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 States. 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 metabolic 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 promoter 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. Metalloproteinases 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–mediated signaling regulates hepatic fibrogenesis and remodeling of extracellular 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–related fibrosis progression. Am. J. Gastroenterol. 97:2408–2414.
30. Brunt E.M. Nonalcoholic steatohepatitis: Definition and pathology. Semin Liver Dis 2001;21:3–16.