GAN QUAN TRỌNG NHƯ THẾ NÀO VỚI CƠ THỂ CON NGƯỜI

Gan là tạng lớn nhất của cơ thể, chiếm khoảng 2% tổng khối lượng cơ thể, khoảng 1,5 kg ở ngưởi trưởng thành. Gan đảm nhiệm nhiều chức năng quan trọng đối với cơ thể, điển hình phải kể đến gồm: Lọc và dự trữ máu, chuyển hóa carbohydrate, protein, chất béo, hormon và các chất ngoại lai, hình thành mật, dự trữ vitamin và sắt, tổng hợp các yếu tố đông máu. Cụ thể như sau:

1. Bài tiết mật

Một trong số rất nhiều chức năng quan trọng của gan là bài tiết mật, trung bình từ 600 – 1000mL/ngày. Mật tiết ra từ gan được sử dụng cho các hoạt động sau đây:

1.1 Muối mật đóng vai trò quan trọng trong tiêu hóa và hấp thu chất béo

Hàng ngày, tế bào gan tổng hợp khoảng 6 gam muối mật. Tiền chất của muối mật là cholesterol, có nguồn gốc từ thức ăn hoặc được tổng hợp ở tế bào gan trong quá trình chuyển hóa chất béo. Đầu tiên, cholesterol được chuyển hóa thành cholic acid hoặc chenodeoxycholic acid với lượng tương đương nhau. Sau đó, phần lớn các axit này sẽ kết hợp với glycerin, một lượng nhỏ kết hợp với taurine để cấu thành nên glyco- và tauro-conjugated bile acid. Muối của các acid này phần lớn là muối natri, sau đó được bài tiết vào dịch mật. Muối mật thực hiện 2 chức năng quan trọng đối với đường tiêu hóa, bao gồm:

1.2 Dịch mật là phương thức đào thải các chất thải chuyển hóa

• Bài tiết cholesterol

Muối mật được tế bào gan tổng hợp có nguồn gốc từ cholesterol trong huyết tương. Trong quá trình bài tiết muối mật, có khoảng 1 – 2 gam cholesterol được đào thải qua dịch mật mỗi ngày. Cholesterol không tan trong nước, nhưng dưới tác dụng của muối mật và lecithin trong dịch mật khi kết hợp vật lý với cholesterol để tạo thành các hạt micell siêu vi thể trong dung dịch keo.

Khi mật được cô đặc ở túi mật, muối mật và lecithin cũng được cô đặc cùng với cholesterol giữ cho cholesterol ở dạng hòa tan. Trong một số bệnh lý, cholesterol có thể lắng đọng ở túi mật hình thành nên sỏi cholesterol túi mật. Lượng cholesterol trong dịch mật phụ thuộc vào lượng chất béo người đó ăn trong ngày. Vì vậy, người có chế độ ăn nhiều chất béo trong một thời gian dài có nguy cơ cao hình thành sỏi túi mật.

Tình trạng viêm của niêm mạc túi mật, thường có nguyên nhân từ nhiễm trùng mạn tính, có thể thay đổi đặc điểm hấp thu của niêm mạc túi mật, có khi tăng khả năng hấp thu nước và muối mật nhưng lại gây ra tình trạng nồng độ cholesterol trong muối mật cao. Sau đó, cholesterol bắt đầu lắng đọng ở túi mật, khởi đầu là các tinh thể nhỏ, sau đó sẽ lớn dần theo thời gian.

• Bài tiết bilirubin (sản phẩm của quá trình giáng hóa hồng cầu)

Khi hồng cầu kết thúc vòng đời của mình (khoảng 120 ngày) thì màng hồng cầu vỡ ra, giải phóng hemoglobin. Sau đó, hệ liên võng nội mô sẽ phân giải hemoglobin thành globin và heme. Nhân heme sau đó được tách ion sắt tự do (vận chuyển bởi transferin) và được oxy hóa thành biliverdin, chất này sau đó nhanh chóng được chuyển thành bilirubin tự do hay còn gọi là bilirubin không liên kết. Ngay sau đó, bilirubin tự do kết hợp mạnh mẽ với albumin trong huyết tương và được vận chuyển qua máu và dịch kẽ.

Sau vài giờ, bilirubin không liên kết được hấp thu qua màng tế bào gan. Trong quá trình đi qua màng tế bào gan, chúng được giải phóng khỏi albumin huyết tương sau đó có khoảng 80% kết hợp với acid glucuronic để tạo thành bilirubin glucuronide, khoảng 10% kết hợp với gốc sulfate để tạo bilirubin sulfate và 10% với các chất khác. Sau đó các dạng này được bài xuất khỏi tế bào gan vào các vi quản mật và theo đường mật xuống ruột.

Ở ruột, khoảng một nửa bilirubin liên kết được chuyển hóa bởi các vi khuẩn để trở thành urobilinogen. Một phần urobilinogen được tái hấp thu qua niêm mạc ruột vào máu. Sau đó, hầu hết chất này được tái bài tiết vào đường tiêu hóa bởi gan, chỉ có khoảng 5% được bài tiết bởi thận vào nước tiểu. Sau khi tiếp xúc với không khí, urobilinogen trong nước tiểu bị oxy hóa thành urobilin. Mặt khác, trong phân, urobilinogen được biến đổi oxy hóa để tạo stercobilin.

2. Chức năng chuyển hóa của gan

2.1 Chuyển hóa carbohydrate

Các chức năng chính của gan trong quá trình chuyển hóa carbohydrate bao gồm:

• Dự trữ glycogen
• Chuyển hóa galactose và fructose thành glucose
• Tân tạo glucose (gluconeogenesis)
• Tạo ra các hợp chất từ các sản phẩm trung gian của quá trình chuyển hóa carbohydrate

Gan đóng vai trò rất quan trọng trong việc duy trì ổn định nồng độ glucose máu (đường huyết). Khả năng dự trữ glycogen cho phép gan lấy lượng glucoes thừa ra khỏi máu, đưa vào dạng dự trữ, và khi nồng độ đường máu bắt đầu giảm thì chuyển hóa trở lại thành glucose để cung cấp cho các cơ quan, không để đường máu hạ quá thấp. Đây còn được gọi là chức năng đệm glucose của gan. Ở người có chức năng gan kém, nồng độ glucose sau bữa ăn nhiều carbohydrate có thể tăng lên gấp 2 – 3 lần so với bệnh nhân có chức năng gan bình thường.

Chức năng tân tạo glucose (gluconeogenesis) ở gan rất quan trọng trong duy trì nồng độ đường máu bình thường vì quá trình tân tạo đường chỉ xảy ra khi nồng độ đường máu dưới ngưỡng bình thường. Sau đó một lượng lớn amino acid và glycerol từ triglycerid được chuyển hóa thành glucose nhằm duy trì nồng độ glucose trong máu gần nhất có thể với ngưỡng bình thường.

2.2 Chuyển hóa chất béo

Mặc dù hầu hết tế bào của cơ thể đều có thể chuyển hóa chất béo, nhưng nơi chuyển hóa chính của chất béo là ở gan. Vai trò chính của gan trong chuyển hóa chất béo bao gồm:

• Oxy hóa acid béo để cung cấp cho các hoạt động chức năng của cơ thể
• Tổng hợp lượng lớn cholesterol, phosholipid, và phần lớn lipoprotein
• Tổng hợp chất béo từ protein và carbohydrate

Để giải phóng năng lượng từ các chất béo trung tính, bước đầu tiên, chất béo được cắt thành glycerol và các acid béo, sau đó, các acid béo lại được beta-oxy hóa thành các phân tử 2 carbon để tạo thành acetyl coenzyme A (acetyl-CoA). Chất này đi vào chu trình acid citric và bị oxi hóa để giải phóng năng lượng. Quá trình beta-oxy hóa có thể xảy ra ở tất cả các tế bào, nhưng nhanh nhất là ở tế bào gan.

Khoảng 80% cholesterol tổng hợp ở gan được chuyển thành muối mật sau đó bài tiết vào dịch mật, phần còn lại ở dạng lipoprotein và được vận chuyển tới các mô cơ thể. Tương tự như vậy, các phospholipid cũng được tổng hợp ở gan và vận chuyển dạng lipoprotein. Cả cholesterol và phospholipid được tế bào sử dụng để cấu thành màng, các cấu trúc nội bào và các chất quan trọng với chức năng tế bào.

Hầu hết chất béo được tổng hợp trong cơ thể từ carbohydrate và protein cũng xuất hiện ở gan. Sau khi chất béo được tổng hợp, chúng được vận chuyển ở dạng lipoprotein đến các mô mỡ để dự trữ.

2.3 Chuyển hóa protein

Cơ thể không thể tồn tại nếu thiếu sự đóng góp của quá trình chuyển hóa protein của gan. Vai trò quan trọng của gan trong quá trình chuyển hóa protein bao gồm:

• Khử amin của các amino acid
• Tổng hợp ure từ các gốc amoni để đào thải ra khỏi cơ thể
• Tổng hợp protein huyết tương
• Chuyển hóa trung gian các amino acid và tổng hợp các hợp chất khác từ amino acid

Quá trình khử amin của amino acid là điều kiện để chúng được sử dụng tạo năng lương hoặc chuyển hóa thành carbohydrate hoặc chất béo. Quá trình khử amin có thể xảy ra ở các mô khác của cơ thể, đặc biệt là thận, nhưng không quan trọng bằng quá trình khử amin ở gan.

Quá trình tổng hợp ure của gan giúp loại bỏ các gốc amoni ra khỏi cơ thể. Phần lớn các gốc amoni được tạo thành từ quá trình khử amin, và một lượng nhỏ được tạo ra liên tục trong ống tiêu hóa do vi khuẩn và được hấp thu vào máu. Vì thế, nếu gan không tổng hợp ure, nồng độ amoni trong máu sẽ tăng lên rất nhanh và dẫn tới tình trạng hôn mê gan thậm chí tử vong. Thực tế, ngay cả khi lượng máu đến gan giảm mạnh (xuất hiện tình cơ khi có shunt giữa tĩnh mạch cửa và tĩnh mạch chủ) có thể gây tăng amoni trong máu gây ra tình trạng nhiễm độc nặng.

Các protein huyết tương, trừ các gama globulin, được tổng hợp bởi tế bào gan, chiếm khoảng 90% tổng lượng protein huyết tương. Gan có thể tổng hợp tối đa 15 – 50 gam protein/ngày. Vì thế, thậm chí ngay cả khi mất đến một nửa lượng protein huyết tương thì vẫn có thể phục hồi lại trong 1 – 2 tuần.

Một điều thú vị là tình trạng giảm protein huyết tương kích thích quá trình phân bào của tế bào gan dẫn tới tăng kích thước gan, hiệu ứng này đi kèm với tăng sản xuất protein huyết tương đến khi nồng độ protein huyết tương trở về bình thường. Ở các bệnh lý gan mạn tính (VD: xơ gan) protein huyết tương như albumin có thể giảm rất thấp gây ra tình trạng phù toàn thân và cổ chướng.

3. Các chức năng chuyển hóa khác của gan

3.1 Dự trữ các vitamin

Gan có khả năng dự trữ vitamin và được biết đến là nguồn vitamin tốt nhất trong điều trị bệnh nhân. Vitamin được dự trữ với chất lượng tốt nhất ở gan là vitamin A, nhưng lượng lớn vitamin D và B12 cũng được dự trữ ở gan. Lượng vitamin A dự trữ ở gan có thể đảm bảo cung cấp cho cở thể để phòng tình trạng thiếu vitamin A trong vòng 10 tháng. Lượng vitamin D dự trữ trong gan có thể dự phòng thiếu vitamin D trong vòng 3 – 4 tháng và lượng B12 dự trữ có thể đủ cho cơ thể dùng trong vòng ít nhất 1 năm và có thể lên đến vài năm.

3.2 Dự trữ sắt ở dạng ferritin

Sắt trong cơ thể ngoài ở dạng kết hợp trong phân tử hemoglobin thì lượng lớn nhất được dự trữ ở gan trong dạng ferrintin. Tế bào gan chứa một lượng lớn loại protein gọi là apoferritin có khả năng liên kết có thể đảo ngược với sắt. Vì thế, khi sắt trong cơ thể vượt quá một lượng nhất định, nó sẽ được kết hợp với apoferritin để chuyển thành ferrintin dự trữ trong té bào gan. Khi lượng sắt trong dịch tuần hoàn thấp, ferritin sẽ giải phóng sắt vào hệ tuần hoàn. Vì thế, hệ apoferritin-ferritin của gan hoạt động như một hệ đệm sắt của máu và đồng thời là nơi dự trữ sắt của cơ thể.

3.3 Sản xuất các yếu tố tham gia vào quá trình đông máu

Các chất được sản xuất ở gan tham gia vào quá trình đông máu gồm có fibrinogen, prothombin, acceleractor globulin, yếu tố VII, và vài yếu tố quan trọng khác. Vitamin K là chất cần thiết trong quá trình chuyển hóa ở gan để tạo nên các chất kể trên, đặc biệt là prothrombin, và yếu tố VII, IX, X. Khi thiếu vitamin K thì nồng độ các chất đó giảm đáng kể và điều này ngăn cản quá trình hình thành cục máu đông.(1)

3.4 Đào thải thuốc, hormone, và các chất khác

Gan có khả năng thải độc hoặc bài tiết qua đường mật nhiều loại thuốc bao gồm sulfonamide, penicillin, ampicillin và erythromycin. Mặt khác, một số loại hormon cũng được chuyển hóa hoặc bài tiết bởi gan bao gồm thyroxin, và các hormon steroid như estrogen, cortisol và aldosteron. Tổn thương gan có thể gây ra tình trạng tích lũy quá mức của một hoặc nhiều hormon kể trên dẫn tới biểu hiện của cường chức năng hormone đó.

4. Các chức năng gan khác

4.1 Gan là nơi dự trữ máu

Gan là tạng có khả năng giãn nở nên một lượng lớn máu có thể chứa trong các mạch máu của gan. Lượng máu bình thường ở gan khoảng 450ml và được phân bố ở các tĩnh mạch gan và ở các xoang gan, chiếm khoảng 10% thể tích tuần hoàn cơ thể. Khi áp lực máu ở nhĩ trái tăng làm tăng áp lực ở gan, gan sẽ giãn nở và có thể chứa thêm khoảng 0,5 – 1 lít máu. Tình trạng này gặp ở bệnh nhân suy tim có ứ trệ tuần hoàn ngoại biên. Vì vậy, về mặt chức năng, gan có thể là nơi chứa máu trong các trường hợp quá tải thể tích tuần hoàn và cũng có thể cung cấp máu bổ sung trong trường hợp giảm thể tích tuần hoàn.

4.2 Hệ thống đại thực bào gan có vai trò làm sạch dòng máu

Dòng máu chảy qua mao mạch ruột mang theo rất nhiều vi khuẩn từ ruột. Thực tế, mẫu máu lấy ở tĩnh mạch cửa trước khi vào gan gần như luôn luôn có vi khuẩn khi nuôi cấy, trong khi đó máu lấy ở tuần hoàn hệ thống khi nuôi cấy rất hiếm khi có vi khuẩn. Điều này có thể lý giải do tế bào Kupffer, một loại đại thực bào bám ở xoang tĩnh mạch gan có khả năng làm sạch máu khi dòng máu này đi qua các xoang gan. Khi vi khuẩn tiếp xúc với tế bào Kupffer, trong khoảng thời gian < 0.01 giây, vi khuẩn bị thực bào vào trong tế bào Kupffer. Chỉ có < 1% vi khuẩn đường ruột đi qua tĩnh mạch cửa thoát khỏi gan để vào tuần hoàn hệ thống.

Gan bảo vệ cơ thể chống lại tình trạng nhiễm trùng

Kiểm tra xét nghiệm chức năng gan

Để kiểm tra chức năng gan, bác sĩ có thể chỉ định thực hiện các xét nghiệm sau đây:

• Xét nghiệm chức năng gan (LFT): Đây là xét nghiệm giúp đánh giá chức năng gan của người bệnh. Các yếu tố được đánh giá bao gồm: Aspartate transaminase (AST), alanine transaminase (ALT), bilirubin, phosphatase kiềm (ALP) và gamma-glutamyltransferase (GGT).

• Siêu âm: Siêu âm là phương pháp chẩn đoán không xâm lấn có thể được chỉ định thực hiện để đánh giá chức năng gan. Trong đó, siêu âm góc phần tư phía trên giúp kiểm tra tình trạng viêm/ tắc nghẽn đường mật, sỏi ống mật chủ. Ngoài ra, nhiều bệnh lý khác về gan cũng có thể được xác định thông qua phương pháp chẩn đoán này, chẳng hạn như: nang gan, bờ gan đều, không đều…

• Chụp cắt lớp vi tính (CT) hoặc chụp cộng hưởng từ (MRI): Những phương pháp này giúp chẩn đoán các tổn thương ở gan thông qua các hình ảnh thu được về thì tĩnh mạch cửa, thì động mạch và thì tĩnh mạch.