Die Leber. Die Leber. Lage und Aufbau. Basiswissen > Physiologie > Die Leber. Skript PLUS

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1 Basiswissen > Physiologie > Die Leber Die Leber Skript PLUS Die Leber Wenn du zu viel Alkohol trinkst, machst du deine Leber kaputt! Diesen Ausspruch hört man häufig. Doch was macht eigentlich dieses Organ, die Leber? Wozu brauchen wir es überhaupt? Und was stellt der Alkohol mit der Leber an? Wenn man gefragt wird, wie der Stoffwechsel im menschlichen Körper funktioniert, denkt man wahrscheinlich zuerst an Organe wie den Magen und den Darm. Die Leber ist für die meisten sicherlich nicht das erste Organ, welches sie damit in Verbindung bringen. Tatsächlich jedoch ist die Leber eines der wichtigsten Stoffwechselorgane des menschlichen Körpers. Während im Magen und Darm die Zerlegung der Nahrung in ihre Bausteine, die Aminosäuren, Zucker (Monosaccharide) und Fettsäuren erfolgt, werden in der Leber diese Stoffe z.t. wieder zu größeren Einheiten zusammengesetzt bzw. modifiziert, um ihre Speicherung zu ermöglichen. Die Leber ist außerdem am Abbau von nicht mehr benötigten Stoffen und der Produktion von in Körperprozessen wichtigen Proteinen beteiligt. Sie ist somit das zentrale Organ des menschlichen Stoffwechsels. Lage und Aufbau Die Leber liegt im rechten Oberbauch unterhalb der beiden Lungenflügel und oberhalb des Magens. Mit einem Gewicht von 1,4 bis 1,8 kg bei einem Erwachsenen ist sie etwas schwerer als das Gehirn und etwas leichter als der Darm und somit eines der größten Organe des menschlichen Körpers. Sie untergliedert sich in vier Lappen, die gemäß ihrer Lage und Form als rechter, linker, quadratischer und geschwänzter Leberlappen bezeichnet werden.

2 Abb. 1: Die Lage der Leber im Körper. Hier zum Bildnachweis. Die kleinen funktionellen Einheiten der Leber sind die sogenannten Leberläppchen. Dies sind ca. 1-2 mm große sechseckige Strukturen, die hauptsächlich aus den Leberzellen (Hepatozyten) und Blutgefäßen bestehen. In diesen kleinen Gebilden findet der komplette Stoffaustausch, den die Leber verrichtet, statt: Nährstoffe aus der Nahrung, die im Darm in das Blut resorbiert (=aufgenommen) wurden, werden über das Blut in die Leber transportiert und in den Leberläppchen in das Lebergewebe abgegeben. Gleichzeitig werden Abbauprodukte von Stoffen, die in der Leber zerlegt werden und für die Ausscheidung bestimmt sind, "abtransportiert". Wie genau funktioniert das? In den Leberläppchen ordnen sich die die Hepatozyten jeweils um ein zentral gelegenes Blutgefäß, die Zentralvene an. Diese ist dafür verantwortlich, sauerstoffarmes Blut mit den darin gelösten Soffen, die in der Leber aufgebaut wurden, aus der Leber wegzubefördern. Die Hepatozyten sind in auf das Zentrum zulaufenden Strängen darum angeordnet. An den sechs Eckpunkten jedes Leberläppchens, an denen sie mit den anderen Leberläppchen zusammenstoßen, befinden sich jeweils drei weitere Gefäße: eine Vene, die ein Ast der sogenannten Leberpfortader ist eine Arterie, die ein Ableger der Leberarterie ist und ein Gallengang. Die Anordnung aus diesen drei Gefäßen wird auch als Glisson-Trias (auch Glisson`sches Dreieck, benannt nach ihrem Entdecker Francis Glisson) bezeichet. Die hier auftretende Vene trägt eine Besonderheit: Sie führt zwar ebenfalls sauerstoffarmes Blut, jedoch ist dieses im Gegensatz zu dem Blut in gewöhnlichen Venen reich an Nährstoffen. Dies sind die Nähstoffe, die aus dem Darm ins Blut resorbiert wurden und anschließend über die Leberpfortader in die Leber geführt wurden. Über kleine Kapillargefäße, die Lebersinusoide, die zwischen den Hepatozten der Leberläppchen verlaufen, sind die Venen an den Eckpunkten der Leberläppchen mit der Zentralvene in der Mitte des Läppchens verbunden. Das nährstoffreiche Blut aus der Vene, die der Leberpfortader entstammt, fließt über die Lebersinusoide in die Zentralvene, wobei es das Gewebe aus Hepatozyten durchströmt. Aufgrund der Poren in den Gefäßwänden der Sinusoide können die Leberzellen Nährstoffe aus dem Blut aufnehmen und gleichzeitig Stoffe ins Blut abgeben, die über die Zentralvene abtransportiert werden

3 sollen. In die Lebersinusoide gibt zudem die Arterie der Glisson-Trias sauerstoffreiches Blut ab. In den Sinusoiden vermischt sich also sauerstoffreiches mit sauerstoffarmem Blut. Die Leberzellen nehmen den Sauerstoff aus dem Blut auf, den sie für den Ablauf der verschiedenen Stoffwechselprozesse benötigen. Zwischen den Hepatozyten verlaufen außerdem Gallenkapillaren vom Zentrum des Leberläppchens zu den Gallengängen in den Glisson-Trias. In die Gallenkapillaren wird von den Hepatozyten die von ihnen produzierte Gallenflüssigkeit abgegeben. Die Gallenflüssigkeit wird in den Gallengängen gesammelt und anschließend zur Gallenblase geleitet. Bei Bedarf wird die Flüssigkeit von da aus in den Dünndarm abgegeben. Die Gallenflüssigkeit übernimmt verschiedene Aufgaben: Sie enthält Stoffe, die die Löslichkeit der Nahrungsfette im Dünndarm erhöhen. Durch diese Stoffe wird zudem die Resorption der verdauten Nahrungsfette ins Blut gefördert. Über die Galle werden Produkte von Abbauprozessen in der Leber, z.b. Hormone und Bilirubin, das Abbauprodukt des roten Blutfarbstoffs Hämoglobin, in den Dündarm abgegeben und können so anschließend ausgeschieden werden. Abb. 2: Aufbau der Leberläppchen. Nährstoffwechsel in der Leber Jetzt haben wir einen Überblick über den Aufbau der Leber und wissen ungefähr, wie die Aufnahme von Nährstoffen in die Leber erfolgt und wie diese wiederum Abbauprodukte in das Blut abgibt. Aber was genau geschieht nun in den Leberzellen mit den Nährstoffen? Eine der wichtigsten Aufgaben der Leber in Bezug auf den Nährstoffwechsel ist die Umwandlung der aus der Spaltung von Nahrungszuckern gewonnen Glukose in eine Form, in der sie in der Leber gespeichert werden kann, bis sie zur Energiegewinnung vom Körper benötigt wird. Glukose ist ein Zucker, der in der kleinsten Einheit vorliegt, ein sogenanntes Monosaccharid. Durch die Spaltung der Glukose, die auch als Glykolyse bezeichnet wird, kann Energie für den Körper bereitgestellt werden, sie ist einer der wichtigsten Ausgangsstoffe für die Energiegewinnung. In Zeiten, in denen der Körper ausreichend mit Kohlenhydraten versorgt ist, wird in der Leber aus Glukose durch Vernetzung mehrerer Monosaccharid-Einheiten das Polysaccharid (=aus vielen Monosaccharid-Einheiten aufgebautes Kohlenhydrat) Glykogen aufgebaut. In dieser Form kann die Glukose besser gespeichert werden, da Glykogen im Gegensatz zu Glukose nur wenig osmotisch wirksam ist. Erhöht sich der Energiebedarf des Körpers und ist nicht ausreichend Glukose im Blut vorhanden (dies ist der sogenannte Blutzucker, von dem du bestimmt schon mal gehört hast), wird das Glykogen wieder in Glukose gespalten, die ins Blut abgegeben und so den Geweben zur Energiegewinnung bereitgestellt werden kann. Der Auf- und Abbau von Glykogen erfolgt jeweils durch spezielle Enzyme.

4 Der soeben beschriebene Prozess kann jedoch auch in umgekehrter Weise erfolgen. In kurzfristigen Hungerperioden kann es zum Mangel an Glukose im Blut kommen. Einige Organe und Zellen wie das Gehirn und die roten Blutkörperchen (Erythrozyten) sind zur Deckung ihres Energiebedarfs unbedingt auf Glukose angewiesen. In diesem Fall kann in der Leber Glukose durch den Abbau anderer Stoffe im Körper, z.b. Aminosäuren, neu aufgebaut und ins Blut abgegeben werden, durch das sie zu den betroffenen Organen transportiert wird. Dieser Vorgang wird auch als Glukoneogenese bezeichnet. Da er sehr energieauwendig ist, wird er nur im absoluten Bedarfsfall durchgeführt. Die Signale an die Leber, ob Glykogensynthese- oder abbau und Glukoneogenese stattfinden sollen, werden über zwei Hormone gegeben: das Insulin und das Glukagon. Das Insulin ist ein Hormon, das von der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) abgegeben wird, um den Blutzuckerspiegel zu senken. Dazu stimuliert es unter anderem in der Leber den Aufbau von Glykogen aus Glukose und hemmt die Glukoneogenese, sodass die Glukose-Konzentration im Blut sinkt. Der Gegenspieler des Insulins ist das Glukagon. Dieses soll die Erhöhung des Blutzuckerspiegels bewirken und führt daher zu umgekehrten Prozessen in der Leber wie das Insulin: Es hemmt die Glykogensynthese und fördert die Glukoneogenese. So trägt die Leber entscheidend zur Regulierung des Blutzuckerspiegels bei. Weiterhin werden in der Leber Nahrungsfette gespeichert. Ist der Körper mit viel Energie versorgt, können dort zudem Fette, z.b. aus Glukose, aufgebaut werden. Die Leber synthetisiert außerdem Cholesterin, welches der Ausgangsstoff für verschiedene Hormone des Körpers sowie ein wichtiger Bestandteil von Zellmembranen ist. Wie bereits erwähnt, werden in der Leber nicht nur verschiedene Stoffe aufgebaut und gespeichert, sondern auch abgebaut. Neben dem Hämoglobin werden hier z.b. auch nicht mehr benötigte Hormone sowie aufgenommene Gifte und Medikamente zersetzt, die anschließend über die Gallenflüssigkeit dem Ausscheidungsweg des Körpers zugeleitet werden. Der Alkohol und die Leber Jetzt hast du einiges über die recht komplizierte Funktionsweise der Leber erfahren. Interessant ist es aber vielleicht noch zu erfahren, wie die Frage vom Anfang beantwortet werden kann, was der Alkohol mit der Leber zu tun hat. Abb. 3: Eine menschliche Leber. Abb. 4: Ein Bierglas Der Alkoholabbau erfolgt hauptsächlich in der Leber durch das dort vorkommende Enzym Alkoholdehydrogenase. Diese baut Alkohol (wissenschaftlich wird der Alkohol, der hier gemeint ist, als Ethanol bezeichnet) im ersten Schritt zu einer Substanz namens Acetaldehyd ab, die in höheren Konzentrationen toxisch (=giftig) für die Zellen der Leber ist. Bei chronischem Alkoholkonsum

5 entwickelt der Körper zudem eine Art Toleranz gegenüber dem Ethanol, indem zusätzlich zum Abbauweg über die Alkoholdehydrogenase ein weiterer Abbauweg eingeschaltet wird, durch welchen der Alkohol sehr schnell abgebaut werden kann. Über diesen Weg wird noch mehr Acetaldehyd und zudem andere toxische Substanzen freigesetzt. Außerdem greift dieses System in den Fettstoffwechsel der Leber ein. Es kommt also zu einer verstärkten Einlagerung giftiger Substanzen in die Leberzellen, was zu Zellschädigungen führt, zum anderen zu einer Verfettung der Leber. Daher geht mit einem alkoholtoxischen Leberschaden in der Anfangsphase in der Regel eine Fettleber einher. Interessant ist, dass in diesem Stadium oft noch eine völlige Gesundung des Betroffenen innerhalb einiger Wochen möglich ist, wenn dieser ab diesem Zeitpunkt keinen Alkohol mehr zu sich nimmt. Bei weiterem ungehemmten Alkoholkonsum entsteht jedoch in der Regel eine sogenannte Leberzirrhose, das Endstadium der chronischen Leberkrankheit. Diese ist durch eine zerstörte Architektur des Lebergewebes verbunden mit einer stark eingeschränkten Leberfunktion gekennzeichnet. Bildnachweise [nach oben] [1] Penarc, CC BY-SA 3.0. [2] 2015 SchulLV. [3] Public Domain. [4] Public Domain.