corpo a todo tempo vai estar degradando hemácias velhas, nas hemácias tem o grupo heme, formado pelo ferro que vai ser reutilizado, com a trasferrina vai ser enviado para a medula óssea para a produção de novas hemácias. O restante do grupo heme, que é um grupamento de aminoácidos, vai ser convertido em outra substância para ser eliminado. • Sistema reticuloendotelial (macrófagos): a hemácia é fagocitada, pelas células de Kupffer, por exemplo, pega o grupo heme metaboliza em biliverdina e ainda continua a sua metabolização para formar a bilirrubina livre ou insolúvel. • Hemoglobina à Bilirrubina livre (indireta) tóxica: essa bilirrubina é insolúvel no plasma. Ela tem que ser conjugada a proteína plasmática, por exemplo, a albumina e carreá-la para algum local que ela possa ser conjugada e possa ficar mais solúvel. Daí ela vai para a circulação, vai para o fígado e aí tem a enzima que é a P-Glucoronil Tranferase que pega a bilirrubina e a conjuga com aminoácidos. Geralmente, com ácido glicorônico, sulforonídeos, faz essas conjugações para gerar a bilirrubina direta. • Fígado • Bilirrubina livre (insolúvel) à Bilirrubina conjugada (direta): essa não pode ser eliminada na circulação novamente. Pela membrana apical coloca nos canalículos junto com os sais biliares as duas substâncias que a gente quer eliminar e joga no sistema de ductos canalículos e vai para bile, vesícula, pode formar cálculos, caso haja predisposição. • Intestino • Bilirrubina conjugada -> Urobilinogenio: • Urobilina: Como ela é solúvel pode ser absorvida pelo intestino vai para os rins e como ela é solúvel pode ser eliminada via renal e nos próprios rins ela é metabolizada em Urobilinogênio, conferindo a coloração mais amarelada. Quando a urina é eliminada e entra em contato com o ar, existe uma oxidação do urobilinogênio e acaba formando urobilina. • Estercobilina: o urobilinogênio que continuar no sistema digestório é convertido em estercobilina por bactérias. Icterícia Seria o acúmulo de bilirrubina em pele mucosas. Em bebês acaba sendo por uma imaturidade hepática. Se usa fototerapia porque acredita- se que a luz faz com que a bilirrubina mais solúvel seja liberada pelos rins. Mas não é tão eficiente quanto a conjugação. O aumento da bilirrubina pode ser gerado pelo aumento da degradação de hemácias Tem a produção dentro dos macrófagos que produz a bilirrubina insolúvel (indireta) da indireta ela é carreada com a albumina chega no fígado ela precisa ser englobada pelo hepatócito e precisa ser conjugada e vai ser liberada pelos canalículos biliares para chegar nos intestinos e lá pode ser transformada em urobilinogênio. Pode estar aumentando essa taxa de bilirrubina insolúvel. Existem casos em que no fígado há uma alteração no transportador da membrana para pegar essa bilirrubina indireta. Se tiver alguma alteração desses transportadores que pegam essa bilirrubina pode aumentar as concentrações dessa bilirrubina insolúvel. Pode ter problema na enzima que faz a conjugação de bilirrubina indireta para direta. Dentro do hepatócito pode ter problemas nessas enzimas. Quando a gente fica congestionando esses sistemas aqui aumentando a bilirrubina indireta Problema na secreção da bilirrubina conjugada pelo canalículo. Todo processo foi feito, pegou a bilirrubina conjugou, mas não consegue passar para o canalículo. Pode gerar um problema de cálculos no sistema biliar e a bile não consegue chegar direito nos intestinos e se acumula no fígado e vai aumentando principalmente a bilirrubinaconjugada. Aumento da bilirrubina Aumento da bilirrubina insolúvel, aumentando a hemólise por exemplo. Acontece em grande perda de sangue interna, vai degradando essa hemorragia • Torna-se evidente quando as concentrações de bilirrubina sérica >2,0 a 3,0 mg/dL • Desequilíbrio entre a produção e a remoção é perturbado • produção excessiva de bilirrubinas: • anemias hemolíticas, • reabsorção de sangue de hemorragias internas • captação reduzida pelo hepatócito: • interferências de drogas com sistemas de transportes na membrana • conjugação prejudicada: • icterícias fisiológicas do recém-nascido (imaturidade enzimática do fígado) • nas deficiências genéticas da atividade de UGT1A1 • doença hepacelular difusa. • excreção hepatocelular reduzida: • deficiência de transportadores na membrana canalicular; • fluxo biliar prejudicado: • colestase Nos três primeiros tem mais aumento da bilirrubina indireta. Icterícia pode ser Pré-hepática Intra-hepática Pós-hepática Pessoas com ictérica podem ter alterações na coloração da urina o que ajuda muito na diferença do diagnóstico para saber dar a causa da icterícia. Pode ter alterações nas fezes Se por acaso não faz a bilirrubina conjugada, não é produzida nos hepatócitos e não chega nas fezes argilosas Caso seja a conjugada as fezes com a coloração normal, mas faz uma reabsorção maior, uma superprodução de bilirrubina consegue reabsorver mais urobilinogênio e ele vai chegando na urina apresentando uma urina mais escura. Um indivíduo com icterícia hemolítica pode ter uma urina normal. Aumento da bilirrubina indireta pode ter um aumento da coloração anormal das fezes mas se o problema é justamente na saída e na conjugação para chegar nas fezes acaba não tendo coloração aqui e nem aqui. Funções metabólicas do Fígado Metabolismo dos carboidratos Glicólise e formação de ATP: ele gasta muita energia para realizar suas funções. Então ele pega a glicose e vai entrar no ciclo de glicólise gerando acetil coenzima A, depois ciclo do ácido cítrico e vai gerar ATP para ele mesmo consumir. Armazenamento de glicose: quando a glicose está em excesso no organismo tem a influência de insulina agindo aqui e esse fígado pode entrar na via para síntese de armazenamento de glicose, formando glicogênio com o excesso de glicose. Se não vai armazenar, usa glicose para consumir. Se o organismo está com uma hipoglicemia pode fazer a glicogenólise para restabelecer os níveis normais Tampão da glicose: vai depender das condições metabólicas do indivíduo Carboidratos para síntese de glicoconjugados e ácido glicurônico. UDP galactose e o glicorunato: Quando pega glicose e transforma em galactose, ela vai ser utilizada para formação de proteínas que vão ser utilizadas para ser glicosiladas, glicoproteínas. Alguns hormônios que são glicohormônios, por exemplo, TSH, são glicosilados devido esse processo para formar glicoproteínas de glicocálix, por exemplo. Glcorunato que é usado para conjugar a bilirrubina. Via da pentose: temos pentose na formação de ácidos nucleicos. A ribose e a desoxirribose vêm dessa via da glicose para formar uma pentose. • NADP+ à NADPH (p/ síntese de FA) • Ribose-5-fosfato Via da hexosamina: vai formar substâncias que geram proteoglicanos e o substrato de base para produção de imunoglobulina • Glutamato • N-Acetilglicosamina Síntese de triglicerídeos Metabolismo dos lipídeos Se a glicose estiver em excesso pode ser transformada em ácidos graxos. Pode oxidar triglicerídeos para formar ácidos graxos. Formar corpos cetônicos quando tiver muita depleção de glicose ou ele pode sintetizar os próprios triglicerídeos Esteatose não alcoolica Dieta muito rica em carboidratos com predisposição a desenvolver a esteatose hepática não alcoolica. Nessa imagem os hepatócitos distribuídos da periferia para o centro, as do centro estão com as partes mais vacuolizadas do que a parte da periferia. O armazenamento de triglicerídeos é maior na Zona 3 que na Zona 1. Com o tempo isso inflama e começa a a formar uma certa fibrose e cirrose depois nesse indivíduo. Muda a conformação morfológica por uma questão enzimática, vai entrar em apoptose e necrose a depender do que chega, seja a via nutricional ou alguma outra intoxicação. Vai depender do que vai chegar para gerar a lesão. Metabolismo das proteínas • Interconversão e síntese de aminoácidos não essenciais • Transaminação • Síntese de todas as proteínas plasmáticas • Exceção = imunoglobulinas • Síntese de fatores de coagulação • Catabolismo proteico • Transaminação e desaminação • Conversão da amônia em ureia • Conversão de aminoácidos em glicose. Detoxificação Hepática • Metabolização e eliminação de substâncias advindas da dieta • Metabolismo de primeira passagem • Metabolização de metabólitos do organismo potencialmente tóxicos • Eliminação de metabólitos tóxicos do organismo • Via bile • Via urinária Mecanismo químico • Reações de fase I: modificação química de oxidação, acetilação, hidroxilação para serevem ativados na circulação como o paracetamol • REL • Depende das enzimas do citocromo 450, que tem a ver com as alterações da molécula principalmente sulfatação e glicorinilação; • Reações de fase II: conjugações, em especial, detoxifica diversas substâncias dentro do hepatócito • Microssomos • Citosol • Mitocôndria Células de Kupffer Macrófagos sinusoidais. São chamados de sunusoidais porque fazem parte da parede do capilar sanguíneo. É importante que eles estejam dentro desse espaço porque o sangue que chega passa pelos sinusóides e dentro deles os macrófagos tem condições de detectar substâncias e fagocitar para não deixar entrar na circulação sistêmica. Remove hemácias e plaquetas senis, bactérias, vírus, parasitas... Ativado por endotoxinas, sepse, interferon, TNF podem pegar uma via para ser um macrófago inflamatório ou antinflamatório a depender do que ele vai secretar ele pode induzir a doenças hepáticas Quando ativados, produzem NO, TNF, IL-1, IL-6, IL-10, interferon alfa, beta e prostaglandinas. • Mecanismo físico de detoxificação • Fagocitose de microrganismos e escórias metabólicas • Manutenção da tolerância imunológica • Ativação de cascata pró-inflamatória Na Leshimania que vai sofrer as primeiras consequências é o macrófago. O amastigota da Leishimania tem uma grande avidez por essas células, começam a ter uma ação super fagocitária e se não controlam a infecção começam a liberar citocinas inflamatórias em especial. Nesse caso, o macrófago que vai ser ativado geralmente vais ser de perfil inflamatório que vai produzir citocinas que vai ativando células estreladas, levam a produção de colágeno no fígado, células dendríticas, que vão recrutar mais células de que Kupffer que vão fazer a formação de granulomas, dentro do hepatócito. Na imagem pode ver isso, que nos espaços que eram para estar em branco, estão preenchidos de pontinhos, que é o infiltrado inflamatório. Em alguns casos, pode ter a formação de granuloma e ele cora esse granuloma com corantes específicos para Leishimania e o observa que o granuloma está tentando conter a infecção. A formação do granuloma é esse infiltrado inflamatório Fagocitose de amastigotas da Leishmania no fígado Células Estreladas Hepáticas (Células de Ito) O macrófago estimulando as células de Ito que ficam no espaço periportaL. • Armazenamento de substâncias lipofílicas: • ésteres de retinil (à vitamina A; rodopsina) • 25-OH vitamina D • Diferenciação em miofibroblastos em condição de inflamação crônica. Elas são ativadas e mudamo seu fenótipo para miofibroblástico, começam a fazer forças de contração nos sinusóides. Começam a produzir nesse espaço perisinusoidal, colágeno, deposição de fibrose, começa a aumentar a pressão e congestionar o sistema porta • Fibrogênese hepática • Remodelação durante regeneração • Fibrose • Contração celular • Resistência vascular do sinusoide Células Estreladas Hepáticas e Fibrose Hepática Alterações Fisiológicas e Histopatológicas da Leishimaniose Visceral • Febre baixa • Icterícia • Esplenomegalia • ↑Macrofagos: aumenta de tamanho as polpas do baço. • Sequestro esplênico de células sanguíneas • Hepatomegalia: • ↑Macrofagos • Alteração nas funções hepáticas • Micropoliadenia • Aumento de linfonodos próximos aos locais de infestação Acometimento de medula óssea e vai justamente nas células precursoras da hematopoiese. gerando alterações imunológicas e hematológicas pulmão e rins Anemia bloqueio da produção medular dessas hemácias, caso eles estejam infectadas por causa da hepatespleno megalia pode aumenta r a atividade de hemocaterese Leucopenia prejuidicando a atividade dessas células