Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
bg‑pink

Wątroba jako narząd ważny dla życia

Wątroba to największy gruczoł w organizmie człowieka. Zbudowana jest z komórek zwanych hepatocytamihepatocytyhepatocytami. Uczestniczy w wielu przemianach biochemicznych oraz spełnia istotne dla życia funkcje. Narząd ten neutralizuje toksyny, np. alkohol, i metabolizuje leki, syntetyzuje ważne białka, takie jak albuminyalbuminyalbuminy i czynniki krzepnięcia, wytwarza żółć, biorącą udział w procesach trawienia tłuszczów, a także uczestniczy w termoregulacji organizmu. Co więcej, wątroba magazynuje niektóre witaminy oraz żelazo. Stanowi też magazyn glikogenu.

RobHeS3I9y9ge1
Mapa myśli. Lista elementów:
  • Nazwa kategorii: [bold]Wybrane funkcje wątroby[/]
    • Elementy należące do kategorii [bold]Wybrane funkcje wątroby[/]
    • Nazwa kategorii: produkcja białek (np. albumin, czynników krzepnięcia)
    • Nazwa kategorii: neutralizowanie toksyn
    • Nazwa kategorii: metabolizowanie leków
    • Nazwa kategorii: produkcja żółci, niezbędnej do trawienia tłuszczów
    • Nazwa kategorii: funkcja odpornościowa – fagocytoza
    • Nazwa kategorii: przemiana hemu do bilirubiny
    • Nazwa kategorii: funkcja magazynująca (witaminy A, D[baseline-shift: sub; font-size: smaller;]3[/subscript], B[baseline-shift: sub; font-size: smaller;]12[/subscript], K oraz żelazo)
    • Nazwa kategorii: magazynowanie i przetwarzanie glukozy
    • Nazwa kategorii: termoregulacja
    • Koniec elementów należących do kategorii [bold]Wybrane funkcje wątroby[/]
Wybrane funkcje wątroby.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Alkohol, leki, wirusy czy toksyny zawarte w grzybach są jednymi z czynników, które mogą spowodować niewydolność wątroby. Schorzenie to istotnie obniża jakość życia, prowadzi do objawów wynikających z uszkodzenia układu nerwowego, a ostatecznie nawet do zgonu.

R2aP2JZ1myKZK
Przekrój poprzeczny przez marską wątrobę. Marskość wątroby jest główną przyczyną przewlekłej niewydolności tego narządu. Najczęściej do choroby tej prowadzi wieloletnie nadużywanie alkoholu lub przewlekłe wirusowe zapalenia wątroby (powodowane przez wirusy WZW typu B, C i D).
Źródło: Dr Edwin P. Ewing Jr, Centers for Disease Control and Prevention, Wikimedia Commons, licencja: CC 0 1.0.

Wątroba ma dużą zdolność do regeneracji, ponieważ hepatocyty – komórki wątrobowe – mogą ulegać podziałom i odbudowywać strukturę tego narządu. Jednak uszkodzenia powstające w przebiegu zaawansowanych chorób wątroby upośledzają nie tylko jej funkcjonowanie, ale także możliwości regeneracyjne. W takim przypadku jedynym skutecznym sposobem leczenia jest przeszczep wątroby. Najczęściej narząd ten pobiera się od zmarłego niespokrewnionego dawcy, ale możliwe jest również przeszczepienie fragmentu wątroby od żyjącego spokrewnionego dawcy.

Uzyskanie narządu w chwili, gdy konieczny jest przeszczep, nie zawsze jest możliwe. Naprzeciw temu problemowi wychodzą inżynieria biomedycznainżynieria biomedycznainżynieria biomedyczna oraz biotechnologia medyczna – nauki interdyscyplinarne z pogranicza medycyny i biologii eksperymentalnej, wykorzystujące metody inżynierii genetycznej i wiedzę na temat biologii komórki w celu stworzenia nowych możliwości terapeutycznych. Coraz więcej badań naukowych w tych dziedzinach podejmuje temat zastosowania komórek macierzystych do otrzymywania narządów nadających się do przeszczepu, m.in. wątroby. Badania obejmują komórki macierzyste pobierane z krwi pępowinowej, z zarodków ludzkich, a także z komórek macierzystych dorosłego organizmu. Możliwe jest także pozyskanie w sposób sztuczny komórek macierzystych ze zróżnicowanych już komórek somatycznych.

R5mgaXnQjS8UI
Na zdjęciu przedstawiono ludzką wątrobę. Przeszczep tego narządu często jest jedynym sposobem na uratowanie życia chorego.
Źródło: Suseno, Wikimedia Commons, domena publiczna.
bg‑pink

Czy wyhodowanie wątroby jest możliwe?

Naukowcy z Uniwersytetu Pittsburskiego (w Pittsburghu w Stanach Zjednoczonych, w stanie Pensylwania) intensywnie pracują, by w niedalekiej przyszłości wyhodowanie wątroby w laboratorium stało się możliwe. W ramach eksperymentu mającego na celu wytworzenie tzw. miniwątroby badacze pobrali od ochotników komórki skóry, które zmodyfikowali genetycznie w taki sposób, by wytworzyć indukowane pluripotencjalnepluripotencjalnośćpluripotencjalne komórki macierzystekomórki macierzystekomórki macierzyste (iPSC – induced pluripotent stem cells). Uzyskuje się je ze zróżnicowanych komórek somatycznych, w których za pomocą czynników transkrypcyjnychczynniki transkrypcyjneczynników transkrypcyjnych wymuszana jest aktywacja odpowiednich genów indukujących odróżnicowanieodróżnicowanieodróżnicowanie komórki. Ten rodzaj komórek macierzystych charakteryzuje się bardzo ważną właściwością – można z nich uzyskać dowolny rodzaj komórek, z wyjątkiem komórek łożyska.

Więcej informacji na ten temat znajdziesz w e‑materiale pt. Otrzymywanie i pozyskiwanie komórek macierzystychDQImRmBT2Otrzymywanie i pozyskiwanie komórek macierzystych.

Z indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych badaczom udało się uzyskać komórki wątrobowe, czyli hepatocyty iPSC. Umieszczono je na tzw. rusztowaniu komórkowym, które otrzymano poprzez usunięcie z wątroby szczura jego komórek wątrobowych. Następnie wytworzono, również dzięki wykorzystaniu komórek macierzystych, układ naczyniowy z ludzkimi komórkami śródbłonka iPSC oraz sieć przewodów żółciowych z ludzkimi komórkami nabłonka żółciowego iPSC, aby wątroba mogła pełnić w organizmie swoje funkcje wydzielnicze. Tak wyhodowana ludzka wątroba, zawierająca wiele typów komórek, była testowana in vitroin vitroin vitro, a następnie in vivoin vivoin vivo. Narządy wszczepiono szczurom, u których działały w sposób zadowalający: były zdolne m.in. do syntetyzowania białek oraz kwasów żółciowych, co oznacza, że podjęły swoje typowe funkcje.

„Miniwątroby” nie były jednak niezawodne. Okazało się, że sieć naczyń krwionośnych, która łączyła wątrobę z układem krwionośnym organizmu szczura, nie była jeszcze odpowiednio dopracowana, co skutkowało epizodami niedokrwienia przeszczepionego narządu, a także wystąpieniem zakrzepicyzakrzepicazakrzepicy w jego naczyniach.

Zastosowanie komórek macierzystych w transplantologii czy medycynie regeneracyjnej budzi ogromne nadzieje. Terapie związane z ich wykorzystaniem wdrażane są w leczeniu pacjentów po oparzeniach i urazach skóry, z nowotworami (zwłaszcza krwi i układu limfatycznego) oraz z chorobami związanymi z brakiem lub niewłaściwym działaniem niektórych enzymów. Choć droga do uzyskania wątroby nadającej się do przeszczepiania ludziom jest jeszcze bardzo długa, to dotychczasowe opisane osiągnięcia w tej dziedzinie dają szansę na wyhodowanie w laboratorium ludzkiej wątroby, a także innych narządów.

Dla zainteresowanych

Więcej na temat możliwości wykorzystania komórek macierzystych przeczytasz w e‑materiałach: Komórki macierzyste – szanse i zagrożeniaDzVihz3xYKomórki macierzyste – szanse i zagrożenia oraz Zastosowanie komórek macierzystych w medycynieDRlKsRb99Zastosowanie komórek macierzystych w medycynie.

Słownik

albuminy
albuminy

albuminy surowicy krwi to substancje transportujące różne drobnocząsteczkowe związki z jednych tkanek do innych; w lecznictwie albumina krwi ludzkiej jest stosowana jako preparat krwiopochodny (albuminy osocza krwi)

czynniki transkrypcyjne
czynniki transkrypcyjne

białka umożliwiające aktywację lub dezaktywację transkrypcji poszczególnych genów poprzez wiązanie się w pobliskim DNA

hepatocyty
hepatocyty

komórki wątroby; odpowiadają za większość funkcji wątroby, np. za syntezę niektórych białek krwi, czynników krzepnięcia oraz metabolizowanie leków i toksyn; są zdolne do podziałów

indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPSC – induced pluripotent stem cells)
indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPSC – induced pluripotent stem cells)

pluripotencjalne komórki macierzyste sztucznie otrzymane z komórek niepluripotencjalnych

in vitro
in vitro

(łac. – w szkle); sposób przeprowadzania doświadczeń, polegający na badaniu procesów biologicznych w warunkach sztucznych, poza organizmem

in vivo
in vivo

(łac. – na żywym); badanie czynności żywego organizmu i zachodzących w nim procesów prowadzone bezpośrednio na organizmie

inżynieria biomedyczna
inżynieria biomedyczna

interdyscyplinarna nauka stanowiąca połączenie nauk medycznych, technicznych i biologicznych; skupia się m.in. na takich zagadnieniach jak telemedycyna, diagnostyka obrazowa, doskonalenie sprzętu medycznego, konstrukcja sztucznych narządów i optyka biomedyczna

komórki macierzyste
komórki macierzyste

komórki mające zdolność do nieograniczonej liczby podziałów oraz przekształcania się w komórki innego typu

odróżnicowanie
odróżnicowanie

powrót wyspecjalizowanych morfologicznie i funkcjonalnie komórek do stanu niezróżnicowanego

pluripotencjalność
pluripotencjalność

zdolność do przekształcania się w każdy typ komórek dorosłego organizmu, z wyjątkiem komórek łożyska

zakrzepica
zakrzepica

stan polegający na zaczopowaniu naczynia żylnego przez zakrzep powstały w wyniku zaburzeń krzepnięcia i zlepiania się ze sobą płytek krwi