Украинский журнал хирургии 1 (16) 2012

Сучасна концепція патогенезу виразкового ураження гастродуоденальної зони (ГДЗ) зазнала значної трансформації – від постулату ролі нервів до вивчення локальних гуморальних систем ГДЗ – гастрину, холецистокініну, гістаміну, серотоніну, соматостатину, ВІП тощо. Особлива увага приділяється визначенню ефектів Нelicobacter pylorі та даного мікроорганізму взаємодій на молекулярному, сигнальному, клітинному та тканинному рівнях з елементами слизової оболонки [9]. Проте вивчення патогенетичних механізмів адгезії, інвазії та морфогенетичних ефектів даного біологічного чинника стали ключем у визначенні молекулярних детермінант різних клінічних варіантів та морфологічних проявів Н. pylorі асоційованої патології ГДЗ [1, 8]. На сьогодні акцент наголошується на особливостях індивідуальної взаємодії мікроорганізму та імунної системи макроорганізму, що у сполученні з теорією нейро-імуно-гуморального імпринтингу визначає новий напрямок наукових досліджень – визначення зв’язків між нейрогуморальними чинниками та клітинами імунної системи, а також механізмів їх порушення за умов різних варіантів запального процесу у слизовій оболонці ГДЗ [4]. Такий підхід є не випадковим, оскільки доведено роль запалення і цитокінів в ульцеро- та канцерогенезі, визначено роль імунокомпетентних клітин, що формують «суперсистему» за рахунок цитокінової мережі та унікальних імунних синапсів, у розвитку клінічних симптомів хвороби та детермінації морфологічних змін, зокрема в ГДЗ. Більш того, доведено наявність на плазмолемі лейкоцитів рецепторів до нейрогуморальних чинників, причому не тільки загальних, але й локальних регуляторних систем, що дозволяє визначити органоспецифічні механізми запального ураження [3, 8]. Проте обговорення загальних закономірностей нейро-імуно-гуморальних зв’язків не наближає до розуміння механізмів дисфункції клітин за умов виразкової хвороби та її ускладнень, і зокрема елементів першої лінії захисту на мікробну агресію та альтерацію власних структур – нейтрофілів.

Метою даної роботи є визначення механізмів дисфункції нейтрофілів (НФ) шляхом оцінки їх сенситивності до дії різних нейрогуморальних чинників та її ролі у патогенезі виразкової кровотечі. Виходячи зі значущості у фізіології та патології ГДЗ та патогенезі виразкової хвороби, для оцінки нейтрофіл-модулюючих ефектів були обрані адреналін, 5-НТ (серотонін) і гістамін.

Матеріал та методи

Проведено оцінку кисень залежного метаболізму НФ у 67 хворих з пептичними виразками тіла шлунка (n=17), пілоричного відділу (n=20) та дванадцятипалої кишки (n=30), ускладненими розвитком виразкової кровотечі за умов ефективного гемостазу. Середній вік хворих складав 57,3±5,3 роки. Нейтрофіли виділяли з периферійної крові шляхом градієнтного центрифугування за методом [2]. Для оцінки життєздатності отримані нейтрофіли забарвлювали трипановим синім і підраховували в препараті відсоток забарвлених клітин. Внутрішньоклітинний кисень залежний метаболізм інтерпретували за показниками НСТ-теста в нестимульованих НФ [6]. У пробірки з 0,1 мл суспензії нейтрофілів додавали 0,05 мл 0,2% розчину НСТ в 0,1 мл фосфатного буферу. Суміш інкубували 30 хв при температурі 37°С. Пробірки центрифугували, з осаду готували мазки, фіксували метанолом, забарвлювали 0,1% розчином сафроніну впродовж 5 хвилин. За цим розраховували інтенсивність спонтанної НСТ-реакції (сНСТ) [2]. Для оцінки інтенсивності індукованої НСТ-реакції (іНСТ) проводили попередню інкубацію НФ з пірогеналом (протягом 1 години). Крім того, розраховували функціональний резерв НФ, який визначали як співвідношення індукованої та спонтанної НСТ-реакції. Для визначення впливу на кисень-залежні процеси в нейтрофілах гуморальних факторів в окремі лунки додавали епінефрин (1 мкМ), 5-гідроксітриптофан (10 мкМ), гістамін (10 мкМ) [3, 7]. Після інкубації протягом 15 хвилин до суспензії клітин додавали НСТ, і далі проводили процедуру за стандартною методикою. Отримані результати обробляли статистично.

Результати та обговорення

На момент госпіталізації хворих із виразковими кровотечами НФ периферійної крові досліджуваних осіб знаходилися в активованому стані. Про це свідчило зростання інтенсивності сНСТ-реакції. Так у здорових людей інтенсивність сНСТ реакції складала 0,57±0,01. На відміну від цього в групі спостереження медіана даного показника становила 0,65±0,014 (0,62-0,67). Проте, як що в контролі інтенсивність іНСТ-реакції при інкубації суспензії НФ з пірогеналом зростала до 1,59±0,02, то за умов виразкової кровотечі цей показник не перевищував 1,4±0,03. Така ситуація свідчить про обмеження резервної потужності НАДФ-Н-оксидази, що відбивалося на значному зниженні функціонального резерву з 2,79±0,03 в контролі до 2,23±0,04 у пацієнтів з виразковими кровотечами.

Оцінка ефектів нейрогуморальних факторів на кисень залежний метаболізм нейтрофілів визначила низку цікавих фактів. В першу чергу було відзначено зниження ефекту адреналіну на інтенсивність НСТ, що може відбивати гіпосенситивність a_2A-адренорецепторів, які експресовані на плазмолемі нейтрофілів [3], за умов виразкової кровотечі може внаслідок активації симпато-адреналової системи. Така ситуація може бути результатом компенсаторно-пристосувальної реакції, спрямованої на обмеження активації НФ у зоні ураження, де вивільнення катехоламінів з нервових закінчень забезпечує не тільки вазоконстрикцію і розвиток ішемії, але й активацію системи комплементу, продукцію цитокінів, рекрутування та активацію НФ [4]. Проте треба відзначити значну варіабельність даного показника, що відбиває широкий діапазон індивідуальної реактивності організму. Цікаво, що за умов виразок тіла шлунка ефект адреналіну на НФ був нижчим за показник не тільки в контролі, але й у пацієнтів з виразками ДПК.

При цьому привертало до себе увагу зростання сенситивності НФ до серотоніну та значна гетерогенність відповіді нейтрофілів на гістамін. Враховуючи, що основним джерелом даних біогенних амінів є ендокринні клітини шлунково-кишкового тракту – відповідно – ЕС та ЕСL-клітини, цікаво було співставити чутливість нейтрофілів до дії цих регуляторів у пацієнтів з різною локалізацією виразкового процесу. Виявилося, що 5-НТ-індукована НСТ-реакція у пацієнтів з виразковими кровотечами була вищою за контроль (p<0,01), причому більш значний підйом було зафіксовано у пацієнтів з виразками шлунка. Така ситуація, по суті означає зростання чутливості НФ та ролі їх 5-НТ₂ рецепторів за умов виразкової кровотечі. Цей факт може бути одним з чинників підвищення спонтанної активності НАДФН-оксидази, оскільки активація системи гемостазу супроводжується вивільненням серотоніну з тромбоцитів. Крім того, відомо, що зміни рН або альтерація слизової оболонки ДПК супроводжуються підвищенням секреції серотоніну ЕС-клітинами як у системний кровоток, так і локально [1]. Останній має певні позитивні ефекти, що проявляються зростанням продукції слизу та бікарбонатів, вивільненням ацетилхоліну, стимуляцією нейро-м’язової трансмісії та перистальтики ШКТ. Проте локальне зростання рівню 5-НТ може відбиватися й на характеристиках запального процесу. Так, за рахунок активації 5-НТ₂ рецепторів, асоційованих з G_q-білком та Фосфоліпазою С, серотонін через Са²⁺-залежні механізми, стимулює активність нейтрофілів та моноцитів-макрофагів, активуючи в них низку процесів, у тому числі – продукцію активних радикалів кисню, прозапальних цитокінів (ІЛ-1b, ІЛ-6 тощо), хоча й обмежує секрецію ФНПa [8]. Хоча в літературі є дані щодо пригнічуючого ефекту серотоніну на активність мієлопероксидази та обмеження респіраторного вибуху [6]. Окрім цього, відомі імуномодулюючі ефекти 5-НТ на поляризацію імунної відповіді, що здійснюється переважно за рахунок 5-НТ₄ та 5-НТ₇ рецепторів, які на відміну від 5-НТ₂ рецепторів реалізують свій сигнал через G_s-білок та аденілатциклазну сигнальну систему [9].

На відміну від серотоніну, гістамін обмежував індуковану НСТ-реакцію, як в контролі, так і за умов виразкової кровотечі. Хоча на нейтрофілах доведено наявність кількох типів рецепторів до гістаміну, вірогідно, цей ефект пов'язаний з активацією Н₂ рецепторів, які реалізують сигнал через активацію G_s білка аденілатциклазної системи, що веде до підвищення внутрішньоклітинного рівня цАМФ та обмеження підйому Са²⁺ в цитозолі за умов активації [7]. Проте у хворих з виразковими кровотечами антиоксидантні ефекти гістаміну на НФ були значно обмеженими - пригнічуючий ефект гістаміну на інтенсивність індукованої НСТ-реакції були майже в 2 рази нижчими за показники в контролі (p<0,01). Така ситуація може відбивати обмеження сенситивності Н₂-рецепторів або за рахунок зростання рівня агоністу в крові під час кровотечі, або внаслідок фармакологічної блокади Н₂ рецепторів, оскільки всі пацієнти отримували базисну антисекреторну терапію, одним з варіантів якої є блокатори Н₂ рецепторів.

Визначені в роботі факти щодо зміни сенситивності НФ до гуморальних факторів з протилежними ефектами за умов виразкових кровотеч досить складно трактувати, оскільки нейрофіли мають численні рецептори до різноманітних регуляторів. Їх сумарний ефект визначає не тільки ступінь прозапальної активації НФ, але й їх життєвий цикл та ефективність механізмів розрішення запалення. Вочевидь, що мова йдеться про зміни Са²⁺-залежних механізмів регуляції НФ. У свою чергу, контроль внутрішньоклітинного Са²⁺-гомеостазу є багатофакторною динамічною системою, у формуванні якої беруть участь різні внутрішньоклітинні сигнальні системи, що ініціюють активність протеїнкіназ А, В, С и G [6], тирозинкинази і тирозин фосфатази, які реалізуючи ефекти різних агоністів, впливають на транспорт Са²⁺ через плазмолемму чи його мобілізацію з внутрішньоклітинних депо [3]. В цілому внутрішньоклітинний рівень Са²⁺ залежить від характеру взаємозв'язку і ступеня спряженості роботи даних внутрішньоклітинних сигнальних систем. Причому домінування ефекту кожної з зазначених систем сигналізації визначає не тільки динаміку рівня Са²⁺, але й специфіку функціональної активності НФ на різних етапах запального каскаду.

Заключення

Отже у хворих з виразковими кровотечами зареєстроване зростання базальної та обмеження стимульованої інтенсивності НСТ-реакції, що визначає обмеження функціонального резерву кисень-залежного метаболізму, та вірогідно респіраторного вибуху. Зафіксовані в роботі зміни сенситивності нейтрофілів до адреналіну, серотоніну та гістаміну (див.рис.) можуть свідчити про участь даних регуляторів у патогенез виразкових кровотеч, що визначає інформативність дослідження ролі a₂, 5-НТ₂, Н₂-рецепторів для розробки системи критеріїв прогнозування перебігу запально-репаративних та дизрегенераторних процесів у ГДЗ.