Choroba wątroby
Patofizjologia i mechanizm
Patogeneza chorób wątroby obejmuje wieloaspektowe mechanizmy, w tym bezpośrednie uszkodzenie hepatocytów, odpowiedź zapalną i immunologiczną oraz zaburzenia mikrobiomu jelitowego. Kluczowe procesy to stres oksydacyjny generujący reaktywne formy tlenu (ROS), prowadzący do peroksydacji lipidów i uszkodzenia DNA, aktywacja komórek Kupffera oraz dysfunkcja mitochondriów i retikulum endoplazmatycznego. Alkoholowa choroba wątroby (ALD) i niealkoholowa stłuszczeniowa choroba wątroby (NAFLD/MASLD) charakteryzują się zaburzeniami metabolizmu lipidów, insulinoopornością oraz przewlekłym stanem zapalnym, z udziałem mediatorów takich jak TGF-β1, NF-κB, IL-6, IL-8, a także czynników epigenetycznych, w tym miRNA. Włóknienie wątroby, będące prekursorem marskości, jest napędzane przez aktywację komórek gwiaździstych wątroby (HSC) i odkładanie kolagenu, z kluczową rolą szlaku TGF-β1/Smad3. Marskość prowadzi do zaburzeń architektury wątroby i powikłań takich jak nadciśnienie wrotne i żylaki przełyku.
- Patofizjologia choroby wątroby
- Czynniki patogenetyczne w chorobach wątroby
- Patogeneza alkoholowej choroby wątroby
- Patogeneza niealkoholowej stłuszczeniowej choroby wątroby
- Włóknienie wątroby i marskość
- Powikłania chorób wątroby
- Regulacja epigenetyczna w chorobach wątroby
- Nowe odkrycia i potencjalne cele terapeutyczne
- Rola HIF-1α w chorobach wątroby
- Rola HMGB1 w patogenezie chorób wątroby
- Potencjał grzybów jelitowych w leczeniu chorób wątroby
- Podsumowanie
Patofizjologia choroby wątroby
Choroba wątroby obejmuje szeroki zakres zaburzeń kliniczno-histologicznych, które mogą prowadzić do poważnych konsekwencji zdrowotnych. Proces patologiczny może rozpoczynać się od prostych zmian, takich jak stłuszczenie czy zapalenie, a z czasem – jeśli przyczyna uszkodzenia nie zostanie usunięta – postępować do włóknienia, marskości, a nawet raka wątrobowokomórkowego.12 Zrozumienie mechanizmów leżących u podstaw chorób wątroby ma kluczowe znaczenie dla opracowania skutecznych strategii terapeutycznych.
Ogólne mechanizmy uszkodzenia wątroby
Patogeneza chorób wątroby może być konceptualnie podzielona na kilka kluczowych procesów: bezpośrednie uszkodzenie hepatocytów, odpowiedź zapalna i immunologiczna, a także zmiany w przepuszczalności jelit i mikrobiomie.1 Uszkodzenie wątroby może być wywołane przez różne czynniki, takie jak wirusy, substancje hepatotoksyczne, alkohol i leki.3
Niezależnie od pierwotnej przyczyny, proces uszkodzenia wątroby często obejmuje wspólne cechy patologiczne, w tym degenerację i martwicę hepatocytów, zastąpienie miąższu wątroby przez tkankę włóknistą i guzki regeneracyjne, a ostatecznie utratę funkcji wątroby.4 Ta sekwencja zdarzeń może prowadzić do postępującej niewydolności wątroby, która manifestuje się klinicznie jako żółtaczka, encefalopatia wątrobowa i zaburzenia krzepnięcia.
Czynniki patogenetyczne w chorobach wątroby
Stres oksydacyjny i stan zapalny
Stres oksydacyjny odgrywa kluczową rolę w patogenezie chorób wątroby. Nadmierna produkcja reaktywnych form tlenu (ROS) prowadzi do peroksydacji lipidów, uszkodzenia DNA i białek komórkowych. W wyniku uszkodzenia, hepatocyty uwalniają cząsteczki sygnałowe znane jako wzorce molekularne związane z uszkodzeniem (DAMPs), które aktywują komórki układu odpornościowego wrodzonego i adaptacyjnego.1
Produkty peroksydacji lipidów, takie jak dialdehyd malonowy (MDA) i 4-hydroksynonenal (4-HNE), mogą tworzyć addukty białkowe i działać jako antygeny, aktywując odpowiedź immunologiczną.56 Ten proces prowadzi do zapalenia wątroby i dalszego uszkodzenia tkanki.
Komórki Kupffera (makrofagi wątrobowe) odgrywają ważną rolę w patogenezie chorób wątroby. Mogą być aktywowane przez różne czynniki uszkadzające, takie jak infekcje wirusowe, alkohol, dieta wysokotłuszczowa czy odkładanie żelaza. Aktywowane komórki Kupffera niszczą hepatocyty poprzez wydzielanie szkodliwych mediatorów rozpuszczalnych oraz działają jako komórki prezentujące antygen podczas infekcji wirusowych.7
Dysfunkcja mitochondriów
Mitochondria pełnią kluczową rolę w metabolizmie komórkowym i są szczególnie ważne dla hepatocytów, które są bogate w te organella. Ekspozycja na etanol lub inne toksyny może prowadzić do zmniejszenia objętości mitochondriów i poziomów syntazy ATP F0 oraz hamowania syntezy białek. Metabolizm etanolu zaburza także strukturę dwuwarstwy fosfolipidowej błony mitochondrialnej, powodując uwalnianie dużej liczby wolnych rodników tlenowych, peroksydację lipidów i produkcję dialdehydu malonowego (MDA) oraz 4-hydroksynonenalu (4-HNE).6
Nadmierne ROS mogą zmieniać funkcję kanałów transportera glutationu (GSH), prowadząc do postępującego niedoboru GSH w mitochondriach i inaktywacji fosforylazy oksydacyjnej. Skutkuje to nieregularnym kształtem mitochondriów, zmniejszeniem syntezy białek mitochondrialnych i zmianą produkcji ATP w mitochondriach.8
Stres retikulum endoplazmatycznego
Stres retikulum endoplazmatycznego (ER) jest istotnym mechanizmem w patogenezie chorób wątroby. Etanol może wywołać odpowiedź na stres ER, która jest następnie stymulowana przez ekspresję genów związanych z apoptozą, proliferacją komórek i zaburzeniem równowagi apoptozy.8
Długotrwały stres ER może prowadzić do uszkodzenia komórek i tkanek. W chorobie stłuszczeniowej wątroby związanej z zaburzeniami metabolicznymi (MAFLD), stres ER jest jednym z kluczowych szlaków patofizjologicznych.9
Patogeneza alkoholowej choroby wątroby
Alkoholowa choroba wątroby (ALD) stanowi istotny problem zdrowotny na całym świecie i jest jedną z głównych przyczyn przewlekłej choroby wątroby.10 Patogeneza ALD jest złożona i obejmuje wiele szlaków sygnałowych.
Metabolizm etanolu i jego wpływ na wątrobę
Etanol jest metabolizowany w wątrobie do acetaldehydu, a następnie do octanu. Zarówno etanol, jak i aldehyd octowy mają toksyczny wpływ na hepatocyty.1 Metabolizm alkoholu prowadzi do stresu oksydacyjnego i śmierci hepatocytów. Uszkodzone hepatocyty uwalniają DAMPs, które aktywują komórkowe receptory rozpoznające wzorce, co prowadzi do jałowego zapalenia.1
Alkohol powoduje uszkodzenie wątroby poprzez wiele mechanizmów, w tym stres oksydacyjny, stres nitryfikacyjny, stres retikulum endoplazmatycznego (ER), zapalenie i apoptozę. Przewlekłe spożywanie alkoholu może prowadzić do zaburzeń metabolizmu lipidów, akumulacji lipidów i alkoholowej stłuszczeniowej choroby wątroby (AFL), a także zmieniać oś jelitowo-wątrobową poprzez uszkodzenie ścisłych połączeń nabłonka jelitowego.6
Stłuszczenie wątroby w ALD
Stłuszczenie wątroby charakteryzuje się gromadzeniem trójglicerydów, fosfolipidów i estrów cholesterolu w hepatocytach. Wczesne badania przypisywały stłuszczenie zwiększonemu stosunkowi zredukowanego dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego do utlenionego dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego, co hamuje beta-oksydację kwasów tłuszczowych w mitochondriach. Nowsze badania wskazują, że spożycie alkoholu reguluje czynniki transkrypcji metabolizmu lipidów.5
Przewlekłe spożycie alkoholu prowadzi do peroksydacji lipidów. Produkty peroksydacji lipidów, takie jak dialdehyd malonowy i 4-hydroksynonenal, mogą tworzyć addukty białkowe i służyć jako antygeny do aktywacji odporności adaptacyjnej.5
Oś jelitowo-wątrobowa w ALD
Alkoholowa choroba wątroby jest związana z przerostem bakterii i niższą proporcją bakterii Bacteroidaceae oraz bakterii probiotycznych, takich jak Lactobacillus.11 Ekspozycja na alkohol powoduje utratę komórek nabłonkowych na czubku kosmków jelitowych, a po długotrwałym spożyciu alkoholu struktura komórek nabłonka jelitowego ulega wyraźnym zmianom, wykazując rozszerzenie mitochondriów i retikulum endoplazmatycznego.12
Stres oksydacyjny wywołany przez etanol prowadzi do utleniania cytoszkieletu mikrotubul i rozkładu ścisłych połączeń (TJ). Powoduje to zwiększoną przepuszczalność ściany jelitowej, ułatwiając translokację lipopolisacharydu (LPS) z jelit do wątroby.1213
Translokacja bakterii lub produktów mikrobiologicznych z jelita do wątroby jest kluczowym czynnikiem zapalnym, który indukuje przejście od alkoholowego stłuszczenia do alkoholowego zapalenia wątroby (ASH).12
Patogeneza niealkoholowej stłuszczeniowej choroby wątroby
Niealkoholowa stłuszczeniowa choroba wątroby (NAFLD), obecnie określana również jako stłuszczeniowa choroba wątroby związana z dysfunkcją metaboliczną (MASLD), jest najczęstszą przyczyną przewlekłej choroby wątroby w krajach rozwiniętych.14
Zaburzenia metabolizmu lipidów
Zaburzenia w metabolizmie kwasów tłuszczowych są odpowiedzialne za patogenezę NAFLD, co może być spowodowane brakiem równowagi w zużyciu energii i jej spalaniu, powodującym magazynowanie lipidów, lub może być konsekwencją obwodowej oporności na insulinę, przez co transport kwasów tłuszczowych z tkanki tłuszczowej do wątroby jest zwiększony.15
Upośledzenie lub zahamowanie cząsteczek receptorowych (PPAR-α, PPAR-γ i SREBP1), które kontrolują enzymy odpowiedzialne za utlenianie i syntezę kwasów tłuszczowych, wydaje się przyczyniać do gromadzenia tłuszczu.15 Inicjujące zdarzenia w NAFLD wynikają z rozwoju otyłości i insulinooporności na poziomie tkanki tłuszczowej i wątroby. Zaburzenia regulacji lipolizy obwodowej, lipogenezy de novo (DNL) i tłuszczu z diety powodują zwiększony przepływ wolnych kwasów tłuszczowych (FFA) w wątrobie, a następnie umieszczają hepatocyty w stanie lipotoksyczności.16
Rola insulinooporności
Insulinooporność silnie koreluje z rozwojem niealkoholowego stłuszczenia wątroby i powoduje głębokie zmiany w normalnym metabolizmie lipidów systemowych.17 Insulinooporność wątrobowa w NAFLD jest mediowana przez cytokiny prozapalne, stres ER, szlaki apoptozy, a nawet metabolity lipidowe.
Gromadzenie diacyloglicerolu (DAG), lipotoksycznego pośrednika syntezy kwasów tłuszczowych, w cytozolowych kropelkach lipidowych indukuje translokację kinazy białkowej C (PKC)-ε do błony komórkowej i hamuje wewnątrzkomórkową domenę kinazową receptora insulinowego. W kohorcie NAFLD zawartość DAG i aktywacja PKC są najważniejszymi predyktorami insulinooporności wątrobowej i są związane z 60% zmienności wrażliwości wątroby na insulinę.18
Mikrobiom jelitowy w NAFLD
Mikrobiom jelitowy może przyczyniać się do patogenezy NAFLD w podobny sposób jak w ALD.17 Dysregulacja mikrobioty jelitowej może prowadzić do zwiększenia przepuszczalności jelit i uwalniania cytokin prozapalnych do krążenia. Wiele szlaków synergistycznie tworzy błędne koło, które powoli pogarsza równowagę homeostazy wątroby i powoduje przejście od prostego stłuszczenia do przewlekłego stanu zapalnego NASH.19
Włóknienie wątroby i marskość
Włóknienie wątroby stanowi krytyczny etap w rozwoju przewlekłych chorób wątroby. Jest to poprzednik marskości i kluczowy proces patologiczny w ewolucji wszystkich przewlekłych chorób wątroby do marskości.4
Aktywacja komórek gwiaździstych wątroby
Aktywacja komórek gwiaździstych wątroby (HSCs) jest kluczowym wydarzeniem w inicjacji i progresji włóknienia wątroby oraz głównym czynnikiem przyczyniającym się do odkładania kolagenu. Aktywacja HSC charakteryzuje się proliferacją i migracją komórek, kurczeniem się po przekształceniu w miofibroblasty, wytwarzaniem dużej ilości kolagenu i innych elementów macierzy zewnątrzkomórkowej (ECM), ostatecznie prowadząc do włóknienia wątroby.420
Aktywowane komórki Kupffera niszczą hepatocyty i stymulują aktywację HSC. Powtarzające się cykle apoptozy i regeneracji hepatocytów przyczyniają się do patogenezy marskości.2
Rola cytokin w włóknieniu
TGF-β jest najsilniejszym znanym induktorem fibrogennezy w włóknieniu wątroby. Efekt pro-fibrogenności TGF-β1 jest złożony i obejmuje wiele aspektów: głównym efektem TGF-β1 jest stymulacja aktywacji HSC, a pętla autokrynna TGF-β1
w aktywowanych HSC jest ważnym dodatnim sprzężeniem zwrotnym dla progresji włóknienia wątroby.21
Biorąc pod uwagę kluczową rolę TGF-β1 w patogenezie marskości wątroby, specyficzna blokada szlaku sygnalizacyjnego TGF-β1/Smad3 wykazała pewną wartość terapeutyczną dla włóknienia wątroby.21
Procesy prowadzące do marskości
Marskość jest końcowym wynikiem patologicznym różnych przewlekłych chorób wątroby, a włóknienie jest jej prekursorem. Wiele typów komórek, cytokin i miRNA jest zaangażowanych w inicjację i progresję włóknienia wątroby i marskości.22
Defenestracja i kapilaryzacja śródbłonka zatok wątrobowych są głównymi czynnikami przyczyniającymi się do dysfunkcji wątroby w marskości wątroby. Defenestracja i kapilaryzacja śródbłonka wątrobowego uważa się za ważne w inicjacji włóknienia okołozatokowego poprzez zmianę metabolizmu retinolu.7
Włóknienie wątroby może stać się tak rozległe, że architektura wątroby ulega zmianie – to nazywane jest marskością. W miarę rozwoju marskości tkanka bliznowata zastępuje zdrowe komórki wątroby. Zwykle gładka struktura wątroby staje się guzkowa, powodując zaburzenia swobodnego przepływu krwi w całej wątrobie, zmniejszając tym samym zdolność wątroby do wykonywania wielu funkcji.23
Powikłania chorób wątroby
Nadciśnienie wrotne i żylaki przełyku
Żylaki przełyku najczęściej występują u osób z poważnymi chorobami wątroby. Tworzą się, gdy normalny przepływ krwi do wątroby jest zablokowany przez skrzep lub tkankę bliznowatą w wątrobie. Aby ominąć blokady, krew przepływa do mniejszych naczyń krwionośnych, które nie są przeznaczone do przenoszenia dużych objętości krwi. Naczynia te mogą przeciekać lub nawet pękać, powodując zagrażające życiu krwawienie.24
Nadciśnienie wrotne zmusza krew do poszukiwania innych dróg przez mniejsze żyły, takie jak te w najniższej części przełyku. Te cienkościenne żyły pęcznieją z dodatkową krwią. Czasami pękają i krwawią.24
Rak wątrobowokomórkowy
Raki wątroby są 4. najczęstszą przyczyną zgonów związanych z rakiem na całym świecie i są 2. najbardziej śmiertelnym nowotworem. Podczas gdy terapie i wskaźnik przeżywalności dla innych typów raka dramatycznie poprawiły się w ciągu ostatnich dekad, rokowanie raka wątroby pozostaje niekorzystne i śmiertelne. W rzeczywistości wskaźnik umieralności w USA wzrósł o ponad 40% w ciągu ostatnich dwóch dekad.25
Większość przypadków raka wątrobowokomórkowego (HCC) występuje u pacjentów z chorobą wątroby. Istnieje wiele czynników, które mogą się przyczyniać, w tym predyspozycje genetyczne, historia rodzinna, ekspozycja środowiskowa, wiek i wiele innych, ale podstawowym tematem jest to, że HCC zazwyczaj powstaje z już uszkodzonej wątroby. Obejmują one wirusowe zapalenie wątroby, takie jak typ B i C, chorobę alkoholową, stłuszczeniową chorobę wątroby, a teraz rosnącą częstość występowania otyłości i cukrzycy, które zwiększają ryzyko chorób wątroby, a tym samym zwiększają ryzyko rozwoju nowotworów.25
Ogólny mechanizm rozwoju HCC obejmuje i) ograniczenie rezerwy regeneracyjnej i indukcję niestabilności chromosomowej przez telomery, ii) indukcję raka przez utratę replikacyjnej konkurencji z powodu upośledzonej proliferacji hepatocytów, iii) zmienione mikrośrodowisko promujące proliferację komórek nowotworowych, i 4) utratę punktu kontrolnego cyklu komórkowego, w tym odporność na apoptozę i aktywacja szlaków onkogennych.11
Niewydolność wątroby
Niewydolność wątroby może wystąpić, gdy poważne uszkodzenie jest spowodowane przez różne czynniki, takie jak wirusy, substancje hepatotoksyczne i leki. Według klinicznych, patologicznych i molekularnych zmian choroby, pacjenci z niewydolnością wątroby doświadczyli trzech rodzajów uszkodzeń, w tym bezpośredniego uszkodzenia, odpowiedzi immunologicznej i endotoksemii.3
Niewydolność wątroby ma wskaźnik śmiertelności nawet do 80%. Najczęstsze przyczyny śmierci u pacjentów z ostrą niewydolnością wątroby to obrzęk mózgu, sepsa i niewydolność wielu narządów.26
Regulacja epigenetyczna w chorobach wątroby
Wiedza o podstawowych mechanizmach epigenetycznych regulujących ekspresję genów i fenotyp komórkowy jest wystarczająco zaawansowana, że pojawiają się nowe spostrzeżenia dotyczące epigenetycznej kontroli przewlekłej choroby wątroby. Badanie epigenetyki jest w istocie badaniem, w jaki sposób czynniki niegenetyczne działają na genom, wpływając na ekspresję genów i fenotyp.27
Ostatnio odkryto, że miRNA jako regulator post-transkrypcyjny odgrywa kluczową rolę w włóknieniu i marskości. Sądzi się obecnie, że miRNA mogą służyć jako biomarkery aktywacji HSC i progresji włóknienia wątroby oraz mogą stanowić cele terapeutyczne dla włóknienia wątroby i marskości.21
Wzrost metylacji DNA podczas aktywacji HSC występuje w fosfatazie i homologu tensyny tumoru supressorowego oraz Patched 1, korelując z jego zmniejszoną ekspresją w HSC. Postęp przewlekłej choroby wątroby u ludzi reprezentuje wzrost odkładania się blizny włóknistej i wyprzedzanie regeneracji wątroby przez gojenie się.28
Nowe odkrycia i potencjalne cele terapeutyczne
Rola HIF-1α w chorobach wątroby
HIF-1α jest zaangażowany w występowanie i rozwój różnych chorób wątroby, w tym alkoholowej choroby wątroby (ALD), niealkoholowej stłuszczeniowej choroby wątroby (NAFLD), wirusowego zapalenia wątroby, włóknienia wątroby, uszkodzenia wątroby wywołanego lekami i raka wątrobowokomórkowego (HCC). HIF-1α uczestniczy w złożonych szlakach sygnałowych, a jego ekspresja jest regulowana w wielu chorobach wątroby.29
HIF-1α pomaga zmniejszyć krwawienie, jałowe zapalenie i wczesną martwicę hepatocytów w patogenezie toksyczności APAP. HIF-1α jest szeroko zaangażowany w występowanie i rozwój raka wątroby. Nadekspresja HIF-1α wskazuje na złe rokowanie dla pacjentów z HCC. HIF-1α promuje migrację i inwazję komórek raka wątroby poprzez oś IL-8/NF-κB.30
Rola HMGB1 w patogenezie chorób wątroby
HMGB1 jest uwalniany z uszkodzonych lub martwiczych komórek wątroby i wywołuje odpowiedzi zapalne. Jego poziomy krążące były związane z ciężkością choroby w schorzeniach wątroby, co czyni go obiecującym biomarkerem i celem terapeutycznym. Interakcje HMGB1 z jego głównymi receptorami, RAGE i TLR4, są niezbędne dla jego roli w chorobie wątroby. Po związaniu, receptory te inicjują prozapalne szlaki sygnałowe, takie jak kaskady NF-κB i kinazy aktywowane mitogenem (MAPK), zaostrzając zapalenie wątroby i uszkodzenie.31
W ostrych chorobach wątroby, takich jak uszkodzenie wątroby wywołane APAP, HMGB1 służy jako kluczowy mediator odpowiedzi immunologicznej, promując rekrutację neutrofili i makrofagów, które zaostrzają uszkodzenie wątroby. W przewlekłych chorobach wątroby, takich jak NAFLD i ALD, HMGB1 odgrywa podwójną rolę w zależności od jego lokalizacji komórkowej. Zewnątrzkomórkowy HMGB1 promuje szlaki zapalne, które przyspieszają progresję od prostego stłuszczenia do cięższych form, takich jak niealkoholowe steatohepatitis (NASH).32
Potencjał grzybów jelitowych w leczeniu chorób wątroby
Badacze z Uniwersytetu Pekińskiego odkryli, że nitkowaty grzyb jelitowy, Fusarium foetens, może odwrócić stłuszczeniowe zapalenie wątroby związane z dysfunkcją metaboliczną (MASH) u myszy. Stłuszczeniowa choroba wątroby związana z dysfunkcją metaboliczną (MAFLD) jest najczęstszą przewlekłą chorobą wątroby na świecie i obejmuje postępujące formy, takie jak MASH.33
Grzyb Fusarium foetens odwrócił cechy MASH w modelach mysich karmionych dietą bezcholinową, o zdefiniowanych aminokwasach, wysokotłuszczową. Badacze odkryli, że Fusarium foetens produkuje metabolit wtórny, FF-C1, który wiąże się bezpośrednio i niekompetycyjnie z syntetazą ceramidu 6 (CerS6), enzymem w szlaku biosyntezy ceramidu.34
Wyniki wspierają mechanistyczną funkcję metabolitu Fusarium foetens w modyfikowaniu metabolizmu lipidów gospodarza w celu zatrzymania progresji stłuszczeniowej choroby wątroby, podczas gdy wyniki sugerują dalej, że grzyby jelitowe mogą zajmować symbiotyczną rolę w regulacji metabolicznej gospodarza.34
| Choroba wątroby | Główne mechanizmy patogenetyczne | Kluczowe mediatory | Potencjalne cele terapeutyczne |
|---|---|---|---|
| Alkoholowa choroba wątroby (ALD) | Metabolizm etanolu do aldehydu octowego, stres oksydacyjny, stres ER, zaburzenia metabolizmu lipidów, uszkodzenie bariery jelitowej | ROS, aldeehyd octowy, NF-κB, TNF-α, IL-6, IL-8 | Szlak HIF-1α, pIgR w wątrobie, mikrobiom jelitowy |
| Niealkoholowa stłuszczeniowa choroba wątroby (NAFLD/MASLD) | Insulinooporność, zaburzenia metabolizmu lipidów, stres oksydacyjny, dysfunkcja mitochondriów, stres ER | SREBP-1c, PPARα, CerS6, DAG, cytokiny prozapalne | Szlak mTOR/PDCD4/JNK, metabolity grzybów (FF-C1), HMGB1 |
| Włóknienie wątroby | Aktywacja HSC, odkładanie kolagenu i ECM, przewlekły stan zapalny | TGF-β1, PDGF, IL-1β, IL-6, PDCD4 | Szlak TGF-β1/Smad3, czynniki epigenetyczne (miRNA) |
| Marskość wątroby | Postępujące włóknienie, tworzenie guzków regeneracyjnych, zaburzenia architektury wątroby | HSC, komórki Kupffera, TGF-β | Modele zwierzęce do badania potencjalnej odwracalności |
| Rak wątrobowokomórkowy (HCC) | Niestabilność genomowa, uszkodzenie DNA, ucieczka spod nadzoru immunologicznego, nieprawidłowa proliferacja komórek | HIF-1α, IL-8/NF-κB, kwasy żółciowe wtórne (DCA) | Szlak HIF-1α, HMGB1, regulacja epigenetyczna |
Podsumowanie
Patogeneza chorób wątroby obejmuje złożone interakcje między różnymi typami komórek, cytokinami i szlakami molekularnymi. Zrozumienie tych mechanizmów jest kluczowe dla opracowania skutecznych strategii terapeutycznych. Aktywacja komórek gwiaździstych wątroby, stres oksydacyjny, dysfunkcja mitochondriów, zaburzenia metabolizmu lipidów i odpowiedź zapalna są kluczowymi procesami zaangażowanymi w rozwój i progresję chorób wątroby.2035
Niedawne odkrycia dotyczące roli HIF-1α, HMGB1 i mikrobiomu jelitowego otwierają nowe możliwości terapeutyczne. Badania nad epigenetycznymi mechanizmami regulującymi ekspresję genów w komórkach wątrobowych również zapewniają nowe spostrzeżenia na temat patogenezy chorób wątroby.303234
Dalsze badania nad mechanizmami molekularnymi leżącymi u podstaw chorób wątroby pomogą w opracowaniu bardziej skutecznych strategii terapeutycznych, które mogą prowadzić do poprawy wyników leczenia pacjentów z przewlekłymi chorobami wątroby.
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.
Materiały źródłowe
- #1 Pathogenesis of Alcoholic Liver Diseasehttps://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4933837/
Alcoholic Liver Disease includes a broad clinical-histological spectrum from simple steatosis, cirrhosis, acute alcoholic hepatitis with or without cirrhosis to hepatocellular carcinoma as a complication of cirrhosis. The pathogenesis of ALD can be conceptually divided into 1) Ethanol mediated liver injury, 2) Inflammatory Immune response to injury, 3) Intestinal permeability and microbiome changes. […] Alcohol contributes to liver injury through a multitude of ways as depicted. Alcohol is metabolized to acetaldehyde; both alcohol and acetaldehyde have toxic effects on hepatocytes. Damaged hepatocytes in turn release DAMPs that recruit innate and adaptive immune cells that perpetuate further liver injury. […] Alcohol metabolism leads to oxidative stress and hepatocyte death. Damaged hepatocytes release endogenous DAMPs, which are usually hidden from the extracellular environment. DAMPs activate cellular pattern recognition receptors, which results in sterile inflammation.
- #2 Pathogenesis of liver cirrhosishttps://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4064077/
Liver cirrhosis is the final pathological result of various chronic liver diseases, and fibrosis is the precursor of cirrhosis. Many types of cells, cytokines and miRNAs are involved in the initiation and progression of liver fibrosis and cirrhosis. Activation of hepatic stellate cells (HSCs) is a pivotal event in fibrosis. Defenestration and capillarization of liver sinusoidal endothelial cells are major contributing factors to hepatic dysfunction in liver cirrhosis. Activated Kupffer cells destroy hepatocytes and stimulate the activation of HSCs. Repeated cycles of apoptosis and regeneration of hepatocytes contribute to pathogenesis of cirrhosis. At the molecular level, many cytokines are involved in mediation of signaling pathways that regulate activation of HSCs and fibrogenesis. Recently, miRNAs as a post-transcriptional regulator have been found to play a key role in fibrosis and cirrhosis. Robust animal models of liver fibrosis and cirrhosis, as well as the recently identified critical cellular and molecular factors involved in the development of liver fibrosis and cirrhosis will facilitate the development of more effective therapeutic approaches for these conditions.
- #3 Pathogenesis of Liver Injury and Hepatic Failure | SpringerLinkhttps://link.springer.com/chapter/10.1007/978-981-15-5984-6_6
The liver is one of the most important organs of the human body, with a variety of complex functions including synthesis, detoxification, metabolism, secretion, biotransformation, and immune defense. […] Liver failure can occur when severe damage is caused by a variety of factors, such as viruses, hepatotoxic substances, and drugs. […] According to the clinical, pathological, and molecular biological changes of the disease, the patients with liver failure have experienced three injuries including direct injury, immune response, and endotoxemia. […] In order to better understand the specific characteristics of the occurrence and development of liver failure, in this chapter, we describe in detail the specific mechanisms of liver failure caused by common liver damage, as well as the pathophysiological manifestations of different stages of liver failure.
- #4 Pathogenesis of liver cirrhosishttps://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4064077/
Although the causes of liver cirrhosis are multifactorial, there are some pathological characteristics that are common to all cases of liver cirrhosis, including degeneration and necrosis of hepatocytes, and replacement of liver parenchyma by fibrotic tissues and regenerative nodules, and loss of liver function. Fibrosis as a precursor of cirrhosis is a pivotal pathological process in the evolution of all chronic liver diseases to cirrhosis. […] Thus, a better understanding of the pathogenesis of liver cirrhosis would facilitate the development of more effective treatment options. […] HSC activation is a pivotal event in initiation and progression of hepatic fibrosis and a major contributor to collagen deposition. Activation of HSCs is characterized by cell proliferation and migration, contraction after transforming into myofibroblasts, generation of a large amount of collagen and other extracellular matrix (ECM), ultimately leading to liver fibrosis.
- #5 Pathogenesis of Alcoholic Liver Diseasehttps://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4933837/
Steatosis is characterized by the accumulation of triglycerides, phospholipids, and cholesterol esters in hepatocytes. An early study attributed steatosis to the increased ratio of reduced nicotinamide adenine dinucleotide to oxidized nicotinamide adenine dinucleotide, which inhibits -oxidation of fatty acids in mitochondria. Recent studies have indicated that alcohol consumption regulates lipid metabolism transcription factors. […] Chronic alcohol leads to lipid peroxidation. Lipid peroxidation products, such as malondialdehyde and 4-hydroxynonenal, can form protein adducts and serve as antigens to activate adaptive immunity. […] The leading cause of death in AH is overwhelming bacterial infection, leading to multiorgan failure. Paradoxically, immune activity is heightened with inflammation.
- #6 Pathogenic mechanisms and regulatory factors involved in alcoholic liver disease | Journal of Translational Medicine | Full Texthttps://translational-medicine.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12967-023-04166-8
Alcohol-induced liver injury mainly involves structural damage to liver cells, lipid accumulation, and inflammation. Studies have demonstrated that transcription factors, kinases, and microRNAs (miRNAs) play critical regulatory roles in ALD. […] Several mechanisms are possibly associated with ethanol-induced liver diseases. For example, acute ethanol consumption can result in oxidative stress, nitrification stress, endoplasmic reticulum (ER) stress, inflammation, and apoptosis. Chronic ethanol consumption can result in dysregulated lipid metabolism, lipid accumulation, and AFL and alter the gut-liver axis by damaging the tightly connective structures of the intestinal epithelium. […] Ethanol exposure can reduce mitochondrial volume and the F0 adenosine triphosphate (ATP) synthase levels and inhibit protein synthesis. Ethanol metabolism can also disrupt the phospholipid bilayer membrane structure of mitochondria, resulting in the release of a large number of oxygen free radicals, lipid peroxidation, unsaturated FA destruction, and the production of malondialdehyde (MDA) and 4-hydroxynonenal (4-HNE).
- #7 Pathogenesis of liver cirrhosishttps://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4064077/
Defenestration and capillarization of the hepatic endothelium are believed to be important in the initiation of perisinusoidal fibrosis by altering retinol metabolism. Studies in animals and humans have revealed that LSECs can secrete the cytokine IL-33 to activate HSCs and promote fibrosis. […] KCs can be activated by many injurious factors such as viral infection, alcohol, high-fat diet, and iron deposition. Activated KCs destroy hepatocytes by producing harmful soluble mediators and serving as antigen-presenting cells during viral infection. […] Hepatocytes are the primary liver parenchymal cells, and play complicated roles in fibrosis and cirrhosis. Hepatocytes are targets for most hepatotoxic agents, including hepatitis viruses, alcohol metabolites, and bile acids. […] Chronic liver diseases either promotes apoptosis or trigger compensatory regeneration of hepatocytes.
- #8 Pathogenic mechanisms and regulatory factors involved in alcoholic liver disease | Journal of Translational Medicine | Full Texthttps://translational-medicine.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12967-023-04166-8
Ethanol oxidation leads to an increase in free radical production in the liver. Uncontrolled ROS are critical to hepatocyte swelling and apoptosis. […] Excessive ROS can alter the function of glutathione (GSH) transporter channels, leading to progressive GSH deficiency in mitochondria and inactivation of oxidative phosphorylase, resulting in an irregular mitochondrial shape, decreases in mitochondrial protein synthesis, and altered ATP production in mitochondria. […] The main enzymes related to nitrification stress are two subtypes of NO synthase (NOS): endothelial NOS (eNOS) and inducible NOS (iNOS). Under physiological conditions, eNOS is abundant in the liver, whereas the iNOS level is barely detectable. […] Sustained ER stress may lead to cell and tissue damage. […] Ethanol can trigger the ER stress response, which is followed by the stimulation of apoptosis-related gene expression, cell proliferation, and apoptosis imbalance.
- #9 Non-Alcoholic Fatty Liver Disease: Pathogenesis and the Significance of High-Density Lipoprotein as a Molecular Modifier | IntechOpenhttps://www.intechopen.com/chapters/84460
Several factors, including oxidative stress, insulin resistance, steatohepatitis, endoplasmic reticulum stress, bacterial overgrowth, fibrosis, genetic implications, immune system, and beverages consumption, have been implicated in the progress of NAFLD. […] The influences of oxidative stress and mitochondrial dysfunction in NAFLD and NASH are well-recognized. […] Oxidative stress has progressively shown to be one of the major essential pathological processes in the development of NAFLD and the relationship between NASH manifestation and simple steatosis. […] Endoplasmic reticulum (ER) stress is another pathway associated with the pathophysiology of NAFLD and NASH. […] Insulin resistance is among the major causes of NAFLD, which increases hepatic lipogenesis and inhibits adipose tissue lipolysis, resulting in an enhanced influx of fatty acids into the liver.
- #10 Pathogenic mechanisms and regulatory factors involved in alcoholic liver disease | Journal of Translational Medicine | Full Texthttps://translational-medicine.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12967-023-04166-8
Alcoholism is a widespread and damaging behaviour of people throughout the world. Long-term alcohol consumption has resulted in alcoholic liver disease (ALD) being the leading cause of chronic liver disease. […] Therefore, the underlying mechanisms of ALD are complex, involving inflammation, mitochondrial damage, endoplasmic reticulum stress, nitrification, and oxidative stress. Moreover, recent evidence has demonstrated that the gut-liver axis plays a critical role in ALD pathogenesis. […] Although ethanol-induced liver injury has been of great concern in recent years, the underlying mechanisms of ethanol-induced liver injury are complex and involve multiple signaling pathways. Therefore, understanding these mechanisms is of great importance for the development of improved ALD treatments.
- #11 Pathogenesis of Alcoholic Liver Diseasehttps://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4933837/
Alcoholic liver disease is associated with bacterial overgrowth and a lower proportion of Bacteroidaceae and probiotic bacteria such as Lactobacillus. […] Zinc deficiency is common in ALD. Animal models have demonstrated that zinc deficiency attenuates alcohol-induced liver injury through various mechanisms, but most importantly, zinc deficiency impairs the intestinal barrier, leading to endotoxin-induced cytokine production. […] Usually, liver damage induces mature hepatocytes to proliferate and replace damaged tissue. Given massive or chronic liver damage that is beyond the proliferative capacity of hepatocytes, progenitor cells proliferate to produce a ductular reaction. […] The general mechanism for the development of HCC includes i) limitation of the regenerative reserve and induction of chromosomal instability by telomeres, ii) cancer induction by the loss of replicative competition due to impaired hepatocyte proliferation, iii) an altered microenvironment promoting tumor cell proliferation, and 4) the loss of cell cycle check point, including resistance to apoptosis and activation of oncogenic pathways.
- #12 Pathogenic mechanisms and regulatory factors involved in alcoholic liver disease | Journal of Translational Medicine | Full Texthttps://translational-medicine.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12967-023-04166-8
The intake of a large amount of ethanol induces the expression of ASS, which enzymatically activates the nitrification stress response and apoptosis in liver cells. […] The translocation of bacterial or microbial products from the intestine to the liver is a key inflammatory factor that induces the transition from alcoholic steatosis to ASH. […] Ethanol exposure results in the loss of epithelial cells at the tip of intestinal villi. […] After long-term ethanol intake, the intestinal epithelial cell structure in rats is markedly changed, exhibiting mitochondrial and endoplasmic reticulum dilation. […] The oxidative stress initiated by ethanol led to the oxidation of cytoskeletal microtubules and TJ decomposition. […] The oxidative metabolite of ethanol, acetaldehyde, is highly toxic and can readily undergo crosslinking with DNA or protein macromolecules in mitochondria.
- #13 The Role of Cytokines in the Pathogenesis and Treatment of Alcoholic Liver Diseasehttps://www.mdpi.com/2079-9721/12/4/69
The pathogenesis of ALD is multifactorial and not fully elucidated due to complex mechanisms related to direct ethanol toxicity with subsequent hepatic and systemic inflammation. […] The pathogenesis of ALD is based on multiple and complex molecular mechanisms that are not yet fully elucidated. These include direct ethanol hepatotoxicity, lipid peroxidation, oxidative stress with consequent ROS production, activation of the immune response, and activation of proinflammatory cytokines. […] Chronic alcohol consumption is involved in the accumulation of intestinal endotoxins and increased permeability of the intestinal wall, facilitating the translocation of lipopolysaccharide (LPS) from the gut to the liver. […] The different pathogenetic pathways involved in ALD development are summarized in Figure 1.
- #14 Steatotic liver disease – Symptoms, diagnosis and treatment | BMJ Best Practice UShttps://bestpractice.bmj.com/topics/en-us/796
Metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease (MASLD) is one of the most common causes of chronic liver disease in the developed world. […] It is a spectrum of disease, ranging from hepatic fat accumulation without inflammation to steatohepatitis, fibrosis, cirrhosis, and end-stage liver disease. […] MASLD is considered the hepatic manifestation of metabolic syndrome and is associated with obesity, dyslipidemia, and type 2 diabetes mellitus. […] The diagnosis of MASLD is based on exclusion of other etiologies of steatotic liver disease, such as alcohol use, and supportive laboratory tests and imaging. […] Liver biopsy and histology is the gold standard for diagnosis, and is performed for patients at higher risk of fibrosis or steatohepatitis. […] Pure MASLD encompasses patients with SLD and at least one of five cardiometabolic risk factors.
- #15 Fatty liver disease – Wikipediahttps://en.wikipedia.org/wiki/Fatty_liver_disease
Fatty liver (FL) is commonly associated with metabolic syndrome (diabetes, hypertension, obesity, and dyslipidemia), but can also be due to any one of many causes. […] Defects in fatty acid metabolism are responsible for pathogenesis of FLD, which may be due to imbalance in energy consumption and its combustion, resulting in lipid storage, or can be a consequence of peripheral resistance to insulin, whereby the transport of fatty acids from adipose tissue to the liver is increased. […] Impairment or inhibition of receptor molecules (PPAR-, PPAR- and SREBP1) that control the enzymes responsible for the oxidation and synthesis of fatty acids appears to contribute to fat accumulation. […] On the other hand, non-alcoholic FLD may begin as excess of unmetabolised energy in liver cells. […] Severe fatty liver is sometimes accompanied by inflammation, a situation referred to as steatohepatitis.
- #16 Multiple organs involved in the pathogenesis of non-alcoholic fatty liver disease | Cell & Bioscience | Full Texthttps://cellandbioscience.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13578-020-00507-y
The initiating events in NAFLD arise from the development of obesity and IR at the level of the adipose tissue and liver. The dysregulation of peripheral lipolysis, DNL, and dietary fat cause the increased FFA flux within the liver and then place hepatocytes under the lipotoxic condition. These lipotoxic FFAs are partitioned into inert intracellular triacylglycerol (TAG) for storage via acyl-CoA synthetic activity and mitochondrial -oxidation, and the accumulation of TAG in hepatocyte cytoplasm, which is also called steatosis, is the generally accepted histological hallmark of NAFLD. Many patients could stay in the NAFL stage for years, while the chronic insults would ultimately exceed the hepatic capacity to deal with the overload of fatty acids (FA). Significant hepatocyte injury leads to cell injury and inflammation, subsequently bringing Kupffer cells and other immune cells to the battlefield. Uncontrollable lipotoxicity facilitates ROS formation, ER stress, and hepatocellular dysfunction. Immune and apoptotic pathway activation results in cell death, which further drives fibrosis development over time.
- #17 Pathogenesis and pathways: nonalcoholic fatty liver disease & alcoholic liver disease – Robinson – Translational Gastroenterology and Hepatologyhttps://tgh.amegroups.org/article/view/5734/html
NAFLD has both environmental and genetic components. […] Insulin resistance correlates strongly with the development of nonalcoholic hepatic steatosis and causes profound changes to normal systemic lipid metabolism. […] How the buildup of lipids within the liver leads to the hepatocellular injury seen in nonalcoholic steatohepatitis remains a matter of debate. […] Hepatic iron content may also contribute to the oxygen free radical damage seen in NASH. […] The gut microbiome may contribute to the pathogenesis of NAFLD in a similar manner to its contribution in ALD. […] ALD and NAFLD are complex multifactorial disorders, and the understanding of their pathogenesis remains incomplete.
- #18 Multiple organs involved in the pathogenesis of non-alcoholic fatty liver disease | Cell & Bioscience | Full Texthttps://cellandbioscience.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13578-020-00507-y
Two important enzyme systems, acetyl-CoA carboxylase (ACC) and fatty acid synthase (FAS), play vital roles in Hepatic FA synthesis. Insulin and glucose could regulate both enzymes by activating sterol regulatory element-binding protein 1c (SREBP-1c) and carbohydrate-responsive element-binding protein (ChREBP), two important transcriptional factors in DNL, respectively. Liver X receptor (LXR), a nuclear receptor, also directly controls the activity of both SREBP-1c and ChREBP by binding to response elements in the promoters of genes. Deletion of LXR leads to decreased SREBP-1c expression and less lipogenesis in mice. The induction effects of LXR on ACC and FAS could also be indirectly influenced by insulin and glucose. As hyperinsulinemia and hyperglycemia is commonly seen in NAFLD population, the link between glucose and lipid metabolism is conspicuous. Excess glucose is usually stored as glycogen, mediated by insulin, while it could also be esterified into TAGs via DNL. Hepatic IR in NAFLD is found mediated by proinflammatory cytokines, ER stress, apoptosis pathways, and even lipid metabolites. Accumulation of diacylglycerol (DAG), a lipotoxic intermediate of FA synthesis, within cytosolic lipid droplets induces translocation of protein kinase C (PKC)- to the plasma membrane and inhibits the intracellular kinase domain of the insulin receptor. In a NAFLD cohort, DAG content and PKC activation are the most significant predictors for hepatic IR and associate with 60% of the variability in hepatic insulin sensitivity.
- #19 Multiple organs involved in the pathogenesis of non-alcoholic fatty liver disease | Cell & Bioscience | Full Texthttps://cellandbioscience.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13578-020-00507-y
Specifically, for NAFLD, the persistence of liver steatosis derives from the overload of free fatty acids (FFAs) influx, which is the coefficient result of high fat diet, obesity, IR, gut microbiota alteration, and other potential risk factors. Furthermore, high levels of FFAs will exert the lipotoxic effects, causing endoplasmic reticulum (ER) stress and mitochondrial dysfunction (oxidative stress, production of reactive oxygen species (ROS), etc.) in the liver. IR not only motivates hepatic de novo lipogenesis (DNL), but also causes adipose tissue dysfunction with consequent adipokines and inflammatory cytokines production. Gut microbiota dysregulation could lead to the increase of intestine permeability and the release of proinflammatory cytokines into circulation. Multiple pathways synergistically create a vicious cycle which slowly exacerbates the disbalance of liver homeostasis and induces the shift from simple steatosis to chronic inflammatory state of NASH. Based on evidences above, NAFLD is definitely not a single-organ disease, but more like the hepatic manifestation of a variety of complicated metabolic disorders involving different organs and systems.
- #20 Pathogenesis of liver cirrhosishttps://www.wjgnet.com/1007-9327/coretip/v20/i23/7312.htm
Cirrhosis is the end-stage condition of many types of chronic liver diseases but the underlying mechanisms are far from being clarified. Multiple cellular and molecular factors might be involved in the initiation and progression of cirrhosis. Activation of hepatic stellate cells is a pivotal event in the development of cirrhosis. […] Animal models are crucial for understanding the pathogenesis and the development of more efficient therapeutic strategies for cirrhosis, with which cirrhosis may become a treatable or even a reversible disease.
- #21 Pathogenesis of liver cirrhosishttps://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4064077/
Apoptosis of hepatocytes is a common event in liver injury and contributes to tissue inflammation, fibrogenesis, and development of cirrhosis. […] TGF- is the strongest known inducer of fibrogenesis in hepatic fibrosis. […] The pro-fibrogenesis effect of TGF-1 is complicated, involving multiple aspects: the primary effect of TGF-1 is to stimulate activation of HSCs, and the TGF-1 autocrine loop in activated HSCs is an important positive feedback to the progression of liver fibrosis. […] Given the critical role of TGF-1 in the pathogenesis of liver cirrhosis, specific blockade of TGF-1/Smad3 signaling has shown some therapeutic value for liver fibrosis. […] It is now thought that miRNAs can serve as biomarkers for HSC activation and liver fibrosis progression, and may represent therapeutic targets for hepatic fibrosis and cirrhosis.
- #22 Pathogenesis of liver cirrhosishttps://wjgnet.com/1007-9327/abstract/v20/i23/7312.htm
Liver cirrhosis is the final pathological result of various chronic liver diseases, and fibrosis is the precursor of cirrhosis. Many types of cells, cytokines and miRNAs are involved in the initiation and progression of liver fibrosis and cirrhosis. Activation of hepatic stellate cells (HSCs) is a pivotal event in fibrosis. Defenestration and capillarization of liver sinusoidal endothelial cells are major contributing factors to hepatic dysfunction in liver cirrhosis. Activated Kupffer cells destroy hepatocytes and stimulate the activation of HSCs. Repeated cycles of apoptosis and regeneration of hepatocytes contribute to pathogenesis of cirrhosis. At the molecular level, many cytokines are involved in mediation of signaling pathways that regulate activation of HSCs and fibrogenesis. Recently, miRNAs as a post-transcriptional regulator have been found to play a key role in fibrosis and cirrhosis.
- #23 Liver disease pathophysiology – The Pharmaceutical Journalhttps://pharmaceutical-journal.com/article/ld/liver-disease-pathophysiology
Liver fibrosis refers to the accumulation of tough, fibrous scar tissue in the liver. The necrosis of hepatocytes stimulates immune cells to release cytokines, growth factors and various unknown chemicals. These chemical messengers direct hepatic stellate cells (support cells in the liver) to activate and produce collagen, glycoproteins (such as fibronectin) and proteoglycans among other substances. These substances are deposited in the liver, causing the build-up of non-functional connective tissue, termed âextracellular matrixâ. […] Liver fibrosis can become so extensive that the architecture of the liver is altered â this is called cirrhosis. As cirrhosis develops, scar tissue replaces healthy liver cells. The usual smooth texture of the liver becomes nodular causing the free flow of blood throughout it to be compromised, thus reducing the ability of the liver to perform its many functions.
- #24 Esophageal varices – Symptoms and causes – Mayo Clinichttps://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/esophageal-varices/symptoms-causes/syc-20351538
Esophageal varices most often happen in people with serious liver diseases. […] Esophageal varices form when regular blood flow to the liver is blocked by a clot or scar tissue in the liver. To go around the blockages, blood flows into smaller blood vessels that aren’t designed to carry large volumes of blood. The vessels can leak blood or even burst, causing life-threatening bleeding. […] Esophageal varices sometimes form when blood flow to the liver is blocked. This is most often caused by scar tissue in the liver due to liver disease, also known as cirrhosis of the liver. The blood flow begins to back up. This increases pressure within the large vein, known as the portal vein, that carries blood to the liver. This is known as portal hypertension. […] Portal hypertension forces the blood to seek other pathways through smaller veins, such as those in the lowest part of the esophagus. These thin-walled veins balloon with the added blood. Sometimes they rupture and bleed.
- #25 The Progression of Liver Disease to Liver Cancer – American Liver Foundationhttps://liverfoundation.org/resource-center/videos/the-progression-of-liver-disease-to-liver-cancer/
Liver cancers are 4th most common cause of cancer-related deaths worldwide and it is the 2nd most lethal cancer. While therapies and survival rate for other types of cancer has dramatically improved over the past decades, prognosis of liver cancer remains unfavorable and deadly. In fact, the death rate in the US has increased by more than 40% within the last two decades. […] Majority of the HCC occurs in patients with underlying liver disease. There are many factors that can contribute, including genetic predisposition, family history, environmental exposure, and age and many others, but the underlying theme is that an HCC typically arises from an already damaged liver. They include viral hepatitis, such as hep B, hep C; alcohol disease, fatty liver disease, and now increasing prevalence of obesity and diabetes which amplify the risk of liver diseases and therefore increases the risk of development of a cancer.
- #26 Assessing Liver Function in Rat Models of Acute Liver Failure Using Single-Photon Emission Computed Tomography and Cytokine Levels | PLOS Onehttps://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0323531
Acute liver failure is a severe consequence of abrupt hepatocyte injury from diverse causes. It has a rapid onset that can evolve rapidly within days or weeks to a lethal outcome. The most prevalent causes of acute liver failure are ischemia, drug-induced liver injury, hepatitis B virus, and autoimmunity. The pathology of acute liver failure often shows widespread hepatic necrosis and apoptosis. The clinical manifestations include progressive jaundice, hepatic encephalopathy, and disturbed coagulation. Acute liver failure has a mortality rate as high as 80%. The most common causes of death in patients with acute liver failure are cerebral edema, sepsis, and multisystem organ failure. The prognosis of acute liver failure is poor. Therefore, it is of paramount importance to evaluate liver function and commence management promptly.
- #27 Epigenetics in liver disease: from biology to therapeutics | Guthttps://gut.bmj.com/content/65/11/1895
Knowledge of the fundamental epigenetic mechanisms governing gene expression and cellular phenotype are sufficiently advanced that novel insights into the epigenetic control of chronic liver disease are now emerging. […] The study of epigenetics is, in essence, the investigation of how non-genetic factors act upon the genome to influence gene expression and phenotype. Epigenetics can therefore enable us to interrogate the mechanisms that underlie disease phenotype, and it is hoped to shed new light on the basis for interpatient variability in disease progression. […] By illuminating the epigenetic modifications that are associated with specific pathologies such as cirrhosis or cancer we can better understand the molecular basis for loss of cellular homeostasis in chronic liver disease.
- #28 Epigenetics in liver disease: from biology to therapeutics | Guthttps://gut.bmj.com/content/65/11/1895
Hepatic stellate cell (HSC) transdifferentiation, from a vitamin A storing pericyte, to a profibrogenic myofibroblastic phenotype, is a pivotal event in fibrogenesis; it occurs in response to a variety of external stimuli such as inflammation and hepatocellular damage. Transdifferentiation requires triggering and orchestrating epigenome-wide reprogramming to suppress adipogenic differentiation factors, de novo expression of myofibroblast regulating transcription factors, and cell cycle entry. […] Recent studies have provided evidence that DNA methylation is a critical event governing the molecular events underpinning fibrogenesis and disease progression. […] Increased DNA methylation during HSC activation occurs at the phosphatase and tensin homolog tumour suppressor ad Patched 1, correlating with its reduced expression in HSCs. […] The progression of chronic human liver disease represents an increase in fibrotic scar deposition and the out-pacing of liver healing by regeneration. Currently, very little is known about the epigenetic control of liver regeneration.
- #29 Regulatory mechanism of HIF-1α and its role in liver diseases: a narrative reviewhttps://atm.amegroups.org/article/view/85003/html
HIF-1 is involved in the occurrence and development of various liver diseases, including alcoholic liver disease (ALD), nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD), viral hepatitis, liver fibrosis, drug-induced liver injury and hepatocellular carcinoma (HCC). […] HIF-1 participates in complex signaling pathways, and its expression is regulated in many liver diseases. These results suggest the feasibility and clinical significance of targeting HIF-1 to treat liver diseases. […] Long-term alcohol intake can seriously affect liver function, leading to liver hypoxia, steatosis, and eventually ALD development. […] Recent research has shown that HIF-1 is involved in the pathogenesis of ALD. […] A number of mechanisms support the protective effects of HIF-1. […] According to Shao et al., a lack of intestinal HIF-1 can aggravate ALD by inducing intestinal disorders and barrier dysfunction.
- #30 Regulatory mechanism of HIF-1α and its role in liver diseases: a narrative reviewhttps://atm.amegroups.org/article/view/85003/html
In summary, HIF-1 plays a complex but indispensable role in the occurrence and development of ALD, and targeting HIF-1 in the liver may be therapeutic for ALD. […] As mentioned above, HIF-1 plays a very important role in NAFLD, with a mechanism of action that is mainly divided into a protective effect by inhibiting excessive accumulation of liver fat and a damaging effect by promoting liver fibrosis. […] HIF-1 helps to reduce bleeding, aseptic inflammation and early hepatocyte necrosis in the pathogenesis of APAP toxicity. […] HIF-1 is widely involved in the occurrence and development of liver cancer. […] HIF-1 overexpression indicates a poor prognosis for HCC patients. […] HIF-1 promotes the migration and invasion of liver cancer cells through the IL-8/NF-B axis. […] In summary, overexpression of HIF-1 promotes HCC; therefore, HIF-1 inhibitors may be used to treat liver cancer. […] Overall, HIF-1 is widely involved in the occurrence, development and prognosis of various liver diseases, and there is increasing evidence that HIF-1 may be involved in complex signaling pathways to regulate its own expression in a variety of liver disease processes.
- #31 Azthena logo with the word Azthenahttps://www.news-medical.net/news/20241108/HMGB1-as-a-key-mediator-in-liver-disease-pathogenesis.aspx
Liver diseases, both acute and chronic, continue to pose significant clinical challenges due to high morbidity and mortality rates. […] HMGB1 is released from injured or necrotic liver cells and triggers inflammatory responses. Its circulating levels have been associated with disease severity in liver conditions, marking it as a promising biomarker and therapeutic target. […] HMGB1’s interactions with its primary receptors, RAGE and TLR4, are essential to its role in liver disease. Upon binding, these receptors initiate pro-inflammatory signaling pathways such as the NF-B and mitogen-activated protein kinases (MAPK) cascades, exacerbating liver inflammation and injury. […] Importantly, the HMGB1-RAGE axis also plays a role in hepatocellular carcinoma (HCC), influencing tumor proliferation, immune evasion, and metastasis.
- #32 Azthena logo with the word Azthenahttps://www.news-medical.net/news/20241108/HMGB1-as-a-key-mediator-in-liver-disease-pathogenesis.aspx
In acute liver diseases like APAP-induced liver injury, HMGB1 serves as a key mediator of immune responses, promoting the recruitment of neutrophils and macrophages, which exacerbate liver damage. […] In chronic liver diseases like NAFLD and ALD, HMGB1 plays dual roles depending on its cellular localization. Extracellular HMGB1 promotes inflammatory pathways that accelerate the progression from simple steatosis to more severe forms like nonalcoholic steatohepatitis (NASH). […] Additionally, in liver fibrosis, HMGB1 activates hepatic stellate cells (HSCs), contributing to the fibrotic response, while its modulation of immune responses through macrophage polarization further exacerbates fibrosis. […] Given HMGB1’s critical involvement in liver disease pathogenesis, therapeutic strategies aimed at modulating its release, function, or receptor interactions have gained interest. […] HMGB1 is an integral player in liver disease, influencing both inflammatory and fibrotic pathways. Its roles in acute liver injury, chronic conditions, and liver cancer make it a valuable diagnostic and therapeutic target.
- #33 Human gut fungus reverses liver disease in micehttps://medicalxpress.com/news/2025-05-human-gut-fungus-reverses-liver.html
Researchers at Peking University have discovered that a filamentous gut fungus, Fusarium foetens, can reverse metabolic dysfunctionâassociated steatohepatitis (MASH) in mice. […] Metabolic dysfunctionâassociated fatty liver disease (MAFLD) is the most common chronic liver disease worldwide and includes progressive forms such as MASH. […] Gut microbiota is associated with the progression of MASH, yet research has focused largely on bacterial communities. […] In the study, „A symbiotic filamentous gut fungus ameliorates MASH via a secondary metaboliteâCerS6âceramide axis,” published in Science, researchers conducted an experimental investigation to determine whether a gut-resident filamentous fungus influences the progression of MASH. […] Genetic, biochemical, and mouse model experiments identified Fusarium foetens as a gut-adapted symbiotic fungus capable of stably colonizing the colon under anaerobic conditions.
- #34 Human gut fungus reverses liver disease in micehttps://medicalxpress.com/news/2025-05-human-gut-fungus-reverses-liver.html
Fusarium foetens reversed features of MASH in mouse models fed a choline-deficient, amino acid-defined, high-fat diet. […] Researchers discovered that Fusarium foetens produces a secondary metabolite, FF-C1, which binds directly and noncompetitively to ceramide synthase 6 (CerS6), an enzyme in the ceramide biosynthetic pathway. […] The results support a mechanistic function of a Fusarium foetens metabolite in modifying host lipid metabolism to halt progression of fatty liver disease, while the findings further suggest that intestinal fungi can occupy a symbiotic role in host metabolic regulation. […] Additional investigation is required to identify other fungal species that produce bioactive compounds and to determine whether metabolites derived from Fusarium foetens can be developed as therapeutic agents for human metabolic disease.
- #35 Multiple organs involved in the pathogenesis of non-alcoholic fatty liver disease | Cell & Bioscience | Full Texthttps://cellandbioscience.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13578-020-00507-y
NAFLD is a rising health problem worldwide and related medical burden is also increasing at an alarming rate. The pathogenesis of NAFLD (or MAFLD) is complex and evidently involves multiple organs and diverse mechanisms. The adipose tissue not only contributes fatty acids to facilitate hepatic steatosis but also produces hormones and cytokines to influence proinflammatory pathways. The gut directly takes charge of energy absorption and it communicates with brain to modulate food intake. Gut microbiota has become a hot topic recently as it participates in NAFLD pathogenesis via the gut-liver axis. Altered gut permeability also exposes liver to bacterial components and further triggers immune responses. The central nerve system integrates hormonal and neurol signals to control energy balance, which when impaired leads to obesity and NAFLD. Finally, in the liver, key mechanisms include lipotoxicity, IR, ROS production, ER stress, apoptosis, inflammation, autophagy, etc.