Anatomia Racional do Fígado baseada na embriologia by By the Book, Edições Especiais

ANATOMIA RACIONAL DO FIGADO BASEADA NA EMBRIOLOGIA RATIONAL LIVER ANATOMY BASED ON EMBRYOLOGY

FR A NCISCO D’OLIV EIR A M A RT INS M A R I A DO CA R MO GIR ÃO M A R I A DO CÉU D’OLIV EIR A M A RT INS FILIPA D’OLIV EIR A M A RT INS

ANATOMIA RACIONAL DO FÍGADO BASEADA NA EMBRIOLOGIA RATIONAL LIVER ANATOMY BASED ON EMBRYOLOGY FR A NCISCO D’OLIV EIR A M A RT INS M A R I A DO CA R MO GIR ÃO M A R I A DO CÉU D’OLIV EIR A M A RT INS FILIPA D’OLIV EIR A M A RT INS

EDIÇÃO | EDITION

By the Book, edições especiais, lda. TÍTULO | TITLE

Anatomia Racional do Fígado baseada na embriologia | Rational Liver Anatomy based on embryology ©TEXTO | TEXT

Francisco d’Oliveira Martins | Maria do Carmo Girão | Maria do Céu d’Oliveira Martins | Filipa d’Oliveira Martins © DESENHOS | DRAWINGS

Francisco d’Oliveira Martins | Filipa d’Oliveira Martins IMPRESSÃO | PRINTER

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978-989-54823-0-6 DEPÓSITO LEGAL | LEGAL DEPOSIT

472413/20

BY THE

BOOK

Rua das Pedreiras, 16-4º 1400-271 Lisboa T. + F. (+351) 213 610 997 www.bythebook.pt

7 PR EFÁCIO Guilherme d’Oliveira Martins PR EFACE 13 PRÓLOGO João Erse de Goyri O’Neill PROLOGUE 19 PA L AV R AS PR ÉV I AS Francisco d’Oliveira Martins PR EV IOUS WOR DS 23 INTRODUÇÃO INTRODUCTION 29 DESENVOLV IMENTO EMBR IONÁ R IO DO FÍGA DO EMBRYOLOGIC DEV ELOPMENT OF THE LIV ER 57 A NATOMI A MICROSCÓPICA MICROSCOPIC A NATHOMY 99 A NATOMI A CIRÚRGICA DO FÍGA DO SURGICA L A NATHOMY OF THE LIV ER 123 SEGMENTAÇÃO HEPÁTICA NOVA A NATOMI A HEPÁTICA LIV ER SEGMENTATION NEW LIV ER A NATOMY 159 EVOLUÇÃO DA A NATOMI A HEPÁTICA NA R EGENER AÇÃO A NATOMIC PROGR ESS IN LIV ER R EGENER ATION 175 CONCLUSÕES CONCLUSIONS 179 R EFER ÊNCI AS R EFER ENCES

PR E FÁC IO PR E FAC E Guilherme d’Oliveira Martins

CIÊNCIA E ARTE

As Humanidades colocam as pessoas no centro da vida e do mundo – sem a tentação de repetir o que recebemos das gerações passadas nem de considerar o novo como um absoluto. Mas surge a pergunta perturbadora: sobreviveremos como civilização? George Steiner não está certo de qual a resposta. A indiferença é um poderoso veneno do nosso tempo. É indispensável compreender o que T. S. Eliot afirmou: “Where is the wisdom we have lost in knowledge; where is the knowledge we have lost in information”. A relação entre arte e ciência torna-se essencial, porque só ela permite compreender que a inovação e a capacidade criadora nos obriga a ir além do imediato e previsível. O artista e o cientista, o artesão e o músico – todos contribuem, cada um à sua maneira, para podermos saber mais e ser melhores. E por que é importante a ligação entre ciência e arte? Porque é o único modo de compreender a natureza em toda a sua força – como meio donde vimos e no qual participamos, entendendo a complexidade da sua origem, existência e funcionamento e como harmonia e contradição, unidade e diferença, em que vida se afirma como incessante busca de sentido. Uma nota de música, um traço de tinta, uma ilustração juntam-se naturalmente à anatomia dos seres vivos ou à compreensão da física quântica ou da imunologia. Uma civilização autista tende a decair e a desaparecer por incapacidade de responder aos novos desafios, limitando-se a repetir rotinas de modo passivo. O que nos caracteriza e nos distingue uns dos outros deve ser considerado como elemento de enriquecimento mútuo –

SCIENCE AND ART

Humanities put human beings at the center of life and of world – without the temptation neither repeating which we received from past generations nor considering the novelty as an absolute. But we have to put a perturbing question: can we humans survive as civilization? George Steiner is not certain about the answer. The indifference is a powerful poison of our time. We must understand the poem of T. S. Eliot: “Where is the wisdom we have lost in knowledge; where is the knowledge we have lost in information”. The relationship between art and science became essential because only it permits to understand that innovation and creative capacity oblige to go beyond the immediate and the predictable. The artist and the scientist, the craftsman and the musician, they all, by different means, contribute to know more and to be better. Why is important the link between science and art? Because is the only way to understand nature with all its strength – as a mean from where we come and in which we participate, understanding the complexity of its origin, existence and operation, as harmony and contradiction, unity and difference, where life is a ceaseless search of meaning. One music note, one ink stroke or one drawing are similar to the anatomy of human beings, to the quantic physics and to immunology. One autist civilization tends to decay and to disappear by incapacity to answer to new challenges, only repeating routines in a passive way.

não como separação, indiferença ou ignorância, mas como revelação de sentido. A indiferença, o fundamentalismo e a ilusão têm a mesma raiz. No fundo, a riqueza de uma sociedade ou de uma economia depende da consideração dos valores culturais como fatores de qualidade e de civilização. A ciência e as novas tecnologias de comunicação reclamam, por isso, uma visão humanista da vida de relação. A comunidade tem de preservar objetivos de interesse mútuo e fins comuns, o valor económico das atividades culturais não pode ater-se a uma perspetiva mercantilista ou utilitarista. Quando nos apercebemos como a ciência médica e a criação artística se aproximam, fácil nos é de considerar que é a relação humana que está bem presente – a criatividade parte do conhecimento das pessoas e da riqueza das relações intersubjetivas. E que é a Arte senão a suprema compreensão da humanidade? Por isso o artista médico faz da sua criação um enriquecimento simultâneo da sua profissão e do conhecimento humano. A diversidade e a comparação das diferentes identidades colocam-nos no cerne da cultura como criação – e George Steiner e Edgar Morin, permitem-nos compreender a complexidade de fatores que devemos considerar. E porventura estaremos hoje a atravessar um período muito semelhante ao que ocorreu no Renascimento. Daí a multiplicidade de pistas abertas e a necessidade de um diálogo entre saberes. A Professora Maria de Sousa, médica e bióloga, ensinou-nos que a resposta humana aos diferentes desafios vai depender de caminhos diversos, a que a humanidade tenderá a responder de um modo múltiplo e complexo… 11

Which characterizes us making distinction between we all one another must be considered as a factor of mutual enrichment – no as separation, indifference or ignorance, but as a meaning revelator. Indifference, fundamentalism and illusion have the same root. The wealth of societies and economies depend on the consideration of cultural values as quality and civilization factors. Science and new technologies of communication claim for an humanistic vision about social relationship. Community must preserve mutual interest objectives and common aims. The economic value of cultural activities doesn’t be limited to simple mercantilist and utilitarian vision of things. When we understand how near are medical science and artist creativity, we can consider that human relationship is very important – creativity begins at the knowledge of people and at the wealth of human relationships. Which is arte but comprehension of humanity? Therefore the medicine doctor when artist makes from his works of art something simultaneously elements of his profession of the search of human knowledge. Diversity and comparison of different identities put us in the center of culture and creation – and George Steiner and Edgar Morin help us in the understanding of the complexity of factors we must consider. Perhaps we would be in an historic period very similar of Renaissance. We have different paths open and the necessity of dialog of knowledge. Professor Maria de Sousa, medicine doctor and biologist, taught us that the human response to the different challenges depends on diverse perspectives to whom the humanity will answer as multiple and complex problems. 12

PRÓ L O G O PRO L O G U E João Erse de Goyri O’Neill

The drawings that we are going to appreciate are a repository in which Science and Art merge, because the excellent trait of the drawing, in an indelible way, is combined in an indelible way, the unique and personal interpretation of the artist, emphasizing in the trait sometimes, in an elaborate way, subtle and scientific the existing information of a subliminal perception. We can ask ourselves what scientific design started in a more causal way in the Renaissance with Andreas Vesalius (1514â&#x20AC;&#x201C;1564) and Leonardo da Vinci (1452-1519). Since the Renaissance we have been observing the truth of structures in a naked and raw way from normal to ultrastructural vision. Since then, until today, the scientific world has been enriched, with photos and liver drawings, from the embryonic phase to adulthood, with and without pathology, made by hundreds of exceptional authors, and in the impossibility of listing them all. , we refer most prominently, Frank Netter (1906-1991), John Hansen, Johanner Sobotta, Marschall S. Runge, Robert Raffa, Keith L. Moore (1925-2019). The current scientific illustration by Francisco dâ&#x20AC;&#x2122;Oliveira Martins is worthy of all those who preceded it, summarizing in this magnificent book the scientific illustration of the liver, a fascinating organ in its development, and a complex anatomical structure illustrated here by the Artist and Surgeon.

PA L AV R A S PR É V I A S PR E V IO U S WO R D S Francisco d’Oliveira Martins

O fígado é o órgão humano de maior volume, tendo várias funções essenciais à vida, como funções metabólicas, exócrinas e endócrinas. Os hepatócitos são as principais células e, em conjunto com as células epiteliais biliares são derivados da endoderme embrionária, apresentando no entanto uma interacção recíproca com a mesoderme. O conhecimento da evolução embrionária microscópica e macroscópica do sistema hepatobiliar ajuda-nos a compreender a anatomia hepática normal e a anatomia nas situações de dano hepático. O meu interesse pela hepatologia remonta ao internato de cirurgia, tendo sido determinante a influência dos meus Mestres, em particular do Prof. Jorge Girão. Não posso esquecer os ensinamentos e inquietações científicas permanentes do Prof. Jorge Peneda, motor importante para os meus trabalhos sobre a regeneração hepática, iniciados na década de noventa, com a ajuda e disponibilidade permanentes do Prof. Carlos Martins da Faculdade de Medicina Veterinária de Lisboa. Quero agradecer ao Prof. Guilherme d’Oliveira Martins e ao Prof. João O’Neill os textos introdutórios que se disponibilizaram a fazer e que no fundo sublinham a importante singularidade da Arte e da Ciência, da Razão e das Emoções. Este livro é, acima de tudo, um trabalho profusamento ilustrado pelos autores, agradecendo desde já a cooperação imprescindível das Dr.as Carmo Girão, Maria do Céu d’Oliveira Martins e Filipa d’Oliveira Martins.

The liver is the largest human organ, with many metabolic, exocrine and endocrine functions. Hepatocytes are the principal cell type and along with biliary epithelial cells are derived from embryonic endoderm, but with reciprocal interaction with the mesoderm. Knowledge of embryonic, microscopic and macroscopic evolution, will help us to understand liver anatomy in standard situations and after liver damage. My interest in hepatology began in my surgical graduation with influence of my masters in particular the Prof. Jorge Girão. I can’t also forget the teaching and scientific reflections of Prof. Jorge Peneda, so important for my workings related with liver regeneration, started in the nineties, with the essential cooperation of Prof. Carlos Martins from Medical Veterinary University from Lisbon. I thank to Prof. Guilherme d’Oliveira Martins and to Prof. João O’Neill the introdutory texts, where they highlight the importance of Art and Science, Reason and Emotion. This book is essentially an illustrated book and I thank the essential cooperation of Carmo Girão, MD, Maria do Céu d’Oliveira Martins, and Filipa d’Oliveira Martins.

I N T RO D U Ç ÃO I N T RO D U C T IO N

O fígado é o órgão maciço mais volumoso, tendo funções essenciais metabólicas, exócrinas e endócrinas, incluindo produção de bílis, metabolismo de componentes dietéticos, destoxificação, regulação dos níveis de glicemia através do armazenamento de glicogénio e controlo da homeostase sanguínea pela secreção de factores da coagulação e proteínas séricas como a albumina [1]. A compreensão da hepatogénese e do desenvolvimento embrionário do fígado será uma ajuda, associado ao conhecimento do desenvolvimento microscópico e macroscópico do sistema hepatobiliar e da sua evolução funcional, assim como o entendimento da regeneração pós-dano hepático.

The liver is the largest internal organ and provides essential metabolic, exocrine and endocrine functions. These include production of bile, metabolism of dietary compounds, detoxification, regulation of glucose levels through glycogen storage and control of blood homeostasis by secretion of clothing factors and serum proteins such as albumin. [1] Understanding of hepatogenesis and embryonic liver development will help us with the knowledge of microscopic, macroscopic development of the hepatobiliary system and its functional evolution, as well as understanding of the regenerative process after liver damage.

D E S E N VO LV I M E N T O E M B R IO N Á R IO D O F ÍG A D O E M B R YO L O G I C DEV ELOPMEN T OF T H E LI V ER

ECTODERM

FOREGUT LUNG HEPATOCYTE LIVER (hepatoblast) ZYGOTE

ENDODERM

MIDGUT GALLBLADER

PANCREAS HINDGUT

MESODERM

HEPATIC MESENCHYME

BILLIARY EPITHELIUM

Aproximadamente no 22º dia de gestação, um pequeno espessamento da endoderme, a chamada placa hepática, aparece na região caudal do intestino proximal, adjacente ao septo transverso [2]. No 25º/26º dias, essa placa começa a proliferar e invagina-se na região caudal do septo entre o retorno venoso direito e esquerdo, formando o botão hepático [3]. Este começa a crescer para a mesoderme, o septo transverso é a região cranial e a região hepática caudal é a chamada mesoderme hepática. O botão hepático é pois dividido numa porção cranial e numa porção caudal. A porção cranial constitui o primórdio do parênquima hepático. O colo alonga-se, tornando-se na porção extra hepática do ducto hepático.

On approximately the 22nd gestational day a small endodermal thickening, the hepatic plate, appears in the endodermal linning of the caudal part of the foregut, adjacent to the transvers septum [2]. On the 25th to 26th days, the plate begins to proliferate and invaginates into the caudal region of the septum between the right and left venous return, forming the liver bud [3]. The liver bud begins to grow into the mesoderm, the transverse septum has a cranial pericardial region and a caudal hepatic region called hepatic mesoderm. The liver bud is divided in a cranial and caudal part. During the 5th gestational week, there are interations between the hepatic mesoderm and endodermal cells of the liver bud.

Durante a 5ª semana de gestação, observa-se interacção entre as células da mesoderme e endoderme do botão hepático, com diferenciação dos hepatócitos da linha epitelial e dos ductos biliares intra-hepáticos. O desenvolvimento dos hepatócitos provenientes da endoderme estimula a mesoderme hepática a diferenciar-se em células endoteliais dos sinusóides hepáticos [4]. No 32º dia, a ligação das células da endoderme e da mesoderme vão formar os sinusóides, que por sua vez aderem ao plexo vitelino, com o fluxo sanguíneo a atravessar o fígado em desenvolvimento. Focos de células hematopoiéticas derivadas do mesenquima do septo transverso aparecem entre as células parenquimatosas e começam a produzir células sanguíneas. A pequena porção caudal do botão hepático vem dar origem à vesícula biliar, ao cístico e à via biliar principal.

Then there are differentiation of the hepatocytes of the epithelial linning of the intrahepatic biliary ducts. The development of the endodermal hepatocytes stimulates the hepatic mesoderm to differenciate into endothelial cells of the hepatic sinusoids . By day 32, the connection of the endodermal and mesodermal cells forming hepatic sinusoids [4], becomes attached to the vitelin plexus, with blood flowing through the developing liver. Foci of hematopoietic cells derived from the mesenchyme of the transverse septum appear among the hepatic parenchymal cells and begins to produce blood cells. The smaller caudal part of the hepatic bud becomes the gall bladder, cystic duct and the common bile duct.