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Rev Ass Med Brasil 2000; 46(3): 242-54242

JESUS, RP et al.

Artigo de Revisão

Regeneração hepática: papel dos fatores de crescimento enutrientesR.P. DE JESUS, D.L. WAITZBERG, F.G. CAMPOS

Disciplina de Cirurgia do Aparelho Digestivo, Departamento de Gastroenterologia da Faculdade de Medicina da Universidade de SãoPaulo, São Paulo, SP

UNITERMOS: Regeneração Hepática. Nutrição. Fatores deCrescimento. Citocinas. Hepatectomia Parcial. HGF.

KEY WORDS: Liver regeneration. Nutrition. GrowthFactors. Cytokines. Partial Hepatectomy.

INTRODUÇÃO

A regeneração hepática, representa um meca-nismo de proteção orgânica contra a perda detecido hepático funcionante seja por injúria quí-mica, viral, perda traumática, ou por hepatec-tomia parcial (HP)1-8.

Na Grécia antiga, relatou-se a regeneraçãohepática através do mito de Prometheus. Tendodescoberto o segredo do fogo dos Deuses doOlimpo, Prometheus foi condenado a alimentardiariamente uma águia com uma porção do seufígado. No entanto, durante a noite, seu fígadoregenerava provindo a águia com eterno ali-mento e submetendo Prometheus a uma eternatortura9-11.

O primeiro modelo experimental bem sucedidopara o estudo da regeneração hepática foi introdu-zido por Higgins e Anderson em 1931. Esse modelocontemplou a remoção cirúrgica dos lóbulos late-ral esquerdo e mediano do fígado de ratos, consti-tuindo aproximadamente 67 a 70% da massa hepá-tica total desses animais12,-17,4,7,8.

Apesar de ser largamente utilizado, o termo“regeneração” é biologicamente incorreto, umavez que a resposta induzida pelo dano tecidualhepático promove hiperplasia e hipertrofia com-pensatória do tecido remanescente, até o res-tabelecimento da massa hepática primitiva. Noentanto, os lóbos ressecados não são recupera-dos18,19,4,6,7,10.

Nos últimos anos surgiram novos conhecimen-tos sobre os fatores envolvidos no processo deregeneração hepática, assim como o efeito especí-fico de fatores de crescimento e nutrientes. Por-tanto, o objetivo desta revisão foi atualizar estesconhecimentos, dando ênfase ao seu aspecto meta-bólico nutricional.

REGENERAÇÃO HEPÁTICA

O hepatócito é uma célula de natureza epitelial,altamente diferenciada, que raramente se divide.Apenas um hepatócito entre 20.000 pode estar sedividindo em algum momento, durante a vida doser humano ou animal, sendo que essa divisãopode ocorrer no máximo, uma ou duas vezes paracada célula20,21,4,7,12.

Reconhece-se que a regeneração hepática é umevento que promove crescimento tecidual alta-mente ordenado e organizado. A perda do parên-quima hepático, induzida por tratamento agudo,cirúrgico ou químico, desencadeia um processoregenerativo até que a massa hepática seja com-pletamente restaurada. A restauração ocorre porhiperplasia celular compensatória do parênquimaremanescente, de forma regulada e precisa, até ofígado atingir seu peso original, com pequena va-riação de 5 a 10%14,7,18.

Todas as células hepáticas (hepatócitos, célulasendoteliais, de Kupffer, de Ito e ductais) proliferampara substituir a perda do tecido hepático. No entan-to, os hepatócitos são os primeiros a proliferar,sendo que a maioria dos estudos focalizam essascélulas por elas constituirem cerca de 90% da massahepática e 60 % do número total de células7,10,20.

Atualmente diversas pesquisas tem sido desen-volvidas para identificar qual seria o “gatilho”inicial para a resposta regenerativa. Estudos re-centes mostraram que quando tecido hepático ouhepatócitos isolados são transportados para teci-dos extra-hepáticos, antes da realização da hepa-tectomia parcial, ocorre síntese de DNA no hospe-deiro. Do mesmo modo, quando ratos são ligadosaos pares através de circulação parabiótica, arealização de hepatectomia em um membro dadupla, observa-se regeneração no fígado intactodo outro membro. Estes experimentos evidenci-am que os sinais mitogênicos para hepatócitos sãosistêmicos, possibilitando o monitoração desseprocesso10.

A cinética da resposta regenerativa inicia-sepela síntese de DNA, que ocorre 12 - 16 hs após ahepatectomia parcial (HP), sendo o pico máximo

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observado 24 a 26 hs após a cirurgia. Em seguidaocorre uma onda de mitoses, cujo pico é verificadoaproximadamente 8 hs mais tarde10.

Durante a proliferação de hepatócitos ocorreliberação de fatores de crescimento como Fator deCrescimento do Hepatócito (HGF), Fator Trans-formador do Crescimento-alfa (∝-TGF), Fator deCrescimento Epidérmico (EGF) e Fator de Cresci-mento de Fibroblastos (FGF), os quais determi-nam estímulo mitogênico que atinge outras célu-las hepáticas10,22.

A síntese de DNA das células não parenquima-tosas inicia-se em média 24 hs após o mesmoprocesso verificado nos hepatócitos. Observa-se opico mitótico nas células de Kupffer, células endo-teliais e ductais, dentro de 48 , 96 e 48 hs após aHP, respectivamente17. Imediatamente após a HP,ocorre ativação de 70 ou mais genes, constituindo-se assim, o primeiro passo na cascata de eventosque direcionam à síntese de DNA4,7,8.

Os eventos desencadeados após a HP possibili-tam a identificação de dois períodos distintos: operíodo pré-replicativo (de 0 a 14 hs) e o períodoreplicativo (14 a 36 hs), caracterizando o processode regeneração. Apesar do limite entre esses perío-dos não ser totalmente preciso, verifica-se quedurante as 12 hs iniciais os hepatócitos saem doestado de repouso ou quiescência - fase G0, entran-do no ciclo celular - fase G1, progredindo para asíntese de DNA. Verifica-se o início dessa fase 4 a6 horas após a HP, com elevação precoce da expres-são dos proto-oncogenes c-fos e c-myc, 30 a 60minutos após a cirurgia. Na segunda fase ocorre asíntese de DNA propriamente dita ou fase S. Apósa fase S, aproximadamente 4 a 6 hs são necessáriaspara que a célula entre em divisão, caracterizandoa fase G2. Após 30 a 60 minutos do início doprocesso mitótico, obtêm-se dois novos hepató-citos. Durante a regeneração hepática, observa-seo sincronismo do pico de replicação de DNA, indi-cando que a maioria ou até mesmo todos hepa-tócitos encontravam-se na fase de repouso, e nãoem diferentes pontos do ciclo celular, fortalecendoo conceito que os hepatócitos em condições nor-mais, raramente se dividem4,7.

Proto-oncogenes são grupos de genes normais,fisiologicamente associados à proliferação celular.São essenciais para o crescimento celular normal,mas na evidência de mutação ou expressão inade-quada desses genes, ocorre ativação da formaçãode neoplasias4,7. Os principais proto-oncogenes (c-fos, c-myc, c-ras, c-jun e P53, estão relacionadoscom ciclo celular, não apenas no processo de rege-neração hepática, mas também na proliferação deoutros tipos celulares. Provavelmente, esses genes

são os primeiros reguladores dos eventos essenci-ais para a fase de replicação do DNA (fase G1) dociclo celular. O c-fos, c-jun e c-myc são comumentedenominados de genes precoces ou “Immediateearly genes”, por não requererem síntese protéicapara sua estimulação e por serem ativados imedi-atamente após a HP, na sequência descrita, asso-ciados ao pico máximo de detecção de seus respec-tivos RNAs mensageiros, após a cirurgia4,7,10,18.

A expressão dos proto-oncogenes após a HP, éextremamente específica, sequencial e regulada,compreendendo uma sucessão de eventos interde-pendentes, e dotados de mediadores que podemalterar a expressão desses proto-oncogenes4,7,18.

No período de progressão, após a “capacitação”dos hepatócitos para a divisão celular, verifica-seaumento no nível de RNAm para p53 e consequenteaumento desse proto-oncogene de 8 a 16 horasapós a cirurgia, período no qual a maioria doshepatócitos estão no meio ou no final da fase G1 dociclo celular. Provavelmente a expressão acentua-da do p53, visa prevenir a proliferação e transfor-mação celular desordenada4,7.

O proto-oncogene c-jun foi recentemente rela-cionado como agente essencial para diferenciaçãodo hepatócito fetal, parecendo exercer um impor-tante papel na proliferação celular hepática. O c-fos é requerido na fase posterior da proliferaçãocelular, mas não na fase inicial do processo, en-quanto que o c-ras é expresso tardiamente, duran-te o período de síntese de DNA e mitose, entre 24a 36 horas após a cirurgia4,18.

Três dias após a HP, cerca de 80% da síntese deDNA ocorre na proximidade do Espaço Porta, indi-cando que os hepatócitos localizados no ácino he-pático replicam o DNA mais precocemente queaqueles próximos à veia centrolobular; ou seja : oprocesso regenerativo ocorre predominantementenas regiões mais próximas do Espaço Porta7,10.

Em seguida a sua origem, no chamado comparti-mento proliferativo, o hepatócito migra em direção áveia centro-lobular, de forma que as células jovenstendem a se localizar na periferia do lóbulo, enquan-to que as mais velhas são encontradas com maiorfreqüência na região central. Durante essa trajetó-ria, o hepatócito desempenha atividades metabóli-cas diferentes, de acordo com o grau de maturação.As células jovens por exemplo, desempenham gli-coneogênese, enquanto que a glicólise é realizadamais freqüentemente por células mais antigas7.

A eficiência da síntese de DNA após hepatec-tomia parcial está diretamente relacionada com odéficit tecidual. Em ratos adultos com remoçãoinferior a 30% do parênquima hepático, não severificou síntese de DNA. Do mesmo modo, em


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cirurgias com remoção superior a 80% da massahepática, a regeneração induzida é menos eficien-te que a observada na hepatectomia parcial de 68a 70%23,4,7.

Durante a regeneração hepática (RH), verifica-se alterações bioquímicas no parênquima, taiscomo acúmulo transitório de triglicerídios, eleva-ção de isoenzimas fetais e aumento dos níveisenzimáticos relacionados com a síntese de DNA,como a Timidina quinase e Ornitina decarbo-xilase24,25,1,7,13.

O mais surpreendente do processo regenerati-vo, além da capacidade proliferativa do hepatóci-to, é o fato dessas células manterem simultanea-mente todas as funções fundamentais para manu-tenção da homeostase, como a regulação do nívelglicêmico, síntese de proteínas plasmáticas e fato-res de coagulação, secreção de bile, ciclo da uréiae biodegradação de compostos tóxicos. Análisescomparativas da população de RNAm, presente emremanescentes hepático e fígados normais, de-montraram resultados praticamente homólogos,indicando que as alterações na expressão gênicasão estritamente de caráter quantitativo4,7,10. Por-tanto, a hipótese da “desdiferenciação”, ou regres-são de uma célula diferenciada como o hepatócito,para uma célula “imatura”, de modo a possibilitardivisão celular, atualmente não é mais aceita4,7.

Durante a regeneração, a composição da matrizhepática sofre alterações em relação ao fígado tipica-mente formado. Com o início da cascata de protease,verifica-se a restrição da matriz, contendo inicial-mente fibronectina, colágeno tipo I e IV, entre outrasproteínas e glicosaminoglicanos10,21. Esse eventoconstitui a degradação da matriz extracelular queenvolve os hepatócitos, favorecendo a ativação dopró-HGF à HGF maduro, levando conseqüentemen-te à síntese de DNA através de mecanismo deregulação autócrino e/ou parácrino10,23.

Mullhaupt et al (1994), evidenciaram através demodelo envolvendo cultura celular, que a prolifera-ção dos hepatócitos é regulada predominante masnão exclusivamente por mecanismos autócrinos, apartir de liberação de fatores de crescimento. Oshepatócitos já “iniciados” seriam capazes de produ-zir seus próprios fatores de crescimento, caracteri-zando a regulação autócrina, além de responder afatores de crescimento produzidos por outras célu-las hepáticas, constituindo a regulação parácrina.Haveria também a participação de células de outrosorgãos, promovendo a regulação endócrina, desdeque houvesse receptores adequados na membranaplasmática dos hepatócito para essas substâncias.Portanto, durante o período de progressão, o pro-cesso de proliferação seria dependente de mecanis-

mos autócrinos, parácrinos e endócrinos26,4,7,22.O desempenho adequado da regeneração hepá-

tica, é complexo e dependente da interação deeventos, que envolve a regulação da matriz extra-celular, espaçamento do intervalo de junção inter-celular, dissolução e ressíntese da membrana alta-mente especializada dos hepatócitos, além da libe-ração e alinhamento de mais de 150 cromossomos,entre os quais alguns que proporcionam a mi-tose27,10,21. Durante a regeneração, tanto os fatoresde crescimento, como as alterações metabólicas,podem induzir o período de iniciação. Já a expres-são dos proto-oncogenes pode estar relacionadacom variações adaptativas bioquímicas e nutri-cionais que ocorrem nos hepatócitos logo após ahepatectomia, ou ainda pode ser induzida porfatores de crescimentos secretados no fígado ououtros orgãos. Estas reações adaptativas desenca-deiam em conjunto, a cascata de eventos que cul-mina com a replicação do DNA7.

Recentes estudos têm procurado correlacionaros principais eventos que ocorrem imediatamenteapós a HP. Michalopoulos e DeFrances (1997)relatam que o receptor para uroquinase “uroki-nase-type plasminogen activator” (uPA), surgeimediatamente na membrana plasmática, e a ati-vidade da enzima uroquinase aumenta em 1 a 5minutos após a cirurgia. Essa enzima está direta-mente envolvida na ativação da cascata proteo-

Fig. 1 – Processo de regeneração hepática experimental



lítica necessária para conversão do plasminogênioa plasmina e proteólise de componentes da bioma-triz hepática, como lâmina média, entactina efibronectina. A conseqüente degradação da bioma-triz, permite a ativação do HGF, além do rápidoaumento desse fator de crescimento no plasma10.

A membrana plasmática torna-se hiperpolari-zada em 30 minutos, observa-se inicialmente alte-rações no fluxo de eletrólitos pela membrana, comrápida entrada de Na+ e elevação do pH intra-celular, além da saída do Ca+2 para o espaçoextracelular10,18,21.

Nas células que compõe o canalículo biliar, sãoevidenciadas alterações morfológicas dentro de5 horas imediatamente após a HP, ainda queocorra simultaneamente um leve decréscimo dasecreção biliar. Dentro de 30 minutos, após acirurgia, observa-se a indução do conjunto de“genes imediatos”10.

FUNÇÃO DOS FATORES DECRESCIMENTO E HORMÔNIOS

O sinusóide hepático apresenta um endotéliofenestrado que expõe os hepatócitos diretamente auma série de hormônios, fatores de crescimento enutrientes, que possuem ação hepatotrófica. Nes-se sentido, vários autores sugerem que nenhumasubstância isoladamente seria suficiente para re-gular todo o processo regenerativo, sendo quefatores negativos e positivos podem estimular ouinibir a proliferação de hepatócitos, havendo umarelação de equilíbrio entre eles. Podem ser sinteti-zados no fígado, nas células parenquimatosas enão parenquimatosas, além de tecidos como asglândulas de Brunner localizadas no duodeno eglândulas salivares7,10,21.

A resposta celular aos vários fatores de cresci-mento, exige a presença de receptores específicosna membrana plasmática das células alvo. Após aformação do complexo receptor-fator de cresci-mento, esse é internalizado e degradado. Em se-guida, ocorre uma série de eventos como ativaçãoda proteína Tirosina quinase e fosforilação deproteínas intracelulares28,4,10. O estímulo intrace-lular resultante é processado por sístemas trans-dutores de sinal envolvendo um segundo mensa-geiro como o AMPciclíco, cálcio, inositol trifosfato,diacil-glicerol ou fosfolipase c. Posteriormenteesse mensageiro induz ativação de Proteína cquinase, as quais desencadeiam uma série deeventos secundários, incluindo alteração do fluxoiônico através da membrana celular, com entradade Na+ e saída de H+, elevação do pH intracelulare aumento da atividade da ATPase Na+ / K+. Por

último, a Proteína c quinase ativa diversos genesenvolvidos no processo proliferativo, como c-fos, c-jun, e c-myc , levando à replicação do DNA econseqüente divisão celular10,28.

Os fatores de crescimento são classificados emtrês categorias:• Agentes mitogênicos completos → Capazes deinduzir síntese de DNA e mitose em uma popula-ção de hepatócito em repouso fase G0 ;• Agentes mitogênicos incompletos ou co-mito-gênicos → Auxiliam a indução da síntese de DNA;• Agentes inibidores do crescimento → Controlamo término da proliferação celular ;

Os principais agentes mitogênicos completos são:

1) Fator de Crescimento Epidérmico: EGF- “Epi-dermal Factor Growth”

É sintetizado nos rins e pâncreas, glândulassalivares, glândulas de Brunner no duodeno. Esti-mula a síntese de DNA na maioria das célulasepiteliais, inclusive hepatócitos já iniciados, ouseja no período de transição entre as fases G1 e S dociclo celular29,4,22,26,28. Induz incorporação de timi-dina tritiada por 60 a 80 % dos hepatócitos em meiode cultura. Sua ação é potencializada pela insulinae glucagon, “in vitro” e “in vivo”7,10.

O mecânismo de regulação do EGF, durante aregeneração hepática, pode ser a nível de seu

Fig. 2 – Processo de regeneração hepática pós-hepatec-tomia parcial experimental


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receptor, através de mecanismos de modulação,internalização e ressíntese, ou através de meca-nismos pós-receptor, sem alteração do nível plas-mático de EGF. Seus níveis se elevam em poucashoras após a HP22, mas reduzem rapidamente,antes da síntese de DNA pelos hepatócitos teriniciado. Verifica-se rápida elevação do RNAmpara síntese de EGF durante a fase inicial daregeneração hepática, indicando que esse Fator deCrescimento com ação autócrina, promove expres-são gênica e crescimento hepático22. Observa-setambém um declínio dos níveis de RNAm para oreceptor EGF durante o período pré-replicativoem torno de 35 % do normal7.

Quando ocorre decréscimo plasmático do EGF,induzido por sialodenectomia, verifica-se decrés-cimo da resposta regenerativa, indicando que essefator de crescimento é fundamental para a prolife-ração de hepatócitos, por aumentar a funçãomitogênica da regeneração hepática, deixando oshepatócitos mais disponíveis à ação de outrassubstâncias hepatotróficas30,7.

A norepinefrina, hormônio que estimula a se-creção de EGF pelas glândulas de Brunner, tam-bém aumenta muito após a HP, indicando que essefator de crescimento tem papel fundamental du-rante o estágio precoce da função mitogênica7.2) Fator Transformador do Crescimento - α: α TGF- “Transforming Growth Factor - α ”

Esse Fator de Crescimento é sintetizado portecidos normais “in vitro e in vivo”, atuando sobreo mesmo receptor que o EGF, sendo equipotente nacapacidade de estimular a proliferação de hepa-tócitos “in vitro”31,4,17,28,29. São homológos em cercade 30 a 40% da sua estrutura aminoácidica. Sinte-tizado por hepatócitos em regeneração, mas nãopor células não parenquimatosas, observando-seelevação nos níveis do RNAm para o α-TGF duran-te as primeiras 4 a 5 horas após a HP, 10 vezesacima do normal, com pico 24 hs após a cirurgia. Jáos níveis do α-TGF, se elevam em 8 hs após a HP,com picos 24 e 72 hs após a cirurgia7,18.

Provavelmente a secreção de α-TGF pelos hepa-tócitos em regeneração tem regulação autócrina eparácrina, estimulando a proliferação das célulasnão parenquimatosas adjacentes. O α-TGF atua-ria sobre os hepatócitos já “iniciados”, após este teradentrado no ciclo celular - Fase G1. O TGF-αparece que atua no estágio mais posterior do pro-cesso. RNAm para TGF-α é induzido nos hepa-tócitos dentro de 2 a 4 horas, após HP com picoentre 12 e 24 horas, mantendo elevado por 48 hsapós a HP. Pode estimular mitose por mecanismoautócrino e parácrino7,10,18.

O efeito potencial do TGFα- sobre os hepató-

citos, pode ser parte do sinal mitogênico quedireciona o estroma de células adjacentes para aproliferação, geralmente em torno de 24 hs apósproliferação de hepatócitos7.

O TGF-α possui efeito mitogênico sobre ascélulas endoteliais, estimulando a mitose por me-canismo parácrino. Fatores de crescimento produ-zidos pelos hepatócitos em regeneração, como oFator de Crescimento de Fibroblásto Ácido (FGF)e o Fator de Crescimento Endotelial Vascular(VEGF), também participam do estímulo regene-rativo das células endoteliais, objetivando a res-tauração da histologia normal do lóbulo hepático7.3) Fator de Crescimento de Hepatócito: HGF-Hepatocyte Growth Factor.

Descrito inicialmente como fator com ação espe-cífica para o fígado, atualmente sabe-se que o HGFatua como mitogênico em vários tipos celulares,como melanócitos e células dos túbulos re-nais32,4,10,28,29. É também conhecido como “Fator deDispersão”, por sua capacidade de induzir mo-tilidade de células epiteliais fortemente agrega-das, sendo produzido por células mesenquimais demuitos orgãos como pulmão, timo, pâncreas, glân-dulas salivares, tireóide, intestino, baço e rins. Nofígado, as células de Kupffer, células endoteliais ede Ito produzem essa substância, principalmentequando o fígado é submetido a injúria química,tóxica ou cirúrgica7,10,18,28,32.

O HGF é composto por 728 aminoácidos, dispos-tos em duas subunidades ligadas por pontes dedissulfito. A subunidade α é maior, tendo estrutu-ra e seqüência homóloga a plasmina e plasmi-nogênio, enquanto a subunidade β possui estrutu-ra similar a serina protease, mas sem a atividadeproteolítica7,28.

Foi o primeiro agente mitogênico identificadono sangue em altas concentrações durante o pro-cesso regenerativo, sendo considerado o mais po-tente estimulador da proliferação de hepatócitosem meio de cultura33,34,9,22,26,31,32. Na clínica médica,observa-se altos níveis de HGF plasmático noscasos de hepatite fulminante e encefalopatia gra-ve, havendo uma correlação inversa entre concen-tração plasmática e sobrevida dos pacientes. Pro-vavelmente essa elevação do HGF seja provocadapelo dano hepatocelular, levando a liberação maci-ça do fator das reservas hepáticas, superproduçãodo fígado e outros orgãos ou decréscimo da capta-ção hepática do HGF35,7,10,18,20,21,28. Além de estimu-lar a proliferação de hepatócitos, o HGF possuioutras funções biológicas, incluindo atividadepleotrópica com efeito mutagênico e morfogênico,inibindo a replicação de células tumorais comomelanomas e carcinoma hepatocelulares in vitro 7,28.



No entanto, Liu et al.(1994) reportam que o HGFpossui atividade metastogênica em vários tipos decélulas cancerosas32.

O fígado é responsável por clarear a maioria doHGF circulante10,26,32,34, sendo que o mecanismo deação desse fator no processo regenerativo hepáticoé provavelmente endócrino e/ou parácrino, umavez que após a hepatectomia parcial, verifica-se oaumento da produção de HGF nas células nãoparenquimatosas hepáticas e outros tecidos10,18,28,34.No entanto, inicialmente é necessário a maturaçãodo pró-HGF à HGF, com participação da enzimauroquinase, e ativação do receptor C-met na mem-brana plasmática do hepatócito, para permitir aincorporação do HGF no interior da célula hepáti-ca10,32.

A conversão do plasminogênio a plasmina e aproteólise de alguns componentes da biomatrizextracelular (lâmina média, entactina e fibronec-tina) que ocorrem imediatamente após a hepatec-tomia parcial (HP), favorecem a atuação da uro-quinase e demais enzimas envolvidas na ativaçãodo HGF e seu receptor, promovendo rápida eleva-ção da concentração plasmática desse fator decrescimento, o que constitui, provavelmente, oprimeiro estímulo mitogênico que direciona ohepatócito para a síntese de DNA36,10,28,32.

Tal hipótese é compatível com o tempo dacinética do hepatócito e aparecimento dos fatoresde regeneração de orígem sanguínea, bem como narápida expressão dos genes imediatos ou precoces,induzida pelo HGF. No entanto, são necessáriosestudos posteriores, visando obtenção da completainteração entre uroquinase, aumento da produçãode HGF e degradação da biomatriz hepática10.

Vários estudos têm demonstrado que a concen-tração plasmática do HGF aumenta substancial-mente em humanos submetidos a hepatectomiaparcial (HP). Em ratos a concentração plasmáticade HGF aumenta mais que 20 vezes dentro de 1 a3 horas após a cirurgia, normalizando lentamenteaté alcançar 72 horas do processo cirúrgico. Aexpressão de RNAm para o HGF está aumentadanas células de Ito e células mesenquimais de ou-tros tecidos, 3 a 4 horas após a HP, permanecendoelevada por 24 a 30 horas37,38,7,10,28,33,34. Emboraesses eventos não explicam o aumento do HGFplasmático 1 hora após a HP, podem explicar porque ocorre a persistência da elevação do HGFplasmático, durante todo o processo regenerativohepático10. As fontes extra-hepáticas de HGF sãoimportantes para justificar a elevação do nívelplasmático desse fator, antes mesmo de se verifi-car o aumento na expressão RNAm para HGF nofígado7.

O HGF possui o efeito totalmente inibido peloTGF-β, parcialmente inibido pela heparina e exa-cerbado pela norepinefrina, que também encon-tra-se elevada após a HP7.

Diante das evidências de que o HGF estimula aregeneração hepática in vivo, protegendo o animalcontra as sérias consequências da injúria hepáti-ca, LaBrecque sugere a possibilidade da utilizaçãodesse fator de crescimento, no tratamento de doen-ças hepáticas18.4) Fator de Crescimento de Fibroblastos Ácidos /“Acidic Fibroblast Growth Factor: α -FGF”

É secretado por hepatócitos em regeneração,células ovais e de Ito, sendo que a secreção máximacoincide com o pico de síntese de DNA celular,indicando um importante papel na gênese da pro-liferação de hepatócitos. Aumenta agudamentepor até 24 horas após a HP, permanecendo elevadono remanescente hepático, tanto nos hepatócitoscomo nas células não parenquimatosas, durante 7dias. Tem efeito mitogênico em cultura de célulashepáticas, mas parece que atua em hepatócitosespecíficos, uma vez que nem todas as célulasrespondem ao estímulo provocado pelo α-FGF7,18.

O aumento na expressão gênica do α-FGF, apósa HP, precede a expressão gênica da α-TGF e do β-TGF, parecendo exercer um estímulo bastanteprecoce à síntese de DNA pelos hepatócitos, atra-vés de mecanismos autócrinos e/ou parácrinos7.Contudo, a elevação dos níveis do FGF ocorre apósa iniciação de hepatócitos primários, não parecen-do ser o desencadeador do processo regenerativo18.

A atividade mitogênica do α-FGF é consideravel-mente menor que a promovida pelo EGF, sendo quea heparina potencializa sua atividade biológica. Essefator de crescimento reduz o efeito inibitório do β-TGF sobre a mitogênese induzida pelo EGF, promo-vendo consequentemente um efeito sinérgico17,26.5) Substância Estimuladora hepática / “HepaticStimulatory Substance: HSS”

Substância extraída do citosol de células hepá-ticas recém-nascidas, ou de ratos submetidos àHP, é capaz de estimular a replicação de DNA,tanto “in vitro como in vivo”, com aparente espe-cificidade para o fígado17,18,28.

Animais de laboratório submetidos a HP míni-ma de 1/3, onde normalmente ocorre uma pequenaestimulação para síntese de DNA, após adminis-tração de extrato purificado de HSS observa-seelevação importante da proliferação celular. Con-tudo, o mesmo efeito não foi verificado quandoadministrou-se essa substância em ratos normaiscom o fígado intacto18,28.

A HSS exerce pequena atividade sobre o fígadonormal in vivo, ou em cultura primária de he-


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patócitos. No entanto, ela atua sinergicamente como EGF, para produzir aumento na síntese de DNAem cultura de hepatócitos, além de exercer efeitomitogênico direto em células de hepatoma18,28.

Observa-se presença de HSS no fígado de ratosadultos após 12 horas da HP, com pico máximo em26 horas. Permanece com níveis elevados até 72horas após a cirurgia7.

O HSS pode ser considerada como fator de pro-gressão para replicação de hepatócitos, agindosobre células que estejam atingindo a fase G1 dociclo celular. Provavelmente o mecanismo de açãodessa substancia é a indução da rápida entrada deNa e conseqüente saída de Ca2+, além do aumentoda fosforilação protéica18,28.

Apesar de não totalmente caracterizada, a su-bstância Estimuladora de Hepatócito possui van-tagens em relação a outros Fatores de Crescimen-to, porque é o único com efeito específico para ofígado e sua atividade não é bloqueada pelo β-TGF, como α-TGF e HGF18.

→ Agentes mitogênicos incompletos ou Co-mitogênicos

Potencializam o sinal estimulatório de substân-cias mitogênicas como HGF, EGF e α-FGF, alémde reduzir o efeito negativo de agentes inibitórios,contribuindo dessa forma para desencadear o pro-cesso proliferativo, sem contudo possuir efeitomitogênico, quando adicionado isoladamente emcultura primária de hepatócitos7.

Os principais agentes Comitogênicos são :

• NorepinefrinaOs níveis plasmáticos de catecolaminas elevam-

se substancialmente após a HP, provavelmentedevido a remoção de cerca de 2/3 do “pool” hepáticode monoaminoxidase, enzima que cataliza a desa-minação oxidativa de monoaminas como a nore-pinefrina e noradrenalina7. Em cultura primáriade hepatócitos, a norepinefrina amplia o efeitomitogênico do EGF e HGF agindo sobre o receptorα 1-adrenérgico, além de reduzir o efeito inibitóriodo β-TGF sobre hepatócitos, isolados durante afase inicial da regeneração7,10,18,31.

O receptor α1-adrenérgico é o principal regu-lador da via glicogenolítica, sendo que sua esti-mulação desencadeia a lise do fosfatidil ino-sitol, elevando os níveis citoplasmáticos dediacilglicerol e inositol trifosfato, com conse-qüente ativação da proteína C quinase e mobi-lização dos estoques intracelulares de cálcio7.Seus níveis séricos aumentam rapidamente noplasma dentro de 1 hora após a HP, fato queinduz a secreção de EGF pelas glândulas deBrunner no duodeno, que potencializa a esti-

mulação mitogênica do hepatócito10.

Insulina e Glucagon

Apesar da incapacidade da insulina e glucagonpara induzir proliferação hepatocelular in vitro ein vivo, esses hormônios são fundamentais para otrofismo e metabolismo do hepatócito, pois essascélulas degeneram e morrem na ausência de insu-lina em meio de cultura4,7,9,18,29,31.

Se ocorrer redução da circulação portal de insu-lina para o fígado devido a “shunt” portocava,espera-se uma atrofia hepática. Do mesmo modo,injeção de insulina previne ou reverte o processode atrofia que envolve a replicação celular. Noentanto, a insulina não possui efeito mitogênicosobre hepatócitos quando injetada em animais nor-mais, mas potencializa o efeito de fatores de cresci-mento como EGF em cultura de hepatócitos10,18.

Após a HP, a concentração plasmática de insu-lina decresce rapidamente, enquanto a de gluca-gon aumenta, provavelmente numa tentativa doorganismo para garantir a homeostase, mantendoa concentração plasmática de glicose em níveisnormais durante o processo regenerativo10.

Yamaguchi et al (1997), demonstraram em tra-balho experimental que a Nutrição parenteralTotal (NPT) enriquecida com glucagon e insulinapromoveu aumento do DNA hepático em ratossubmetidos a HP, indicando participação desseshormônios na proliferação de hepatócitos. O gluca-gon estimula a síntese de proteína hepática, sendoque glucagon e insulina atuam sinergicamente naregulação da regeneração hepática63.

Vasopressina

Estimula diretamente a síntese de DNA emcultura de hepatócitos de ratos adultos, entretan-to demonstrou-se efeito mínimo em hepatócitos decoelhos e nenhum efeito sobre hepatócitos huma-nos. Este fato é compreensível, uma vez que essasespécies não dispõem de receptores em númerosignificante para a vasopressina nas células pa-renquimatosas hepáticas18,31.

Prostaglandinas

A adição de ácido araquidônico ou prostaglan-dina à cultura de hepatócitos induz aumento deDNA, assim como o tratamento de animais cirróti-cos com prostaglandinas E2 aumenta a síntesehepática de DNA 24 horas após HP7.

Recentemente foi demonstrado que as células deKupffer possuem incrível capacidade de secretarprostaglandina E2 durante a regeneração hepática,persistindo elevada até 48 horas após a cirurgia.Drogas bloqueadoras da síntese de prostaglan-



dinas, como a indometacina, inibem a síntese deDNA, sugerindo papel importante dessa substânciano processo regenerativo hepático. No entanto, ain-da não está claro seu mecanismo de ação7.

Outros hormônios

Triiodotironina e derivados do ácido retinóico,estimulam síntese de DNA in vivo, mas não efeti-vamente em culturas de hepatócitos7,10.

Os estrógenos induzem incremento na mito-gênese quando adicionados a cultura de hepa-tócitos contendo tanto EGF como soro. Após a HP,os níveis séricos desse hormônio e receptoresestrogênicos encontram-se elevados com pico má-ximo de 24 a 48 horas, enquanto os níveis detestosterona encontram-se reduzidos7.

Citocinas

Ttrabalhos recentes estabelecem relações im-portantes entre o Fator de Necrose Tumoral α(TNF-α), Interleucina-6 (IL-6) e sinais precocesque direcionam a regeneração hepática25. Micha-lopoulos (1997), refere que o estimulo para pro-dução do TNF-αpelas células de Kupffer, podeestar envolvida na regeneração hepática. Estascitocinas também são produzidas por monócitose células endoteliais em resposta à injúriatecidual39,40,41,10,18,37,38.

Tratamentos prévios com anticorpos paraTNF- α, antes dos animais serem submetidos àHP, resultaram em decréscimo da síntese deDNA e redução da atividade da enzima junquinase e expressão do RNAm do proto-oncogenC-jun. Esses eventos ocorrem na fase inicial doprocesso regenerativo, indicando um possívelpapel do TNF-α como agente desencadeante dacascata de reações que envolvem a regeneraçãohepática induzida por injúria tóxica, químicaou cirurgica42,10,18,40.

Provavelmente, uma das funções do TNF-α éregular a secreção do IL-6. A interleucina-6 ésecretada pelas células de Kupffer, sendo que essasecreção é estimulada pelo TNF-α, significando omaior sinal condicionante da estimulação inicialda síntese protéica pelos hepatócitos e parte daresposta inflamatória global43,10,25,26,37,41.

Verifica-se elevação da concentração plasmá-tica de IL-6 após a HP, mantendo-se elevada por 24horas. No entanto, não foi evidenciado elevaçãosérica do TNF-α após a cirurgia em animais delaboratório. Apesar desse achado, existem evidên-cias que essas citocinas tem ação co-mitogênica emcultura primária de hepatócitos e células do ductobiliar10,18,10.

A ação do TNF-α após HP parece ser restrita ao

fígado, sendo que a capacidade dessa citocinainteragir diretamente com o hepatócito tem sidoconfirmado pelo efeito co-mitogênico em culturacelular, sugerindo que não só o TNF-α, como a IL-6 e IL-1 podem exercer importante função, interfe-rindo positivamente no processo de regeneraçãohepática44,4,10,18,25.

Nutrientes

A glutamina, aminoácido condicionalmenteessencial, estimula o sistema imunológico a com-bater agentes invasivos45-49,35,44, mantém inte-gridade e funcionalidade da mucosa intestinal50,51,44,estimula a síntese e inibe a degradação de prote-ínas musculares e viscerais, funciona como im-portante doador de grupamento amino para for-mação de substâncias protéicas (atuando comoprincipal transportador de nitrogênio dos teci-dos periféricos para o fígado)52-54,35,44,45, favorece asíntese de glicogênio hepático, purina e piri-midina, constitui fonte energética para a divisãocelular de várias células de rápida proliferação(enterócitos, colonócitos, fibroblástos, macró-fagos e linfócitos)55-61,52.

A introdução de dietas especiais enriquecidascom glutamina e arginina demonstrou benefíciospara pacientes cirúrgicos35,44,45. Provavelmenteesse efeito positivo da suplementação com dipep-tídios deve-se ao fato desses aminoácidos partici-parem dos processos de ureagênese, gliconeo-gênese e síntese de proteínas62-64,24,29,35,45.

Espat et al. (1996), sugerem que dietas en-riquecidas com arginina e glutamina aumentam aatividade específica do transporte de substânciasatravés da membrana celular de hepatócitos. Apartir de modelo experimental, os autores de-monstraram que o fígado responde à dietas enri-quecidas com esses aminoácidos pelo aumento daatividade transmembrana, favorecendo as fun-ções do sistema hepático, durante o estado dehipercatabolismo62.

O fígado possui capacidade de regular os níveisde glutamina plasmática, por meio de mecanismosmetabólicos que permitem a esse orgão captar eformar glutamina, com a participação da gluta-minase, de modo a manter a homeostase orgâ-nica17,35.Yoshida et al. (1994), referem que a glu-tamina participa como precursor do DNA celular edemonstrou através de trabalho experimentalcom ratos eutróficos, que a suplementação da Nu-trição Parenteral Total (NPT) com glutamina au-mentou a taxa de regeneração hepática, por esti-mulo da síntese de DNA nos hepatócitos apóshepatectomia parcial63,17,35.

Nessa mesma linha de pesquisa, Yamaguchi et


JESUS, RP et al.

al. (1997), demonstraram que NPT suplementadacom glutamina e glucagon-insulina, oferecida aratos submetidos a HP de 70%, promoveu aumentodo DNA hepático, indicando estímulo precoce daregeneração hepática. No entanto, o autor ressaltaque a glutamina bem como os hormônios isolada-mente, possuem efeito menos intenso do que ofere-cidos associadamente, devido a ação do glucagonem estimular a captação da glutamina pelo fígado63.

Após a HP, evidencia-se decréscimo de ade-nosina trifosfato e elevação dos níveis plas-máticos de xantina e hipoxantina, indicandoaumento do catabolismo de purina nucleotídiosdurante a regeneração hepática. Existem evi-dências que infusão pré-cirúrgica de soluçãocomposta por nucleotídio-nucleosídio em ani-mais de laboratório (ratos e coelhos), submeti-dos à HP possa estimular o metabolismo dapurina e pirimidina, funcionando como ativa-dor da síntese de DNA e RNA, mantendo ometabolismo energético celular65,5.

Fisiologicamente, a alanina desempenha papelfundamental no metabolismo protéico, partici-pando como alternativa energética durante osperíodos de jejum prolongado, além de transpor-tar nitrogênio muscular para o fígado sem aformação de amônia, através do ciclo alanina-glicose. Esse processo é importante para o orga-nismo, pois favorece a economia de substratosenergéticos, fundamental principalmente parapacientes em hipercatabolismo66,52.

Durante a fase proliferativa da regeneraçãohepática, a redução da ureagênese pela alaninafavorece o remanescente hepático a produziraminoácidos não essenciais como o aspartato.Essa alteração metabólica pode estar relaciona-da com a proliferação do hepatócito52 . Maezonoet al. (1996), demonstraram que a alanina podeatuar como protetor hepático, durante falênciahepática aguda induzida experimentalmenteem ratos, provavelmente aumentando a síntesede ATP durante o processo de regeneração he-pática67.

Essas evidências são corroboradas pelo experi-mento desenvolvido por Kita et al. (1996) , ondedemonstrou-se através da determinação dos níveisde RNAm, que a síntese de proteína hepática(FSR) foi significativamente maior em animaisrealimentados com dietas hiperprotéicas após pri-vação dietética quando comparados com animaisnão alimentados. O autor sugere que a mudançanas taxas da síntese protéica do fígado in vivotenha sido ocasionado por condições nutricionaisadversas prévias68.

Ratos desnutridos submetidos a HP, apresen-

tam retardo na regeneração hepática quando com-parados com ratos eutróficos, provavelmente devi-do à privação de substâncias plásticas e ener-géticas que ocorrem durante a desnutrição. Osvalores de ATP, “pool” total de adenosina e glico-gênio estavam reduzidos nesses animais, resul-tando em decréscimo de energia disponível para oprocesso de regeneração. No entanto, quando es-ses animais foram submetidos a HP, verificou-seum mecanismo adaptativo, onde o organismo prio-rizou a regeneração hepática, através da estimu-lação de sistemas enzimáticos alternativos com oobjetivo de produzir novos substratos ricos emenergia16. Há evidências da presença de um meca-nismo de adaptação como inibição da degradaçãoprotéica, ou redução da exportação de proteínashepáticas, aumento da reserva de nitrogênio eredução da concentração plasmática de proteínanesses animais15.

Animais desnutridos possuem o remanescentehepático significantemente reduzidos, além docontéudo de DNA mais baixo e alta taxa de morta-lidade, em torno de 15 a 20%, quando comparadosa animais de mesma faixa etária e bom estadonutricional15.

Goupil et al. (1997), demonstraram que ratosinduzidos à hipocalcemia e deficiência de vitaminaD previamente à HP, teve o processo de regenera-ção hepática sensivelmente prejudicado. Apesarda presença de HGF no grupo com depleção decálcio e vitamina D, verificou-se que os níveisséricos desse Fator de Crescimento foram signi-ficantemente mais baixos que os do grupo contro-le, além da ineficiência com que as células entra-vam na fase G1 do ciclo celular31.

Em hepatopatas crônicos, as alterações metabó-licas e nutricionais estão relacionadas diretamen-te com o grau de comprometimento hepatocelular.Em situações onde se verifica intensa disfunçãohepática, alterações como anorexia, má-digestão,má-absorção intestinal e hipercatabolismo podeminterferir negativamente sobre o equílibrio entreprocessos anabólicos e catabólicos, condicionandogeralmente o indivíduo à severa desnutrição pro-téico-calórica. Portanto, a adequada intervençãonutricional desses pacientes, se constitui em me-dida fundamental para reduzir os riscos de morta-lidade aguda69,70,10,29,56.

Agentes inibidores do crescimento

• Fator Transformador do Crescimento-β / βTGF-“Transforming Growth Factor-β”

Apesar desse Fator de Crescimento induzirproliferação de células mesenquimais e de parti-cipar do processo de cicatrização de feridas em



determinados tipos de células, o β-TGF age comoum potente inibidor de crescimento de célulasepiteliais, inclusive hepatócitos, após a HP. Emcultura de células hepáticas, inibe a mitogêneseinduzida pelo EGF, α-TGF e HGF e a administra-ção de β-TGF antes da HP inibe o pico da síntesede DNA que normalmente acorre 24 horas após acirurgia4,7,9,10,18,26.

A super família β-TGF inclui quatro membros,β-TGF 1, 2, 3 e 5, sendo que o fígado contém dezvezes mais β-TGF 1 do que β-TGF 2 e 3, todos comatividade inibitória da síntese de DNA induzidapor Fatores de Crescimento. Além disso, o β-TGFestimula a fibrogênese hepática, modulada pelaresposta regenerativa do hepatócito que interagecom a matriz extracelular18,28.

Embora a proteína principal possa ser formadapor células parenquimatosas, o β-TGF é sintetiza-do apenas nas células endoteliais e de Ito, mas nãoem hepatócitos, tanto de fígado normal como emprocesso de regeneração, sugerindo que esse Fatorde Crescimento funcione através de circuito inibi-tório parácrino. É composto por duas cadeiaspolipeptídicas idênticas, contendo 112 aminoá-cidos em cada uma delas7,10,18,28.

No fígado, o RNAm para o β-TGF 1 aumentadentro de 3 a 4 horas após a HP, atingindo picomáximo entre 48, 72 a 96 horas, enquanto que oRNAm para o β-TGF 2 e 3 eleva-se até 2 horasapós a cirurgia, mas decresce depois do início dasíntese de DNA. Ainda não está claro por quê osFatores de Crescimento negativos, apesar deserem produzidos precocemente, não reduzem avelocidade de ação dos Fatores de Crescimentopositivos, impedindo que os hepatócitos che-guem até a fase de replicação celular. Portanto,Fausto et al. (1995) sugerem a possibilidade dasíntese do β-TGF inativo durante as primeiras24 a 36 horas após a hepatectomia e ativação docomplexo latente 1 a 2 dias mais tarde, promo-vendo a inibição do peptídio apenas quando ohepatócito já tenha passado por uma ou maisrodadas do ciclo celular7,10,18,28.

A imunoreação do β-TGF ocorre em onda daregião periportal para a região pericentral do ló-bulo hepático, induzindo a apoptose celular nafase tardia ou transição G1/S do ciclo celular, antesque a célula complete a síntese de DNA10,28. Agradual perda do β-TGF é imediatamente seguidopor uma onda de mitose no hepatócito, sugerindoque a remoção do β-TGF do meio ambiente doshepatócitos é necessário para permitir o normalciclo celular7.

Os dois fatores fundamentais da regeneraçãohepática são α-TGF, que induz o precoce aumento

da síntese de DNA, e o β-TGF, que modula aresposta tardia e previne a proliferação incontro-lada dos hepatócitos18,28.

Em síntese, o β-TGF atua como um efetivoinibidor da síntese de DNA após a HP, culminandocom a interrupção da proliferação de hepatócitosque ocorre entre 48 a 72 horas, tempo no qual elesestão menos resistentes ao Fator de Crescimentonegativo. Porém, o β-TGF não atua de forma isola-da, contando provavelmente com a participação demetabólitos chaves, outros Fatores de Crescimen-to ainda não caracterizados, citocinas, ou restau-ração da biomatriz extracelular, os quais condu-zem a agregação de eventos ou sinais que levam àinterrupção da regeneração hepática7,10,18.

Acivicina

Proteína membro da super família β-TGF, inibemarcadamente a síntese de DNA induzida peloEGF e HGF tanto em cultura de hepatócitos primá-rios como in vivo, além de induzir a morte de célulashepáticas “in vitro” e “in vivo”. O grau de inibiçãoé compatível com o β-TGF, mas ambos, acivicina eβ-TGF possuem diferentes receptores18,28.

A acivicina causou efeito efetivo, provocando amorte celular em doses aproximadamente 10 vezesmais baixo que o β-TGF, embora o efeito efetivo dosdois polipeptidios tenham sido similares na mag-nitude. Vale a pena ressaltar que o acivicina foiliberado de cultura primária de hepatócitos, masnão de células hepáticas não parenquimatosas,sugerindo que essa substância possa atuar atra-vés de mecanismo inibitório autócrino da síntesede DNA durante a regeneração hepática. Apósadministração de acivicina em ratos durante 1 a 3dias, o peso hepático decresceu 30 e 55 % respecti-vamente, sendo que o peso hepático foi restauradoapós o término da infusão. O fígado tratado comacivicina, mostrou extensiva perda celular consis-tente, com apoptose, sem alterações inflamatóriasou necróticas graves18,28.

A expressão de acivicina demostra que essepolipeptídio inibitório é a segunda substânciaestimulada após a HP, sugerindo que ambos,fatores positivos e negativos, precisam ser pro-duzidos e ativados, de modo a regular e controlara resposta replicativa, durante o processo deregeneração hepática28.

Tanto o β-TGF como acivicina possuem umavariedade de funções e efeitos biológicos, inclu-indo promoção da secreção do hormônio folículoestimulante em cultura de células pituitárias,desenvolvimento folicular, proliferação de es-permatogonial, diferenciação de eritrócitos, em-briogênese do sistema nervoso central, regu-


JESUS, RP et al.

lação do balanço hídrico e regulação do cresci-mento da massa hepática in vivo18.

Interleucina-2 →→→→→ IL-2

Wadamori et al (1996) demonstraram, atravésde modelo experimental, que a administração con-tínua intra-portal de IL-2, suprime a regeneraçãohepática após HP em ratos. O provável mecanis-mos de ação envolve redução do intervalo de jun-ção dos hepatócitos, dificultando trocas de subs-tancias hepatotróficas entre as células e reduçãodo índice mitótico. No entanto, os autores repor-tam que o tratamento com IL-2 não é suficientepara provocar sérias complicaçoes após a HP, ouaté mesmo interromper totalmente o processo deregeneração hepática27.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Os dados apresentados nesta revisão mostramque a regeneração hepática consiste de um meca-nismo extremamente complexo e ordenado de de-fesa dos hepatócitos frente a uma agressão quí-mica, viral ou à remoção cirúrgica de parte doparênquima hepático.

O conhecimento da ação de todos os agentesenvolvidos nas etapas de regeneração, seja esti-mulando-a ou inibindo-a, representa o meio peloqual poderemos interferir neste evento para tra-zer benefícios aos pacientes em situações específi-cas. Entretanto, como se pode verificar, ainda hámuito por se descobrir e por se provar neste campo,abrindo a perspectiva de implantação de numero-sos ensaios clínicos e experimentais que estudem aregeneração hepática.

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