Този пълен текст е редактираният и преработен препис на лекция, изнесена в IV Международен двугодишен курс на науките по гастроентерология "Стеатохепатит", проведен на 8 септември 2001 г.
Организирано от: Чилийско общество по гастроентерология, Чилийска асоциация по хепатология и Латиноамериканска асоциация за изследване на черния дроб (ALEH).
Научен редактор: д-р Хуан Карлос Гласинович.
Презентация
Оксидативният стрес е един от важните фактори за развитието на тази метаболитна картина, поради високата степен на чернодробно производство на реактивни кислородни видове.
Част от метаболитната активност на черния дроб се осъществява по пътя на трансформацията на ксенобиотиците, който се среща в цитохром Р450, в който реактивни видове могат да бъдат генерирани от кислород и някои от метаболизираните ксенобиотици. В допълнение, този орган проявява голяма активност на макрофагите, по време на която се активират клетките на Kpfer и се произвежда дихателен отговор, който също генерира реактивни кислородни видове. Това обяснява защо образуването на реактивни видове се извършва с висока скорост в черния дроб.
Сред реактивните видове, произведени в черния дроб, са свободните радикали, пероксиди, като водороден прекис и хидропероксиди на различни биомолекули; аниони, като нитритен пероксид и хипохлорит, произведени от фагоцитни клетки; и други видове, които имат голям прооксидативен потенциал.
Черният дроб се бори с този потенциал чрез метаболитна активност, която включва различни антиоксидантни защитни механизми, като ензими, чистачи на свободни радикали (например глутатион или ендогенни витамини като витамин Е), аскорбинова киселина, бета каротин и др., Които неутрализират про -оксидантни видове, които се произвеждат в този орган.
За да се извърши тази работа, от съществено значение е междинният метаболизъм на черния дроб да работи правилно, за да осигури химическата енергия, редуциращата сила и прекурсорите на биомолекули, необходими както за възстановяване на окислени молекули, като фосфолипиди и ненаситени мастни киселини на мембраните и основи азотна ДНК, за да замести молекули, които не могат да бъдат възстановени, като протеини, които се окисляват. Когато тази защитна метаболитна система работи координирано и получава достатъчно количество метаболитни горива и основни хранителни компоненти (аминокиселини, полиненаситени мастни киселини, витамини и микроелементи), чернодробната клетка може да поддържа ниска интензивност на реактивните видове.
От тази гледна точка черният дроб функционира в нормално състояние, при което скоростта на образуване на реактивни видове се компенсира от подобна скорост на консумация от антиоксидантните механизми. През 1985 г. обаче професор Сийс в Германия въвежда термина оксидативен стрес за да се посочи ситуация на дисбаланс редокс, при които производството на реактивни видове надвишава антиоксидантните защитни механизми. Всички прооксидативни елементи, които не са неутрализирани, независимо дали са получени от азот или кислород, могат директно да атакуват основни биомолекули и ако те не бъдат възстановени със същата скорост, настъпва клетъчно увреждане, с повишен липопероксидативен отговор, окисляване на клетките. ДНК унищожаване и др.
Наскоро беше доказано, че реактивните кислородни форми под формата на пероксид, т.е. водороден пероксид и някои хидропероксиди, имат алтернативната способност да активират специфични транскрипционни фактори в черния дроб, два от които са идентифицирани и характеризирани: ядрен фактор капа- В и активиращият протеин 1. Тези фактори могат да преминат към ядрото на хепатоцита или друга клетка на черния дроб, по-специално клетката на Küpfer, и да модулират тяхната генна експресия.
На ниво чернодробни макрофаги има няколко възможности. Неговата генна експресия може да доведе до образуването на голям брой биоактивни елементи: цитокини, протеази, активни липиди и др., В допълнение към фактори, които могат да модулират генерирането на реактивни кислородни видове от тези клетки. Тоест, в допълнение към директния механизъм на клетъчно увреждане поради оксидативен стрес, има и действие, медиирано от транскрипционни фактори, които модулират генната експресия на някои от чернодробните клетки.
Системата P450, която биотрансформира ксенобиотик и лекарства в черния дроб, е цикличен механизъм, при който ксенобиотик от XH тип се трансформира, за да се подложи на хидроксилиране и след това елиминиране. Този механизъм изисква електрони, които се въвеждат с помощта на редуктаза и NADPH, който се нуждае от кислород. Една от изоформите на системата, 2E1 (CYP2E1) е способна да функционира силно несвързано, тоест може да изключи серума от системата и да се върне в първоначално състояние с освобождаване на супероксидния радикал или по-късно на водородния прекис. Поради тази много специална характеристика, този цитохром има голям прооксидантен потенциал в черния дроб.
Доказано е, че съществува връзка между неалкохолния стеатохепатит (NASH) и оксидативния стрес, както при експериментални животни, така и при пациенти, които имат този компонент. В различни модели на хранителни и различни видове стеатоза е доказано, че стеатозата увеличава липопероксидативната скорост, което е свързано с повишена експресия на цитохрома на изоформата на CYP2E1 при плъхове. Тези два аспекта са потвърдени и при пациенти с NASH, при които е показано повишаване на нивата на малоновия диалдехид (MDA), което е една от техниките, използвани за измерване на клетъчното липопероксидиране, както и повишаване на съдържанието на цитохром.
Предполага се, че стеатозата, вероятно поради различни фактори, но главно поради генерирането на кетогенно състояние, може да доведе до индукция на CYP2E1 и по-голямо генериране на реактивни микрозомни кислородни видове и да генерира ситуацията на оксидативен стрес. Така че увеличаването на концентрацията на тази молекула би довело до повишени липопероксидативни отговори, които се наблюдават при животни и при пациенти с NASH.
Оксидативният стрес обаче не причинява само директни щети. Водородният пероксид може да активира транскрипционни фактори като NF-kappa B, който, когато се активира на ниво Kpfer клетки, индуцира експресията на няколко гена, които имат консенсусни последователности в своята ДНК на промоторния регион за този фактор. Няколко гена могат да реагират на този фактор, след като бъдат активирани; един от тях са цитокини, в рамките на безалкохолния стеатохепатит, а в тях TNF алфа.
TNF алфа има много свойства или действия на клетъчно ниво. Когато взаимодейства с рецептор 1, сфингомиелиназата се активира, която хидролизира сфингомиелина, за да произведе керамид; Това съединение пътува до митохондриите, където е способно да инхибира потока на електрони, с две важни последици: първо, има значително намаляване на производството на АТФ, като по този начин се компрометират редица функции в хепатоцита, и от друга страна, когато дихателната верига е прекъсната на нивото на комплекс 3, се увеличава производството на супероксид и водороден пероксид на митохондриално ниво, фактори, които биха обусловили чернодробната некроза. По този начин освобождаването на TNF алфа представлява прооксидантен фактор, тъй като индиректно увеличава оксидативния стрес на митохондриално ниво.
Друг важен фактор в контекста на NASH е бактериалният свръхрастеж, който се случва в червата, което се превръща в портална ендотоксемия, способна да активира клетките на Küppfer чрез механизъм, независим от оксидативен стрес, а също и макрофаги.
В допълнение към TNF алфа се произвеждат и други противовъзпалителни фактори, като IL-1, IL-6, хемокини, като интерлевкин 8. В допълнение, някои клетки на чернодробния синусоид, като ендотелни и звездни клетки, също могат да произвеждат адхезионни молекули, които улесняват токсичното явление.
Изследване, публикувано в началото на 2001 г., анализира малък брой пациенти, 22, с NASH и подобен брой контроли. Пациентите са имали синдром на чернодробно увреждане, причинено от значителното повишаване на трансаминазите, гама-глутамил-транспептидазата и алкалните фосфатази в кръвта. Заедно с тези елементи се наблюдава значително увеличение на нивата на циркулиращ TNF алфа и значително увеличение на нивата на цитокини, свързани с повишената честота на чревен бактериален свръхрастеж. Тези автори обаче не откриват повишаване на серумните нива на ендотоксини поради причини, които не са лесни за обяснение.
Заключения
Оксидативният стрес е молекулярен механизъм, който присъства в неалкохолния стеатохепатит, което вероятно е свързано с индукцията на 2E1 изоформата на цитохром P450, която има висока способност да генерира прооксидативни видове.
Пациентите с този синдром имат повишени серумни нива на TNF алфа, както и цитокини, чието производство е свързано с оксидативен стрес, поради активирането на транскрипционни фактори, които улесняват тяхната експресия и синтез.
TNF алфа ще играе ключова роля в патогенезата на NASH, не само поради способността му да увеличава или засилва оксидативния стрес чрез действия на митохондриално ниво, наред с други, но и поради мощния си индукционен капацитет на други противовъзпалителни елементи, като IL-1 и IL-6, или хемотаксични фактори като IL-8.