Các chức năng sinh lý của gan

Chức năng chuyển hóa

Chuyển hóa glucid

Glucid từ ruột theo tĩnh mạch cửa về gan chủ yếu là glucose, còn lại là galactose và fructose. Fructose và galactose sẽ được gan chuyển thành glucose trước khi sử dụng. Ngoài ra, gan có thể tạo glucose từ các acid amin sinh đường, acid béo, glycerol và acid lactic. Các chất này sẽ được chuyển thành acid pyruvic hoặc phosphopyruvic rồi thành glucose-6-phosphat trước khi chuyển thành glucose.

Chuyển hóa lipid

Gan tổng hợp acid béo từ glucid, protid và từ các sản phẩm thoái hóa của lipid. Acid béo được chuyển hóa theo chu trình ( oxy hóa của Knoop để cho năng lượng (chiếm 60% chuyển hóa acid béo của cơ thể).

Ngoài ra, gan còn tổng hợp cholesterol, cholesteroleste, phospholipid, triglycerid và các lipoprotein (HDL, LDL và VLDL).

Phospholipid và lipoprotein là các dạng vận chuyển lipid chủ yếu của cơ thể. Cholesteroleste là dạng vận chuyển acid béo.

Chuyển hóa protid

Gan là cơ quan chuyển hóa cũng như dự trữ protid. Chuyển hóa protid ở gan xảy ra rất mạnh mẽ bao gồm 2 quá trình: chuyển hóa acid amin và tổng hợp protein.

Chuyển hóa acid amin:

Chuyển hóa acid amin ở gan xảy ra rất mạnh mẽ qua 3 quá trình khử carboxyl, khử  amin và trao đổi amin.

Khử carboxyl:

Nhờ các enzym decarboxylase, tuy nhiên quá trình này ở gan không quan trọng.

Khử amin:

Nhờ các enzym đặc hiệu desaminase tạo nên acid cetonic và NH3. Quá trình này liên quan chặt chẽ với quá trình trao đổi amin.

Trao đổi amin:

Là quá trình quan trọng nhất để gan tổng hợp nên các acid amin nội sinh đặc hiệu cho cơ thể từ các acid amin ăn vào nhờ một loại enzym quan trọng là transaminase. Trong đó, có 2 enzym rất quan trọng là GPT và GOT:

GOT (glutamat oxaloacetat transaminase) hay ASAT (aspartat transaminase).

GPT (glutamat pyruvat transaminase) hay ALAT (alanin transaminase).

Chúng xúc tác cho những phản ứng sau:

Aspartat + α cetoglutarat ßGOTà Oxaloacetat + Glutamat.

Alamin + α cetoglutarat ßGPTà Pyruvat + Glutamat.

Tổng hợp protein:

Tế bào gan sản xuất gần 50% lượng protein trong cơ thể. Vì vậy, gan có khả năng tái sinh rất mạnh. Sau khi cắt một phần, gan có thể tái tạo trở lại.

Tổng hợp protein huyết tương:

Gan tổng hợp toàn bộ albumin của huyết tương, một phần ( và ( globulin. Vì vậy, khi suy gan, protein máu giảm làm giảm áp suất keo, dịch từ mạch máu thoát vào tổ chức nhiều gây ra phù.

Tổng hợp các yếu tố đông máu:

Gan tổng hợp fibrinogen và các yếu tố đông máu II, VII, IX và X từ vitamin K. Khi suy gan, quá trình đông máu bị rối loạn, bệnh nhân rất dễ bị xuất huyết.

Chức năng dự trữ

Gan dự trữ cho cơ thể nhiều chất quan trọng: máu, glucid, sắt và một số vitamin như A, D, B12 trong đó quan trọng là vitamin B12.

Dự trữ máu

Lượng máu chứa trong gan bình thường khá lớn (khoảng 600 - 700 ml). Khi áp suất máu tại tĩnh mạch gan tăng lên (truyền dịch, sau bữa ăn, uống nhiều nước...), gan có thể phình ra để chứa thêm khoảng 200 - 400 ml.

Ngược lại, khi cơ thể hoạt động hoặc khi thể tích máu giảm, gan sẽ co lại, đưa một lượng máu vào hệ tuần hoàn.

Dự trữ glucid

Gan dự trữ glucid dưới dạng glycogen, lượng glycogen dự trữ này đủ cung cấp năng lượng cho cơ thể hoạt động trong vòng vài giờ.

Thông qua việc dự trữ glycogen, gan tham gia điều hòa đường huyết. Khi đường huyết tăng, quá trình tổng hợp glycogen tăng lên để dự trữ. Ngược lại, khi đường huyết hạ, quá trình phân ly glycogen tăng lên để đưa glucose vào máu nhằm giữ ổn định đường huyết.

Như vậy, gan đóng vai trò rất quan trọng trong điều hòa đường huyết. Các hệ thống điều hòa đường huyết như nội tiết và thần kinh đều thông qua gan. Khi suy gan, điều hòa đường huyết sẽ bị rối loạn cho dù hệ thống nội tiết và thần kinh vẫn còn tốt.

Dự trữ sắt

Gan là trong 3 cơ quan của cơ thể dự trữ sắt (gan, lách và tủy xương, dự trữ 20% lượng sắt của cơ thể, khoảng 1 g). Lượng sắt dữ trữ này đến từ thức ăn hoặc từ sự thoái hóa Hb. Gan dự trữ sắt dưới dạng feritin. Khi cần, gan sẽ đưa sắt đến cơ quan tạo máu nhờ một loại protein vận chuyển sắt là transferin do gan sản xuất ra.

Dự trữ vitamin B12

Gan có khả năng dự trữ vài miligam, trong khi nhu cầu của cơ thể khoảng 3 (g trong một ngày. Vì vậy, cơ thể rất hiếm bị thiếu B12, phải ngừng cung cấp 3 - 5 năm mới có triệu chứng thiếu vitamin B12.

Thiếu vitamin B12 sẽ gây ra bệnh thiếu máu ác tính hồng cầu to. 

Chức năng tạo mật

Mật là sản phẩm bài tiết của tế bào gan. Sau khi bài tiết, mật theo các ống mật vi ti đổ vào ống mật ở khoảng cửa. Từ đây, mật theo ống gan phải và ống gan trái đổ vào ống mật chung rồi theo ống túi mật đi đến chứa ở túi mật. Tại đây, mật được cô đặc lại và dưới tác dụng của một số kích thích, túi mật sẽ co bóp đưa mật vào tá tràng qua cơ vòng Oddi. Trước khi đi vào tá tràng, mật được trộn lẫn với dịch tụy trong ống tụy chính.

Mật là một chất lỏng, màu xanh hoặc vàng, pH khoảng 7 - 7,7.

Số lượng bài tiết khoảng 0,5 lít/ngày.

Dịch mật gồm có nhiều thành phần (bảng 1). Trong đó, có một số thành phần quan trọng như: muối mật, sắc tố mật, cholesterol...

Bảng: Các thành phần của dịch mật.

 Muối mật

Muối mật là muối Kali hoặc Natri của các acid mật liên hợp có nguồn gốc từ cholesterol với glycin hoặc taurin. Có 2 loại muối mật: glycocholat Natri (Kali) và taurocholat Natri (Kali).

Muối mật có chức năng quan trọng trong việc tiêu hóa và hấp thu lipid ở ruột non kéo theo sự hấp thu các vitamin tan trong lipid: A, D, E và K. 

Khi xuống đến hồi tràng, 95% muối mật được tái hấp thu rồi theo tĩnh mạch cửa trở về gan và được tái bài tiết, gọi là chu trình ruột gan (hình 1).

Còn lại 5% muối mật được đào thải theo phân có tác dụng giữ nước trong phân và duy trì nhu động ruột già.

Sắc tố mật

Sắc tố mật (hay còn gọi là bilirubin trực tiếp, bilirubin kết hợp) là một chất hình thành ở gan từ sản phẩm thoái hóa Hb trong cơ thể và sau đó được thải ra theo dịch mật.

Cholesterol

Tế bào gan tổng hợp cholesterol để sản xuất muối mật, một phần cholesterol được thải ra theo dịch mật để giữ hằng định cholesterol máu.

Khi xuống đến ruột, 1 lượng cholesterol được tái hấp thu trở lại.

Cholesterol không tan trong dịch mật, để tan được nó phải ở dưới dạng micelle cùng với muối mật và lecithin và gọi là sự bão hòa cholesterol của mật. Khi mật mất khả năng bão hòa này (do tăng cholesterol hoặc do giảm muối mật và lecithin), cholesterol sẽ tủa tạo nên sỏi.

Hình: Chu trình ruột gan của muối mật.

Chức năng chống độc

Gan được xem là một hàng rào bảo vệ cơ thể để chống lại các yếu tố độc hại xâm nhập qua đường tiêu hóa. Đồng thời, nó làm giảm độc tính và thải trừ một số chất được tạo ra trong quá trình chuyển hóa của cơ thể. Cơ chế chống độc của gan do cả tế bào Kupffer và tế bào gan đảm nhiệm.

Tế bào Kupffer

Thực bào các vi khuẩn xâm nhập vào cơ thể qua đường tiêu hóa, đồng thời thực bào cả các hồng cầu già và xác hồng cầu bị vỡ.

Tế bào gan

Chống độc bằng 2 cơ chế:

Giữ lại một số kim loại nặng như đồng, chì, thủy ngân...và một số chất màu như Bromo-Sulfo-Phtalein (BSP). Sau đó, sẽ thải ra ngoài.

Bằng các phản ứng hóa học để biến các chất độc thành chất không độc hoặc ít độc hơn rồi thải ra ngoài qua đường mật hoặc đường thận.

Phản ứng tạo urê từ NH3

NH3 được tạo ra trong cơ thể qua quá trình khử amin hoặc hấp thu từ ruột già vào máu. Đây là một chất độc đối với cơ thể, đặc biệt là đối với hệ thần kinh. Gan sẽ biến đổi NH3 thành urê qua chu trình Ocnitin chỉ có ở gan. Sau đó, urê được thải ra trong nước tiểu.

Khi suy gan, NH3 máu tăng lên gây nên hôn mê gan.

Khử độc bằng các phản ứng oxy hóa khử, metyl hóa. acetyl hóa

Oxy hóa rượu thành acid acetic.

Khử aldehyd thành alcol.

Acetyl hóa Sulfanilamit thành chất ít độc hơn.

Khử độc bằng các phản ứng liên hợp

Liên hợp sulfonic:

Các chất độc tạo ra do men thối ở ruột và hấp thu 1 phần vào máu như: indol, phenol, scatol... sẽ kết hợp với acid sulfuric tại gan thành các sulfat ít độc và thải ra trong nước tiểu.

Liên hợp với glycin:

Ví dụ: acid benzoic là một chất độc được liên hợp với glycin tạo thành acid hippuric và thải ra trong nước tiểu.

Liên hợp với acid glucuronic:

Đây là cơ chế chống độc chính của gan. Rất nhiều chất như: bilirubin, alcaloid, phenol, các hormon steroid, một số thuốc như: aspirin, kháng sinh, barbiturat... sẽ được liên hợp với acid glucuronic. Sau đó, các chất này được thải ra trong nước tiểu hoặc trong dịch mật.