background image

1

 

 

Babylon University                                             Stage  Fourth  
College of Medicine                                               Lecture 3 
Dr. Athraa Falah 

 
 

THE HEPATIC PATHOLOGY  

 

CIRRHOSIS

  

Cirrhosis  is  the  twelfth  most  common  cause  of  death  in  the  United  States,  accounting  for  most 
liver-related deaths.  

Classification of cirrhosis: 

  Primary(Cryptogenic Cirrhosis) 10%. 

  Secondary due to: 

1-Alcohol abuse. 
2-Chronic viral hepatitis. 
3-Non-alcoholic steatohepatitis(NASH) 
4-Biliary disease. 
5-Iron overload 

Cirrhosis,  as  the  end  stage  of  chronic  liver  disease,  is  defined  by  three  main  morphologic 
characteristics:  

   

     Bridging fibrous septa in the form of delicate bands or broad scars linking portal tracts with 

one another and portal tracts with terminal hepatic veins.  

   

     Parenchymal nodules containing hepatocytes encircled by fibrosis, with diameters varying 

from  very  small  (<3  mm,  micronodules)  to  large  (several  centimeters,  macronodules). 
Nodularity results from cycles of hepatocyte regeneration and scarring. 

          Disruption of the architecture of the entire liver. 

 

Pathogenesis.  

The  central  pathogenic  processes  in  cirrhosis  are  death  of  hepatocytes,  extracellular  matrix 
(ECM) deposition, and vascular reorganization

-Activated kupffer cells lead to death and destruction of hepatocyte .  

-Types I and III collagen are deposited in the space of Disse, creating fibrotic septal tracts. 

-The vascular architecture of the liver is disrupted by the parenchymal damage and scarring, with 
the formation of new vascular channels in the fibrotic septa that connect the vessels in the portal 
region  (hepatic  arteries  and  portal  veins)  to  terminal  hepatic  veins,  shunting  blood  from  the 
parenchyma.  

 


background image

2

 

 

The  predominant  mechanism  of  fibrosis  is  the  proliferation  of  hepatic  stellate  cells  and  their 
activation into highly fibrogenic cells

As  they  are  converted  into  myofibroblasts,  the  cells  release  chemotactic  and  vasoactive  factors, 
cytokines,  and  growth  factors.  Myofibroblasts  are  contractile  cells,  capable  of  constricting 
sinusoidal vascular channels and increasing vascular resistance within the liver parenchyma.  

The stimuli for stellate cell activation may originate from several sources :  

(a)  Chronic  inflammation,  with  production  of  inflammatory  cytokines  such  as  tumor  necrosis 
factor (TNF), lymphotoxin, and interleukin 1β (IL-1β), and lipid peroxidation products;  

(b) Cytokine and chemokine production by Kupffer cells, endothelial cells and hepatocytes 

(c) Direct stimulation of stellate cells by toxins. 

Throughout the process  of liver damage and fibrosis, the surviving hepatocytes are stimulated to 
regenerate  and  proliferate  as  spherical  nodules  within  the  confines  of  the  fibrous  septa.  The  net 
outcome  is  a  fibrotic,  nodular  liver  in  which  delivery  of  blood  to  hepatocytes  and  the  ability  of 
hepatocytes  to  secrete  substances  into  plasma  are  severely  compromised.  Disruption  of  the 
interface between the parenchyma and portal tracts may also obliterate biliary channels, leading to 
the development of jaundice. 

 

 
 

Schematic of Stellate cell activation and liver fibrosis. Kupffer cell activation leads to secretion of multiple cytokines. 
Platelet-derived growth factor (PDGF) and tumor necrosis factor (TNF) activate stellate cells, and contraction of the 
activated stellate cells is stimulated by endothelin-1 (ET-1). Fibrogenesis is stimulated by transforming growth factor 
β (TGF-β). Chemotaxis of activated stellate cells to areas of injury is promoted by PDGF and monocyte chemotactic 
protein-1 (MCP-1).  

Clinical Features.  

About 40% of individuals with cirrhosis are asymptomatic until late in the course of the disease. 
When  symptomatic,  they  present  with  nonspecific  clinical  manifestations:  anorexia,  weight  loss, 
weakness, and, in advanced disease, symptoms and signs of hepatic failure .  


background image

3

 

 

The ultimate mechanism of deaths in most cirrhotic patients is (1) progressive liver failure, (2) a 
complication related to portal hypertension, or (3) the development of hepatocellular carcinoma
.  

Intrahepatic Biliary Tract Disease  

There  are  three  disorders  of  intrahepatic  bile  ducts:  secondary  biliary  cirrhosis,  primary  biliary 
cirrhosis
, and primary sclerosing cholangitis (summarized in Table below ).  

Secondary biliary cirrhosis is a condition resulting most often from uncorrected obstruction of the 
extrahepatic biliary tree.  

Primary biliary cirrhosis is a destructive disorder of the intrahepatic biliary tree.  

Primary selerosing cholangitis involves both the extrahepatic and intrahepatic biliary tree.  

 
TABLE  -- Distinguishing Features of the Major Intrahepatic Bile Duct Disorders 

  

Secondary 

Biliary 

Cirrhosis 

Primary 

Billiary 

Cirrhosis 

Primary 

Sclerosing 

Cholangitis 

Etiology 

Extrahepatic  bile  duct 
obstruction: 

biliary 

atresia, 

gallstones, 

stricture,  carcinoma  of 
pancreatic head 

Possibly autoimmune  Unknown, 

possibly 

autoimmune;  50%  to  70% 
associated  with  inflammatory 
bowel disease 

Sex 
predilection 

None 

Female to male, 6 : 1 

Female to male, 1 : 2 

Symptoms and 
signs 

Pruritus, 

jaundice, 

malaise,  dark  urine,  light 
stools, 
hepatosplenomegaly 

Same  as  secondary 
biliary 

cirrhosis; 

insidious onset 

Same  as  secondary  biliary 
cirrhosis; insidious onset 

Laboratory 
findings 

Conjugated 
hyperbilirubinemia, 
increased  serum  alkaline 
phosphatase 

Same  as  secondary 
biliary  cirrhosis,  plus 
elevated  serum  IgM 
autoantibodies 
(especially  M2  form 
of  anti-mitochondrial 
antibody) 

Same  as  secondary  biliary 
cirrhosis,  plus  elevated  serum 
IgM, 
hypergammaglobulinemia 

Important 
pathologic 
findings 
before 
cirrhosis 
develops 

Prominent  bile  stasis  in 
bile  ducts,  bile  ductular 
proliferation 

with 

surrounding neutrophils 

Dense 

lymphocytic 

infiltrate 

in 

portal 

tracts 

with 

granulomatous 
destruction 

of 

bile 

ducts 

Periductal 

portal 

tracts 

fibrosis 

 
 
 
 


background image

4

 

 

Metabolic Liver Disease

  

A  distinct  group  of  liver  diseases  is  attributable  to  disorders  of  metabolism,  either  acquired  or 
inherited.  The  most  common  acquired  metabolic  disorder  is  non-alcoholic  fatty  liver  disease. 
Among  inherited  metabolic  diseases,  hemochromatosis,  Wilson  disease,  and  α

1

-antitrypsin 

deficiency are most prominent.  

Nonalcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD)

  

NAFLD  is  a  group  of  conditions  that  have  in  common  the  presence  of  hepatic  steatosis  (fatty 
liver), in individuals who do not consume alcohol, or do so in very small quantities (less than 20 g 
of ethanol/week).  

NAFLD  includes  simple  hepatic  steatosis,  steatosis  accompanied  by  minor,  non-specific 
inflammation, and non-alcoholic steatohepatitis (NASH)

 Steatosis  with  or  without  non-specific  inflammation  is  generally  a  stable  condition  without 
significant clinical problems.  

In contrast, NASH is a condition in which there is hepatocyte injury that may progress to cirrhosis 
in  10%  to  20%  of  cases.  The  main  components  of  NASH  are  hepatocyte  ballooning,  lobular 
inflammation, and steatosis. With progressive disease fibrosis occurs.  

NASH  affects  men  and  women  equally  and  the  condition  is  strongly  associated  with  obesity, 
dyslipidemia, hyperinsulinemia and insulin resistance.  

Pathogenesis.  

The  precise  mechanisms  of  steatosis  and  hepatocellular  damage  in  NAFLD  are  not  entirely 
known, but genetics and environment play a role in the pathogenesis. 

A “two-hit” model of pathogenesis has been proposed, encompassing two sequential events:  

(1) hepatic fat accumulation and, (2) hepatic oxidative stress. 

The oxidative stress acts upon the accumulated hepatic lipids, resulting in lipid peroxidation and 
the release of lipid peroxides, which can produce reactive oxygen species. 

Clinical Features.  

Individuals with simple steatosis are generally asymptomatic.  

Liver  biopsy  is  the  most  reliable  diagnostic  tool  for  NASH  and  helps  determine  the  extent  of 
steatosis, presence of steatohepatitis, and degree of fibrosis.  

Serum  AST  and  ALT  are  elevated  in  about  90%  of  patients  with  NASH.  Despite  the  enzyme 
elevations,  patients  may  be  asymptomatic.  Others  have  general  symptoms  such  as  fatigue  and 
right-sided abdominal discomfort caused by hepatomegaly.  


background image

5

 

 

The current management strategy seeks to correct the underlying risk factors, such as obesity and 
hyperlipidemia, and to treat insulin resistance. 

WILSON DISEASE  

Wilson  disease  is  an  autosomal  recessive  disorder  caused  by  mutation  of  the  ATP7B  gene, 
resulting  in  impaired  copper  excretion  into  bile  and  a  failure  to  incorporate  copper  into 
ceruloplasmin

This disorder is marked by the accumulation of toxic levels of copper in many tissues and organs, 
principally the liver, brain, and eye
.  

Morphology.  

The hepatic changes are variable, ranging from relatively minor to massive damage. Fatty change 
(steatosis)
  may  be  mild  to  moderate,  with  vacuolated  nuclei  and  occasionally,  focal  hepatocyte 
necrosis.  

An  acute  hepatitis  can  show  features  mimicking  acute  viral  hepatitis,  except  possibly  for  the 
accompanying fatty change.  

The chronic hepatitis of Wilson disease exhibits moderate to severe inflammation and hepatocyte 
necrosis, with the particular features of macrovesicular steatosis, vacuolated hepatocellular nuclei, 
and Mallory bodies. With progression of chronic hepatitis, cirrhosis will develop.  

Nearly  all  patients  with  neurologic  involvement  develop  eye  lesions  called  Kayser-Fleischer 
rings
, green to brown deposits of copper in Desçemet's membrane in the limbus of the cornea. 

Clinical Features.  

The  disorder  usually  manifests  in  affected  individuals  between  6  and  40  years  of  age.  The  most 
common presentation is acute or chronic liver disease. Neuropsychiatric manifestations, including 
mild behavioral changes, frank psychosis, or a Parkinson disease–like syndrome (such as tremor).  

The biochemical diagnosis of Wilson disease is based on  a decrease in serum ceruloplasmin, an 
increase in hepatic copper content and increased urinary excretion of copper
.  

Benign neoplasms

  

Hepatic Adenoma  

Benign  neoplasms  developing  from  hepatocytes  are  called  hepatic  adenomas  or  liver  cell 
adenomas
.  Hepatic  adenomas  most  frequently  occur  in  young  women  who  have  used  oral 
contraceptives; tumors generally regress if contraceptive use is terminated.  

Hepatic adenomas have clinical significance for three reasons:  

(1)  When  they  present  as  an  intrahepatic  mass  they  may  be  mistaken  for  hepatocellular 
carcinomas;  


background image

6

 

 

(2)  Subcapsular  adenomas  have  a  tendency  to  rupture,  particularly  during  pregnancy  (under 
estrogen stimulation), causing life-threatening intraperitoneal hemorrhage;  

(3)  Rarely,  they  may  transform  into  carcinomas,  particularly,  when  the  adenoma  arises  in  an 
individual with glycogen storage disease, and adenomas in which mutations of the β-catenin gene 
are present. 

Pathogenesis.  

The causal events are unknown, but it may be assosciated with 

 -Hormonal stimulation. 

-Mutations in the genes encoding the transcription factor HNF1α and β-catenin . 

-Multiple  hepatic  adenoma  (adenomatosis)  syndromes  can  occur  in  individuals  with  maturity-
onset diabetes of young (MODY3), with HNF1 mutations. 

Morphology.  

Liver cell adenomas are pale, yellow tan, and frequently bile-stained nodules, found anywhere in 
the hepatic substance but often beneath the capsule. They may reach 30 cm in diameter. Although 
they  are  usually  well  demarcated,  encapsulation  might  not  be  present.  The  tumor  commonly 
presents as a solitary lesion, but multiple lesions can occur.  

Histologically, liver cell adenomas are composed of sheets  and cords of cells  that may  resemble 
normal  hepatocytes  or  have  some  variation  in  cell  and  nuclear  size.  Portal  tracts  are  absent; 
instead, prominent solitary arterial vessels and draining veins are distributed through the substance 
of the tumor. 

MALIGNANT TUMORS

  

Malignant tumors occurring in the liver can be primary or metastatic. Primary carcinomas of the 
liver are relatively uncommon in North America and western Europe (0.5% to 2% of all cancers) 
but  represent  20%  to  40%  of  cancers  in  many  other  countries.  Most  primary  liver  cancers  arise 
from hepatocytes and are termed hepatocellular carcinoma (HCC).  

 
Hepatocellular Carcinoma (HCC)  

It is the third most frequent cause of cancer deaths. About 82% of HCC cases occur in developing 
countries  with  high  rates  of  chronic  HBV  infection,  such  as  in  southeast  Asian  and  African 
countries; 52% of all HCC cases occur in China. There is a clear predominance of males. 

Pathogenesis.  

Four major etiologic factors associated with HCC have been established:  

-Chronic viral infection (HBV, HCV),  


background image

7

 

 

-Chronic alcoholism,  

-Non-alcoholic steatohepatitis (NASH), and  

-Food contaminants (primarily aflatoxins).  

Other conditions include tyrosinemia, glycogen storage disease, hereditary hemochromatosis, non-
alcoholic fatty liver disease, and α

1

-antitrypsin deficiency.  

Many factors, including genetic factors, age, gender, chemicals, hormones, and nutrition, interact 
in the development of HCC.  

The pathogenesis of HCC may be different in high-incidence, HBV-prevalent populations versus 
low-incidence Western populations, in which other chronic liver diseases such as alcoholism, non-
alcoholic steatohepatitis, chronic HCV infection, and hemochromatosis are more common.  

In  .high-prevalence  regions  the  HBV  infection  begins  in  infancy  by  the  vertical  transmission  of 
virus  from  infected  mothers,  which  confers  a  200-fold  increased  risk  for  HCC  development  by 
adulthood.  Cirrhosis  may  be  absent  in  as  many  as  half  of  these  patients,  and  the  cancer  often 
occurs between 20 and 40 years of age.  

In the Western world where HBV is not prevalent, cirrhosis is present in 75% to 90% of cases of 
HCC,  usually  in  the  setting  of  other  chronic  liver  diseases.  Thus,  cirrhosis  seems  to  be  a 
prerequisite contributor to the emergence of HCC in Western countries  but may have a different 
role in HCC that develops in endemic areas.  

In China and southern Africa, where HBV is endemic, there may also be exposure to aflatoxin, a 
toxin  produced  by  the  fungus  Aspergillus  flavus,  which  contaminates  peanuts  and  grains. 
Aflatoxin can bind  covalently with  cellular  DNA and cause  a specific mutation  in  codon 249 of 
p53 . 

Although the precise mechanisms  of carcinogenesis are unknown,  several  events have been 
implicated.  

-Repeated  cycles  of  cell  death  and  regeneration,  as  occurs  in  chronic  hepatitis  lead  to  the 
accumulation  of  mutations  during  continuous  cycles  of  cell  division  which  may  damage  DNA 
repair mechanisms and eventually transform hepatocytes. 

-Progression  to  HCC  might  result  from  point  mutations  in  selected  cellular  genes  such  as  KRAS 
and p53, and others .  

-Recent  global  gene  expression  studies  revealed  that  approximately  50%  of  HCC  cases  are 
associated with activation of WNT or AKT pathways.  

-A  subgroup  of  tumors  expresses  a  high  proportion  of  genes  present  in  fetal  liver  and  liver 
progenitor cells, suggesting that at least some HCCs may be generated from liver stem cells. 

Universal  vaccination  of  children  against  HBV  in  endemic  areas  can  dramatically  decrease  the 
incidence of HBV infection, and most likely, the incidence of HCC.  


background image

8

 

 

Morphology.  

HCC  may  appear  grossly  as  (1)  a  unifocal  (usually  large)  mass  ;  (2)  multifocal,  widely 
distributed nodules of variable size; or (3) a diffusely infiltrative cancer, permeating widely and 
sometimes involving the entire liver. 

HCCs  are  usually  paler  than  the  surrounding  liver,  and  sometimes  take  on  a  green  colour  when 
composed of well-differentiated hepatocytes capable of secreting bile. All patterns of HCCs have 
a strong propensity for invasion of vascular structures. HCC spreads extensively within the liver 
by obvious contiguous growth and by the development of satellite nodules.  

Histologically HCCs range from well-differentiated to highly anaplastic undifferentiated lesions. 
In  well-differentiated  and  moderately  differentiated  tumors,  cells  that  are  recognizable  as 
hepatocytic  in  origin  are  disposed  either  in  a  trabecular  pattern(cord  like)  or  in  an  acinar, 
pseudoglandular pattern.  

In poorly differentiated forms, tumor cells can take on a pleomorphic appearance with numerous 
anaplastic giant cells, can be small and completely undifferentiated. 

 
Clinical Features.  

Most patients have ill-defined upper abdominal pain, malaise, fatigue, weight loss, and sometimes 
awareness  of an abdominal  mass or abdominal  fullness.  In many  cases the enlarged liver can be 
felt on palpation, with sufficient irregularity or nodularity to permit differentiation from cirrhosis. 
Jaundice, fever, and gastrointestinal or esophageal variceal bleeding are inconstant findings. 

Laboratory  finding:    Elevated  levels  of  serum  α-fetoprotein  are  found  in  50%  of  persons  with 
HCC.  

The  natural  course  of  HCC  involves  the  progressive  enlargement  of  the  primary  mass  until  it 
seriously  disturbs  hepatic  function,  or  metastasizes,  generally  first  to  the  lungs  .Death  usually 
occurs from (1) cachexia, (2) gastrointestinal or esophageal variceal bleeding, (3) liver failure with 
hepatic  coma,  or,  rarely,  (4)  rupture  of  the  tumor  with  fatal  hemorrhage.  The  5-year  survival  of 
large tumors is dismal, with the majority of patients dying within the first 2 years.  

 

 

 
 




رفعت المحاضرة من قبل: Ahmed monther Aljial
المشاهدات: لقد قام عضو واحد فقط و 141 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