Formação de bílis

O fígado secreta aproximadamente 500–600 ml de bile por dia. A bile é isosmótica ao plasma e consiste principalmente de água, eletrólitos, sais biliares, fosfolipídios (principalmente lecitina), colesterol, bilirrubina e outros componentes endógenos ou exógenos, como proteínas que regulam a função gastrointestinal, fármacos ou seus metabólitos. A bilirrubina é um produto da degradação dos componentes do heme durante a degradação da hemoglobina. A formação de sais biliares, também conhecidos como ácidos biliares, causa a secreção de outros constituintes biliares, particularmente sódio e água. As funções dos sais biliares incluem a excreção de substâncias potencialmente tóxicas (p. ex., bilirrubina, metabólitos de fármacos), a solubilização de gorduras e vitaminas lipossolúveis no intestino para facilitar sua absorção e a ativação da limpeza osmótica do intestino.

A síntese e a secreção da bile requerem mecanismos de transporte ativo, bem como processos como endocitose e difusão passiva. A bile é formada nos canalículos entre os hepatócitos adjacentes. A secreção de ácidos biliares nos canalículos é a etapa limitante da velocidade de formação da bile. A secreção e a absorção também ocorrem nos ductos biliares.

No fígado, a bile do sistema coletor intra-hepático entra no ducto hepático proximal, ou comum. Aproximadamente 50% da bile secretada fora das refeições pelo ducto hepático comum entra na vesícula biliar através do ducto cístico; os 50% restantes vão diretamente para o ducto biliar comum, formado pela confluência dos ductos hepático comum e cístico. Fora das refeições, uma pequena porção da bile vem diretamente do fígado. A vesícula biliar absorve até 90% da água da bile, concentrando-a e armazenando-a.

A bile flui da vesícula biliar para o ducto biliar comum. O ducto biliar comum se une ao ducto pancreático para formar a ampola de Vater, que se abre no duodeno. Antes de se juntar ao ducto pancreático, o ducto biliar comum estreita-se em diâmetro para < 0,6 cm. O esfíncter de Oddi circunda os ductos pancreático e biliar comum; além disso, cada ducto possui seu próprio esfíncter. A bile normalmente não flui retrógrada para o ducto pancreático. Esses esfíncteres são altamente sensíveis à colecistocinina e a outros hormônios intestinais (p. ex., peptídeo ativador da gastrina) e a alterações no tônus colinérgico (p. ex., devido a agentes anticolinérgicos).

Durante uma refeição padrão, a vesícula biliar começa a se contrair e os esfíncteres do ducto biliar relaxam sob a influência dos hormônios intestinais secretados e da estimulação colinérgica, o que promove o movimento de aproximadamente 75% do conteúdo da vesícula biliar para o duodeno. Por outro lado, durante o jejum, o tônus esfincteriano aumenta, o que promove o enchimento da vesícula biliar. Os sais biliares são mal absorvidos por difusão passiva no intestino delgado proximal; a maioria dos ácidos biliares atinge o íleo distal, onde 90% são absorvidos ativamente no leito venoso portal. Uma vez de volta ao fígado, os ácidos biliares são efetivamente extraídos e rapidamente modificados (por exemplo, os ácidos livres são ligados) e secretados de volta para a bile. Os sais biliares circulam pelo circuito entero-hepático de 10 a 12 vezes por dia.

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Anatomia dos ductos biliares

Sais biliares, bilirrubina conjugada, colesterol, fosfolipídios, proteínas, eletrólitos e água são secretados pelos hepatócitos nos canalículos biliares. O aparelho de secreção biliar inclui proteínas de transporte da membrana canalicular, organelas intracelulares e estruturasdo citoesqueleto. Junções estreitas entre os hepatócitos separam o lúmen dos canalículos do sistema circulatório hepático.

A membrana canalicular contém proteínas de transporte para ácidos biliares, bilirrubina, cátions e ânions. Microvilosidades aumentam sua área. As organelas são representadas pelo aparelho de Golgi e pelos lisossomos. As vesículas são usadas para transportar proteínas (por exemplo, IgA) da membrana sinusoidal para a membrana canalicular e para entregar proteínas de transporte sintetizadas na célula para colesterol, fosfolipídios e, possivelmente, ácidos biliares dos microssomos para a membrana canalicular.

O citoplasma do hepatócito ao redor dos túbulos contém estruturas do citoesqueleto: microtúbulos, microfilamentos e filamentos intermediários.

Os microtúbulos são formados pela polimerização da tubulina e formam uma rede dentro da célula, especialmente perto da membrana basolateral e do complexo de Golgi, participando do transporte vesicular mediado por receptores, da secreção de lipídios e, sob certas condições, de ácidos biliares. A formação de microtúbulos é inibida pela colchicina.

A construção dos microfilamentos envolve a interação de actinas polimerizadas (F) e livres (G). Os microfilamentos, concentrados ao redor da membrana canalicular, determinam a contratilidade e a motilidade dos canais. A faloidina, que aumenta a polimerização da actina, e a citocalasina B, que a enfraquece, inibem a motilidade do canal e causam colestase.

Os filamentos intermediários são compostos de citoqueratina e formam uma rede entre as membranas plasmáticas, o núcleo, as organelas intracelulares e outras estruturas do citoesqueleto. A ruptura dos filamentos intermediários leva à interrupção dos processos de transporte intracelular e à obliteração do lúmen dos túbulos.

Água e eletrólitos afetam a composição da secreção tubular ao penetrar nas junções estreitas entre os hepatócitos devido ao gradiente osmótico entre o lúmen dos túbulos e os espaços de Disse (fluxo paracelular). A integridade das junções estreitas depende da presença da proteína ZO-1, com peso molecular de 225 kDa, na superfície interna da membrana plasmática. A ruptura das junções estreitas é acompanhada pela entrada de moléculas maiores dissolvidas nos túbulos, o que leva à perda do gradiente osmótico e ao desenvolvimento de colestase. Pode ser observada regurgitação de bile tubular para os sinusoides.

Os canalículos biliares desembocam em dúctulos, às vezes chamados de colangíolos ou canais de Hering. Os dúctulos localizam-se principalmente nas zonas portais e desembocam nos ductos biliares interlobulares, que são os primeiros ductos biliares a serem acompanhados por ramos da artéria hepática e da veia porta, sendo encontrados nas tríades portais. Os ductos interlobulares fundem-se para formar ductos septais até que dois ductos hepáticos principais sejam formados, emergindo dos lobos direito e esquerdo na região do porta hepatis.

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Secreção de bile

A formação da bile ocorre com a participação de diversos processos de transporte dependentes de energia. Sua secreção é relativamente independente da pressão de perfusão. O fluxo total de bile em humanos é de aproximadamente 600 ml/dia. Os hepatócitos secretam duas frações da bile: dependente dos ácidos biliares ("225 ml/dia") e independente deles ("225 ml/dia"). Os 150 ml/dia restantes são secretados pelas células do ducto biliar.

A secreção de sais biliares é o fator mais importante na formação da bile (a fração dependente de ácidos biliares). A água acompanha os sais biliares osmoticamente ativos. Alterações na atividade osmótica podem regular a entrada de água na bile. Existe uma correlação clara entre a secreção de sais biliares e o fluxo da bile.

A existência de uma fração biliar independente de ácidos biliares é demonstrada pela possibilidade de produção de bile sem sais biliares. Assim, a continuidade do fluxo biliar é possível apesar da ausência de excreção de sais biliares; a secreção de água se deve a outros solutos osmoticamente ativos, como glutationa e bicarbonatos.

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Mecanismos celulares de secreção biliar

O hepatócito é uma célula epitelial secretora polar com membranas basolaterais (sinusoidal e lateral) e apicais (tubulares).

A formação da bile envolve a captura de ácidos biliares e outros íons orgânicos e inorgânicos, seu transporte através da membrana basolateral (sinusoidal), citoplasma e membrana canalicular. Esse processo é acompanhado pela filtração osmótica da água contida no hepatócito e no espaço paracelular. A identificação e a caracterização das proteínas de transporte das membranas sinusoidal e canalicular são complexas. O estudo do aparelho secretor dos canalículos é particularmente difícil, mas atualmente um método para a obtenção de hepatócitos duplos em cultura de curta duração foi desenvolvido e comprovado como confiável em muitos estudos. A clonagem de proteínas de transporte permite caracterizar a função de cada uma delas separadamente.

O processo de formação da bile depende da presença de certas proteínas transportadoras nas membranas basolateral e canalicular. A força motriz para a secreção é a Na ⁺, K ⁺ - ATPase da membrana basolateral, proporcionando um gradiente químico e uma diferença de potencial entre o hepatócito e o espaço circundante. A Na ⁺, K ⁺ - ATPase troca três íons de sódio intracelulares por dois íons de potássio extracelulares, mantendo um gradiente de concentração de sódio (alto exterior, baixo interior) e potássio (baixo exterior, alto interior). Como resultado, o conteúdo da célula tem uma carga negativa (–35 mV) em comparação com o espaço extracelular, o que facilita a captação de íons carregados positivamente e a excreção de íons carregados negativamente. A Na ⁺, K ⁺ - ATPase não é encontrada na membrana canalicular. A fluidez da membrana pode afetar a atividade enzimática.

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Captura na superfície da membrana sinusoidal

A membrana basolateral (sinusoidal) possui múltiplos sistemas de transporte para a captação de ânions orgânicos, que apresentam especificidades de substrato sobrepostas. As proteínas de transporte já foram caracterizadas anteriormente a partir de estudos com células animais. A clonagem recente de proteínas de transporte humanas proporcionou uma melhor compreensão de sua função. A proteína transportadora de ânions orgânicos (OATP) é independente de sódio e transporta diversas moléculas, incluindo ácidos biliares, bromsulfaleína e provavelmente bilirrubina. Acredita-se que outros transportadores também transportem bilirrubina para o hepatócito. Os ácidos biliares conjugados com taurina (ou glicina) são transportados pela proteína cotransportadora de sódio/ácido biliar (NTCP).

^{A proteína que realiza a troca Na+} /H ⁺ e regula o pH dentro da célula participa da transferência de íons através da membrana basolateral. Essa função também é desempenhada pela proteína de cotransporte de Na ^+/ HCO3– _. A captura de sulfatos, ácidos graxos não esterificados e cátions orgânicos também ocorre na superfície da membrana basolateral.

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Transporte intracelular

O transporte de ácidos biliares no hepatócito é realizado por proteínas citosólicas, entre as quais a 3a-hidroxiesteroide desidrogenase desempenha o papel principal. De menor importância são a glutationa-S-transferase e as proteínas que se ligam a ácidos graxos. O retículo endoplasmático e o complexo de Golgi participam do transporte de ácidos biliares. O transporte vesicular aparentemente só é ativado com um influxo significativo de ácidos biliares para o interior da célula (em concentrações que excedem as fisiológicas).

O transporte de proteínas e ligantes da fase fluida, como IgA e lipoproteínas de baixa densidade, é realizado por transcitose vesicular. O tempo de transferência da membrana basolateral para a canalicular é de cerca de 10 minutos. Esse mecanismo é responsável por apenas uma pequena parte do fluxo biliar total e depende do estado dos microtúbulos.

Secreção tubular

A membrana canalicular é uma região especializada da membrana plasmática do hepatócito que contém proteínas de transporte (principalmente dependentes de ATP) responsáveis pelo transporte de moléculas para a bile contra o gradiente de concentração. A membrana canalicular também contém enzimas como a fosfatase alcalina e a GGT. Glicuronídeos e conjugados de glutationa-S (por exemplo, diglicuronídeo de bilirrubina) são transportados pelo transportador de ânions orgânicos multiespecíficos canaliculares (cMOAT), e os ácidos biliares são transportados pelo transportador de ácidos biliares canaliculares (cBAT), cuja função é parcialmente controlada pelo potencial intracelular negativo. O fluxo biliar, independente dos ácidos biliares, é aparentemente determinado pelo transporte de glutationa e também pela secreção tubular de bicarbonato, possivelmente com a participação da proteína de troca Cl ^– /HCO3 _–^.

Duas enzimas da família da glicoproteína-P desempenham um papel importante no transporte de substâncias através da membrana canalicular; ambas são dependentes de ATP. A proteína de resistência a múltiplos fármacos 1 (MDR1) transporta cátions orgânicos e também remove fármacos citostáticos das células cancerígenas, causando sua resistência à quimioterapia (daí o nome da proteína). O substrato endógeno da MDR1 é desconhecido. A MDR3 transporta fosfolipídios e atua como uma flipase para a fosfatidilcolina. A função da MDR3 e sua importância para a secreção de fosfolipídios na bile foram esclarecidas em experimentos com camundongos sem a glicoproteína-P mdr2 (um análogo da MDR3 humana). Na ausência de fosfolipídios na bile, os ácidos biliares causam danos ao epitélio biliar, ductulite e fibrose periductular.

Água e íons inorgânicos (especialmente sódio) são excretados nos capilares biliares ao longo de um gradiente osmótico por difusão através de junções estreitas semipermeáveis carregadas negativamente.

A secreção biliar é regulada por diversos hormônios e segundos mensageiros, incluindo AMPc e proteína quinase C. Concentrações aumentadas de cálcio intracelular inibem a secreção biliar. A passagem da bile pelos canalículos ocorre devido aos microfilamentos, que proporcionam motilidade e contração dos canalículos.

Secreção ductular

As células epiteliais dos ductos distais produzem uma secreção rica em bicarbonato que modifica a composição da bile canalicular (o chamado fluxo ductular). Durante a secreção, são produzidos AMPc e algumas proteínas de transporte de membrana, incluindo a proteína de troca Cl–/HCO3– ^e o regulador da condutância transmembrana ^{da fibrose}_cística, um canal de membrana para Cl– ^regulado por AMPc. A secreção ductal é estimulada pela secretina.

Supõe-se que o ácido ursodesoxicólico seja ativamente absorvido pelas células ductulares, trocado por bicarbonatos, recirculado no fígado e, posteriormente, reexcretado na bile ("derivação cole-hepática"). Isso pode explicar o efeito colerético do ácido ursodesoxicólico, acompanhado de alta secreção biliar de bicarbonatos na cirrose experimental.

A pressão nos ductos biliares, onde ocorre a secreção biliar, é normalmente de 15 a 25 cm H2O. Um aumento na pressão para 35 cm H2O leva à supressão da secreção biliar e ao desenvolvimento de icterícia. A secreção de bilirrubina e ácidos biliares pode cessar completamente, e a bile torna-se incolor (bile branca) e assemelha-se a um líquido mucoso.

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