Abstract
the liver is an organ that performs a lot of important functions in the body. No entanto, se você observá-lo sob o microscópio, ele parece estar muito quieto porque a maioria de suas células permanecem em um estado não-divisor (isto é chamado de quiescente). O fígado é tão importante que é fornecido com uma grande capacidade de tolerar vários tipos de lesões., Após uma ferida ou outra lesão, todas as células do fígado mudam e se dividem até o tamanho normal do fígado é restaurado. Este processo interessante é comumente conhecido como ” regeneração hepática.”Se a lesão no fígado é tão grave que o fígado não pode se regenerar, uma pessoa pode precisar de um fígado novo, ou seja, um transplante. Neste momento, mais de 15.000 pessoas nos EUA estão à espera de transplantes de fígado. Você vai aprender que, devido à sua capacidade de “regenerar”, o fígado pode ser doado enquanto o doador ainda está vivo.,
estrutura e funções do fígado
o fígado é o maior órgão localizado no abdômen; pesa cerca de 1,5 kg no ser humano e está organizado em seções chamadas lobos . O fígado é como uma grande fábrica, onde algumas moléculas são produzidas e outras são destruídas, a fim de obter a energia que o corpo precisa para trabalhar. O fígado pode armazenar energia e usá-la durante longos períodos de jejum ou quando dormimos. O fígado pode eliminar substâncias tóxicas no organismo, como álcool, medicamentos ou drogas, através da produção de uma substância chamada bílis (este processo é chamado de desintoxicação)., A bílis é uma espécie de sumo que actua como um detergente para decompor determinadas substâncias e digerir gorduras. Como é impossível misturar água e óleo, o fígado usa bílis para pegar gotas de gordura em uma “bolha”.”A estrutura das bolhas permite-lhes viajar através do ambiente aguado do corpo. Depois de ser produzido pelo fígado, bile é transportado através de pequenos vasos (bile canaliculi) localizado nos hepatócitos para um órgão próximo chamado de vesícula biliar, em seguida, para o intestino onde os nutrientes são recuperados, e, em seguida, volta para o fígado., A via biliar segue do fígado para o intestino é conhecida como árvore biliar. Além disso, o fígado atua como parte do sistema imunológico, uma vez que ajuda o organismo a lutar contra organismos infecciosos. Para realizar todas estas tarefas complexas, o fígado precisa conter vários tipos de células (Figura 1). À primeira vista, o fígado tem uma cor vermelha profunda. Isto porque contém muitos vasos sanguíneos ou sinusóides que transportam sangue dos intestinos, do baço e do pâncreas., As células mais abundantes e maiores do fígado são os hepatócitos, que são as células que produzem e destroem certas moléculas para dar energia ao corpo. Outras células ajudam o fígado a trabalhar. As células Kupffer são as células “guardiãs” do fígado que comem bactérias estranhas. As células esteladas hepáticas em forma de estrela armazenam vitamina A, que parece gotas brilhantes dentro destas células. As células estelatadas hepáticas também ajudam a produzir as proteínas que compõem a estrutura do fígado. As células endoteliais sinusoidais cobrem os vasos sanguíneos abundantes do fígado.,
- Figura 1 – estrutura do fígado.
- A. O fígado é o maior órgão localizado no abdome, em verde, é indicado o sistema de vasos (árvore biliar), onde a bile vai do fígado para a vesícula biliar, em seguida, bile atinge o intestino delgado, onde os nutrientes são absorvidos. B. se observarmos uma fatia de fígado sob um microscópio, podemos ver filas das células mais abundantes e maiores, os hepatócitos., Note que cada hepatócito tem canais pequenos onde a bílis passa através de sua saída do fígado para a vesícula biliar e intestino delgado. Outras células importantes são as células Kupffer que realizam funções de defesa e estão localizadas nos espaços entre linhas de hepatócitos, que são alinhados por uma camada de células endoteliais sinusoidais. As células esteladas hepáticas estão localizadas no espaço estreito entre os hepatócitos e as células endoteliais sinusoidais. Os glóbulos vermelhos também são mostrados entre as camadas de hepatócitos.,
neste ponto, espero que perceba que o fígado é um órgão essencial; ninguém pode sobreviver sem ele. O fígado tem mecanismos interessantes para se proteger de diferentes lesões e doenças.o que é a regeneração hepática?em condições normais, dizemos que o fígado é um órgão quiescente. Isso significa que se você observar sob um microscópio, você pode encontrar apenas uma célula dividindo-se entre milhares de células!, No entanto, se o fígado é físico danificado (por exemplo, uma ferida) ou quimicamente danificado (por drogas ou álcool), suas células são empurradas para se dividir e crescer. Este fenômeno é conhecido como regeneração hepática e é mesmo mencionado na mitologia grega. O mito mais popular que se refere a este fenômeno é o de Prometeu, que roubou o fogo. Seu castigo era permanecer acorrentado nas montanhas do Cáucaso, onde uma águia se alimentava de seu fígado todos os dias.,
embora as pessoas tenham sabido sobre a regeneração hepática por um longo tempo, não foi até os anos 1900 que a regeneração hepática foi formalmente estudada e descoberta para ocorrer em todos os mamíferos. Para estudar a regeneração hepática, em 1931, Higgins e Anderson realizaram uma experiência em ratos, na qual os dois maiores lobos do fígado foram cuidadosamente removidos . O trabalho com animais envolve o uso de instrumentos limpos, anestesia e tratamento respeitoso. Como o fígado tem um monte de vasos sanguíneos, para evitar o sangramento, os principais vasos do fígado foram amarrados com um fio especial., Higgins e Anderson descobriram que o fígado de rato voltou ao seu tamanho normal em 7 dias. Ainda hoje, esta é a maneira mais popular para os cientistas estudarem a regeneração hepática. Usando experimentos deste tipo, somos capazes de entender que tipo de genes, hormônios e proteínas do fator de crescimento participam do processo de regeneração hepática.
apesar de termos chamado o re-crescimento do fígado de “regeneração hepática”, isso não é realmente uma descrição precisa do que acontece., O termo “regeneração” realmente descreve o processo pelo qual os animais podem substituir uma parte inteira do corpo. Por exemplo, se um lagarto perde sua cauda enquanto escapa de um predador, sua cauda pode eventualmente crescer de volta. Isto não pode acontecer com o fígado—se alguém perdesse seu fígado inteiro, ele ou ela não poderia simplesmente crescer um novo. Então, mesmo que continuemos a chamá-lo de “regeneração hepática”, o termo mais preciso para o que acontece no fígado é hiperplasia compensatória ., Embora este termo possa parecer complicado, na verdade significa um aumento no tamanho do fígado causado por um aumento no número de células. Para ser capaz de se dividir, as células do fígado precisam “acordar” ou, como os cientistas dizem, as células precisam se tornar “ativadas”.”O processo de regeneração hepática ocorre em três fases (Figura 2). Durante as três fases, todas as células trabalham em equipe e se comunicam entre si. Esta comunicação é o que diz às células hepáticas para saírem da quietude e começarem a dividir-se., Minutos após o fígado detectar danos, os genes nos núcleos das células do fígado enviam sinais para preparar as células para a divisão. Isto é chamado de fase de iniciação. Durante a fase de proliferação, as células hepáticas dividem-se. A divisão celular continua até que o fígado recupere seu tamanho original, então a fase de finalização é alcançada, e as células do fígado parar de se dividir. Enquanto tudo isso está acontecendo, o fígado ainda precisa realizar todas as suas funções normais, para manter o animal vivo e saudável.,
- Figura 2 – Fases do processo de regeneração do fígado.as células hepáticas são normalmente Quiescentes, o que significa que não se dividem, mas após uma lesão tornam-se activadas e inicia-se a regeneração hepática. O processo de regeneração ocorre em três fases: iniciação, proliferação e terminação. B. Durante a fase inicial, as células começam a mudar e lembrem-se que há uma comunicação constante entre os diferentes tipos de células durante todo o processo. C., Durante a fase de proliferação, o DNA é replicado e mais proteínas são produzidas; então, as células hepáticas se dividem. D. Quando o fígado está próximo do seu tamanho inicial, ocorrem sinais de paragem que marcam a fase terminal, e as células param de se dividir.como é que o fígado sabe quando parar de crescer? Esta é uma questão importante, e podemos dizer que o tamanho do fígado é um factor muito importante. O fígado representa cerca de 3% do corpo, e esta proporção tende a permanecer constante, independentemente do tamanho do corpo., Se queres saber o tamanho do teu fígado, multiplica o teu peso por 0,03! A mesma proporção aplica-se a outros mamíferos. Então, se um cão pequeno recebe o fígado de um cão grande, o fígado vai crescer de acordo com o tamanho do corpo do pequeno. Alguns cientistas deram o nome de “hepatostato” (como “Termóstato”, “hepato” significa fígado) ao sistema que regula o tamanho do fígado. Em geral, podemos imaginar que o hepatostato contém um conjunto de proteínas que enviam sinais de paragem para o fígado, para que ele não cresça mais., Note que estas proteínas” stop “têm os efeitos opostos daqueles que atuam na fase de iniciação (aqueles que dão a ordem de”dividir”). Os cientistas ainda precisam fazer mais trabalho para entender como o hepatostato é controlado e os fatores que o afetam.por que o conhecimento sobre regeneração hepática é útil?muitos dos conhecimentos produzidos pelos cientistas podem ser usados para resolver problemas específicos a curto ou longo prazo., Como a regeneração hepática envolve um crescimento bem controlado, podemos usar o nosso conhecimento da regeneração hepática para nos ajudar a entender outros tipos de crescimento, como o crescimento descontrolado que ocorre nas células cancerosas.os médicos podem ser capazes de usar o conhecimento sobre regeneração hepática para ajudar as pessoas que têm doenças ou lesões hepáticas que empurram o fígado para além da sua capacidade de regeneração. Em casos extremos, estas pessoas podem precisar de um transplante de fígado. Fígados completos ou partes de um fígado podem ser obtidos de doadores mortos e transplantados para pacientes., Mas, agora que você sabe sobre a capacidade regenerativa do fígado, você pode entender por que também é possível para uma alimentação saudável, a pessoa viva para doar um pedaço de seu fígado para alguém que precisa de um transplante. O fígado do dador vai voltar a crescer! Embora este tipo de transplante de um dador vivo seja possível, não há dadores suficientes para lidar com o elevado número de pessoas que necessitam de transplantes de fígado. Neste momento, nos EUA, quase 15 mil pessoas precisam de fígados novos .
também, os cientistas estão trabalhando para projetar dispositivos para ajudar os pacientes com certos problemas hepáticos., Estes dispositivos podem ajudar temporariamente os pacientes enquanto esperam por um transplante, de uma forma semelhante às máquinas de diálise que são usadas para ajudar os pacientes com insuficiência renal . A engenharia de tecidos é um ramo da ciência que também pode ajudar os pacientes que estão à espera de um transplante. A engenharia de tecidos usa métodos e materiais especiais para tentar cultivar fígados no laboratório. Na ausência de dadores, estes fígados cultivados em laboratório podem ser transplantados para os doentes para melhorar ou substituir os seus tecidos hepáticos danificados.,uma grande parte do conhecimento do comportamento biológico das células hepáticas foi obtida estudando o fenômeno de regeneração hepática. Levando em consideração que o conhecimento, e o fato de que os doadores de fígado são escassos, outra estratégia da engenharia de tecidos é “reciclar” o fígado inteiro ou uma pequena parte. O fígado de um doador morto pode ser usado, mas todas as células originais são removidas executando uma solução especial através dos vasos do fígado, até que ele parece totalmente transparente (Figura 3)., Este processo é chamado de decelularização, e é feito porque a estrutura tridimensional ou matriz que suporta os componentes celulares do fígado é bem mantida. Observe na figura os vasos sanguíneos bem preservados da matriz hepática. Desta forma, o fígado limpo pode receber novas células hepáticas de pessoas saudáveis ou animais e depois ser transplantado . Este processo foi feito com sucesso em várias espécies de mamíferos, mas é difícil. Limpar um fígado de rato pode demorar 48 horas, e limpar um fígado humano completo pode demorar até 6 semanas!, No entanto, um problema a resolver após a descelularização é obter células hepáticas saudáveis suficientes para reabastecer o fígado limpo. Hoje, uma alternativa em estudo é a produção de células hepáticas a partir de células estaminais localizadas dentro ou fora do fígado. Mas isso é outra história.
- Figura 3
- Como o fígado de ratos parece antes de A. e B. após ser “limpo” ou ter todas as células removidas. Imagem do fígado descellularizado cortesia do Dr. Alejandro Soto-Gutierrez.,
Conclusão
O objetivo de escrever este artigo foi o de informar os jovens sobre como o fígado funciona no corpo e para descrever a sua incrível capacidade para responder a diferentes tipos de lesões. Outro objetivo era fornecer conhecimento sobre a pesquisa científica que está focada em melhorar a qualidade de vida das pessoas que têm doenças hepáticas graves. Com esta informação, espero que compreenda o papel crítico que o seu fígado desempenha na saúde do seu corpo, e a importância de cuidar do seu fígado durante toda a sua vida.,
glossário
desintoxicação: tratamento de substâncias tóxicas para a remoção das mesmas do corpo.árvore biliar: conjunto de vasos em que a bílis viaja do fígado para a vesícula biliar.
quiescente: fase em que as células não se dividem.hiperplasia compensatória: processo pelo qual o fígado, após ter sido danificado, restabelece o seu tamanho aumentando o número de células hepáticas.
Decelularização: processo realizado para remover as células de um tecido/órgão para conservar a matriz que pode ser enchida com células saudáveis.,
Declaração de conflito de interesses
o autor declara que a investigação foi realizada na ausência de quaisquer relações comerciais ou financeiras que possam ser interpretadas como um potencial conflito de interesses.
Agradecimentos
O autor gostaria de agradecer o Dr. Alejandro Soto-Gutierrez, que trabalha na Universidade de Pittsburgh, PA, EUA, para compartilhar uma foto de um decellularized fígado, e Mr. Patrick Weill, que ajudou com a língua inglesa de edição.Columbano, A., and Shinosuka, H. 1996. Regeneração hepática versus hiperplasia directa. FASEB J. 10: 1118-28.
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