Es gibt zwei Ereignisse, bei denen sich die Leber regenerieren kann: Eines ist eine partielle Hepatektomie und das andere eine Schädigung der Leber durch Toxine oder Infektionen (1). Die nachfolgend beschriebenen Prozesse befassen sich mit den nach einer partiellen Hepatektomie ausgelösten Pfaden.
Nach dem Ereignis der partiellen Hepatektomie gibt es drei Phasen für den Regenerationsprozess. Die erste Phase ist die Grundierungsphase und während dieser Phase werden Hunderte von Genen aktiviert und bereiten die Leber auf die Regeneration vor., Diese Grundierungsphase tritt innerhalb von 0-5 Stunden nach der Hepatektomie auf und befasst sich hauptsächlich mit Ereignissen vor dem Eintritt in den Zellzyklus und stellt sicher, dass Hepatozyten ihre homöostatischen Funktionen aufrechterhalten können. Die zweite Phase befasst sich mit der Aktivierung verschiedener Wachstumsfaktoren wie EGFR (epidermaler Wachstumsfaktorrezeptor) und c-Met. Diese beiden Faktoren sind Hauptbestandteile der Leberregeneration. Die Letzte phase befasst sich mit der Beendigung der proliferation durch TGF-β (transforming growth factor beta).,
Unmittelbar nach einer Hepatektomie kommt es zu einer Aktivierung zahlreicher Signalwege, die den Regenerationsprozess starten. Die erste ist eine Zunahme der Urokinase-Aktivität. Es ist bekannt, dass Urokinase den Matrixumbau aktiviert. Dieser Umbau bewirkt die Freisetzung von HGF (Hepatic Growth Factor) und aus dieser Freisetzung kann nun auch c-Met aktiviert werden. EGFR wird auch auf die gleiche Weise wie c-Met aktiviert, und diese beiden Wachstumsfaktoren spielen eine wichtige Rolle im Regenerationsprozess. Diese Prozesse finden außerhalb der Hepatozyten statt und dienen der Leber zur Regeneration., Sobald diese Prozesse abgeschlossen sind, können Hepatozyten in die Leber gelangen, um den Proliferationsprozess zu starten. Dies liegt daran, dass eine Verbindung zwischen β-Catenin (innerhalb des Hepatozyten) und den Wachstumsfaktoren EGFR und c-Met (außerhalb des Hepatozyten) besteht. Diese Kommunikation kann auftreten, weil sich β-Catenin und β-1 ungefähr 15-30 Minuten nach der Hepatektomie in den Kern des Hepatozyten bewegen., Das Vorhandensein dieser beiden Proteine erhöht die regenerative Reaktion und die HGF und EGFR wirken als direkte Mitogene und können eine starke mitogene Reaktion für die Proliferation der Hepatozyten hervorrufen.
Nachdem der Regenerationsprozess abgeschlossen ist, beendet TGF-β die Proliferation, indem es Apoptose induziert. TGFß1 hemmt die Proliferation von Hepatozyten durch Unterdrückung von HGF. Wie oben erwähnt, aktivierte Urokinase die Freisetzung von HGF; Daher unterdrückt TGFß1 auch die Urokinase-Aktivität. Dieser Prozess ist in der Lage, die Hepatozyten wieder in ihren Ruhezustand zu bringen.,
Manchmal haben Hepatozyten nicht die Fähigkeit, sich zu vermehren, und eine alternative Form der Regeneration kann stattfinden, um die Leber wieder aufzubauen. Dies kann mit Hilfe von biliären Epithelzellen geschehen, die die Fähigkeit haben, sich in Hepatozyten zu verwandeln, wenn die ursprünglichen Hepatozyten Probleme haben, sich zu vermehren. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass Gallenzellen zwei Funktionen haben, eine ist der normale Transport von Galle und die andere werden Stammzellen für Hepatozyten. Dasselbe geschieht auch umgekehrt, wobei Hepatozyten sich in Gallenzellen verwandeln können, wenn sie sich nicht vermehren können., Beide Arten von Zellen sind fakultative Stammzellen für einander. Fakultative Stammzellen haben ursprünglich ein Schicksal, können aber bei Verletzung eines anderen Zelltyps als Stammzelle fungieren. Diese beiden Zelltypen können Lebergewebe reparieren, selbst wenn der normale Mechanismus der Leberregeneration fehlschlägt.