Двумя основными веществами, участвующими в образовании камней внутри желчного пузыря, являются холестерин и билирубинат кальция (соединения кальция с билирубином).
Во всем мире более 80 % желчных камней содержит холестерин в качестве основного компонента. Проблема заключается в растворимости холестерина и соотношении его количества с количеством лецитина. Клетки печени выделяют в желчь холестерин и одновременно выделяют в нее лецитин или фосфолипиды. Все это собирается в небольшие перепончатые пузырьки, которые так и называются — везикулы или пузырьки. Но клетки печени вместе с этими веществами выделяют еще и желчные кислоты, необходимые нам для переваривания и всасывания жиров. Все эти вещества собираются в желчном пузыре. Однако клетки печени выделяют холестерин, лецитин и желчные кислоты разными порциями, а в желчном пузыре все это смешивается — получается желчь. Внутри желчи эти вещества взаимодействуют друг с другом, желчные кислоты растворяют пузырьки, они смешиваются и сливаются друг с другом, образуя мицеллы. Этим сложным словом обозначается смесь веществ, которые самоорганизовались: появилась наружная часть из одних веществ, а внутри оказались другие вещества.
Везикула. — это соотношение: одна молекула холестерина к одной молекуле лецитина и три молекулы холестерина к трем молекулам лецитина. Каждая молекула лецитина несет с собой одну молекулу холестерина.
Мицелла. — это соотношение: одна треть молекулы холестерина к одной молекуле лецитина и одна молекула холестерина к трем молекулам лецитина. Только каждая третья молекула лецитина несет с собой одну молекулу холестерина.
До того как желчные кислоты растворили пузырьки-везикулы, каждая молекула лецитина дружила с молекулой холестерина, то есть соотношение между лецитином и холестерином было один к одному. И это максимальная способность желчи переносить внутри себя холестерин, по-другому мы можем назвать это насыщенным раствором, в котором больше нет места для холестерина. После того как желчные кислоты превратили пузырьки в мицеллы, способность желчи переносить холестерин снижается. Внутри мицеллы соотношение между холестерином и лецитином другое. Уже не каждая, а только каждая третья молекула лецитина может нести с собой холестерин. Получается, что соотношение между холестерином и лецитином изменяется на один к трем и на каждую молекулу холестерина приходится три молекулы лецитина.
Если желчь изначально содержит много холестерина, то по мере того как она концентрируется, а пузырьки растворяются, желчь становится пересыщенной. И вот желчь уже не может перенести то количество холестерина, которое в ней содержится, и образуются кристаллы моногидрата холестерина.
Таким образом, основными причинами, из-за которых образуется холестерин и камни, являются соотношение выделяемого печенью холестерина с количеством лецитина и желчных кислот, а также скорость концентрации желчи и степень застоя желчи в пузыре.
Но в желчи есть и другие компоненты, а не только желчные кислоты, холестерин и лецитин. Печень забирает из крови билирубин, соединяет его с белком и выбрасывает в желчь. Особенно сильно билирубин выделяется в желчь при распаде и старении клеток крови — эритроцитов — или при нарушении работы печени, если у человека возник цирроз. Билирубин плохо растворяется в воде, именно поэтому печень соединяет его с белком, чтобы можно было от него избавиться. Не связанный с белком билирубин похож по свойствам на желчные кислоты, фосфаты или карбонаты, потому что имеет тенденцию образовывать нерастворимый осадок вместе с солями кальция. Кстати, кальций поступает в желчный пузырь вместе с другими соединениями, солями и электролитами.
Когда билирубина действительно много, например при хроническом разрушении эритроцитов или нарушении работы печени, то в желчь проникает небольшое количество билирубина без белка. Именно в эти моменты он встречается с кальцием и образуются нерастворимые кристаллы, из которых в конечном счете получаются камни. Так изначально желтый билирубин со временем в результате процессов окисления приобретает угольно-черный цвет. Камни, образующиеся таким образом, называются черными пигментными камнями. В среднем количество таких камней в мире составляет 10–20 % среди всех камней, обнаруживаемых в желчном пузыре.
