background image

1

 

 

Babylon University                                             Stage  Fourth  
College of Medicine                                               Lecture 1 
Dr. Athraa Falah 

 
 

THE HEPATIC PATHOLOGY  

 

General Features of Hepatic Disease  

The  major  primary  diseases  of  the  liver  are  viral  hepatitis,  alcoholic  liver  disease,  nonalcoholic 
fatty liver disease (NAFLD), and hepatocellular carcinoma (HCC).  

In the table below there are the most important laboratory tests that evaluate the liver function. 

Table -- Laboratory Evaluation of Liver Disease 
 

Hepatocyte integrity 

Serum aspartate aminotransferase (AST) 

Serum alanine aminotransferase (ALT) 

Biliary function 

Serum bilirubin (total and direct) 

Serum alkaline phosphatase 

Hepatocyte function 

Serum albumin 

Prothrombin time 

 

 

 

Patterns of hepatic injury  

 

         Hepatocyte degeneration and intracellular accumulations 

         Hepatocyte necrosis and apoptosis 

         Inflammation 

         Regeneration 

         Fibrosis 

 

Clinical Syndromes related to liver disease  

1.  Jaundice and Cholestasis. 

2.  Hepatic Failure  

3.  Cirrhosis  

4.  Portal Hypertension 


background image

2

 

 

Jaundice and cholestasis  

Alterations  of  bile  formation  become  clinically  evident  as  yellow  discoloration  of  the  skin  and 
sclera  (jaundice  and  icterus,  respectively)  due  to  retention  of  bilirubin,  and  as  cholestasis
characterized by systemic retention of not only bilirubin but also other solutes eliminated in bile.  

Bilirubin metabolism and elimination.  

(1)  Normal  bilirubin  production  from  heme  (0.2–0.3  gm/day)  is  derived  primarily  from  the 
breakdown of senescent circulating erythrocytes.  

(2) Extrahepatic bilirubin is bound to serum albumin and delivered to the liver.  

(3) Hepatocellular uptake and (4) glucuronidation in the endoplasmic reticulum generate bilirubin 
monoglucuronides and diglucuronides, which are water soluble and readily excreted into bile.  

(5)  Gut  bacteria  deconjugate  the  bilirubin  and  degrade  it  to  colorless  urobilinogens.  The 
urobilinogens and the residue of intact pigments are excreted in the feces, with some reabsorption 
and excretion into urine. 

 

Pathophysiology of Jaundice 

There  are  two  important  pathophysiologic  differences  between  the  two  forms  of  bilirubin. 
Unconjugated  bilirubin  is  virtually  insoluble  in  water  at  physiologic  pH  and  exists  in  tight 
complexes with serum albumin. This form cannot be excreted in the urine even when blood levels 
are high
.  

Normally,  a  very  small  amount  of  unconjugated  bilirubin  is  present  as  an  albumin-free  anion  in 
plasma.  This  fraction  of  unbound  bilirubin  may  diffuse  into  tissues,  particularly  the  brain  in 
infants,  and  produce  toxic  injury  which  may  cause  severe  neurologic  damage,  referred  to  as 
kernicterus.  


background image

3

 

 

In  contrast,  conjugated  bilirubin  is  water-soluble,  nontoxic,  and  only  loosely  bound  to  albumin, 
and can be excreted in urine
.  

Serum  bilirubin  levels  in  the  normal  adult  vary  between  0.3  and  1.2  mg/dL,  Jaundice  becomes 
evident when the serum bilirubin levels rise above 2.0 to 2.5 mg/dL;  

Jaundice occurs when the equilibrium between bilirubin production and clearance is disturbed by 
one or more of the following mechanisms ( Table below ): 

 (1) excessive extrahepatic production of bilirubin;  

(2) reduced hepatocyte uptake;  

(3) impaired conjugation;  

(4) decreased hepatocellular excretion; and  

(5) impaired bile flow.  

The first three mechanisms produce unconjugated hyperbilirubinemia, and the latter two produce 
predominantly conjugated hyperbilirubinemia.  

TABLE    -- Causes of Jaundice 

PREDOMINANTLY UNCONJUGATED HYPERBILIRUBINEMIA 

   

 

Excess production of bilirubin  

     

Hemolytic anemias 

   

 

Resorption  of  blood  from  internal  hemorrhage  (e.g.,  alimentary  tract  bleeding, 
hematomas) 

     

Ineffective erythropoiesis (e.g., pernicious anemia, thalassemia) 

 

   

 

Reduced hepatic uptake  

      Drug interference with membrane carrier systems 

      Some cases of Gilbert syndrome 

 

   

 

Impaired bilirubin conjugation  

   

 

Physiologic  jaundice  of  the  newborn  {decreased  UGT1A1(uridine  diphosphate–
glucuronyltransferase1A1) activity, decreased excretion} 

     

Breast milk jaundice (β-glucuronidases in milk) 

     

Genetic deficiency of UGT1A1 activity (Crigler-Najjar syndrome types I and II) 

     

Gilbert syndrome 

     

Diffuse hepatocellular disease (e.g., viral or drug-induced hepatitis, cirrhosis) 

 

 

PREDOMINANTLY CONJUGATED HYPERBILIRUBINEMIA 

     

Deficiency of canalicular membrane transporters (Dubin-Johnson syndrome, Rotor syndrome) 

     

Impaired bile flow 

 


background image

4

 

 

 
Neonatal Jaundice.  

Because the hepatic machinery for conjugating and excreting bilirubin does not fully mature until 
about  2  weeks  of  age,  almost  every  newborn  develops  transient  and  mild  unconjugated 
hyperbilirubinemia, termed neonatal jaundice or physiologic jaundice of the newborn. This may be 
exacerbated  by  breastfeeding,  as  a  result  of  the  presence  of  bilirubin-deconjugating  enzymes  in 
breast milk 

Hereditary Hyperbilirubinemias.  

Multiple genetic mutations can cause hereditary hyperbilirubinemia(Tablebelow).  

In  Crigler-Najjar  syndrome  type  I  hepatic  UGT1A1    is  completely  absent.  The  liver  is 
morphologically  normal  by  light  and  electron  microscopy
.  However,  serum  unconjugated 
bilirubin  reaches  very  high  levels,  producing  severe  jaundice  and  icterus.  Without  liver 
transplantation, this condition is invariably fatal. 

TABLE 18-3   -- Hereditary Hyperbilirubinemias 

Disorder 

Inheritance 

Defects in Bilirubin Metabolism  Liver Pathology 

Clinical 
Course 

UNCONJUGATED HYPERBILIRUBINEMIA 

Crigler-
Najjar 
syndrome 
type I 

Autosomal 
recessive 

Absent UGT1A1 activity 

None 

Fatal 

in 

neonatal 
period 

Crigler-
Najjar 
syndrome 
type II 

Autosomal 
dominant 

with 

variable 
penetrance 

Decreased UGT1A1 activity 

None 

Generally 
mild, 
occasional 
kernicterus 

Gilbert 
syndrome 

Autosomal 
recessive 

Decreased UGT1A1 activity 

None 

Innocuous 

CONJUGATED HYPERBILIRUBINEMIA 

Dubin-
Johnson 
syndrome 

Autosomal 
recessive 

Impaired  biliary  excretion  of 
bilirubin  glucuronides  due  to 
mutation 

in 

canalicular 

multidrug  resistance  protein  2 
(MRP2) 

Pigmented 
cytopasmic 
globules; 
?epinephrine 
metabolites 

Innocuous 

Rotor 
syndrome 

Autosomal 
recessive 

   

  Decreased hepatic uptake 

and storage? 

   

  Decreased 

biliary 

excretion? 

 

None 

Innocuous 

 


background image

5

 

 

Crigler-Najjar  syndrome  type  II  is  a  less  severe,  nonfatal  disorder  in  which  UGT1A1  enzyme 
activity  is  greatly  reduced.  The  only  major  consequence  is  extraordinarily  yellow  skin. 
Phenobarbital treatment can improve bilirubin glucuronidation 

Gilbert  syndrome  is  a  relatively  common,  benign,  inherited  condition  presenting  with  mild, 
fluctuating hyperbilirubinemia, in the absence of hemolysis or liver disease. It affects 3% to 10% 
of  the  U.S.  population.  The  mild  hyperbilirubinemia  may  go  undiscovered  for  years.  When 
detected in adolescence or adult life it is typically in association with stress, such as an intercurrent 
illness,  strenuous  exercise,  or  fasting.  Individuals  who  have  Gilbert  syndrome  may  be  more 
susceptible to adverse effects of drugs that are metabolized by UGT1A1. 

Dubin-Johnson  syndrome  is  an  autosomal  recessive  disorder  characterized  by  chronic 
conjugated  hyperbilirubinemia.  It  is  caused  by  a  defect  in  hepatocellular  excretion  of  bilirubin 
glucuronides across  the canalicular  membrane
.  The liver is  darkly pigmented because of coarse 
pigmented  granules  within  the  cytoplasm  of  hepatocytes  .  The  liver  is  otherwise  normal.  Apart 
from  chronic  or  recurrent  jaundice  of  fluctuating  intensity,  most  patients  are  asymptomatic  and 
have a normal life expectancy. 

Cholestasis  

It  is  a pathologic condition  of impaired bile formation  and bile flow, leading to  accumulation of 
bile pigment in the hepatic parenchyma. It can be caused by: 

-extrahepatic or intrahepatic obstruction of bile channels, or by  

-defects in hepatocyte bile secretion.  

Patients  may  have  jaundice,  pruritus,  skin  xanthomas  (focal  accumulation  of  cholesterol),  or 
symptoms related to intestinal malabsorption, including nutritional deficiencies of the fat-soluble 
vitamins A, D, or K.  

-A  characteristic  laboratory  finding  is  elevated  serum  alkaline  phosphatase  and  γ-glutamyl 
transpeptidase (GGT)
 enzymes. 

Morphology 

- accumulation of bile pigment within the hepatic parenchyma.  

-Elongated green-brown plugs of bile are visible in dilated bile canaliculi.  

-Rupture  of  canaliculi  leads  to  extravasation  of  bile,  which  is  quickly  phagocytosed  by  Kupffer 
cells.  

-Droplets  of  bile  pigment  also  accumulate  within  hepatocytes,  which  can  take  on  a  fine,  foamy 
appearance (feathery degeneration). 

Extrahepatic  biliary  obstruction  is  frequently  amenable  to  surgical  alleviation.  In  contrast, 
intrahepatic  cholestasis  is  not  benefited  by  surgery  (short  of  transplantation),  and  the  patient's 
condition may be worsened by an operative procedure.  


background image

6

 

 

Infectious Disorders of liver 
 
VIRAL HEPATITIS
  

Unless  otherwise specified,  the term  viral hepatitis  is  applied for  hepatic infections  caused by a 
group  of  viruses  known  as  hepatotropic  virus  (hepatitis  viruses  A,  B,  C,  D,  and  E)
  that  have  a 
particular affinity for the liver. 

TABLE -- The Hepatitis Viruses 

Virus 

Hepatitis A 

Hepatitis B 

Hepatitis C 

Hepatitis D 

Hepatitis E 

Type of virus  SsRNA 

partially 
dsDNA 

ssRNA 

Circular 
defective ssRNA 

ssRNA 

Viral family 

Hepatovirus; 
related 

to 

picornavirus 

Hepadnavirus 

Flaviridae 

Subviral  particle 
in 

Deltaviridae 

family 

Calicivirus 

Route 

of 

transmission 

Fecal-oral 
(contaminated 
food or water) 

Parenteral, 
sexual contract, 
perinatal 

Parenteral; 
intranasal 
cocaine use is 
a risk factor 

Parenteral 

Fecal-oral 

Mean 
incubation 
period 

2–4 weeks 

1–4 months 

7–8 weeks 

Same as HBV 

4–5 weeks 

Frequency  of 
chronic  liver 
disease 

Never 

10% 

∼80% 

5%  (coinfection); 
≤70% 

for 

superinfection 

Never 

Diagnosis 

Detection 

of 

serum 

IgM 

antibodies 

Detection 

of 

HBsAg 

or 

antibody 

to 

HBcAg 

PCR for HCV 
RNA; 

3rd-

generation 
ELISA 

for 

antibody 
detection 

Detection  of  IgM 
and 

IgG 

antibodies;  HDV 
RNA 

serum; 

HDAg in liver 

PCR for HEV 
RNA; 
detection 

of 

serum 

IgM 

and 

IgG 

antibodies 

 
Hepatitis A Virus  

Hepatitis  A  virus  (HAV)  is  a  benign,  self-limited  disease  with  an  incubation  period  of  3  to  6 
weeks. HAV does not cause chronic hepatitis or a carrier state and only rarely causes fulminant 
hepatitis, so the fatality rate associated with HAV is about 0.1%
.  

HAV  occurs  throughout  the  world  and  is  endemic  in  countries  with  substandard  hygiene  and 
sanitation,  where  populations  may  have  detectable  antibodies  to  HAV  by  the  age  of  10  years. 
Clinical disease tends to be mild or asymptomatic, and is rare after childhood. 

Affected  individuals  have  nonspecific  symptoms  such  as  fatigue  and  loss  of  appetite,  and  often 
develop  jaundice.  Overall,  HAV  accounts  for  about  25%  of  clinically  evident  acute  hepatitis 
worldwide . 


background image

7

 

 

Specific  IgM  antibody  against  HAV  appears  in  blood  at  the  onset  of  symptoms,  constituting  a 
reliable marker of acute infection ( Fig. below ). Fecal shedding of the virus ends as the IgM titer 
rises.  The  IgM  response  usually  begins  to  decline  in  a  few  months  and  is  followed  by  the 
appearance of  IgG anti-HAV. The latter persists  for  years, perhaps conferring lifelong immunity 
against reinfection by all strains of HAV. However, there are no routinely available tests for IgG 
anti-HAV.  The  presence  of  this  antibody  is  inferred  from  the  difference  between  total  and  IgM 
anti-HAV.  

 

The sequence of serologic markers in acute hepatitis A infection 

Hepatitis B Virus (HBV)  

HBV can produce: 

 (1) acute hepatitis with recovery and clearance of the virus,  

(2) nonprogressive chronic hepatitis,  

(3) progressive chronic disease ending in cirrhosis,  

(4) fulminant hepatitis with massive liver necrosis, and 

 (5) an asymptomatic carrier state.  

HBV-induced  chronic  liver  disease  is  an  important  precursor  for  the  development  of 
hepatocellular carcinoma. The clinical outcomes of HBV infection are show in Figure below . 


background image

8

 

 

 

  The potential outcomes with hepatitis B infection in adults 

Liver  disease  due  to  HBV  is  an  enormous  global  health  problem.  One  third  of  the  world 
population (2 billion people) have been infected with HBV, and 400 million people have chronic 
infection.  The  carrier  rate  is  largely  dictated  by  the  age  at  infection,  being  the  highest  when 
infection occurs in children perinatally and the lowest when adults are infected.  

The mode of transmission of HBV occurs in different ways:  

-perinatal transmission during childbirth .  

-horizontal transmission (through minor cuts and breaks in the skin or mucous membranes among 
children with close bodily contact),  

-unprotected  heterosexual  or  homosexual  intercourse  and  intravenous  drug  abuse  (sharing  of 
needles and syringes) .  

The incidence of transfusion-related spread has decreased greatly in recent years due to screening 
of donated blood. 

Approximately 70% have mild or no symptoms and do not develop jaundice. The remaining 30% 
have  nonspecific  constitutional  symptoms  such  as  anorexia,  fever,  jaundice,  and  upper  right 
quadrant  pain.  In  almost  all  cases  the  infection  is  self-limited  and  resolves  without  treatment. 
Chronic  disease  rarely  occurs  in  adults  in  non-endemic  areas.  Fulminant  hepatitis  is  also  rare, 
occurring in approximately 0.1 to 0.5% of cases. 

The natural course of the disease can be followed by serum markers ( figure below).  


background image

9

 

 

 

 

 

Sequence  of  serologic  markers  for  hepatitis  B  viral  hepatitis  demonstrating  (A)  acute  infection  with  resolution  and 

(B) progression to chronic infection

.  

 

   

     HBsAg  appears  before  the  onset  of  symptoms,  peaks  during  overt  disease,  and 

then declines to undetectable levels in 3 to 6 months. 

   

     Anti-HBs antibody does not rise until the acute disease is over and is usually not 

detectable for a few weeks to several months after the disappearance of HBsAg.  

   

     HBeAg,  HBV-DNA,  and  DNA  polymerase  appear  in  serum  soon  after  HBsAg, 

and  all  signify  active  viral  replication.  Persistence  of  HBeAg  is  an  important 
indicator  of  continued  viral  replication,  infectivity,  and  probable  progression  to 
chronic  hepatitis.  The  appearance  of  anti-HBe  antibodies  implies  that  an  acute 
infection has peaked and is on the wane. 

   

     IgM anti-HBc becomes detectable in serum shortly before the onset of symptoms, 

concurrent with the onset of elevated serum aminotransferase levels (indicative of 
hepatocyte  destruction).  Over  a  period  of  months  the  IgM  anti-HBc  antibody  is 
replaced by IgG anti-HBc.  

Hepatitis B can prevented by vaccination and by the screening of donor blood, organs, and tissues.  

 
 
 
 
 
 
 




رفعت المحاضرة من قبل: Ahmed monther Aljial
المشاهدات: لقد قام 0 عضواً و 132 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