The aim of review

gastro-j

Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии

Russian Journal of Gastroenterology, Hepatology, Coloproctology

1382-43762658-6673

«Gastro» LLC

gastro-j-2008

Research Article

ЛЕКЦИИ И ОБЗОРЫ

LECTURES AND REVIEWS

Механизмы компенсации структуры и функции печени при ее повреждении и их практическое значение

Mechanisms of compensation of structure and function of the liver at its damage and their practical significance

Гарбузенко

Д. В.

Garbuzenko

D. V.

2008

26112008

1861421

2008

Гарбузенко Д.В.

Garbuzenko D.V.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://www.gastro-j.ru/jour/article/view/2008

Цель обзора. Описать компенсаторно-приспособительные процессы, регулирующие регенерацию печени после ее повреждения. Представить методы, направленные на стимуляцию регенерации печени при циррозе.Основные положения обзора. Результаты научных исследований позволяют квалифицировать гепатоциты как унипотентную коммитированную популяцию стволовых клеток, способных поддерживать постоянство структуры и функции печени при повреждении любой этиологии. Факторы, продуцируемые как самой печенью, так и внепеченочными тканями, взаимодействуя между собой и со специфическими рецепторами клеточных мембран, регулируют этот компенсаторный механизм. С целью стимуляции регенерационных процессов при циррозе предложено несколько методов, среди которых наибольшее распространение получили использование рекомбинантных факторов роста, трансплантация фетальных гепатоцитов и стволовых клеток костного мозга, а также различные виды дозированного повреждения ткани печени.Заключение. Знание механизмов компенсации структуры и функции печени имеет важное практическое значение для разработки способов коррекции различных патологических состояний. В частности, у больных циррозом применение методов воздействия на процессы регенерации целесообразно как для лечения самого заболевания и его осложнений, так и для подготовки к ортотопической трансплантации печени.

The aim of review

The aim of review. To describe the compensatory and adaptive processes regulating neogenesis of liver after its damage. To present the methods of stimulation of liver regeneration at cirrhosis.

Original positions of the review. Results of scientific studies allow to qualify hepatocytes as unipotent committed population of stem cells, capable to sustain constance of structure and function of liver at damage due to any cause. The factors, both intrahepatic and extrahepatic, interreacting among themselves and with specific receptors of cellular membranes, control this compensatory mechanism. Several methods to stimulate regenerative processes at liver cirrhosis were proposed including most widely applied use of recombinant growth factors, transplantation of fetal hepatocytes and bone marrow stem cells as well as various types of dosed damage of liver tissue.

Conclusion

Conclusion. Knowledge of mechanisms of compensation of structure and function of the liver has the important practical value for development of methods of treatment of various diseases. In particular, in patients with cirrhosis modulation of neogenesis processes is expedient both for treatment of disease and its complications, and for orthotopic liver transplantation lead-up.

печеньфункции печенирегенерация печени

liverfunctions of liverregeneration of the liver

References1

Альперович Б.И., Орлов А.В., Киселёва Ю.В. Криодеструкция как метод лечения цирроза печени // Анналы хир. гепатол. – 2005. – Т. 10, № 3. – С. 26–31.

Береснев А.В., Качанов А.В., Сипливый А.В., Петюнин А.Г. Использование многократного лазерного облучения в хирургическом лечении диффузных поражений печени // Анналы хир. гепатол. – 1998. – Т. 3, № 3. – С. 134–135.

Головнёва Е.С. Патофизиологические механизмы неоангиогенеза, индуцированного воздействием высокоинтенсивного лазерного излучения на ткани (Экспериментальное исследование): Автореф. дис. ... д-ра мед. наук. – Челябинск, 2003. – 38 с.

Коваленко В.Л., Абрамовская Н.В., Гарбузенко Д.В. Морфологическая характеристика компенсаторно-приспособительных реакций в цирротически измененной печени после воздействия на нее высокоинтенсивным лазерным излучением // Уральский мед. журн. – 2007. – № 12. – С. 75–78.

Манукьян Г.В., Ерамишанцев А.К., Сухих Г.Т., Маркарян А.Ш. Внутриорганная аллотрансплантация стволовых и прогениторных клеток при лечении больных циррозом печени и портальной гипертензией // Анналы хир. гепатол. – 2007. – Т. 12, № 2. – С. 31–38.

Парфёнова Е.В., Плеханова О.С., Степанова В.В. и др. Урокиназный активатор плазминогена: механизмы участия в ремоделировании сосудов и ангиогенезе, генно-терапевтические подходы к реваскуляризации // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. – 2004. – Т. 90, № 5. – С. 547–568.

Пирогова И.Ю., Пышкин С.А. Регенерационная терапия хронических гепатитов и циррозов печени с помощью трансплантации фетальных тканей // Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. – 2008. – Т. 3, № 1. – С. 57–61.

Пышкин С.А., Димов П.Г., Пирогова И.Ю., Батанов А.Н. Стимуляция регенерации в лечении хронических гепатитов и циррозов печени // Анналы хир. гепатол. – 2004. – Т. 9, № 1. – С. 60–69.

Сакута Г.А., Кудрявцев Б.Н. Клеточные механизмы регенерации цирротически измененной печени крыс. II. Влияние частичной гепатэктомии на пролиферацию, полиплоидизацию и гипертрофию гепатоцитов // Цитология. – 2005. – Т. 47, № 5. – С. 379–387.

Урываева И.В. Репликативный потенциал гепатоцитов и стволовые клетки печени // Изв. Акад. наук. Сер. биол. – 2001. – № 6. – С. 728–737

Усов Д.В. Регенерация печени и обратимость цирроза в клинической практике. – Тюмень: Вектор Бук ЛГД, 1994. – 380 с.

Фактор В.М., Радаева С.А. Стволовой резерв печени // Онтогенез. – 1991. – Т. 22, № 2. – С. 181–189.

Albrecht J.H., Rieland B.M., Nelsen C.J., Ahonen C.L. Regulation of G(1) cyclin-dependent kinases in the liver: role of nuclear localization and p27 sequestration // Am. J. Physiol. – 1999. – Vol. 277, N 6 (Pt. 1). – P. 1207–1216.

Alwayn I.P., Verbesey J.E., Kim S. et al. A critical role for matrix metalloproteinases in liver regeneration // J. Surg. Res. – 2008. – Vol. 145, N 2. – P. 192–198.

Asahina K., Teramoto K., Teraoka H. Embryonic stem cells: hepatic differentiation and regenerative medicine for the treatment of liver disease // Curr. Stem Cell Res. Ther. – 2006. – Vol. 1, N 2. – P. 139–156.

Bockhorn M., Goralski M., Prokofiev D. et al. VEGF is important for early liver regeneration after partial hepatectomy // J. Surg. Res. – 2007. – Vol. 138, N 2. – P. 291–299.

Columbano A., Simbula M., Pibiri M. et al. Triiodothyronine stimulates hepatocyte proliferation in two models of impaired liver regeneration // Cell Prolif. – 2008. – Vol. 41, N 3. – P. 521–531.

Conchillo M., Prieto J., Quiroga J. Insulin-like growth factor I (IGF-I) and liver cirrhosis // Rev. Esp. Enferm. Dig. – 2007. – Vol. 99, N 3. – P. 156–164.

Derynck R. Transforming growth factor-a: a model for membrane-anchored growth factor // J. Biol. Chem. – 1990. – Vol. 265. – P. 21393–21396.

Desbois-Mouthon C., Wendum D., Cadoret A. et al. Hepatocyte proliferation during liver regeneration is impaired in mice with liver-specific IGF-1R knockout // FASEB J. – 2006. – Vol. 20, N 6. – P. 773–775.

Diehl A.M. Cytokine regulation of liver injury and repair // Immunol. Rev. – 2000. – Vol. 174. – P. 160–171.

Dierssen U., Beraza N., Lutz H.H. et al. Molecular dissection of gp130-dependent pathways in hepatocytes during liver regeneration // J. Biol. Chem. – 2008. – Vol. 283, N 15. – P. 9886–9895.

Elpek G.O., Gokhan G.A., Bozova S. Thrombospondin-1 expression correlates with angiogenesis in experimental cirrhosis // World J. Gastroenterol. – 2008. – Vol. 14, N 14. – P. 2213–2217.

Fausto N., Campbell J.S., Riehle K.J. Liver regeneration // Hepatology. – 2006. – Vol. 43, N 1. – P. 45–53.

Folkman J. Angiogenesis: an organizing principle for drug discovery? // Nat. Rev. Drug Discov. – 2007. – Vol. 6, N 4. – P. 273–286.

Furnus C.C., Inda A.M., Andrini L.B. et al. Chronobiology of the proliferative events related to angiogenesis in mice liver regeneration after partial hepatectomy // Cell Biol. Int. – 2003. – Vol. 27, N 4. – P. 383–386.

Gnainsky Y., Spira G., Paizi M. et al. Involvement of the tyrosine phosphatase early gene of liver regeneration (PRL-1) in cell cycle and in liver regeneration and fibrosis effect of halofuginone // Cell Tissue Res. – 2006. – Vol. 324, N 3. – P. 385–394.

Hashimoto M., Kothary P.C., Eckhauser F.E., Raper S.E. Treatment of cirrhotic rats with epidermal growth factor and insulin accelerates liver DNA synthesis after partial hepatectomy // J. Gastroenterol. Hepatol. – 1998. – Vol. 13, N 12. – P. 1259–1265.

Hashimoto M., Watanabe G. Functional restoration of cirrhotic liver after partial hepatectomy in the rat // Hepatogastroenterology. – 2005. – Vol. 52, N 63. – P. 897–902.

Heo J., Factor V.M., Uren T. et al. Hepatic precursors derived from murine embryonic stem cells contribute to regeneration of injured liver // Hepatology. – 2006. – Vol. 44, N 6. – P. 1478–1486.

Hirooka N., Iwasaki I., Horie H., Ide G. Hepatic microcirculation of liver cirrhosis studied by corrosion cast/scanning electron microscope examination // Acta Pathol. Jpn. – 1986. – Vol. 36, N 3. – P. 375–387.

Hortelano S., Zeini M., Casado M. et al. Animal models for the study of liver regeneration: role of nitric oxide and prostaglandins // Front. Biosci. – 2007. – Vol. 1, N 12. – P. 13–21.

Inoue H., Yokoyama F., Kita Y. et al. Relationship between the proliferative capability of hepatocytes and the intrahepatic expression of hepatocyte growth factor and c-Met in the course of cirrhosis development in rats // Int. J. Mol. Med. – 2006. – Vol. 17, N 5. – P. 857–864.

Jaumot M., Estanyol J.M., Sarratosa J. et al. Activation of cdk4 and cdk2 during rat liver regeneration is associated with intranuclear rearrangements of cyclin-cdk complex // Hepatology. – 1999. – Vol. 29, N 2. – P. 385–395.

Jeon S.H., Chae B.C., Kim H.A. et al. Mechanisms underlying TGF-beta1-induced expression of VEGF and Flk-1 in mouse macrophages and their implications for angiogenesis // J. Leukoc. Biol. – 2007. – Vol. 81, N 2. – P. 557–566.

Kumar M., Sarin S.K. Is cirrhosis of the liver reversible? // Indian J. Pediatr. – 2007. – Vol. 74, N 4. – P. 393–399.

Langer H., May A.E., Daub K. et al. Adherent platelets recruit and induce differentation of murine embryonic endothelial progenitor cells to mature endothelial cells in vitro // Circ. Res. – 2006. – Vol. 98. – P. е2–10.

Lautt W.W., Macedo M.P. Nitric oxide and the hepatic circulation // Nitric oxide and the regulation of the peripheral circulation / Eds. P.J. Kadowitz, D.B. McNamara. – Boston: Birkhauser; 2000. – P. 243–258.

Lee H., Cusick R.A., Browne F. et al. Local delivery of basic fibroblast growth factor increases both angiogenesis and engraftment of hepatocytes in tissue-engineered polymer devices // Transplantation. – 2002. – Vol. 73, N 10. – P. 1589–1593.

Luedde T., Trautwein C. Intracellular survival pathways in the liver // Liver Int. – 2006. – Vol. 26, N 10. – P. 1163–1174.

Lysy P.A., Campard D., Smets F. et al. Stem cells for liver tissue repair: current knowledge and perspectives // World J. Gastroenterol. – 2008. – Vol. 14, N 6. – P. 864–875.

Makhlouf M.M., Awad A., Zakhari A.A. et al. Vascular endothelial growth factor level in chronic liver diseases // J. Egypt. Soc. Parasitol. – 2002. – Vol. 32, N 3. – P. 907–921.

Mizuno S., Nakamura T. Hepatocyte growth factor: a regenerative drug for acute hepatitis and liver cirrhosis // Regen. Med. – 2007. – Vol. 2, N 2. – P. 161–170.

Novo E., Cannito S., Zamara E. et al. Proangiogenic cytokines as hypoxia-dependent factors stimulating migration of human hepatic stellate cells // Am. J. Pathol. – 2007. – Vol. 170, N 6. – P. 1942–1953.

Oertel M., Shafritz D.A. Stem cells, cell transplantation and liver repopulation // Biochim. Biophys. Acta. – 2008. – Vol. 1782, N 2. – P. 61–74.

Pena L.R., Hill D.B., McClain C.J. Treatment with glutathione precursor decreases cytokine activity // JPEN. J. Parenter. Enteral Nutr. – 1999. – Vol. 23, N 1. – P. 1–6.

Pi L, Ding X., Jorgensen M. et al. Connective tissue growth factor with a novel fibronectin binding site promotes cell adhesion and migration during rat oval cell activation // Hepatology. – 2008. – Vol. 47, N 3. – P. 996–1004.

Piscaglia A.C., Zocco M.A., Di Campli C. et al. How does human stem cell therapy influence gene expression after liver injury? Microarray evaluation on a rat model // Dig. Liver Dis. – 2005. – Vol. 37, N 12. – P. 952–963.

Ross M.A., Sander C.M., Kleeb T.B. et al. Spatiotemporal expression on angiogenesis growth factor receptors during the revascularization of regenerating rat liver // Hepatology. – 2001. – Vol. 34, N 6. – P. 1135–1148.

Sakaida I., Terai S., Yamamoto N. et al. Transplantation of bone marrow cells reduces CCl4-induced liver fibrosis in mice // Hepatology. – 2004. – Vol. 40, N 6. – P. 1304–1311.

Shanmukhappa K., Sabla G.E., Degen J.L., Bezer-ra J.A. Urokinase-type plasminogen activator supports liver repair independent of its cellular receptor // BMC Gastroenterol. – 2006. – Vol. 6:40.

Shi B.M., Wang, X.Y., Mu Q.L. et al. Angiogenesis effect on rat liver after administration of expression vector encoding vascular endothelial growth factor D // World J. Gastroenterol. – 2003. – Vol. 9, N 2. – P. 312–315.

Shimizu H., Mitsuhashi N., Ohtsuka M. et al. Vascular endothelial growth factor and angiopoietins regulate sinusoidal regeneration and remodeling after partial hepatectomy in rats // World J. Gastroenterol. – 2005. – Vol. 11, N 46. – P. 7254–7260.

Simpson K.J., Henderson N.C., Bone-Larson C.L. et al. Chemokines in the pathogenesis of liver disease: so many players with poorly defined roles // Clin. Sci. (Lond). – 2003. – Vol. 104, N 1. – P. 47–63.

Smets F., Najimi M., Sokal E.M. Cell transplantation in the treatment of liver diseases // Pediatr. Transplant. – 2008. – Vol. 12, N 1. – P. 6–13.

Tang W., Liang K., Wang J. et al. Effects of pHGF on hepatocyte DNA synthesis after partial hepatectomy in rats // J. Tongji Med. Univ. – 1998. – Vol. 18, N 1. – P. 25–27.

Terui K., Ozaki M. The role of STAT3 in liver regeneration // Drugs Today. (Barc). – 2005. – Vol. 41, N 7. – P. 461–469.

Tzung S.P., Fausto N., Hockenbery D.M. Expression of Bcl-2 family during liver regeneration and identification of Bcd-X as a delayed early response gene // Am. J. Pathol. –1997. – Vol. 150. – P. 1985–1995.

Ueno T., Nakamura T., Torimura T., Sata M. Angiogenic cell therapy for hepatic fibrosis // Med. Mol. Morphol. – 2006. – Vol. 39, N 1. – P. 16–21.

Wu D.C., Boyd A.S., Wood K.J. Embryonic stem cell transplantation: potential applicability in cell replacement therapy and regenerative medicine // Front. Biosci. – 2007. – Vol. 12. – P. 4525–4535.

Xu B., Broome U., Uzunel M. et al. Capillarization of hepatic sinusoid by liver endothelial cell-reactive autoantibodies in patients with cirrhosis and chronic hepatitis // Am. J. Pathol. – 2003. – Vol. 163, N 4. – P. 1275–1289.

Xu C.P., Liu J., Liu J.C. et al. Dynamic changes and mechanism of intestinal endotoxemia in partially hepatectomized rats // World J. Gastroenterol. – 2007. – Vol. 13, N 26. – P. 3592–3597.

Xu H., Shi B.M., Lu X.F. et al. Vascular endothelial growth factor attenuates hepatic sinusoidal capilarization in thiacetamide-induced cirrhotic rats // World J. Gastroenterol. – 2008. – Vol. 14, N 15. – P. 2349–2357.

Yagi K., Kojima M., Oyagi S. et al. Application of mesenchymal stem cells to liver regenerative medicine // Yakugaku Zasshi. – 2008. – Vol. 128, N 1. – P. 3–9.

Yang S., Leow C.K., Tan T.M.C. Expression patterns of cytokine, growth factor and cell cycle-related genes after partial hepatectomy in rats with thioacetamide-induced cirrhosis // World J. Gastroenterol. – 2006. – Vol. 12, N 7. – P. 1063–1070.

Yang Z.F., Lau C.K., Ngai P. et al. Cardiotrophin-1 enhances regeneration of cirrhotic liver remnant after hepatectomy through promotion of angiogenesis and cell proliferation // Liver Int. – 2008. – Vol. 28, N 5. – P. 622–631.

Zheng J.F., Liang L.J., Wu C.X. et al. Transplantation of fetal liver epithelial progenitor cells ameliorates experimental liver fibrosis in mice // World J. Gastroenterol. – 2006. – Vol. 12, N 45. – P. 7292–7298.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.