ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΧΕΙΡΟΥΡΓΙΚΗ ΚΛΙΝΙΚΗ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΧΕΙΡΟΥΡΓΙΚΗ ΚΛΙΝΙΚΗ Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών στις Κλινικές Κλινικοεργαστηριακές Ιατρικές Ειδικότητες Επιβλέπων καθηγητής Διονύσιος Δ. Καραβίας Καθηγητής Χειρουργικής Πανεπιστημίου Πατρών ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΙΚΗΣ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΗΠΑΤΟΣ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΙΣΧΑΙΜΙΑ ΚΑΙ ΜΕΡΙΚΗ ΗΠΑΤΕΚΤΟΜΗ ΕΠΙ ΧΟΛΟΣΤΑΤΙΚΟΥ ΗΠΑΤΟΣ ΣΕ ΕΠΙΜΥΕΣ. Διδακτορική Διατριβή ΝΕΟΚΛΗΣ ΚΡΗΤΙΚΟΣ ΙΑΤΡΟΣ ΧΕΙΡΟΥΡΓΟΣ ΠΑΤΡΑ 2006

2 Τριμελής Συμβουλευτική Επιτροπή Διονύσιος Δ. Καραβίας Καθηγητής Χειρουργικής Πανεπιστημίου Πατρών Επιβλέπων Καθηγητής Ιωάννης Ανδρουλάκης Ομότιμος Καθηγητής Χειρουργικής Πανεπιστημίου Πατρών Διονύσιος Σπ. Μπονίκος Καθηγητής Παθολογικής Ανατομικής και Κυτταρολογίας Πανεπιστημίου Πατρών Επταμελής Εξεταστική Επιτροπή Καθηγητής Δ.Καραβίας Καθ.Ε.Τζωρακολευθεράκης Καθηγητής Δ.Μπονίκος Επ.Καθ. Κ.Βαγενάς Επ.Καθηγ. Κ.Παναγόπουλος Επ.Καθηγητής Κ.Τεπετές Επ.Καθ. Β.Ζολώτα Επιβλέπων Καθηγητής Μέλος Τριμελούς Συμβουλευτικής Επιτροπής Μέλος Τριμελούς Συμβουλευτικής Επιτροπής Μέλος Επταμελούς Εξεταστικής Επιτροπής Μέλος Επταμελούς Εξεταστικής Επιτροπής Μέλος Επταμελούς Εξεταστικής Επιτροπής Μέλος Επταμελούς Εξεταστικής Επιτροπής

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΣΕΛ. ΠΡΟΛΟΓΟΣ 8 ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 11 1. Ήπαρ Ανατομία 11 Ανατομία επίμυος 24 Φυσιολογία 25 Ηπατικές παθήσεις 28 Χειρουργική ήπατος 29 2. Ηπατική αναγέννηση Εισαγωγή 30 Κλωνικές ιδιότητες των ηπατοκυττάρων 36 Πολλαπλασιασμός και διαφοροποίηση 38 i. Το ηπατοκύτταρο ως φαινοτυπικός ακροβάτης 38 Τι πυροδοτεί την ηπατική αναγέννηση μετά την ηπατεκτομή 41 i. Ηπατοκυτταρικός αυξητικός παράγων 41 ii. Παράγων νέκρωσης των όγκων-α (TNF-a) και ιντερλευκίνη-6 (IL-6) 46 iii. EGF και TGFα 49 iv. Άλλοι αυξητικοί παράγοντες με παρακρινικά αποτελέσματα 50 1. Νορεπινεφρίνη 52 2. Ινσουλίνη 52

4 3. Πυρηνικοί σύνδεσμοι για τους υποδοχείς ορμονών και ξενοβιοτικά 53 v. Πυροδοτητές της αναγέννησης: Όλα τα παραπάνω; Συνολική προσέγγιση 54 vi. Τι σταματά την ηπατική αναγέννηση - TGFβ1 57 3. Ηπατική αναγέννηση και ισχαιμία 59 4. Απόπτωση και ηπατική αναγέννηση 61 ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 64 Πειραματικά πρωτόκολλα 65 Μέθοδοι 66 Ανοσοϊστοχημικές μέθοδοι 73 Μέθοδοι In-situ υβριδισμού 82 Συζήτηση 137 ΠΕΡΙΛΗΨΗ 151 SUMMARY 154 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 157

5 ΒΙΟΓΡΑΦΙΚΟ ΣΗΜΕΙΩΜΑ Ονοματεπώνυμο: Κρητικός Νεοκλής Ημερομηνία γέννησης : 06 / 06 / 1963 Υπηκοότητα: ελληνική Τίτλοι σπουδών: Πτυχίο Ιατρικής, Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών, 1992. Ειδίκευση στη Γενική Χειρουργική επί 6 έτη, ως ακολούθως: 2 έτη στο Περιφερειακό Γενικό Νοσοκομείο Σπάρτης και 4 έτη στο Περιφερειακό Γενικό Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Πάτρας (Ρίο), 1996-2002. Κάτοχος πτυχίων ATLS (Advanced Trauma Life Support), PHTLS (Pre-hospital Trauma Life Support) και διαδασκαλίας PHTLS Επαγγελματική εμπειρία: 21/07/1992-21/02/1994: Στρατιωική θητεία ως ιατρός μονάδος στη ΚΕΕΜ Σπάρτης. 12/04/1994 11/04/1995: Υπηρεσία Υπαίθρου στο Αγροτικό Ιατρείο Λογγάστρας, υπαγόμενου στο Κέντρο Υγείας Γυθείου. 12/04/1995 08/11/1997: Περιφεριακό Γενικό Νοσοκομείο Σπάρτης, ειδικευόμενος ιατρός στην Κλινική Γενικής Χειρουργικής (διευθυντής: Γ.Σολωμός) 08/07/1998 18/07/2002: Περιφερειακό Γενικό Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Πάτρας (Ρίο), ειδικευόμενος ιατρός στην Κλινική Γενικής Χειρουργικής (διευθυντής: καθηγ. Ι.Ανδρουλάκης) 21/10/2003 31/04/2004: ΕΚΑΒ Τρίπολης, τομέας Σπάρτης, υπεύθυνος ιατρός.

6 01/10/2002 30/09/2003 και 01/04/2004 30/09/2005 (παρούσα δραστηριότητα): Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Γενεύης, Ελβετία. Κλινική Χειρουργικής Θώρακος (διευθυντής: καθηγ. A.Spiliopoulos). Τη δεύτερη από τις προαναφερθείσες περιόδους, ως ιατρός επιμελητής Α. Δημοσιεύσεις-διακρίσεις: Συγγραφέας 4 επιστημονικών άρθρων προσβάσιμων από ηλεκτρονική βάση δεδομένων τύπου PubMed: 1. Karavias DD, Tsamandas AC, Tepetes K, Kritikos N, Kourelis T, Ravazoula P, Vagenas K, Siasos N, Mirra N, Bonikos DS. BCL-2 and BAX expression and cell proliferation, after partial hepatectomy with and without ischemia, on cholestatic liver in rats: an experimental study. J Surg Res. 2003 Apr;110(2) :399-408. PMID : 12788671 [PubMed - indexed for MEDLINE] 2. Papadoulas S, Konstantinou D, Kourea HP, Kritikos N, Haftouras N, Tsolakis JA. Vascular injury complicating lumbar disk surgery. A systematic review. Eur J Vasc Endovasc Surg. 2002 Sep; 24(3) :189-95.Review. PIMD: 12217278 [PubMed - indexed for MEDLINE] 3. Karavias DD, Tsamandas AC, Tepetes K, Kritikos N, Kourelis T, Mirra N, Bonikos DS, Androulakis J. The effect of ischemia on the regeneration of the cholestatic liver. An experimental study Hepatogastroenterology. 2002 Mar-Apr;49(44):456-60. PIMD: 11995473 [PubMed- indexed for MEDLINE]

7 4. Patrinou V, Dougenis D, Kritikos N, Polydorou A, Vagianos C. Treatment of postoperated bronchobiliary fistula by nasobiliary drainage. Surg Endosc. 2001 Jul;15(7):758.PMID: 11591990 [PubMed- indexed for MEDLINE] Επιστημονική έρευνα υποστηριζόμενη από την εταιρία Glaxo- Wellcome την περίοδο 26/11/1999 έως 03/11/2000. Συμμετοχή σε διεθνή και εθνικά επιστημονικά συνέδρια με 2 διακρίσεις (πρώτο βραβείο σε εθνικά συνέδρια).

8 ΠΡΟΛΟΓΟΣ H παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε στη Χειρουργική Κλινική και το Εργαστήριο Παθολογικής Ανατομικής του Πανεπιστημίου Πατρών. Τα πειράματα έγιναν στο Πειραματικό Εργαστήριο του ΠΓΝΠ. Οφείλω θερμές ευχαριστίες στον ομότιμο καθηγητή του Πανεπιστημίου Πατρών κ. Ιωάννη Ανδρουλάκη ο οποίος επί τόσα χρόνια με περιέβαλλε με την αγάπη και την εμπιστοσύνη του. Ο κ. Ανδρουλάκης, με τις γνώσεις και τις αδιαμφισβήτητες ικανότητες του, ήταν αυτός που με μύησε στα μυστικά των χειρουργικών τεχνικών. Αυτονόητο βέβαια είναι πως οφείλω θερμές ευχαριστίες στον Καθηγητή Χειρουργικής κ. Διονύσιο Καραβία ο οποίος ήταν ο εμπνευστής της εργασίας. Ο κ. Καραβίας ήταν αυτός που μου δίδαξε τη Χειρουργική κατά τη διάρκεια της ειδικότητάς μου στη Χειρουργική Κλινική του ΠΓΝΠ αλλά και αυτός που μου δίδαξε την τέχνη της μικροχειρουργικής κατά τη διάρκεια των πειραμάτων της διδακτορικής διατριβής. Θέλω επίσης να καταθέσω τις ευχαριστίες μου στον Καθηγητή κ Ε. Τζωρακολευθεράκη για την όλη του υποστήριξη και την συμμετοχή του στην πραγματοποίηση της διατριβής. Ευχαριστίες οφείλω και στον κ. Κώστα Τεπετέ, Επίκουρο Καθηγητή Χειρουργικής στο Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας ο οποίος μου πρόσφερε ουσιαστική βοήθεια στην πραγματοποίηση των πειραμάτων. Θα ήταν παράληψή μου αν δεν ευχαριστούσα τον επίκουρο καθηγητή κ. Κώστα Παναγόπουλο καθώς και τον επίκουρο καθηγητή κ. Κώστα Βαγενά για την αμέριστη υποστήριξή τους κατά τη διάρκεια της εκπόνησης της διατριβής.

9 Ευχαριστώ τον καθηγητή Παθολογικής Ανατομικής κ. Διονύσιο Μπονίκο για την παθολογοανατομική επεξεργασία των ιστών καθώς και την επίκουρο καθηγήτρια κ Βίκυ Ζολώτα για την συμβολή της σε βασικά σημεία της διατριβής.

«Prometheus», Elsie Russell (1954- ) 10

11 ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Ανατομία Ήπατος Το ήπαρ έχει σφηνοειδές σχήμα και περιβάλλεται από ισχυρή ινώδη κάψα (κάψα του Glisson). To μεγαλύτερο μέρος του ήπατος προστατεύεται από τον θωρακικό κλωβό και καλύπτεται από το διάφραγμα. Επιφάνειες Η διαφραγματική επιφάνεια του ήπατος είναι λεία και κυρτή, ώστε να προσαρμόζεται στην κατώτερη κοίλη επιφάνεια του διαφράγματος και διαχωρίζεται από το θόλο του διαφράγματος με το υποδιαφραγματικό κόλπωμα. Πρόσθια και κάτω, η διαφραγματική επιφάνεια διαχωρίζεται από τη σπλαχνική επιφάνεια του ήπατος με το κάτω χείλος. Το κάτω χείλος του ήπατος διακόπτεται από την ρηχή εντομή του στρογγυλού συνδέσμου του ήπατος, η οποία βρίσκεται κατά προσέγγιση στο μέσο επίπεδο. Η σπλαχνική ή κάτω επιφάνεια του ήπατος βρίσκεται προς τα κάτω, πίσω και αριστερά. Ο κερκοφόρος και ο τετράπλευρος λοβός αποτελούν τμήματά της (Εικόνα 1). Τα ανατομικά όρια των λοβών αυτών ορίζονται από σχισμές και αύλακες που σχηματίζουν το γράμμα "Η". Η εγκάρσια γραμμή του "Η" αποτελείται από την πύλη του ήπατος, η οποία περιέχει τους κλάδους της ιδίως ηπατικής αρτηρίας, της πυλαίας φλέβας και τους ηπατικούς πόρους. Η αριστερή κάθετη γραμμή του "Η" σχηματίζεται από τις αύλακες για το στρογγυλό σύνδεσμο και τον φλεβώδη σύνδεσμο του ήπατος, ενώ η δεξιά

12 κάθετη γραμμή του "Η" από την αύλακα της κάτω κοίλης φλέβας και τον βόθρο της χοληδόχου κύστης. Η αύλακα του στρογγυλού συνδέσμου (κάτω σκέλος της αριστερής κάθετης γραμμής του "Η") εκτείνεται από την εντομή του στρογγυλού συνδέσμου στο κάτω χείλος του ήπατος ως τον αριστερό κλάδο της πυλαίας φλέβας στην πύλη του ήπατος, και περιέχει τον στρογγυλό σύνδεσμο, που αποτελεί το αποφραγμένο τμήμα της αριστερής ομφαλικής φλέβας. Η αύλακα του φλεβώδους συνδέσμου (άνω σκέλος αριστερής κάθετης γραμμής του "Η") εκτείνεται από την πύλη του ήπατος ως τη διαφραγματική επιφάνεια του ήπατος. Περιέχει τον φλεβώδη σύνδεσμο, που αποτελεί υπόλειμμα του φλεβώδους πόρου. Λοβοί Ανατομικά, το ήπαρ μπορεί να διαιρεθεί σε έναν αριστερό και έναν δεξιό λοβό. Το διαχωριστικό όριο των δύο ανατομικών λοβών είναι η πρόσφυση του δρεπανοειδούς συνδέσμου στην διαφραγματική επιφάνεια του ήπατος, ενώ στη σπλαχνική επιφάνεια η αύλακα του φλεβώδους συνδέσμου προς τα πάνω και η αύλακα του στρογγυλού συνδέσμου προς τα κάτω (Εικόνα 2). Από λειτουργικής άποψης ωστόσο, το ήπαρ είναι διμερές όργανο και αποτελείται από δεξιό και αριστερό ήμισυ (λειτουργικοί λοβοί). Οι λοβοί αυτοί διαχωρίζονται από το λοξό επίπεδο που περνά από την αύλακα της κάτω κοίλης φλέβας προς το μέσον του βόθρου της χοληδόχου κύστης (Εικόνα 2), δεξιά του δρεπανοειδούς συνδέσμου και του μέσου επιπέδου. Το επίπεδο αυτό αντιστοιχεί στην κύρια πυλαία σχισμή. Ο δεξιός και ο αριστερός λειτουργικός λοβός δέχονται αντίστοιχα τους δεξιούς και τους αριστερούς κλάδους της πυλαίας φλέβας και της ηπατικής αρτηρίας, ενώ δίνουν τον δεξιό

13 και τον αριστερό ηπατικό πόρο. Οι λειτουργικοί λοβοί είναι περίπου ίδιου βάρους. Τμήματα Σε κάθε λοβό η διάταξη των κύριων κλάδων της πυλαίας φλέβας και της ηπατικής αρτηρίας είναι σταθερή. Οι δύο πιο γνωστές και συχνότερα αναφερόμενες κατατάξεις των ηπατικών τμημάτων είναι αυτές των Healey και Schroy και του Couinaud. Η κατάταξη των Healey και Schroy βασίζεται στην κατανομή των χοληφόρων πόρων, η οποία ακολουθεί την κατανομή των κλάδων της πυλαίας φλέβας. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη διάκριση τεσσάρων πυλαίων ή αγγειακών τμημάτων (οπίσθιο, πρόσθιο, έσω, έξω), τα οποία χωρίζονται από τη δεξιά πυλαία σχισμή, την κύρια πυλαία σχισμή και την ομφαλική σχισμή (Εικόνα 3). Ένα οριζόντιο επίπεδο που διέρχεται από κάθε λειτουργικό λοβό διαιρεί κάθε τμήμα στα δύο (άνω και κάτω), χωρίζοντας το ήπαρ σε συνολικά οκτώ τμήματα. Ο αριθμός τους μπορεί να ανέλθει στα εννέα, εφόσον ο κερκοφόρος λοβός θεωρηθεί ξεχωριστό τμήμα. Η κατάταξη του Couinaud βασίζεται στην κατανομή της πυλαίας φλέβας και των ηπατικών φλεβών στο ήπαρ. Οι σχισμές των τριών κύριων ηπατικών φλεβών (δεξιά πυλαία σχισμή, κύρια πυλαία σχισμή και αριστερή πυλαία σχισμή η οποία αντιστοιχεί στην ομφαλική σχισμή) διαιρούν το ήπαρ σε τέσσερα τμήματα. Συνολικά περιγράφονται οκτώ τμήματα, ένα για τον κερκοφόρο λοβό (τμήμα Ι), τρία για τον αριστερό λοβό (τμήματα II-IV) και τέσσερα για τον δεξιό λοβό (τμήματα V-VIII) (Εικόνα 4).

14 Πρέπει να επισημανθεί ότι οι ηπατικές φλέβες είναι διατμηματικές και παροχετεύουν το αίμα από παρακείμενα σε αυτές τμήματα, καθώς και ότι, σε αντίθεση με τα βρογχοπνευμονικά τμήματα, τα τμήματα του ήπατος δεν διαχωρίζονται από διαφράγματα συνδετικού ιστού. Κατά συνέπεια, τα τμήματα του ήπατος έχουν μικρή λειτουργική, αλλά τεράστια, χειρουργική σημασία. Σχέσεις Η διαφραγματική επιφάνεια του ήπατος βρίσκεται σε επαφή με το διάφραγμα και το πρόσθιο κοιλιακό τοίχωμα και διαχωρίζεται από αυτά με το περιτόναιο. Ωστόσο, εξαίρεση αποτελεί ένα τμήμα του οπισθίου τμήματος της διαφραγματικής επιφάνειας το οποίο δεν καλύπτεται από περιτόναιο και βρίσκεται σε άμεση επαφή με το διάφραγμα. Αυτό το κομμάτι αποτελεί την γυμνή περιοχή του ήπατος, η οποία έχει τριγωνικό σχήμα και ορίζεται άνω και κάτω από τα δύο πέταλα του στεφανιαίου συνδέσμου. Η κορυφή της γυμνής περιοχής είναι στον δεξιό τριγωνικό σύνδεσμο και η βάση της προς τα αριστερά, οριοθετούμενη από την αύλακα της κάτω κοίλης φλέβας. Τμήμα της γυμνής περιοχής βρίσκεται σε επαφή με το δεξιό επινεφρίδιο. Η σπλαχνική επιφάνεια του ήπατος έρχεται σε επαφή (από τα αριστερά προς τα δεξιά) με : α) το κατώτερο τμήμα του οισοφάγου, το ανώτερο τμήμα του στομάχου και το έλασσον επίπλουν, β) τον πυλωρό του στομάχου και την πρώτη μοίρα του δωδεκαδάκτυλου, δεξιά του βόθρου της χοληδόχου κύστης, και γ) τη δεξιά κολική καμπή και τον δεξιό νεφρό.

15 Περιτοναϊκές σχέσεις (Εικόνα 1) Το ήπαρ συνδέεται με το διάφραγμα, το πρόσθιο κοιλιακό τοίχωμα, το στόμαχο και το δωδεκαδάκτυλο με περιτοναϊκές πτυχές, που αποτελούν ανακάμψεις του περιτοναίου που το περιβάλλει. Οι πτυχές αυτές είναι το έλασσον επίπλουν, ο στεφανιαίος, ο δεξιός τριγωνικός, ο αριστερός τριγωνικός και ο δρεπανοειδής σύνδεσμος. Το έλασσον επίπλουν εκτείνεται από το ήπαρ προς το έλασσον τόξο του στομάχου και την εγγύς μοίρα του δωδεκαδάκτυλου. Η πρόσφυση του ελάσσονος επιπλόου στη σπλαχνική επιφάνεια του ήπατος έχει σχήμα "L". Η πύλη του ήπατος αντιστοιχεί στο οριζόντιο σκέλος του "L", ενώ η αύλακα του φλεβώδους συνδέσμου στο κάθετο σκέλος του. Στο άνω πέρας της αύλακας του φλεβώδους συνδέσμου, το αριστερό ή πρόσθιο πέταλο του ελάσσονος επιπλόου συνεχίζεται ως οπίσθιο πέταλο του αριστερού τριγωνικού συνδέσμου. Το δεξιό ή οπίσθιο πέταλο του ελάσσονος επιπλόου συνεχίζεται ως κάτω πέταλο του στεφανιαίου συνδέσμου. Ο ηπατοδωδεκαδακτυλικός σύνδεσμος, το δεξιό τμήμα του ελάσσονος επιπλόου, περιέχει τον χοληδόχο πόρο, την ιδίως ηπατική αρτηρία και την πυλαία φλέβα. Η ιδίως ηπατική αρτηρία πορεύεται αριστερά του πόρου, ενώ η πυλαία φλέβα πορεύεται πίσω του και, συνήθως, λίγο αριστερά του. Η ανάκαμψη του περιτοναίου από το διάφραγμα προς το ανώτερο και το οπίσθιο τμήμα της διαφραγματικής επιφάνειας του ήπατος σχηματίζει τον στεφανιαίο σύνδεσμο, που αποτελείται από δύο πέταλα, το άνω ή πρόσθιο και το κάτω ή οπίσθιο. Τα δύο αυτά πέταλα ενώνονται στα δεξιά και σχηματίζουν τον δεξιό τριγωνικό σύνδεσμο, ενώ ανοίγουν προς τα αριστερά

16 και περιβάλλουν τη γυμνή περιοχή του ήπατος. Το άνω πέταλο του στεφανιαίου συνδέσμου συνεχίζεται προς τα αριστερά ως δεξιό πέταλο του δρεπανοειδούς συνδέσμου. Το κάτω πέταλο του στεφανιαίου συνδέσμου συνεχίζεται ως δεξιό πέταλο του ελάσσονος επιπλόου. Τα αριστερά πέταλα του δρεπανοειδούς συνδέσμου και του ελάσσονος επιπλόου ενώνονται και σχηματίζουν τον αριστερό τριγωνικό σύνδεσμο. Ο δρεπανοειδής σύνδεσμος συνδέει το ήπαρ με το διάφραγμα και το πρόσθιο κοιλιακό τοίχωμα. Τα δύο πέταλα του δρεπανοειδούς συνδέσμου περικλείουν τον στρογγυλό σύνδεσμο, μερικές παρομφάλιες φλέβες και λιπώδη ιστό. Το ελεύθερο χείλος του δρεπανοειδούς συνδέσμου συναντά το κάτω χείλος του ήπατος στην εντομή του στρογγυλού συνδέσμου, απ' όπου συνεχίζει στη σπλαχνική επιφάνεια η αύλακα του στρογγυλού συνδέσμου μέχρι την πύλη του ήπατος. Τα δύο πέταλα του δρεπανοειδούς συνδέσμου διαχωρίζονται στη διαφραγματική επιφάνεια του ήπατος, καθώς ανακάμπτουν προς το διάφραγμα, αφήνοντας μία στενή λωρίδα ήπατος χωρίς περιτόναιο. Το αριστερό πέταλο του δρεπανοειδούς συνδέσμου συνεχίζεται ως ο αριστερός τριγωνικός σύνδεσμος, ενώ το δεξιό πέταλο ως το άνω πέταλο του στεφανιαίου συνδέσμου. Αιματική παροχή Το ήπαρ έχει διπλή αιμάτωση, τόσο από την ηπατική αρτηρία όσο και από τη πυλαία φλέβα. Η πυλαία φλέβα μεταφέρει φλεβικό αίμα από τον πεπτικό σωλήνα προς τα κολποειδή του ήπατος. Στον ηπατοδωδεκαδακτυλικό σύνδεσμο, η ιδίως ηπατική αρτηρία

17 βρίσκεται στα αριστερά του χοληδόχου πόρου και μπροστά από την πυλαία φλέβα. Προ της εισόδου της στην πύλη του ήπατος διαιρείται σε δεξιό και αριστερό κλάδο. Το επίπεδο του διχασμού της ιδίως ηπατικής αρτηρίας βρίσκεται αριστερά της κύριας πυλαίας σχισμής. Έτσι, η δεξιά ηπατική αρτηρία περνά από τα αριστερά προς τα δεξιά, πίσω από τον ηπατικό πόρο, και προτού εισέλθει στον δεξιό λειτουργικό λοβό του ήπατος δίνει την κυστική αρτηρία. Η αριστερή ηπατική αρτηρία έχει μικρότερο μήκος από τη δεξιά ηπατική αρτηρία και συνεχίζει την πορεία της στον αριστερό λειτουργικό λοβό του ήπατος. Η πυλαία φλέβα, στον ηπατοδωδεκαδακτυλικό σύνδεσμο, πορεύεται πίσω από την κοινή ηπατική αρτηρία και τον χοληδόχο πόρο. Στην πύλη του ήπατος, και δεξιά του διχασμού της ιδίως ηπατικής αρτηρίας, η πυλαία φλέβα διχάζεται σε δεξιό και αριστερό κλάδο, ο καθένας από τους οποίους αρδεύει το μισό περίπου ήπαρ. Οι φλέβες του ήπατος συνενώνονται και σχηματίζουν ένα δίκτυο που καταλήγει στον σχηματισμό τριών κύριων ηπατικών φλεβών : αριστερή, μέση και δεξιά. Η αριστερή φλέβα, στην οποία εκβάλλει συνήθως η μέση - που βρίσκεται στο επίπεδο της κύριας πυλαίας σχισμής - αδειάζει στην κάτω κοίλη φλέβα. Η δεξιά ηπατική φλέβα καταλήγει και αυτή στην κάτω κοίλη φλέβα. Επίσης υπάρχουν αρκετές μικρές ηπατικές φλέβες (βραχείες ηπατικές φλέβες) οι οποίες καταλήγουν απευθείας στην κάτω κοίλη φλέβα. Λεμφική παροχέτευση

18 Η λεμφική παροχέτευση γίνεται μέσω δύο δικτύων, του επιπολής ή υποκαψικού και του εν τω βάθει ή πυλαίου λεμφικού δικτύου, το οποίο παροχετεύει τη μεγαλύτερη ποσότητα της ηπατικής λέμφου. Τα λεμφαγγεία του επιπολής δικτύου παροχετεύουν τη λέμφο προς τους μέσους φρενικούς και τους ηπατικούς λεμφαδένες. Τα λεμφαγγεία του εν τω βάθει λεμφικού δικτύου παροχετεύουν τη λέμφο προς τους μέσους φρενικούς λεμφαδένες ακολουθώντας τις ηπατικές φλέβες και προς τους ηπατικούς λεμφαδένες ακολουθώντας κλάδους της πυλαίας φλέβας. Νεύρωση Η νεύρωση του ήπατος πραγματοποιείται από συμπαθητικές ίνες από τα κοιλιακά γάγγλια, παρασυμπαθητικές ίνες μέσω του ηπατικού κλάδου του προσθίου πνευμονογαστρικού και από το δεξιό φρενικό νεύρο για τη διαφραγματική μοίρα του τοιχωματικού περιτοναίου. Όλες αυτές οι νευρικές ίνες φτάνουν στο ήπαρ και τα χοληφόρα μέσω του εκτεταμένου ηπατικού πλέγματος, το οποίο συνέχεται με το κοιλιακό πλέγμα. Το ηπατικό πλέγμα περιέχει αγγειοκινητικές ίνες, ίνες προς λείους μύες και ίνες πόνου, ιδιαίτερα από τα χοληφόρα.

19

20

21 Υφή του ήπατος: Η κάψα του Glisson η οποία κάτω από το περισπλάγχνιο πέταλο του περιτοναίου περιβάλλει το ήπαρ, εκπέμπει μέσα στο παρέγχυμα του ήπατος προσεκβολές που σχηματίζουν ένα σπογγώδες δίκτυο χαλαρού συνδετικού ιστού (έλυτρα του Glisson). Κάθε ένα από τα έλυτρα αυτά περιβάλλει κλάδο της ηπατικής αρτηρίας, κλάδο της πυλαίας φλέβας, ένα χοληφόρο πόρο και λεμφαγγεία. Στα μεσοδιαστήματα του δικτύου αυτού υπάρχουν τα επιθηλιακά κύτταρα του ήπατος, που σχηματίζουν τα ηπατικά λοβία. Έχουν μέγεθος χιλιοστομέτρου, πολυγωνικό σχήμα και φαίνονται στην επιφάνεια του ήπατος. Κάθε ηπατικό λόβιο διελαύνεται από την κεντρική (ή ενδολόβια) φλέβα του. Οι κεντρικές φλέβες γειτονικών λοβίων, αφού δεχθούν το αίμα της πυλαίας φλέβας, εξέρχονται από τη βάση του λοβίου τους και εκβάλλουν σε εμβόλιμες φλέβες οι οποίες στη συνέχεια αθροίζονται στις υπολόβιες και τις αθροιστικές φλέβες που σχηματίζουν τις ηπατικές φλέβες. Το ηπατικό λόβιο, σχήματος πυραμίδας, έχει πολυγωνική επιφάνεια. Η διάμετρός του είναι από 1 έως 1,5 mm και το μήκος του 2 mm περίπου. Μεταξύ των λοβίων υπάρχουν μεσολόβια διαστήματα τα οποία αντίστοιχα προς τις πλάγιες επιφάνειες των κυττάρων είναι σχισμοειδή (μεσολόβιες σχισμές του Kierman). Οι σχισμές αυτές περιέχουν ελάχιστο συνδετικό ιστό και αιμοφόρα τριχοειδή των οποίων κλάδοι εισέρχονται μέσα στο ηπατικό λόβιο μεταφέροντας αίμα από την πυλαία φλέβα και αρτηριακό αίμα της ηπατικής αρτηρίας στα κολποειδή τριχοειδή (sinusoids) του ηπατικού λοβίου. Η περιφέρεια του λοβίου έχει καλύτερη οξυγόνωση από την κεντρική μοίρα του. Η κεντρική φλέβα του ηπατικού λοβίου αναδύεται από τη βάση του.

22 Αντίστοιχα προς τις γωνίες των πολυγωνικών περιοχών τα μεσολόβια διαστήματα που περιέχουν συνδετικό ιστό γίνονται ευρύτερα και διαμέσου αυτού διέρχεται η λεγόμενη πυλαία τριάδα (του Glisson), ήτοι: κλάδος της ηπατικής αρτηρίας, κλάδος της πυλαίας φλέβας κι ένας χοληφόρος πόρος. Οι μεταξύ των λοβίων υπάρχουσες μεμονωμένες φλέβες είναι εμβόλιμες, υπολόβιες ή αθροιστικές φλέβες. Στο κέντρο του λοβίου υπάρχει η κεντρική φλέβα. Τα επιθηλιακά ηπατικά κύτταρα σχηματίζουν αναστομούμενες δοκίδες, πάχους ενός-δύο κυττάρων, που φέρονται ακτινωτά από το κέντρο του λοβίου προς την περιφέρεια. Μεταξύ των δοκίδων υπάρχουν τα μήκους 350-500 μm κολποειδή τριχοειδή του ήπατος, τα οποία αποτελούν την οδό ανταλλαγής της ύλης του ήπατος.

23 Μεταξύ του αγγειακού τοιχώματος των κολποειδών τριχοειδών και της επιφάνειας των παρακείμενων ηπατικών κυττάρων σχηματίζεται ο χώρος του Disse που περιέχει μεμονωμένες δικτυωτές ίνες. Το τοίχωμα του τριχοειδούς αποτελείται από ατελές ενδοθήλιο το οποίο στερείται βασικού υμένα. Η επιφάνεια του ηπατικού κυττάρου εμφανίζει μικρολάχνες οι οποίες έρχονται σε άμεση επαφή με τις ουσίες που περιέχονται στο αίμα και οι οποίες εισέρχονται στο χώρο του Disse δια μέσου των χασμάτων του ενδοθηλίου. Μεταξύ των κυττάρων του ενδοθηλίου υπάρχουν τα αστεροειδή κύτταρα του Kupffer, που έχουν φαγοκυτταρικές ιδιότητες και πιθανώς μετέχουν στη διάσπαση της αιμοσφαιρίνης. Η ανταλλαγή της ύλης γίνεται στην πλευρά του κυττάρου που είναι στραμμένη προς το αγγείο. Τα χοληφόρα τριχοειδή σχηματίζονται μεταξύ δύο συνεχόμενων ηπατικών κυττάρων και δε διαθέτουν δικό τους τοίχωμα. Η κυτταρική μεμβράνη είναι πτυχωτή σε αυτή τη θέση και έτσι το χοληφόρο τριχοειδές μπορεί να διευρύνεται όταν υπάρχει συμφόρηση του χοληφόρου συστήματος. Η χολή φέρεται από το κέντρο προς την περιφέρεια του λοβίου στους μεσολόβιους χοληφόρους πόρους, οι οποίοι έχουν επιθηλιακό τοίχωμα. Αυτοί συνενώνονται με τους παρακείμενους και φερόμενοι προς τις πύλες του ήπατος σχηματίζουν το δεξιό και αριστερό ηπατικό πόρο από τους οποίους αρχίζει η εξωηπατική χοληφόρος οδός. Τα αγγεία και τα νεύρα που διέρχονται από την πύλη του ήπατος πορεύονται μεταξύ των δύο πετάλων του ηπατοδωδεκαδακτυλικού συνδέσμου. Τα αγγεία είναι η ιδίως ηπατική αρτηρία, η πυλαία φλέβα και ο κοινός ηπατικός πόρος, που περιέχει την αποχετευόμενη από το ήπαρ χολή. Η ιδίως ηπατική αρτηρία χορηγεί τη χολοκυστική αρτηρία για τη χοληδόχο

24 κύστη. Δεξιά από την ιδίως ηπατική αρτηρία πορεύεται ο κοινός ηπατικός πόρος και ανάμεσά τους, εν τω βάθει, η πυλαία φλέβα. ΗΠΑΡ ΤΟΥ ΕΠΙΜΥΟΣ Το ήπαρ του εργαστηριακού επίμυος είναι ένα όργανο με στέρεα δομή και με σκούρο ερυθρό χρώμα, αποτελούμενο από τέσσερις κύριους λοβούς: τον αριστερό έξω λοβό(αελ), τον μέσο λοβό(μλ), τον δεξιό έξω λοβό(δελ) και τον κερκοφόρο λοβό(κλ). (βλ. Εικόνες 5 και 6) Ο μέσος λοβός διαχωρίζεται μερικώς από μια επιμήκη σχισμή, η οποία τον διαιρεί στον δεξιό κεντρικό και αριστερό κεντρικό λοβό. Ο δεξιός κεντρικός λοβός έρχεται σε επαφή με τον δεξιό έξω λοβό ο οποίος διαχωρίζεται εγκαρσίως απο μία σχισμή που τον διαιρεί σε δυο μικρότερους λοβούς εκ των οποίων ο οπίσθιος περιβάλλει τον πρόσθιο λοβό του αριστερού νεφρού. Ο αριστερός έξω λοβός είναι ένας μεγάλος λοβός ο οποίος κείται πίσω ακριβώς απο τον αριστερό κεντρικό λοβό του μέσου λοβού. Ο κερκοφόρος λοβός σχεδόν διαχωρίζεται απο μία εγκάρσια σχισμή και διαιρείται σε δύο μικρότερους λοβούς, πρόσθιο και οπίσθιο, οι οποίοι βρίσκονται εντός της καμπυλότητας του στομάχου και του ελάσσονος επιπλόου. Ο μέσος λοβός με τα δύο κεντρικά τμήματά του μαζί με τον αριστερό έξω λοβό ανατομικά σχηματίζουν μιά σχεδόν αυτοτελή μονάδα καλώς αφοριζόμενη, η οποία προσφέρεται για χειρουργική εκτομή. Ο επίμυς δεν έχει χοληδόχο κύστη. Η χολή απεκκρίνεται δια του χοληδόχου πόρου απ'ευθείας στο δωδεκαδάκτυλο.

25 Εικόνα 5: (Τα δύο ανωτέρω σχήματα ανατομίας ήπατος ανθρώπου και επίμυος, καθώς και η περιγραφή της ανατομίας επίμυος είναι δανεισμένα κατόπιν αδείας από τη Διδακτορική Διατριβή του Θ. Κώτση- «Ο μεταβολισμός της Ινσουλίνης κατά τη διάρκεια της Αναγέννησης του Ήπατος. Ιατρική Σχολή- Πανεπιστήμιο Αθηνών) Εικόνα 6:Ήπαρ επίμυος κατά τη διάρκεια του πειράματος

26 Στοιχεία φυσιολογίας εξωκρινούς λειτουργίας του ήπατος Το ήπαρ εξασφαλίζει την αποτοξίνωση του οργανισμού και την απέκκριση μιας πληθώρας ουσιών -κυρίως λιπόφιλων- που αποτελούν προϊόντα μεταβολισμού ή που έχουν προηγουμένως απορροφηθεί από τον εντερικό σωλήνα. Αυτή η λειτουργία προϋποθέτει έναν βιομετασχηματισμό (biotransformation): σε ένα πρώτο στάδιο, ενεργοποιημένες ομάδες ΟΗ, ΝΗ 2 ή COOH συνδέονται με υδρόφοβες ουσίες με ενζυματικό μηχανισμό (κυρίως μονοξυγενάσες), κάτι που επιτρέπει -σε ένα δεύτερο στάδιο- τη σύζευξη αυτών των ουσιών με γλυκουρονικό οξύ, κετόνες, γλουταθείο, γλυκίνη και σουλφικό. Αυτά τα προϊόντα σύζευξης, που είναι υδατοδιαλυτά, διασπώνται αργότερα στους νεφρούς και απεκκρίνονται με τα ούρα ή εκκρίνονται με τη χολή από τα ηπατοκύτταρα, για να απομακρυνθούν από τον οργανισμό στη συνέχεια με τα κόπρανα. Η χολερυθρίνη προέρχεται κατά 85% από την αιμοσφαιρίνη των ερυθροκυττάρων. Το υπόλοιπο ποσοστό προέρχεται από άλλες πρωτεϊνες του αίματος, όπως τα κυτοχρώματα. Κατά τη διάρκεια της διάσπασης της αιμοσφαιρίνης (από μακροφάγα κυρίως) σχηματίζονται δίαφορες ουσίες διαδοχικά: η χολοπρασίνη, έπειτα η χολερυθρίνη που έχει χρώμα κίτρινο. Η ελεύθερη χολερυθρίνη (έμμεση) είναι δυσδιάλυτη στο νερό και τοξική εξαιτίας της λιποδιαλυτότητάς της. Στο αίμα είναι συνδεδεμένη με την αλβουμίνη αλλά προσλαμβάνεται από το ηπατοκύτταρο χωρίς αυτή. Στο ηπατοκύτταρο, η χρήση γλυκόζης, ΑΤΡ και UTP επιτρέπει τον σχηματισμό UDPγλυκουρονιδίου καθώς και τη (διπλή) σύνδεσή του με τη χολερυθρίνη, με τη βοήθεια του ενζύμου γλυκουρονυλ-τρανσφεράση. Το προκύπτον διγλυκουρονίδιο της χολερυθρίνης, που είναι πλέον μια ουσία υδατοδιαλυτή,

27 εκκρίνεται στα χοληφόρα αγγεία με ενεργό πρωτογενή μεταφορά. Η έκκριση χολερυθρίνης με τη χολή κυμαίνεται μεταξύ 200-250mg την ημέρα, εκ των οποίων το 85% απεκκρίνεται με τα κόπρανα. Μέσα στο έντερο η χολερυθρίνη διασπάται σε κοπροχολινογόνο (άχρωμο) το οποίο οξειδώνεται μερικώς σε κοπροχολίνη (χρώμα καστανό). Περίπου 15% του διγλυκουρονιδίου της χολερυθρίνης διασπώνται και επιστρέφουν με τη λιπόφιλη μορφή στο ήπαρ (εντεροηπατικός κύκλος) Ένα μικρό μέρος (1%) περνά στη συστηματική κυκλοφορία κι απεκκρίνεται ως ουροχολινογόνο από τους νεφρούς. Σε περίπτωση ηπατοκυτταρικής βλάβης αυτή η οδός απέκκρισης λαμβάνει μεγαλύτερη σημασία.

28 Ηπατικές Παθήσεις Στον επόμενο πίνακα αναφέρονται οι κύριες κατηγορίες των ηπατικών παθήσεων: 1)εστιακές: ΠΑΘΗΣΕΙΣ ΗΠΑΤΟΣ Καλοήθεις συμπαγείς όγκοι (αδένωμα, εστιακή οζώδης υπερπλασία, αιμαγγείωμα, καλόηθες χολαγγείωμα, αμάρτωμα, αιμαγγειοενδοθηλίωμα) Καλοήθεις κυστικοί όγκοι (χολώδεις κύστεις, κυσταδένωμα, πολυκυστική νόσος ενηλίκου, σύνδρομο Caroli) Λοιμώξεις (ηπατίτις, απόστημα, εχινοκοκκίαση) Κακοήθεις όγκοι: Πρωτοπαθείς: ηπατοκυτταρικό καρκίνωμα Χολαγγειοκαρκίνωμα Κακοήθεις μεσεγχυματικοί όγκοι (αγγειοσάρκωμα, πρωτοπαθές σάρκωμα) Δευτεροπαθείς: Ηπατικές μεταστάσεις 2)διάχυτες : Στεάτωση Ίνωση Κίρρωση Λευχαιμική προσβολή

29 Χειρουργική ήπατος: ηπατεκτομή Η χειρουργική ήπατος έγινε εφικτή με την πρόοδο της γνώσης της «λειτουργικής» ανατομίας του, καθώς δείχθηκε ότι είναι απόλυτα ασφαλής ο παροδικός αποκλεισμός των αγγείων της πύλης του ήπατος για περίπου 1 ώρα (χειρισμός Pringle), ενώ η εμπειρία από τις μεταμοσχεύσεις ήπατος προσέφερε επιπλέον δεξιότητες και γνώσεις. Διακρίνουμε αδρά 3 καταστάσεις: εκλεκτική χειρουργική σε φυσιολογικό ηπατικό παρέγχυμα, χειρουργική σε κιρρωτικό ήπαρ (όπου το πάσχον ηπατικό παρέγχυμα παρουσιάζει περιορισμένη αναγεννητική ικανότητα και, συνεπώς, η έκταση της χειρουργικής εξαίρεσης περιορίζεται κατά πολύ) και σε τραυματισμούς ήπατος (όπου το μείζον πρόβλημα που απαντάται είναι η αιμοδυναμική αστάθεια). Εικόνα 7: Κατανομή ήπατος κατά τμήματα Το φυσιολογικό ηπατικό παρέγχυμα παρουσιάζει εκπληκτική αναγεννητική ικανότητα, κάτι που επιτρέπει εκτομή έως και του 80% του οργάνου με την προϋπόθεση ότι η αποκατάσταση της κυκλοφορίας του ήπατος

30 μετεγχειρητικά είναι τέλεια. Διακρίνουμε τις μείζονες ηπατεκτομές (δεξιά ή αριστερή, εκτεταμένη ή μη, τριπλή τμηματεκτομή) που συνίστανται στην εκτομή τουλάχιστον τριών τμημάτων (κατά Couinaud) και τις ελάσσονες ηπατεκτομές (αριστερή λοβεκτομή, διπλή τμηματεκτομή, τμηματεκτομή, ογκεκτομή) κατά τις οποίες αφαιρείται μικρότερο ποσοστό παρεγχύματος. Γενικά, επακόλουθο μιας μείζονος ηπατεκτομής είναι η ηπατοκυτταρική ανεπάρκεια, η οποία διαρκεί μερικές μέρες κι εκδηλώνεται με μείωση των επιπέδων των παραγόντων πήξεως, με παροδικό ίκτερο και ασκίτη. Τα σημεία αυτά υποχωρούν πολύ σύντομα εάν δεν επισυμβεί κάποια λοίμωξη. Ηπατική αναγέννηση Η αναγέννηση το ήπατος που ακολουθεί την απώλεια του ηπατικού ιστού αποτελεί θεμελιώδη παράμετρο της απόκρισης του ήπατος σε βλάβη κάθε φύσης. Η αναγέννηση του ήπατος αποτελεί φαινόμενο που είχε αναγνωρισθεί από του μυθολογικούς χρόνους (μύθος Προμηθέα). Σήμερα είναι γνωστό ότι η ηπατική αναγέννηση αποτελεί μία «ενορχηστρωμένη» απόκριση η οποία επάγεται από συγκεκριμένα εξωτερικά ερεθίσματα και εμπλέκει επακόλουθες μεταβολές στην έκφραση γονιδίων, παραγωγή αυξητικών παραγόντων και μεταβολών στη μορφολογική δομή του ήπατος. Μέχρι σήμερα έχουν ταυτοποιηθεί πολλοί αυξητικοί παράγοντες και κυτοκίνες (οι πιο ονομαστοί είναι ο ηπατικός αυξητικός παράγων, ο επιδερμιδικός αυξητικός παράγων, η ιντερλευκίνη 6, ο παράγων νέκρωσης των όγκων άλφα, η ινσουλίνη και η νορ-επινεφρίνη) οι οποίοι (-οίες) διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην διαδικασία της αναγέννησης του ήπατος.

31 Πιστεύεται ότι η αναγέννηση του ήπατος αποτέλεσε πιθανότατα μηχανισμό της φύσης που είχε ως σκοπό την προστασία των ζώων από τα καταστροφικά αποτελέσματα της ηπατικής βλάβης και απώλειας ηπατικής μάζας λόγω τοξινών στην τροφική αλυσίδα. Όπως αναφέρθηκε και νωρίτερα, οι αρχαίοι Έλληνες περιέγραφαν την αναγέννηση του ήπατος στο μύθο του Προμηθέα. Στη σημερινή εποχή το καλύτερο πειραματικό μοντέλο μελέτης της ηπατικής αναγέννησης είναι αυτό που καθιέρωσαν οι Higgins and Anderson (68): πρόκειται για μία απλή εγχείρηση (μερική ηπατεκομή-phx) όπου αφαιρούνται τα 2/3 του ήπατος στον επίμυ. Κατά τη διάρκεια αυτής της εγχείρησης αφαιρούνται συγκεκριμένοι λοβοί του ήπατος. Αυτοί αφαιρούνται άθικτοι χωρίς να προκαλείται βλάβη στους εναπομείναντες λοβούς. Οι τελευταίοι αναγεννώνται (δηλ υπερπλάσσονται και μεγαλώνουν σε μέγεθος) ώστε να καλύψουν τη διαφορά της ηπατικής μάζας. Η όλη διαδικασία διαρκεί 5-7 ημέρες. Η μερική ηπατεκτομή αποτελεί το συχνότερα χρησιμοποιούμενο ερέθισμα για να μελετήσει κανείς την αναγεννητική διαδικασία του ήπατος επειδή σε σύγκριση με άλλου είδους βλάβες (π.χ. αυτή που χρησιμοποιεί ηπατικές τοξίνες-όπως ο τετραχλωράνθρακας) δεν προκαλεί ιστική βλάβη και φλεγμονή, ενώ ορίζεται σχετικά καλά η έναρξη της αναγεννητικής διαδικασίας (αφαίρεση των ηπατικών λοβών). Προηγούμενες μελέτες σε μεγαλύτερα ζώα (όπως π.χ. σκυλιά) και σε ανθρώπους έχουν πιστοποιήσει ότι ο βαθμός της αναγεννητικής διαδικασίας του ήπατος είναι ανάλογος της μάζας που αφαιρείται. Ακόμη και μικρές εκτομές (<10%) ακολουθούνται από πλήρη αναγέννηση του ήπατος ως το φυσιολογικό μέγεθος. Όταν ήπαρ από μεγάλα σκυλιά μεταμοσχευθεί σε μικρά σκυλιά, τότε το μέγεθος του οργάνου

32 μειώνεται έως το όργανο να έχει μέγεθος ανάλογο με το σώμα του ζώου (51, 80). Αντιθέτως όταν γίνεται μεταμόσχευση από πιθηκο (μπαμπουίνο) σε άνθρωπο, τότε το ήπαρ μεγαλώνει σε μέγεθος ώστε πάλι να γίνει ανάλογο του σώματος που το φιλοξενεί (186). Επομένως είναι φανερό ότι η ηπατική μάζα βρίσκεται κάτω από την επήρρεια θετικών και αρνητικών ερεθισμάτων ανάμεσα στα οποία υπάρχει πάντοτε μία ισορροπία ώστε η ηπατική μάζα να διατηρείται στο σωστό μέγεθος. Σε αντίθεση με άλλους αναγεννώμενους ιστούς (δέρμα, μυελός των οστών), η ηπατική αναγέννηση δεν εξαρτάται από μία μικρή ομάδα αρχέγονων πολυδύναμων κυττάρων. Από την άλλη πλευρά όμως κύτταρα με ιδιότητες αρχέγονων πολυδύναμων μπορεί να εμφανίζονται σε μεγάλο ποσοστό όταν αναστέλλεται η αναγέννηση των ώριμων ηπατοκυττάρων (171, 200, 44). Η ηπατική αναγέννηση μετά από μερική ηπατεκτομή επιτυγχάνεται με τον πολλαπλασιασμό όλων των ώριμων κυτταρικών πληθυσμών που αποτελούν το άθικτο τμήμα του οργάνου. Αυτοί οι πληθυσμοί περιλαμβάνουν τα ηπατοκύτταρα (τα κύρια λειτουργικά κύτταρα του οργάνου), τα επιθηλιακά κύτταρα των χοληφόρων (που επαλείφουν τα χοληφόρα), τα θυριδωτά ενδοθηλιακά κύτταρα (είδος ενδοθηλιακού κυττάρου που έχει μεγάλα κυτταροπλασματικά χάσματα fenestrae- τα οποία επιτρέπουν μέγιστη επαφή και ανταλλαγή μεταξύ του κυκλοφορούντος αίματος και των ηπατοκυττάρων), τα κύτταρα Kupffer (δηλ. τα καθηλωμένα μακροφάγα στα ηπατικά κολποειδή) και τα κύτταρα Ito [αστεροειδή κύτταρα τα οποία είναι μοναδικά στο είδος τους, περιβάλλουν τα ηπατοκύτταρα με μακριές προσεκβολές, αποθηκεύουν βιταμίνη Α, συνθέτουν πρωτεΐνες του συνδετικού ιστού και απεκκρίνουν διάφορους αυξητικούς παράγοντες (59)]. Όλα τα προαναφερθέντα είδη

33 κυττάρων πολλαπλασιάζονται για να δομήσουν και πάλι τον απωλεσθέντα ηπατικό ιστό. Ο πρώτος κυτταρικός πληθυσμός που πολλαπλασιάζεται είναι αυτός των ηπατοκυττάρων. Το χρονικό διάστημα που μεσολαβεί μεταξύ ης μερικής ηπατεκτομής και του χρόνου έναρξης σύνθεσης του DNA στα ηπατοκύτταρα εξαρτάται από διάφορους παράγοντες μεταξύ των οποίων και το είδος της τροφής (217, 98). Το διάστημα αυτό στους επίμυες είναι τυπικά 10-12 ώρες. Η κινητική του κυτταρικού πολλαπλασιασμού διαφέρει από είδος σε είδος. Η πρώτη κορυφή της σύνθεσης του DNA στα ηπατοκύτταρα συμβαίνει περίπου στις 24 ώρες, με μικρότερη κορυφή μεταξύ 36 και 48 ωρών. Επειδή μόνο τα 2/3 της ηπατικής μάζας αφαιρούνται κατά τη μερική ηπατεκτομή, η αποκατάσταση του αρχικού αριθμού των ηπατοκυττάρων απαιτεί θεωρητικά 1.66 κύκλους πολλαπλασιασμού ανά υπολειπόμενο ηπατοκύτταρο. Έτσι τα περισσότερα ηπατοκύτταρα (95% στους νεότερους και 75% στους πολύ ηλικιωμένους επίμυες) στους υπολειπόμενους λοβούς συμμετέχουν σε ένα ή δύο κύκλους πολλαπλασιασμού (191). Το ηπατικό παρέγχυμα οργανώνεται σε μονάδες που ονομάζονται ηπατικά λόβια, τα οποία εκτείνονται ανάμεσα στις πυλαίες τριάδες και τις κεντρικές φλέβες. Οι πυλαίες τριάδες αποτελούνται από τους κλάδους τριών αγγείων: της πυλαίας φλέβας (φέρνει αίμα στο ήπαρ από το έντερο), της ηπατικής αρτηρίας (φέρνει οξυγονωμένο αίμα στο ήπαρ) και του χοληφόρου πόρου (απομακρύνει και απεκκρίνει τη χολή στα μεγαλύτερα χοληφόρα). Το αίμα μεταφέρεται από τους κλάδους της πυλαίας φλέβας και της ηπατικής αρτηρίας προς τα κολποειδή, και παροχετεύεται στα κεντρικά φλεβίδια που βρίσκονται στο κέντρο του λοβίου. Ο πολλαπλασιασμός των ηπατοκυττάρων αρχίζει στις περιοχές εκείνες του λοβίου που περιβάλλουν τις πυλαίες τριάδες

34 (περιπυλαίες περιοχές) (149) και στη συνέχεια επεκτείνεται και στις περιοχές γύρω από το κέντρο του λοβίου(36 με 48 ώρες). Οι άλλοι κυτταρικοί πληθυσμοί αρχίζουν να συμμετέχουν στην ηπατική αναγέννηση (σύνθεση DNA) 24 ώρες μετά τα ηπατοκύτταρα και η κορυφή στη σύνθεση του DNA είναι περίπου στις 48 ώρες ή αργότερα (60, 213) (εικόνα 8). Η κινητική του κυτταρικού πολλαπλασιασμού αλλά και των αυξητικών παραγόντων που παράγονται από τα πολλαπλασιαζόμενα ηπατοκύτταρα υποδηλώνουν ότι τα ηπατοκύτταρα παρέχουν το μιτογόνο ερέθισμα για να αρχίσει ο πολλαπλασιασμός των άλλων κυτταρικών πληθυσμών. Δύο έως τρεις ημέρες μετά την έναρξη του πολλαπλασιασμού όλων των ηπατικών κυτταρικών στοιχείων, και τρεις έως τέσσερις ημέρες μετά τη μερική ηπατεκτομή, ιστολογικές τομές από το αναγεννώμενο ήπαρ δείχνουν ομάδες μικρών ηπατοκυττάρων που περιβάλλουν τα τριχοειδή. Εικόνα 8: Οι χρονικές κινητικές της σύνθεσης DNA σε διαφορετικούς κυτταρικούς πληθυσμούς του ήπατος κατά τη διάρκεια της ηπατικής αναγέννησης που ακολουθεί τη μερική ηπατεκτομή. Οι 4 κύριοι τύποι των κυττάρων του ήπατος φθάνουν σε φάση σύνθεσης DNA σε διαφορετικά χρονικά σημεία. Η

35 σύνθεση DNA στα ηπατοκύτταρα φθάνει στο ανώτερο σημείο στις 24 ώρες, ενώ οι άλλοι τύποι κυττάρων πολλαπλασιάζονται αργότερα. Τα αναγεννώμενα ηπατοκύτταρα παράγουν αυξητικούς παράγοντες οι οποίοι δρουν ως μιτογόνα για αυτά τα κύτταρα. Αυτό υποδηλώνει ότι τα ηπατοκύτταρα διεγείρουν τον πολλαπλασιασμό των άλλων τύπων κυττάρων μέσω παρακρινικού μηχανισμού. Η τυπική ηπατική ιστολογία αποκαθίσταται βαθμιαία μέσα από διάφορα βήματα (118): Τα κύτταρα Ito δημιουργούν προσεκβολές οι οποίες επεκτείνονται προς τις ομάδες των ηπατοκυττάρων και αρχίζει έτσι η παραγωγή λαμινίνης. Τελικά, οι μικρές ομάδες των ηπατοκυττάρων αναδιατάσσονται και δημιουργούν τις τυπικές ηπατικές δοκίδες που παρατηρούνται στο ώριμο ήπαρ. Τα τριχοειδή που περιλαμβάνονται μέσα στις μικρές ομάδες ηπατοκυττάρων (και περιβάλλονται από τυπική βασική μεμβράνη), μεταλλάσσονται σε αληθή ηπατικά κολποειδή (που περιβάλλονται από πολύ αραιά θεμέλια ουσία και επαλείφονται από τα θυριδωτά ενδοθηλιακά κύτταρα και τα κύτταρα Kupffer). Η σύσταση της ηπατικής θεμέλιας ουσίας μεταβάλλεται: από θεμέλια ουσία με υψηλή συγκέντρωση λαμινίνης παίρνει τη σύσταση της τυπικής θεμέλιας ουσίας του ώριμου ήπατος (πολύ αραιά θεμέλια ουσία που περιέχει πρωτίστως ινονεκτίνη, κολλαγόνο τύπου IV και I, και, σε μικρότερες ποσότητες, διάφορες άλλες πρωτεΐνες και γλυκοζαμινογλυκάνες). Κατά την 7 η ημέρα περίπου, η ιστολογική εξέταση δείχνει ότι το ήπαρ αποτελείται από λόβια τα οποία είναι μεγαλύτερα σε μέγεθος σε σύγκριση με αυτά πριν την έναρξη της αναγέννησης. Τα ηπατοκύτταρα αρχίζουν και διατάσσονται σε δοκίδες, το πάχος των οποίων είναι δύο κύτταρα σε αντίθεση με τη μία κυτταρική στοιβάδα που χαρακτηρίζει το φυσιολογικό ήπαρ (136). Δεν είναι ξεκάθαρο το πότε συμβαίνει καθαρή αύξηση στον αριθμό των

36 λοβίων ή τα προϋπάρχοντα λόβια αυξάνουν σε μέγεθος, αν και πιθανολογείται πως συμβαίνουν και τα δύο (77). Κλωνικές ιδιότητες των ηπατοκυττάρων Πρόσφατες μελέτες έχουν πιστοποιήσει τον αρχαίο μύθο του Προμηθέως παρέχοντας πειραματικές ενδείξεις ότι το ήπαρ έχει σχεδόν απεριόριστη ικανότητα να αναγεννάται. Με τη χρήση του μοντέλου της μερικής ηπατεκτομής έως τα όριά της, έχει δειχθεί ότι το ήπαρ στον επίμυ έχει την ικανότητα να αναγεννάται κάθε φορά μετά από 12 συνεχείς ηπατεκτομές (192). Το κλωνικό δυναμικό του ηπατοκυττάρου έχει επίσης βρεθεί ότι είναι σχεδόν απεριόριστο. Αυτό έχει δειχθεί σε δύο μοντέλα με επίμυες (επαγωγή πειραματικών ελλειμμάτων), των οποίων το ήπαρ αδυνατούσε να τα διατηρήσει στη ζωή. Σε ένα άλλο μοντέλο μεγάλες ποσότητες ουροκινάσης παράγονται από τα ηπατοκύτταρα τα οποία βρίσκονται κάτω από την επίδραση του επαγωγέα της αλβουμίνης (153). Το άλλο είναι πειραματικό μοντέλο κληρονομικής τυροσιναιμίας τύπου I, μία ηπατική νόσος η οποία κληρονομείται με τον υπολειπόμενο σωματικό χαρακτήρα και προκαλείται από ανεπάρκεια του ενζύμου φουμαρυλ-ακετοακετοξικής υδρολάσης (153). Εκ των προτέρων καθορισμένοι με ακρίβεια αριθμοί φυσιολογικών ηπατοκυττάρων όταν ενίονται στο ήπαρ φθάνουν σε επίπεδο κλωνικής ανάπτυξης, δημιουργούν οζίδια, αποκαθιστούν την ηπατική μάζα και διασώζουν τα ζώα. Στο δεύτερο μοντέλο βρέθηκε ότι περίπου 1000 ηπατοκύτταρα είναι αρκετά για να δημιουργήσουν οζίδια φυσιολογικών κυττάρων, τα οποία αποικίζουν και διασώζουν ολόκληρο το ήπαρ και αποκαθιστούν τη φυσιολογική αρχιτεκτονική (141). Τα κύτταρα που αποτελούν τα οζίδια φυσιολογικών ηπατοκυττάρων πρώτης γενιάς

37 απομονώθηκαν και στη συνέχεια μεταμοσχεύτηκαν σε άλλους επίμυες. Αυτά τα κύτταρα (τα οποία μεταφέρονται για 4 γενιές συνεχούς μεταμόσχευσης) μπορούσαν επίσης να διατηρήσουν τους επίμυες στη ζωή, παρά το γεγονός ότι είχαν υποστεί κλωνική επέκταση και πολλαπλασιασμό σε προηγούμενο ξενιστή. Μαθηματικοί υπολογισμοί από αυτό το μοντέλο έχουν αποδείξει ότι τα ώριμα ηπατοκύτταρα υποστηρίζουν το μύθο του Προμηθέα. Ένα μονήρες ηπατοκύτταρο μπορεί να επεκταθεί μέσω ενός ελαχίστου αριθμού 34 κυτταρικών διαιρέσεων και δίνει γένεση σε 1.7 10 10 κύτταρα (63). Επειδή το φυσιολογικό ήπαρ στον επίμυ έχει κατά μέσο όρο 3 10 8 ηπατοκύτταρα, μπορεί να υπολογισθεί ότι ένα μονήρες ηπατοκύτταρο κάτω από τέτοιες συνθήκες έχει αρκετή κλωνική ικανότητα να «φτιάχνει» περίπου 50 ήπαρ επίμυος. Μελέτες σε καλλιέργειες έχουν επίσης δείξει ότι τα ηπατοκύτταρα κάτω από την επίδραση του ηπατικού αυξητικού παράγοντα (HGF) και του επιδερμιδικού αυξητικού παράγοντα (EGF) αποδιαφοροποιούνται, υφίστανται πολλαπλούς πολλαπλασιασμούς, επεκτείνονται κλωνικά και επαναδιαφοροποιούνται για να δημιουργήσουν ώριμα ηπατοκύτταρα ή δομές χοληφόρων (6). Όλα αυτά τα ευρήματα καταδεικνύουν ότι τα ώριμα ηπατοκύτταρα δεν αποτελούν κύτταρα τελικής διαφοροποίησης. Αντιθέτως μπορούν να πολλαπλασιάζονται σχεδόν χωρίς όριο ώστε να διασφαλίζουν τη διατήρησή τους στη ζωή. Αυτό δεν ήταν αναμενόμενο δεδομένου του υψηλού πλοειδισμού αλλά και των σύνθετων λειτουργιών που χαρακτηρίζουν τα ώριμα ηπατοκύτταρα.

38 Πολλαπλασιασμός και Διαφοροποίηση - Το ηπατοκύτταρο ως φαινοτυπικός ακροβάτης Ίσως πιο σημαντικό από την ικανότητα των ηπατοκυττάρων να πολλαπλασιάζονται είναι ότι ταυτόχρονα κάνουν και άλλες ουσιώδεις λειτουργίες που χρειάζονται για την ομοιόσταση. Αυτές οι λειτουργίες περιλαμβάνουν τη ρύθμιση της γλυκόζης, τη σύνθεση πολλών πρωτεϊνών του αίματος (περιλαμβανομένων της αλβουμίνης και των πρωτεϊνών του συστήματος πήξης), έκκριση της χολής, βιοαποδόμηση των τοξικών προϊόντων και άλλα. Είναι πραγματικά αξιοσημείωτο το γεγονός ότι πολύ μικρή διαταραχή φαίνεται σε αυτές τις λειτουργίες όταν μόνο το 33% του οργάνου παραμένει άθικτο και 90% των κυττάρων στο εναπομείναν όργανο υφίστανται πολλαπλασιασμό, ή μίτωση ή και τα δύο. Αυτή η αξιοσημείωτη συμπεριφορά οφείλεται σε μία σύνθετη διάταξη αλληλεπιδρόντων γεγονότων: τη ρύθμιση παραγωγής της θεμέλιας ουσίας, την αποδόμηση και επανασύνθεση των τμημάτων της κυτταρικής μεμβράνης του ηπατοκυττάρου, τη λειτουργία τμημάτων τα οποία έχουν υψηλή ειδικότητα, καθώς και την ορθή ευθυγράμμιση περισσότερων από 150 χρωμοσωμάτων σε κάθε δεδομένο μιτωτικό κύκλο. Τα περισσότερα ώριμα ηπατοκύτταρα στον επίμυ και στον άνθρωπο είναι τετραπλοειδικά και πολλά έχουν ακόμη υψηλότερο πλοειδισμό (132,168,165). Πρόσφατες μελέτες από διάφορα εργαστήρια έχουν εστιάσει στα γεγονότα που συμβαίνουν σχεδόν αμέσως μετά τη μερική ηπατεκτομή. Ο υποδοχέας της ουροκινάσης εμφανίζεται στην κυτταρική μεμβράνη του ηπατοκυττάρου και η δραστηριότητα της ουροκινάσης αυξάνει μέσα σε 1-5 λεπτά (117) Η κυτταρική μεμβράνη του ηπατοκυττάρου γίνεται υπερπολωτική μέσα σε 39 λεπτά (67). Τις πρώτες 5 ώρες λαμβάνουν χώρα

39 εκσεσημασμένες μορφολογικές αλλοιώσεις στα χοληφόρα σωληνάρια (221) αν και παρατηρείται μόνο μικρή αύξηση στην έκκριση χολής (215). Μέσα σε 30 λεπτά μετά την μερική ηπατεκτομή, ξεκινά επαγωγή διαφόρων νέων γονιδίων τα οποία συγκεντρωτικά αποκαλούνται άμεσα πρώιμα γονίδια (196). Αυτή η επαγωγή είναι ανεξάρτητη από τη σύνθεση νέων πρωτεϊνών. Η IGFBP1, είναι μία πρωτεΐνη πλάσματος η οποία δεσμεύει τον αυξητικό παράγοντα της ινσουλίνης (IGF-I και IGF-II) αυξάνει σημαντικά έως και 100 φορές από την αρχική έκφρασή της (129). Η ενεργοποίηση του μεταγραφικού παράγοντα STAT3 (signal transducer και ενεργοποιητής του transcription-3) συμβαίνει μέσα σε 30 λεπτά, φθάνει στην κορυφή στις 3 ώρες και επιμένει πέρα από τις 5 ώρες (26). Ο ενεργός πυρηνικός παράγων kappa B (NF-B) (σύμπλεγμα p50-p65) εμφανίζεται τα πρώτα λεπτά μετά τη μερική ηπατεκτομή (27). Τα NF-B και STAT3 ενεργοποιούνται γρήγορα μετά από συγκεκριμένα σήματα και αντιμετατίθενται στον πυρήνα. Πολλά από αυτά τα άμεσα πρώιμα γονίδια περιέχουν στο επαγωγικό τμήμα τους αλληλουχίες που αντιδρούν με τα NF-B και STAT3. Η ενεργότητα του AP1 αυξάνει επίσης γρήγορα ως αποτέλεσμα νέα σύνθεσης των c-fos και c-jun. Το LRF-1, μία άλλη leucine zipper πρωτεΐνη, επάγεται γρήγορα επίσης μετά την μερική ηπατεκτομή και συμμετέχει στο σχηματισμό συμπλέγματος με το c-jun (75). Οι διαφορετικές μορφές του AP1 επιμένουν για αρκετές ώρες μετά τη μερική ηπατεκτομή (196). Η ενεργοποίηση των STAT3, NF-B, και AP1 είναι πολύ πιθανό ότι αποτελεί ένα μείζον μέρος του ενδοκυττάριου σηματοδοτικού καταρράκτη που οδηγεί σε σύνθεση DNA. Οι ποσότητες της πρωτεϊνης (C/EBP) που συνδέεται με τον CCAAT/enhancer ελαττώνονται, ενώ οι ποσότητες της ίδιας της ελεύθερης πρωτεΐνης C/EBP αυξάνουν. Επιπροσθέτως οι μεταγραφικοί

40 παράγοντες που σχετίζονται με το ήπαρ, όπως ο ηπατικός πυρηνικός παράγων 1 (HNF1), HNF4, HNF3, και άλλοι παραμένουν ουσιαστικά αμετάβλητοι. Παρόμοιες μεταβολές στους μεταγραφικούς παράγοντες έχουν καταγραφεί σε ηπατοκύτταρα σε καλλιέργειες που υφίστανται κλωνική επέκταση (6). Διάφοροι «εμβρυϊκοί» παράγοντες εμφανίζονται στο αναγεννώμενο ήπαρ. Αυτοί περιλαμβάνουν την α-εμβρυϊκή πρωτεΐνη, την εξοκινάση (αντίθετα με τη γλυκοκινάση) και τα εμβρυϊκά ισοένζυμα της αλδολάσης, την πυρουβική κινάση και άλλα (7, 210). Άλλες πρωτεΐνες που σχετίζονται με τον κυτταρικό κύκλο, περιλαμβανομένων των ενζύμων που εμπλέκονται στη σύνθεση του DNA (κινάση της θυμιδίνης), με τη σύνθεση καινούργιας χρωματίνης (ιστονικό mrna), κυκλίνης και κινάσης που εξαρτάται από την κυκλίνη (CDK) μεταβάλλονται. Η έκφραση των γονιδίων που σχετίζονται με τον κυτταρικό κύκλο (114, 46) μεταβάλλεται όπως σε άλλα πολλαπλασιαζόμενα κυτταρικά συστήματα. Επίσης υπάρχει μάλλον εκσεσημασμένη συσσώρευση τριγλυκεριδίων στα ηπατοκύτταρα από 20 έως 72 ώρες μετά τη μερική ηπατεκτομή και σχετίζεται με εκσεσημασμένη επαγωγή των λιπογόνων ενζύμων (33). Όλες αυτές οι παράμετροι τελικώς γυρίζουν στα φυσιολογικά επίπεδα 5 έως 7 ημέρες μετά τη μερική ηπατεκτομή σε συνδυασμό με τη μείωση και διακοπή του πολλαπλασιασμού και αποκατάσταση της ηπατικής αρχιτεκτονικής. Έτσι τα ηπατοκύτταρα που καταφέρνουν να φτάσουν στη μιτογένεση και παρέχουν: διαφοροποιημένες λειτουργίες διαμέσου μικρών μεταβολών στους μεταγραφικούς παράγοντες που σχετίζονται με το ήπαρ (liver-associated transcription factors), εκσεσημασμένη επαγωγή άλλων

41 δραστηριοτήτων που σχετίζονται με το DNA και τη μιτογένεση και παροδική μερική αναστροφή σε εμβρυϊκό (quasifetal) φαινότυπο. Τι πυροδοτεί την ηπατική αναγέννηση μετά τη μερική ηπατεκτομή; Λίγες πλευρές της ηπατικής αναγέννησης έχουν ερευνηθεί τόσο πολύ όσο ο μηχανισμός πυροδότησης της αναγεννητικής διαδικασίας. Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι όταν ο ηπατικός ιστός ή μεμονωμένα ηπατοκύτταρα μεταμοσχεύονται σε εξωηπατικές θέσεις φθάνουν σε σύνθεση DNA μετά από μερική ηπατεκτομή του ήπατος του ξενιστή (62, 80). Όταν οι επίμυς βρίσκονται σε ζευγάρια διαμέσου παραβιοτικής κυκλοφορίας, η ηπατεκτομή στο ένα μέλος του ζεύγους προκαλεί αναγέννηση στο άθικτο ήπαρ του άλλου μέλους και το μέγιστο αποτέλεσμα επιτυγχάνεται όταν το ήπαρ από το ένα ζώο αφαιρείται εντελώς (130). Αυτές οι μελέτες παρέχουν πειστικά γεγονότα ότι ένα μιτογόνο σήμα ή σήματα για τα ηπατοκύτταρα εμφανίζονται στο αίμα κατά τη διάρκεια της αναγεννητικής διαδικασίας. Κάθε υπόθεση που προτείνεται για να εξηγήσει την έναρξη του μηχανισμού της ηπατικής αναγέννησης πρέπει να λαμβάνει υπόψη τα μιτωτικά ερεθίσματα για τα ηπατοκύτταρα που εμφανίζονται στην κυκλοφορία κατά τη διάρκεια της αναγέννησης και τις γρήγορες μεταβολές που συμβαίνουν στα ηπατοκύτταρα μέσα στα πρώτα 30 λεπτά μετά την μερική ηπατεκτομή. Πιο κάτω συζητούνται ορισμένες από τις πρόσφατες υποθέσεις, οι οποίες όμως βρίσκονται κάτω από εκτενή έρευνα. Ηπατοκυτταρικός αυξητικός παράγων Ο ηπατοκυτταρικός αυξητικός παράγων (HGF), γνωστός και ως scatter factor (SF), περιγράφηκε για πρώτη φορά ως ουσία που προέρχεται από το αίμα και αποτελεί μιτογόνο για τα ηπατοκύτταρα σε καλλιέργεια. Αυτή η ανακάλυψη

42 ήταν το αποτέλεσμα έρευνας για να ανακαλύψουμε ηπατικά μιτογόνα τα οποία προέρχονται από το αίμα και εκκρίνονται κατά τη διάρκεια της ηπατικής αναγέννησης (124, 133, 56). Ο HGF και ο υποδοχέας του c-met (124, 133, 56) αποτελούν παράγοντες κλειδιά για την ηπατική ανάπτυξη και λειτουργία. Η ομόζυγη εξάλειψη των γονιδίων της κάθε μιάς από τις δύο αυτές πρωτεϊνες συνοδεύονται από εμβρυϊκή θνησιμότητα λόγω διακοπής της ηπατικής ανάπτυξης (167). Διάφορες μελέτες έχουν δείξει ότι η συγκέντρωση του HGF στο πλάσμα αυξάνει σημαντικά όταν ελαττώνεται η ηπατική μάζα (202). Στον επίμυ, η συγκέντρωση του HGF στο πλάσμα αυξάνει περισσότερο από 20 φορές μέσα σε μία ώρα μετά από μερική ηπατεκτομή (110). Η συγκέντρωση του HGF ελαττώνεται αργά κατά τη διάρκεια των πρώτων 24 ωρών αλλά παραμένει αυξημένη για περισσότερο από 72 ώρες και τελικά επιστρέφει στα φυσιολογικά επίπεδα. Η υπόθεση αυτή (η οποία απεικονίζεται στην εικόνα 9) οδηγεί στο συμπέρασμα ότι η ταχεία αύξηση της συγκέντρωσης του HGF στο πλάσμα αποτελεί το μιτογόνο ερέθισμα που οδηγεί τα ηπατοκύτταρα σε σύνθεση DNA.

43 Εικόνα 9: Προτεινόμενο μοντέλο για το ρόλο του HGF στην ηπατική αναγέννηση. Η γρήγορη σύνθεση του υποδοχέα της upa οδηγεί στην ενεργοποίηση της upa μέσα σε 5 λεπτά μετά τη μερική ηπατεκτομή. Αυτό ξεκινάει έναν καταρράκτη πρωτεασών με αποτέλεσμα να προκαλείται αποδόμηση της αραιής εξωκυττάριας ουσίας η οποία περιβάλλει τα ηπατοκύτταρα και απελευθέρωση, μεταξύ των άλλων ουσιών, και της ανενργού μορφής του HGF (προ-hgf-η μορφή αυτή είναι δεσμευμένη με τη θεμέλια ουσία). Η upa ενεργοποιεί τον προ-hgf και τον μετατρέπει στην ώριμη ενργό μορφή. Ο ενεργός HGF απελευθερώνεται στο αίμα και διεγείρει το μηχανισμό σύνθεσης DNA στα ηπατοκύτταρα μέσω ενδοκρινικού ή παρακρινικού μηχανισμού μέσω σύνδεσης με τον c-met υποδοχέα. Το σενάριο αυτό είναι συμβατό με τις χρονικές κινητικές της εμφάνισης των αναγεννητικών παραγόντων που προέρχονται από το αίμα καθώς και με τις ταχείες μεταβολές στην άμεση πρώιμη έκφραση γονιδίων. Ο HGF επάγει της έκφραση ορισμένων από τα άμεσα πρώιμα γονίδια [LRF-1 και IGFBP1], γεγονός που εισηγείται ότι ο HGF μπορεί να είναι ένα από τα ερεθίσματα που οδηγεί σε ταχείες μεταβολές στην έκφραση γονιδίων μετά τη μερική ηπατεκτομή. Ο HGF αποτελεί ένα δυνητικό μιτογόνο για τα ηπατοκύτταρα σε καλλιέργεια. Είναι λογικό να υποθέσει κανείς ότι η αύξηση στο πλάσμα της

44 συγκέντρωσης ενός δυνητικού μιτογόνου μία ώρα μετά τη μερική ηπατεκτομή είναι υπεύθυνη για τη σύνθεση DNA από τα ηπατοκύτταρα 23 ώρες αργότερα. Αν και όντως αυτό μπορεί να συμβαίνει, οι αιτίες για την αύξηση της συγκέντρωσης του HGF στο πλάσμα δεν είναι ακόμη ξεκάθαρες. Η μεγαλύτερη ποσότητα από τον κυκλοφορούντα HGF καθαίρεται στο ήπαρ, αλλά το ποσοστό του HGF που εξαφανίζεται δεν μεταβάλλεται επαρκώς μετά τη μερική ηπατεκτομή ώστε να εξηγεί πλήρως την αύξηση του HGF στο πλάσμα (1, 112). Η αύξηση του HGF mrna αυξάνει στα κύτταρα Ito 3 με 6 ώρες μετά τη μερική ηπατεκτομή και διαρκεί 24 ώρες (222, 166). Αυτό όμως δεν μπορεί να εξηγήσει την αύξηση της συγκέντρωσης του HGF στο πλάσμα 1 ώρα μετά τη μερική ηπατεκτομή, αλλά μπορεί να είναι υπεύθυνο για την εμμένουσα αυξημένη συγκέντρωση του HGF κατά τη διάρκεια της αναγεννητικής διαδικασίας. Αύξηση στο HGF mrna κατά τη διάρκεια της ηπατικής αναγέννησης έχει επίσης καταγραφεί και σε μεσεγχυματικά κύτταρα άλλων ιστών [π.χ. πνεύμονας και σπλήνας (218)]. Ο μηχανισμός γι αυτό το διάχυτο φαινόμενο δεν είναι ξεκάθαρος. Πρόσφατες μελέτες σχετικά με επαγωγείς των γονιδίων γαι τον HGF και τον υποδοχέα του (c-met) εισηγούνται ότι πιθανόν ενέχονται σε αυτή τη διεργασία οι ιντερλευκίνες -1 και -6 (IL-1 και IL-6) (128, 91). Εάν ο HGF αποτελεί το εναρκτήριο μιτογόνο ερέθισμα για τα ηπατοκύτταρα στη διάρκεια της ηπατικής αναγέννησης, η ένεση HGF σε φυσιολογικούς επίμυες διαμέσου της πυλαίας φλέβας θα έπρεπε να προκαλέσει σύνθεση DNA στα ηπατοκύτταρα. Αυτό πράγματι συμβαίνει αλλά ο αριθμός των ηπατοκυττάρων που φθάνουν στο στάδιο σύνθεσης DNA είναι σχετικά μικρός και αυτά περιορίζονται στις περιπυλαίες περιοχές. Ίδια