gränser för unga sinnen (Svenska)

struktur och funktioner i levern

levern är det största organet i buken; den väger runt 1,5 kg hos människor och är organiserad i sektioner som kallas lober . Levern är som en stor fabrik, där vissa molekyler produceras och andra förstörs för att få den energi som kroppen behöver arbeta. Levern kan lagra energi och använda den under långa fasta perioder eller när vi sover. Levern kan kassera giftiga ämnen i kroppen, som alkohol, läkemedel eller droger, genom produktion av ett ämne som kallas galla (denna process kallas avgiftning)., Gall är en slags juice som fungerar som tvättmedel för att bryta ner vissa ämnen och att smälta fetter. Eftersom det är omöjligt att blanda vatten och olja, använder levern gallan för att fånga droppar fett i en ”bubbla.”Bubblans struktur gör det möjligt för dem att resa genom kroppens vattna miljö. Efter att ha producerats av levern transporteras gallan genom små kärl (gallkanalikuli) som ligger i hepatocyterna till ett närliggande organ som kallas gallblåsan, sedan till tarmarna där näringsämnen återvinns och sedan går det tillbaka till levern., Rutten galla följer från levern till tarmen är känd som galla träd. Dessutom fungerar levern som en del av immunsystemet, eftersom det hjälper kroppen att bekämpa smittsamma organismer. För att utföra alla dessa komplexa uppgifter måste levern innehålla flera typer av celler (Figur 1). Vid första anblicken har levern en djup röd färg. Det beror på att det innehåller mycket blodkärl eller sinusoider som transporterar blod från tarmarna, mjälten och bukspottkörteln., De mest rikliga och största cellerna i levern är hepatocyterna, vilka är de celler som producerar och förstör vissa molekyler för att ge kroppen energi. Andra celler hjälper levern att fungera. Kupffer celler är” guardian ” celler i levern som äter främmande bakterier. De stjärnformade hepatiska stellatcellerna lagrar vitamin A, som ser ut som ljusa droppar inuti dessa celler. Hepatiska stellatceller hjälper också till att producera proteinerna som utgör leverns struktur. De sinusformiga endotelcellerna täcker leverns rikliga blodkärl.,

vid denna tidpunkt hoppas jag att du inser att levern är ett viktigt organ; ingen kan överleva utan det. Levern har intressanta mekanismer för att skydda sig mot olika skador och sjukdomar.

Vad är leverregenerering?

under normala förhållanden säger vi att levern är ett quiescent organ. Det betyder att om du observerar det under ett mikroskop kan du bara hitta en celldelning bland tusentals celler!, Om levern är fysisk skadad (till exempel ett sår) eller kemiskt skadad (med droger eller alkohol), trycks cellerna för att dela upp och växa. Detta fenomen är känt som leverregenerering och det nämns även i grekisk mytologi. Den mest populära myten som hänvisar till detta fenomen är Prometheus, som stal eld. Hans straff var att hålla fastkedjad i Kaukasusbergen där en örn matade på sin lever varje dag.,

även om människor har känt till leverregenerering under lång tid, var det inte förrän 1900-talet att leverregenerering formellt studerades och upptäcktes för att förekomma hos alla däggdjur. För att studera leverregenerering utförde Higgins och Anderson 1931 ett experiment på råttor, där de två största loberna i levern avlägsnades mycket noggrant . Arbete med djur innebär användning av rena instrument, anestesi och respektfull behandling. Eftersom levern har många blodkärl, för att undvika blödning, var leverns huvudkärl bundna med en speciell tråd., Higgins och Anderson fann att råttleveren återvände till sin normala storlek om 7 dagar. Även idag är detta fortfarande det mest populära sättet för forskare att studera leverregenerering. Med hjälp av experiment av denna typ kan vi förstå vilken typ av gener, hormoner och tillväxtfaktorproteiner som deltar i processen med leverregenerering.

Även om vi har kallat leverns återväxt ”leverregenerering”, är det inte riktigt en korrekt beskrivning av vad som händer., Termen ”regenerering” beskriver faktiskt processen med vilken djur kan ersätta en hel del av kroppen. Till exempel, om en ödla förlorar sin svans medan den flyr från en rovdjur, kan svansen så småningom växa tillbaka. Detta kan inte hända med levern—om någon skulle förlora hela sin lever, kunde han eller hon inte bara växa en ny. Så, även om vi fortsätter att kalla det ”leverregenerering”, är den mer exakta termen för vad som händer i levern kompensatorisk hyperplasi ., Även om denna term kan låta komplicerad, betyder det faktiskt en ökning av leverns storlek orsakad av en ökning av antalet celler. För att kunna dela upp måste levercellerna ”vakna” eller som forskare säger, cellerna måste bli ”aktiverade.”Processen med leverregenerering sker i tre faser (Figur 2). Under de tre faserna arbetar alla celler som ett lag och kommunicerar med varandra. Detta meddelande är vad säger levercellerna att komma ut ur quiescence och börja dela., Minuter efter att levern upptäcker skador skickar gener i kärnorna i levercellerna signaler för att förbereda cellerna för uppdelning. Detta kallas initieringsfasen. Under proliferationsfasen delar levercellerna. Celldelning fortsätter tills levern återvinner sin ursprungliga storlek, då termineringsfasen uppnås och levercellerna slutar dela sig. Medan allt detta händer behöver levern fortfarande utföra alla sina normala funktioner för att hålla djuret levande och friskt.,

hur vet levern när man ska sluta växa? Detta är en viktig fråga, och vi kan säga att leverns storlek är en mycket viktig faktor. Levern representerar cirka 3% av kroppen, och denna andel tenderar att vara konstant, oavsett kroppens storlek., Om du vill veta din levers storlek, multiplicera bara din vikt med 0,03! Samma andel gäller för andra däggdjur. Så, om en liten hund får en stor hunds lever, kommer levern att växa enligt den lilla kroppens storlek. Vissa forskare har gett namnet ” hepatostat ”(som” termostat”, bara” hepato ” betyder lever) till det system som reglerar leverns storlek. I allmänhet kan vi föreställa oss att hepatostaten innehåller en uppsättning proteiner som skickar stoppsignaler till levern, så att den inte längre kommer att växa., Observera att dessa” stopp ” proteiner har motsatta effekter av de som verkar vid initieringsfasen (de som ger ordern att ”dela upp”). Forskare behöver fortfarande göra mer arbete för att förstå hur hepatostat styrs och de faktorer som påverkar det.

Varför är kunskap om leverregenerering användbar?

mycket av den kunskap som produceras av forskare kan användas för att lösa specifika problem på kort eller lång sikt., Eftersom leverregenerering innebär välkontrollerad tillväxt kan vi använda vår kunskap om leverregenerering för att hjälpa oss att förstå andra typer av tillväxt, såsom den okontrollerade tillväxten som uppstår i cancerceller.

läkare kan kanske använda kunskap om leverregenerering för att hjälpa människor som har sjukdomar eller leverskador som driver levern bortom dess förmåga att regenerera. I extrema fall kan dessa människor behöva en levertransplantation. Kompletta lever eller delar av en lever kan erhållas från döda givare och transplanteras till patienter., Men nu när du vet om leverns regenerativa förmåga kan du förstå varför det också är möjligt för en frisk, levande person att donera en bit av hans eller hennes lever till någon som behöver en transplantation. Givarens lever kommer att växa tillbaka! Även om denna typ av transplantation från en levande givare är möjlig, finns det inte tillräckligt med givare för att hantera det stora antalet personer som behöver levertransplantationer. Just nu, i USA, behöver nästan 15 000 människor nya lever .

forskare arbetar också med att utforma enheter för att hjälpa patienter med vissa leverproblem., Dessa enheter kan tillfälligt hjälpa patienter medan de väntar på en transplantation, på ett liknande sätt som dialysmaskinerna som används för att hjälpa patienter med njursvikt . Vävnadsteknik är en gren av vetenskapen som också kan hjälpa patienter som väntar på en transplantation. Vävnadsteknik använder speciella metoder och material för att försöka odla lever i labbet. I avsaknad av donatorer kan dessa labbvuxna lever transplanteras till patienterna för att förbättra eller ersätta sina skadade levervävnader.,

en stor del av kunskapen om levercellernas biologiska beteende har erhållits genom att studera leverregenereringsfenomenet. Med tanke på den kunskapen och det faktum att leverdonatorer är knappa, är en annan strategi för vävnadstekniken att ”återvinna” hela levern eller en liten del. Levern hos en död givare kan användas, men alla ursprungliga celler avlägsnas genom att köra en speciell lösning genom leverns kärl tills den ser helt transparent ut (Figur 3)., Denna process kallas decellularisering, och det görs eftersom den tredimensionella strukturen eller matrisen som stöder leverns cellulära komponenter hålls väl. Observera på bilden de välbevarade blodkärlen i levermatrisen. På detta sätt kan den rena levern få nya leverceller från friska människor eller djur och sedan transplanteras . Denna process har gjorts framgångsrikt i flera däggdjursarter, men det är svårt. Rengöring av en råttlever kan ta 48 h, och rengöring av en komplett mänsklig lever kan ta upp till 6 veckor!, Ett problem att lösa efter decellulariseringen får dock tillräckligt med friska leverceller för att fylla på den rena levern. Idag är ett alternativ som studeras produktionen av leverceller från stamceller som ligger i eller ut ur levern. Men det är en annan historia.

slutsats

målet med att skriva den här artikeln var att informera ungdomar om hur levern fungerar i kroppen och att beskriva sin fantastiska förmåga att reagera på olika skador. Ett annat mål var att ge kunskap om vetenskaplig forskning som är inriktad på att förbättra livskvaliteten för personer som har allvarliga leversjukdomar. Med denna information hoppas jag att du förstår den kritiska roll din lever spelar i din kropps hälsa och vikten av att ta hand om din lever under hela din livstid.,

ordlista

avgiftning: behandling av giftiga ämnen för att ta bort dem från kroppen.

Gallträd: uppsättning kärl där gallan färdas från levern till gallblåsan.

Quiescent: stadium där celler inte delar sig.

kompensations hyperplasi: Process genom vilken levern efter att ha skadats, återställa dess storlek ökar antalet leverceller.

Decellularisering: Process som utförs för att ta bort cellerna i en vävnad / organ för att bevara matrisen som kan fyllas på med friska celler.,

intressekonflikt uttalande

författaren förklarar att forskningen genomfördes i avsaknad av kommersiella eller finansiella relationer som kan tolkas som en potentiell intressekonflikt.

bekräftelser

författaren vill tacka Dr Alejandro Soto-Gutierrez, som arbetar vid University of Pittsburgh, PA, USA, för att dela ett foto av en decellulariserad lever, och Mr Patrick Weill, som hjälpte till med engelsk språkredigering.

Columbano, A., och Shinosuka, H. 1996. Leverregenerering kontra direkt hyperplasi. FASEB J. 10:1118-28.