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estructura y funciones del hígado

el hígado es el órgano más grande ubicado en el abdomen; pesa alrededor de 1,5 kg en humanos y está organizado en secciones llamadas lóbulos . El hígado es como una gran fábrica, donde se producen algunas moléculas y otras se destruyen para obtener la energía que el cuerpo necesita para funcionar. El hígado puede almacenar energía y usarla durante largos períodos de ayuno o cuando dormimos. El hígado puede eliminar sustancias tóxicas en el cuerpo, como el alcohol, los medicamentos o las drogas, a través de la producción de una sustancia llamada bilis (este proceso se denomina desintoxicación)., La bilis es un tipo de jugo que actúa como detergente para descomponer ciertas sustancias y digerir las grasas. Debido a que es imposible mezclar agua y aceite, el hígado utiliza la bilis para atrapar gotas de grasa en una «burbuja».»La estructura de las burbujas les permite viajar a través del ambiente acuoso del cuerpo. Después de ser producida por el hígado, la bilis se transporta a través de pequeños vasos (canalículos biliares) ubicados en los hepatocitos a un órgano cercano llamado vesícula biliar, luego al intestino donde se recuperan los nutrientes, y luego, regresa al hígado., La ruta que sigue la bilis desde el hígado hasta el intestino se conoce como árbol biliar. Además, el hígado actúa como parte del sistema inmunológico, ya que ayuda al cuerpo a luchar contra los organismos infecciosos. Para realizar todas estas tareas complejas, el hígado necesita contener varios tipos de células (Figura 1). A primera vista, el hígado tiene un color rojo intenso. Esto se debe a que contiene muchos vasos sanguíneos o sinusoides que transportan sangre desde los intestinos, el bazo y el páncreas., Las células más abundantes y más grandes del hígado son los hepatocitos, que son las células que producen y destruyen ciertas moléculas para dar energía al cuerpo. Otras células ayudan al hígado a trabajar. Las células de Kupffer son las células» guardianas » del hígado que comen bacterias extrañas. Las células estrelladas hepáticas en forma de estrella almacenan vitamina A, que se ve como gotas brillantes dentro de estas células. Las células estrelladas hepáticas también ayudan a producir las proteínas que componen la estructura del hígado. Las células endoteliales sinusoidales cubren los abundantes vasos sanguíneos del hígado.,

En este punto, espero que te das cuenta de que el hígado es un órgano esencial; nadie puede sobrevivir sin ella. El hígado tiene mecanismos interesantes para protegerse de diferentes lesiones y enfermedades.

¿qué es la regeneración hepática?

en condiciones normales, decimos que el hígado es un órgano quiescente. Esto significa que si lo observas bajo un microscopio, ¡solo puedes encontrar una célula dividiéndose entre miles de células!, Sin embargo, si el hígado está dañado físicamente (por ejemplo, una herida) o químicamente dañado (por drogas o alcohol), sus células son empujadas a dividirse y crecer. Este fenómeno se conoce como regeneración hepática e incluso se menciona en la mitología griega. El mito más popular que se refiere a este fenómeno es el de Prometeo, que robó el fuego. Su castigo era permanecer encadenado en las montañas del Cáucaso donde un águila se alimentaba de su hígado todos los días.,

aunque la gente ha sabido sobre la regeneración del hígado durante mucho tiempo, no fue hasta la década de 1900 que la regeneración del hígado se estudió formalmente y se descubrió que ocurría en todos los mamíferos. Para estudiar la regeneración hepática, en 1931, Higgins y Anderson realizaron un experimento en ratas, en el que los dos lóbulos más grandes del hígado fueron removidos con mucho cuidado . El trabajo con animales implica el uso de instrumentos limpios, anestesia y un tratamiento respetuoso. Debido a que el hígado tiene muchos vasos sanguíneos, para evitar el sangrado, los vasos principales del hígado se ataron con un hilo especial., Higgins y Anderson encontraron que el hígado de rata volvió a su tamaño normal en 7 días. Incluso hoy en día, esta sigue siendo la forma más popular para que los científicos estudien la regeneración hepática. Usando experimentos de este tipo, podemos entender qué tipo de genes, hormonas y proteínas del factor de crecimiento participan en el proceso de regeneración del hígado.

a pesar de que hemos estado llamando al re-crecimiento del hígado «regeneración hepática», eso no es realmente una descripción precisa de lo que sucede., El término «regeneración» en realidad describe el proceso por el cual los animales pueden reemplazar una parte completa del cuerpo. Por ejemplo, si un lagarto pierde su cola mientras escapa de un depredador, su cola eventualmente puede volver a crecer. Esto no puede suceder con el hígado: si alguien perdiera todo su hígado, no podría simplemente crecer uno nuevo. Por lo tanto, aunque continuaremos llamándolo «regeneración hepática», el término más preciso para lo que sucede en el hígado es hiperplasia compensatoria ., Aunque este término puede sonar complicado, en realidad significa un aumento en el tamaño del hígado causado por un aumento en el número de células. Para poder dividirse, las células del hígado necesitan » despertar «o, como dicen los científicos, las células necesitan «activarse».»El proceso de regeneración hepática ocurre en tres fases (Figura 2). Durante las tres fases, todas las células trabajan en equipo y se comunican entre sí. Esta comunicación es lo que le dice a las células hepáticas que salgan de la quietud y comiencen a dividirse., Minutos después de que el hígado detecta el daño, los genes en los núcleos de las células hepáticas envían señales para preparar las células para la división. Esto se llama la fase de iniciación. Durante la fase de proliferación, las células hepáticas se dividen. La división celular continúa hasta que el hígado recupera su tamaño original, luego se alcanza la fase de terminación y las células hepáticas dejan de dividirse. Mientras todo esto sucede, el hígado todavía necesita realizar todas sus funciones normales, para mantener al animal vivo y saludable.,

¿Cómo sabe el hígado cuándo dejar de crecer? Esta es una pregunta importante, y podemos decir que el tamaño del hígado es un factor muy importante. El hígado representa alrededor del 3% del cuerpo, y esta proporción tiende a mantenerse constante, independientemente del tamaño del cuerpo., Si quieres saber el tamaño de tu hígado, ¡simplemente multiplica tu peso por 0.03! La misma proporción se aplica a otros mamíferos. Por lo tanto, si un perro pequeño recibe el hígado de un perro grande, el hígado crecerá de acuerdo con el tamaño corporal del pequeño. Algunos científicos han dado el nombre de » hepatostato «(como» termostato», solo» hepato » significa hígado) al sistema que regula el tamaño del hígado. En general, podemos imaginar que el hepatostato contiene un conjunto de proteínas que envían señales de parada al hígado, por lo que ya no crecerá., Tenga en cuenta que estas proteínas «stop» tienen los efectos opuestos de las que actúan en la fase de iniciación (las que dan la orden de «dividir»). Los científicos todavía necesitan hacer más trabajo para entender cómo se controla el hepatostato y los factores que lo afectan.

¿por qué es útil el conocimiento sobre la regeneración hepática?

gran parte del conocimiento producido por los científicos se puede utilizar para resolver problemas específicos a corto o largo plazo., Debido a que la regeneración hepática implica un crecimiento bien controlado, podemos usar nuestro conocimiento de la regeneración hepática Para ayudarnos a comprender otros tipos de crecimiento, como el crecimiento incontrolado que ocurre en las células cancerosas.

Los médicos pueden utilizar el conocimiento sobre la regeneración hepática para ayudar a las personas que tienen enfermedades o lesiones hepáticas que empujan al hígado más allá de su capacidad de regenerarse. En casos extremos, estas personas pueden necesitar un trasplante de hígado. Los hígados completos o partes de un hígado pueden obtenerse de donantes muertos y trasplantarse a pacientes., Pero, ahora que sabe acerca de la capacidad regenerativa del hígado, puede entender por qué también es posible que una persona sana y viva done un pedazo de su hígado a alguien que necesita un trasplante. ¡El hígado del donante volverá a crecer! A pesar de que este tipo de trasplante de un donante vivo es posible, no hay suficientes donantes para manejar el alto número de personas que necesitan trasplantes de hígado. Ahora, en los estados UNIDOS, cerca de 15.000 personas necesitan nuevos hígados .

además, los científicos están trabajando para diseñar dispositivos que ayuden a los pacientes con ciertos problemas hepáticos., Estos dispositivos pueden ayudar temporalmente a los pacientes mientras esperan un trasplante, de manera similar a las máquinas de diálisis que se utilizan para ayudar a los pacientes con insuficiencia renal . La ingeniería de tejidos es una rama de la ciencia que también podría ayudar a los pacientes que están esperando un trasplante. La ingeniería de tejidos utiliza métodos y materiales especiales para tratar de cultivar hígados en el laboratorio. En ausencia de donantes, estos hígados cultivados en laboratorio pueden trasplantarse a los pacientes para mejorar o reemplazar sus tejidos hepáticos dañados.,

una gran parte del conocimiento del comportamiento biológico de las células hepáticas se ha obtenido estudiando el fenómeno de regeneración hepática. Teniendo en cuenta ese conocimiento, y el hecho de que los donantes de hígado son escasos, otra estrategia de la ingeniería de tejidos es «reciclar» todo el hígado o una pequeña parte. Se puede utilizar el hígado de un donante muerto, pero todas las células originales se eliminan haciendo pasar una solución especial a través de los vasos del hígado, hasta que se vea totalmente transparente (Figura 3)., Este proceso se llama descelularización, y se realiza porque la estructura tridimensional o matriz que soporta los componentes celulares del hígado está bien mantenida. Observe en la imagen los vasos sanguíneos bien conservados de la matriz hepática. De esta manera, el hígado limpio puede recibir nuevas células hepáticas de personas o animales sanos y luego ser trasplantado . Este proceso se ha realizado con éxito en varias especies de mamíferos, pero es difícil. Limpiar un hígado de rata puede tomar 48 h, y limpiar un hígado humano completo puede tomar hasta 6 semanas!, Sin embargo, un problema a resolver después de la descelularización es obtener suficientes células hepáticas sanas para rellenar el hígado limpio. Hoy en día, una alternativa en estudio es la producción de células hepáticas a partir de células madre ubicadas dentro o fuera del hígado. Pero esa es otra historia.

conclusión

El objetivo de escribir este artículo era informar a los jóvenes sobre cómo funciona el hígado en el cuerpo y describir su increíble capacidad para responder a diferentes lesiones. Otro objetivo fue proporcionar conocimiento sobre la investigación científica que se centra en mejorar la calidad de vida de las personas que tienen enfermedades hepáticas graves. Con esta información, espero que comprenda el papel crítico que desempeña su hígado en la salud de su cuerpo y la importancia de cuidar su hígado durante toda su vida.,

Glosario

desintoxicación: procesamiento de sustancias tóxicas para eliminarlas del cuerpo.

árbol biliar: conjunto de vasos donde la bilis viaja desde el hígado hasta la vesícula biliar.

Quiescent: etapa en la que las células no se dividen.

hiperplasia compensatoria: proceso por el cual el hígado después de ser dañado, restaura su tamaño aumentando el número de células hepáticas.

Descelularización: proceso realizado para remover las células de un tejido / órgano para conservar la matriz que puede ser rellenada con células sanas.,

Declaración de conflicto de intereses

El autor declara que la investigación se realizó en ausencia de relaciones comerciales o financieras que pudieran ser interpretadas como un potencial conflicto de intereses.

agradecimientos

El autor desea agradecer al Dr. Alejandro Soto-Gutiérrez, quien trabaja en la Universidad de Pittsburgh, PA, USA, por compartir una foto de un hígado descelularizado, y al Sr. Patrick Weill, quien ayudó con la edición en inglés.

Columbano, A., and Shinosuka, H. 1996. Regeneración hepática versus hiperplasia directa. FASEB J. 10: 1118-28.