Bildung von Leber und Gallenwegen während der Embryogenese

Die Leber mit ihrem Gangsystem und der Gallenblase entwickelt sich aus dem Leberdivertikel des ventralen Endoderms des primären Mitteldarms. Die Leberentwicklung beginnt in der 4. Woche der intrauterinen Periode. Die zukünftigen Gallengänge werden aus dem proximalen Teil des Divertikels und die Leberstrahlen aus dem distalen Teil gebildet.

Sich schnell vermehrende endodermale Zellen des kranialen Teils (Pars hepatica) werden in das Mesenchym des abdominalen Mesenteriums eingeführt. Während das Leberdivertikel wächst, bilden die mesothermen Schichten des abdominalen Mesenteriums eine Bindegewebskapsel der Leber mit ihrer Mesothelhülle und dem interlobulären Bindegewebe sowie glatten Muskeln und dem Gerüst der Lebergänge. In der 6. Woche werden die Lumen der Leberstrahlen - "Gallenkapillaren" - sichtbar. Am Zusammenfluss der Gänge dehnt sich der kaudale Teil des primären Auswuchses (Ductus cystica) aus und bildet das Gallenblasenrudiment, das sich schnell verlängert und die Form eines Sacks annimmt. Aus dem schmalen proximalen Teil dieses Divertikelastes entwickelt sich der Blasengang, in den viele Lebergänge münden.

Aus dem Bereich des primären Divertikels zwischen der Einmündung der Lebergänge in den Zwölffingerdarm entwickelt sich der Gallengang (Ductus choledochus). Die distalen, sich schnell vermehrenden Bereiche des Endoderms verzweigen sich entlang der Gallen-Mesenterialvenen früher Embryonen, die Räume zwischen den Leberstrahlen sind mit einem Labyrinth aus breiten und unregelmäßigen Kapillaren - Sinusoiden - gefüllt, und die Menge an Bindegewebe ist gering.

Ein extrem entwickeltes Kapillarnetz zwischen den Leberzellsträngen (Balken) bestimmt die Struktur der sich entwickelnden Leber. Die distalen Teile der verzweigten Leberzellen wandeln sich in sekretorische Abschnitte um, und die axialen Zellstränge dienen als Grundlage für das Gangsystem, durch das Flüssigkeit von diesem Läppchen in Richtung Gallenblase fließt. Es entwickelt sich eine duale afferente Blutversorgung der Leber, die für das Verständnis ihrer physiologischen Funktionen und der klinischen Syndrome, die bei einer Unterbrechung der Blutversorgung auftreten, von entscheidender Bedeutung ist.

Der Prozess der intrauterinen Leberentwicklung wird stark durch die Bildung des Allantois-Kreislaufsystems im 4-6 Wochen alten menschlichen Embryo beeinflusst, das phylogenetisch später als das Dotter-Kreislaufsystem entsteht.

Allantois- oder Nabelvenen, die den Körper des Embryos durchdringen, werden von der wachsenden Leber umschlossen. Die vorbeiführenden Nabelvenen und das Gefäßnetz der Leber verschmelzen, und das Blut der Plazenta beginnt durch sie zu fließen. Deshalb erhält die Leber während der intrauterinen Phase das sauerstoff- und nährstoffreichste Blut.

Nach der Rückbildung des Dottersacks sind die paarigen Dotter-Mesenterialvenen durch Brücken miteinander verbunden und einige Teile entleeren sich, was zur Bildung der Pfortader (Zygos) führt. Die distalen Gänge beginnen, Blut aus den Kapillaren des sich entwickelnden Magen-Darm-Trakts zu sammeln und es durch die Pfortader zur Leber zu leiten.

Eine Besonderheit des Blutkreislaufs in der Leber besteht darin, dass das Blut, nachdem es einmal die Darmkapillaren passiert hat, in der Pfortader gesammelt wird, ein zweites Mal durch das Netzwerk der sinusförmigen Kapillaren fließt und erst dann durch die Lebervenen, die sich proximal zu den Teilen der Dotter-Mesenterialvenen befinden, in die die Leberstrahlen eingewachsen sind, direkt zum Herzen gelangt.

Somit besteht eine enge Verflechtung und Abhängigkeit zwischen dem Drüsengewebe der Leber und den Blutgefäßen. Neben dem Pfortadersystem entwickelt sich auch das arterielle Blutversorgungssystem, welches vom Stamm der A. coeliacus ausgeht.

Sowohl bei Erwachsenen als auch bei Embryonen (und Föten) gelangen die Nährstoffe nach der Aufnahme aus dem Darm zunächst in die Leber.

Das Blutvolumen im Pfortader- und Plazentakreislauf ist deutlich größer als das Blutvolumen aus der Leberarterie.

Lebermasse in Abhängigkeit von der Entwicklungsphase des menschlichen Fötus (nach VG Vlasova und KA Dret, 1970)

Alter, Wochen	Anzahl der Studien	Rohes Lebergewicht, g
5-6	11	0,058
7-8	16	0,156
9-11	15	0,37
12-14	17	1,52
15-16	15	5.10
17-18	15	11,90
19-20	8	18:30
21-23	10	23,90
24-25	10	30,40
26-28	10	39,60
29-31	16	48,80
31-32	16	72,10
40	4	262,00

Die Zunahme der Lebermasse ist in der ersten Hälfte der pränatalen Entwicklung des Menschen besonders stark. Die fetale Lebermasse verdoppelt oder verdreifacht sich alle 2-3 Wochen. Während der 5. bis 18. Woche der intrauterinen Entwicklung nimmt die Lebermasse um das 205-fache zu, in der zweiten Hälfte dieses Zeitraums (18. bis 40. Woche) nur noch um das 22-fache.

Während der embryonalen Entwicklungsphase beträgt die Lebermasse im Durchschnitt etwa 596 der Körpermasse. In den frühen Perioden (5-15 Wochen) beträgt die Lebermasse 5,1 %, in der Mitte der intrauterinen Entwicklung (17-25 Wochen) 4,9 und in der zweiten Hälfte (25-33 Wochen) 4,7 %.

Bei der Geburt ist die Leber eines der größten Organe. Sie nimmt 1/3–1/2 des Bauchhöhlenvolumens ein und ihre Masse beträgt 4,4 % der Körpermasse des Neugeborenen. Der linke Leberlappen ist bei der Geburt sehr massiv, was durch die Besonderheiten seiner Blutversorgung erklärt wird. Im Alter von 18 Monaten nach der Geburt schrumpft der linke Leberlappen. Bei Neugeborenen sind die Leberlappen nicht klar abgegrenzt. Die Fibrinkapsel ist dünn, sie enthält zartes Kollagen und dünne Elastinfasern. In der Ontogenese hinkt die Zunahme der Lebermasse der Körpermasse hinterher. So verdoppelt sich die Lebermasse nach 10–11 Monaten (die Körpermasse verdreifacht sich), verdreifacht sich nach 2–3 Jahren, verfünffacht sich nach 7–8 Jahren, verzehnfacht sich nach 16–17 Jahren und verdreizehnfacht sich nach 20–30 Jahren (die Körpermasse nimmt um das 20-fache zu).

Lebergewicht (g) in Abhängigkeit vom Alter (nach E. Boyd)

Alter	Jungs		Mädchen
	N	X	N	X
Neugeborene	122	134,3	93	136,5
0-3 Monate	93	142,7	83	133,3
3-6 Monate	101	184,7	102	178,2
6-9 mcc	106	237,8	87	238,1
9-12 Monate	69	293,1	88	267,2
1-2 Jahre	186	342,5	164	322.1
2-3 Jahre	114	458,8	105	428,9
3-4 Jahre	78	530,6	68	490,7
4-5 Jahre	62	566,6	32	559,0
5-6 Jahre	36	591,8	36	59 U
6-7 Jahre	22	660,7	29	603,5
7-8 Jahre	29	691,3	20	682,5
8-9 Jahre alt	20	808,0	13	732,5
9-10 Jahre	21	804.2	16	862,5
10-11 Jahre	27	931,4	11	904,6
11-12 Jahre alt	17	901,8	8	840,4
12-13 Jahre alt	12	986,6	9	1048.1
13-14 Jahre alt	15	1103	15	997,7
14-15 Jahre alt	16	1L66	13	1209

Die Zwerchfelloberfläche der Leber eines Neugeborenen ist konvex, der linke Leberlappen ist gleich groß wie der rechte oder größer. Der untere Rand der Leber ist konvex, unter ihrem linken Lappen befindet sich der absteigende Dickdarm. Der obere Rand der Leber entlang der rechten Medioklavikularlinie befindet sich auf Höhe der 5. Rippe und entlang der linken auf Höhe der 6. Rippe. Der linke Leberlappen kreuzt den Rippenbogen entlang der linken Medioklavikularlinie. Bei einem 3-4 Monate alten Kind befindet sich der Schnittpunkt des Rippenbogens mit dem linken Leberlappen aufgrund einer Größenabnahme bereits auf der Parasternallinie. Bei Neugeborenen ragt der untere Rand der Leber entlang der rechten Medioklavikularlinie 2,5–4,0 cm unter dem Rippenbogen hervor und entlang der vorderen Mittellinie 3,5–4,0 cm unterhalb des Schwertfortsatzes. Manchmal erreicht der untere Rand der Leber den Flügel des rechten Darmbeins. Bei Kindern im Alter von 3–7 Jahren liegt der untere Rand der Leber 1,5–2,0 cm unterhalb des Rippenbogens (entlang der Medioklavikularlinie). Nach 7 Jahren ragt der untere Rand der Leber nicht mehr unter dem Rippenbogen hervor. Nur der Magen befindet sich unter der Leber: Von diesem Zeitpunkt an unterscheidet sich seine Skeletttopie kaum noch von der eines Erwachsenen. Bei Kindern ist die Leber sehr beweglich und ihre Position ändert sich leicht, wenn sich die Körperposition ändert.

Bei Kindern der ersten 5-7 Lebensjahre tritt der untere Rand der Leber immer unter dem rechten Hypochondrium hervor und lässt sich leicht ertasten. Normalerweise ragt es bei einem Kind der ersten 3 Lebensjahre 2-3 cm unter dem Rand des Rippenbogens entlang der Medioklavikularlinie hervor. Ab dem 7. Lebensjahr wird der untere Rand nicht mehr ertastet und sollte entlang der Mittellinie nicht über das obere Drittel der Strecke vom Nabel bis zum Schwertfortsatz hinausgehen.

Die Bildung von Leberläppchen erfolgt in der embryonalen Entwicklungsphase, ihre endgültige Differenzierung ist jedoch bis zum Ende des ersten Lebensmonats abgeschlossen. Bei Kindern haben bei der Geburt etwa 1,5 % der Hepatozyten 2 Kerne, bei Erwachsenen 8 %.

Die Gallenblase bei Neugeborenen ist meist von der Leber verdeckt, was ihre Palpation erschwert und ihr Röntgenbild unscharf macht. Sie hat eine zylindrische oder birnenförmige Form, seltener eine spindel- oder S-förmige. Letzteres ist auf die ungewöhnliche Lage der Leberarterie zurückzuführen. Mit zunehmendem Alter nimmt die Größe der Gallenblase zu.

Bei Kindern über 7 Jahren befindet sich die Projektion der Gallenblase am Schnittpunkt der Außenkante des rechten Musculus rectus abdominis mit dem Rippenbogen und seitlich (in Rückenlage). Manchmal wird zur Bestimmung der Position der Gallenblase eine Linie verwendet, die den Nabel mit der Spitze der rechten Achselhöhle verbindet. Der Schnittpunkt dieser Linie mit dem Rippenbogen entspricht der Position des Gallenblasenfundus.

Die Mittelebene des Körpers eines Neugeborenen bildet einen spitzen Winkel mit der Ebene der Gallenblase, während sie bei einem Erwachsenen parallel verlaufen. Die Länge des Gallenblasengangs bei Neugeborenen variiert stark und ist in der Regel länger als der Hauptgallengang. Der Gallenblasengang, der auf Höhe des Gallenblasenhalses mit dem gemeinsamen Lebergang verschmilzt, bildet den Hauptgallengang. Die Länge des Hauptgallengangs ist selbst bei Neugeborenen sehr variabel (5–18 mm). Mit zunehmendem Alter nimmt sie zu.

Durchschnittliche Größe der Gallenblase bei Kindern (Mazurin AV, Zaprudnov AM, 1981)

Alter	Länge, cm	Breite an der Basis, cm	Halsbreite, cm	Volumen, ml
Neugeborenes	3,40	1,08	0,68	-
1-5 mcc	4,00	1,02	0,85	3.20
6-12 Monate	5.05	1,33	1,00	1
1-3 Jahre	5,00	1,60	1,07	8,50
4-6 Jahre	6,90	1,79	1.11	-
7-9 Jahre	7.40	1,90	1.30	33,60
10-12 Jahre	7,70	3,70	1,40
Erwachsene	-	-	-	1-2 ml pro 1 kg Körpergewicht

Die Gallensekretion beginnt bereits in der intrauterinen Entwicklungsphase. In der postnatalen Phase, im Zusammenhang mit der Umstellung auf enterale Ernährung, verändern sich Gallenmenge und -zusammensetzung erheblich.

Während der ersten Jahreshälfte erhält das Kind hauptsächlich fettreiche Nahrung (etwa 50 % des Energiewerts der Muttermilch werden durch Fett gedeckt). Häufig wird Steatorrhoe festgestellt, was neben der eingeschränkten Lipaseaktivität der Bauchspeicheldrüse größtenteils auf den Mangel an von Hepatozyten gebildeten Gallensalzen zurückzuführen ist. Die Aktivität der Gallenbildung ist bei Frühgeborenen besonders gering. Sie beträgt bei Kindern am Ende des ersten Lebensjahres etwa 10–30 % der Gallenbildung. Dieser Mangel wird teilweise durch eine gute Emulgierung des Milchfetts ausgeglichen. Die Erweiterung des Lebensmittelangebots nach Einführung von Beikost und anschließend bei der Umstellung auf eine normale Ernährung stellt zunehmende Anforderungen an die Funktion der Gallenbildung.

Die Galle von Neugeborenen (bis 8 Wochen) enthält 75–80 % Wasser (bei Erwachsenen 65–70 %); mehr Eiweiß, Fett und Glykogen als bei Erwachsenen. Erst mit zunehmendem Alter steigt der Gehalt an dichten Substanzen. Das Sekret der Hepatozyten ist eine goldene Flüssigkeit, isotonisch zum Blutplasma (pH 7,3–8,0). Es enthält Gallensäuren (hauptsächlich Cholsäure, weniger Chenodesoxycholsäure), Gallenfarbstoffe, Cholesterin, anorganische Salze, Seifen, Fettsäuren, Neutralfette, Lecithin, Harnstoff, Vitamin A, BC und einige Enzyme in geringen Mengen (Amylase, Phosphatase, Protease, Katalase, Oxidase). Der pH-Wert der Gallenblasengalle sinkt üblicherweise auf 6,5 gegenüber 7,3–8,0 der Lebergalle. Die endgültige Bildung der Gallenzusammensetzung erfolgt in den Gallengängen, wo besonders viel (bis zu 90 %) Wasser aus der Primärgalle rückresorbiert wird und auch Mg-, Cl- und HCO3-Ionen rückresorbiert werden, allerdings in relativ geringeren Mengen, was zu einer Erhöhung der Konzentration vieler organischer Bestandteile der Galle führt.

Die Konzentration von Gallensäuren in der Lebergalle ist bei Kindern im ersten Lebensjahr hoch, nimmt dann bis zum 10. Lebensjahr ab und steigt bei Erwachsenen wieder an. Diese Veränderung der Gallensäurekonzentration erklärt die Entwicklung einer subhepatischen Cholestase (Gallenverdickungssyndrom) bei Kindern im Neugeborenenalter.

Darüber hinaus weisen Neugeborene ein verändertes Glycin/Taurin-Verhältnis im Vergleich zu Schulkindern und Erwachsenen auf, bei denen die Glykocholsäure überwiegt. Desoxycholsäure kann bei Kleinkindern nicht immer in der Galle nachgewiesen werden.

Der hohe Gehalt an Taurocholsäure, die über eine ausgeprägte bakterizide Wirkung verfügt, erklärt die relativ seltene Entwicklung einer bakteriellen Gallenwegsentzündung bei Kindern im ersten Lebensjahr.

Obwohl die Leber bei der Geburt relativ groß ist, ist sie funktionell unreif. Die Sekretion von Gallensäuren, die eine wichtige Rolle im Verdauungsprozess spielen, ist gering, was wahrscheinlich häufig die Ursache für Steatorrhoe ist (eine große Menge an Fettsäuren, Seife und Neutralfett wird im Koprogramm nachgewiesen) aufgrund unzureichender Aktivierung der Pankreaslipase. Mit zunehmendem Alter nimmt die Bildung von Gallensäuren mit zunehmendem Verhältnis von Glycin zu Taurin zu; gleichzeitig hat die Leber eines Kindes in den ersten Lebensmonaten (insbesondere bis zu 3 Monaten) eine höhere „Glykogenkapazität“ als die von Erwachsenen.

Gallensäuregehalt im Duodenalinhalt bei Kindern (Mazurin AV, Zaprudnov AM, 1981)

Alter	Gallensäuregehalt, mg-eq/l		Glycin/Taurin-Verhältnis		Verhältnis von saurem Cholic/Chenodeoxycholic/Desoxycholic
	Durchschnitt	Grenzen der Schwingungen	Durchschnitt	Schwankungsgrenzen
Lebergalle
1-4 Tage	10.7	4,6-26,7	0,47	0,21–0,86	2,5:1:-
5-7 Tage	11.3	2,0-29,2	0,95	0,34–2,30	2,5:1:-
7-12 Monate	8,8	2,2-19,7	2.4	1,4-3,1	1,1:1:-
4-10 Jahre	3.4	2,4-5,2	1.7	1,3-2,4	2,0-1:0,9
20 Jahre	8.1	2,8-20,0	3.1	1,9-5,0	1,2:1:0,6
Gallenblasengalle
20 Jahre	121	31,5-222	3.0	1,0-6,6	1:1:0,5

Auch die funktionellen Reserven der Leber weisen ausgeprägte altersbedingte Veränderungen auf. In der pränatalen Phase werden die wichtigsten Enzymsysteme gebildet. Sie sorgen für einen ausreichenden Stoffwechsel verschiedener Substanzen. Bei der Geburt sind jedoch nicht alle Enzymsysteme ausreichend ausgereift. Erst in der postnatalen Phase reifen sie heran, und es kommt zu einer ausgeprägten Heterogenität der Aktivität der Enzymsysteme. Der Zeitpunkt ihrer Reifung variiert insbesondere. Gleichzeitig besteht eine klare Abhängigkeit von der Art der Ernährung. Der erblich programmierte Reifungsmechanismus der Enzymsysteme gewährleistet den optimalen Ablauf der Stoffwechselprozesse bei natürlicher Ernährung. Künstliche Ernährung stimuliert ihre frühere Entwicklung, gleichzeitig treten ausgeprägtere Disproportionen der letzteren auf.

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