background image

 

CLINICAL EXAMINATION OF THE ABDOMEN FOR LIVER AND BILIARY DISEASE 

History and significance of abdominal signs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Applied anatomy 

Normal liver structure and blood supply: The liver has multiple functions, including key roles 
in metabolism, control of infection, elimination of toxins and by-products of metabolism.  


background image

 

It is classically divided into left and right lobes by the falciform ligament, but a more useful 
functional division is into the right and left hemilivers, based on blood supply. These are 
further divided into eight segments according to subdivisions of the hepatic and portal veins. 
Each segment has its own branch of the hepatic artery and biliary tree. The segmental 
anatomy of the liver has an important influence on imaging and treatment of liver tumours, 
given the increasing use of surgical resection.  

A liver segment is made up of multiple smaller units known 
as lobules, comprised of a central vein, radiating sinusoids 
separated from each other by single liver cell (hepatocyte) 
plates, and peripheral portal tracts. The functional unit of 
the liver is the hepatic acinus
. Blood flows into the acinus 
via a single branch of the portal vein and hepatic artery 
situated centrally in the portal tracts. Blood flows outwards 
along the hepatic sinusoids into one of several tributaries of 
the hepatic vein at the periphery of the acinus. Bile, formed 
by active and passive excretion by hepatocytes into 
channels called cholangioles which lie between them, flows 
in the opposite direction from the periphery of the acinus. 
The cholangioles converge in interlobular bile ducts in the portal tracts.  

 

The hepatocytes in each acinus lie in three zones, depending on their position relative to the 
portal tract. Those in zone 1 are closest to the terminal branches of the portal vein and 
hepatic artery, and are richly supplied with oxygenated blood, and blood containing the 
highest concentration of nutrients and toxins. Conversely, hepatocytes in zone 3 are furthest 
from the portal tracts and closest to the hepatic veins, and are therefore relatively hypoxic 
and exposed to lower concentrations of nutrients and toxins compared to zone 1. The 
different perfusion and toxin exposure patterns, and thus vulnerability, of hepatocytes in the 
different zones contribute to the often-patchy nature of liver injury.  


background image

 

 

Liver cells: 

Hepatocytes comprise 80% of liver cells. The 
remaining 20% are the endothelial cells lining 
the sinusoids, epithelial cells lining the 
intrahepatic bile ducts, cells of the immune 
system
 (including macrophages (Kupffer cells) 
and unique populations of atypical 
lymphocytes), and a key population of non-
parenchymal cells called stellate or Ito cells. 
Endothelial cells line the sinusoids, a network of 
capillary vessels that differ from other capillary 
beds in the body in that there is no basement 
membrane. The endothelial cells have gaps 
between them (fenestrae) of about 0.1 micron 
in diameter, allowing free flow of fluid and 
particulate matter to the hepatocytes. 
Individual hepatocytes are separated from the 
leaky sinusoids by the space of Disse, which 
contains stellate cells that store vitamin A and 
play an important part in regulating liver blood 
flow. They may also be immunologically active 
and play a role in the liver’s contribution to defence against pathogens. The key role of 
stellate cells in terms of pathology is in the development of hepatic fibrosis, the precursor of 
cirrhosis.
 They undergo activation in response to cytokines produced following liver injury, 
differentiating into myofibroblasts, which are the major producers of the collagen-rich 
matrix that forms fibrous tissue.   

Blood supply 

The liver is unique as an organ as it has dual perfusion, receiving a majority of its supply via 
the ❶portal vein, which drains blood from the gut via the splanchnic circulation and is the 
principal route for nutrient trafficking to the liver, and a minority from the ❷hepatic artery. 
The portal venous contribution is 50–90%. The dual perfusion system, and the variable 
contribution from portal vein and hepatic artery, can have important effects on the clinical 
expression of liver ischaemia (which typically exhibits a less dramatic pattern than ischaemia 
in other organs, a fact that can sometimes lead to it being missed clinically), and can raise 
practical challenges in liver transplant surgery.  

Biliary system and gallbladder 

Hepatocytes provide the driving force for bile flow by creating osmotic gradients of bile 
acids, which form micelles in bile (bile acid-dependent bile flow), and of sodium (bile acid-
independent bile flow). Bile is secreted by hepatocytes and flows from cholangioles to the 
biliary canaliculi. The canaliculi join to form larger intrahepatic bile ducts, which in turn 
merge to form the right and left hepatic ducts. These ducts join as they emerge from the 
liver to form the common hepatic duct, which becomes the common bile duct after joining 
the cystic duct (see Fig. 23.2). The common bile duct is approximately 5 cm long and 4–6 mm 


background image

 

wide. The distal portion of the duct passes through the head of the pancreas and usually 
joins the pancreatic duct before entering the duodenum through the ampullary sphincter 
(sphincter of Oddi). It should be noted, though, that the anatomy of the lower common bile 
duct can vary widely. Common bile duct pressure is maintained by rhythmic contraction and 
relaxation of the sphincter of Oddi; this pressure exceeds gallbladder pressure in the fasting 
state, so that bile normally flows into the gallbladder, where it is concentrated tenfold by 
resorption of water and electrolytes. The gallbladder is a pear-shaped sac typically lying 
under the right hemiliver, with its fundus located anteriorly behind the tip of the 9th costal 
cartilage. Anatomical variation is common and should be considered when assessing 
patients clinically and radiologically. The function of the gallbladder is to concentrate, and 
provide a reservoir for, bile. Gallbladder tone is maintained by vagal activity, and 
cholecystokinin released from the duodenal mucosa during feeding causes gallbladder 
contraction and reduces sphincter pressure, so that bile flows into the duodenum. The body 
and neck of the gallbladder pass postero-medially towards the porta hepatis, and the cystic 
duct then joins it to the common hepatic duct. The cystic duct mucosa has prominent 
crescentic folds (valves of Heister), giving it a beaded appearance on cholangiography.  

 

Hepatic function 

Carbohydrate, amino acid and lipid metabolism:

 

 The liver plays a central role in carbohydrate, lipid and amino acid metabolism, and is also 
involved in metabolising drugs and environmental toxins. An important and increasingly 
recognised role for the liver is in the integration of metabolic pathways, regulating the 
response of the body to feeding and starvation.  

Abnormality in metabolic pathways and their regulation can play an important role both in 
liver disease (e.g. non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD)) and in diseases that are not 
conventionally regarded as diseases of the liver (such as type II diabetes mellitus and inborn 
errors of metabolism).  

Hepatocytes have specific pathways to handle each of the nutrients absorbed from the gut 
and carried to the liver via the portal vein.  


background image

 

  Amino acids from dietary proteins are 

used for synthesis of plasma proteins, 
including albumin.  This plays a critical 
role in maintaining oncotic pressure in 
the vascular space and in the 
transport of small molecules like 
bilirubin, hormones and drugs 
throughout the body. Amino acids 
that are not required for the 
production of new proteins are 
broken down, with the amino group 
being converted ultimately to urea.  

  Following a meal, more than half of 

the glucose absorbed is taken up by 
the liver and stored as glycogen or 
converted to glycerol and fatty acids, 
thus preventing hyperglycaemia. 
During fasting, glycogen is broken 
down to release glucose 
(gluconeogenesis), thereby preventing 
hypoglycaemia.  

  The liver plays a central role in lipid 

metabolism, producing very low-density lipoproteins and further metabolising low- 
and high-density lipoproteins. Dysregulation of lipid metabolism is thought to have a 
critical role in the pathogenesis of NAFLD. Lipids are now recognised to play a key 
part in the pathogenesis of hepatitis C, facilitating viral entry into hepatocytes.  

 

Clotting factors: 

The liver produces key proteins that are involved in the coagulation cascade. Many of these 
coagulation factors (II, VII, IX and X) are post-translationally modified by vitamin K-
dependent enzymes, and their synthesis is impaired in vitamin K deficiency. Reduced clotting 
factor synthesis is an important and easily accessible biomarker of liver function in the 
setting of liver injury. Prothrombin time (PT; or the International Normalised Ratio, INR) is 
therefore one of the most important clinical tools available for the assessment of 
hepatocyte function.  

Note that the deranged PT or INR seen in liver disease may not directly equate to increased 
bleeding risk, as these tests do not capture the concurrent reduced synthesis of 
anticoagulant factors, including protein C and protein S. In general, therefore, correction of 
PT using blood products before minor invasive procedures should be guided by clinical risk 
rather than the absolute value of the PT.  

 

 

 


background image

 

Bilirubin metabolism and bile 

The liver plays a central role in the metabolism of bilirubin and is responsible for the 
production of bile. Between 250–300 mg of unconjugated bilirubin is produced from the 
catabolism of haem daily. Bilirubin in the blood is normally almost all unconjugated and, 
because it is not water-soluble, is bound to albumin and does not pass into the urine. 
Unconjugated bilirubin is taken up by hepatocytes at the sinusoidal membrane, where it is 
conjugated in the endoplasmic reticulum by UDP-glucuronyl transferase, producing bilirubin 
mono- and diglucuronide. Impaired conjugation by this enzyme is a cause of inherited 
hyperbilirubinaemias. These bilirubin conjugates are water-soluble and are exported into the 
bile canaliculi by specific carriers on the hepatocyte membranes. The conjugated bilirubin is 
excreted in the bile and passes into the duodenal lumen. Once in the intestine, conjugated 
bilirubin is metabolised by colonic bacteria to form stercobilinogen, which may be further 
oxidised to stercobilin. Both stercobilinogen and stercobilin are then excreted in the stool, 
contributing to its brown colour. Biliary obstruction results in reduced stercobilinogen in the 
stool, and the stools become pale. A small amount of stercobilinogen (4 mg/day) is absorbed 
from the bowel, passes through the liver, and is excreted in the urine, where it is known as 
urobilinogen or, following further oxidisation, urobilin. The liver secretes 1–2 L of bile daily. 
Bile contains bile acids (formed from cholesterol), phospholipids, bilirubin and cholesterol. 
Several biliary transporter proteins have been identified. Mutations in genes encoding these 
proteins have been identified in inherited intrahepatic biliary diseases presenting in 
childhood, and in adult-onset disease such as intrahepatic cholestasis of pregnancy and 
gallstone formation.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Storage of vitamins and minerals 


background image

 

Vitamins A, D and B12 are stored by the liver in large amounts, while others, such as vitamin 
K and folate, are stored in smaller amounts and disappear rapidly if dietary intake is 
reduced.  

The liver is also able to metabolise vitamins to more active compounds, e.g. 7-
dehydrocholesterol to 25(OH) vitamin D. Vitamin K is a fat-soluble vitamin and so the 
inability to absorb fat soluble vitamins, as occurs in biliary obstruction, results in a 
coagulopathy. The liver also stores minerals such as iron, in ferritin and haemosiderin, and 
copper, which is excreted in bile.  

Immune regulation 

Approximately 9% of the normal liver is composed of immune cells. Cells of the innate 
immune system include Kupffer cells derived from blood monocytes, the liver macrophages 
and natural killer (NK) cells, as well as ‘classical’ B and T cells of the adaptive immune 
response.  

Kupffer cells constitute the largest single mass of tissue-resident macrophages in the body 
and account for 80% of the phagocytic capacity of this system. They remove aged and 
damaged red blood cells, bacteria, viruses, antigen–antibody complexes and endotoxin. 
They also produce a wide variety of inflammatory mediators that can act locally or may be 
released into the systemic circulation.  

 

INVESTIGATION OF LIVER AND HEPATOBILIARY DISEASE 

 

Investigations play an important role in the management of liver disease in three settings: 

  identification of the presence of liver disease 
  establishing the aetiology  
  understanding disease severity (in particular, identification of cirrhosis with its 

complications).  

When planning investigations it is important to be clear as to which of these goals is being 
addressed. Suspicion of the presence of liver disease is normally based on blood 
biochemistry abnormality (‘liver function tests’, or ‘LFTs’), undertaken either as a result of 
clinical suspicion or, increasingly, in the setting of health screening. Less commonly, 
suspicion arises after a structural abnormality is identified on imaging.  

Aetiology is typically established through a combination of history, specific blood tests and, 
where appropriate, imaging and liver biopsy. Staging of disease (in essence, the 
identification of cirrhosis) is largely histological, although there is increasing interest in non-
invasive approaches, including novel imaging modalities, serum markers of fibrosis and the 
use of predictive scoring systems. The aims of investigation in patients with suspected liver 
disease are shown below. 

 

 

 


background image

 

Liver blood biochemistry 

Liver blood biochemistry (LFTs) includes the measurement of serum bilirubin, 
aminotransferases, alkaline phosphatase, gamma-glutamyl transferase and albumin.  

Most analytes measured by LFTs are not truly ‘function’ tests but, given that they are 
released by injured hepatocytes, instead provide biochemical evidence of liver cell damage. 
Liver function per se is best assessed by the serum albumin, PT and bilirubin because of the 
role played by the liver in synthesis of albumin and clotting factors and in clearance of 
bilirubin.  

Although LFT abnormalities are often non-specific, the patterns are frequently helpful in 
directing further investigations. Also, levels of bilirubin and albumin and the PT are related 
to clinical outcome in patients with severe liver disease, reflected by their use in several 
prognostic scores: The Child–Pugh and MELD scores in cirrhosis, the Glasgow score in 
alcoholic hepatitis  and the King’s College Hospital criteria for liver transplantation in acute 
liver failure.  

 

Bilirubin and albumin 

The degree of elevation of bilirubin can reflect the degree of liver damage. A raised bilirubin 
often occurs earlier in the natural history of biliary disease (e.g. primary biliary cirrhosis) 
than in disease of the liver parenchyma (e.g. cirrhosis) where the hepatocytes are primarily 
involved.  

Swelling of the liver within its capsule in inflammation can, however, sometimes impair bile 
flow and cause an elevation of bilirubin level that is disproportionate to the degree of liver 
injury.  

Caution is therefore needed in interpreting the level of liver injury purely on the basis of 
bilirubin elevation. Serum albumin levels are often low in patients with liver disease. This is 
due to a change in the volume of distribution of albumin, and reduced synthesis. Since the 
plasma half-life of albumin is about 2 weeks, albumin levels may be normal in acute liver 
failure but are almost always reduced in chronic liver failure.  

 

Alanine aminotransferase and aspartate aminotransferase 

Alanine aminotransferase (ALT) and aspartate aminotransferase (AST) are located in the 
cytoplasm of the hepatocyte; AST is also located in the hepatocyte mitochondria. Although 
both transaminase enzymes are widely distributed, expression of ALT outside the liver is 
relatively low and this enzyme is therefore considered more specific for hepatocellular 
damage. Large increases of aminotransferase activity favour hepatocellular damage, and this 
pattern of LFT abnormality is known as ‘hepatitic’.  

Alkaline phosphatase and gamma-glutamyl transferase 

Alkaline phosphatase (ALP) is the collective name given to several different enzymes that 
hydrolyse phosphate esters at alkaline pH. These enzymes are widely distributed in the 


background image

 

body, but the main sites of production are the liver, gastrointestinal tract, bone, placenta 
and kidney. ALPs are post-translationally modified, resulting in the production of several 
different isoenzymes, which differ in abundance in different tissues. ALP enzymes in the liver 
are located in cell membranes of the hepatic sinusoids and the biliary canaliculi. Accordingly, 
levels rise with intrahepatic and extrahepatic biliary obstruction and with sinusoidal 
obstruction, as occurs in infiltrative liver disease.  

Gamma-glutamyl transferase (GGT) is a microsomal enzyme found in many cells and tissues 
of the body. The highest concentrations are located in the liver, where it is produced by 
hepatocytes and by the epithelium lining small bile ducts. The function of GGT is to transfer 
glutamyl groups from gamma-glutamyl peptides to other peptides and amino acids. The 
pattern of a modest increase in aminotransferase activity and large increases in ALP and GGT 
activity favours biliary obstruction and is commonly described as ‘cholestatic’ or 
‘obstructive’. Isolated elevation of the serum GGT is relatively common, and may occur 
during ingestion of microsomal enzyme-inducing drugs, including alcohol, but also in NAFLD.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

10 

 

 

Other biochemical tests 

Other widely available biochemical tests may become altered in patients with liver disease:  

• Hyponatraemia occurs in severe liver disease due to increased production of antidiuretic 
hormone.  

• Serum urea may be reduced in hepatic failure, whereas levels of urea may be increased 
following gastrointestinal haemorrhage.  

• When high levels of urea are accompanied by raised bilirubin, high serum creatinine and 
low urinary sodium, this suggests hepatorenal failure, which carries a grave prognosis.  

• Significantly elevated ferritin suggests haemochromatosis. Modest elevations can be seen 
in inflammatory disease and alcohol excess.  

 

Haematological tests 

Blood count 

The peripheral blood count is often abnormal and can give a clue to the underlying 
diagnosis:  

•  A normochromic normocytic anaemia may reflect recent gastrointestinal 

haemorrhage, whereas chronic blood loss is characterised by a hypochromic 
microcytic anaemia secondary to iron deficiency. A high erythrocyte mean cell 
volume (macrocytosis) is associated with alcohol misuse, but target cells in any 
jaundiced patient also result in a macrocytosis. Macrocytosis can persist for a long 
period of time after alcohol cessation, making it a poor marker of ongoing 
consumption.  

•  Leucopenia may complicate portal hypertension and hypersplenism, whereas 

leucocytosis may occur with cholangitis, alcoholic hepatitis and hepatic abscesses. 
Atypical lymphocytes are seen in infectious mononucleosis, which may be 
complicated by an acute hepatitis.  

•  Thrombocytopenia is common in cirrhosis and is due to reduced platelet production, 

and increased breakdown because of hypersplenism. Thrombopoietin, required for 
platelet production, is produced in the liver and levels fall with worsening liver 
function. Thus platelet levels are usually more depressed than white cells and 
haemoglobin in the presence of hypersplenism in patients with cirrhosis. A low 
platelet count is often an indicator of chronic liver disease, particularly in the 
context of hepatomegaly. Thrombocytosis is unusual in patients with liver disease 
but may occur in those with active gastrointestinal haemorrhage and, rarely, in 
hepatocellular carcinoma.  

 

Coagulation tests 


background image

11 

 

These are often abnormal in patients with liver disease. The normal half-lives of the vitamin 
K-dependent coagulation factors in the blood are short (5–72 hours) and so changes in the 
prothrombin time occur relatively quickly following liver damage; these changes provide 
valuable prognostic information in patients with both acute and chronic liver failure. An 
increased PT is evidence of severe liver damage in chronic liver disease. Vitamin K does not 
reverse this deficiency if it is due to liver disease, but will correct the PT if the cause is 
vitamin K deficiency, as may occur with biliary obstruction due to non-absorption of fat-
soluble vitamins.  

 

Immunological tests 

A variety of tests are available to evaluate the aetiology of hepatic disease (Boxes 23.4 and 
23.5). The presence of liver-related autoantibodies can be suggestive of the presence of 
autoimmune liver disease (although falsepositive results can occur in non-autoimmune 
inflammatory disease such as NAFLD). Elevation in overall serum immunoglobulin levels can 
also be suggestive of autoimmunity (immunoglobulin (Ig)G and IgM). Elevated serum IgA can 
be seen, often in more advanced alcoholic liver disease and NAFLD, although the association 
is not specifc.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Imaging 

Several imaging techniques can be used to determine the site and general nature of 
structural lesions in the liver and biliary tree. In general, however, imaging techniques are 
unable to identify hepatic inflammation and have poor sensitivity for liver fbrosis unless 
advanced cirrhosis with portal hypertension is present. Ultrasound Ultrasound is non-
invasive and most commonly used as a ‘frst-line’ test to identify gallstones, biliary 
obstruction or thrombosis in the hepatic vasculature. Ultrasound is good for the 
identifcation of splenomegaly and abnormalities in liver texture, but is less effective at 
identifying diffuse parenchymal disease. Focal lesions, such as tumours, may not be detected 
if they are below 2 cm in diameter and have echogenic characteristics similar to normal liver 
tissue. Bubblebased contrast media are now routinely used and can enhance discriminant 


background image

12 

 

capability. Doppler ultrasound allows blood flow in the hepatic artery, portal vein and 
hepatic veins to be investigated. Endoscopic ultrasound provides high-resolution images of 
the pancreas, biliary tree and liver.   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Computed tomography and magnetic resonance imaging  

Computed tomography (CT) detects smaller focal lesions in the liver, especially when 
combined with contrast injection. Magnetic resonance imaging (MRI) can also be used to 
localise and confrm the aetiology of focal liver lesions, particularly primary and secondary 
tumours.   

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

13 

 

 

Hepatic angiography is seldom used nowadays as a diagnostic tool, since CT and MRI are 
both able to provide images of hepatic vasculature, but it still has a therapeutic role in the 
embolisation of vascular tumours such as hepatocellular carcinoma. Hepatic venography is 
now rarely performed.  

Cholangiography 

 Cholangiography can be undertaken by magnetic resonance cholangiopancreatography, 
endoscopy (endoscopic retrograde cholangiopancreatography, ERCP) or the percutaneous 
approach (percutaneous transhepatic cholangiography, PTC). The latter does not allow the 
ampulla of Vater or pancreatic duct to be visualised. MRCP is as good as ERCP at providing 
images of the biliary tree but has fewer complications and is the diagnostic test of choice.    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Both endoscopic and percutaneous approaches allow therapeutic interventions, such as the 
insertion of biliary stents across malignant bile duct strictures. The percutaneous approach is 
only used if it is not possible to access the bile duct endoscopically.  

 

Histological examination 

An ultrasound-guided liver biopsy can confrm the severity of liver damage and provide 
aetiological information. It is performed percutaneously with a Trucut or Menghini needle, 
usually through an intercostal space under local anaesthesia, or radiologically using a 
transjugular approach. Percutaneous liver biopsy is a relatively safe procedure but carries a 
mortality of about 0.01%. The main complications are abdominal and/or shoulder pain, 
bleeding and biliary peritonitis. Biliary peritonitis is rare and usually occurs when a biopsy is 


background image

14 

 

performed in a patient with obstruction of a large bile duct. Liver biopsies can be carried out 
in patients with defective haemostasis if:  

  the defect is corrected with fresh frozen plasma and platelet transfusion  
  the biopsy is obtained by the transjugular route, or  
  the procedure is conducted percutaneously under ultrasound control and the needle 

track is then plugged with procoagulant material.  

In patients with potentially resectable malignancy, biopsy should be avoided due to the 
potential risk of tumour dissemination. Operative or laparoscopic liver biopsy may 
sometimes be valuable. Although the pathological features of liver disease are complex, with 
several features occurring together, liver disorders can be broadly classifed histologically 
into fatty liver (steatosis), hepatitis (inflammation, ‘grade’) and cirrhosis (fbrosis, ‘stage’). 
The use of special histological stains can help in determining aetiology. The clinical features 
and prognosis of these changes are dependent on the underlying aetiology, and are 
discussed in the relevant sections below  

 

 

 

 

 

 

 

Non-invasive markers of hepatic fibrosis 

Non-invasive markers of liver fbrosis have been developed and can reduce the need for liver 
biopsy to assess the extent of fbrosis in some settings. Serological markers of hepatic fbrosis, 
such as α2- macroglobulin, haptoglobin and routine clinical biochemistry tests, are used in 
the Fibrotest®. The ELF® (Enhanced Liver Fibrosis) serological assay uses a combination of 
hyaluronic acid, procollagen peptide III (PIIINP) and tissue inhibitor of metalloproteinase 1 
(TIMP1). These tests are good at differentiating severe fbrosis from mild scarring, but are 
limited in their ability to detect subtle changes. A number of noncommercial scores based on 
standard biochemical and anthropometric indices have also been described that provide 
similar levels of sensitivity and specifcity (e.g. the FIB4 Score). An alternative to serological 
markers is transient elastography in which ultrasound-based shock waves are sent through 
the liver to measure liver stiffness as a surrogate for hepatic fibrosis. Once again, this test is 
good at differentiating severe fbrosis from mild scarring, but is limited in its ability to detect 
subtle changes, and validity may be affected by obesity  

 

 


background image

15 

 

PRESENTING PROBLEMS IN LIVER DISEASE 

Liver injury may be either acute or chronic.  

•  Acute liver injury may present with non-specifc symptoms of fatigue and abnormal 

LFTs, or with jaundice and acute liver failure.  

•  Chronic liver injury is defined as hepatic injury, inflammation and/or fibrosis 

occurring in the liver for more than 6 months. In the early stages, patients can be 
asymptomatic with fluctuating abnormal LFTs. With more severe liver damage, 
however, the presentation can be with jaundice, portal hypertension or other signs 
of cirrhosis and hepatic decompensation. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

16 

 

Acute liver failure 

Acute liver failure is an uncommon but serious condition. 

Definition: progressive deterioration in liver function and mental changes progressing 

from confusion to coma occurring within 8 weeks of onset of the precipitating illness, in the 
absence of evidence of preexisting liver disease. 

This distinguishes it from instances in which hepatic encephalopathy represents a 

deterioration in chronic liver disease. Liver failure occurs when there is insufficient metabolic 
and synthetic function for the needs of the patient. Although the direct cause is usually 
acute loss of functional hepatocytes, this can occur in different settings, which have 
implications for outcome and treatment.  

In a patient whose liver was previously normal (fulminant liver failure), the level of injury 

needed to cause liver failure, and thus the patient risk, is very high. In a patient with pre-
existing chronic liver disease, the additional acute insult needed to precipitate liver failure is 
much less. It is critical, therefore, to understand whether liver failure is a true acute event or 
an acute deterioration on a background of pre-existing injury (which may itself not have 
been diagnosed).  

Although ultimately liver biopsy may be necessary, it is the presence or absence of the 

clinical features suggesting chronicity that guides the clinician. More recently, newer 
classifications have been developed to reflect differences in presentation and outcome of 
acute liver failure. One such classification divides acute liver failure into hyperacute, acute 
and subacute, according to the interval between onset of jaundice and encephalopathy.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pathophysiology 

Any cause of liver damage can produce acute liver failure, provided it is sufficiently severe 
(Fig. 23.13). Acute viral hepatitis is the most common cause worldwide, whereas 
paracetamol toxicity (p. 212) is the most frequent cause in the UK. Acute liver failure occurs 
occasionally with other drugs, or from Amanita phalloides (mushroom) poisoning, in 


background image

17 

 

pregnancy, in Wilson’s disease, following shock (p. 190) and, rarely, in extensive malignant 
disease of the liver. In 10% of cases the cause of acute liver failure remains unknown and 
these patients are often labelled as having ‘non-A–E viral hepatitis’ or ‘cryptogenic’ acute 
liver failure.  

Clinical assessment 

Cerebral disturbance (hepatic encephalopathy and/or cerebral oedema) is the cardinal 
manifestation of acute liver failure, but in the early stages this can be mild and episodic and 
so its absence does not exclude a significant acute liver injury. The initial clinical features are 
often subtle and include reduced alertness and poor concentration, progressing through 
behavioural abnormalities such as restlessness and aggressive outbursts, to drowsiness and 
coma (Box 23.9). Cerebral oedema may occur due to increased intracranial pressure, causing 
unequal or abnormally reacting pupils, fixed pupils, hypertensive episodes, bradycardia, 
hyperventilation, profuse sweating, local or general myoclonus, focal fits or decerebrate 
posturing.  

Papilloedema occurs rarely and is a late sign. More general symptoms include weakness, 
nausea and vomiting.  

Right hypochondrial discomfort is an occasional feature.  

The patient may be jaundiced; however, this may not be present at the outset (e.g. in 
paracetamol overdose) and there are a number of exceptions, including Reye’s syndrome, in 
which jaundice is rare.  

Occasionally, death may occur in fulminant cases of acute liver failure before jaundice 
develops.  

Fetor hepaticus can be present.  

The liver is usually of normal size but later becomes smaller. Hepatomegaly is unusual and, 
in the presence of a sudden onset of ascites, suggests venous outflow obstruction as the 
cause.  

Splenomegaly is uncommon and never prominent.  

Ascites and oedema are late developments and may be a consequence of fluid therapy. 
Other features are related to the development of complications .             


background image

18 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

19 

 

Investigations 

The patient should be investigated to determine the cause of the liver failure and the 
prognosis (Boxes 23.10 and 23.11).  

  Hepatitis B core IgM antibody is the best screening test for acute hepatitis B 

infection, as liver damage is due to the immunological response to the virus, which 
has often been eliminated, and the test for HBsAg may be negative.  

  The PT rapidly becomes prolonged as coagulation factor synthesis fails; this is the 

laboratory test of greatest prognostic value and should be carried out at least twice 
daily. Its prognostic importance emphasises the necessity of avoiding the use of 
fresh frozen plasma to correct raised PT in acute liver failure, except in the setting of 
frank bleeding. Factor V levels can be used instead of the PT to assess the degree of 
liver impairment.  

  The plasma bilirubin reflects the degree of jaundice.  
  Plasma aminotransferase activity is particularly high after paracetamol overdose, 

reaching 100–500 times normal, but falls as liver damage progresses and is not 
helpful in determining prognosis.  

  Plasma albumin remains normal unless the course is prolonged.  
  Percutaneous liver biopsy is contraindicated because of the severe coagulopathy, 

but biopsy can be undertaken using the transjugular route if appropriate.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

20 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

21 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Management 

Patients with acute liver failure should be treated in a high-dependency or intensive care 
unit as soon as progressive prolongation of the PT occurs or hepatic encephalopathy is 
identified (Box 23.12), so that prompt treatment of complications can be initiated (Box 
23.13). Conservative treatment aims to maintain life in the hope that hepatic regeneration 
will occur, but early transfer to a specialised transplant unit should always be considered.  

  N-acetylcysteine therapy may improve outcome, particularly in patients with acute 

liver failure due to paracetamol poisoning.  

  Liver transplantation is an increasingly important treatment option for acute liver 

failure, and criteria have been developed to identify patients unlikely to survive 
without a transplant (see Box 23.11). Patients should, wherever possible, be 
transferred to a transplant centre before these criteria are met to allow time for 
assessment and to maximise the time for a donor liver to become available. Survival 
following liver transplantation for acute liver failure is improving, and 1-year survival 
rates of about 60% can be expected.  

 

 


background image

22 

 

Abnormal liver function tests 

Frequently, LFTs are requested in patients who have no symptoms or signs of liver disease, 
as part of routine health checks, insurance medicals and drug monitoring. Many patients 
with chronic liver disease are asymptomatic or have vague, non-specific symptoms. 
Apparently asymptomatic abnormal LFTs are therefore a common occurrence. The 
prevalence of abnormal LFTs has been reported to be as high as 10% in some studies. The 
most common abnormalities are alcoholic or non-alcoholic fatty liver disease. Since effective 
medical treatments are now available for many types of chronic liver disease, further 
evaluation is usually warranted to make sure the patient does not have a treatable 
condition. Although transient mild abnormalities in LFTs may not be clinically significant, the 
majority of patients with persistently abnormal LFTs do have significant liver disease. 
Biochemical abnormalities in chronic liver disease often fluctuate over time, and therefore 
even mild abnormalities can indicate significant underlying disease and so warrant follow-up 
and investigation. When abnormal LFTs are detected, a thorough history should be compiled 
to determine the patient’s alcohol consumption, drug use (prescribed drugs or otherwise), 
risk factors for viral hepatitis (e.g. blood transfusion, injecting drug use, tattoos), the 
presence of autoimmune diseases, family history, neurological symptoms, and the presence 
of features of the metabolic syndrome, including diabetes and/or obesity. The presence or 
absence of stigmata of chronic liver disease does not reliably identify those individuals with 
significant disease, and investigations are indicated, even in the absence of these signs.   

Both the pattern of LFT abnormality, hepatitic or obstructive, and the degree of elevation 
are helpful in determining the cause of underlying liver disease.  

 

 


background image

23 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

24 

 

Jaundice 

Jaundice is usually detectable clinically when the plasma bilirubin exceeds 2.5 mg/dL. The 
causes of jaundice overlap with the causes of abnormal LFTs discussed above. In a patient 
with jaundice it is useful to consider whether the cause might be pre-hepatic, hepatic or 
post-hepatic and there are often important clues in the history.  

Pre-hepatic jaundice 

This is caused either by haemolysis or by congenital hyperbilirubinaemia, and is 
characterised by an isolated raised bilirubin level.  

In haemolysis, destruction of red blood cells or their marrow precursors causes increased 
bilirubin production. Jaundice due to haemolysis is usually mild because a healthy liver can 
excrete a bilirubin load six times greater than normal before unconjugated bilirubin 
accumulates in the plasma. This does not apply to newborns, who have less capacity to 
metabolise bilirubin.  

The most common form of non-haemolytic hyperbilirubinaemia is Gilbert’s syndrome, an 
inherited disorder of bilirubin metabolism. Other inherited disorders of bilirubin metabolism 
are very rare.  

Hepatocellular jaundice 

Hepatocellular jaundice results from an inability of the liver to transport bilirubin into the 
bile, occurring as a consequence of parenchymal disease. Bilirubin transport across the 
hepatocytes may be impaired at any point between uptake of unconjugated bilirubin into 
the cells and transport of conjugated bilirubin into the canaliculi. In addition, swelling of cells 
and oedema resulting from the disease itself may cause obstruction of the biliary canaliculi. 
In hepatocellular jaundice the concentrations of both unconjugated and conjugated bilirubin 
in the blood increase. Hepatocellular jaundice can be due to acute or chronic injury, and 
clinical features of acute or chronic liver disease may be detected clinically. 
Characteristically, jaundice due to parenchymal liver disease is associated with increases in 
transaminases (AST, ALT), but increases in other LFTs, including cholestatic enzymes (GGT, 
ALP) may occur, and suggest specific aetiologies. Acute jaundice in the presence of an ALT of 
greater than 1000 U/L is highly suggestive of an infectious cause (e.g. hepatitis A, B), drugs 
(e.g. paracetamol) or hepatic ischaemia. Imaging is essential, in particular to identify 
features suggestive of cirrhosis, to define the patency of the hepatic vasculature, and to 
obtain evidence of portal hypertension. Liver biopsy has an important role in defining the 
aetiology of hepatocellular jaundice and the extent of liver injury.  

Obstructive (cholestatic) jaundice 

Cholestatic jaundice may be caused by:  

  failure of hepatocytes to initiate bile flow  
  obstruction of the bile ducts or portal tracts  
  obstruction of bile flow in the extrahepatic bile ducts between the porta hepatis and 

the papilla of Vater. In the absence of treatment, cholestatic jaundice tends to 
become progressively more severe because conjugated bilirubin is unable to enter 
the bile canaliculi and passes back into the blood, and also because there is a failure 


background image

25 

 

of clearance of unconjugated bilirubin arriving at the liver cells. Cholestasis may 
result from defects at more than one of these levels. Those confined to the 
extrahepatic bile ducts may be amenable to surgical or endoscopic correction. 
Clinical features comprise those due to cholestasis itself, those due to secondary 
infection (cholangitis) and those of the underlying condition. Obstruction of the bile 
duct drainage due to blockage of the extrahepatic biliary tree is characteristically 
associated with pale stools and dark urine. Pruritus may be a dominant feature and 
can be accompanied by skin excoriations. Peripheral stigmata of chronic liver disease 
are absent. If the gallbladder is palpable, the jaundice is unlikely to be caused by 
biliary obstruction due to gallstones, probably because a chronically  inflamed stone-
containing gallbladder cannot readily dilate. This is Courvoisier’s Law, and suggests 
that jaundice is due to a malignant biliary obstruction (e.g. pancreatic cancer). 
Cholangitis is characterised by ‘Charcot’s triad’ of jaundice, right upper quadrant 
pain and fever. Cholestatic jaundice is characterised by a relatively greater elevation 
of ALP and GGT than the aminotransferases. Ultrasound is indicated to determine 
whether there is evidence of mechanical obstruction and dilatation of the biliary 
tree.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

26 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

27 

 

Hepatomegaly

 

Hepatomegaly may occur as the result of a general enlargement of the liver or because of 
primary or secondary liver tumour. The most common liver tumour in Western countries is 
liver metastasis, whereas primary liver cancer complicating chronic viral hepatitis is more 
common in the Far East. Unlike metastases, neuro-endocrine tumours typically cause 
massive hepatomegaly but without significant weight loss. Cirrhosis can be associated with 
either hepatomegaly or reduced liver size in advanced disease. Although all causes of 
cirrhosis can involve hepatomegaly, it is much more common in alcoholic liver disease and 
haemochromatosis. Hepatomegaly may resolve in patients with alcoholic cirrhosis when 
they stop drinking.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ascites 

Ascites is present when there is accumulation of free fluid in the peritoneal cavity. Small 
amounts of ascites are asymptomatic, but with larger accumulations of fluid (> 1 L) there is 
abdominal distension, fullness in the flanks, shifting dullness on percussion and, when the 
ascites is marked, a fluid thrill. Other features include eversion of the umbilicus, herniae, 
abdominal striae, divarication of the recti and scrotal oedema. Dilated superficial abdominal 
veins may be seen if the ascites is due to portal hypertension.  

Pathophysiology 

Ascites has numerous causes, the most common of which are malignant disease, cirrhosis 
and heart failure. Many primary disorders of the peritoneum and visceral organs can also 
cause ascites, and these need to be considered even in a patient with chronic liver disease. 
Splanchnic vasodilatation is thought to be the main factor leading to ascites in cirrhosis. This 
is mediated by vasodilators (mainly nitric oxide) that are released when portal hypertension 
causes shunting of blood into the systemic circulation. Systemic arterial pressure falls due to 
pronounced splanchnic vasodilatation as cirrhosis advances. This leads to activation of the 
renin–angiotensin system with secondary aldosteronism, increased sympathetic nervous 
activity, increased atrial natriuretic hormone secretion and altered activity of the kallikrein–
kinin system. These systems tend to normalise arterial pressure but produce salt and water 


background image

28 

 

retention. In this setting the combination of splanchnic arterial vasodilatation and portal 
hypertension alters intestinal capillary permeability, promoting accumulation of fluid within 
the peritoneum.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

29 

 

 

Investigations 

Ultrasonography is the best means of detecting ascites, particularly in the obese and those 
with small volumes of fluid. Paracentesis (if necessary under ultrasonic guidance) can be 
used to obtain ascitic fluid for analysis. The appearance of ascitic fluid may point to the 
underlying cause. Pleural effusions are found in about 10% of patients, usually on the right 
side (hepatic hydrothorax); most are small and only identified on chest X-ray, but 
occasionally a massive hydrothorax occurs. Pleural effusions, particularly those on the left 
side, should not be assumed to be due to the ascites. Measurement of the protein 
concentration and the serum–ascites albumin gradient (SAAG) are used to distinguish a 
transudate from an exudate. Cirrhotic patients  typically develop a transudate with a total 
protein concentration below 25 g/L and relatively few cells. However, in up to 30% of 
patients, the total protein concentration is more than 30 g/L. In these cases, it is useful to 
calculate the SAAG by subtracting the concentration of the ascites fluid albumin from the 
serum albumin. A gradient of more than 11 g/L is 96% predictive that ascites is due to portal 
hypertension. Venous outflow obstruction due to cardiac failure or hepatic venous outflow 
obstruction can also cause a transudative ascites, as indicated by an albumin gradient above 
11 g/L but, unlike in cirrhosis, the total protein content is usually above 25 g/L.   

Exudative ascites (ascites protein concentration > 25 g/L or a SAAG < 11 g/L) raises the 
possibility of infection (especially tuberculosis), malignancy, hepatic venous obstruction, 
pancreatic ascites or, rarely, hypothyroidism
. Ascites amylase activity above 1000 U/L 
identifies pancreatic ascites, and low ascites glucose concentrations suggest malignant 
disease or tuberculosis. Cytological examination may reveal malignant cells (one-third of 
cirrhotic patients with a bloody tap have a hepatocellular carcinoma). Polymorphonuclear 
leucocyte counts above 250 × 10

6

/L strongly suggest infection (spontaneous bacterial 

peritonitis, see below). Laparoscopy can be valuable in detecting peritoneal disease.    

Management 

Successful treatment relieves discomfort but does not prolong life; if over-vigorous, it can 
produce serious disorders of fluid and electrolyte balance and precipitate hepatic 
encephalopathy. Treatment of transudative ascites is based on restricting sodium and water 
intake, promoting urine output with diuretics and, if necessary, removing ascites directly by 
paracentesis. Exudative ascites due to malignancy is treated with paracentesis, but fluid 
replacement is generally not required. During management of ascites, the patient should be 
weighed regularly. Diuretics should be titrated to remove no more than 1 L of fluid daily, so 
body weight should not fall by more than 1 kg daily to avoid excessive fluid depletion.   

  Sodium and water restriction  

Restriction of dietary sodium intake is essential to achieve negative sodium balance, and a 
few patients can be managed satisfactorily by this alone. Restriction of sodium intake to 100 
mmol/day (‘no added salt diet’) is usually adequate. Drugs containing relatively large 
amounts of sodium, and those promoting sodium retention such as non-steroidal anti-
inflammatory drugs (NSAIDs), must be avoided. Restriction of water intake to 1.0–1.5 L/day 
is necessary only if the plasma sodium falls below 125 mmol/L.    

 


background image

30 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Diuretics 

Most patients require diuretics in addition to sodium restriction. Spironolactone (100–400 
mg/day) is the first-line drug because it is a powerful aldosterone antagonist; it can cause 
painful gynaecomastia and hyperkalaemia, in which case amiloride (5–10 mg/day) can be 
substituted. Some patients also require loop diuretics, such as furosemide, but these can 
cause fluid and electrolyte imbalance and renal dysfunction. Diuresis may be improved if 
patients are rested in bed, perhaps because renal blood flow increases in the horizontal 
position. Patients who do not respond to doses of 400 mg spironolactone and 160 mg 
furosemide, or who are unable to tolerate these doses due to hyponatraemia or renal 
impairment, are considered to have refractory or diuretic-resistant ascites and should be 
treated by other measures.  

  Paracentesis 

First-line treatment of refractory ascites is large-volume paracentesis. Paracentesis to 
dryness is safe, provided the circulation is supported with an intravenous colloid such as 
human albumin (6–8 g per litre of ascites removed, usually as 100 mL of 20% human albumin 
solution (HAS) for every 1.5–2 L of ascites drained) or another plasma expander. 
Paracentesis can be used as an initial therapy or when other treatments fail.  

  Transjugular intrahepatic portosystemic stent shunt 

A transjugular intrahepatic portosystemic stent shunt (TIPSS) can relieve resistant ascites but 
does not prolong life; it may be an option where the only alternative is frequent, large-
volume paracentesis. It can be used in patients awaiting liver transplantation or in those 
with reasonable liver function, but can aggravate encephalopathy in those with poor 
function.  

  Peritoneo-venous shunt 

The peritoneo-venous shunt is a long tube with a non-return valve running subcutaneously 
from the peritoneum to the internal jugular vein in the neck; it allows ascitic fluid to pass 
directly into the systemic circulation. Complications, including infection, superior vena caval 


background image

31 

 

thrombosis, pulmonary oedema, bleeding from oesophageal varices and disseminated 
intravascular coagulopathy, limit its use and insertion of these shunts is now rare.  

Complications 

Renal failure  

Renal failure can occur in patients with ascites. It can be pre-renal due to vasodilatation 
from sepsis and/or diuretic therapy, or due to hepatorenal syndrome.  

Hepatorenal syndrome 

 This occurs in 10% of patients with advanced cirrhosis complicated by ascites. There are two 
clinical types; both are mediated by renal vasoconstriction due to underfilling of the arterial 
circulation.  

  Type 1 hepatorenal syndrome is characterised by progressive oliguria, a rapid rise of 

the serum creatinine and a very poor prognosis (without treatment, median survival 
is less than 1 month). There is usually no proteinuria, a urine sodium excretion of 
less than 10 mmol/day and a urine/ plasma osmolarity ratio of more than 1.5. Other 
non-functional causes of renal failure must be excluded before the diagnosis is 
made. Treatment consists of albumin infusions in combination with terlipressin and 
is effective in about two-thirds of patients. Haemodialysis should not be used 
routinely because it does not improve the outcome.  

Patients who survive should be considered for liver transplantation.  

  Type 2 hepatorenal syndrome usually occurs in patients with refractory ascites, is 

characterised by a moderate and stable increase in serum creatinine, and has a 
better prognosis.  

Spontaneous bacterial peritonitis  

Spontaneous bacterial peritonitis (SBP) may present with abdominal pain, rebound 
tenderness, absent bowel sounds and fever in a patient with obvious features of cirrhosis 
and ascites. Abdominal signs are mild or absent in about one-third of patients, and in these 
patients hepatic encephalopathy and fever are the main features. Diagnostic paracentesis 
may show cloudy fluid, and an ascites neutrophil count above 250 × 10

6

/L almost invariably 

indicates infection. The source of infection cannot usually be determined, but most 
organisms isolated are of enteric origin and Escherichia coli is most frequently found. Ascitic 
culture in blood culture bottles gives the highest yield of organisms. SBP needs to be 
differentiated from other intra-abdominal emergencies, and the finding of multiple 
organisms on culture should arouse suspicion of a perforated viscus. Treatment should be 
started immediately with broadspectrum antibiotics, such as cefotaxime or piperacillin/ 
tazobactam). Recurrence of SBP is common but may be reduced with prophylactic 
quinolones such as norfloxacin or ciprofloxacin.  

 

Prognosis 

Only 10–20% of patients survive 5 years from the first appearance of ascites due to cirrhosis. 
The outlook is not universally poor, however, and is best in those with well-maintained liver 


background image

32 

 

function and a good response to therapy. The prognosis is also better when a treatable 
cause for the underlying cirrhosis is present or when a precipitating cause for ascites, such as 
excess salt intake, is found. The mortality at 1 year is 50% following the first episode of 
bacterial peritonitis.  




رفعت المحاضرة من قبل: Ahmed 95
المشاهدات: لقد قام 55 عضواً و 379 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل