مواضيع المحاضرة: liver, pancreas and GB
background image

 
 
 

CHAPTER SIX 

PATHOLOGY OF THE HEPATO-BILIARY SYSTEM & EXOCRINE PANCREAS 

 
THE LIVER 

The dominant primary diseases of the liver are  

1. Viral hepatitis  
2. Alcoholic liver disease (in the Western world; rare in Iraq)  
3. Hepatocellular carcinoma  

 
HEPATIC FAILURE 
This is the gravest consequence of liver disease. It should be noted that 80% of hepatic functional capacity must 
be damaged before failure ensues. In many cases decompensation arises as a result of intercurrent diseases that 
place further burden on an already sick liver; these include  
1. Gastrointestinal bleeding 
2. Systemic infection 
3. Electrolyte disturbances 
4. Severe stress such as major surgery or heart failure.  
The morphologic alterations that cause liver failure fall into three categories: 

1.  Massive  hepatic  necrosis;  most  often  drug-induced,  as  from  paracetamol  overdose,  halothane  &  antituberculous 
drugs  (rifampin,  isoniazid).  Hepatitis  A  &  hepatitis  B  infection,  and  other  causes  (including  unknown)  account  for  about 
one-third of the cases. Hepatitis C infection does not cause massive hepatic necrosis. 
2.

 

Chronic  liver  disease,  which  is  the  most  common  road  to  hepatic  failure  and  is  the  endpoint  of  persistent  chronic 

hepatitis ending in cirrhosis.  
3.  Hepatic  dysfunction  without  overt  necrosis:  hepatocytes  may  be  viable  but  unable  to  perform  normal  metabolic 
function, as with Reye syndrome, tetracycline toxicity, and acute fatty liver of pregnancy. 

Regardless  of  cause,  the  clinical  signs  of  hepatic  failure  are  much  the  same.  Jaundice  is  an  almost  always 
present.  Hypoalbuminemia,  which  predisposes  to  peripheral  edema,  and  hyperammonemia,  which  may  play  a 
role  in  cerebral  dysfunction,  are  extremely  worrying  developments.  Fetor  hepaticus  (a  characteristic  musty 
body odor) occurs occasionally. Impaired estrogen metabolism and consequent hyperestrogenemia are  thought 
to be the causes of  
a. palmar erythema and spider angiomas of the skin 
b. hypogonadism and gynecomastia in males 
Hepatic failure is life-threatening because with severely impaired liver function, patients are highly susceptible 
to  failure  of  multiple  organ  systems
.  Thus,  respiratory  failure  with  pneumonia  and  sepsis  combine  with  renal 
failure to claim the lives of many patients. A coagulopathy develops due to impaired hepatic synthesis of blood 
clotting  factors.  The  resultant  bleeding  tendency  can  lead  to  massive  gastrointestinal  bleeding  as  well  as 
petechiae elsewhere (see also esophageal varices). Intestinal absorption of blood places a metabolic load on the 
liver, which  worsens the extent of hepatic failure. The outlook of full-blown hepatic failure is  grave:  A  rapid 
downhill course is usual, & without liver transplantation, death occurrs within weeks to a few months in about 
80% of cases .  
Two particular complications signal the gravest stages of hepatic failure 
1. Hepatic encephalopathy
which is manifested disturbances of consciousness with rigidity, hyperreflexia, and 
tremor.  It  is  regarded  as  a  disorder  of  neurotransmission  in  the  central  nervous  system  and  neuromuscular 
system and appears to be associated with elevated blood ammonia levels, which impair neuronal function and 
promote generalized brain edema. 
2. Hepatorenal syndrome 
refers to the appearance of renal failure in patients with severe chronic liver disease, 
in  whom  there  are  no  intrinsic  morphologic  or  functional  causes  for  the  renal  failure.  Sodium  retention, 
impaired  water  excretion,  and  decreased  renal  perfusion  and  glomerular  filtration  rate  are  the  main  renal 
functional  abnormalities.  There  is  oliguria  associated  with  rising  blood  urea  nitrogen  and  creatinine.  The 


background image

prognosis  is  poor,  with  a  median  survival  of  only  2  weeks  in  the  rapid-onset  form  and  6  months  with  the 
insidious-onset form. 
 
CIRRHOSIS 
Cirrhosis is the end-stage of chronic liver disease & is defined by three characteristics: 
1. 

Bridging fibrous septae in the form of delicate or broad bands of fibrosis that link portal tracts with one another and 

portal tracts with centrilobular veins. 
2.  Parenchymal  nodules  containing  regenerating  hepatocytes  encircled  by  fibrosis,  with  diameters  varying  from  very 
small micronodules to large macronodules. 
3. Disruption of the architecture of the entire liver 

Classification of cirrhosis 
The  only  satisfactory  classification  of  cirrhosis  is  based  on  the  underlying  etiology.  The  descriptive  terms 
"micronodular" and "macronodular" should not be used as primary classifications. Many forms of cirrhosis are 
initially micronodular (nodules < 3 mm), but there is a tendency for nodules to increase in size; thus converting 
it to mixed (micro- & macronodular) & eventually to macronodular form (nodules > 3mm). 
The  etiology  of  cirrhosis  varies  both  geographically  and  socially.  The  following  are  established  causes  of 
cirrhosis: 
1. Alcoholic liver disease (70% in Western countries) 
2. Viral hepatitis (a very common cause in our country) 
3. Biliary diseases 
4.  Primary hemochromatosis 
5. Wilson disease 
6. α1-Antitrypsin deficiency 
7. Cryptogenic cirrhosis  
Infrequent types of cirrhosis also include those cmplicating galactosemia and tyrosinosis in infants and children, 
and  drug-induced  cirrhosis,  as  with  α-methyldopa  (aldomet).  After  all  the  categories  of  cirrhosis  of  known 
causation  have  been  excluded,  a  substantial  number  of  cases  remain  (15%)  &  is  referred  to  as  cryptogenic 
cirrhosis
. It is possible that many of these cases are due to undiagnosed  nonalcoholic fatty liver diseaseOnce 
cirrhosis  is  established,  it  is  usually  impossible  to  establish  an  etiologic  diagnosis  on  morphologic  grounds 
alone.
  

Pathogenesis of cirrhosis 

The  central  pathogenetic  processes  in  cirrhosis  are  progressive  fibrosis  and  reorganization  of  the  vascular 
microarchitecture of the liver. In cirrhosis, types I and III collagen are deposited in the lobule, creating delicate 
or broad septal tracts. New vascular channels in the septae connect the vascular structures in the portal region 
(hepatic  arteries  and  portal  veins)  and  terminal  hepatic  veins  (centrilobulat  &  larger  veins),  shunting  blood 
around the parenchyma. Continued deposition of collagen in the space of Disse is accompanied by the loss of 
fenestrations in the sinusoidal endothelial cells. As a result hepatocellular secretion of proteins (e.g., albumin, 
clotting factors, and lipoproteins) is greatly impaired. 
The  major  source  of  excess  collagen  in  cirrhosis  is  the  perisinusoidal  stellate  cells,  which  lie  in  the  space  of 
Disse. Although normally functioning as vitamin A fat-storing cells, during the development of cirrhosis they 
become activated. It is predominantly the cytokines secreted by activated Kupffer cells and other inflammatory 
cells that stimulate perisinusoidal stellate cells to divide and to produce large amounts of extracellular matrix.  
Throughout  the  process  of  liver  cell  damage  and  fibrosis,  remaining  hepatocytes  are  stimulated  to  regenerate 
and proliferate as spherical regenerative nodules within the confines of the fibrous septae. The net outcome is a 
fibrotic,  nodular  liver  in  which  delivery  of  blood  to  hepatocytes  is  severely  impaired,  as  is  the  ability  of 
hepatocytes to  secrete substances  into plasma. Disruption  of the interface  between the parenchyma and portal 
tracts  obliterates  biliary  channels  as  well.  Thus,  the  cirrhotic  patient  may  develop  jaundice  and  even  hepatic 
failure, despite having a liver of normal mass. 
In cirrhosis death is usually due to one or more of the following  
1. Progressive liver failure 
2. Portal hypertension related complications 
3. The development of hepatocellular carcinoma.  
 


background image

PORTAL HYPERTENSION 
Increased resistance to portal blood flow may develop in a variety of circumstances, which can be divided into 
prehepatic, intrahepatic, and posthepatic causes.  
Prehepatic conditions include  
1. Portal vein thrombosis & narrowing 
2. Massive splenomegaly through shunting excessive blood into the splenic vein.  
Posthepatic causes are  
1. Severe right-sided heart failure 
2. Constrictive pericarditis 
3. Hepatic vein outflow obstruction.  
Intrahepatic causes: 
1. Cirrhosis is the dominant cause accounting for most cases of portal hypertension.  
2. Schistosomiasis 
3. Massive fatty change 
4. Diffuse fibrosing granulomatous disease such as sarcoidosis and miliary tuberculosis 
5. Diseases affecting the portal microcirculation, exemplified by nodular regenerative hyperplasia 
Portal hypertension in cirrhosis results from increased resistance to portal flow at the level of the sinusoids, and 
compression  of  terminal  hepatic  veins  by  perivenular  scarring  and  expansile  parenchymal  nodules. 
Anastomoses between the arterial and portal systems in the fibrous septa also contribute to portal hypertension 
by imposing arterial pressure on the low-pressure hepatic venous system.  
The four major consequences of portal hypertension in the setting of cirrhosis are 
1. Ascites 
2. The formation of portosystemic venous shunts leading to esophageal varices & hemorrhoids  
3. Congestive splenomegaly 
4.  Hepatic encephalopathy 
Ascites refers to the collection of excess fluid in the peritoneal cavity. It usually becomes clinically detectable 
when at least 500 mL has accumulated, but many liters may collect and cause massive abdominal distention. It 
is  generally  a  serous  fluid  having  less  than  3  gm/dL  of  protein  (largely  albumin)  as  well  as  the  same 
concentrations of solutes such as glucose, sodium, and potassium as in the blood. Influx of neutrophils suggests 
secondary  infection,  whereas  red  cells  point  to  possible  disseminated  intra-abdominal  cancer.  With  long-
standing ascites, seepage of peritoneal fluid through transdiaphragmatic lymphatics may produce hydrothorax, 
more often on the right side. 
The pathogenesis of ascites  
This is complex, involving the following mechanisms: 
1.  Sinusoidal  hypertension,  altering  Starling's  forces  and  driving  fluid  into  the  space  of  Disse,  which  is  then 
removed by hepatic lymphatics; this movement of fluid is also promoted by hypoalbuminemia

2. Percolation of hepatic lymph into the peritoneal cavity: normal thoracic duct lymph flow approximates 800 to 1000 
mL/day. With cirrhosis, hepatic lymphatic flow may approach 20 L/day, exceeding thoracic duct capacity. 
3.  Intestinal  fluid  leakage:  portal  hypertension  also  causes  increased  perfusion  pressure  in  intestinal  capillaries.  This 
promotes movement of additional fluid out of intestinal capillaries into the abdomen. 
4. Renal retention of sodium and water due to secondary hyperaldosteronism

 

 

INFLAMMATORY & INFECTIOUS DISORDERS 

The  liver  is  almost  always  involved  in  blood-borne  infections  such  as  bacterial  (pyogenic  abscesses,  miliary 
tuberculosis,  salmonelloses),  parasitic  (malaria,  amebiasis),  fungal  (candidiasis),  &  viral  (infectious 
mononucleosis,  cytomegalovirus  &  herpes  virus).  Never  the  less  Viral  hepatitis  is  the  leading  primary  liver 
infection.
 
VIRAL HEPATITIS 
Unless otherwise specified, the term viral hepatitis is reserved for “infection of the liver caused by a group of 
hepatotropic viruses” 
i.e. having a particular affinity for the liver.
 

 

This group comprises   

1. Hepatitis A virus (HAV)   
2. Hepatitis B virus (HBV)   
3. Hepatitis C virus (HCV)    


background image

4. Hepatitis D virus (HDV)     
5. Hepatitis E virus (HEV) 
Hepatitis A Virus (HAV) 
Acute  viral  hepatitis  A  
(infectious  hepatitis)  is  a  benign,  self-limited  disease  with  an  average  incubation 
period  of  4  weeks.  HAV  does  not  cause  chronic  hepatitis  or  a  carrier  state  and  only  rarely  causes  fulminant 
hepatitis.
  Nevertheless,  most  viral  hepatitis  epidemics  are  attributed  to  HAV.  In  children,  where  most  cases 
occur,  the  disease  tends  to  be  mild  or  asymptomatic.  HAV  spreads  by  ingestion  of  contaminated  water  and 
foods. The viremia is short-lived, thus, blood-borne transmission of occurs rarely; therefore, donated blood is 
not screened for this virus

HAV  is  a  small,  RNA  virus.  It  reaches  the  liver  from  the  intestinal  tract  after  ingestion,  replicates  in 
hepatocytes, and is  shed in  the bile and feces.  It  appears that the liver cell  injury is  not  directly related to  the 
virus but results from T cell-mediated damage of infected hepatocytes. Detection of anti-HAV IgM antibody is 
the best diagnostic marker for the disease. 
Hepatitis B Virus (HBV) this can produce 
1. Acute viral hepatitis B with recovery and clearance of the virus 
2. Chronic viral hepatitis B, which is either 
     a. Non-progressive or 
     b. Progressive ending in cirrhosis 
3. Fulminant hepatitis with massive liver necrosis 
4. An asymptomatic carrier state.  
Chronic viral hepatitis B is an important precursor of hepatocellular carcinoma. Liver disease caused by HBV 
is a real worldwide problem, with an  estimated carrier rate of 400 million. HBV remains in blood during the 
last  stages  of  a  long  incubation  period  (4-26  weeks)  and  during  active  episodes  of  both  acute  and  chronic 
hepatitis.  It is also present in all physiologic and pathologic body fluids, with the exception of stool. Whereas 
blood and body fluids are the primary vehicles of transmission, virus may also be spread by contact with body 
secretions such as semen, saliva, sweat, tears, breast milk, and pathologic effusions. In endemic regions, vertical 
transmission  from  mother  to  child  during  birth  constitutes  the  main  mode  of  transmission
.  HBV  infection  in 
adults is mostly cleared, but vertical transmission produces a high rate of chronic infection.  
HBV  is  a  DNA  virus  &  its  replication  does  not  require  integration  of  the  virus  in  the  host  DNA,  however, 
integrated  HBV  is  frequently  found  in  cells.  After  exposure  to  the  virus,  there  is  a  long  incubation  period 
(average  16  weeks),  which  may  be  followed  by  acute  disease  lasting  weeks  to  months.  The  natural  course  of 
acute disease can be followed by serum markers. HBsAg appears before the onset of symptoms, peaks during 
overt disease, and then declines to undetectable levels in 3 to 6 months. Anti-HBs persists for life, conferring 
protection; this is the basis for current vaccination policy using noninfectious HBsAg.  HBeAg appears in serum 
shortly after HBsAg to signify active viral replication. Persistence of HBeAg is an important indicator of  
1. Continued viral replication 
2. Infectivity  
3. Probable progression to chronic hepatitis  
IgM anti-HBc (c for core Ag) is  detectable  with  the onset of elevated serum  aminotransferase levels  and thus 
indicative of hepatocyte destruction. Later this IgM is replaced by IgG anti-HBc.  
The  host  immune  response  to  the  virus  is  the  main  determinant  of  the  outcome  of  the  infection.  A  strong 
response  by  virus-specific  CD4+  and  CD8+  interferon  γ-producing  cells  are  associated  with  the  resolution  of 
acute infection. HBV, (like HAV) does not seem to cause direct hepatocyte injury as many chronic carriers have 
virions  in  their  hepatocytes  without  any  evidence  of  cell  injury.  Hepatocyte  injury  and  damage  seem  to  be 
mediated by CD8+ cytotoxic T cells of the virus-infected hepatocytes.  
Hepatitis  C  Virus  (HCV)  is  another  major  cause  of  liver  disease.  The  worldwide  carrier  rate  is  estimated  at 
175  million  persons.  A  decrease  in  the  incidence  has  resulted  from  the  marked  reduction  in  transfusion-
associated hepatitis  C (as  a result of screening procedures).  The major route of  transmission  is through blood 
inoculation
,  with  low  rates  of  sexual  and  vertical  transmissions.  HCV  infection  has  a  much  higher  rate  (than 
HBV) of progression
 to chronic liver disease and eventual cirrhosis. It is a single-stranded RNA virus. Based 
on  the  genetic  sequence,  HCV  is  subclassified  into  six  genotypes.  An  infected  person  may  carry  many  HCV 
variants.  This  variability  seriously  hinders  efforts  to  develop  an  HCV  vaccine.  The  incubation  period  for 


background image

hepatitis C has a mean of 6 to 12 weeks. The clinical course of acute viral hepatitis C is usually asymptomatic 
and is easily missed.
 Strong immune responses involving CD4+ and CD8+ cells are associated with self-limited 
HCV infections, but it is not known why only a minority of individuals is capable of clearing HCV infection. 
Persistent  infection  is  the  hallmark  of  HCV;  in  80%  of  such  cases  it  complicates  subclinical  acute  infection
Cirrhosis develops in 20% of such patients. Fulminant hepatitis is rare. 
Hepatitis  D  Virus  (HDV)  (Hepatitis  delta  virus)  is  a  unique  RNA  virus  in  that  it  is  replication  defective, 
causing infection only when it is encapsulated by HBsAg
 i.e. HDV is absolutely dependent on HBV co-infection 
for multiplication.
 Delta hepatitis arises in two settings: 
1. Acute coinfection after exposure to serum containing both HDV and HBV and 
2. Superinfection of a chronic carrier of HBV with a new inoculum of HDV. In the first case, most coinfected 
individuals can clear the viruses and recover completely. The course is different in superinfected individuals in 
that most cases show acceleration of hepatitis, progressing to more severe chronic hepatitis. Infection by HDV 
is worldwide, with the highest prevalence rates (40%) in Africa & the Middle East. IgM anti-HDV antibody is 
the most reliable indicator of recent HDV exposure,
 but its appearance is transient. 
Hepatitis E Virus (HEV) 
HEV hepatitis is a single-stranded RNA virus that is fecally transmitted. HEV is endemic in India (where it was 
first  documented).  Epidemics  have  been  reported  from  Asia  and  Africa.  HEV  is  not  associated  with  chronic 
liver  disease  or  persistent  viremia.  A  characteristic  feature  of  the  infection  is  the  high  mortality  rate  among 
pregnant  women,  approaching  20%
.  A  specific  antigen  (HEV  Ag)  can  be  identified  in  the  cytoplasm  of 
hepatocytes during active infection. Virus can be detected in stools, and anti-HEV IgG and IgM antibodies are 
detectable in serum. 
 
Clinical Features and Outcomes of Viral Hepatitis 
A number of clinical syndromes may develop after exposure to hepatitis viruses: 
1. Asymptomatic infection (serologic evidence only) 
3. Acute hepatitis (anicteric or icteric) 
3. Chronic hepatitis (with or without progression to cirrhosis) 
4. Chronic carrier state (asymptomatic)  
5. Fulminant hepatitis (submassive to massive hepatic necrosis with acute liver failure) 
With rare exceptions, HAV, HCV, and HEV do not generate a carrier state, and HAV and HEV infections do 
not progress to chronic hepatitis. Viral persistence and development of chronic disease is much more common 
after HCV infection than HBV infection. Because other infectious or noninfectious causes (such as drugs and 
toxins),  can  lead  to  essentially  identical  syndromes,  serologic  studies  are  decisive  for  the  diagnosis  of  viral 
hepatitis and identification of virus types. 
Asymptomatic Infection:  
The patients are identified only on the basis of minimally elevated serum aminotransferases or the presence of 
antiviral antibodies. 
Acute viral hepatitis 
Any one of the hepatotropic viruses can cause acute viral hepatitis. Acute infections are easily detected for HBV 
infections  but  only  rarely  diagnosed  for  HCV.  A  hepatitis  virus  etiology  is  suggested  by  elevated  serum 
aminotransferase levels. As jaundice appears (icteric phase), symptoms begin to fade away. To begin with there 
is  predominantly  conjugated  hyperbilirubinemia  but  later  hepatocellular  injury  interferes  with  bilirubin 
conjugation, thus, unconjugated hyperbilirubinemia can also occur. An icteric phase is usual especially in adults 
infected  with  HAV,  but  is  absent  in  about  50%  of  the  cases  infected  with  HBV  and  in  most  cases  of  HCV 
infection. Within weeks, the jaundice and most systemic symptoms clear as convalescence begins. 
Chronic  Hepatitis  is  defined  as  “the  presence  of  clinical,  biochemical,  or  serologic  evidence  of  continuing 
hepatic disease for more than 6 months, with histological documentation of inflammation and necrosis.”
  
Although chronic hepatitis is mostly caused by hepatitis viruses, there are other causes of this condition, these 
include   

  Drugs (isoniazide, α-methyldopa, methotrexate), 

  Auto-immune damage (autoimmune hepatitis) 


background image

 

Wilson disease, α

1

-antitrypsin deficiency, chronic alcoholism.  

In  chronic  hepatitis,  it  is  the  etiology  that  determines  the  likelihood  of  progression.  In  particular,  HCV  is 
notorious  for  causing  a  chronic  hepatitis  evolving  to  cirrhosis  in  a  significant  percentage  of  patients.  Chronic 
hepatitides are highly variable in  their  clinical  features.  The most common signs  are spider angiomas, palmar 
erythema,  &  mild  tender  hepatomegaly.  Laboratory  studies  may  show  prolongation  of  the  prothrombin  time, 
hypergammaglobulinemia, hyperbilirubinemia, and mild elevations in alkaline phosphatase levels.   The course 
is  again  highly  variable.  Persons  with  hepatitis  C  may  have  indolent  disease  without  progression  for  years. 
Conversely, others have rapidly progressive disease and develop cirrhosis within a few years.  Causes of death 
in chronic hepatitis
 are related to the complicating cirrhosis e.g. liver failure, hepatic encephalopathy, massive 
hematemesis from esophageal varices, and hepatocellular carcinoma. 
The Carrier State 
With  hepatotropic  viruses,  carriers  are  those  who  harbor  one  of  the  viruses  &  may  have  nonprogressive  liver 
damage,  but  are  essentially  free  of  symptoms.  They  constitute  reservoirs  of  infection.  HBV  infection  early  in 
life, particularly through vertical transmission during childbirth, produces a carrier state in 90% to 95% of the 
cases. In contrast, less than 10% of HBV infections acquired in adulthood yield a carrier state. Individuals with 
impaired immunity are particularly likely to become carriers. HCV can induce a carrier state, which is estimated 
to affect 0.2% to 0.6% of the general population. 
Fulminant Hepatitis 
A  very  small  proportion  of  patients  with  acute  viral  hepatitis  A,  B,  or  E  may  develop  acute  liver  failure, 
resulting  from  massive hepatic necrosis.  Cases with a more prolonged course of several  weeks  or months  are 
usually  referred  to  as  subacute  hepatic  necrosis;  livers  of  these  individuals  show  both  massive  necrosis  and 
regenerative  hyperplasia.  It  should  be  remembered  that  drugs  and  chemicals  can  also  cause  massive  hepatic 
necrosis. 
Pathological features of viral heaptitis 
The morphologic changes in acute and chronic viral hepatitis are shared among the hepatotropic viruses and can 
be mimicked by drug reactions.  
Acute viral hepatitis 
(Fig. 6-1) 

  The normal radial array of the lobules is lost.   

  There is diffuse ballooning degeneration of hepatocytes; the cells are swollen with clear, wispy cytoplasm. 

  Hepatocytes necrosis assume one of 3 morphologic types  

1. Cytolysis i.e. dissolution of the hepatocytes. The necrotic cells vanish (cell dropped out). This is detected 
indirectly as macrophage aggregation  
2. Apoptosis i.e. hepatocytes shrink, become intensely  eosinophilic, and have fragmented nuclei. Apoptotic 
cells  are  phagocytosed  within  hours  by  macrophages  and  hence  may  be  difficult  to  find  despite  extensive 
apoptosis.   
3.  Confluent  necrosis  of  hepatocytes,  seen  in  severe  cases  &  may  lead  to  bridging  necrosis  that  extends 
through portal-portal, central-central, or portal-central areas. (Fig. 6-2

  Hepatocyte  regeneration  as  evidenced  by  irregularly  thickened  plates  with  occasional  rosettes  &  and 

multinucleation. 

  Inflammation is usually a prominent feature of acute hepatitis. The portal tracts are infiltrated predominantly 

by  lymphocytes.  The  inflammatory  infiltrate  may  spill  over  into  the  parenchyma  to  cause  necrosis  of 
periportal hepatocytes (interface hepatitis) and may also infiltrate the sinusoids. 

  Hypertrophy & hyperplasia of Kuppfer cells 

  Cholestasis may be present, both intracellular (brown pigmentation of hepatocytes) & canalicular (bile plugs 

in canaliculi).  

  HBV infection, acute or chronic, may produce two distinctive features of the infected hepatocytes. 

a. Ground-glasshepatocytes: a finely granular, eosinophilic cytoplasm due to massive quantities of HBsAg 
(as seen by electron microscopy).  
b. Sanded nuclei, resulting from abundant intranuclear HBcAg.  

Chronic hepatitis (Fig. 6-3) 
The changes are of variable severity, ranging from very mild to severe.  


background image

  Hepatocyte necrosis may occur in all forms of chronic hepatitis.  

  The inflammatory component consists mainly of lymphocytes, macrophages, and occasional plasma cells. In 

the mildest forms, significant inflammation is limited to portal tracts. Lymphoid aggregates in the portal tract 
are often seen in HCV infection.  

  The liver architecture is usually well preserved  

  Continued periportal necrosis (interface hepatitis) and bridging necrosis are forerunners of progressive liver 

damage.  

  The hallmark of serious liver damage is the deposition of fibrous tissue. At first, at the portal tracts, but with 

time periportal fibrosis occurs. This is followed by bridging fibrosis that links fibrous septa between lobules

  Continued  loss  of  hepatocytes  with  fibrosis  results  in  cirrhosis,  with  fibrous  septa  and  hepatocyte 

regenerative  nodules.  This  pattern  of  cirrhosis  is  characterized  by  irregularly  sized  nodules  separated  by 
variable  but  mostly  broad  bands  of  fibrosis.  The  nodules  are  typically  greater  than  0.3  cm  in  diameter; 
accordingly, the cirrhosis is by definition macronodular. 

Autoimmune Hepatitis is microscopically indistinguishable from chronic viral hepatitis but is associated with 
a set of immunologic abnormalities. This disease may run an indolent or severe course. Salient features include:  

  Female predominance 

  Absence of viral infection serologic markers 

  Immunological abnormalities 

     a. Elevated serum IgG (>2.5 g/dl)  
     b. High titers of autoantibodies (80% of cases) 
     c. Presence of other autoimmune diseases (in 2/3 of the patients), including rheumatoid arthritis, thyroiditis, 

Sjögren syndrome, and ulcerative colitis. 

Pathogenesis 
Most  patients  have  a  variety  of  auto-antibodies  such  as  antinuclear,  anti-smooth  muscle,  liver  kidney 
microsomal antibody, etc. The best characterized among these antibodies are smooth muscle antibodies directed 
against cytoskeletal proteins that include actin, and troponin, and liver kidney microsomal antibodies. The main 
effectors  of  cell  damage  are  believed  to  be  CD4+  helper  cells.  Response  to  immunosuppressive  therapy  is 
usually dramatic. The overall risk of cirrhosis, the main cause of death, is 5%. 
 
PYOGENIC LIVER ABSCESSES 
 
In developing countries most liver abscesses result from parasitic infections, such as amebic, echinococcal, etc
In  the  Western  world,  bacterial  abscesses  are  more  common,  representing  a  complication  of  an  infection 
elsewhere.  Gram-negative  bacteria  such  as  E.  coli  and  Klebsiella  sp.  are  the  usual  offenders.  The  organisms 
reach the liver through one of the following pathways: 
1. Ascending cholangitis 
2. Vascular seeding, predominantly portal i.e. from the GIT 
3. Direct invasion from a nearby focus 
4. A penetrating injury.  
Debilitating  disease  with  immune  deficiency  is  a  common  background  e.g.  extreme  old  age, 
immunosuppression, or chemotherapy.  
Gross features 

  Pyogenic abscesses may be solitary or multiple, ranging from very small to massive lesions. 

  Bacteremic spread through the  arterial or portal  system tends to produce multiple small abscesses, whereas 

direct extension and trauma usually cause solitary large abscesses. (Fig. 6-4 A

Microscopic features  

  These are identical to pyogenic abscesses elsewhere.  

Liver abscesses are associated with  fever and right  upper quadrant  pain  and tender hepatomegaly. Jaundice is 
often the result of extrahepatic biliary obstruction. Surgical drainage is often necessary. 
 
AMEBIC  LIVER  ABSCESS  
is  usually  single,  mostly  right  sided,  &  close  to  liver  dome,  but  tends  to  be 
multicentric in immunocompromised patients. Adults are mostly affected but can develop in infants & children.  


background image

Gross features (Fig. 6-4 B) 

  The necrotic center contains odorless, pasty, chocolate brown fluid. 

Microscopic 

  Most of the lesion consists of necrotic debrisThere few if any neutrophils

  This centre is surrounded by fibrin, macrophages, lymphocytes & a few fibroblasts with clusters  of amebic 

trophozoites (up to 60 microns with small eccentric nucleus and cytoplasmic vacuoles that may contain red 
blood cells; resemble histiocytes).   

Complications  
1. Bacterial superinfection  
2. Extension or perforation into the following  
 

1. Pleuro-pulmonary structures  

 

2. Subphrenic space  

 

3. Peritoneal cavity, and pericardial sac, bile ducts  

 

6. Kidney, mediastinum, chest wall, abdominal wall, and flank. 

Diagnosis: serology is 90% sensitive 
 
HYDATID DISEASE OF THE LIVER 
Three  quarters  of  infected  individuals  develop  one  or  more  hepatic  cysts,  which  grow  slowly.  The  typical 
hydatid cyst is spherical and may measure up to more than 30 cm in diameter. The majority occur in the right 
lobe,  but  they  may  be  multiple,  involving  all  lobes.  A  characteristic  gross  feature  is  the  presence  of  the  soft, 
whitish laminate membrane. (Fig. 6-4 C) Histologic examination of the cyst wall shows an outer fibrous layer; 
a  midlle  onionskin  like  laminated  membrane,  and  an  inner  germinal  layer.  Calcification  in  the  latter  layer 
signifies that the cyst is dead. The adjacent liver parenchyma often shows pressure atrophy and a portal infiltrate 
in which eosinophils may be prominent. The viable cyst is filled with colorless fluid, which contains daughter 
cysts  and  brood  capsules  with  scolices.  Communication  with  the  biliary  tract  and  superimposed  infection  are 
frequent.  Rupture  of  the  cysts  into  the  peritoneal  cavity  may  result  in  a  fatal  anaphylactic  reaction  or  in  the 
formation  of  innumerable  small  granulomas  grossly  resembling  peritoneal  tuberculosis.  Identification  of 
fragments of germinal membrane or scolices in their center points to the diagnosis. Hepatic echinococcus cysts 
can also rupture inside the gallbladder or through the diaphragm into the pleural space and lung. 
The laboratory diagnosis can usually be made by hydatid serology and confirmed or established by ultrasound 
or computed tomography.   
 
 
ALCOHOLIC LIVER DISEASE 
Excessive ethanol consumption is a common cause of chronic liver disease in Western countries and accounts 
for up to 50% of deaths due to cirrhosis. 
Chronic  heavy  drinkers  are  predisposed  to  3  distinctive  forms  of  alcoholic  liver  disease;  these  may  overlap. 
(Fig. 6-5) 
1.  Hepatic steatosis (almost all heavy drinkers) 
2. Alcoholic hepatitis (30%) 
3. Cirrhosis (15%) 
Pathological features 
Hepatic Steatosis (Fatty Liver)
 
Gross features 

  The liver is large (up to 4 or even 6 kg), soft, yellow, and greasy. (Fig. 6-6 A) 

Microscopic features (Fig. 6-6 B) 

  Initially small lipid droplets accumulate in hepatocytes (microvesicular steatosis) 

  Persistent  chronic  intake  of  alcohol  is  associated  with  lipid  accumulates  in  a  large  single  vacuole  that 

compresses and displaces the nucleus to the periphery of the hepatocyte (macrovesicular steatosis).  

  The affected hepatocytes are centrilobular, but in severe cases the entire lobule is affected.  


background image

  With continued alcohol intake fibrous tissue develops around the central veins and extends into the adjacent 

sinusoids. Until fibrosis appears, the fatty change is completely reversible if there is abstention from further 
intake of alcohol 

Alcoholic Hepatitis  
Gross features 

  The liver is mottled red & yellow-green (bile stained).  

  It may increase in size.  

  Visible nodules and fibrosis signify progression to cirrhosis. 

Microscopic features (Fig. 6-7) 
Alcoholic hepatitis is characterized by 
1. Ballooning degeneration and necrosis of hepatocytes
 
2. Mallory Bodiesthese appear as pinkish, tangled filaments within the cytoplasm of degenerating hepatocytes 
3. Neutrophil Infiltrations that permeate the lobule and accumulate around degenerating hepatocytes. 
4. Fibrosis is characteristically sinusoidal and perivenular  
5. Cholestasis and hemosiderin deposition in hepatocytes and Kupffer cells  
 
Alcoholic Cirrhosis: 
is the final, irreversible form of alcoholic liver disease.  
Gross features (Fig. 6-8

  Initially, the liver is yellow, fatty, enlarged, (usually over 2 kg) , & finely (micro-) nodular externally and on 

section.  

  Over several years it becomes brown, shrunken (weighing less than 1 kg) with variably sized small and large 

nodules that create a "hobnail" appearance externally.  

Microscopic features 

   Initially  there  are  delicate  fibrous  septa  that  extend  from  central  veins  through  the  sinusoids  to  the  portal 

tracts and from portal tracts to portal tracts.  

  Regenerative activity of entrapped hepatocytes generates in the early stages uniform small nodules (< 0.3 cm 

in diameter). This is by definition a  micronodular cirrhosis. The nodules eventually become larger & more 
prominent  and  are  engulfed  by  ever  wider  bands  of  fibrous  tissue,  and  the  liver  is  converted  into  a  mixed 
micronodular and macronodular cirrhosis
.  

  Bile stasis often develops.  

The  induction  of  cytochrome  P-450  by  alcohol  leads  to  enhanced  transformation  of  other  drugs  to  toxic 
metabolites  e.g.  accelerated  metabolism  of  paracetamol  into  highly  toxic  metabolites  that  increase  the  risk  of 
liver injury even with therapeutic doses of this commonly used analgesic. Concurrent viral hepatitis, particularly 
hepatitis  C  is  a  major  accelerator  of  liver  disease  in  alcoholics.  In  chronic  alcoholics,  alcohol  may  become  a 
major caloric source in the diet, displacing other nutrients and leading to malnutrition and vitamin deficiencies 
(e.g., thiamine and vitamin B

12

). This is accentuated by impaired digestive function, primarily related to chronic 

gastric and intestinal mucosal damage, and pancreatitis.  
With alcoholic cirrhosis, the immediate causes of death are  
1. Hepatic failure  
2.  Massive gastrointestinal hemorrhage  
3. Intercurrent infection  
4. Hepatorenal syndrome and  
5. Hepatocellular carcinoma (5% of cases) 
 
DRUG-INDUCED LIVER DISEASE
 
The liver is a major drug metabolizing and detoxifying organ in the body, thus, it is subjected to injury from a 
wide range of therapeutic and environmental chemicals. Injury may result from  
1. Direct toxicity  
2. Hepatic conversion of a foreign chemical
 to an active toxin  
3.  Immune  damage,  usually  initiated  by  the  drug  or  its  metabolites  acting  as  a  hapten  to  convert  a  cellular 
protein into an immunogen.  

). 

 


background image

Exposure to a toxin or therapeutic agent should always be included in the differential diagnosis of any form of 
liver  disease
.  Drug  reactions  may  be  classified  as  predictable  (intrinsic)  reactions  or  unpredictable 
(idiosyncratic)  ones.  Predictable  drug  reactions  are  dose  dependent  &  thus  may  occur  in  anyone  who 
accumulates a sufficient dose. Unpredictable reactions are idiosyncratic & depend on the host's ability to mount 
an immune response to the antigenic stimulus.  
Drug-induced chronic hepatitis is clinically and histologically indistinguishable from chronic viral hepatitis or 
autoimmune  hepatitis,  and  hence  serologic  markers  of  viral  infection  are  critical  for  making  the  distinction.
 
Examples  of  predictable  drug  reactions  are  associated  with  paracetamol,  tetracycline,  antineoplastic  drugs, 
carbon  tetrachloride,  and  alcohol.  Examples  of  drugs  that  can  cause  idiosyncratic  reactions  include 
chlorpromazine, halothane anesthetic, sulfonamides, α-methyldopa, and allopurinol.  
Drugs that may cause acute liver failure due to massive hepatic necrosis include  
1. Paracetamol (the most common cause) 
2. Halothane,  
3. AntiTB drugs (rifampin, isoniazide),  
4. Industrial chemicals such as carbon tetrachloride  
5. Mushroom poisoning. 
Gross features of massive hepatic necrosis 
(Fig. 6-9 A) 

  The entire liver may be involved, (or only random areas are affected).  

  With such extensive loss of hepatic substance, the liver shrinks to 500 gm and becomes a floppy, red or bile-

stained, soft organ covered by a wrinkled, redundant capsule. 

Microscopic features (Fig. 6-9 B) 

  Complete  necrosis  of  hepatocytes  in  contiguous  lobules  leaves  only  a  collapsed  reticulin  framework  and 

preserved portal tracts.   

  If  the  patient  survives  for  more  than  a  week,  regeneration  of  surviving  hepatocytes  occurs.  With  massive 

destruction of confluent lobules, regeneration is disorderly, yielding nodular masses of liver cells surrounded 
by bands of scarring (macronodular cirrhosis). 

 
METABOLIC LIVER DISEASE 
Under this heading come the following entities  
1. Nonalcoholic fatty liver disease  
2. Hemochromatosis,  
3. Wilson disease, and  
4. α

1

-antitrypsin deficiency.  

Nonalcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD) may present as steatosis (fatty liver), nonalcoholic steatohepatitis 
(NASH) or cirrhosis.
 The latter is similar to alcoholic hepatitis. NAFLD is associated with 
1. Insulin resistance including Type 2 diabetes, is the most common associated condition  
2. Obesity 
3. Dyslipidemia
 (hypertriglyceridemia, low HDLP cholesterol, high LDLP cholesterol). 
The presence of type 2 diabetes and obesity are the best predictors of severe fibrosis and disease progression. 
Insulin  resistance  results  in  the accumulation of triglycerides in  hepatocytes.  Fat-laden hepatocytes  are highly 
sensitive  to  lipid  peroxidation  products  generated  by  oxidative  stress,  which  can  damage  mitochondrial  and 
plasma membranes,  causing apoptosis.  Most persons with  steatosis are asymptomatic;  patients  with  NASH or 
may  also  be  asymptomatic,  or  present  with  symptoms  of  chronic  liver  disease.  Liver  biopsy  is  required  for 
diagnosis.
  Fortunately,  the  frequency  of  progression  from  steatosis  to  NASH,  and  from  NASH  to  cirrhosis 
seems to be low. 
 
Hereditary hemochromatosis
  
The  most  common  form  of  this  genetic  disease  is  an  autosomal  recessive  variant  of  adult  onset  caused  by 
mutations  in  the  HFE  gene.  Iron  accumulates  over  the  lifetime  of  the  affected  individual  from  excessive 
intestinal  absorption.  Total  iron  accumulation  may  exceed  50  gm  (N:  2-6g),  over  one-third  of  which 
accumulates in the liver (N: 0.5 g).  


background image

Fully developed cases of hereditary hemochromatosis show  
1. Cirrhosis (all patients)  
2. Diabetes mellitus (75%)  
3. Skin pigmentation (75%).  
Iron  accumulations  from  known  sources  of  excess  iron  are  called  secondary  iron  overload  or  (secondary 
hemochromatosis
), 
the most important of these are  
1. Multiple transfusions  
2. Ineffective erythropoiesis
 (as in β-thalassemia and sideroblastic anemia)  
3. Increased iron intake (Bantu siderosis).  
Chronic liver diseases can also cause iron accumulation in the liver e.g. alcoholic liver disease.  
Pathogenesis 
In hereditary hemochromatosis there is a dysregulation of intestinal absorption of dietary iron. This leads to net 
iron  accumulation  of  up  to  1.0  gm/year.
  It  appears  that  HFE  gene  regulates  the  levels  of  hepcidin,  the  iron 
hormone produced by the liver. Hepicidin normally interferes with the flowing out of iron from the intestines 
and  macrophages  into  the  plasma  and  inhibits  iron  absorption.  As  might  be  expected,  hepicidin  levels  are 
reduced in all currently known genetic forms of hemochromatosis

Gross features (Fig. 6-10 A) 

  Hemosiderin  deposition  occurs  in  several  organs  &  tissues  e.g.  the  myocardium,  pituitary,  adrenal, 

thyroid, parathyroid gland, joints, skin  

  The liver is typically chocolate brown in color.  

  Fibrous  septa  develop  slowly,  leading  ultimately  to  micronodular  cirrhosis  in  an  intensely  pigmented 

liver. 

Microscopic features 

  The golden-yellow hemosiderin granules accumulate in the cytoplasm of periportal hepatocytes; these stain 

blue with the Prussian blue stain (Fig. 6-10 B).  

  With  increasing  iron  load,  there  is  progressive  deposition  in  the  rest  of  the  lobule,  along  with  bile  duct 

epithelium  and  Kupffer  cells.  (In  secondary  iron  overload,  the  iron  is  mainly  in  Kupffer  cells,  not 
hepatocytes, at least initially) 

  Iron is a direct hepatotoxin, and inflammation is characteristically absent.  

In normal individuals the iron content of unfixed liver tissue is less than 1000 μg/gm dry weight. Adult patients 
with hereditary hemochromatosis exhibit over 10,000 μg/gm dry weight of iron; hepatic iron concentrations in 
excess of 22,000 μg/gm dry weight are associated with the development of fibrosis and cirrhosis. 
Males  predominate  (ratio  of  5  to  7:1),  partly  because  physiologic  iron  loss  (menstruation,  pregnancy)  retards 
iron  accumulation  in  women.  In  the  most  common  forms,  caused  by  HFE  mutations,  symptoms  usually  first 
appear  in  the  age  range  of  40  to  60  years
.  The  classic  clinical  triad  of  cirrhosis  (with  hepatomegaly),  skin 
pigmentation,  and  diabetes  mellitus  may  not  develop  until  late  in  the  course  of  the  disease.  Death  may  result 
from cirrhosis, hepatocellular carcinoma, or cardiac involvement. Treatment of iron overload does not remove 
the risk of hepatocellular carcinoma (200 times higher than in normal populations).  
 
Wilson Disease (Hepatolenticular degeneration)
 
This autosomal recessive disorder of copper metabolism is characterized by the accumulation of toxic levels of 
copper  in  many  tissues  and  organs,  principally  the  liver,  brain,  and  eyes.  The  genetic  defect  responsible  for 
Wilson  disease  is  a  mutation  in  ATP7B,  the  defective  function  of  which  leads  to  failure  on  the  part  of 
hepatocytes to excrete copper into bile, which is the primary route for copper elimination from the body. The 
defect  also  inhibits  secretion  of  ceruloplasmin  from  hepatocytes  into  the  plasma.  Copper  thus  accumulates 
progressively in the liver, apparently causing toxic liver injury. Usually by the age of 5 years, copper that is not 
ceruloplasmin  bound  spills  over  into the  circulation,  causing  hemolysis  and  pathologic  changes  at  other  sites, 
such  as  brain,  cornea,  and  kidneys.  Concomitantly,  urinary  excretion  of  copper  increases  markedly.  The 
biochemical  diagnosis  of  Wilson  disease  is  based  on  a  decrease  in  serum  ceruloplasmin,  increase  in  hepatic 
copper content, and increase in urinary excretion of copper. 
Pathological features 


background image

   Fatty change of the liver may be mild to moderate, the hepatocytes also show vacuolated nuclei (glycogen or 

water) and focal necrosis.  

  An acute hepatitis can mimic acute viral hepatitis, except for the fatty change.  

  A  chronic  hepatitis  resembles  chronic  hepatitis  due  to  other  causes  but  may  show  such  distinguishing 

features as fatty change, vacuolated nuclei, and Mallory bodies. 

  With progression of chronic hepatitis, cirrhosis develops.  

The  demonstration  of  increased  copper  content  of  the  hepatocytes  by  using  special  stains  is  not  an  exclusive 
feature  of  Wilson  disease.  However,  the  demonstration  of  hepatic  copper  content  in  excess  of  250  μg/gm  dry 
weight is most helpful for making the diagnosis.
 In the brain, toxic injury affects the basal ganglia, particularly 
the  putamen,  which  shows  atrophy  &  cavitation  (hepatolenticular  degeneration).  Nearly  all  patients  with 
neurologic involvement develop eye lesions called Kayser-Fleischer rings (green to brown deposits of copper in 
the Descemet’s membrane of the cornea). (Fig. 6-11)Wilson disease rarely manifests before 6 years of age. The 
most  common  presentation  is  acute  or  chronic  liver  disease.  Neuropsychiatric  manifestations,  including  frank 
psychosis,  or  a  Parkinson  disease-like  syndrome,  are  the  initial  features  in  most  of  the  remaining  cases. 
Demonstration  of  Kayser-Fleischer  rings  or  markedly  elevated  hepatic  copper  levels  in  a  person  with  a  low 
serum ceruloplasmin value strongly favor the diagnosis. 
 
 
α

1

-Antitrypsin (AAT) Deficiency 

AAT  deficiency  is  an  autosomal  recessive  disorder  characterized  by  abnormally  low  serum  levels  of  this 
protease  inhibitor.  The  major  function  of  AAT  is  the  inhibition  of  proteases,  particularly  neutrophil  elastase 
released at sites of inflammation. AAT deficiency leads to pulmonary emphysema because a relative lack of this 
protein  permits  the  unrestrained  activity  of  destructive  proteases.  AAT  is  a  plasma  glycoprotein  synthesized 
predominantly by hepatocytes. The AAT gene is very polymorphic, and at least 75 forms have been identified. 
However,  homozygotes  for  the  Z  allele  (PiZZ  genotype)  have  circulating  AAT  levels  that  are  only  10%  of 
normal  levels.  Because  the  mutant  protein  cannot  be  secreted  by  the  hepatocyte,  it  accumulates  in  the 
endoplasmic reticulum. Curiously, all individuals with the PiZZ genotype accumulate AAT in the liver, but only 
8% to 20% develop significant liver damage

Pathological features 

  Hepatocytes  in  AAT  deficiency  contain  round  to  oval  cytoplasmic  globular  inclusions  of  retained  AAT, 

which are strongly positive with PAS stain (Fig. 6-12).  

  Hepatic  injury  associated  with  PiZZ  may  range  from  marked  cholestasis  with  hepatocyte  necrosis  in 

newborns, to childhood cirrhosis, or to a chronic hepatitis or cirrhosis that becomes apparent only late in life. 

In older children, adolescents, and adults, presenting symptoms may be related to chronic hepatitis, cirrhosis, or 
pulmonary disease. Hepatocellular carcinoma develops in 3% of PiZZ adults.  
 
 
 
Neonatal Cholestasis 
Mild  transient  elevations  in  serum  unconjugated  bilirubin  are  common  in  normal  newborns.  Prolonged 
conjugated  hyperbilirubinemia  in  the  newborn,  termed  neonatal  cholestasis,
  affects  approximately  1  in  2500 
live births.  
The major causes are
  
1. Extrahepatic biliary atresia 
2. Neonatal hepatitis; 50% of the cases are idiopathic  
The  finding  of  "neonatal  cholestasis"  should  evoke  a  diligent  search  for  recognizable  toxic,  metabolic,  and 
infectious liver diseases. 50% of cases of neonatal hepatitis are idiopathic.  
Infants  with  any  form  of  neonatal  cholestasis  present  with  jaundice,  dark  urine,  light  or  acholic  stools,  and 
hepatomegaly.  Differentiation  between  the  two  most  common  causes  of  neonatal  cholestasis  (extrahepatic 
atresia  and  idiopathic  hepatitis)  assumes  great  importance,  because  definitive  treatment  of  biliary  atresia 
requires  surgical  intervention,  whereas  surgery  may  adversely  affect  the  clinical  course  of  a  child  with 


background image

idiopathic neonatal hepatitis. Fortunately, discrimination between these diseases can be made in about 90% of 
cases using clinical data and liver biopsy. 
 
Reye Syndrome
 is a rare disease characterized by fatty change in the liver and encephalopathy. It primarily 
affects  children  younger than 4  years of age, typically  developing  few days  after a viral  illness. The majority 
recover,  but  25%  of  the  cases  progress  to  coma,  accompanied  by  elevations  in  the  serum  levels  of  bilirubin, 
aminotransferases,  and  particularly  ammonia.  Death  occurs  from  progressive  neurologic  deterioration  or  liver 
failure.  Reye  syndrome  is  now  recognized  as  the  prototype  of  a  wide  variety  of  conditions  known  as 
"mitochondrial  hepatopathies."  Reye  syndrome  has  been  associated  with  aspirin  administration  during  viral 
illnesses, but there is no evidence that salicylates play a causal role in this disorder. The key pathologic finding 
in the liver is microvesicular steatosis
. In the brain, cerebral edema is usually present. 
 
DISEASES OF THE INTRAHEPATIC BILIARY TRACT 
(Fig. 6-13) 
Primary Biliary Cirrhosis (PBC)

 

is a chronic, progressive cholestatic liver disease with eventual development 

of  micronodular  cirrhosis  and  liver  failure  over  years  to  decades.  The  primary  feature  of  this  disease  is  an 
inflammatory  destruction  of  small  and  medium-sized  intrahepatic  bile  ducts
.  In  the  early  lesions  there  is  a 
dense lymphocyte/plasma cell infiltrate around small bile ducts in portal tracts, and granulomatous lesions may 
also appear. Primary biliary cirrhosis is primarily a disease of middle-aged women. More than 90% of persons 
with  PBC  have  high  titers  of  antimitochondrial  antibodies.  However,  it  is  still  unclear  why  intrahepatic  bile 
ducts  are  the  targets  for  these  antibodies.  Recent  evidence  suggests  that  exposure  to  certain  xenobiotics  may 
modify  mitochondrial  proteins  leading  to  a  decrease  of  immunologic  tolerance  to  some  of  these  proteins.  
Pruritus  is  the  initial  presenting  feature;  jaundice  develops  late.  Serum  alkaline  phosphatase  and  cholesterol 
levels  are  almost  always  elevated;  hyperbilirubinemia  is  a  late  development  and  usually  signifies  incipient 
hepatic  decompensation.  Associated  extrahepatic  conditions  include  Sjögren  syndrome,  scleroderma, 
thyroiditis, rheumatoid arthritis, Raynaud phenomenon, etc. 
 
Primary Sclerosing Cholangitis (PSC)

 

is a chronic cholestatic disorder, characterized by progressive fibrosis 

and destruction of extrahepatic and large intrahepatic bile ducts. Because the changes in the ducts are patchy, 
retrograde cholangiography shows a characteristic "beading" of the contrast medium in the affected segments of 
the biliary tree
. The large bile ducts show periductal fibrosis that obliterates the lumen, leaving a solid cord scar 
with few inflammatory cells. Affected portal tracts show concentric periductal onion-skin fibrosis and a modest 
lymphocytic  infiltrate
  (Fig.  6-14).  Primary  sclerosing  cholangitis  is  commonly  seen  in  association  with 
inflammatory bowel disease, particularly chronic ulcerative colitis
, which coexists in approximately 70% of the 
PSC  cases.  The  disorder  tends  to  occur  in  the  age  range  of  20  to  50  years.  Evidences  suggest  that  PSC is  an 
immunologically mediated disease. Cholangiocarcinoma complicates PSC in 10% of individuals. 
 
CIRCULATORY DISORDERS 
Hepatic Artery Obstruction

liver infarcts are rare due to the double blood supply to the liver. Interruption of 

the  main  hepatic  artery  does  not  always  produce  ischemic  necrosis  of  the  organ,  because  of  the  accessory 
vessels and the portal venous supply that may sustain the liver parenchyma. The one exception is hepatic artery 
thrombosis in the transplanted liver, which generally leads to loss of the organ. Thrombosis or compression of 
an intrahepatic branch of the hepatic artery by polyarteritis nodosa, embolism, neoplasia, or sepsis may result in 
a localized parenchymal infarct.

 

 

Portal Vein Obstruction and Thrombosis

 

Occlusion  of  the  portal  vein  or  its  major  branches  typically  produces  abdominal  pain,  ascites  and  other 
manifestations  of  portal  hypertension,  principally  esophageal  varices  that  are  prone  to  rupture.  The  ascites, 
when present, is often massive and intractable.  
Extrahepatic portal vein obstruction may arise from the following:

 

a. 

Peritoneal sepsis (e.g., acute appendicitis leading to pylephlebitis) 

b. Pancreatitis: this initiates splenic vein thrombosis, which propagates into the portal vein 


background image

c. Thrombogenic diseases and postsurgical thromboses 
d.  Vascular  invasion  by primary or  secondary cancer
 in  the liver that progressively  occludes portal  inflow to 
the liver; extensions of hepatocellular carcinoma can even occlude the main portal vein 
e. Banti syndrome, in which subclinical thrombosis of the portal vein (as from neonatal omphalitis or umbilical 
vein  catheterization) produces  a  fibrotic, partially  recanalized vascular channel  presenting as  splenomegaly or 
esophageal varices years after the occlusive event. 
Intrahepatic  thrombosis  of  a  portal  vein  radicle,  when  acute,  does  not  cause  ischemic  infarction  but  instead 
results  in  a  sharply  demarcated  area  of  red-blue  discoloration  (infarct  of  Zahn).  There  is  no  necrosis,  only 
hepatocellular atrophy and markedly congested & distended sinusoids.  
Impaired Blood Flow through the Liver 
The  most  common  intrahepatic  cause  of  portal  blood  flow  obstruction  is  cirrhosis.  In  addition,  physical 
occlusion  of  the  sinusoids  occurs  in  sickle  cell  disease,  this  leads  to  panlobular  necrosis.  Disseminated 
intravascular  coagulation
  may  cause  occlusion  of  sinusoids.  This  is  usually  inconsequential  except  for  the 
periportal  sinusoidal  occlusion  and  parenchymal  necrosis  that  may  occur  in  the  eclampsia  of  pregnancy. 
Subsequent suffusion of blood under the capsule may precipitate a fatal intra-abdominal hemorrhage. (Fig. 6-
15
) 
Passive Congestion and Centrilobular Necrosis 
Right-sided  cardiac  failure  leads  to  passive  congestion  of  the  liver,  and  if  persistent,  can  cause  centrilobular 
necrosis, and perivenular fibrosis in the areas of necrosis. In most instances, there is only a small elevation of 
serum aminotransferase levels & sometimes mild to moderate jaundice.   
Gross features 

  In right-sided heart failure, the liver is slightly enlarged, tense, and cyanotic, with rounded edges.  

Microscopic features 

  There is congestion of centrilobular sinusoids associated with atrophy of centrilobular hepatocytes resulting 

in markedly attenuated liver cell cords.  

  An  uncommon  complication  of  sustained  chronic  severe  congestive  heart  failure  is  cardiac  sclerosis  (not 

cirrhosis). The pattern of liver fibrosis is distinctive, inasmuch as it is mostly centrilobular. 

  Left-sided  cardiac  failure  or  shock  may  lead  to  hepatic  hypoperfusion  and  hypoxia.  In  this  instance, 

centrilobular hepatocytes undergo ischemic necrosis. 

  The  combination  of  left-sided  hypoperfusion  and  right-sided  retrograde  congestion  acts  synergistically  to 

generate  a  distinctive  lesion,  centrilobular  hemorrhagic  necrosis  The  liver  takes  on  a  variegated  mottled 
appearance, reflecting hemorrhage and necrosis in the centrilobular regions, alternating with pale midzonal 
areas, known traditionally as the "nutmeg" liver. (Fig. 6-16). 

 
Hepatic Vein Outflow Obstruction 
1.  Hepatic  Vein  Thrombosis  (Budd-Chiari  Syndrome)
  results  from  the  thrombosis  of  two  or  more  major 
hepatic  veins  and  is  characterized  by  hepatomegaly,  ascites,  and  abdominal  pain.  Causes  of  hepatic  vein 
thrombosis are (in order of frequency)  
1. Myeloproliferative disorders including polycythemia vera  
2. Pregnancy, the postpartum state, or the use of oral contraceptives  
3. Paroxysmal nocturnal hemoglobinuria (PNH) 
4. Intra-abdominal cancers
, particularly hepatocellular carcinoma.  
All of the above produce thrombotic tendencies or, in the case of liver cancers, sluggish blood flow.  
5.  Mechanical  obstruction  to  blood  outflow,  as  by  a  massive  intrahepatic  abscess  or  parasitic  cyst,  or  by 
obstruction of the inferior vena cava at the level of the hepatic veins by thrombus or tumor.  
6. Idiopathic (10% of cases) 
Gross features 

  With  acutely  developing  thrombosis  of  the  major  hepatic  veins  or  inferior  vena  cava,  the  liver  is  swollen, 

red-purple, and has a tense capsule (Fig. 6-17).  

Microscopic features 

  There is severe centrilobular congestion and necrosis.  


background image

  Centrilobular fibrosis develops in instances in which the thrombosis is more slowly developing.  

  The major veins may contain occlusive fresh thrombi or, in chronic cases, organized adherent thrombi. 

2. Sinusoidal Obstruction Syndrome (veno-occlusive disease) was originally described in Jamaican drinkers of 
bush-tea  containing  pyrrolizidine  alkaloid.  It  is  caused  by  toxic  injury  to  sinusoidal  endothelium.  Damaged 
endothelial  cells  slough  off  and  create  emboli  that  block  blood  flow.  Endothelial  damage  is  accompanied  by 
passage of red blood cell into the space of Disse, proliferation of stellate cells, and fibrosis of terminal branches 
of  the  hepatic  vein.  This  syndrome  now  occurs  primarily  in  the  first  20-30  days  after  bone  marrow 
transplantation  (up  to  20%  of  cases).  The  sinusoidal  injury  is  believed  to  be  caused  by  drugs  such  as 
cyclophophamide, and by total body radiation, used in pre- or post-transplantation regimens. The presentation 
of the disease varies from mild to severe. Severe sinusoidal obstruction syndrome that does not resolve after 3 
months of treatment can cause death. 
 
TUMORS AND HEPATIC NODULES 
The most common hepatic neoplasms are metastatic carcinomas, with colon, lung, and breast heading the list as 
sites of the primary tumor.  
Solitary or multiple benign hepatocellular nodules may develop in the liver. These include  
1. Focal nodular hyperplasia 
2. Macroregenerative nodules  
3. Dysplastic nodules 
Focal  nodular  hyperplasia
  is  localized,  well-demarcated  but  poorly  encapsulated  nodular  regeneration.  It 
consists of hyperplastic hepatocyte with a central fibrous scar. (Fig. 6-18) The nodules appear in  noncirrhotic 
livers in  response to  local  vascular injury and may  reach up to  many  centimeters in  diameter.  It  is  usually an 
incidental  finding,  most  commonly  in  women  of  reproductive  age.  In  about  20%  of  cases,  focal  nodular 
hyperplasia coexists with hepatic cavernous hemangiomas. 
Macroregenerative  nodules  appear  in  cirrhotic  livers  (Fig.  6-19).  They  are  larger  than  surrounding  cirrhotic 
nodules but do not display atypical features. They do not seem to be precursors of malignant lesions. 
Dysplastic  nodules  are  lesions  larger  than  1  mm  in  diameter  that  appear  in  cirrhotic  livers.  Hepatocytes  in 
dysplastic  nodules  and  in  smaller  lesions  called  dysplastic  foci  are  highly  proliferative  and  show  atypical 
features such as crowding and pleomorphism. The dysplastic features can be of low or high grade. High-grade 
dysplastic lesions are considered to be precursors of hepatocelluar cancers
.  
Benign Tumors 
Cavernous  hemangiomas
  (Fig.  6-20)  are  most  common  benign  lesions  of  the  liver  are.  These  well-
circumscribed  lesions  consist  of  vascular  channels  and  intervening  stroma.  They  appear  as  discrete  red-blue, 
soft  nodules,  usually  less  than  2  cm  in  diameter,  often  directly  beneath  the  capsule.  Their  chief  clinical 
significance  is  the  importance  of  not  mistaking  them  for  metastatic  tumors;  blind  percutaneous  needle  biopsy 
may cause severe intra-abdominal bleeding.  
Hepatic (liver cell) Adenoma 
usually occurs in women of childbearing age who have used oral contraceptive 
steroids,  and  it  may  regress  on  discontinuance  of  hormone  use.  The  tumor  is  yellow-tan,  well-demarcated 
nodules, up to 30 cm in diameter and is often located beneath the capsule (Fig. 6-21).  
It is composed of sheets and cords of cells that may resemble normal hepatocytes with prominent arteries and 
veins. Liver cell adenomas are significant for three reasons
1. May be mistaken for HCC 
2. May rupture, particularly during pregnancy causing life-threatening intra-abdominal hemorrhage 
3. With β-catenin mutations they carry a risk of cancerous transformation. 
 
Hepatocellular Carcinomas (HCC) 
The  incidence  (generally  5%  of  all  cancers)  varies  widely  in  different  areas  of  the  world.  More  than  85%  of 
cases  occur  in  countries  with  high  rates  of  chronic  HBV  infection
  e.g.  Asian  and  African  countries  in  which 
HBV is transmitted vertically, and thus the carrier state starts in infancy. Moreover, many of these populations 
are exposed to aflatoxin, which, combined with HBV infection, increases the risk of HCC development by more 
than 200-fold over noninfected, nonexposed populations. The peak incidence of HCC in these areas is between 
20 and 40 years of age, and in almost 50% of cases, HCC may appear in the absence of cirrhosis
. In Western 


background image

populations  HCC  is  rare  and  seldom  present  before  age  60,  and  in  90%  of  cases  tumors  develop  in  cirrhotic 
livers. There is a pronounced male preponderance of HCC throughout the world. 
Pathogenesis 

  Three major etiologic associations have been established:  

1. Infection with HBV or HCV  
2. Alcoholic cirrhosis  
3. Aflatoxin exposure  

  Other assiciations include  

4. Hemochromatosis  
5. Hereditary tyrosinemia (40% of patients develop HCC)  

  Cirrhosis seems to be an important, but not essential contributor to the occurrence of HCC. In most cases, 

HCC develops from high-grade dysplastic nodules. 

  Carcinogenesis is greatly enhanced in the presence of cell injury and replication, as occurs in  chronic viral 

hepatitis.  HCV  infection  is  the  greatest  risk  factor;  HCC  in  such  patients  occurs  almost  exclusively  in  the 
setting of cirrhosis. In certain regions of the world, such as China and South Africa, where HBV is endemic, 
there is also high exposure to dietary aflatoxins derived from the fungus  Aspergillus flavus.  Aflatoxin can 
bind covalently with cellular DNA and cause a mutation in p53. Neither HBV nor HCV contains oncogenes. 
The carcinogenic capacity of these viruses probably relates to their capacity to cause continuing cell death, 
chronic inflammation, and regeneration; these are believed to be main contributors to DNA damage. 

  Autonomous  hepatocyte  replication  can  occur  by  over-expression  of  specific  cellular  genes  (such  as  β-

catenin), mutation of the tumor suppressor gene p53, methylation changes, and expression of growth factors.   

Gross features 

  There are three gross forms of HCC 

1. Unifocal, usually a massive tumor (Fig. 6-22 A
2. Multifocal i.e. made of variably sized nodules 
3. Diffusely infiltrative i.e. permeating widely and sometimes involving the entire liver  

  Particularly in the latter two patterns, it may be difficult to distinguish regenerative nodules of cirrhotic liver 

from  nodules  of  neoplasm  of  similar  size.  The  cancerous  masses  are  usually  yellow-white,  punctuated 
sometimes by bile staining and areas of hemorrhage or necrosis.  

  All  patterns  of  HCC  have  a  strong  propensity  for  invasion  of  vascular  channels.  Extensive  intrahepatic 

metastases ensue, and occasionally snakelike masses of tumor invade the portal vein (with occlusion of the 
portal circulation) or inferior vena cava, extending even into the right side of the heart. 

Microscopic features (Fig. 6-22 B) 

  HCCs  range  from  well-differentiated  to  poorly  differentiated  lesions.  In  well  differentiated  HCC  the 

neoplastic hepatocytes are arranged in broad trabeculae, which are separated by sinusoids.  

  Central necrosis in the broad trabeculae may produce a pseudoglandular pattern.  

  Poorly differentiated tumors are composed of large multinucleate anaplastic tumor giant cells. 

  In  the  better  differentiated  variants,  globules  of  bile  may  be  found  within  the  cytoplasm  of  cells  and  in 

pseudocanaliculi between cells.  

  Mallory bodies may be found within the cytoplasm of the neoplastic cells. 

  HCC displays scant connective tissue stroma (that is why it is soft in consistency

 
Fibrolamellar carcinoma
 is a distinctive clinicopathologic variant of HCC, in that  
- It occurs in young male and female adults (20-40 years of age) with equal incidence 
- It has no association with cirrhosis or other risk factors  
- It usually appears grossly as a single large, hard "scirrhous" tumor  
-  Histologically  it  is  composed  of  well-differentiated  neoplastic  hepatocytes  growing  in  nests  or  cords  and 
separated by thick fibrous lamellae around groups of tumor cells. (Fig. 6-23) 
In patients with cirrhosis a rapid increase in liver size, sudden worsening of ascites, or the appearance of bloody 
ascites,  fever,  and  pain  call  attention  to  the  development  of  HCC.  Laboratory  studies  are  helpful  but  not 
diagnostic. Half of the patients have elevated levels of serum α-fetoprotein. However, this tumor "marker" lacks 


background image

specificity,  because  moderate  elevations  are  also  encountered  in  other  conditions,  such  as  cirrhosis,  chronic 
hepatitis, normal pregnancy, fetal death, fetal neural tube defects and gonadal germ cell tumors. Very high levels 
(
>1000  ng/mL),  however,  are  rarely  encountered  except  in  HCC.  This  marker  is  only  rarely  elevated  to  the 
levels  considered  diagnostic  for  HCC.
  The  overall  prognosis  of  HCC  is  poor,  but  it  is  significantly  better  for 
individuals who have a single tumor less than 2 cm in diameter and good liver function. The median survival is 
7 months.
 
Metastatic tumors (Fig. 6-24) 
The following malignant tumors frequently involve the liver by direct extension

  

1. Gallbladder 
2. Extrahepatic bile ducts

  

3. Pancreas 
4. Stomach

  

The following carcinomas metastasize to the liver with regularly 
1. large bowel      
2. lung 
3. breast 
 
Sarcomas of soft tissues or internal organs and malignant melanomas also frequently metastasize to this organ. 
Gross features 
•  Most metastatic tumors in the liver form discrete masses that may locally elevate the capsule. 
•  Central necrosis with umbilication occurs in the larger lesions  
•  metastases  are  very  rare  in  cirrhotic  livers;  whatever  the  reason  for  this  may  be  (nonreceptive  soil  for  the 

metastatic growth or simply the fact that most cirrhotic patients do not live long enough to develop them), the 
conclusion can be drawn that the large majority of malignant tumors occurring in cirrhotic livers are primary. 

The microscopic picture reflects the features of the primary cancer. 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Pancreas  
5. Kidney 
6. Stomach  

 


background image

DISORDERS OF GALLBLADDER AND EXTRAHEPATIC BILIARY TRACT 

 
GALLBLADDER DISEASES 
Cholelithiasis (Gallstones) 
Gallstones trouble up to 20% of adult populations and are mainly of two types 
1. Cholesterol stones composed of crystalline cholesterol monohydrate (80%) 
2. Pigment stones composed predominantly of bilirubin calcium salts    (20%) 
Pathogenesis and Risk Factors   

  Bile is a major pathway for elimination of excess cholesterol from the body. Cholesterol is rendered water 

soluble  through  mixing  with  bile  salts  and  lecithins  that  are  secreted  into  bile.  When  cholesterol 
concentrations  exceed  the  solubilizing  capacity  of  bile  (supersaturation),  cholesterol  deposited  as  solid 
cholesterol crystals.  

  Cholesterol gallstone formation involves four concurrently occurring steps: 

 

1. Supersaturation of the bile with cholesterol 

      

2. Establishment of a nidus by microprecipitates of calcium salts 

      

3. Hypomobility of the gallbladder (stasis), which promotes nidus formation  

 

 4. Mucus hypersecretion to trap the crystals and thus enhancing their aggregation 

  The  presence  of  unconjugated  bilirubin  in  the  biliary  tree  increases  the  likelihood  of  pigment  stone 

formation.  This  occurs  in  hemolytic  anemias  and  biliary  tract  infections.  The  precipitates  are  insoluble 
calcium bilirubinate salts. 

  The majority of individuals with gallstones (80%) have no identifying risk factors 

  Contributory risk factors include   

1. Age and gender: the incidence of gall stones increases with age in that only 5% of the population younger 
than age 40 but 25% of those older than 80 years develop stones. The prevalence in women is about twice as 
high as in men. 
2. Ethnic and geographic: gallstones are more prevalent in Western industrialized societies and uncommon in 
developing ones. 
3.  Heredity:
  family  history  imparts  increased  risk,  as  do  a  variety  of  inborn  errors  of  metabolism  such  as 
those associated with impaired bile salt synthesis and secretion. 
4.  Environment:
  estrogenic  influences,  including  oral  contraceptives  and  pregnancy,  increase  hepatic 
cholesterol uptake and synthesis, leading to excess biliary secretion of cholesterol.  
5.  Obesity
,  rapid  weight  loss,  and  treatment  with  the  hypocholesterolemic  agent  clofibrate  are  strongly 
associated with increased biliary cholesterol secretion.  
6. Gallbladder hypomotility 
predisposes to gallstones. It is associated with pregnancy, rapid weight loss, and 
spinal cord injury. In most cases, however, the hypomotility is present without obvious cause. 
Pathologic features 
Pure cholesterol stones 
always formed within the gall bladder as pale to tan yellow, and are ovoid and firm 
(Fig.  6-25).  They  may  be  single  but  most  are  often  multiple.  In  the  latter  instance,  they  assume  a  faceted 
surface from  apposition to  one another.  Most  cholesterol  stones are radiolucent,  but  20%of  them may have 
sufficient calcium carbonate to render them radiopaque.  
Pigment stones
 may arise anywhere in the biliary tree (gall bladder, intra- or extra-hepatic bile ducts) and are 
either black or brown. In general, black pigment stones are found in sterile bile, while brown stones are found 
in  infected  bile.  Black  stones  are  usually  small,  present  in  large  numbers  (Fig.  6-26),  and  crumble  easily. 
Brown  stones  tend  to  be  single  or  few  in  number.  Because  of  the  incorporation  of  calcium  carbonates  and 
phosphates,  50%  to  75%  of  black  stones  are  radiopaque.  Brown  stones,  which  contain  calcium  soaps,  are 
radiolucent. 
Gallstones  are  asymptomatic  in  75%  of  the  cases.  Pain  is  the  principal  symptom  and  it  tends  to  be  severe, 
either constant or "colicky" from an obstructed gallbladder or when small gallstones move down-stream and 
lodge in the biliary tree. Inflammation of the gallbladder, in association with stones, also generates pain.  
 
 


background image

Complications of gall stones include  
1. Empyema  
2. Perforation  
3. Fistulae  
4. Cholongitis   
5. Obstructive cholestasis  
6. Pancreatitis 
It is the very small stones that are dangerous; the larger the calculi, the less likely they are to enter the cystic 
or common ducts to produce obstruction. Occasionally a large stone may erode directly into an adjacent loop 
of small bowel, generating intestinal obstruction ("gallstone ileus"). 
Cholecystitis

  

This may be acute, chronic, or acute superimposed on chronic, and almost always occurs in association with 
gallstones. Its epidemiologic distribution closely parallels that of gallstones.

 

Gross features  
Acute cholecystitis 
(Fig. 6-27) 

  The  gallbladder  is  usually  enlarged,  tense,  and  bright  red  or  blotchy,  violaceous  to  green-black 

discoloration. The latter is due to subserosal hemorrhages.  

  The serosal covering is frequently covered by fibrin or suppurative exudate.  

  In 90% of cases stones are present, often obstructing the cystic duct.  

  The gallbladder lumen is filled with cloudy or turbid bile (contain fibrin, blood, and frank pus). When the 

exudate is pure pus, the condition is referred to as empyema of the gallbladder.  

  In mild cases the gallbladder wall is thickened, edematous, and hyperemic.  

  In more severe cases the gallbladder is transformed into a green-black necrotic organ, termed gangrenous 

cholecystitis.  

Microscopical features  

  The inflammatory reactions consist of the usual patterns of acute inflammation (i.e., edema, neutrophilic 

infiltration,  vascular  congestion.  It  may  be  suppurative  with  frank  abscess  formation,  or  eventuates  in 
gangrenous necrosis. 

Acute  Calculous  Cholecystitis  refers  to  acute  inflammation  of  a  gallbladder  that  contains  stones  and  is 
precipitated by obstruction of the gallbladder neck or cystic duct. It is the most common major complication 
of gallstones and the most common reason for emergency cholecystectomy. 
Initially  it  is  the  result  of  chemical  irritation  and  inflammation  of  the  gallbladder  wall  in  the  setting  of 
obstruction to bile outflow. 
Acute Non-Calculous Cholecystitis 
Up to 10% of gallbladders removed for acute cholecystitis contain no gallstones. Most of these cases occur in 
seriously ill patients e.g. after severe trauma such as a major surgery, motor vehicle accidents, severe burns as 
well  as  sepsis.  In  such  cases  many  events  are  thought  to  contribute  to  this  condition  such  dehydration, 
gallbladder stasis and sludging, vascular compromise, and, ultimately, bacterial contamination. 
 
Chronic  Cholecystitis  
may  be  the  sequel  to  repeated  bouts  of  acute  cholecystitis,  but  in  most  instances  it 
develops  de  novo.  Like  acute  cholecystitis  it  is  almost  always  associated  with  gallstones  but  these  do  not 
seem to have a direct role in the initiation of inflammation. Rather, supersaturation of bile predisposes to both 
chronic  inflammation  and,  in  most  instances,  stone  formation.  Microorganisms,  usually  E.  coli  and 
enterococci, can be cultured from the bile in only about one-third of cases. 
Pathological features (Fig. 6-28

  The changes are extremely variable and sometimes minimal.  

  The  mere  presence  of  stones  within  the  gallbladder,  even  in  the  absence  of  acute  inflammation,  is  often 

taken as sufficient justification for the diagnosis.  

  The gallbladder may be contracted, of normal size, or enlarged.  

  The submucosa and subserosa are often thickened from fibrosis.  


background image

  In  the  absence  of  superimposed  acute  cholecystitis,  mural  lymphocytes  are  the  only  feature  of 

inflammation. 

 
DISORDERS OF EXTRAHEPATIC BILE DUCTS 
Choledocholithiasis  and  Cholangitis

 

are

 

frequently  seen  together.  Choledocholithiasis  is  the  presence  of 

stones within the biliary tree. Almost all these stones are derived from the gallbladder. Symptoms are absent 
in  10% of the cases,  but  when occur they are due to   biliary obstruction or its  sequele such as  pancreatitis, 
cholangitis, hepatic abscess, secondary biliary cirrhosis, or acute calculous cholecystitis. 
Cholangitis  refers  to  acute  mostly  bacterial  inflammation  of  the  wall  of  bile  ducts.  Most  cases  are  due  to 
obstruction  bile  flow,  mostly  by  choledocholithiasis.  However,  surgical  reconstruction  of  the  biliary  tree  is 
also a recognized cause. Uncommon causes include tumors, indwelling stents or catheters, acute pancreatitis, 
and benign strictures. Bacteria most likely enter the biliary tract through the sphincter of Oddi, rather than by 
the hematogenous route. Ascending cholangitis refers to the tendency of bacteria, once within the biliary tree, 
to infect intrahepatic biliary ducts. The usual pathogens are E. coli, Klebsiella, Clostridium, Bacteroides, etc.

 

Charcot's triad (pain, jaundice and fever) is the most common mode of presentation.

 

 

The most severe form of cholangitis is suppurative cholangitis, in which purulent bile fills and distends bile 
ducts, with an attendant risk of liver abscess formation. 
Secondary Biliary Cirrhosis 
Prolonged obstruction of the extrahepatic biliary tree results in secondary biliary cirrhosis. Causes include 
1. Extrahepatic cholelithiasis (the most common cause) 
2. Malignancies of the biliary tree and head of the pancreas 
3. Strictures resulting from previous surgical procedures  
4. Biliary atresia 
The  initial  morphologic  features  of  cholestasis  are  entirely  reversible  with  correction  of  the  obstruction. 
However,  secondary  inflammation  resulting  from  biliary  obstruction  initiates  periportal  fibrogenesis,  which 
eventually leads to scarring and nodule formation, generating secondary biliary cirrhosis. Subtotal obstruction 
may  promote  ascending  cholangitis,  which  further  contributes  to  the  damage.  Enteric  organisms  such  as 
coliforms and enterococci are common offenders. 
Biliary  Atresia  is  a  major  cause  of  neonatal  cholestasis  (30%).  Biliary  atresia  is  defined  as  a  complete 
obstruction of bile flow caused by destruction or absence of all or part of the extrahepatic bile ducts
.
 It is 
the most frequent cause of death from liver disease in early childhood. The salient features of biliary atresia 
include
 
1. Inflammatory fibrosing stricture of extrahepatic biliary tree (hepatic or common bile ducts) 
2. Inflammatory destruction of the major intrahepatic bile ducts 
3. Features of biliary obstruction on liver biopsy  
4. Periportal fibrosis and cirrhosis within 3 to 6 months of birth 
Laboratory findings do not distinguish between biliary atresia and intrahepatic cholestasis, but a liver biopsy 
provides evidence of bile duct obstruction in 90% of cases of biliary atresia.
 Without surgical intervention, 
death usually occurs within 2 years of birth. 
 
TUMORS 
Carcinoma  of  the  Gallbladder

 

is  the  most  frequent  malignant  tumor  of  the  biliary  tract.  It  occurs  most 

frequently in the age group 60-70 years. The mean 5-year survival is 5% because it is rarely discovered at a 
resectable stage. Gallstones are present in about 75% of the cases. Presumably, gallbladders containing stones 
or infectious agents develop cancer as a result of recurrent trauma and chronic inflammation. The presence of 
abnormal choledocho-pancreatic duct junction is considered to be a risk factor. 
Gross features 

 

The cancer is either exophytic (fungating) or infiltrative growth. 

 

 

The infiltrative pattern, which is the more common, usually appears as a poorly-defined area of thickening 
and induration of part or whole of gall bladder wall.

 


background image

 

The  exophytic  pattern  grows  into  the  lumen  as  cauliflower  mass,  but  at  the  same  time  it  invades  the 
underlying wall (Fig. 6-29).

 

Microscopic features 

 

 

Well- to poorly-differentiated infiltrative adenocarcinomas that is sometimes papillary.

 

By the time gallbladder cancers are discovered, most have invaded the liver directly and many have extended 
to the cystic duct and adjacent bile ducts and lymph nodes at the portahepatis.

 

Preoperative  diagnosis  of  gall  bladder  carcinoma  is  seen  in  only  a  20%  of  the  cases.  The  fortunate  person 
develops  early  obstruction  and  acute  cholecystitis  before  extension  of  the  tumor  into  adjacent  structures  or 
undergoes  cholecystectomy  for  coexistent  symptomatic  gallstones.  Preoperative  diagnosis  rests  largely  on 
detection of gallstones along with abnormalities in the gallbladder wall documented by imaging studies.

 

Cholangiocarcinomas

 

are adenocarcinomas arising from cholangiocytes (epithelial cells lining) in bile ducts 

within  and  outside  of  the  liver.  Extrahepatic  cholangiocarcinomas  (2/3  of  the  cases)  may  develop  at  the 
hilum  (Klatskin  tumors) or more distally in  the biliary tree, down to  the  peripancreatic portion  of the distal 
common  bile  duct.  They  occur  mostly  in  individuals  50  to  70  years  of  age.  The  prognosis  of 
cholangiocarcinomas  is  poor  because  they  are  generally  asymptomatic  until  late,  and  most  patients  have 
unresectable tumors.  
Risk factors include  
1. Primary sclerosing cholangitis  
2. Fibrocystic diseases of the biliary tree  
3. Exposure to Thorotrast
 (which is no longer used in radiography of the biliary tree). 
Pathological features (Fig. 6-30). 

  Due to early  development of obstructive jaundice, these tumors are detected as small firm,  gray nodules 

within the bile duct wall. Alternatively, they are diffusely infiltrative lesions that create thickening of the 
wall. 

  These adenocarcinomas are generally well-differentiated with an abundant fibrous stroma  

  Cholangiocarcinomas may spread to extrahepatic sites such as regional lymph nodes, lungs, & bones. 

Mean survival time is around 12 months. 

 
THE EXOCRINE PANCREAS 

CONGENITAL ANOMALIES 
Pancreas  divisum
  is  the  most  common  clinically  significant  congenital  anomaly  resulting  from  failure  of 
fusion  of  pancreatic  ducts.  This  leads  to  the  main  pancreatic  duct  draining  only  a  small  portion  of  the  head, 
while the bulk of the pancreas drains through a minor duct. This creates a state of inadequate drainage for the 
bulky pancreatic secretions thus predisposes to chronic pancreatitis.

 

Annular pancreas results from abnormal pancreatic fusion due to failure of ventral bud to rotate properly; head 
of pancreas encircles duodenum as a collar and may constrict lumen 
completely. It can lead to duodenal obstruction. 
Ectopic Pancreas is uncommon; favored sites are the stomach and duodenum. The ectopic tissue is small and 
submucosal in location. It can cause localized inflammation, or mucosal bleeding. 

 

Congenital cysts: the kidney, liver, and pancreas can all contain cysts ( polycystic disease).  
PANCREATITIS 
Acute Pancreatitis

 

is relatively common in developed countries. Causes implicated include  

1. Gallstones and excessive alcohol intake; these are the main offenders. 
2. Non-gallstone obstruction of the pancreatic ducts e.g. by periampullary tumors 
3. Medications as with thiazide & frusemide diuretics  
4. Trauma, both blunt and iatrogenic during surgery or endoscopy  
5. Others such as metabolic disorders, ischemia and infections as with mumps 
In up to 20% of patients there is no identifiable cause (idiopathic pancreatitis).

 

Gross features (Fig. 6-31) 

  In milder forms there is edema & congestion of the organ with foci of fat necrosis. Fat necrosis results from 

enzymatic destruction of fat cells; the released fatty acids combine with calcium to form insoluble salts that 


background image

precipitate  locally  and  appear  as  yellow-white  chalky  deposits  within  &  outside  the  pancreas  e.g.  in  the 
omentum and mesentery.  

  The peritoneal cavity contains a brown-tinged fluid with fat globules.  

  In the most severe forms there is extensive parenchymal necrosis accompanied by diffuse hemorrhage.  

Microscopical features  

  These parallel the gross changes of edema, acute inflammation, and focal fat necrosis.  

  In more severe forms, necrosis involves all tissue constituents including islets of Langerhans 

  Vascular damage causes hemorrhage into the parenchyma of the pancreas. 

Pathogenesis 

  The microscopic changes favor autodigestion of the pancreatic substance by activated pancreatic enzymes. 

Trypsin  seems  to  have  a  central  role  because  it  can  activate  other  enzymes  (e.g.  phospholipases  and 
elastases) that can participate in the process of autodigestion. Trypsin can also leads to activation of the kinin 
system & factor XII and thus the clotting and complement systems.  

  Pancreatic  duct  obstruction  causes  an  increase  in  intraductal  pressure,  thus  allowing  accumulation  of  an 

enzyme-rich interstitial fluid that causes tissue injury. Edema further compromises local blood flow, causing 
vascular insufficiency and ischemic injury to acinar cells.  

  The role of alcohol as a cause of pancreatitis is still unknown, proposed mechanisms include contraction of 

the sphincter of Oddi and direct toxic effects on acinar cells. 

  Inherited mutations in genes important for normal pancreatic exocrine function are investigated. 

The  manifestations  of  severe  acute  pancreatitis  are  attributable  to  systemic  release  of  digestive  enzymes  and 
explosive activation of the inflammatory response. Patients show increased vascular permeability, leukocytosis, 
DIC,  ARDS  (due  to  alveolar  capillary  injury),  and  diffuse  fat  necrosis.  Shock  can  occur  rapidly  due  to 
electrolyte  disturbances  and  loss  of  blood  volume.  These  catastrophic  events  can  be  complicated  by 
endotoxemia resulting from infection of the necrotic debris by gram-negative organisms as there is break down 
of barriers between gastrointestinal, pancreas and blood stream. 
Laboratory findings include markedly elevated serum amylase during the first 24 hours, followed (within 3-4 
days)  by  rising  serum  lipase  levels.  Hypocalcemia  can  result  from  precipitation  of  calcium  in  the  extensive 
areas  of  fat  necrosis.  The  enlarged  inflamed  pancreas  can  be  visualized  by  CT  or  MRI.  Although  most 
individuals with acute pancreatitis eventually recover, some die from shock; ARDS and acute renal failure. In 
those who survive complications include pancreatic abscesses or pancreatic pseudocysts
Pancreatic Pseudocyst

 

is the most common cystic lesion of the pancreas and a common complication of acute 

pancreatitis.  Liquefied  necrotic  pancreatic  tissues  become  surrounded  by  fibrous  tissue  wall  to  form  a  cystic 
space, lacking an epithelial lining ("pseudo"). Drainage of pancreatic secretions into this space over months to 
years  (from damaged pancreatic ducts)  can  cause massive enlargement  of the cyst  (up to  30  cm  in  diameter). 
They  can  become  secondarily  infected,  and  larger  pseudocysts  can  compress  or  even  perforate  into  adjacent 
structures. It is commonly attached to the surface of the gland and may involve peripancreatic tissues. (Fig. 6-
32

Chronic  Pancreatitis

 

is  characterized  by  longstanding  inflammation  and  fibrosis  with  destruction  of  the 

exocrine pancreas; in the late stages, the islets are also lost. 
Causes of chronic pancreatitis include  
1. Chronic alcoholism (the most common cause).  
2. Long-standing pancreatic duct obstruction
 (e.g., by pseudocysts, calculi, neoplasms) 
3. Tropical pancreatitis: 
seen in Africa and Asia, and attributed to malnutrition 
4. Hereditary pancreatitis
 due to mutations of genes, some encoding trypsin inhibitor.  
5. Cystic fibrosis 
In  some  cases  there  is  no  obvious  cause  (idiopathic);  
as  with  acute  pancreatitis,  a  growing  number  of  these 
cases are associated with inherited mutations in genes concerned with normal pancreatic exocrine function.

 

Gross features: the gland is hard, sometimes with extremely dilated ducts and visible calcifications  
Microscopic features 
(Fig. 6-33) 

  Parenchymal fibrosis, reduced number and size of acini, and variable dilation of the ducts.  

  A chronic inflammatory infiltrate around remaining lobules and ducts.  


background image

  Islets of Langerhans are relatively spared but eventually they disappear.  

Pathogenesis  
This is still not established with certainity.  However, several hypotheses are proposed: 
1. Ductal obstruction by concretions: alcohol increases the protein concentration of pancreatic secretions; these 
can form ductal plugs. 
2. Toxic:
 alcohol can exert a direct toxic effect on acinar cells leading to their destruction 
3. Oxidative stress 
induced by alcohol generates free radicals in acinar cells, which lead to fusion of lysosomes 
and zymogen granules with resulting acinar cell necrosis, inflammation, and fibrosis.  
4. Necrosis-fibrosis due to recurrent episodes of acute pancreatitis  
Chronic  pancreatitis  can  present  with  repeated  bouts  of  jaundice,  persistent  or  recurrent  abdominal  and  back 
pain. It may be entirely silent until pancreatic insufficiency and diabetes develop.  
Chronic  pancreatitis  may  present  as  attacks  of  abdominal  pain  with  some  elevation  of  serum  amylase. 
Gallstone-induced  obstruction  may  cause  jaundice  &/or  elevation  in  serum  alkaline  phosphatase.  A  helpful 
finding  is  visualization  of  calcifications  within  the  pancreas  by  CT  or  ultrasonography.  Weight  loss  and 
hypoalbuminemia with edema from malabsorption can also occur.  
PANCREATIC NEOPLASMS 
Cystic Neoplasms 
Some of these are entirely benign (e.g., serous cystadenoma); others, such as mucinous cystic neoplasms, can be 
benign but frequently have malignant potential. 
Pancreatic Carcinoma

 

has a very poor prognosis in that the 5-year survival rate is less than 5%. 

Pathogenesis:  like  all  cancers,  it  arises  as  a  consequence  of  inherited  and  acquired  mutations  in  cancer-
associated genes. There is a progressive accumulation of genetic changes in pancreatic epithelium as it proceeds 
from  non-neoplastic,  to  noninvasive  lesions  in  small  ducts  and  ductules,  to  invasive  carcinoma.  Antecedent 
lesions are called "pancreatic intraepithelial neoplasias" (PanINs). They are often found adjacent to infiltrating 
carcinomas  and  share  with  the  latter  a  number  of  the  same  genetic  mutations.  The  more  common  molecular 
alterations in pancreatic carcinogenesis affect K-RAS (oncogene), and the tumor suppressor genes p16, SMAD4, 
and p53
.  
Carcinoma  is  primarily  a  disease  of  the  elderly  (60  and  80  years).  Smoking  has  the  strongest  environmental 
influence.  Chronic  pancreatitis  and  diabetes  mellitus  are  also  associated  with  an  increased  risk.  Familial 
clustering  of  pancreatic  cancer  has  been  reported,  and  familial  pancreatitis  (related  to  mutations  in  a 
trypsinogen gene) is associated with up to 80-fold increased risk. 
Gross features (Fig. 6-34) 

  The head is most commonly involved (60%), whereas the tail is the least common site (5%) 

  The cancer is usually hard, gray-white, poorly defined mass.  

  Most carcinomas of the  head obstruct the distal  common bile duct leading to distention of the biliary  tree, 

and obstructive jaundice.  

  In marked contrast, carcinomas of the body and tail do not interrupt the biliary tract and hence remain silent 

for some time. They may be quite large and widely disseminated by the time of the diagnosis. 

  The regional lymph nodes & the liver are often involved by metastases as are the lungs & bones. 

Microscopical features 

  Most carcinomas are ductal adenocarcinomas .   

  Two features are characteristic of pancreatic cancer:  

1. It is highly invasive; even in the early stages, thus infiltrates peripancreatic tissues extensively 
2. It elicits an intense fibroblastic (desmoplastic) response

 

Perineural and lymphatic invasions are commonly seen.

 

Migratory  thrombophlebitis  (Trousseau  syndrome)  occurs  in  about  10%  of  patients.  Endoscopic 
ultrasonography and CT, are helpful in diagnosis and in performing guided percutaneous needle biopsy.

 

 
 
 
 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 9 أعضاء و 186 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