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肝脏预处理的发生可分为2个阶段。数分钟内出现即时期（早期预处理），包括能量供应的直接调节、pH调整、Na+与Ca2+的内环境动态平衡、半胱天冬酶（caspase）活化。刺激12-24小时后开始继发期（晚期预处理），它需要热休克蛋白HSP70、HSP27、HSP32/血红素加氧酶1等多种应激反应蛋白的合成。肝脏预处理并不局限于实质细胞，它还能够改善肝窦灌注、预防缺血后中性粒细胞浸润、减少枯否细胞产生促炎细胞因子。后一个作用对改善与肝脏缺血/再灌注相关的全身紊乱具有重要意义。
现已部分揭示肝脏预处理的触发信号，发现腺苷、一氧化氮、活性氧簇能够激活多种蛋白激酶级联，如蛋白激酶C和p38丝裂原活化蛋白激酶。在验证肝脏预处理可用于防止肝脏手术中的缺血/再灌注损伤而进行临床试验时，这些观察结果和对人类的初步研究为其提供了基本原理。
