Микроскопические изменения печени при сахарном диабете

В настоящее время установлено, что наряду с вирусным, алкогольным и лекарственным поражением, ведущим к развитию гепатита и цирроза печени, важную роль играют нарушения метаболизма. Как и при алкогольной болезни, изменения при нарушении обмена веществ принимают формы стеатоза, стеатогепатита и цирроза печени. Неалкогольная жировая болезнь печени в последние годы рассматривается как компонент метаболического синдрома. Понятие неалкогольной жировой болезни печени (НАЖБП) четко очерчено и охватывает спектр поражений печени, включающий жировую дистрофию (ЖД), жировую дистрофию с воспалением и повреждением гепатоцитов – неалкогольный (метаболический) стеатогепатит (НАСГ) и фиброзом (с возможностью прогрессии с исходом в цирроз) [1].

В течение длительного времени поражения печени при углеводном обмене считались относительно благоприятным состоянием, однако данные исследований последних лет доказывают, что морфологическим изменениям гепатоцитов при инсулинорезистентности (ИР) могут сопутствовать серь­ез­ные сильно выраженные по­вреж­дения. Течение НАЖБП в целом благоприятное и при отсутствии по­вреж­дающих агентов характеризуется длительным стабильным, непрогрессирующим течением.

При наличии сопутствующих факторов риска у части пациентов со стеатозом печени прогрессирует фиброз (до 20-37%). Независимыми предикторами тяжелого, прогрессирующего течения болезни являются: возраст старше 45 лет, патологическое ожирение, сахарный диабет 2 типа, женский пол [2]. У 20% из них в течение 20 лет формируется цирроз с развитием печеночно-клеточной недостаточности. Популя­ци­он­ные исследования позволяют предположить, что 60-80% криптогенных циррозов печени являются исходами НАСГ [3]. До сих пор не выяснены точные механизмы фиброгенеза печени при ИР.

Основным метаболическим фактором, лежащим в основе формирования НАЖБП, является инсулинорезистентность [4]. При развитии ИР происходит нарушение цикла глюкоза – свободные жирные кислоты (СЖК). Избыточное образование СЖК обусловлено усиленным липолизом на фоне ожирения, что является дополнительным предиктором формирования ИР [5]. Увели­че­ние пула СЖК приводит к отложению жира в нехарактерных для него органах и тканях, что является причиной стеатоза печени и липотоксичности. СЖК обладают прямой и опосредованной продуктами окисления липидов (ПОЛ) токсичностью, что приводит к ингибированию К/Na АТФ-азы, угнетению гликолиза, разобщению окислительного фосфорилирования, активизации PPAR-a пути утилизации избытка СЖК [1,6-9]. При снижении защитных свойств мембраны гепатоцитов от СЖК-ток­сич­ности происходит прямое или опосредованное окислительным стрессом повреждение митохондрий, апоп­тоз и некроз гепатоцитов [4,10,11].

Хорошо известная модель патогенеза НАЖБП – «теория двух ударов» – объединяет установленные факторы риска развития НАСГ и фиброза печени. По­ступ­ление большого количества СЖК в печень при ожирении рассматривается как «первый удар» – происходит формирование стеатоза печени. Параллельно происходит каскад реакций окисления СЖК с образованием продуктов ПОЛ и активных форм кислорода – «второй удар». Происходящие вслед за этим реакции ведут к разобщению окислительного фосфорилирования, истощению митохондиральной АТФ и, в конечном счете, способствуют некрозу и апоптозу гепатоцитов, т.е. приводят к фиброзу печени.

Проводились также генетические исследования, позволяющие верифицировать генетические факторы (табл. 1).

Можно надеяться, что дальнейшие исследования в об­ласти генетики позволят верифицировать факторы, спо­собствующие формированию фиброза печени [12-15].

Фиброз печени является результатом хронического повреждения печени и накопления внеклеточных мат­рикс­ных протеинов (ВМП), что характеризует большинство типов хронических болезней печени [16]. Причиной развития фиброза в индустриально развитых странах является инфицирование гепатитом С, алкогольная болезнь печени, в том числе и неалкогольная жировая болезнь печени. Вследствие накопления внеклеточных протеинов, искажающих нормальную архитектонику гепатоцитов за счет формирования рубцов, и последующего развития очагов регенерации гепатоцитов происходит формирование цирроза. Начало фиброза коварно: большинство симптомов поражения печени проявляется после формирования цирроза [17].

До настоящего времени «золотым стандартом» в определении стадии фиброза печени остается пунк­ционная биопсия печени [18]. Гистологическое исследование ткани способствует более четкому представлению об этиологии заболевания, а также позволяет количественно определить степень фиброза (с по­мощью шкал Ишака (1-5) и Метавир (1-4)). Специ­фи­ческое окрашивание внеклеточных матриксных протеинов используется для определения степени фиброза и для компьютерного морфометрического анализа.

В случае хронического поражения гепатоцитов (как при неалкогольной жировой болезни печени) гепатоциты замещаются избыточным количеством белков экстрацеллюлярного матрикса, включая фибриллярный коллаген. При вирусных и холестатических поражениях коллаген первоначально локализуется вокруг портальных трактов, в то время как при алкогольной болезни – в перицентральной или перисинусоидальной области [19]. По мере прогрессирования заболевания печени наблюдается трансформация коллагеновых волокон в мостовидный фиброз, результатом чего является формирование цирроза.

Печеночный фиброз ассоциируется с изменением как количества, так и качественного состава экстрацеллюлярного коллагенового матрикса (ЭКМ) [20]. При силь­но выраженных морфологических изменениях пе­чень содержит примерно в 6 раз больше ЭКМ, включая коллаген (1, 3 и 4 типов), фибронектин, ундулин, эластин и протеогликаны [21].

Звездчатые клетки печени (ЗКП) являются основным продуцентом ЭКМ в поврежденной печени [36]. В нормальной печени ЗКП находятся в пространстве Диссе и являются основным аккумулятором (хранилищем) витамина А. Вследствие хронического повреждения наблюдается активация ЗКП или их дифференцировка в миофибробластоподобные клетки, которые приобретают сократительные, провоспалительные и фиброгенетические свойства [22,23]. Другие печеночные клетки, отличные от ЗКП, также могут иметь фиброгенный потенциал. Миофибробласты, происходящие из небольшого размера портальных сосудов, пролиферируют вокруг билиарного тракта печени, которая экспериментально подвержена холестазу и обусловливает первоначальное накопление коллагена [24,25]

Адипокины, которые являются цитокинами жировой ткани, также принимают участие в фиброгенезе в печени. Лептин необходим для активации ЗКП и развития фиброза [26,27]. Напротив, адипонектин в основном ингибирует фиброгенез печени как in vivo, так и in vitro [28]. Действие этих цитокинов важно при развитии фиброгенеза, связанного с ожирением (например, у пациентов с ХВГС) [29].

Гистологическое исследование позволяет определить степень активности НАСГ и стадию фиброза печени.

Для пациентов с НАЖБП морфологическая картина характеризуется крупнокапельным стеатозом преимущественно в 3 зоне ацинуса в сочетании с отсутствием или минимальным количеством телец Мэллори, по­вреж­дением (баллонная дистрофия) гепатоцитов и лобулярным воспалением (полиморфноядерные лейкоциты и мононуклеары). Классификация E. Brunt (2002) наиболее четко позволяет верифицировать НАЖБП (табл. 2) [30].

Таким образом, имеющиеся морфологические критерии позволяют верифицировать НАЖБП и проводить дифференциальную диагностику с другими диффузными поражениями печени.

Несмотря на множественные исследования неалкогольной жировой болезни печени, не до конца остаются выясненными процессы фиброгенеза при данной патологии, морфологическая характеристика изменений печени при ИР. В связи с этим целью нашего исследования стало уточнение характера поражения гепатоцитов при наличии у пациентов ИР.

Материалы и методы

В исследование было включено 140 больных с признаками неалкогольной жировой болезни печени различной степени, среди которых 78 женщин (55,7%) в возрасте 50,9±1,89 лет и 62 – мужчины (44,2%) в возрасте 41,6±6,22 лет. Из них не имело нарушений углеводного обмена 93 (66,4%) больных, нарушение толерантности к глюкозе было у 47 больных (33,5%), из которых 10 пациентов (7,14%) имели сахарный диабет 2 типа.

В исследование не включались больные с алкогольной, вирусной, аутоиммунной болезнью печени, болезнями накопления, лекарственным поражением печени и онкологические больные. Контрольную группу составили 15 здоровых добровольцев, сопоставимых по полу и возрасту.

Всех больных обследовали по схеме: анализ жалоб, анамнеза, клинико-инструментальные исследования.

Проводилось объективное исследование трофологического статуса, анкетирование больных с помощью опросника SF 36.

Для уточнения характера и степени поражения печени 27 больным проведена пункционная биопсия печени. Пункция печени проводилась под ультразвуковым (УЗИ) контролем иглой Менгини.

Результаты и обсуждение

Около половины обследуемых (69 человек – 49,28%) составили больные со стеатозом печени, 71 человек (50,7%) – с неалкогольным стеатогепатитом по лабораторным данным.

Игольная пункционная биопсия печени была проведена 27 пациентам.

Морфологически верифицирован неалкогольный стеатогепатит у 19 (70,3%) пациентов, у остальных 8 (29,62%) пациентов – портальный, перипортальный и лобулярный гепатит различной степени активности.

Среди пациентов с морфологически доказанной неалкогольной жировой болезнью печени 14 больных (70%) составили женщины в возрасте 48,93±2,28 лет и 5 мужчин (30%) в возрасте 40,66±4,2 лет.

Как видно из таблицы 3, активность печеночных трансаминаз среди мужчин была несколько ниже, чем у женщин, но, вероятнее всего, это обусловлено меньшим количеством мужчин в исследовании.

Проводился также анализ зависимости лабораторных показателей у пациентов с ИР и без нее. Результаты представлены в таблице 4.

В результате анализа данных выявлено, что активность печеночных ферментов выше в группе больных с ИР, чем без нее. Однако при про­ведении корреляционного сравнительного анализа между лабораторными показателями активности и морфологическими изменениями процесса в печени не было выявлено четкой взаимосвязи. У пациентов с нормальным уровнем трансаминаз по данным биопсии печени отмечались выраженные морфологические изменения. При сравнении индекса стеатоза и индекса гистологической активности (ИГА) уровень трансаминаз последней более тесно коррелирует с лабораторными показателями.

По литературным данным для НАЖБ характерно:

• Стеатоз с максимумом в 3 зоне

• Смешаннное лобулярное воспаление

• Рассеянная инфильтрация нейтрофилами

• Баллонная дистрофия с признаками жировой ин­филь­трации

• Перисинусоидальный фиброз в 3 зоне

• Гликогеноз ядер 1 зоны

• Липогранулемы в дольках

• Жировые кисты

• Тельца Мэллори

• Мегамитохондрии в гепатоцитах

В нашем исследовании при проведении морфологического анализа у 100% больных с ИР (n=27) был верифицирован стеатоз печени. Ха­рак­терен был крупнокапельный стеатоз преимущественно в 3 зоне ацинуса (рис. 1, 2). У 80% (n=22) определялся перисинусоидальный фиброз в 3 зоне ацинуса (рис. 3). Баллонная дистрофия с признаками жировой инфильтрации была у 73% больных (рис. 4). Смешанное лобулярное воспаление наблюдалось у 62% пациентов (рис. 5). Все вышеперечисленные изменения характерны для поражения гепатоцитов при классическом течении НАЖБП.

Однако во многих литературных источниках определяются также признаки, не характерные для НАЖБП.

• Мелкокапельная жировая дистрофия гепатоцитов

• Портальное воспаление и/или фиброз

• Отсутствие перисинусоидального фиброза в 3 зоне

• Поражение желчных протоков или их пролиферация

• Вено-окклюзивные повреждения

• Крупнокапельная жировая дистрофия менее 30% ацинуса

• Лимфоидные фолликулы

• Эозинофилия ткани

• Плазмоциты в большом количестве

• Выраженный фиброз без перисинусоидального фиброза

• Мостовидные некрозы

• Эндофлебит

• Холестаз

Среди них обозначено поражение желчных протоков, как признак, не встречающийся при НАЖБП. Одна­ко в нашем исследовании пролиферация клеток эпителия желчных протоков, их дистрофия и десквамация эпителиальных клеток в просвет желчных протоков встречается у 37% (рис. 6, 7).

Вероятнее всего, изменения в лабораторных показателях, характерные для синдрома холестаза, могут быть обусловлены патологическими процессами в желчевыводящей системе. При изменениях печени у пациентов с нарушением толерантности к глюкозе сначала происходит поражение желчных протоков, а затем изменения портальных трактов. Таким образом, можно предположить, что на фоне общеизвестных признаков поражения гепатоцитов при НАЖБП изменения желчных протоков – характерная особенность при инсулинрезистентности.

Выводы

1. У пациентов с инсулинорезистентностью изменения в печени встречаются в 74 % случаев.

2. При поражении печени при инсулинорезистент­ности лабораторные изменения не всегда соответствуют морфологическим изменениям.

3. Наличие инсулинорезистентности достоверно коррелировало со степенью морфологических изменений в гепатоцитах.

4. При инсулинорезистентности поражаются все анатомо-гистологические структуры гепатоцита, в том числе и желчевыводящие протоки.

Литература

1. Богомолов П.О., Павлова Т.В. Неалкогольный стеатогепатит: патофизиология, патоморфология, клиника и подходы к лечению. МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского, Москва.

2. Angulo P. et al. Independent predictors of liver fibrosis in patients with nonalcoholic steatohepatitis. Hepatology 1999;30:1356-62.

3. Clark J.M. The prevalence and etiology of elevated aminotransferase levels in the United es. Am J Gastroenterol 2003;98:955-6.

4. Sanyal A.J. et al. Nonalciholic steatohepatitis: Association of insulin resistance with mitochondrial abnormalities. Gastroenterology 2001;120:1183-92.

5. Mylonas C. et al. Lipid peroxidation and tissue damage. In Vivo 1999,13:295-309.

6. Rao M.S. et al. Peroxisomal beta-oxidation and steatohepatitis. Semin Liver Dis 2001;21:43-55.

7. Mavrelis PG, et al. Hepatic free fatty acids in alcoholic liver disease and morbid obesity. Hepatology 1983;3:223-6.

8. Bass NM. Interaction of fatty acid-binding proteins (FABP) with the peroxisome proliferator-activated receptor alpha. In: Frontiers in Bioactive Lipids/ Plenum Press, 1996:67-72.

9. Pessayre D, et al. Mitochondria in steatohepatitis. Semin Liver Dis 2001;21:57-69.

10. Robertson G. et al. Nonalcoholic steatosis and steatohepatitis II. Cytochrome P450 and oxidative stress. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 2001;282:G1135-9.

11. Reddy J.K. Nonalcoholic steatosis and steatohepatitis III. Peroxisomal b-oxidation, PPAR-a and steatohepatitis. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 2001;282:G1333-9.

12. Masuzaki H. et al. A transgenic model of visceral obesity and the bolic syndrome. Science 2001;294:2166-70.

13. Martinelli A.C. et al. Nonalcoholic fatty liver disease and familial partial lipodystrophy – a strong association. Hepatology 2001;34:461A.

14. Lee Y. et al. Liporegulation in diet-induced obesity: the antisteatotic role of hyperleptinemia. J Biol Chem 2001;276:5629-35.

15. Valenti L. et al. Tumor necrosis factor-a ter polymorphisms and insulin resistance in nonalcoholic fatty liver disease. Gastroenterology 2002;122:274-80.

16. Friedman, S.L. 2003. Liver fibrosis – from bench to bedside. J. Hepatol. 38(Suppl. 1):S38-S53.

17. Poynard T. et al. 2000. Natural history of HCV infection. Baillieres Best Pract. Res. Clin. Gastroenterol. 14:211-228.

18. Afdhal N.H. and Nunes D. 2004. Evaluation of liver fibrosis: a concise review. Am. J. Gastroenterol. 99:1160-1174.

19. Pinzani M. 1999. Liver fibrosis. Springer Semin. Immunopathol. 21:475-490.

20. Benyon R.C. and Iredale J.P. 2000. Is liver fibrosis reversible? Gut. 46:443-446.

21. Arthur M.J. 2000. Fibrogenesis II. lloproteinases and their inhibitors in liver fibrosis. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 279:G245-G249.

22. Milani S. et al. 1990. Procollagen expression by nonparenchymal rat liver cells in experimental biliary fibrosis. Gastroenterology. 98:175-184.

23. Marra F. 1999. Hepatic stellate cells and the regulation of liver inflammation. J. Hepatol. 31:1120-1130. 39. Lindquist, J.N., Marzluff, W.F., and Stefanovic, B. 2000. Fibrogenesis. III. Posttranscriptional regulation of type I collagen. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 279:G471-G476.

24. Kinnman N. and Housset C. 2002. Peribiliary myofibroblasts in biliary type liver fibrosis. Front. Biosci. 7:d496-d503.

25. Magness S.T., Bataller R., Yang L. and Brenner D.A. 2004. A dual reporter gene transgenic mouse demonstrates heterognity in hepatic fibrogenic cell populations. Hepatology. 40:1151-1159.

26. Marra F. 2002. Leptin and liver fibrosis: a matter of fat. Gastroenterology. 122:1529-1532.

27. Ikejima K. et al. 2002. Leptin receptor-ted aling regulates hepatic fibrogenesis and remodeling of cellular matrix in the rat. Gastroenterology. 122:1399-1410.

28. Kamada Y. et al. 2003. Enhanced carbon tetrachloride-induced liver fibrosis in mice lacking adiponectin. Gastroenterology. 125:1796-1807.

29. Ortiz V., Berenguer M., Rayon J.M., Carrasco D. and Berenguer J. 2002. Contribution of obesity to hepatitis C- fibrosis progression. Am. J. Gastroenterol. 97:2408-2414.

30. Brunt E.M. Nonalcoholic steatohepatitis: Definition and pathology. Semin Liver Dis 2001;21:3-16.

Источник