Leberphysiologie und Funktionen

Allgemeines zur Leberphysiologie

• Die Leber erfüllt zentrale Funktionen, einschließlich Gallebildung, Abbau und Ausscheidung von Substanzen, Speicherfunktion und Stoffwechselfunktionen.

Abbau- und Ausscheidungsfunktionen

• Endogene Stoffe wie Steroidhormone, Bilirubin und Ammoniak sowie Medikamente und Gifte werden durch die Leber inaktiviert und in wasserlösliche Form gebracht.
• Der Abbau erfolgt meist in zwei Phasen:
  • Phase-I-Reaktionen: Fügen funktionelle Gruppen hinzu (Oxidation, Reduktion, Hydrolyse).
  • Phase-II-Reaktionen: Hinzufügen polarer Gruppen zur Erhöhung der Wasserlöslichkeit.
• Zytochrom-P450-Enzyme (CYP) spielen eine zentrale Rolle in der Metabolisierung vieler Medikamente und Hydroxylierung von Vitamin D3.

Enzyme und Mechanismen

• Zytosolische Alkoholdehydrogenasen (ADH) sind Phase-I-Enzyme, die Alkohole zu Aldehyden und Ketonen dehydrieren.
• Giftstoffe durchlaufen Phase-I-Reaktionen zur Neutralisation, gefolgt von Phase-II-Reaktionen zur Konjugation mit wasserlöslichen Molekülen.

Ausscheidungswege

• Abfallprodukte werden über Stuhl, Harn, Atemluft und Schweiß ausgeschieden.

Fettlösliche Vitamine in der Leber

• Vitamin A: Aus tierischer Nahrung, Früchten und Gemüse; gebunden an retinolbindendes Protein, gespeichert in Hepatozyten und Ito-Zellen.
• Vitamin D: Synthese in Hautzellen aus 7-Dehydrocholesterin; muss in der Leber hydroxyliert werden (25-OH-D3) und dann in der Niere zu biologisch aktivem 1,25-OH-D3 umgewandelt werden.
• Vitamin E: In α- und γ-Tocopherol im Dünndarm resorbiert; Transfer von α-Tocopherol auf VLDL in Hepatozyten.
• Vitamin K: Wird von Darmbakterien produziert und ist für die Synthese der Gerinnungsfaktoren II, VII, IX und X verantwortlich; kommt in zwei Formen vor (K1 und K2).

Gallensalze

• Konjugation der Gallensalze mit Aminosäuren (vor allem Taurin oder Glycin), was ihre Wasserlöslichkeit erhöht.
• Im terminalen Ileum können konjugierte Gallensalze resorbiert oder bakterielle dekonjugiert werden.
• Primäre Gallensalze werden in sekundäre Gallensalze umgewandelt (z.B. Lithocholat und Deoxycholat) und über den enterohepatischen Kreislauf zur Leber zurücktransportiert für die Gallesekretion.

Abbau von Hämoglobin und Ausscheidung von Häm

• Hämoglobin wird von Phagozyten in der Milz abgebaut, wobei Häm, Eisen und Aminosäuren freigesetzt werden; täglich ca. 6 g freies Hämoglobin.
• Häm wird zu Biliverdin umgewandelt und dann in unkonjugiertes Bilirubin; dieses wird an Albumin gebunden zur Leber transportiert (indirektes Bilirubin).
• In der Leber erfolgt die Konjugation des Bilirubins mit Glukuronsäure, wodurch es wasserlöslich wird.
• Die Ausscheidung erfolgt über die Galle; im Darm wird es bakterell zu Urobilinogen reduziert, teilweise wieder resorbiert.
• Ein Teil des resorbierten Stoffes wird als direktes Bilirubin über die Nieren ausgeschieden, was zur Gelbfärbung des Harns führt.
• Der Hauptanteil der Gallenfarbstoffe wird bakteriell weiter reduziert und mit dem Stuhl als Sterkobilinogen und Sterkobilin ausgeschieden, was zu dessen Braunfärbung führt.

Hämoglobinabbau und Ikterus

• Ikterus ist eine Gelbfärbung der Haut und Schleimhäute infolge erhöhter Bilirubinspiegel im Blut, oft durch Leberfunktionsstörungen bedingt.

Alkoholabbau in der Leber

• Der Alkoholabbau erfolgt hauptsächlich durch Alkoholdehydrogenase (ADH) in der Leber und Magenschleimhaut, wobei Männer einen höheren Alkoholabbaurate als Frauen aufweisen.
• Ethnische Unterschiede bestehen, Kaukasier metabolisieren Alkohol effizienter als Asiaten.

Physiologie der Leber

• Umfasst Funktionsanatomie, Gallebildung, Abbau und Ausscheidung, Speicher- und Stoffwechselfunktionen.

Abbau- und Ausscheidungsfunktion der Leber

• Leber inaktiviert endogene Stoffe (z.B. Steroidhormone, Bilirubin), Medikamente und Gifte und bereitet sie zur Ausscheidung vor.
• Der Abbau erfolgt meist in zwei Phasen: Phase-1-Reaktionen beinhalten Oxidation, Reduktion, Hydrolyse; Phase-2-Reaktionen fügen polare Gruppen hinzu.
• Zytochrom-P450-Enzyme (CYP) spielen eine zentrale Rolle im Metabolismus, z.B. Hydroxylierung von Vitamin D3.
• Alkoholdehydrogenasen sind Phase-I-Enzyme, die Alkohole in Aldehyde und Ketone umwandeln.

Transport der Gallensäuren

• Gallensäuren erscheinen als wasserlösliche Gallensalze, die überwiegend durch sekundär aktiven Transport über den Na+-Symporter NTCP aufgenommen werden.
• Nicht konjugierte Gallensalze werden teilweise durch nicht-ionische Diffusion (lipophil) aufgenommen.
• OATP1 transportiert organische Anionen, indem es gegen Cl− oder HCO3− austauscht, was für die Aufnahme von Gallensalzen wichtig ist.