frontières pour les jeunes esprits (Français)

la Structure et les Fonctions du Foie

Le foie est le plus grand organe situé dans l’abdomen; il pèse environ 1,5 kg chez l’homme et est organisé en sections appelées lobes . Le foie est comme une grande usine, où certaines molécules sont produites et d’autres sont détruits afin d’obtenir l’énergie dont le corps a besoin pour travailler. Le foie peut stocker de l’énergie et l’utiliser pendant les longues périodes de jeûne ou lorsque nous dormons. Le foie peut éliminer les substances toxiques dans le corps, comme l’alcool, les médicaments ou les médicaments, par la production d’une substance appelée bile (ce processus est appelé désintoxication)., La Bile est une sorte de jus qui agit comme un détergent pour décomposer certaines substances et digérer les graisses. Parce qu’il est impossible de mélanger l’eau et l’huile, le foie utilise la bile pour attraper des gouttes de graisse dans une « bulle ».” La structure des bulles leur permet de voyager à travers l’environnement aqueux du corps. Après avoir été produite par le foie, la bile est transportée à travers de petits vaisseaux (canalicules biliaires) situés dans les hépatocytes vers un organe voisin appelé la vésicule biliaire, puis vers l’intestin où les nutriments sont récupérés, puis vers le foie., La voie bile suit du foie à l’intestin est connu comme l’arbre biliaire. En outre, le foie agit dans le cadre du système immunitaire, car il aide le corps à lutter contre les organismes infectieux. Pour effectuer toutes ces tâches complexes, le foie doit contenir plusieurs types de cellules (Figure 1). À première vue, le foie a une couleur rouge foncé. C’est parce qu’il contient beaucoup de vaisseaux sanguins ou de sinusoïdes transportant le sang des intestins, de la rate et du pancréas., Les cellules les plus abondantes et les plus grandes du foie sont les hépatocytes, qui sont les cellules qui produisent et détruisent certaines molécules pour donner de l’énergie au corps. D’autres cellules aident le foie à travailler. Les cellules de Kupffer sont les cellules « gardiennes » du foie qui mangent des bactéries étrangères. Les cellules étoilées hépatiques en forme d’étoile stockent de la vitamine A, qui ressemble à des gouttes brillantes à l’intérieur de ces cellules. Les cellules étoilées hépatiques aident également à produire les protéines qui composent la structure du foie. Les cellules endothéliales sinusoïdales couvrent les vaisseaux sanguins abondants du foie.,

à ce stade, j’espère que vous réalisez que le foie est un organe essentiel; personne ne peut survivre sans lui. Le foie a des mécanismes intéressants pour se protéger de différentes blessures et maladies.

Qu’est-ce que la régénération du foie?

dans des conditions normales, on dit que le foie est un organe quiescent. Cela signifie que si vous l’observez au microscope, vous ne pouvez trouver qu’une seule cellule se divisant parmi des milliers de cellules!, Cependant, si le foie est endommagé physiquement (par exemple, une plaie) ou chimiquement endommagé (par des drogues ou de l’alcool), ses cellules sont poussées à se diviser et à se développer. Ce phénomène est connu sous le nom de régénération du foie et il est même mentionné dans la mythologie grecque. Le mythe le plus populaire qui fait référence à ce phénomène est celui de Prométhée, qui a volé le feu. Sa punition était de rester enchaîné dans les montagnes du Caucase où un aigle se nourrissait de son foie tous les jours.,

bien que les gens connaissent la régénération du foie depuis longtemps, ce n’est que dans les années 1900 que la régénération du foie a été formellement étudiée et découverte chez tous les mammifères. Pour étudier la régénération du foie, en 1931, Higgins et Anderson ont effectué une expérience chez le rat, dans laquelle les deux plus gros lobes du foie ont été très soigneusement enlevés . Le travail avec les animaux implique l’utilisation d’instruments propres, l’anesthésie et un traitement respectueux. Parce que le foie a beaucoup de vaisseaux sanguins, pour éviter les saignements, les principaux vaisseaux du foie étaient attachés avec un fil spécial., Higgins et Anderson ont constaté que le foie de rat est revenu à sa taille normale en 7 jours. Même aujourd’hui, c’est toujours le moyen le plus populaire pour les scientifiques d’étudier la régénération du foie. En utilisant des expériences de ce type, nous sommes en mesure de comprendre quel type de gènes, d’hormones et de protéines de facteur de croissance participent au processus de régénération du foie.

même si nous avons appelé la repousse du foie « régénération du foie”, ce n’est pas vraiment une description précise de ce qui se passe., Le terme « régénération » décrit en fait le processus par lequel les animaux peuvent remplacer une partie entière du corps. Par exemple, si un lézard perd sa queue alors qu’il s’échappe d’un prédateur, sa queue peut éventuellement repousser. Cela ne peut pas se produire avec le foie—si quelqu’un devait perdre tout son foie, il ne pourrait pas en développer un nouveau. Ainsi, même si nous continuerons à l’appeler « régénération du foie”, le terme le plus précis pour ce qui se passe dans le foie est l’hyperplasie compensatoire ., Bien que ce terme puisse sembler compliqué, il signifie en fait une augmentation de la taille du foie causée par une augmentation du nombre de cellules. Pour pouvoir se diviser, les cellules du foie doivent « se réveiller « ou, comme le disent les scientifiques, les cellules doivent devenir « activées ». »Le processus de régénération du foie se déroule en trois phases (Figure 2). Pendant les trois phases, toutes les cellules travaillent en équipe et communiquent entre elles. C’est cette communication qui dit aux cellules du foie de sortir de la quiescence et de commencer à se diviser., Quelques Minutes après que le foie détecte des dommages, les gènes dans les noyaux des cellules hépatiques envoient des signaux pour préparer les cellules à la division. C’est ce qu’on appelle la phase d’initiation. Pendant la phase de prolifération, les cellules du foie se divisent. La division cellulaire se poursuit jusqu’à ce que le foie retrouve sa taille d’origine, puis la phase de terminaison est atteinte et les cellules hépatiques cessent de se diviser. Pendant que tout cela se passe, le foie doit encore remplir toutes ses fonctions normales, pour garder l’animal en vie et en bonne santé.,

Comment fonctionne le foie savoir quand s’arrêter de grandir? C’est une question importante, et on peut dire que la taille du foie est un facteur très important. Le foie représente environ 3% du corps, et cette proportion a tendance à rester constante, quelle que soit la taille du corps., Si vous voulez connaître la taille de votre foie, il suffit de multiplier votre poids par 0,03! La même proportion s’applique chez les autres mammifères. Donc, si un petit chien reçoit le foie d’un gros chien, le foie grandira en fonction de la taille du petit. Certains scientifiques ont donné le nom” hépatostat « (comme” thermostat », seul” hépato  » signifie foie) au système qui régule la taille du foie. En général, on peut imaginer que l’hépatostat contient un ensemble de protéines qui envoient des signaux d’arrêt au foie, de sorte qu’il ne se développera plus., Notez que ces protéines  » stop « ont les effets opposés de celles qui agissent à la phase d’initiation (celles qui donnent l’ordre de”diviser »). Les scientifiques doivent encore faire plus de travail pour comprendre comment l’hépatostat est contrôlé et les facteurs qui l’affectent.

pourquoi les connaissances sur la régénération du foie sont-elles utiles?

beaucoup de connaissances produites par les scientifiques peuvent être utilisés pour résoudre des problèmes spécifiques à court ou à long terme., Parce que la régénération du foie implique une croissance bien contrôlée, nous pouvons utiliser nos connaissances sur la régénération du foie pour nous aider à comprendre d’autres types de croissance, comme la croissance incontrôlée qui se produit dans les cellules cancéreuses.

Les médecins peuvent utiliser les connaissances sur la régénération du foie pour aider les personnes atteintes de maladies ou de lésions hépatiques qui poussent le foie au-delà de sa capacité à se régénérer. Dans les cas extrêmes, ces personnes peuvent avoir besoin d’une greffe du foie. Des foies complets ou des parties d’un foie peuvent être obtenus à partir de donneurs morts et transplantés chez des patients., Mais, maintenant que vous connaissez la capacité de régénération du foie, vous pouvez comprendre pourquoi il est également possible pour une personne en bonne santé et vivante de donner un morceau de son foie à quelqu’un qui a besoin d’une greffe. Le foie du donneur repoussera! Même si ce type de greffe à partir d’un donneur vivant est possible, il n’y a pas assez de donneurs pour gérer le nombre élevé de personnes qui ont besoin de greffes de foie. À l’heure actuelle, aux États-Unis, près de 15 000 personnes ont besoin de nouveaux foies .

En outre, les scientifiques travaillent à la conception de dispositifs pour aider les patients souffrant de certains problèmes hépatiques., Ces appareils peuvent aider temporairement les patients pendant qu’ils attendent une greffe, de la même manière que les appareils de dialyse utilisés pour aider les patients souffrant d’insuffisance rénale . L’ingénierie tissulaire est une branche de la science qui pourrait également aider les patients en attente d’une greffe. L’ingénierie tissulaire utilise des méthodes et des matériaux spéciaux pour essayer de faire pousser le foie en laboratoire. En l’absence de donneurs, ces foies cultivés en laboratoire peuvent être transplantés chez les patients pour améliorer ou remplacer leurs tissus hépatiques endommagés.,

Une grande partie de la connaissance du comportement biologique des cellules hépatiques a été obtenue en étudiant le phénomène de régénération du foie. En tenant compte de ces connaissances et du fait que les donneurs de foie sont rares, une autre stratégie de l’ingénierie tissulaire consiste à « recycler” tout le foie ou une petite partie. Le foie d’un donneur mort peut être utilisé, mais toutes les cellules d’origine sont éliminées en exécutant une solution spéciale à travers les vaisseaux du foie, jusqu’à ce qu’il semble totalement transparent (Figure 3)., Ce processus est appelé décellularisation, et il est fait parce que la structure tridimensionnelle ou la matrice qui soutient les composants cellulaires du foie est bien entretenue. Observez dans l’image les vaisseaux sanguins bien conservés de la matrice hépatique. De cette façon, le foie propre peut recevoir de nouvelles cellules hépatiques de personnes ou d’animaux en bonne santé, puis être transplanté . Ce processus a été réalisé avec succès chez plusieurs espèces de mammifères, mais il est difficile. Le nettoyage d’un foie de rat peut prendre 48 h, et le nettoyage complet d’un foie humain peut prendre jusqu’à 6 semaines!!, Cependant, un problème à résoudre après la décellularisation est d’obtenir suffisamment de cellules hépatiques saines pour remplir le foie propre. Aujourd’hui, une alternative à l’étude est la production de cellules hépatiques à partir de cellules souches situées dans ou hors du foie. Mais c’est une autre histoire.

Conclusion

l’objectif de la rédaction de cet article était d’informer les jeunes sur le fonctionnement du foie dans le corps et de décrire son étonnante capacité à répondre à différentes blessures. Un autre objectif était de fournir des connaissances sur la recherche scientifique axée sur l’amélioration de la qualité de vie des personnes atteintes de maladies hépatiques graves. Avec cette information, j’espère que vous comprenez le rôle critique que votre foie joue dans la santé de votre corps et l’importance de prendre soin de votre foie pendant toute votre vie.,

Glossaire

de Désintoxication: Traitement des substances toxiques pour les éliminer du corps.

arbre biliaire: ensemble de vaisseaux où la bile se déplace du foie à la vésicule biliaire.

Quiescent: stade où les cellules ne se divisent pas.

hyperplasie compensatoire: processus par lequel le foie après avoir été endommagé, restaurer sa taille en augmentant le nombre de cellules hépatiques.

Décellularisation: processus effectué pour enlever les cellules d’un tissu / organe afin de conserver la matrice qui peut être remplie de cellules saines.,

déclaration de conflit d’intérêts

l’auteur déclare que la recherche a été menée en l’absence de toute relation commerciale ou financière pouvant être interprétée comme un conflit d’intérêts potentiel.

Remerciements

L’auteur tient à remercier le Dr Alejandro Soto-Gutierrez, qui travaille à L’Université de Pittsburgh, en Pennsylvanie, aux États-Unis, pour avoir partagé une photo d’un foie décellularisé, et M. Patrick Weill, qui a aidé à l’édition en anglais.

Columbano, A., et Shinosuka, H. 1996. Régénération du foie versus hyperplasie directe. FASEB J. 10: 1118-28.