Nowe spojrzenie na zdrowie człowieka
Transkrypt
Nowe spojrzenie na zdrowie człowieka
Nowe spojrzenie na zdrowie człowieka Nowe spojrzenie na zdrowie człowieka Redakcja: Sylwia Bilska Agata Pietraszek Mirosław Szala Lublin 2015 Recenzenci: dr hab. n. med. Halina Antosz dr Artur Banach dr n. med. Agnieszka Bartoszek dr n. med. Alina Deluga dr n. med. Michał Dzik dr n. med. Anna Irzmańska Hudziak dr hab. n. med. Tomasz Kocki dr n. med. Marta Łuczyk dr n. med. Robert Łuczyk dr Barbara Michalec-Wawiórka dr n. med. Marta Morawska dr hab. n. med. Katarzyna Nowomiejska prof. dr hab. n. farm. Jolanta Rzymowska dr Ewa Sajnaga dr hab. inż. Tomasz Śliwiński, prof. nadzw. UŁ dr Katarzyna Socała dr hab Maciej Szajner prof. dr hab. Barbara Wachowicz dr hab. n. med. Iwona Wertel Wszystkie opublikowane rozdziały otrzymały pozytywne recenzje. Skład i łamanie: Monika Olszówka Projekt okładki: Agnieszka Ciurysek © Copyright by Fundacja na rzecz promocji nauki i rozwoju TYGIEL ISBN 978-83-65272-13-3 Wydawca: Fundacja na rzecz promocji nauki i rozwoju TYGIEL ul. Głowackiego 35/348, 20-060 Lublin www.fundacja-tygiel.pl Spis treści Piotr Turmiński, Katarzyna Król-Turmińska, Tomasz Zawiślak Analiza spontanicznego rozwoju cech motorycznych dzieci w wieku 4-6 lat zamieszkujących tereny wiejskie w województwie lubelskim................................ 7 Natalia Cichoń, Michał Bijak, Joanna Saluk Biologiczne podłoże depresji poudarowej ............................................................. 21 Karolina Kątska, Jan Ostrowski, Ewa Kosior-Jarecka.......................................... 31 Choroby oczu związane z zaburzeniami mitochondrialnego DNA....................... 31 Małgorzata Janowska, Hanna Karakuła-Juchnowicz, Andrzej Czernikiewicz ..... 44 Czy „smutek będzie zawsze?” – o zapalnej etiologii depresji............................... 44 Aleksandra Żurek, Monika Dźwierzyńska, Maciej Frant Epidemiologia wirusa grypy i główne pandemie grypy w XX i XXI wieku ........ 58 Katarzyna Wojewoda, Anna Kozioł, Ewa Kosior-Jarecka Jaskra – choroba neurodegeneracyjna .................................................................... 71 Barbara Cuch, Piotr Kozłowski, Magdalena Kozłowska, Błażej Rogowski, Paweł Nachulewicz Leczenie chirurgiczne wybranych schorzeń opłucnej ........................................... 81 Edyta Możdżeń, Lucyna Antkiewicz-Michaluk Możliwości terapeutycznego działania 1,2,3,4-tetrahydroizochinoliny w zwierzęcym modelu depresji .............................................................................. 98 Anna Trawicka, Ewelina Wieczerzak, Agnieszka Szymczyk Nadpłytkowość – problem nie tylko hematologiczny ......................................... 112 Kinga Gajewska Niedoceniona witamina D. Nowe spojrzenie na rolę kalcytriolu w utrzymaniu homeostazy organizmu.................................................................. 122 Mateusz Stojko, Paulina Musiał, Aleksandra Moździerz, Dorota Olczyk, Małgorzata Juszko-Piekut, Włodzimierz Mierzwa, Jerzy Stojko Nikotyna jako modulator aktywności aminopeptydazy alaninowej i aminopeptydazy leucynowej w wątrobie i nerkach myszy ................................ 139 Katarzyna Wojewoda, Anna Kozioł, Kamil Muc Ocena zaburzeń erekcji u pacjentów po zabiegu radykalnej prostatektomii z powodu raka stercza .......................................................................................... 152 Tomasz Wandtke, Joanna Woźniak, Maciej Gawroński Oś Interleukiny-27 (IL-27) i jej receptora (WSX-1) – aktualny stan wiedzy....... 165 Karolina Gil Otyłość jako jeden z czynników ryzyka wystąpienia miażdżycy......................... 179 5 Anna Kozioł, Katarzyna Wojewoda, Ewa Kosior-Jarecka Patogeneza i rola naczyniowych czynników ryzyka w rozwoju jaskry niskiego ciśnienia .................................................................... 189 Katarzyna Król-Turmińska, Piotr Turmiński, Tomasz Zawiślak Poziom wiedzy i stosowanej profilaktyki na temat osteoporozy wśród kobiet po 50. roku życia ............................................................................ 199 Paula Musiał, Monika Michalik, Piotr Stępień, Michał Rżany Proces samoistnego gojenia więzadła pobocznego piszczelowego – rehabilitacja a medycyna regeneracyjna ........................................................... 214 Michał Marciniec, Andrzej Nowak, Wojciech Kwak, Maciej Walicki Przegląd nowych markerów predykcji retinopatii cukrzycowej .......................... 229 Agnieszka Morel, Joanna Saluk Receptory GPR17 jako markery demielinizacji chorób neurodegeneracyjnych .. 239 Tomasz Roman, Justyna Markowicz, Agnieszka Szymczyk Wewnątrznaczyniowe leczenie rozwarstwień tętnic szyjnych wewnętrznych – przegląd literatury ............................................................................................. 248 Izabela Bielińska, Aleksandra Stefanowicz, Tomasz Wandtke Współczesne zagrożenie dla zdrowia dzieci i młodzieży jako wyzwania dla zdrowia publicznego ............................................................................................ 256 Kinga Caban, Katarzyna Wojewoda, Dominika Wróbel-Dudzińska Zastosowanie cross-linking w zakażeniach rogówki .............................................. 268 Dominika Tomaszewska, Maciej Gawroński, Arkadiusz Goede Znaczenie diagnostyczne wybranych przeciwciał w młodzieńczym idiopatycznym zapaleniu stawów i reumatoidalnym zapaleniu stawów ....................................... 278 Paulina Pilanc, Arkadiusz Goede, Maciej Gawroński Znaczenie fenotypu CD4/CD8 w wybranych chorobach dolnych dróg oddechowych ....................................................................................................... 290 Indeks autorów ..................................................................................................... 303 6 Piotr Turmiński1, Katarzyna Król-Turmińska2, Tomasz Zawiślak3 Analiza spontanicznego rozwoju cech motorycznych dzieci w wieku 4-6 lat zamieszkujących tereny wiejskie w województwie lubelskim 1. Wprowadzenie Rozwój fizyczny to proces jednocześnie następującej regresji i progresji [1, 2]. Zmiany precyzyjnego ukształtowania organizmu ludzkiego dzięki takim procesom jak wzrost oraz odpowiednie przemiany komórkowe i tkankowe prowadzą do zdobycia dojrzałości [3, 4]. Pojawianie się nowych konstrukcji i czynności organizmu wymusza zastąpienie lub zanik funkcji poprzednio opanowanych [5, 6]. Dzięki tym procesom możliwe jest osiągnięcie nowych zdolności organizmu oraz optymalne ich wykorzystanie w różnych warunkach i sytuacjach [7]. Każdy organizm rozwija się w sposób specyficzny i osobniczo zmienny [8]. Pomiar zdolności motorycznych jest niezbędny do wyznaczenia stopnia rozwoju oraz stanu zdrowia dziecka. Określenie pomiaru zdolności ruchowych człowieka jest obiektem zainteresowania wychowania fizycznego oraz medycyny sportowej. Można zakładać, iż postęp techniczny, zmiany psychospołeczne oraz zmniejszona aktywność fizyczna dzieci prowadzić będą do coraz większego zainteresowania sferą ruchową dzieci oraz młodzieży. Zwiększenie zapadalności dzieci na dysfunkcje ze strony narządy ruchu skłania do badań nad rozwojem motorycznym i psychofizycznym już od najmłodszych lat życia [9]. Odpowiednie określenie rozwoju ruchowego jest punktem wyjścia do optymalnego kierowania dalszym procesem rozwoju fizycznego dziecka. Dzięki temu można prognozować dalszy potencjał rozwojowy. Ważne jest, aby określenie umiejętności motorycznych dziecka zainicjowane było jak najwcześniej, ponieważ we wczesnym okresie rozwoju psycho1 [email protected], Zakład Rehabilitacji i Fizjoterapii, Katedra Rehabilitacji, Fizjoterapii i Balneoterapii,Wydział Pielęgniarstwa i Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet Medyczny w Lublinie,www.umlub.pl 2 [email protected], Katedra i Zakład Mikrobiologii Lekarskiej, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.umlub.pl 3 [email protected], Zakład Rehabilitacji i Fizjoterapii, Katedra Rehabilitacji, Fizjoterapii i Balneoterapii Wydział Pielęgniarstwa i Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.umlub.pl 7 Piotr Turmiński, Katarzyna Król-Turmińska, Tomasz Zawiślak motorycznego łatwiejsze jest celowe sterowanie rozwojem młodego człowieka [9, 10]. Dziecko, aby mogło wstąpić na dalszą drogę edukacji szkolnej musi posiadać tzw. dojrzałość szkolną. Jest to odpowiedni stopień rozwoju motorycznego, fizycznego, społecznego i psychicznego, który pozwala na podjęcie nauki i sprostanie roli ucznia. Dziecko, które dojrzało do nauki szkolnej musi posiadać taki zasób wiedzy i orientacji w otaczającym go świecie, aby móc podejmować działania intencjonalne. Przedszkolak także jest zobowiązany do posiadania pewnego stopnia uspołecznienia oraz umiejętności opanowywania popędowych emocji i reakcji, które umożliwiają powściąganie leków, złości i obaw [11, 12, 13]. Dojrzałości szkolnej nie charakteryzuje biologiczne uwarunkowanie, lecz doświadczenia w wymienionych wyżej sferach. Ocena stopnia rozwoju dziecka jest zarazem oceną poziomu dojrzałości szkolnej w danym momencie. Wnikliwa obserwacja w różnych sytuacjach i porównywania aktualnego stanu poszczególnych właściwości psychomotorycznych dziecka ze wzorcami rozwoju dla danego wieku pozwala odpowiednio kierować rozwojem dziecka [14, 15]. Dziecko, które kończy trzeci rok życia, wkracza w nowy etap rozwojowy, który nazywany jest okresem przedszkolnym. Granice wiekowe, jakie obejmuje ten okres to lata od 3 do 6 roku życia. Dla dziecka okres ten stanowi czas przygotowania do rozpoczęcia nauki w szkole, przez co rozumie się przygotowanie fizyczne, ruchowe i psychiczne do pełnienia coraz to nowych obowiązków, które wynikają z bycia uczniem. Specyficzną cechą człowieka jest to, że każda kolejna faza rozwoju pozostaje w ścisłym związku z okresem poprzedzającym i jest przygotowaniem do wkroczenia w nowy okres rozwoju. Dlatego więc wspomniane powyżej umiejętności fizyczne, ruchowe i psychiczne zależne są od odpowiedniego stopnia rozwoju w poprzednim okresie [16]. Trzeci rok życia dziecka jest istotnym punktem w okresie rozwojowym. Nauka dziecka do tego momentu przebiegała w sposób spontaniczny. Po ukończeniu trzeciego roku życia, działania dziecka są bardziej ukierunkowane i zamierzone. Dotyczy to przede wszystkim dzieci uczęszczających do przedszkola, które poprzez oddziaływanie wychowawcze dostosowują się do osiągnięcia określonych celów [16, 17]. Dla prawidłowego funkcjonowania w otoczeniu, każdy człowiek musi cechować się szerokim zakresem zdolności, dzięki którym może wykonywać zadania dnia codziennego oraz dostosowywać się do zmieniających się sytuacji. Integralność wszystkich układów organizmu ze zdolnościami motorycznymi daje nam możliwości do prawidłowego funkcjonowania. 8 Analiza spontanicznego rozwoju cech motorycznych dzieci w wieku 4-6 lat zamieszkujących tereny wiejskie w województwie lubelskim Motoryczność jest to całość czynności, stanów, struktur, narządów i psychiki człowieka prowadzące do aktywności ruchowej. Powiązanie wszystkich składowych jest niesłychanie ważne dla prawidłowego rozwoju motorycznego [18]. Wyróżniamy motoryczność potencjalną oraz efektywną. Do pierwszego rodzaju motoryczności zaliczamy zdolności, które mają podłoże genetyczne, człowiek ani otoczenie nie mają na nie żadnego wpływu. Motoryczność efektywna to zewnętrzne aspekty ruchowe, które tworzą rezultat danego zadania ruchowego. Strona potencjalna motoryczności to uwarunkowania, cechy funkcjonalne i strukturalne o podłożu genetycznym, które można w specyficzny sposób zmierzyć za pomocą odpowiednich metod [19]. Rozwój funkcjonalny i somatyczny stymulowany jest poprzez ruch. Okres wczesnego dzieciństwa nazywany jest okresem głodu ruchowego. Duże zapotrzebowanie dziecka na ruch daje mu możliwości do prawidłowego rozwoju. Duża potrzeba ruchu, odpowiednia wrażliwość na bodźce i optymalny stopień dojrzałości fizycznej, umysłowej i społecznej sprzyja dalszemu rozwojowi motorycznemu [20]. 2. Cel pracy Celem pracy była analiza rozwoju spontanicznego cech motorycznych dzieci w wieku przedszkolnym 4-6 lat zamieszkujących tereny wiejskie w województwie lubelskim. Badania miały charakter wstępny. 3. Materiały i metody Badania zostały przeprowadzone na grupie 45 dzieci w wieku 4-6 lat uczęszczających do Zespołu Szkolno-Przedszkolnego w Adamowie (woj. lubelskie). Badani zostali podzieleni na 3 grupy wiekowe, 4 latki, 5 latki oraz 6 latki, każda z grup liczyła 15 osób. Pomiary miały charakter dwuetapowy. Pierwszy etap odbył się w październiku 2013 roku, drugi z zachowaniem 6 miesięcznego okresu przerwy tj. w kwietniu 2014 roku. Do oceny odpowiednich jednostek motorycznych wykorzystano Wrocławski Test Sprawności Fizycznej wg. B. Sekity [21]. Test składał się z 4 prób: Próba zwinności (koordynacji) – bieg wahadłowy 4x 5 metrów z przenoszeniem klocka. Próba ta wchodzi w skład Międzynarodowego Testu Sprawności Fizycznej i pierwotnie posiada dystans 4 x 10 metrów. Ćwiczenie to zmodyfikowano do 4 x 5 metrów dla potrzeb pomiaru zwinności u małych dzieci. Dziecko startuje z wysokiej pozycji na sygnał „start” i przenosi pojedynczo 2 klocki na odległość 5 metrów. Klocek należy położyć 9 Piotr Turmiński, Katarzyna Król-Turmińska, Tomasz Zawiślak na linii końcowej, niedozwolone jest rzucanie klockiem. Badany wykonuje próbę dwukrotnie, a uwzględnia się lepszy wynik. Pomiar czasu dokonywany jest stoperem z dokładnością do 0,1s; Próba mocy – do oceny mocy eksplozywnej dziecka wykonywany jest pomiar odległości skoku w dal z miejsca z odbiciem obunóż. Podczas wykonywania tego ćwiczenia badany staje przed linią startową możliwie blisko, ale tak, aby stopy nie miały kontaktu z linią. Poprzez ugięcie kolan z jednoczesnym zamachem rąk dziecko wykonuje skok w przód jak najdalej potrafi. Rolą osoby badającej jest zwracanie uwagi na to, aby dziecko odbiło się z dwóch kończyn dolnych jednocześnie i aby stopy były jak najbliżej siebie. Próba wykonywana jest dwukrotnie, w wynikach uwzględnia się lepszy wynik. Pomiar dokonywany jest z dokładnością do 1 cm za pomocą taśmy centymetrowej; Próba siły – do oceny siły wykorzystano rzut kilogramową piłką lekarską znad głowy. Dziecko ustawia się w rozkroku przed linią początkową. Wykorzystując zamach tułowia w tył, dziecko jak najdalej potrafi wyrzuca piłkę oburącz. Tendencję do rzutów w dół można wyeliminować przez zawieszenie taśmy na wys. ok. 70cm przed rzucającym. Próba wykonywana jest dwukrotnie, w wynikach uwzględnia się lepszy wynik. Pomiar dokonywany jest z dokładnością do 1 cm za pomocą taśmy centymetrowej; Próba szybkości – oceny szybkości dokonywano podczas biegu na odcinku 20 metrów. Rozpoczęcie próby wykonywane jest z pozycji wysokiej na komendę „start”. Na sygnał rozpoczęcia badany pokonuje dystans od linii startowej do chorągiewki oddalonej o 20 metrów w jak najszybszym czasie. Ćwiczenie wykonywane jest dwukrotnie, w wynikach uwzględnia się lepszy wynik. Pomiar czasu dokonywany jest za pomocą stopera z dokładnością do 0,1s. Próby były wykonywane zgodnie z wytycznymi autora Testu [21] tj. we właściwej kolejności: próba zwinności (koordynacji), mocy eksplozywnej, siły i szybkości. W celu oceny sprawność fizycznej dziecka należało: Obliczyć wiek metrykalny dziecka (z dokładnością do 1 miesiąca) w dniu badania; Ustalić kategorię wiekową dziecka; Przeprowadzić próby sprawnościowe; Odczytać z właściwych do wieku, płci i środowiska tabel liczbę punktów przypisaną dla danej wielkości pomiaru testowego. Do wyznaczenia poziomu sprawności fizycznej w poszczególnych próbach wykorzystano następujące przedziały punktowe: Do 39 pkt. – niski, niedostateczny poziom sprawności fizycznej; 10 Analiza spontanicznego rozwoju cech motorycznych dzieci w wieku 4-6 lat zamieszkujących tereny wiejskie w województwie lubelskim 40-49 pkt. – dostateczny poziom sprawności fizycznej; 50-59 pkt. – dobry poziom sprawności fizycznej; Powyżej 60 pkt. – wysoki, bardzo dobry poziom sprawności fizycznej. 4. Analiza wyników Analiza wyników badań wykazała, że we wszystkich badanych grupach dziewcząt poziom zwinności oceniono, jako dobry. W grupie 4 letnich chłopców poziom zwinności został określony na dostateczny, w pozostałych grupach wiekowych chłopców poziom zwinności oceniono, jako dobry (Tabela 1). Tabela 1. Zestawienie wyników próby zwinności wśród dziewcząt i chłopców Gr.wiekowa L.dziewcząt Poz. zwinności wg B. Sekity Śr.czas biegu [s] L.chłopców Dziewczęta Chłopcy Dziewczęta Chłopcy 4 latki (n=15) 9 6 11,76 11,80 Dobry Dostat. 5 latki (n=15) 7 8 10,52 9,64 Dobry Dobry 6 latki (n=15) 6 9 9,78 9,70 Dobry Dobry Tabela 2. Zestawienie wyników próby zwinności wśród dziewcząt i chłopców po upływie 6 miesięcy Śr.czas biegu [s] Gr.wiekowa L.dzie wcząt L.chło pców Poz. zwinności wg B. Sekity Dziewczę ta Chłopcy Dziewczęta Chłopcy 4 latki (n=15) 9 6 11,47 11,44 Dobry Dobry 5 latki (n=15) 7 8 10,07 8,89 Dobry Wysoki 6 latki (n=15) 6 9 9,08 8,95 Dobry Wysoki Analiza wyników badań wykonanych po upływie 6 miesięcy od pierwszego pomiaru wykazała progresję poziomu zwinności wśród chłopców każdej grupy wiekowej. W grupie dziewcząt poprawie uległy 11 Piotr Turmiński, Katarzyna Król-Turmińska, Tomasz Zawiślak średnie czasy biegu, nie miało to wpływu na poprawę poziomu zwinności (Tabela 2). Przeprowadzone badania wykazały niedostateczny poziom rozwoju mocy eksplozywnej u 6 letnich dziewcząt. W grupie dziewcząt 4 i 5 letnich poziom mocy eksplozywnej został oceniony, jako dostateczny. Wśród chłopców poziom niedostateczny mocy został zaobserwowany w grupie 4 i 6 latków. Poziomem dostatecznym mocy eksplozywnej charakteryzowała się grupa chłopców w wieku 5 lat (Tabela 3). Tabela 3. Zestawienie wyników próby mocy wśród dziewcząt i chłopców Śr.odl.skoku [cm] Gr.wiekow a L.dziew cząt Poz. mocy wg B. Sekity L.chłop ców Dziewczęta Chłopcy Dziewczęta Chłopcy 4 latki (n=15) 9 6 64,67 59,17 Dostat. Niedostat. 5 latki (n=15) 7 8 78,86 81,50 Dostat. Dostat. 6 latki (n=15) 6 9 70,17 78,66 Niedostat. Niedostat. Tabela 4. Zestawienie wyników próby mocy wśród dziewcząt i chłopców po upływie 6 miesięcy Śr. odl. skoku[cm] Gr.wieko wa L.dziew cząt Poz. mocy wg B. Sekity L.chłop ców Dziewczęta Chłopcy Dziewczęta Chłopcy 4 latki (n=15) 9 6 77,89 81,50 Dobry Dobry 5 latki (n=15) 7 8 94,43 105,50 Dobry Wysoki 6 latki (n=15) 6 9 81,17 93,22 Niedostat. Dostat. Ponowne przeprowadzenie próby mocy po 6 miesiącach wykazało poprawę tej zdolności motorycznej grupie 4 i 5 letnich dziewcząt. Dziewczęta w tych grupach wiekowych charakteryzowały się dobrym poziomem mocy wg B. Sekity. We wszystkich grupach wiekowych chłopców po ponownym przeprowadzeniu próby zaobserwowano wzrost poziomu mocy. Grupę 4 letnich chłopców charakteryzował dobry poziom 12 Analiza spontanicznego rozwoju cech motorycznych dzieci w wieku 4-6 lat zamieszkujących tereny wiejskie w województwie lubelskim mocy eksplozywnej, moc 5 latków oceniono, jako wysoką, grupa 6 latków po ponownym badaniu została oceniona na dostateczny (Tabela 4). Analiza wyników badań próby siły wśród dziewcząt wykazała wśród 5 latków niedostateczny poziom tej jednostkimotorycznej. W grupie dziewcząt 4 i 6 letnich zaobserwowano odpowiednio dobry i dostateczny poziom siły. Przeprowadzone pomiary w grupie chłopców wykazały dobry poziom siły w grupach 4 i 6 latków, poziom niedostateczny został zaobserwowany w grupie 5 latków (Tabela 5). Tabela 5. Zestawienie wyników próby siły wśród dziewcząt i chłopców Śr.odl.rzutu [cm] Gr.wiek owa L.dziew cząt Poziom siły wg B. Sekity L.chłop ców Dziewczęta Chłopcy Dziewczęta Chłopcy 4 latki (n=15) 9 6 161,22 159,17 Dobry Dobry 5 latki (n=15) 7 8 132,43 157,63 Niedostat. Niedostat. 6 latki (n=15) 6 9 231,17 282 Dostat. Dobry Tabela 6. Zestawienie wyników próby siły wśród dziewcząt i chłopców po upływie 6 miesięcy Śr.odl.rzutu [cm] Gr.wiek owa L.dziew cząt Poz. siły wg B. Sekity L.chłop ców Dziewczęta Chłopcy Dziewczęta Chłopcy 4 latki (n=15) 9 6 176,33 194,5 Dobry Wysoki 5 latki (n=15) 7 8 191 191,6 Dobry Dostat. 6 latki (n=15) 6 9 226,67 276 Dostat. Dobry Drugi etap badań przeprowadzony po 6 miesiącach wykazał wzrost poziomu siły w grupie 4 i 5 letnich chłopców oraz 5 letnich dziewcząt. W pozostałych grupach nie odnotowano zmiany oceny poziomu siły (Tabela 6). Analiza wyników próby szybkości wykazała niedostateczny poziom tej jednostki motorycznej w większości grup wiekowych zarówno wśród chłopców jak i dziewcząt. Dostateczny wynik próby szybkości osiągnęły 5 13 Piotr Turmiński, Katarzyna Król-Turmińska, Tomasz Zawiślak letnie dziewczynki, szybkość na dobrym poziomie zaobserwowano wśród chłopców wwieku 5 lat (Tabela 7). Tabela 7. Zestawienie wyników próby szybkości wśród dziewcząt i chłopców Śr.czas biegu [s] Gr.wieko wa L.dziew cząt Poz. szybkości wg B. Sekity L.chłop ców Dziewczęta Chłopcy Dziewczęta Chłopcy 4 latki (n=15) 9 6 7,29 7,38 Niedostat. Niedostat. 5 latki (n=15) 7 8 5,84 5,63 Dostat. Dobry 6 latki (n=15) 6 9 5,93 5,77 Niedostat. Niedostat. Powtórne przeprowadzenie po 6 miesiącach próby szybkości wykazało poprawę poziomu tej jednostki motorycznej w grupie 6 letnich chłopców. Wśród wszystkich grup wiekowych dziewcząt wynik próby szybkości pozostał na niezmienionym poziomie (Tabela 8). Tabela 8. Zestawienie wyników próby szybkości wśród dziewcząt i chłopców po upływie 6 miesięcy Śr.czas biegu [s] Gr.wie kowa L.dziew cząt Poz. szybkości wg B. Sekity L.chłop ców Dziewczęta Chłopcy Dziewczęta Chłopcy 4 latki (n=15) 9 6 6,96 6,99 Niedostat. Niedostat. 5 latki (n=15) 7 8 5,94 5,63 Dostat. Dobry 6 latki (n=15) 6 9 5,61 5,39 Niedostat. Dostat. 14 Analiza spontanicznego rozwoju cech motorycznych dzieci w wieku 4-6 lat zamieszkujących tereny wiejskie w województwie lubelskim 5. Dyskusja Rozwój fizyczny człowieka jest procesem złożonym i ciągłym [22, 23]. Wiek przedszkolny charakteryzuje się postępem w rozwoju oraz wzmocnieniem organizmu. Dziecko szybko rośnie i następuję nieznaczny przyrost masy ciała. Średni przyrost wysokości ciała dziecka w tym okresie wynosi 5-7 cm, zaś masy ciała 2-3kg rocznie[1, 2]. Wraz ze zmianą wysokości i masy ciała dzieci zmienia się także poziom poszczególnych jednostek motorycznych. W badaniach własnych odnotowano progresję poziomu zwinności i mocy w każdej grupie wiekowej chłopców. Okres półrocznego odstępu między pomiarami wystarczył do zaobserwowania znaczącej poprawy w uzyskiwanych wynikach testów. Analiza wyników badań własnych pozwoliła także na zaobserwowanie zróżnicowania tempa rozwoju poszczególnych jednostek motorycznych u chłopców i dziewczynek. Najmniejszy progres umiejętności motorycznych odnotowano wśród 6 letnich dziewcząt. Powodem stagnacji zdolności motorycznych może być okres przygotowania organizmu do skoku rozwojowego lub wyhamowanie szybkiego rozwoju fizycznego, który wystąpił przed pierwszym etapem badań. Rolą wychowania fizycznego dzieci w przedszkolach jest stymulowanie rozwoju osobniczego we wszystkich jego przejawach, stawianie dużych i stale wzrastających wymagań motorycznych, kształtowanie wielu użytecznych czynności i umiejętności, a przy tym przyzwyczajanie do mądrego, higienicznego życia i tworzenie obyczaju świadomego i kulturalnego zaspokajania swoich potrzeb ruchowych [24]. Prawidłowe zdolności manualne oraz odpowiedni rozwój motoryczny w omawianym okresie są podstawowym warunkiem sukcesu dziecka w dalszej nauce szkolnej. W badaniach własnych zaobserwowano, że dzieci w wieku przedszkolnym najgorsze wyniki uzyskiwały w próbie szybkości. W pierwszym etapie badań jedynie w grupie 5 letnich dziewcząt i chłopców odnotowano zadowalający poziom rozwoju tej jednostki motorycznej, pozostałe grupy badane uzyskały oceny niedostateczne. Optymalny rozwój ruchowy dziecka daje możliwości współłzawodnictwa z rówieśnikami, przedszkolak, który czynnie uczestniczy w zabawach z rówieśnikami chętniej uczęszcza do przedszkola i ma świadomość akceptacji w grupie. Jeżeli dziecko jest opóźnione motorycznie będzie odczuwało dyskomfort, co może skutkować dalszym opóźnieniem ruchowym [25, 26]. Sześciolatek, aby podołał obowiązkom szkolnym, musi uzyskać odpowiedni stopień rozwoju fizycznego i umysłowego. Ćwiczenia poprzez zabawy i gry prowadzone podczas zajęć wychowania fizycznego w przedszkolu wspomagają dalszy rozwój psychoruchowy przedszkolaka. Jeżeli dziecko osiągnęło wyższy stopień 15 Piotr Turmiński, Katarzyna Król-Turmińska, Tomasz Zawiślak motoryczny staje się bardziej samodzielne oraz lepiej przystosowuje się do kompetencji szkolnych [27, 28]. Pomiędzy 5 i 6 rokiem życia budowa ciała dziecka staje się bardziej smukła. Przyczynia się do tego wydłużenie kończyn dolnych i tułowia. Wielkość głowy pozostaje niemal taka sama, zaś w całym omawianym okresie wysokość ciała zmienia się średnio o 27 cm, a masa ciała o 10 kg. Występujący w tym okresie skok przedszkolny przypada pomiędzy piątym a siódmym rokiem życia. Tempo reorganizacji organizmu i uczenia się nowych zadań ruchowych i umiejętności motorycznych są różne u dziewcząt i chłopców [29,30]. W badaniach własnych różnice w szybkości rozwoju jednostek motorycznych między chłopcami a dziewczętami widoczne były podczas próby siły w grupie 5 latków. Pierwszy etap badań wykazał niedostateczny poziom siły zarówno w grupie chłopców jak i dziewcząt. W drugim etapie badań odległości rzutu 1 kg piłką lekarską uzyskiwane przez dzieci uległy znacznej poprawie. Dziewczęta rzucały ok. 60 cm dalej, natomiast chłopcy uzyskiwali wyniki lepsze o ok. 30 cm w porównaniu do pierwszego etapu. Pół roczny okres spontanicznego rozwoju dzieci, wystarczył do relatywnie dużej poprawy tej jednostki motorycznej, jednak w grupie dziewcząt umiejętność dalekiego rzutu piłką z nad głowy rozwinęła się szybciej niż u chłopców w tym samym wieku. Przy omawianiu rozwoju motorycznego nie możemy pominąć akceleracji.Przewęda opisuje to zjawisko, jako przyspieszenie rozwoju fizycznego młodych generacji [7]. Akceleracja rozwoju fizycznego dzieci przejawia się we wcześniejszym pojawianiu się cech rozwojowych, które powinny występować w późniejszym okresie wiekowym. W wynikach badań własnych zjawisko akceleracji odnotowano w grupie 4 latków podczas próby siły wykonywanej w pierwszym etapie badań. Dzieci w wieku 4 lat uzyskały lepsze wyniki rzutu piłką, niż chłopcy i dziewczęta w wieku 5 lat. W wynikach próby mocy grupy 5 latków również można dostrzec zjawisko akceleracji. Odległości skoku z miejsca uzyskiwane przez dziewczęta i chłopców w wieku 5 lat w pierwszym etapie badań były średnio o ok. 10 cm większe niż w grupie dzieci 6 letnich. Ponowne wykonanie badań po 6 miesiącach wykazało szybszy rozwój mocy u dzieci 5 letnich niż w grupie 6 latków. Odległości osiągane przez grupę 5 latków były ponownie większe niż wyniki uzyskane przez 6 latków, szczególnie widoczne były różnice w badaniu chłopców, 5 latkowie po upływie 6 miesięcy od pierwszego badania poprawili swoje wyniki o ok. 25 cm., podczas gdy w grupie 6 latków progresja wyników wyniosła 15 cm. Brak ruchu u dzieci jest elementem stresogennym oraz czynnikiem powodującym nieprawidłową funkcję mechanizmów nerwowych [31, 32]. Ograniczona aktywność ruchowa dzieci predysponuje do wystąpienia 16 Analiza spontanicznego rozwoju cech motorycznych dzieci w wieku 4-6 lat zamieszkujących tereny wiejskie w województwie lubelskim nerwic i chorób psychicznych. Spontaniczna aktywność ruchowa kształtuje młodego człowieka nie tylko w aspekcie fizycznym, ale także psychicznym czy kulturowym. Rywalizacja prowadzona w normalnej i prawidłowej atmosferze bez nadmiernej presji, w formie zabawy i integracji umożliwia ciągły rozwój dziecka poprzez kształtowanie podstawowych jednostek motorycznych [33, 34]. Badania własne wykazały, że półroczny odstęp między wykonywanymi pomiarami zdolności motorycznych jest dla dzieci w wieku przedszkolnym wystraczającym okresem do progresji własnych umiejętności ruchowych. Tempo i zakres wzrostu zdolności motorycznych są uzależnione od indywidualnych możliwości organizmu, można jednak zauważyć pewne tendencje dla określonego wieku dziecka. Przeprowadzanie regularnych testów motorycznych dzieci i młodzieży może zdecydowanie ułatwić wykrycie zaburzeń ruchowych wśród badanych, pozwala zauważyć dzieci szczególnie zdolne i odpowiednio sterować rozwojem w celu osiągnięcia jak najlepszego rozwoju fizycznego. 6. Wnioski 1. Spontaniczna aktywność fizyczna determinuje rozwój cech motorycznych u dzieci w wieku 4-6 lat. 2. Płeć ma wpływ na tempo i zakres rozwoju cech motorycznych wśród dzieci od 4 do 6 roku życia. 3. Poziom rozwoju poszczególnych cech motorycznych u dzieci w wieku 4-6 lat jest prawidłowy. 17 Piotr Turmiński, Katarzyna Król-Turmińska, Tomasz Zawiślak Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. Bogdanowicz J.: Rozwój fizyczny dziecka, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 1957, s 64 Bogdanowicz J.: Właściwości rozwojowe wieku dziecięcego. Podręcznik propedeutyki i pediatrii. PZWL, Warszawa 1962, s. 14, 184 Pilaczyńska-Szczęśniak Ł.,Celichowski J.: Wpływ wysiłku fizycznego na mięśnie szkieletowe, Górski J. (red): Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2001, s. 145-148 Żołądź J.: Wydolność fizyczna człowieka, Górski J. (red): Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2001, s. 458, 465 Bańkowski E. Biochemia, Wydawnictwo ELSEVIER, Wrocław 2009, s.296-297 Bartkowiak Z.: Biomedyczne podstawy rozwoju i wychowania, Wydawnictwa szkolne i pedagogiczne, Warszawa 1998 Przewęda R.: Rozwój somatyczny i motoryczny, Państwowe Zakłady Wydawnictw Szkolnych, Warszawa 1998, s.9, 104, 110 Kurniewicz-Witczakowa R.: Dziecko w wieku przedszkolnym, Wydawnictwo Lekarskie PZWL Warszawa 1978, s.11 Cieszyńska J., Korendo M.: Wczesna interwencja terapeutyczna, Wydawnictwa Edukacyjne, Kraków 2007, s.56-58 Czajkowski Z.: Od zwinności do zdolności zbornościowych, Sport Wyczynowy 1993, nr 3-4, s. 24-29 Harwas-Napierała B., Trempała J.: Psychologia rozwoju człowieka, Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa 2002 Juras G., Waśkiewicz Z.: Czasowe, przestrzenne i dynamiczne aspekty koordynacyjnych zdolności motorycznych, AWF Katowice 1998 Owczarek S.: Gimnastyka Przedszkolaka, WSiP, Warszawa 2002, s. 16-18 Umiastowska D.: Sprawność fizyczna. Podstawy teoretyczne, testy, interpretacja pedagogiczna, Wydawnictwo Wojewódzki Ośrodek Medyczny, Szczecin 1992, s. 3 Żebrowska M.: Psychologia rozwojowa dzieci i młodzieży, PWN. Warszawa 1975 Mleczko E.: Środowiskowe uwarunkowania predyspozycji i zdolności motorycznych, PWN, Warszawa-Kraków 1996, s.120-143 Gniewkowski W., Wlaźnik K.: Wychowanie fizyczne, Warszawa 1990, s. 106 Raczek J.: Antropomotoryka. Teoria motoryczności człowieka w zarysie, Wydawnictwo Lekarskie PZWL. Warszawa 2010, s. 10 Szopa J., Mleczko E., Żak S.: Podstawy antropomotoryki, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, Kraków 2000, s.23 Wolański N (red.) .: Biomedyczne podstawy rozwoju i wychowania, PWN Warszawa 1983, s. 477 Drochomirecka A., Kotarska K.: Sposoby pomiaru sprawności fizycznej małego dziecka, Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu Szczecińskiego Szczecin 2005, s.63 18 Analiza spontanicznego rozwoju cech motorycznych dzieci w wieku 4-6 lat zamieszkujących tereny wiejskie w województwie lubelskim 22. Celichowski J,: Budowa i czynność tkanki mięśniowej, Górski J. (red): Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2001, s. 102-115 23. Eriksson B.O., Saltin B.: Muscle metabolism during exercise in boys aged 1116 years compared to adults, Acta Paediatr. Belg., 1974, 28, 257-262 24. Przetacznik- Gierowska M., Makiełło-Jarża G.: Psychologia rozwojowa i wychowawcza wieku dziecięcego, WSiP. Warszawa 1985 25. Jaczewski A.: Biologiczne i medyczne podstawy rozwoju i wychowania, Warszawa 1993, s. 64 26. Kozłowska A.: Znaczenie relacji rodzinnych dla pozytywnego rozwoju dziecka, CMPP-P. Warszawa 2000. 27. Nowotny J.:Kształcenie umiejętności ruchowych, Śląska Akademia Medyczna, Katowice 2002, s. 97 28. Osiński W.: Antropomototyka, Akademia Wychowania Fizycznego im. Eugeniusza Piaseckiego w Poznaniu. Poznań 2003, s. 217 29. Kopczyńska-Sikorska J.: Charakterystyka okresów rozwojowych. „Wychowanie w Przedszkolu” 2000,5, s.75, 12. 30. Naglak Z.: Metodyka trenowania sportowca, AWF Wrocław 1999 31. Lewartowski B.: Fizjologia mięśni szkieletowych, Traczyk W. (red:) Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2001, s. 87 32. Osiński W. (red.): Motoryczność człowieka – jej struktura, zmienność i uwarunkowania. AWF Poznań 1994 33. Raczek J., Mynarski W., Ljach W.: Kształtowanie i diagnozowanie koordynacyjnych zdolności motorycznych, AWF Katowice 2002 34. Szopa J.: Zmienność ontogenetyczna oraz genetyczne i środowiskowe uwarunkowania maksymalnej pracyanareobowej (MPA, .Antropomotoryka, 1989; 1, 37-50 Analiza spontanicznego rozwoju cech motorycznych dzieci w wieku 4-6 lat zamieszkujących tereny wiejskie w województwie lubelskim Streszczenie Wstęp.Pomiar zdolności motorycznych jest niezbędny do wyznaczenia stopnia rozwoju oraz stanu zdrowia dziecka. Określenie pomiaru zdolności ruchowych człowieka jest obiektem zainteresowania wychowania fizycznego oraz medycyny sportowej. Zwiększenie zapadalności dzieci na dysfunkcje ze strony narządy ruchu skłania do badań nad rozwojem motorycznym i psychofizycznym już od najmłodszych lat życia.Odpowiednie określenie rozwoju ruchowego dziecka jest punktem wyjścia do optymalnego kierowania dalszym procesem rozwoju fizycznego dziecka. Dzięki temu można prognozować dalszy potencjał rozwojowy. Ważne jest, aby określenie umiejętności motorycznych dziecka zainicjowane było jak najwcześniej, ponieważ we wczesnym okresie rozwoju psychomotorycznego łatwiejsze jest celowe sterowanie rozwojem młodego człowieka. Cel pracy. Celem pracy była analiza rozwoju spontanicznego cech motorycznych dzieci w wieku przedszkolnym 4-6 lat zamieszkujących tereny wiejskie w województwie lubelskim. Badania miały charakter wstępny. Materiał i metody.Badania zostały przeprowadzone na grupie 45 dzieci w wieku 4-6 lat uczęszczających do Zespołu Szkolno-Przedszkolnego w Adamowie (woj. Lubelskie). 19 Piotr Turmiński, Katarzyna Król-Turmińska, Tomasz Zawiślak Badani zostali podzieli na 3 grupy wiekowe, 4 latki, 5 latki oraz 6 latki, każda z grup liczyła 15 osób. Pomiary miały charakter dwuetapowy. Pierwszy etap odbył się w październiku 2013 roku, drugi z zachowaniem 6 miesięcznego okresu przerwy tj. w kwietniu 2014 roku. Do oceny odpowiednich jednostek motorycznych wykorzystano Wrocławski Test Sprawności Fizycznej wg. B. Sekity Test składał się z 4 prób: próba zwinności (koordynacji), próba mocy, próba siły, próba szybkości. Próby były wykonywane zgodnie z wytycznymi autora Testu. Wyniki.Analiza wyników badań próby siły wśród dziewcząt wykazała wśród 5 latków niedostateczny poziom tej jednostki motorycznej. W grupie dziewcząt 4 i 6 letnich zaobserwowano odpowiednio dobry i dostateczny poziom siły. Przeprowadzone pomiary w grupie chłopców wykazały dobry poziom siły w grupach 4 i 6 latków, poziom niedostateczny został zaobserwowany w grupie 5 latków. Drugi etap badań przeprowadzony po 6 miesiącach wykazał wzrost poziomu siły w grupie 4 i 5 letnich chłopców oraz 5 letnich dziewcząt. W pozostałych grupach nie odnotowano zmiany oceny poziomu siły. Wnioski. 1. Płeć ma wpływ na tempo i zakres rozwoju cech motorycznych wśród dzieci od 4 do 6 roku życia. 2. Poziom rozwoju poszczególnych cech motorycznych u dzieci w wieku 4-6 lat jest prawidłowy Słowa kluczowe: rozwój fizyczny, sprawność psychomotoryczna, aktywność fizyczna Analysis of the spontaneous development of motor characteristics in children aged 4-6 living in the countryside of Lubelskie Voivodeship Abstract Introduction. Measurement of motor skills is required to assess the level of development and condition of child’s health. It is important to initiate the determination of child’s motor abilities as soon as possible, because targeted control of young man’s evolution is easier in early stages of psycho-motor development. Aim. The aim of this paper was to analyze spontaneous development of motor abilities in children aged 4-6 living in the countryside of Lubelskie Voivodeship. The studies had a preliminary character. Materials and methods. The investigations were carried out on a group of 45 children aged 4-6 attending the Preliminary School and Nursery Unit in Adamów (Lubelskie Voivodeship). The measurements were carried out in two stages. The first stage took place in October 2013 and the second after a 6-month period in April 2014. Wroclaw’s Physical Fitness Test by B. Sekita was used to assess the respective motor units. Results. Analysis of the results of the strength trial showed an insufficient level of this motor unit among the 5-year-old girls. In the groups of the 4- and 6-year-old girls, good and sufficient levels of strength were observed, respectively. Measurements carried out in the group of boys showed a good level of strength in the 4- and 6-year olds. An insufficient level was observed in the group of the 5-year olds. The second stage of the research carried out after 6 months showed an increase in the level of strength in the groups of the 4- and 5year-old boys and 5-year-old girls. In the other groups, no changes in strength rating were found. Conclusions. 1. Gender has an impact on the rate and range of development of motor characteristics among 4-6-year-old children. 2. The level of individual motor characteristics development among 4-6-year-old children is correct. Keywords: physical development, psycho-motor fitness, physical activity 20 Natalia Cichoń1, Michał Bijak2, Joanna Saluk3 Biologiczne podłoże depresji poudarowej 1. Wstęp W Polsce notuje się około 75 tys. przypadków zachorowań na udary mózgu rocznie, z czego około 30 tys. osób umiera. Udar mózgu w Polsce, podobnie jak w innych krajach, jest trzecią co do częstości przyczyną zgonów i główną przyczyną niesprawności wśród osób po 40. roku życia. W Narodowym Programie Zdrowia na lata 2007-2015 zmniejszenie zachorowalności i przedwczesnej umieralności z powodu chorób naczyniowo-sercowych, w tym udarów mózgu stanowi pierwszy cel strategiczny. 15% wszystkich udarów to udary krwotoczne, pozostałe 85% udarów stanowią udary niedokrwienne mózgu, wśród których najczęstszą przyczyną są zmiany miażdżycowe w tętnicach doprowadzających krew do mózgu oraz w tętnicach mózgu. Około 30% udarów niedokrwiennych mózgu spowodowanych jest przez zator tętnic mózgowych pochodzący z komór serca, natomiast 25% przez zmiany zwyrodnieniowe w małych tętnicach przeszywających (udary lakunarne). Koszty leczenia udaru mózgu są bardzo wysokie, gdyż stanowi on jedną z głównych przyczyn przemijającej bądź trwałej niepełnosprawności u około 80% dorosłych pacjentów. W 2011 r. wg danych Narodowego Funduszu Zdrowia na leczenie chorych po udarze mózgu przeznaczono prawie 550 mln zł, natomiast wydatki na świadczenia z ubezpieczeń społecznych związane z niezdolnością do pracy na skutek udaru, poniesione w 2010 r. wyniosły prawie 30 mln zł [1]. Zmian, które nastąpiły w mózgu w trakcie udaru nie można cofnąć, jednak ze względu na ogromną plastykę mózgu natychmiastowa i długofalowa rehabilitacja jest najważniejszym elementem terapii [2]. Depresja poudarowa (ang. Post Stroke Depression, PSD) jest jednym z najpoważniejszych zaburzeń afektywnych stanowiących psychiatryczne powikłanie udaru mózgu. Występuje u około 30% pacjentów po udarze i w znaczny sposób ogranicza skuteczność leczenia neurologicznego, 1 [email protected], Katedra Biochemii Ogólnej, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Łódzki, www.biol.uni.lodz.pl 2 [email protected], Katedra Biochemii Ogólnej, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Łódzki, www.biol.uni.lodz.pl 3 [email protected], Katedra Biochemii Ogólnej, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Łódzki, www.biol.uni.lodz.pl 21 Natalia Cichoń, Michał Bijak, Joanna Saluk gdyż wiąże się z głębszym deficytem procesów poznawczych. Prowadzi do opóźnienia procesu rehabilitacyjnego, z uwagi na pogorszenie motywacji i obniżenie nastroju. Co istotne, w porównaniu z pacjentami bez PSD,u osób z PSD odnotowuje się 3-4 krotne zwiększenie tzw. śmiertelności późnej, która następuje minimum po miesiącu od wystąpienia incydentu. PSD to schorzenie, które często pozostaje nierozpoznane z uwagi na podobieństwo występowania różnych objawów poudarowych [3]. Depresja poudarowa przez niektórych badaczy nie jest traktowana jako odrębna jednostka chorobowa, jednakże coraz więcej danych literaturowych wskazuje na dodatkowe mechanizmy biologiczne, których nie odnotowuje się zarówno u pacjentów z zaburzeniami afektywnymi bez współistniejących chorób somatycznych, jak i u pacjentów po udarze mózgu bez depresji [3]. 2. Rozpoznanie Odróżnienie depresji poudarowej od pierwotnych zaburzeń afektywnych jest niezwykle trudne.W jednym i drugim przypadku należy zastosować kryteria rozpoznania DSM-IV (ang. Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders) lub kryteria opracowane przez WHO ICD-10 (ang. International Statistical Classification of Diseases and Related Health Problems) [4, 5]. Trudności w postawieniu prawidłowej diagnozy w przypadku PSD przysparza fakt, iż wymagane jest stwierdzenie występowania niespecyficznych objawów psychosomatycznych, takich jak: zmęczenie, utrata energii, utrata masy ciała, zmniejszenie apetytu, bezsenność, trudności w koncentracji, zmiany psychomotoryczne. Powyższe objawy mogą również występować po udarze mózgu i nie być związane z zaburzeniami psycho-patogennymi. Z tego powodu zdarza się, że PSD może być rozpoznana u pacjentów po udarze, u których ta choroba nie występuje, a objawy wynikają wyłącznie z zaburzeń somatycznych [6]. Według klasyfikacji ICD-10 depresja poudarowa należy do grupy F06.32., która obejmuje inne zaburzenia psychiczne spowodowane uszkodzeniem lub dysfuncją mózgu, lub chorobą somatyczną, a także organiczne zaburzenia depresyjne [7]. Czynniki ryzyka występowania depresji poudarowej przedstawiono w Tabeli 1. 3. Etiologia Patofizjologia powstwania PSD jest złożona i obejmuje wieloczynnikowe aspekty zarówno biologiczne, jak i psychogenne, do których zaliczyć należy: miejsce uszkodzeń mózgu, czynniki behawioralne i społeczne. Patomechanizm depresji jest nie tylko złożony, ale i zmienny 22 Podłoże biologiczne depresji poudarowej w czasie, przez co rodzaji nasilenie objawów są zróżnicowane i zmieniają się wraz z czasem trwania choroby.W pierwszym okresie dominują objawy, za które odpowiedzialne są głównie zaburzenia neuroprzekaźnictwa, natomiast w dalszym przebiegu PSD ważniejszy okazuje się wpływ czynników psychologiczno-społecznych związanych z inwalidztwem chorego, pogorszeniem jego sprawności fizycznej i intelektualnej oraz zmianą jego sposobu życia [8]. Tabela 1 Czynniki ryzyka wystąpienia PSD [4] Niemodyfikowalne Kliniczne Funkcjonalne Środowiskowe Biologiczne Inne Płeć żeńska Młodszy wiek Kolejny udar Wcześniejsze epizody depresyjne Zaburzenia kognitywne Afazja Nasilenie niepełnosprawności Osobowość neurotyczna występująca przed udarem Izolacja społeczna Występowanie depresji w rodzinie Choroby naczyń w wywiadzie Wykształcenie Stopień ciężkości udaru Apatia 3.1. Lokalizacja uszkodzenia Biologiczne aspekty powstawania PSD poddawane są intensywnym rozważaniom, ale również niepozbawione są kontrowersji. Do najważniejszych i zarazem najstarszych hipotez biologicznego podłoża PSD należą teorie wskazujące na lokalizację uszkodzenia mózgu, a także podtyp udaru. W latach 80tych XX w. dynamicznie prowadzone badania zapoczątkowane przez Robinsona i wsp. pozwoliły ustalić, że zwiększone ryzyko depresji związane jest z występieniem lewopółkulowego epizodu niedokrwiennego lub też dotyczy udarów zlokalizowanych w osi strzałkowej z przodu, natomiast udary prawopółkulowe oraz wystąpienie ognisk niedokrwiennych w zwiększającej się odległości od biegunów przednich mózgu korelują z mniejszym ryzykiem PSD [5, 9]. Uważa się, że zależność ta związana jest z asymetrią półkulową w przekaźnictwie serotoninergicznym i adrenergicznym. Dotyczy to przede wszystkim szlaków sygnałowych rozciągających się między pniem mózgu a korą czołową [10]. 23 Natalia Cichoń, Michał Bijak, Joanna Saluk 3.2. Aminy biogenne U osób cierpiących na PSD stwierdza się zarówno objawy dysfunkcji serotoninowej (lęk, impulsywność, zaburzenia snu, wrogość, hiperwentylacja, niepokój, kołatanie serca, uczucie drżenia), jak i dopaminowej (anergia, hipokinezja, ograniczenie wypowiedzi, hipofonia, ślinotok, hipersomnia, spowolnienie, hipomimia, aktywność seksualna, motywacja, apatia) [11]. Dwie podstawowe biochemiczne hipotezy dotyczące molekularnych mechanizmów powstawania PSD wskazują na szczególną rolę amin biogennych i cytokin. Niedokrwienie może uszkadzać aksony zawierające aminy biogenne, co prowadzi do zmniejszenia wytwarzania serotoniny (5HT) i noradrenaliny (NA) w strukturach układu limbicznego płatu czołowego i skroniowego oraz jądra podstawy [12]. Zmniejszony poziom amin biogennych, a także zwiększona gęstości receptorów serotoninowych skorelowanesą ze zwiększoną częstością występowania PSD [12÷14]. Popraciem tej hipotezy są badania Bryer i wsp., którzy wykazaliw grupie pacjentów z PSD zmniejszenie stężenia metabolitu serotoninowego tj. kwasu 5-hydroksyindolooctowego, w porównaniu z pacjentami bez stwierdzonej PSD [13]. 3.3. Cytokiny prozapalne Istotnym czynnikiem biochemicznym mającym znaczenie w powstawaniu depresji poudarowej mogą być cytokiny pozapalne (IL-1, TNF-α, IL-6, IL-8 i IL-18). Biorą one udział w inicjacji i wzmocnieniu reakcji zapalnej [15], np. zwiększone wytwarzanie interleukiny 1β (IL-1β) i czynnika martwicy guza-α (TNF-α, ang. Tumor Necrosis Factor-α) może odgrywać istotną rolę w procesach neurodegeneracji i zapaleniu ośrodkowego układu nerwowego. Z kolei IL-6 związana jest z ostrą reakcją zapalnąwystępującą po udarze, ajej stężenie skorelowanejest z ciężkością stanu klinicznego [16]. IL-18 jest markerem zaburzeń układu sercowonaczyniowego, gdyż bierze udział w wytwarzaniu blaszki miażdżycowej. Felderhoff-Mueser i wsp. w badaniach na zwierzętach wykazali udział IL18 w uszkodzeniach niedokrwiennych mózgu, co może sugerować potencjalny udział tej cytokiny w podobnych uszkodzeniach u ludzi [17]. Cząsteczki uwalniane ze zniszczonej tkanki mózgowej mogą być wykrywane przez receptory TLR (ang. Toll-like Receptor), co prowadzi do wydzielaniaczynnika jądrowego NFκB (ang. Nuclear Factor κB) i przyczynia się do rozwoju reakcji zapalnej [15,18]. Cytokiny prozapalne mogą mieć udział w wielu procesach uczestniczących w patogeneziePSD, w tym w metabolizmie neuroprzekaźników, w modyfikacji funkcji neuroendokrynnych i w zmianach plastyczności synaps [15]. 24 Podłoże biologiczne depresji poudarowej Mechanizmy udziału cytokin w etiologii depresji poudarowej są bardzo zróżnicowane. Aktywacja cytokin prozapalnych u pacjentów po udarze może wywoływać zaburzone funkcjonowanie mózgu, podobne do nieprawidłowości obserwowanych u pacjentów z pierwotną depresją, które związane są między innymi ze zmianami neuroprzekaźnictwa w obrębie osi HPA [15]. IL-1, TNF-α i IL-6 są silnymi stymulatorami osi HPA, co ujawnia się wzrostem stężenia hormonu adrenokortykotropowego (ACTH)i kortyzolu [19]. Co więcej, TNF-α i IL-1 wpływają na aktywność noradrenergiczną.Przewlekłe podawanie IL-1 szczurom powodowało zwiększenie stężenia TNF-α, dopaminy, serotoninyi norepinefryny [20]. Cytokiny mogą również wpływać na powstawanie depresji poudarowej poprzez oddziaływanie na system serotoninergiczny. Wzmożone wytwarzanie cytokin prozapalnych prowadzi do zwiększenia ekspresji genu kodującego 2,3-dioksygenazę indoloaminową, co wpływa na zmniejszenie stężenia 5-HT w rejonach paralimbicznych, w korze płata czołowego i skroniowego oraz jąder podstawy [15]. Szlak sygnałowy biorący udział w patogenezie PSD może być związany z przekształcaniem tryptofanu do kinureiny przy udziale 2,3-dioksygenazy indoloaminowej, z wytworzeniem metabolitów kwasu chinolinowego, 3-hydroksykinureiny oraz N-metylo-Dasparaginianu (NMDA), których neurotoksyczne działąnie może wywołać depresję [21]. Depresja poudarowa może być zatem wywoływana wzorstem aktywności 2,3-dioksygenazy indoloaminowej, związanej ze zwięszeniem wydzialania cytokin prozapalnych oraz wzrostem aktywności osi HPA, która z kolei prowadzi do zmniejszenia dostępności serotoniny [22]. 3.4. Czynniki neurotroficzne Czynniki neurotroficzne należą do substancji o działaniu stymulującym i regulującym neurogenezę. Mają bezpośredni wpływ na powstawanie nowych neuronów oraz na rozwój i przeżywanie już istniejących [23]. Czynnik wzrostu nerwów pochodzenia mózgowego (ang. Brain-Derived Neurotrophic Factor, BDNF) oraz czynnik wzrostu śródbłonka naczyniowego (ang. VascularEndothelialGrowthFactor, VEGF) wydają się mieć najistotniejsze znaczenie w odniesieniu do zaburzeń afektywnych. Egzogenne podanie BDNF powoduje podobne efekty do tych obserwowanych po lekach antydepresyjnych [15]. Jak wynika z obserwacji, BDNF może uczestniczyć w występowaniu depresji, zaburzeń afektywnych po udarze oraz wpływa na działanie leków antydepresyjnych. BDNF pełni wiele istotnych ról w ośrodkowym układzie nerwowym, również podczas depresji, w tym odpowiada za utrzymanie przeżywalności neuronów i regulację funkcji synaptycznych. Co więcej, według najnowszych doniesień postuluje się potencjalny efekt terapeutyczny BDNF w leczeniu 25 Natalia Cichoń, Michał Bijak, Joanna Saluk uszkodzeń tkanki mózgowej wywołanej niedokrwieniem oraz jego zdolność do inicjowania neurogenezy w obrębie hipokampu [23]. Działanie neuroprotekcyjne BDNF objawia się poprzez aktywację wewnątrzkomórkowych kaskad sygnałowych zależnych od kinaz aktywowanych mitogenami (ang. Mitogen-activated Protein Kinases, MAPK), w szczególności kinazy regulowanej zewnątrzkomórkowo (ang. Extracellular Signal Regulated Kinase, ERK), czy też aktywację szlaków fosfolipazy C (ang. PhosphoLipaseC, PLC) oraz szlaków na drodze kinazy 3-fosfoinozytolu (ang. Phosphoinositide-3 kinase,PI3K) [24, 25]. Dotychczas istnieją tylko nieliczne badania opisujące rolę BDNF w powstawaniu depresji poudarowej [26-28]. Zhou i wsp. stwierdzili, że u pacjentów po udarze mózgu ze współistniejącą PSD poziom BDNF był istotnie niższy niż u pacjentów bez depresji. W przypadku depresji pierwotnej wykazano związek między polimorfizmem Val66Met genu BDNF, a skutecznością leczenia przeciwdepresyjnego. Natomiast nie wykazano żadnego wpływu tego polimorfizmu na poziom BDNF u pacjentów z PSD [27]. Poznanie znaczenia i mechanizmów działania BDNF w depresji poudarowej wymaga dalszych intensywnych badań. Natomiast główną rolą VEGF jest regulowanie angiogenezy oraz przeżycia komórek śródbłonka, jednakże pełni on również istotną rolę w ośrodkowym układzie nerwowym. Stymuluje neurogenezę, pobudza wzrost neuronów i komórek glejowych, chroni przed apoptozą komórek nerwowych wywołaną przez niedokrwienie lub depresję. Zwiększony poziom VEGF obserowowany jest u pacjentów z depresją, a podawanie leków antydepresyjnych zmniejsza ten efekt. Ponadto, miejscowe podawanie VEGF powoduje wzrost proliferacji w obrębie komórek hipokampu, wzrost poziomu czynników neurotroficznych i tym samym aktywację szlaków związanych z regeneracją tkanki po udarze [24]. Pomimo, że badania ukazują istotne podwyższenie poziomu VEGR zarówno w udarze, jak i w depresji, to brak jest jednoznacznych danych na temat korelacji pomiędzy obwodowym stężeniem VEGF, a skalą PSD[15]. 3.5. Stres oksydacyjny W udarze niedokrwiennym mózgu szybko rozwijające się zaburzenia ogniskowe funkcji mózgu są wywołane uszkodzeniem naczyniowym i zaburzeniem krążenia na skutek zamknięcia naczynia, które doprowadza krew do mózgu. Uszkodzenia związane są z kaskadą ischemiczną powstającą głównie w wyniku reperfuzji, czyli przywrócenia przepływu krwi w naczyniu krwionośnym. Skutkiem czego jest stres oksydacyjny następujący po hipoksji tj. niedoborze tlenu w tkankach. Tkanka nerwowa jest szczególnie wrażliwa na stres oksydacyjny ze względu na duże zużycie 26 Podłoże biologiczne depresji poudarowej tlenu i zwiększoną gęstość mitochondrialną oraz wysoką koncentrację wielonienasyconych kwasów tłuszczowych w błonach komórek nerwowych, które są głównym produktem peroksydacji lipidów, a także ze względu na małe stężenie albumin w płynie mózgowo-rdzeniowym. Wyniki badań prowadzonych w ostatnich latach udokumentowały istotną rolę procesu zapalnego oraz stresu oksydacyjnego w patomechanizmie udaru mózgu [29]. W ciągu ostatnich kilku lat zwrócono uwagę na stres oksydacyjny w odniesieniu do chorób psychiatrycznych, w tym endogennych zespołów depresyjnych, uznając go za jeden z czynników ich patogenezy. Tkanka mózgowa bogata w lipidy i charakteryzująca się wysokim zużyciem tlenu jest uważana za szczególnie podatną na zaburzenia równowagi red-oks. Z tego względu jest bardzo prawdopodobne, że stres oksydacyjny odgrywa istotną rolę w różnorodnych zaburzeniach psychicznych, w tym w depresji. Istnieją nieliczne dane, które wskazują na udział stresu oksydacyjnego w PSD. We wcześniejszych badaniach własnych stwierdziliśmy dodatnią korelację pomiędzy występowaniem depresji poudarowej, a zwiększeniem oksydacyjnego uszkodzenia białek [30]. 4. Podsumowanie Depresja poudarowa stanowi najpoważniejsze i najczęstsze psychiatryczne powikłanie udaru mózgu. Pomimo wieloletnich badań nad etiologią tego schorzenia nie określono jednoznacznie biologicznych podstaw stanowiących potencjalny mechanizm rozwoju PSD. W dalszym ciągu wielu badaczy postuluje wyłącznie psychogenne podłoże PSD, związane z ograniczeniem sprawności psycho-ruchowej i redukcją funkcji społecznych pacjentów po udarze. Ustalenie jednoznacznych przyczyn PSD może przyczynić się do opracowania skuteczniejszych metod leczenia zarówno samej depresji, jak i lepszego usprawniania pacjentów poprzez poprawę ich stanu psychicznego. Zapobieganieskutkom PSD może przyczynić się do zwiększenia skuteczniści rehabilitacji i szybszego powrotu do zdrowia chorych po udarze mózgu. Literatura 1. 2. 3. Udary mózgu – konsekwencje społeczne i ekonomiczne, Instytut Organizacji Ochrony Zdrowia Uczelni Łazarskiego, Warszawa 2013 Abd-Elsameea A. A., Moustaf A. A., Mohamed A. M. Modulation of the oxidative stress by metformin in the cerebrum of rats exposed to global cerebral ischemia and ischemia/reperfusion European Review for Medical and Pharmacological Sciences. 2014, 18(16), s. 2387-2392 Ahn D. H., Lee Y. J., Jeong J. H., Kim Y. R., Park J. B. The effect of poststroke depression on rehabilitation outcome and the impact of caregiver type 27 Natalia Cichoń, Michał Bijak, Joanna Saluk 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. as a factor of post-stroke depression Annals of rehabilitation medicine 2015 Feb;39(1), s. 74-80 Lenzi G. L., Altieri M., Maestrini I. Post-stroke depression Revue Neurologique 164 (2008), s. 837-840 Wichowicz H. Depresja poudarowa – zaburzenie biologiczne czy psychopochodne? Udar mózgu 2008, 10(1), s. 40-48 American Psychiatric Association. DSM-IV-TR. Diagnostic and Statistical manual of mental disorders. 4th ed. Text Revision. American Psychiatric Association. Washington, DC, 1994 Międzynarodowa Statystyczna Klasyfikacja Chorób i Problemów Zdrowotnych. 10 Rewizja. Klasyfikacja zaburzeń psychicznych i zaburzeń zachowania. Badawcze kryteria diagnostyczne Uniwersyteckie Wydawnictwo Medyczne „Vesalius”, Kraków, Warszawa 1998 Flaster M., Sharma A., Rao M. Poststroke Depression: A Review Emphasizing the Role of Prophylactic Treatment and Synergy with Treatment for Motor Recovery Topics in Stroke Rehabilitation 2013, 20(2), s. 139-150 Robinson R. G., Kubos K. L., Starr L. B., Rao K., Price T. R. Mood changes in stroke patients: relationship to lesion localisation Comprehensive Psychiatry1983, 24, s. 556-566 Starkstein S. E., Robinson R. G. Affective disorders and cerebral vascular disease British Journal of Psychiatry 1989, 153, s. 170-182 Rampello L., Alvano A., Chiechio S., Raffaele R., Vecchio I., Malaguarnera M. An evaluation of efficacy and safety of reboxetine in elderly patients affected by "retarded" post-stroke depression: a random, placebo-controlled studyArchives of gerontology and geriatrics, 2005, 3, s. 275-285 Santos M., Kovari E., Gold G., Bozikas V. P., Hof P. R., Bouras C., Giannakopoulos P.The neuroanatomical model of post-stroke depression: towards a change of focus?Journal of Neurological Sciences 2009, 15: 283(12), s. 158-162 Bryer J. B., Starkstein S. E., Votypka V., Parikh R. M., Price T. R., Robinson R. G. Reduction of CSF monoamine metabolites in poststroke depression: a preliminary report Journal of Neuropsychiatry and Clinical Neurosciences 1992;4, s. 440-442 Barry S., Dinan T. G.Alpha-2 adrenergic receptor function in post-stroke depression Psychological Medicine 1990;20, s. 305-309 Li W., Ling S., Yang Y., Hu Z., Davies H., Fang M. Systematic hypothesis for post-stroke depression caused inflammation and neurotransmission and resultant on possible treatments Neuroendocrinology Letters 2014;35(2), s. 104-109 Smith C. J., Emsley H. C., Gavin C. M., Georgiou R. F., Vail A., Barberan E. M., Del Zoppo G. J., Hallenbeck J. M. Peak plasma interleukin-6 and other peripheral markers of inflammatizolacyjneon in the first week of ischaemic stroke correlate with brain infarct volume, stroke severity and long-term outcome BMC neurology 2004;15;4, s. 2 Felderh U. off-Mueser, Schmidt O. I., Oberholzer A., Bührer C., Stahel P. F. IL -18: a key player in neuroinflammation and neurodegeneration? Trends in Neurosciences 2005;28, s. 487-493 28 Podłoże biologiczne depresji poudarowej 18. Wang Q., Tang X. N., Yenari M. A. The inflammatory response in stroke Journal of Neuroimmunology 2007;184, s. 53-68 19. Turnbull A. V., Rivier C. L. Regulation of the hypothalamicpituitary-adrenal axis by cytokines: actions and mechanisms of action Physiological reviews 1999; 79: 1-71 20. Anisma H., Kokkinidis L., Merali Z. Further evidence for the depressive effects of cytokines: anhedonia and neurochemical changes Brain Behavior and Immunity 2002;16, s. 544-556 21. Dantzer R., O’connor J. C., Lawson M. A., Kelley K. W. Inflammationassociated depression: from serotonin to kynurenine Psychoneuroendocrinology 2011; 36, s. 426-436 22. Anisma H., Hayley S. Inflammatory factors contribute to depression and its comorbid conditions Science Signalling 2012; 5(244), s. pe45 23. Bronfman F. C.,. Lazo O. M, Flores C., Escudero C. A. Spatiotemporal intracellular dynamics of neurotrophin and its receptors. Implications for neurotrophinsignaling and neuronal function Handbook of experimental pharmacology 2014;220, s. 33-65 24. Cai J., Hua F., Yuan L., Tang W., Lu J., Yu S., Wang X., Hu Y. Potential therapeutic effects of neurotrophins for acute and chronic neurological diseases BioMed Research International 2014; 2014:60108 25. Numakawa T., Adachi N., Richards M., Chiba S., Kunugi H. Brain-Derived Neurotrophic Factor and Glucocorticoids: Reciprocal Influence in the central nervous system Neuroscience 2013;239, s. 157-172 26. Li J., Zhao Y. D., Zeng J. W., Chen X. Y., Wang R. D., Cheng S. Y. Serum Brain-derived neurotrophic factor levels in post-stroke depression Journal of Affective Disorders 2014;15(168), s. 373-379 27. Zhou Z., Lu T., Xu G., Yue X., Zhu W., Ma M., Liu W., Zhu S., Liu X. Decreased serum brain-derived neurotrophic factor (BDNF) is associated with post-stroke depression but not with BDNF gene Val66Met polymorphism Clinical Chemistry and Laboratory Medicine 2011;49(2), s. 185-189 28. O’Keefe L. M., Doran S. J., Mwilambwe-Tshilobo L., Conti L. H., Venna V. R., McCullough L. D. Social isolation after stroke leads to depressive-like behavior and decreased BDNF levels in mice Brain Behavior and Immunity 2014; 1(260), s. 162-170 29. Łagowska-Lenard M., Bielewicz J., Raszewski G., Stelmasiak Z., BartosikPsujek H.Stres oksydacyjny w udarze mózgu, Polski Merkuriusz Lekarski. 2008, 25(147), s. 205-208 30. Cichoń N., Bijak M., Miller E., Niwald M., Saluk J. Poststroke Depression as a Factor Adversely Affecting the Level of Oxidative Damage to Plasma Proteins during a Brain Stroke Oxidative Medicine and Cellular Longevity 2015(2015), s. 1-10 29 Natalia Cichoń, Michał Bijak, Joanna Saluk Podłoże biologiczne depresji poudarowej Streszczenie Udar mózgu według definicji WHO to nagłe wystąpienie ogniskowych lub globalnych zaburzeń czynności mózgu, któretrwaco najmniej 24 godziny i wynika z przyczyn naczyniowych. Do jego najpoważniejszych powikłań psychosomatycznych należy depresja poudarowa (PSD, ang. Post-Stroke Depression. Występuje onau około 1/3 wszystkich pacjentów po udarze i wpływa na pogorszenie rokowania, gdyż zmniejsza skuteczność rehabilitacji poprzez obniżenie motywacji i pogorszenie nastroju. Co więcej, PSD wiążę się z 3-4krotnie wyższym wskaźnikiem śmiertelności. Etiologia PSD nie jest w pełni poznana i nie ma jednoznacznego stanowiska czy ma ona przyczyny biologiczne, czy wyłącznie psychogenne. Wśród przyczyn PSD wskazuje się uszkodzenie aksonów zawierających aminy biogenne, prowadzące do zmniejszenia wytwarzania serotoniny (5HT) i noradrenaliny (NA). Również postuluje się, że cytokiny prozapalne uczestniczące w procesach inicjacji i wzmocnienia reakcji immunologicznej w ośrodkowym układzie nerwowym sprzyjają powstawaniu PSD. Podobnie stres oksydacyjny, który przyczynia się do uszkodzenia tkanki podczas udaru ma potwierdzoną rolę w patogenezie depresji. Poznanie biologicznych przyczyn PSD jest istotne ze względu na możliwości opracowywania nowych metod leczenia i usprawniania pacjentów po udarze mózgu. Słowa kluczowe: udar niedokrwienny mózgu, depresja poudarowa, cytokiny prozapalne, neurotrofiny, aminy biogenne Biological mechanism of Post-Stroke Depression Abstract Stroke, according to the WHO definition is “rapidly developing clinical signs of focal (or global) disturbance of cerebral function, with symptoms lasting 24 hours or longer or leading to death, with no apparent cause other than of vascular origin”. The most serious psychosomatic complications of strokeispost-stroke depression (PSD). This disorder affects 1/3 of all stroke patients and has an adverse impact on the prognosis, decreases the effectiveness of rehabilitation by reducing the motivation and thedeterioration ofmood. Moreover PSD binds with a 3-4-fold higher mortality rates. The etiology of the PSD is not fully understood and it is not clearwhether thePSDhasthe biologicalorpsychogenicorigin. Some of different causes of PSD are postulated, one of them isthe damage of axons containing biogenic amines, leading to a decrease in production of serotonin (5-HT) and noradrenaline (NA). Pro-inflammatory cytokines which are involved in the initiation and developingof immune response in the central nervous system,also may promote the formation of the PSD. Similarly,oxidative stress,which contributes totissue damageduring a strokehasconfirmedrole in thepathogenesis ofdepression.Understanding the biological causes of PSD is important due to the capabilities to developnew methods of treatment and rehabilitation of patients after stroke. Keywords: ischemic stroke, post-stroke depression, pro-inflammatory cytokines, neurotrophins, biogenic amines 30 Karolina Kątska1, Jan Ostrowski2, Ewa Kosior-Jarecka3 Choroby oczu związane z zaburzeniami mitochondrialnego DNA 1. Wstęp Choroby mitochondrialne są grupą różnorodnych klinicznie zaburzeń genetycznych, wynikających z nieprawidłowości w funkcjonowaniu i strukturze mitochondriów. Mogą one być spowodowane mutacjami zarówno w genomie mitochondrialnym jak i jądrowym, kodującym białka specyficzne dla mitochondriów i związane z regulacją ich funkcjonowania. Dotyczą najczęściej narządów o wysokim zapotrzebowaniu energetycznym. Schorzenia te charakteryzują się dużą zmiennością fenotypową i zróżnicowanym nasileniem choroby. Objawy neurookulistyczne w chorobach mitochondrialnych są częste i obejmują zaburzenia siatkówkowe, plamkowe, nerwu wzrokowego, zewnętrzną oftalmoplegię z opadaniem powiek i ubytki w polu widzenia. Manifestacje oczne rzadko występują jako jedyne i na ogół towarzyszą objawom neurologicznym lub/i układowym [1, 2]. Objawy oczne są najbardziej wyrażone w trzech jednostkach chorobowych tj. przewlekłej postępującej oftalmoplegii zewnętrznej (CPEO), zespole Kearns-Sayre’a (KSS) oraz dziedzicznej neuropatii nerwu wzrokowego Lebera (LHON). 2. Cel pracy Celem niniejszej pracy jest omówienie istotnych klinicznie objawów ocznych chorób mitochondrialnych i przedstawienie ich molekularnego podłoża. 1 [email protected], Uniwersytet Medyczny w Lublinie, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Studenckie Koło Naukowe przy Katedrze Okulistyki 2 [email protected], Uniwersytet Medyczny w Lublinie, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Studenckie Koło Naukowe przy Katedrze Okulistyki 3 [email protected], Uniwersytet Medyczny w Lublinie, I Wydział Lekarski z Oddziałem Stomatologicznym, Katedra Diagnostyki i Mikrochirurgii Jaskry 31 Karolina Kątska, Jan Ostrowski, Ewa Kosior-Jarecka 3. Mitochondria 3.1. Budowa Mitochondria są wewnątrzkomórkowymi, sferycznymi lub owalnymi organellami o wymiarze poprzecznym wynoszącym 0,1-0,5 µm oraz zmiennej długości. Według teorii endosymbiozy wywodzą się z komórek prokariotycznych, które w procesie rozwoju zostały włączone do komórek posiadających jądro komórkowe. Liczba mitochondriów w poszczególnych komórkach organizmu jest różna, średnio w pojedynczej komórce wynosi 500-2000, brak ich w erytrocytach, natomiast w mięśniach poprzecznie prążkowanych ich liczba sięga nawet do 10 000 [3]. Ilość mitochondriów w komórce jest związana z zapotrzebowaniem danej tkanki na energię pochodzącą z fosforylacji oksydacyjnej. Neurony, komórki mięśni szkieletowych czy mięśnia sercowego zawierają większą liczbę mitochondriów niż komórki innych tkanek, co do pewnego stopnia wyjaśnia ich zwiększoną wrażliwość na defekty mitochondrialne [4]. W budowie tych organelli można wyróżnić cztery główne elementy: błonę zewnętrzną, przestrzeń międzybłonową, błonę wewnętrzną oraz macierz mitochondrialną. 3.2. Funkcje Mitochondria spełniają cztery podstawowe funkcje biologiczne – dostarczają związków wysokoenergetycznych w postaci ATP, pośredniczą w śmierci komórek poprzez proces apoptozy, biorą udział w produkcji ciepła i współtworzą ludzki genom [3]. Funkcje mitochondriów są jednak znacznie szersze i dotyczą również procesów metabolizmu lipidów, aminokwasów, węglowodorów i nukleotydów, homeostazy jonowej oraz ruchu komórek. Poprzez udział w wewnątrzkomórkowej sygnalizacji apoptozy, mitochondria odgrywają także znaczącą rolę w zachowaniu równowagi pomiędzy procesami podziałów i śmierci komórek [5]. Jednak kluczową rolą mitochondriów jest ich udział w tlenowym metabolizmie komórki. Fosforylacja oksydacyjna generuje większość ATP potrzebnego komórkom. Jakiekolwiek zaburzenia w wytwarzaniu ATP mają znaczące skutki nie tylko prowadząc bezpośrednio do utraty ATP, ale także pośrednio wpływając na inne funkcje, między innymi utrzymanie prawidłowej homeostazy wapnia w komórkach. Ponadto, upośledzony metabolizm tych organelli powoduje wytwarzanie dodatkowej ilości reaktywnych form tlenu (ROS, ang. reactive oxygen forms), które mogą czynić spustoszenie w komórce, jak również wpływać na procesy transportu aksonalnego [6]. 32 Choroby oczu związane z zaburzeniami mitochondrialnego DNA 3.3. Mitochondrialne DNA (mtDNA) i dziedziczenie mitochondrialne Mitochondria posiadają swój własny, funkcjonalny genom, oddzielony od genomu jądrowego (nDNA). MtDNA znajduje się w macierzy mitochondrialnej i różni się od nDNA w zakresie struktury i funkcji [12]. MtDNA jest dwuniciową, kolistą, superzwiniętą cząsteczką o długości 16,6 tys. par zasad. Mitochondrialny DNA nie jest powiązany z histonami, a wiążące się z nim białka organizują mitochondrialne genomy w nukleoidy zawierające kilka cząsteczek mtDNA [5]. Obie nici ludzkiego mtDNA zawierają łącznie 37 genów kodujących 13 polipeptydów wchodzących w skład kompleksów białkowych łańcucha oddechowego, 2 rybosomalne RNA (rRNA) oraz 22 cząsteczki tRNA . Pozostała grupa około tysiąca białek, odpowiedzialnych za funkcje i strukturę mitochondriów jest kodowana w genomie jądrowym [7]. Dziedziczenie mtDNA różni się od dziedziczenia nDNA zgodnego z prawami Mendla. MtDNA jest dziedziczone wyłącznie od matki (Rysunek 1). Cechuje się poliploidalnością – w komórce mogą się znajdować setki kopii mtDNA, ponieważ każde mitochondrium zawiera wiele kopii mtDNA, a każda komórka – liczne mitochondria. Zazwyczaj wszystkie kopie mtDNA są identyczne w obrębie jednego organizmu, co określa się stanem homoplazmii. Mutacja pojawiająca się w jednej kopii mtDNA nie dotyczy wszystkich cząsteczek mtDNA obecnych w komórce, co prowadzi do stanu heteroplazmii. DNA w mitochondriach nie jest chroniony przez białka histonowe i jest nieustannie eksponowany na działanie wolnych rodników i reaktywnych form tlenu, dlatego mutacje w mtDNA obserwowane są stosunkowo często. Są to zarówno mutacje de novo tzn. niedziedziczone od rodziców, jak również mutacje dziedziczne, przekazywane z pokolenia na pokolenie [6]. 33 Karolina Kątska, Jan Ostrowski, Ewa Kosior-Jarecka Rysunek 1. Rodowód rodziny typowy dla dziedziczenia mitochondrialnego (mtDNA). Przykład pokazuje pierwszą nosicielkę mutacji, u której poziom heteroplazmii był na tyle mały, że nie obserwowano objawów klinicznych. U jej potomstwa występują różne fenotypy. Nie występuje dziedziczenie w linii ojcowskiej [8] 4. Patogeneza i objawy oczne chorób mitochondrialnych 4.1. Komórki zwojowe siatkówki i nerw wzrokowy w kontekście chorób mitochondrialnych Komórki zwojowe siatkówki (ang. retinal ganglion cells, RGC) i nerw wzrokowy są wyjątkowo podatne na dysfunkcję mitochondriów. Przyczyna tej wrażliwości nie jest do końca wyjaśniona. Istotne znaczenie ma unikalna struktura nerwu wzrokowego, a w szczególności region blaszki sitowej, przez którą aksony komórek zwojowych siatkówki opuszczają gałkę oczną (Rysunek 2). Być może znaczenie ma fakt, że przedblaszkowe włókna nerwowe nie są zmielinizowane. Badania histologiczne, histochemiczne i immunocytochemiczne wykazały, że gęstość mitochondriów jest duża w regionie przedblaszkowym, natomiast niska w regionie pozablaszkowym. Przedblaszkowa część nerwu wzrokowego stanowi więc obszar szczególnie podatny na niekorzystny wpływ zaburzeń mitochondrialnych. Wysunięto hipotezę, że gradient mitochondrialny nerwów wzrokowych, utrzymywany przez aksonalny transport i podziały mitochondriów jest stanem fizjologicznym niezbędnym do prawidłowego funkcjonowania nerwów wzrokowych [9]. Kolejna cecha charakteryzująca RGC to wysoki poziom aktywności enzymatycznej, co czyni je szczególnie 34 Choroby oczu związane z zaburzeniami mitochondrialnego DNA podatnymi na deficyt energetyczny, który jest konsekwencją opisywanych zaburzeń mitochondrialnych. Zjawiska tego nie można jednak tłumaczyć wyłącznie deficytem energetycznym, gdyż np. większe wymagania tlenowe mają fotoreceptory, a ich funkcjonowanie nie jest tak w znacznym stopniu zaburzone przez choroby mitochondrialne. Opisywane są ponadto inne schorzenia, które charakteryzują się większymi defektami w funkcjonowaniu łańcucha oddechowego, a nie wiążą się z zanikiem nerwów wzrokowych [9]. Rysunek 2. Warstwa komórek zwojowych siatkówki (RGC). A - przekrój strzałkowy przez gałkę oczną. B - rozmieszczenie mitochondriów od ciał komórek zwojowych siatkówki, poprzez niezmielinizowane (unmyelinated, COX+) aksony w warstwie włókien nerwowych siatkówki i przechodzące przez blaszkę sitową do tarczy nerwu wzrokowego. Widoczny spadek liczby mitochondriów w części pozablaszkowej nerwu wzrokowego (myelinated, COX- ). C – histologiczny przekrój strzałkowy przez gałkę oczną przedstawiający fragment od siatkówki do tarczy nerwu wzrokowego, blaszkę sitową i część pozablaszkową nerwu wzrokowego. COX- barwienie na oksydazę cytochromową; lamina cribrosa- blaszka sitowa [modyfikacja wg 6] W niniejszej pracy opisano molekularne podłoże przewlekłej postępującej oftalmoplegii zewnętrznej, zespołu Kearns-Sayre’a i dziedzicznej neuropatii nerwu wzrokowego Lebera, u podstawy których leżą zmiany w mitochondrialnym DNA. 35 Karolina Kątska, Jan Ostrowski, Ewa Kosior-Jarecka 4.2. Przewlekła postępująca oftalmoplegia zewnętrzna (CPEO) Przewlekła postępująca oftalmoplegia zewnętrzna jest to wolno postępująca choroba obejmująca mięśnie zewnętrzne gałki ocznej. CPEO charakteryzuje się obustronnym opadaniem powiek oraz postępującym ograniczeniem ruchomości gałki ocznej we wszystkich kierunkach (Rysunek 3). Funkcjonuje jako odrębna jednostka chorobowa lub może stanowić element złożonych zespołów wieloukładowych np. zespołu Kearns-Sayre’a, zespołu MELAS (ang. mitochondrial myopathy, encephalopathy, lactic acidosis, stroke-like episodes). Rysunek 3. Charakterystyczny obraz kliniczny pacjenta z CPEO: poważne ograniczenie ruchomości gałki ocznej w podstawowych kierunkach, z relatywnie dobrze zachowanym spojrzeniem w dół. Pacjent został kolejno poproszony o spojrzenie w dół (i), górę (ii), prawo (iii) i lewo (iv) [2] Pod względem molekularnym CPEO można podzielić na dwie podgrupy zależnie od mutacji leżących u podstawy choroby: mutacja punktowa mtDNA: A3243G, polegająca na zamianie adeniny na guaninę w pozycji 3243 w obrębie genu MTTL1 kodującego tRNA dla leucyny. W przebiegu klinicznym cechuje się występowaniem miopatii, zaburzeń psychicznych, epizodów nagłej śmierci. Możliwy jest także przebieg, w którym CPEO występuje jako objaw izolowany; liczne mutacje mtDNA o typie delecji skojarzone z defektem genu 10q23.3-q24.3, kodującego prawdopodobnie czynnik jądrowy, który odpowiada za ochronę mtDNA przed delecjami. Tej postaci 36 Choroby oczu związane z zaburzeniami mitochondrialnego DNA CPEO często towarzyszy nasilona skolioza. Przypuszczalną przyczyną zespołu jest defekt genu kodującego mitochondrialny czynnik transkrypcyjny A [9, 10]. 4.3. Zespół Kearns-Sayre’a (KSS) Zespół Kearns-Sayre’a cechuje charakterystyczna triada objawówpostępująca zewnętrzna oftalmoplegia (niedowład mięśni gałkoruchowych), zwyrodnienie barwnikowe siatkówki oraz wystąpienie objawów przed 20 rokiem życia pacjenta. Ponadto zespołowi temu towarzyszy przynajmniej jeden z następujących symptomów: zaburzenia przewodzenia w mięśniu sercowym, ataksja móżdżkowa (niezborność) lub zmiany w płynie mózgowo-rdzeniowym (zawartość białka > 1,0 g/l) [11]. W większości przypadków pierwszym objawem tej choroby jest pojawiające się symetrycznie obustronne opadanie powiek oraz oftalmoplegia zewnętrzna. Dopiero w późniejszym okresie choroby, po około 20 latach, następują zmiany zwyrodnieniowe siatkówki. Charakterystyczną cechą zespołu Kearns-Sayre’a w badaniu histopatologicznym jest występowanie tzw. włókien szmatowatych w mięśniach, a badanie w mikroskopie elektronowym wskazuje na obecność w mięśniach mitochondriów o charakterystycznej strukturze [12]. KSS spowodowany jest dużymi defektami mtDNA. Najczęściej opisuje się powstałe de novo, pojedyncze, duże delecje mtDNA obserwowane u pacjentów w komórkach mięśni poprzecznie prążkowanych oraz rzadziej w limfocytach krwi obwodowej czy fibroblastach. Rozmiary delecji zazwyczaj wynoszą od 1,3 do 8 kpz (tysiąc par zasad). Utrata materiału genetycznego najczęściej mapowana jest w obrębie sekwencji genów kodujących podjednostki dehydrogenazy NADH, oksydazy cytochromu C oraz syntazy ATP [13]. 4.4. Dziedziczna neuropatia nerwów wzrokowych Lebera (LHON) Neuropatia Lebera została po raz pierwszy opisana w 1871 r. przez niemieckiego okulistę Teodora Lebera, jednak dopiero pod koniec lat 80 XX wieku wyjaśniono mechanizm jej dziedziczenia. Objawy kliniczne LHON występują u pacjentów w późniejszym wieku w porównaniu z pozostałymi omawianymi chorobami mitochondrialnymi. Cechą charakterystyczną tej jednostki chorobowej jest gwałtowny początek, z utratą wzroku najczęściej między 15 a 35 rokiem życia. Opisywano również przypadki rozpoznania choroby u osób między 2 a 80 rokiem życia. Według piśmiennictwa zdecydowanie częściej na LHON chorują mężczyźni niż kobiety (8:1). U każdego pacjenta z obustronnym zapaleniem nerwów wzrokowych, niezależnie od płci i wieku należy brać 37 Karolina Kątska, Jan Ostrowski, Ewa Kosior-Jarecka pod uwagę obecność tego zespołu. Utrata wzroku przebiega bezboleśnie, początkowo w jednym oku, natomiast zmiany w drugim oku następują w ciągu kilku dni lub tygodni (nie później niż po 2 miesiącach). Objawy w czasie ostrej fazy choroby są często subtelne i łatwe do przeoczenia. U niektórych pacjentów tarcza nerwu wzrokowego może być prawidłowa. W typowych przypadkach obserwuje się przekrwienie tarczy nerwu wzrokowego i jej obrzęk, poszerzenie naczyń włosowatych na powierzchni tarczy nerwu wzrokowego, które może również dotyczyć przylegającej siatkówki (teleangiektazje), krętość naczyń siatkówki oraz obrzęk okołotarczowej warstwy włókien wzrokowych (Rysunek 4). Z czasem teleangiektazje ustępują, natomiast dochodzi do postępującego zaniku nerwów wzrokowych. W badaniu pola widzenia stwierdza się występowanie mroczka centralnego, obejmującego też plamkę ślepą [14, 15]. Poza objawami związanymi z narządem wzroku w LHON mogą pojawić się objawy neurologiczne (obwodowa neuropatia, dystonia, myoclonus) oraz kardiologiczne (zaburzenia rytmu serca, niewydolność krążenia) [9]. Rysunek 4. Wygląd tarczy nerwu wzrokowego fazie ostrej neuropatii Lebera. Widoczne przekrwienie tarczy nerwu wzrokowego, obrzęk warstwy włókien nerwowych siatkówki oraz krętość naczyń [9] Dziedziczna neuropatia nerwów wzrokowych Lebera spowodowana jest mutacjami w mitochondrialnym DNA dziedziczonym wyłącznie od matki. W dziedziczeniu tym, zwanym również matczynym, chora kobieta przekazuje zmutowany gen mtDNA całemu swojemu potomstwu, niezależnie od płci. Odziedziczenie mutacji nie zawsze jednak automatycznie oznacza wystąpienie choroby [16]. 38 Choroby oczu związane z zaburzeniami mitochondrialnego DNA Dotychczas opisano ponad 30 mutacji punktowych zidentyfikowanych u pacjentów z LHON. W około 90% przypadków jest wywołana mutacją jednego z trzech genów kodujących podjednostki kompleksu I łańcucha oddechowego [10]: mutacja w pozycji 11778 genu kodującego podjednostkę 4 dehydrogenazy NADH kompleksu I; mutacja w pozycji 3460 genu kodującego podjednostkę 1 dehydrogenazy NADH w kompleksie I; mutacja w pozycji 14484 genu kodującego podjednostkę 6 dehydrogenazy NADH w kompleksie I. U pacjentów z mutacją G11778A obserwuje się dużo cięższe objawy choroby (w porównaniu z dwiema pozostałymi zmianami), a spontaniczną poprawę wzroku w przypadku tego wariantu obserwowano w 2-17% rodzin z LHON. W przypadkach G3460A i T14484 poprawa wzroku obserwowana była odpowiednio w 20-40% i 37-70% rodzin [10]. 5. Diagnostyka chorób mitochondrialnych Choroby mitochondrialne są istotnym wyzwaniem diagnostycznym ze względu na dużą różnorodność fenotypową. Do tej pory nie opracowano „złotego standardu” postępowania. Każdego pacjenta należy traktować indywidualnie. Diagnostyka wymaga zintegrowanych działań obejmujących badania: kliniczne, elektrofizjologiczne, obrazowe, histologiczne, biochemiczne oraz genetyczne. Ze względu na trudności w postawieniu ostatecznego rozpoznania oraz na fakt, że w większości przypadków schorzenia te mają powolny, postępujący przebieg, zaleca się, aby pacjenci zgłaszali się regularnie na wizyty lekarskie. Należy podkreślić, że choroby mitochondrialne mają często charakter sporadyczny, a ich obraz kliniczny nie pozwala na przyporządkowanie do określonej jednostki chorobowej. Niemniej jednak pewne klasyczne objawy kliniczne, w tym charakterystyczne objawy oczne mogą sugerować obecność choroby mitochondrialnej [3]. U chorych tych właściwe jest od razu wykonanie badania w kierunku określonych mutacji. Badanie genetyczne przeprowadzone w tych przypadkach pozwoli jednoznacznie potwierdzić lub wykluczyć diagnozę, ocenić rokowanie oraz podjąć próbę poradnictwa genetycznego. Niestety u wielu chorych objawy są niejednoznaczne, dlatego konieczne są dodatkowe badania diagnostyczne. Rysunek 5 przedstawia zalecany algorytm diagnostyczny, mający na celu określenie fenotypu oraz różnicowanie z innymi chorobami [8]. 39 Karolina Kątska, Jan Ostrowski, Ewa Kosior-Jarecka Rysunek 5. Algorytm postępowania diagnostycznego w przypadku podejrzenia choroby mitochondrialnej. CSF- płyn mózgowo-rdzeniowy (ang- cerebrospinal fluid) [8] Biopsja mięśnia jest konieczna u większości chorych [8]: w celu przeprowadzenia badania histologicznego - mitochondria zgrupowane pod sarkolemą, dają charakterystyczny obraz tzw. „włókien szmatowatych" (ang. ragged red fibre) w barwieniu trichromem Gomoriego; w celu analizy biochemicznej kompleksów łańcucha oddechowego; w celu przeprowadzenia badania histochemicznego - badanie to pozwala wykazać aktywność kompleksów II i IV w poszczególnych włóknach mięśniowych. Diagnostyka różnicowa chorób mitochondrialnych obejmuje miastenię oczną, zapalenie mięśni ocznych, orbitopatię tarczycową, dystrofię ocznogardłową i inne choroby neurodegeneracyjne [3]. 6. Leczenie W oparciu o aktualne piśmiennictwo można stwierdzić, że żadna z proponowanych do tej pory terapii chorób mitochondrialnych nie jest skuteczna [17]. Leczenie tych chorób ma jedynie charakter objawowy. 40 Choroby oczu związane z zaburzeniami mitochondrialnego DNA W praktyce klinicznej zaleca się pacjentom aktywność fizyczną. Równocześnie stosuje się leczenie polegające na łagodzeniu objawów poprzez farmakoterapię i interwencję chirurgiczną oraz na usuwaniu i neutralizowaniu szkodliwych metabolitów. Ze względu na towarzyszący chorobom mitochondrialnym deficyt energetyczny zaleca się pacjentom suplementację witamin i koenzymów m.in. koenzymu Q10, witaminy C, witaminy K, ryboflawiny i tiaminy [18]. W chorobach, którym towarzyszy opadanie powiek (ptoza) zaleca się korektę chirurgiczną. Ma ona szczególne znaczenie u osób, którym opadająca powieka ogranicza pole widzenia. Wybór metody operacyjnej zależy przede wszystkim od tego w jakim stopniu zachowana jest czynność mięśnia dźwigacza powieki. W części przypadków postępujące osłabienie mięśni może być powodem nawrotu ptozy, co stanowi wówczas wskazanie do ponownej interwencji chirurgicznej. Pacjenci z KSS, u których stwierdzono zaburzenia przewodnictwa mięśnia sercowego powinni być objęci stałą opieką kardiologiczną. W niektórych przypadkach w celu prewencji stanów nagłych tj. nagłej śmierci sercowej zaleca się wszczepienie rozrusznika serca, nawet u pacjentów bezobjawowych [3]. 7. Podsumowanie Choroby mitochondrialne stanowią heterogenną grupę schorzeń obejmującą różne tkanki i narządy, głównie te, które są w wysokim stopniu uzależnione od metabolizmu tlenowego. Podłoże opisywanych chorób stanowią defekty mitochondrialnego DNA, a także genomu jądrowego mającego wpływ na funkcjonowanie mitochondriów. Manifestacja oczna stanowi istotny element obrazu klinicznego wielu spośród tych chorób, a w szczególności w przewlekłej postępującej oftalmoplegii zewnętrznej, zespole Kearns-Sayre’a oraz dziedzicznej neuropatii nerwów wzrokowych Lebera. Ze względu na różnorodność fenotypową, schorzenia te stanowią istotne wyzwanie diagnostyczne. Rokowanie zależy od objawów klinicznych, jednak nawet w odniesieniu do konkretnego zespołu jest nieprzewidywalne. Dokładne poznanie patogenezy, powikłań i skutków chorób mitochondrialnych stanowi pierwszy krok w kierunku ich skutecznego wykrywania i leczenia. 41 Karolina Kątska, Jan Ostrowski, Ewa Kosior-Jarecka Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. McFarland R., Taylor R. W., Turnbull D. M. A clinical perspective on mitochondrial disease, The Lancet Neurology., 8 (2010), s. 829-840 Gorman G. S., Taylor R. W. Mitochondrial DNA abnormalities in ophthalmological disease., Saudi Journal of Ophthalmology, 25 (2011), s. 395-404 Finsterer J. Mitochondriopathies, European Journal of Neurology., 11 (2004), s. 163-186 Kotulska A., Kucharz E. J. Miopatie mitochondrialne., Terapia, 5 (2004), s. 43-48. Brągoszewski P., Ostrowski J., Medycyna mitochondrialna, Borgis - Postępy Nauk Medycznych., 2 (2009), s. 138-148 Osborne N. N. Mitochondria: Their role in ganglion cell death and survivalin primary open angle glaucoma, Experimental Eye Research., 90 (2010), s. 750-757 Carellia V., Ross-Cisnerosa F. N., Sadun A. A. Mitochondrial dysfunction as a cause of optic neuropathies, Progress in Retinal and Eye Research., 23 (2004), s. 53-89 http://www.mp.pl/pediatria/artykuly-wytyczne/artykulyprzegladowe/show.html?id=63388 Yu-Wai-Man P., Griffiths P. G., Hudson G., Chinnery P. F. Inherited mitochondrial optic neuropathies, Journal of Medical Genetics., 3 (2009), s.145-158 Hevelke A., Skopiński P.Choroby mitochondrialne i ich udział w patologii narządu wzroku, Okulistyka., 4 (2002), s. 22-29 Finsterer Central nervous system manifestations of mitochondrial disorders, Acta Neruologica Scandinavica., 11 (2006), s. 217-238 Berardo A., DiMauro S., Hirano M. A diagnostic algorithm for metabolic myopathies, Current Neurology and Neuroscience Reports., 3(2010), s.118-26 Rydzanicz M., Mrugacz M., Gajęcka M. Mutacje mitochondrialnego DNA w chorobach narządu wzroku- dziedziczna neuropatia nerwu wzrokowego Lebera oraz zespół Kearnsa, Klinika Oczna., 7-9 (2008), s. 321-324 Sadun F., De Negri A. M., Carelli V., Salomao S. R., Berezovsky A., Andrade R. Ophthalmologic findings in a large pedigree of 11778/Haplogroup J Leber hereditary optic neuropathy, American Journal of Ophthalmology.,137, 2 (2004), s. 271-277 Newman-Toker D. E., Horton J. C., Lessell S. Recurrent visual loss in Leber hereditary optic neuropathy, Archives of Ophthalmology.,121,2 (2003) s. 288-29 Newman N. J. Hereditary optic neuropathies: from the mitochondria to the optic nerve, American Journal of Ophthalmology., 140, 3, (2005), s. 517-523 Pfeffer G., Majamaa K., Turnbull D. M., Thorburn D., Chinnery P. F. Treatment for mitochondrial disorders, Cochrane Database Syst Rev., 4, (2005), CD004426 Wojewoda M., Zabłocki K., Szczepanowska J. Choroby spowodowane mutacjami w mitochondrialnym DNA, Postępy Biochemii., 57 , 2 ,(2011), s. 222-229 42 Choroby oczu związane z zaburzeniami mitochondrialnego DNA Choroby oczu związane z zaburzeniami mitochondrialnego DNA Streszczenie Choroby mitochondrialne są grupą klinicznie różnorodnych schorzeń spowodowanych sporadycznymi lub dziedzicznymi mutacjami w jądrowym lub mitochondrialnym DNA określonych genów. Choroby te dotyczą wielu narządów, aczkolwiek objawy oczne są jednym z ważniejszych objawów manifestujących się klinicznie. Objawy neurookulistyczne chorób mitochondrialnych są częste i obejmują zaburzenia siatkówkowe, plamkowe i nerwu wzrokowego, zewnętrzną oftalmoplegię z opadaniem powiek. Objawy oczne rzadko występują jako jedyne i na ogół towarzyszą neurologicznym lub/i układowym. Najbardziej wyrażone są w następujących schorzeniach mitochondrialnych: dziedziczna neuropatia nerwu wzrokowego Lebera (LHON), zespół Kearns-Sayre'a (KSS) oraz przewlekła postępująca oftalmoplegia zewnętrzna (CPEO). W CPEO często spotyka się obustronne opadanie powiek z następującym ograniczeniem ruchomości gałki ocznej we wszystkich kierunkach. Choroba postępuje i mięśnie oczne ulegają zwłóknieniu. Często spotyka się osłabienie mięśnia okrężnego oka i mięśni twarzy oraz towarzyszącą retinopatię barwnikową. Najbardziej znaną postacią kliniczną CPEO jest zespół Kearns-Sayre'a. KSS charakteryzuje triada objawów: zewnętrzna oftalmoplegia, retinopatia barwnikowa oraz objawy ujawniające się w ciągu pierwszej lub drugiej dekady życia. LHON ujawnia się we wczesnej dorosłości jako postępujące i nieodwracalne uszkodzenie nerwów wzrokowych. Diagnostyka obejmuje dokładny wywiad genetyczny, badania histochemiczne oraz biochemiczne, poprzedzone biopsją mięśnia oraz badania molekularne DNA. Leczenie jest objawowe. Słowa kluczowe: choroby mitochondrialne, mitochondrialny DNA, przewlekła postępująca oftalmoplegia zewnętrzna, zespół Kearns- Sayre’a, dziedziczna neuropatia nerwu wzrokowego Lebera Ophthalmological disease related to mitochondrial DNA abnormalities Abstract Mitochondrial disorders are a group of clinically heterogeneous diseases caused by sporadic or inherited mutations in nuclear or mitochondrial DNA. Although they can affect many organs, ocular involvement is a significant clinical feature of mitochondrial diseases. Neuroophthalmic manifestations of mitochondrial disorders are common and include retinal, macular and optic nerve dysfunctions, external ophthalmoplegia with ptosis and retrochiasmal visual loss. Ocular features are rarely in isolation and may be associated with neurological and/or systemic symptoms. The most prominent ocular manifestations are present in the following mitochondrial disorders: Leber’s hereditary optic neuropathy (LHON), Kearns-Sayre Syndrome (KSS), Chronic progressive external ophthalmoplegia (CPEO). Patients with CPEO often exhibit initial bilateral ptosis followed by limitation of ductions in all directions. Disorder progresses and the muscles become fibrotic. Weakness of the orbicularis oculi and facial muscles is found commonly, accompanied by pigmentary retinopathy.. Its best known subtype is KSS. KSS is characterized by the triad of symptoms such as: external ophthalmoplegia, pigmentary retinopathy and cardiac conduction block during the first or second decade of life. LHON manifests in young adulthood as a distinctive heredodegenerative optic neuropathy. Diagnosis includes detailed family medical history, biochemical and histochemical investigations preceded by muscle biopsy and DNA molecular testing. Treatment of patients with mitochondrial disorders is only symptomatic. Keywords: mitochondrial disorders, mitochondrial DNA, chronic progressive external ophthalmoplegia, Kearns-Sayre syndrome, Leber’s hereditary optic neuropathy 43 Małgorzata Janowska1, Hanna Karakuła-Juchnowicz2, Andrzej Czernikiewicz3 Czy „smutek będzie zawsze?” – o zapalnej etiologii depresji 1. Wstęp Choroby psychiczne towarzyszą ludzkości od jej zarania, a ich opisy można znaleźć nie tylko w Starym i Nowym Testamencie, ale także w biografiach ludzi znanych takich jak V. Wolf, E. Hemingway’a, Z. Herberta oraz V. Van Gogh’a [1, 2]. Koncentrując się na depresji – już w starożytności Hipokrates (V/IV w. p.n.e) wysunął teorię, iż jeden z czterech krążących w organizmie soków – czarna żółć, prowadzi do wystąpienia melancholii, której opis odpowiadał teraźniejszej depresji. W pismach Aretejosa z Kapadocji (II w.p.n.e.) zamieszczone są opisy stanów definiowane dziś jako zespół objawów typowy dla manii i depresji [1]. Termin „depresja” został wprowadzony w XIX w. przez W. Cullen’a w miejsce stosowanego wcześniej terminu „melancholia”, na określenie pogorszenia ogólnego funkcjonowania psychicznego i fizycznego [3]. W tym samym okresie, austryjacki uczony, Hofbauer w swojej pracy pt. „Infectiopsychica”, snuł rozważania dotyczące zależności pomiędzy stanami infekcji a występowaniem chorób psychicznych. W 1927 r. J. Wagner-Jauregg otrzymał Nagrodę Nobla za innowacyjny sposób leczenia zaburzeń psychicznych w przebiegu kiły układu nerwowego poprzez infekowanie chorych malarią [4]. W 1964 r.Solomon i Moos wyodrębnili nową dziedzinę immunologii – psychoimmunologię, natomiast dzięki Aderowiw 1981 r.powstała psychoneuroimmunologia [4]. 1 [email protected], I Klinika Psychiatrii, Psychoterapii i Wczesnej Interwencji, I Wydział Lekarski z Oddziałem Stomatologicznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 2 [email protected] I Klinika Psychiatrii, Psychoterapii i Wczesnej Interwencji, I Wydział Lekarski z Oddziałem Stomatologicznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 3 [email protected], Zakładu Logopedii i Językoznawstwa Stosowanego, Wydział Humanistyczny, UMCS 44 Czy „smutek będzie zawsze?” – o zapalnej etiologii depresji Warto zastanowić się czy parafraza ostatnich przed śmiercią słów Vincenta van Gogh’a skierowanych do brata - „smutek będzie zawsze” jest tezą nadal aktualną [5]. 2. Cel pracy Celem niniejszej pracy było przedstawienie roli układu immunologicznego w patogenezie depresji. W poniższym artykule zostaną omówione dane epidemiologiczne, podstawowe kryteria rozpoznania zaburzeń depresyjnych. Informacje dotyczące zależności między aktywnością układu immunologicznego, jego oddziaływaniem na oś podwzgórze-przysadka nadnercza (oś HPA hypothalamic-pituitart-adrenalaxis) oraz na szlak przemian tryptofanu zostaną także ujęte w dalszej części pracy. Opisano również metody terapii w leczeniu zaburzeń depresyjnych. 3. Materiały i metody Dla potrzeb pracy dokonano analizy dostępnych pozycji bibliograficznych.Materiały uzyskano z doniesień krajowych i zagranicznych oraz publikacji PUB MED. Wyniki uporządkowano i opracowano metodą analizy opisowej. 4. Epidemiologia depresji Według danych WHO z 2012 roku, depresja dotyka ok. 350 milionów ludzi na całym świecie, przy czymkobiety cierpią dwu- lub nawet trzykrotnie częściej niż mężczyźni [6, 7]. Według raportu GUS (data sporządzenia 07.07.2011r.) w Polsce na depresję cierpi około 1,5 miliona osób [8]. Niestety, liczba chorych na depresję w ciągu najbliższych lat, będzie wzrastała. WHO prognozuje, iż w 2020 r., obok choroby niedokrwiennej serca będzie ona główną przyczyną niepełnoprawności na świecie [9]. 5. Kryteria rozpoznania Stawiając rozpoznanie zaburzeń nastroju należy wziąć pod uwagę całokształt obrazu klinicznego. Powinno się ocenić aktualny stan pacjenta oraz porównać go ze stanem sprzed choroby. Niezbędne jest także określenie przybliżonych kryteriów czasowych dla obserwowanych zmian. Niezmiernie istotne jest także uzupełnienie wywiadu zebranego od pacjenta, informacjami od rodziny. Stawiając rozpoznanie epizodu depresyjnego (łagodnego, umiarkowanego lub ciężkiego) należy uwzględnić następujące kryteria diagnostyczne (według międzynarodowej klasyfikacji ICD-10) – epizod depresyjny można stwierdzić gdy: przez 14 45 Małgorzata Janowska, Hanna Karakuła-Juchnowicz, Andrzej Czernikiewicz dni i więcej, utrzymywały się następujące objawy obniżenie nastroju, anhedonia, spadek energii, męczliwość, osłabienie koncentracji, zaburzenia snu (wczesne budzenie się), obniżenie apetytu i masy ciała, pogorszenie samooceny, utrata libido. Typowe dla choroby są także wahania rytmów dobowych. Uwzględniając liczbę objawów epizod klasyfikuje się jako lekki, umiarkowany lub ciężki. [9, 10]. Niejednokrotnie u chorych na depresję obserwuje się współistnienie chorób kardiologicznych, endokrynologicznych, neurologicznych i onkologicznych. Należy zawsze zróżnicować czy zgłaszane przez pacjenta dolegliwości wynikają z dysfunkcji somatycznej, występującego otępienia czy są wyrazem zaburzeń nastroju [11, 12]. 6. Etiologia zaburzeń depresyjnych Depresja jest chorobą polietiologiczną. Koincydencja czynników genetycznych, fizycznych oraz sytuacji stresowych, niejednokrotnie prowadzi do wystąpienia zaburzeń nastroju [9]. Sytuacje stresowe mające miejsce we wczesnych etapach życia, mogą prowadzić do zaburzeń nastroju w wieku dorosłym, przebiegających z reakcją zapalną[13]. Zgodnie z założeniem teorii neuroanatomicznej depresji, jest ona skutkiem zwiększonej pobudliwości prawej kory czołowej. W badaniu wolumetrycznym uwidaczniają się zmiany w zakresie spadku objętości kory przedczołowej i zakrętu obręczy. Obserwuje się także atrofię hipokampa [14, 15]. Hipoteza biochemiczna głosi natomiast, iż wystąpienie objawów depresyjnych jest skutkiem obniżenia stężenia neuroprzekaźników – noradrenaliny, dopaminy, kwasu gammaminomasłowego (GABA) oraz serotoniny [9, 15]. W ciągu ostatnich lat na znaczeniu zyskuje nowa teoria głosząca, iż proces zapalny typu „lowgrade” może być przyczyną wystąpienia zaburzeń afektywnych i zakłada on, iż za zmiany aktywności układu immunologicznego mogą odpowiadaćnp. infekcje bakteryjne Mycoplasma oraz zakażenia wirusowe – CMV, wirus grypy, wirus Borna, HIV, HSV[4]. Poznane dotychczas związki między układem opornościowym a zaburzeniami nastroju, zostaną omówione w dalszej części artykułu. 7. Metabolizm serotoniny Kolejną z teorii patogenetycznych depresji jest teoria katecholaminowa. Zakłada ona, iż u podłoża choroby leży obniżenie poziomu monoamin w OUN [16]. Serotonina powstaje na skutek dwuetapowej przemiany egzogennego aminokwasu - tryptofanu. Całkowita jego pula jest rozdzielna w organizmie 46 Czy „smutek będzie zawsze?” – o zapalnej etiologii depresji na część przeznaczoną do syntezy białek (4%) oraz część niebiałkową, wykorzystywaną w innych reakcjach [17]. Niebiałkowy szlak metabolizmu tryptofanu możne przebiegać poprzez: rozerwanie pierścienia indolowanego przy udziale IDO (2,3dioksygenazy indoleaminy), prowadząc do otrzymania kynureniny; dekarboksylację do tryptaminy oraz hydroksylacje z przekształceniem do 5-hydroksytryptofanu, a następnie do serotoniny [17]. Kynurenina ulega przekształceniu do kwasu kynurenionwego, kwasu antranilowego oraz 3-hydroksykynureniny. Ostatni związek poprzez szereg procesów ulegają przekształceniu w kwas chinolinowy, a następnie w dwunukleotyd kwasu nikotynowego (NAD+) [18]. 8. Przekaźnictwo glutaminergiczne – mechanizm i znaczenie W ośrodkowym układzie nerwowym występuje przekaźnictwo z udziałem dwóch grup aminokwasów: pobudzających bądź hamujących. Kwas glutaminowy, kwas asparaginowy, kwas homocysteinowy oraz kwas chinolinowy są aminokwasami pobudzającymi [19]. Według dostępnych źródeł przekaźnictwo glutaminergiczne stanowi około połowę całego przekaźnictwa w OUN [20], natomiast całość transmisji z wykorzystaniem aminokwasów pobudzających stanowi ok. 75% [19]. Jak wspomniano powyżej, kwas glutaminowy stanowi kluczowy neuroprzekaźnik w OUN. Reguluje on procesy migracji i proliferacji neuronów, odpowiada za dojrzewanie neuronów,a także za pamięć i proces uczenia się. Zbyt duża koncentracja glutaminianu działa toksycznie na neurony. Skutkiem tej cytotoksyczności może być m. in. choroba Parkinsona, choroba Alzheimera lub udar mózgu [21]. Dogłębne poznanie szlaku glutaminergicznego może przyczynić się do rozwoju oryginalnych metod terapeutycznych dla tej choroby, np. z wykorzystaniem ketaminy jako prototypu leku nowej generacji [22]. Pobudzenie receptorów NMDA jest jednym ze sposobów transmisji informacji występujących przy przekaźnictwie glutaminergicznym. Receptory NMDA są receptorami jonotropowymi [19]. Ich powszechne występowanie w OUN oraz działanie poprzez mechanizm podwójnego bramkowania oraz duża zdolność do przepuszczania jonów wapniowych, skutkują udziałem w procesach związanych z pamięcią i uczeniem się, plastycznością neuronów oraz dojrzewaniem komórek nerwowych [23]. Wytwarzany w astrocytach [24] kwas kynureninowy (KYNA) jest jedynym poznanym endogennym antagonistą receptora NMDA. Łączy się ze strychnino-niezależną częścią receptora [19]. KYNA blokuje 47 Małgorzata Janowska, Hanna Karakuła-Juchnowicz, Andrzej Czernikiewicz presynaptyczne autoreceptory NMDA. Działa także na receptory nikotynowe, niekompetycyjnie je blokującOba mechanizmy powodują hamowanie uwalniania kwasu glutaminowego [25]. 9. Zmiany osi HPA a depresja W patogenezie depresji kluczową rolę odrywa aktywacja osi podwzgórze-przysadka-nadnercza (oś HPA - hypothalamic-pituitaryandrenalaxis), czego wyrazem jest wzrost osoczowego stężenia kortyzolu wraz z zaburzeniem mechanizmu sprzężenia zwrotnego [26].Obserwuje się ponadto, niekorzystny wpływ sterydów na metabolizm tryptofanu [24]. Według danych z literatury dokomorowepodanie kortykoliberyny powoduje lęk oraz depresję (dane przedkliniczne) [27]. Kortykoliberyna wykazuje działanie agonistyczne dla dwóch typów receptora: CRF1 oraz CRF2. Antagoniści receptora CRF1 wykazują obiecujące prognozy co do wykorzystania ich jako nowych leków przeciwlękowych i przeciwdepresyjnych [27]. Na skutek spadku liczby obwodowych receptorów sterydowych, regulujących ujemne sprzężenie zwrotne, rozwijają się zaburzenia całodobowego wydzielania ACTH, zwiększa się stężenie wolnego kortyzolu w moczu oraz brak jest zahamowania sekrecji ACTH i kortykosteroidów w teście z użyciem deksametazonu[27]. Nie od dziś znany jest fakt, iż ośrodkowy układ nerwowy stanowi „centrum dowodzenia autonomicznego i somatycznego [28]. Dzięki neuronalnej sieci połączeń między poszczególnymi strukturami mózgowia, możliwe jest zawiadamianie reakcją organizmu w odpowiedzi na poszczególne bodźce zewnętrze. Funkcjonowanie osi HPA jest także modyfikowane w znacznym stopniu przez kwas glutaminowy – na skutek jego podania dokomorowego lub do jądra przykomorowego podwzgórza, dochodzi do zwiększonej sekrecji ACTH [27]. 10. Udział układu immunologicznego w patogenezie depresji Coraz częściej etiologia zaburzeń afektywnych związana jest ze współistniejącym stanem zapalnym. Potwierdzeniem tej teorii są obserwacje dotyczące zachwiania równowagi między cytokinami prozapalnymi i przeciwzapalnymi w depresji, z przewagą cytokin prozapalnych, czyli IL-1, IL-6, interferonu γ oraz TNFα. Badania przeprowadzone w latach 90-tych dowiodły występowania nadmiernej aktywacji układu immunologicznego u pacjentów cierpiących na depresję [4]. Zwiększony poziom cytokin prozapalnych koreluje z ciężkością depresji [29]. 48 Czy „smutek będzie zawsze?” – o zapalnej etiologii depresji Mediatory reakcji zapalnej przedostają się od OUN poprzez połączenie z białkami transportowymi lub wykorzystując mikropory bariery krewmózg [30]. Po wniknięciu do mózgowia łączą się ze swoistymi receptorami w obrębie hipokampa oraz neuronów podwzgórzowych [4], choć istnieje również teoria głosząca, iż są one wytwarzane de novo w mikrogleju [31]. Poniżej zostaną po krótce omówione najistotniejsze dla depresji mediatory reakcji zapalnej tj. interleukina 1 (IL-1), interleukina 6 (IL-6), czynnik martwicy guza α (TNFα) oraz interferon γ. IL-1, wytwarzana przez monocyty i makrofagi, stymuluje wątrobę do syntezy białek ostrej fazy, pobudza fibroblasty do uwalniania IL-6, wpływa na limfocyty T, prowadząc do zwiększonej syntezy IL-2 oraz interferonu γ. Ponadto, wzmaga przepuszczalność nabłonka, aktywuje osteoklasty, nasila proteolizę oraz oddziaływuje na ośrodek termoregulacji w mózgu powodując wzrost temperatury. Moduluje także aktywność osi HPA, poprzez nasilenie wydzielania ACTH[32]. IL-6 produkują monocyty, makrofagi, fibroblasty, komórki śródbłonka, limfocyty T i B, keratynocyty oraz chondrocyty. Induktorem jej wydzielania jest IL-1. Jest ona główną cytokinąstymulującą wystąpienie reakcji ostrej fazy. Odpowiada za różnicowanie się przeciwciał w klasy oraz podwyższa temperaturę ciała [32]. Produkcja interferonu γ odbywa się w limfocytach T, w komórkach NK oraz komórkach NKT [32]. Wywiera on wpływ na: aktywację makrofagów, indukcję wytwarzania IL-1, TNFα, nasilenie fagocytozy oraz ekspresji cząstek MHC [32]. Czynnik martwicy guza - TNFα produkowany jest przez monocyty i makrofagi. Parakrynowo oddziałuje na makrofagi stymulując je do produkcji cytokin prozapalnych. Nasila wytwarzanie białek ostrej fazy w wątrobie. Oddziałuje na limfocyty T nasilając produkcję interferonu γ. Jego działanie na OUN powoduje podwyższenietemperatury ciała oraz senność. Przewlekła nadprodukcja TNFα sprzyja spadkowi masy ciała, reakcjom katabolicznym, utracie apetytu, hepatosplenomegalii oraz zmianom miażdżycopodobnym [32]. Cytokiny prozapalne powodują typową dla depresji, zwiększoną syntezę pozytywnych białek ostrej fazy m.in. CRP, haptoglobiny, kwaśnej glikoproteiny, hemopeksyny, ceruloplazminy, α1-antychymotrypsyny [4, 33]. Kluczowym dla depresji jest wpływ cytokin prozapalnych na regulację snu, łaknienia, funkcji poznawczych [33]. Wymienione uprzednio mediatory reakcji zapalnej oddziałują również na oś HPA. IL-1 oraz IL-6 zwiększają sekrecję CRH oraz zaburzają ujemne sprzężenie zwrotne, poprzez oddziaływanie na transkrypcję genów receptorów glikokortykosteroidowych [14]. Według badań 49 Małgorzata Janowska, Hanna Karakuła-Juchnowicz, Andrzej Czernikiewicz przeprowadzonych na modelu zwierzęcym podanie IL-1 oraz TNFα powoduje u nich wystąpienie cech zespołu depresyjnego takich jak anhedonia oraz spadek apetytu [14]. Mechanizm patogenetyczny depresji związany z udziałem IL-6 jest w większości taki sam jak dla IL-1. Jednak, podwyższenie poziomu IL-6 przypuszczalnie sprzyja także wytwarzaniu przeciwciał antyserotoninowych [4]. U pacjentów, u których wystąpił brak odpowiedzi na stosowaną terapię przeciwdepresyjną zaobserwowano wzrost stężenia IL-6 [30]. Jedynym lekiem przywracającym równowagę osoczowego stężenia IL-6 jest fluoksetyna [33]. Są nawet propozycje, żeby interleukinę-6 uznać za biologiczny marker depresji [34]. Kolejnym mediatorem reakcji zapalnej wykazującym szczególne znaczenie dla patogenezy depresji jest TNFα. Potwierdzeniem dla związku między zaburzeniami nastroju a poziomem TNFα, jest fakt, iż u osób z depresją w porównaniu do osób zdrowych obserwuje się wzrost stężenia powyższej cytokiny [35]. Leczenie zabiegami elektrycznymi normalizuje stężenie TNFα [35]. Ponadto, antagoniści TNFα wykazują działanie przeciwdepresyjne [30]. Wśród cytokin związanych z patogenezą depresji, szczególna rolę odgrywają interferony. Tezę zdają się potwierdzać badania pacjentów poddanych terapii interferonem α– od 20% do 50% osób rozwinęło objawy zespołu depresyjnego w ciągu kilku miesięcy od początku terapii [31]. Inni autorzy wskazują, iż problem ten może dotyczyć nawet 70% pacjentów [36], a rekomendowanym lekiem w depresji indukowanej interferonem jest citalopram, w kuracji co najmniej 12-tygodniowej [36]. Cytokiny prozapalne oddziałują także na szlak przemian tryptofanu poprzez aktywację 2,3-dioksygenzy indoleaminy, enzymuzaangażowanego w przemianę aminokwasu w kynureninę, (KYN) [24]. 11. Zależności neurotrofiny-depresja Neurotrofiny są substancjami białkowymi, uwalnianymi przez neurony do przestrzeni międzykomórkowej, pobudzającymi i regulującymi neurogenezę. Zalicza się do nichneurotrofinę-3 (neurotrophin-3 NT-3), neutrofinę-4/5 (neurotrophin-4/5 NT4/5), czynnik wzrostu nerwów (NerveGrowthFactorNGF) oraz czynnik wzrostu nerwów pochodzenia mózgowego (Brain-DerivedNeurothropicFactorBDNF) [37]. Jedna z teorii etiologicznych depresji zakłada, iż do powstania tego zaburzenia prowadzi upośledzona neurogeneza i plastyczność neuronów. Szczególną rolę dla powstania zaburzeń depresyjnych przypisuje się BDNF. Związek między wystąpieniem depresji wysunięto na postawie obserwacji pacjentów z objawami zespołu depresyjnego – wraz 50 Czy „smutek będzie zawsze?” – o zapalnej etiologii depresji z nasileniem objawów depresyjnych, występowało obniżenie poziomu BDNF zarówno w osoczu, jak i w OUN. Według badania Filusia i Rybakowskiego, poziom BDNF podnosi się na skutek leczenia przeciwdepresyjnego [38,39]. 12. Terapia zaburzeń depresyjnych Leczenie depresji zmieniało się przez wieki. Dla przykładu w XVII wieku w do terapii melancholii stosowano chininę, kamforę, związki arsenu, liście pokrzywy, środki przeczyszczające. Pomocne miały być także upusty krwi, stosowanie środków przeczyszczających, wysiłek fizyczny, ciepłe kąpiele, muzykoterapia, długi sen a także intensywne pożycie seksualne [3]. W chwili obecnej rozpoczynając terapię depresji istotne jest odpowiednio wczesne włączenie farmakoterapii. Lekami I rzutu pozostają leki z grupy SSRI (np. citalopram, escitalopram, sertralina, fluoksetyna), SNRI (wenlafaksyna, duloksetyna, mirtazapina), preparatu wpływającym na przekaźnictwo noradrenergiczne (mianseryna, reboksetyna) lub leku wykazującym działanie na przekaźnictwo serotoninergiczne (trazodon) [9]. Poza leczeniem farmakologicznym niejednokrotnie niezbędne jest podjęcie psychoterapii poznawczej, interpersonalnej lub terapii małżeńskiej [9]. W leczeniu depresji znaczenia nabiera także wspomagająca terapia żywieniowa. Ze względu na nową hipotezę wiążącą występowanie depresji ze stanem zapalnym powstałym na skutek „zespołu przesiąkliwego jelita” (leakygutsyndorme LGS) [40], bardzo istotne stało się rozszerzenie wiedzy na temat wpływu diety na zdrowie psychiczne. Zdobyczą ostatnich lat wśród nauk o człowieku, jest psychodietetyka – dziedzina zajmująca się zagadnieniami wpływu diety na dobrostan psychiczny. Za zachowanie równowagi immunologicznej odpowiada bariera jelitowa. Jej nieszczelność prowadzi do aktywacji odpowiedzi immunologicznej, przebiegającej ze zwiększoną syntezą IgG oraz nadprodukcją cytokin prozapalnych [40]. Często podkreślanym zagadnieniem w ostatnich latach pozostaje wpływ kwasów omega-3 na nasze zdrowie. Dotychczas skupiano się głównie na ich protekcyjnym działaniu w chorobach układu sercowo-naczyniowego. Doniesienia kliniczne wykazują wyraźną zależność między występowaniem depresji a spadkiem stężenia kwasów w organizmie [41]. Jak wynika z badań przeprowadzonych przez Krawczyka i Rybakowskiego, stan pacjentów leczonych terapią skojarzoną kwasami omega-3 i lekami przeciwdepresyjnymi, poprawia się w stopniu wyższym 51 Małgorzata Janowska, Hanna Karakuła-Juchnowicz, Andrzej Czernikiewicz niż u pacjentów poddanych wyłącznie farmakoterapii. Kwasy te wykazują działanie potencjalizujące dla leków przeciwdepresyjnych [42, 43]. Do kwasów omega-3 uzyskiwanych z diety zalicza się kwas ALA, czyli α-linolenowy, z którego powstają kwasy DHA (kwas dokozaheksaenowy) oraz EPA (kwas eikozapentaenowy) [43]. Sugeruje się występowanie w epizodach depresji zaburzonych funkcji kwasów omega-3 takich jak: zapewnienie płynności błon komórkowych; oddziaływanie na neurotrofiny; rola w uzyskaniu prawidłowego stężenia serotoniny; regulacja szlaków w ewnątrzkomórkowych; hamowanie reakcji zapalnych [41, 42, 44]. Podwyższenie stosunku kwasów omega-6: omega-3 skutkuje spadkiem płynności błony komórkowej, zmianą struktury i upośledzeniem jej funkcji [41].Kwasy omega-3 niezbędne są również do osiągnięcia prawidłowego stężenia neurotrofin, szczególnie BDNF. Spadek BDNF współwystępuje niejednokrotnie z obniżeniem koncentracji kwasów omega-3 [41]. Ponadto, przy niskim stężeniu kwasów omega-3 obserwuje się spadek poziomu kwasu 5-hydroksyindolooctowego (metabolitu serotoniny) w płynie mózgowo-rdzeniowym [43, 45]. Dodatkowo, kwasy omega-3 hamują wytwarzanie mediatorów reakcji zapalnej powstałych w szlaku kwasu arachidonowego oraz uwolnionych z komórek układu immunologicznego [41]. Współzawodniczą z nimi we włączaniu się do błony fosfolipidowej komórek,zapobiegając rozprzestrzenianiu się zapalenia [42]. Kwasy omega-3 należy najlepiej suplementować naturalnie – przyjmując z w ramach zbilansowanej codziennej diety, w dawce 500 mg/d [46]. Do produktów najbogatszych w ALA zalicza się: wśród bakalii nasiona lnu (22,8 g omega-3/100 g produktu), orzechy włoskie (6,8 g/100 g), wśród roślin strączkowych – soję (3,2 g/100 g), wśród zbóż owies (1,4 g/100 g), wśród ryb makrelę(1,9 g/100 g), śledzia (2,01 g /100 g) oraz łososia atlantyckiego (2,2 g/100 g) [47]. Według badań, wpływ na złagodzenie objawów depresyjnych wykazują także witaminyz grupy B oraz kwas foliowy. [6]. 13. Podsumowanie Obecnie na całym świecie obserwuje się wzrost rozpoznawania zaburzeń depresyjnych, co wiąże się nie tylko z cierpieniem osobistym, ale także obciążeniem rodzinnym, kosztami społecznymi. Zaburzenia nastroju są problemem coraz powszechniejszym oraz coraz bardziej medialnym. W ostatnich latach cyklicznie organizowane są akcje społeczne wspierające 52 Czy „smutek będzie zawsze?” – o zapalnej etiologii depresji osoby chore na depresję oraz przeprowadzane są warsztaty edukacyjne. Kampania społeczna Forum Przeciwko Depresji systematyczne organizuje spotkania dla pacjentów – ostatnia edycja odbyła się 23 lutego 2015 r. pod hasłem „Depresję można wyleczyć” [48]. Warto się także zastanowić co my możemy zrobić dla siebie i dla naszych bliskich dotkniętych depresją, tak aby parafrazując autora – „smutek nie był zawsze”? Niezmiennie istotne jest stosowanie kompleksowego leczenia przeciwdepresyjnego obejmującego w zależności od nasileni objawów: Farmakoterapię; Psychoterapię; dietoterapię; fototerapię (przy depresji sezonowej); podejmowanie aktywności fizycznej [9]. Należy pamiętać także o działaniach profilaktycznych, obejmujących: leczeniu współistniejących stanów zapalnych; monitorowaniu pacjentów poddawanych terapii interferonem; stosowaniu odpowiedniej diety np. bogatej w kwasy omega-3 (rola terapeutyczna i profilaktyczna dla zaburzeń depresyjnych); regularne ćwiczenia fizyczne. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Cookson J. Zarys historii psychiatrii, W: Psychiatria Sedno. T I. Red. pol. Rybakowski J, Rybakowski F. Wyd.1, Wyd.Elsevier Urban &Partner Wrocław 2008, s. 3-12 Znani afektywni;http://afektywni.pl/znaniafektywni,12,l1.html;06.03.2015. Musiał A. Depresja – rys historyczny, Psychiatria i Psychologia Kliniczna7,1 (2007), s. 42-46 Wójciak P. Zmiany aktywności układu odpornościowego w depresji i w schizofrenii, Nowiny Lekarskie 75,6 (2006), s. 587-598 Wilson C.Outsider-artysta (van Gogh), ŻycieLiterackie 9,2(1958), s.10 Rechenberg K, Humphries D. Nutritional interventions in depression and perinatal depression, Yale Journal of Biology and Medicine 86,2 (2013), s. 127-37 Depression A Global Public Health Concern;http://www.who.int/mental_health/management/depression/who_pap er_depression_wfmh_2012.pdf; 06.03.2015 Stan zdrowia ludności w Polsce w 2009 r.;http://stat.gov.pl/cps/rde/xbcr/gus/ZO_stan_zdrowia_2009.pdf; 27.03.2015 Rybakowski J. Choroby afektywne, W: Psychiatria. Podręcznik dla studentów medycyny. Red. Jarema M, Rabe-Jabłońska J. Wyd.1, Wyd. PZWL Warszawa 2011, s. 171-195 53 Małgorzata Janowska, Hanna Karakuła-Juchnowicz, Andrzej Czernikiewicz 10. ICD-10 Międzynarodowa Statystyczna Klasyfikacja Chorób i Problemów Zdrowotnych. Rewizja 10, Tom I; Wyd. WHO 2009, s. 222 11. Enns MW, Swenson JR, McIntyre RS. Współwystępowanie depresji i innych chorób, Farmakoterapia w Psychiatrii i Neurologii 2 (2003), s. 137-164. 12. Bidzan L. Różnicowanie przyczyn zaburzeń funkcji poznawczych w wieku podeszłym, Geriatria 4 (2010), s. 279-283 13. Remlinger-Molenda A, Rybakowski J. Neuroimmunologia choroby afektywnej dwubiegunowej, Psychiatria Polska 44,1(2010), s. 27-38 14. Ufnal M, Wolynczyk-Gmaj D. Mózg i cytokiny – wspólne podłoże depresji, otyłości i chorób układu krążenia? Postepy Higieny Medycyny Doświadczalnej 65 (2011), s. 228-235 15. Markowicz-Narękiewicz AE. Związek między wydzielaniem neuroprzekaźników a powstawaniem chorób psychicznych, Annales Academiae Medicae Stetinensis Sympozja I: Neurokognitywistyka w patologii i zdrowiu 2009-2011 (2011), s. 55-59 16. Hasler G. Patofizjologia depresji: czy mamy jakieś solidne dowody naukowe przydatne klinicystom? Postępy Psychiatrii i Neurologii 20, 1 (2011), s. 5-22 17. Buczko P, Cylwik D, Stokowska W. Metabolizm tryptofanu w ślinie szlakiem kinureninowym, Postępy Higieny Medycyny Doświadczalnej 59(2005), s. 283289 18. Turzyńska D, Szyndler J, Maciejak P, Sobolewska A, Płaźnik A. Kwas kynureninowy – neuroprotekcyjna substancja w chorobach ośrodkowego układu nerwowego, Postępy Psychiatrii i Neurologii 19,1 (2010), s. 61-72 19. Parada-Turska J. Aminokwasy pobudzające a choroby reumatyczne. Reumatologia 43, 6 (2005), s. 349-353 20. Permoda-Osip A, Rybakowski J. Koncepcja glutaminergiczna chorób afektywnych, Psychiatria Polska 45,6 (2011), s. 875-888 21. Permoda-Osip A, Rybakowski J. Rola układu glutaminergicznego w mechanizmie działania przeciwdepresyjnego i normotymicznego w chorobach afektywnych, Farmakoterapia w PsychiatriiiNeurologii 2 (2011), s. 57-65. Mathews DC, Henter ID, Zarate CA Jr. Targeting the glutamatergic system to treat major depressive disorder: rationale and progress to date. Drugs 72,10 (2012), s.1313-33 22. Napiórkowska-Pawlak D, Pawlak R, Malinowska B. Rola receptorów glutamatergicznych NMDA w działaniu alkoholu etylowego na ośrodkowy układ nerwowy, Farmakoterapia w PsychiatriiiNeurologii 4 (1998), s. 79-91 23. Sublette ME, Postolache TT. Neuroinflammation and depression: the role of indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) as a molecular pathway, PsychosomaticMedicine74,7 (2012), s. 668-72 24. Karakuła-Juchnowicz H, Flis M, Szymona K, Kuczyńska M, Stelmach E, Kowal-Popczak A. Nowe perspektywy w leczeniu przeciwpsychotycznym – znaczenie szlaku kynureninowego, Psychiatria Polska 48,6 (2014), 1167-1177 25. Kostowski W. Współczesne kierunki badań nad patomechanizmem stresu i depresji i ich znaczenie w kształtowaniu poglądów na działanie leków przeciwdepresyjnych, Psychiatria 1, 2 (2004), s. 63-71 54 Czy „smutek będzie zawsze?” – o zapalnej etiologii depresji 26. Skórzewska A, Zienowicz M, Lehner M, Wisłowska A, Maciejak P, Szyndler J i wsp. Regulacja osi podwzgórzowo-przysadkowo-nadnerczowej w reakcjach stresowych, Postępy Psychiatrii i Neurologii 13, 3 (2004), s. 235-246 27. Stefański R, Płaźnik A, Nazar M, Jessa M. Neurofizjologiczne koncepcje powstawania lęku.Postępy Psychiatrii iNeurologii 3 (1994), s.1-11 28. Kang A, Hao H, Zheng X, Liang Y, Xie Y, Xie T iwsp. Peripheral antiinflammatory effects explain the ginsenosides paradox between poor brain distribution and anti-depression efficacy,Journal of Neuroinflammation 8 (2011) s.100 29. Raison CL, Capuron L, Miller AL. Cytokines sing the blues: inflammation and the pathogenesis of depression, Trendsin imunology 27, 1(2006), s. 24-31 30. Miller AH, Maletic V, Raison CL. Inflammation and its discontents: The role of cytokines in the pathophysiology of major depression, Biological Psychiatry 65, 9 (2009), s. 732-41 31. Gołąb J, Jakóbisiak M. Cytokiny, W: Immunologia. Red. J. Gołąb, M. Jakóbisiak, W. Lasek, T. Stokłosa, Wyd. 6, Wyd. PWN Warszawa 2009, s. 108-152 32. Cubała WJ, Godlewska B, Trzonkowski P, Landowski J. Wykładniki przewlekłej aktywacji prozapalnej układu odpornościowego w depresji, PsychiatriaPolska 40, 3(2006), s. 431-444 33. Mössner R, Mikova O, Kuotsilieri E, Saoud M, Ehlis AC, Müller N, Fallgatter AJ, Riederer P. Consensus paper of the WFSBP Task Force on Biological Markers: biological markers in depression,World Journal of Biological Psychiatry 8, 3 (2007), s. 141-74 34. Almond M. Depression and inflammation: examining the link, Current Psychiatry12, 6 (2013), s. 25-32 35. Modabbernia A, Poustchi H,Malekzadeh R. Neuropsychiatric and psychosocial issues of patients with hepatitis C infection: a selective literature review, Hepatitis Monthly 13, 1(2013), e8340 36. Wysokiński A, Gruszczyński W. Neurotrofiny – aktualny stan wiedzy, Postępy Psychiatrii i Neurologii 17, 4 (2008), s. 385-390 37. Filuś J, Rybakowski J. Stężenie BDNF w surowicy a nasilenie objawów depresj, Neuropsychiatria i Neuropsychologia 5, 3 (2010), s. 155-162 38. Filuś J, Rybakowski J.Badania stężenia czynnika neurotrofowego pochodzenia mózgowego (BDNF) w surowicy krwi u chorych na depresję, Farmakoterapia w Psychiatrii i Neurologii 1 (2009), s. 23-29 39. Karakuła-Juchnowicz H, Szachta P, Opolska A, Morylowska-Topolska J, Gałęcka M, Juchnowicz D, Krukow P, Lasik Z. The role of IgG hypersensitivity in the pathogenesis and therapy of depressive disorder, .Nutritional Neuroscience 2014; DOI: 10.1179/1476830514Y.0000000158 40. Krawczyk K, Rybakowski J. Zastosowanie kwasów tłuszczowych omega-3 w leczeniu depresji, Farmakoterapia w Psychiatrii i Neurologii 2(2007), s. 101-107 41. Krawczyk K, Rybakowski J. Potencjalizacja leków przeciwdepresyjnych kwasami tłuszczowymi omega-3 w depresji lekoopornej Psychiatria Polska 46,4 (2012), s. 585-598 55 Małgorzata Janowska, Hanna Karakuła-Juchnowicz, Andrzej Czernikiewicz 42. Knefel K, Hese RT. Kwasy omega-3 z zaburzenia depresyjne, lekowe i schizofrenia, Psychiatria w praktyce klinicznej 2, 3 (2009), s. 140-145 43. Wilczyńska A. Kwasy tłuszczowe w leczeniu i zapobieganiu depresji, Psychiatria Polska 47, 4(2013), s. 657-666 44. Krawczyk K, Rybakowski J. Korzystne efekty dodania kwasów tłuszczowych omega-3 do leczenia przeciwdepresyjnego w depresji lekoopornej – badanie wstępne, Farmakoterapia w Psychiatrii i Neurologii 3(2008), s. 149-153 45. Ask the Expert: Omega-3 Fatty; Acidshttp://www.hsph.harvard.edu/nutritionsource/omega-3/;06.03.2015 46. Dietary sources of omega-3 fatty acids; http://www.dhaomega3.org/Overview/Dietary-Sources-of-Omega-3-FattyAcids;06.03.2015 47. Forum Przeciwko Depresji http://forumprzeciwdepresji.pl/index.php/1979/zapraszamy-na-dzien-otwartyforum-przeciw-depresji-depresje-mozna-wyleczyc.html;06.03.2015 Czy „smutek będzie zawsze?” – o zapalnej etiologii depresji Streszczenie „Smutek będzie zawsze” powiedział Vincent van Gogh, który podobnie jak wielu wybitnych ludzi świata kultury i sztuki, przez wiele lat zmagał się z choroba psychiczną – zaburzeniem afektywnym dwubiegunowym Istotą chorób afektywnych - zaburzenia afektywnego dwubiegunowego, pojedynczego epizodu depresji czy zaburzenia depresyjnego nawracającego – jest zmiana neuroprzekaźnictwa mózgowego w zakresie transportu serotoniny, noradrenaliny i dopaminy. Głównych przyczyn upatruje się w predyspozycji genetycznej oraz w oddziaływaniu czynników środowiskowych. W ciągu ostatnich lat coraz większą popularność zyskuje teoria zapalna, która zakłada, iż nieprawidłowa aktywacja układu immunologicznego leży u podłoża zaburzeń afektywnych. Główną rolę w patogenezie depresji odrywają: interelukiny pozapalne – IL-1,IL-2, IL-6 oraz TNF-alfa. Mediatory te aktywują oś przysadka-podwzgórze-nadnercza, prowadząc do hiperkortyzolemii; przesuwają oś metabolizmu tryptofanu z przemian prowadzących do serotoniny, na rzecz transformacji w kynureninę. Oddziaływanie TNF-alfa na neurocyty, skutkuje spadkiem neuroplastyczności mózgu i upośledzeniem synapsogenezy. Cytokiny przedostają się do OUN wykorzystując mikropory bariery krew-mózg, bądź łączą się z białkami transportowymi. Mogą wytwarzać się także bezpośrednio w obrębie mózgowa. Receptory dla cytokin znajdują się w komórkach hipokampa oraz podwzgórza, czyli rejonach odpowiedzialnych za rytmy dobowe, pamięć. Hipokamp stanowi także element układu limbicznego, będącego analizatorem bodźców zewnętrznych oraz twórcą emocji. Do leczenia zaburzeń nastroju, w tym przypadku depresji – pierwszego epizodu lub kolejnego, wykorzystuje się głównie leki z grupy SSRI (inhibitory wychwytu zwrotnego serotoniny) lub SNRI (inhibitory wychwytu zwrotnego serotoniny i noradrenaliny). Nie bez znaczenia jest jednak wspomagające leczenie dietetyczne. Popularność zyskuje obecnie nowa gałąź medycyny jaką jest psychodietetyka. Słowa klucze: zaburzenia depresyjne, kwasy tłuszczowe omega-3, cytokiny 56 Czy „smutek będzie zawsze?” – o zapalnej etiologii depresji “Will sorrow endure?” – the inflammatory etiology of depression. Abstract ‘La tristessedureratoujours’ – ‘sorrow will endure forever’. The author of this sentence, Vincent van Gogh, similar to many prominent artists, struggled for whole his life with mental disease – bipolar disorder. The essence of these diseases – bipolar disorder, single episode of depression and major depressive disorder – is a change in neurotransmission of the brain related to serotonin, noradrenaline and dopamine imbalance. The main cause is associated with genetic predisposition and influence of environmental factors. Throughout past few years inflammatory mediators have attracted the attention of scientists. Activation of immune system might trigger more frequent occurrence of bipolar disorders. The key role of pathogenesis of depression is attributed to inflammatory interleukins – IL-1, IL-2, IL-6 and TNF-alfa. These mediators activate the hypothalamic-pituitary-adrenal axis leading to hyoeradrenocorticism and switch the metabolism of tryptophan from serotonic to kynurenine pathway. TNF-alfa affects neurocytes and results in decrease of neuroplasticity and synaptogenesis impairment. Cytokines transfer to central nervous system by micropores in the blood-brain barrier or they connect with transport proteins. They can be produced directly in the brain. Cytokine receptors are found in hippocampus and hypothalamus – the regions responsible for circadian rhythm and memory. Hippocampus is also one of the elements of limbic system that is the analyzer of external stimulus and the creator of emotions. Selective serotonin reuptake inhibitors (SSRI) and serotonin and noradrenaline reuptake inhibitors (SNRI) are the first lane treatment of first or next episode of depression. The role of dietetic treatment is not insignificant. Psychodietetics as a new branch of medicine is gaining more and more popularity. Key words: depressive disorders, fatty acids omega-3, cytokines 57 Aleksandra Żurek1, Monika Dźwierzyńska2, Maciej Frant3 Epidemiologia wirusa grypy i główne pandemie grypy w XX i XXI wieku 1. Wstęp Grypa to choroba, która wielokrotnie w dziejach ludzkości siała spustoszenie, zabijała ogromne rzesze ludzi, przynosząc straty społeczne i materialne. Prace nad stworzeniem skutecznej szczepionki przeciw grypie trwają nieustannie, a mimo to choroba ta ciągle powraca i nadal jest przyczyną śmierci wielu ludzi. Dzieje się tak, dlatego, że wirus grypy ulega ciągłym zmianom, a jego materiał genetyczny mutuje, tworząc nowe szczepy, które są odporne na działanie wcześniej stworzonych szczepionek. Duża zmienność wirusa grypy ma swoje podłoże między innymi w istnieniu jego szerokiego rezerwuaru w przyrodzie. Zakażeniu ulegać mogą dzikie ptaki, drób, świnie, a nawet konie, foki, norki czy walenie. Dzikie ptaki przenoszą wirus, same nie chorując na grypę, natomiast w organizmach świń różne szczepy wirusa ulegają reasortacji, tworząc jego nowe, nieistniejące dotąd w przyrodzie odmiany [1]. Z powodu dużej zmienności wirusa grypy i szerokiego spektrum zakażanych przez niego zwierząt, w ostatnim stuleciu co pewien czas wybuchały kolejne światowe epidemie tej choroby wywoływane przez nowopowstałe reasortanty wirusa. Celem niniejszej pracy jest opis właściwości i mechanizmów prowadzących do tak dużej zmienności materiału genetycznego wirusa grypy, a także przegląd najważniejszych pandemii grypy w XX i XXI wieku. 2. Czym jest grypa? Objawy choroby i możliwe powikłania Grypa (Influenza) to zakaźna choroba wirusowa, przenoszona drogą kropelkową, która atakuje drogi oddechowe. Wywołuje ją wirus o genomie w postaci jednoniciowego RNA z rodziny Orthomyxoviridae. Często mylona ze zwykłym przeziębieniem grypa bywa bagatelizowana, a jej nieodpowiednie leczenie może prowadzić do ciężkich powikłań, takich jak 1 [email protected], Zakład Wirusologii i Immunologii, Wydział Biologii i Biotechnologii, Uniwersytet MariiCurie-Skłodowskiej, www.umcs.pl 2 [email protected],Zakład Biologii Molekularnej, Wydział Biologii i Biotechnologii, Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej, www.umcs.pl 3 [email protected], Zakład Wirusologii i Immunologii, Wydział Biologii i Biotechnologii, Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej, www.umcs.pl 58 Epidemiologia wirusa grypy i główne pandemie grypy w XX i XXI wieku infekcje bakteryjne górnych dróg oddechowych i płuc, czy u starszych osób zawał mięśnia sercowego, które w skrajnych przypadkach mogą doprowadzić nawet do śmierci chorego [2]. Czas inkubacji choroby wynosi od 24 do 72 godzin. W tym czasie wirus namnaża się w komórkach nabłonkowych górnych dróg oddechowych, występuje wiremia i pojawiają się pierwsze objawy chorobowe. Zazwyczaj należą do nich: nagłe wystąpienie wysokiej gorączki, uczucie zimna i dreszcze. Chory uskarża się również na bóle mięśni, bóle głowy oraz skrajne zmęczenie. Do tych objawów dochodzi również silny ból gardła oraz suchy kaszel, czasem katar oraz zapalenie spojówek. Do rzadszych objawów zalicza się dolegliwości ze strony układu pokarmowego takie jak wymioty, nudności i biegunka, częściej jednak występują one u dzieci niż u dorosłych [2, 3, 4]. Powyższe objawy przebiegają z różnym nasileniem, od lekkich, prawie niezauważalnych, po bardzo silne i groźne dla zdrowia a nawet życia pacjenta. Zazwyczaj chory wraca do zdrowia w ciągu 1-2 tygodni, jednak osłabienie po chorobie może trwać znacznie dłużej, do kilku tygodni. 3. Właściwości wirusa grypy Wirus grypy (Influenzavirus) należy do rodziny Orthomyxoviridae, której przedstawiciele charakteryzują się złożoną budową i dużą zmiennością. Głowni przedstawiciele tej rodziny to wirusy grypy typu A, B i C. Ich wielkość wynosi ok. 100 nm, mają one symetrię heliakalną i genom otoczony dwuwarstwową lipidową otoczką, w której zakotwiczone są białka powierzchniowe – antygeny wirusa. Pod osłonką lipidową znajduje się warstwa białka M, które jest głównym składnikiem strukturalnym wirusa i otacza bezpośrednio jego genom. Materiał genetyczny wirusa grypy stanowi jednoniciowy RNA o ujemnej polarności (ssRNA-). Genom jest segmentowany i składa się z 8 segmentów w przypadku wirusa grypy typu A i B oraz 7 w przypadku wirusa grypy typu C. Każdy z segmentów genomu koduje 1 białko wirusowe [5, 6]. Do najważniejszych białek wirusa grypy należą jego antygeny powierzchniowe: hemaglutynina (H) i neuraminidaza (N). Wyróżnia się 18 podtypów hemaglutyniny i 11 podtypów neuraminidazy. Są to białka wbudowane w błonę lipidową wirusa, które wystają poza jej powierzchnię na zewnątrz. Mogą być one połączone z warstwą białka M, które tworzy kapsyd wirusa. Antygeny powierzchniowe łącznie stanowią blisko 50% wszystkich białek wirusa grypy. Pełnią kluczową rolę we wnikaniu wirionów do komórek gospodarza oraz przy uwalnianiu namnożonych wirusów z komórki. Antygeny powierzchniowe wirusa są rozpoznawane przez komórki układu odpornościowego człowieka – limfocyty Tc, które 59 Aleksandra Żurek, Monika Dźwierzyńska, Maciej Frant uruchamiają odpowiedź immunologiczną typu komórkowego, mającą na celu zniszczenie komórki zakażonej wirusem. Po rozpoznaniu antygenu wirusa uruchamiany jest również drugi typ odpowiedzi immunologicznej – odpowiedź humoralna w postaci produkowanych przez limfocyty B swoiście uczulonych przeciwciał skierowanych przeciwko odpowiedniemu antygenowi. Duża zmienność antygenów H i N, podobnie jak reasortacje fragmentów genomu pomiędzy różnymi szczepami wirusa grypy nastręcza problemów z wyprodukowaniem skutecznej szczepionki przeciw niemu, a tym samym wyeliminowania problemu grypy z życia ludzi [1, 2, 7, 8]. 4. Rezerwuary wirusa grypy typu A w przyrodzie Wirus grypy typu A może zakażać szerokie spektrum gospodarzy, jest spotykany u ptaków dzikich i domowych, świń, koni, ludzi, a także wielorybów czy koni. Podtypy wirusa wyróżnia się w oparciu o antygeny powierzchniowe znajdujące się na jego powierzchni. Niemal wszystkie znane podtypy wirusa grypy typu A zostały wykryte u ptaków, stąd dzikie ptaki migrujące są uważane za naturalny rezerwuar wirusa. Zakażenia u dzikich ptaków zwykle przebiegają bezobjawowo, lub dają łagodne objawy choroby, natomiast drób i ptaki hodowlane są bardziej podatne na rozwój pełnoobjawowej infekcji grypy. Kolejnym ważnym rezerwuarem wirusa grypy są świnie. Ponieważ są one podatne na zakażenie zarówno podtypami wirusa atakującymi ludzi, jak i tymi, które występują u ptaków, w ich komórkach może dochodzić do reasortacji genomu dwóch różnych typów wirusa i powstawania jego nowych odmian. Jest to zjawisko bardzo niebezpieczne, prowadzi bowiem do powstawania groźnych szczepów pandemicznych, z którymi człowiek nie miał nigdy wcześniej do czynienia. Są to zazwyczaj szczepy wysoce patogenne, a fermy świń mogą stać się wtedy ogniskiem pandemii, z którego będzie się ona rozchodzić w zastraszającym tempie z powodu braku u ludzi odporności na nowopowstały typ wirusa grypy [1, 7, 9, 10]. 5. Zmienność wirusa grypy Duża zmienność wirusa grypy jest przyczyną powstawania nowych jego szczepów, a co za tym idzie wybuchów cyklicznych, nawracających epidemii a nawet pandemii w populacji ludzkiej. Zmienność w największym stopniu dotyczy wirusa grypy typu A. Zmiany w budowie wirusa dotyczą zarówno jego antygenów powierzchniowych – hemaglutyniny i neuraminidazy jak i każdego z segmentów genomu wirusa. Sam fakt, że genom wirusa jest segmentowany już jest przyczyną dużej zmienności, gdyż mutacja w każdym segmencie może zaowocować wytworzeniem zmienionego białka, o nowych, wcześniej niewystępujących 60 Epidemiologia wirusa grypy i główne pandemie grypy w XX i XXI wieku funkcjach. Zmienność wirusa grypy może zachodzić na drodze mechanizmów takich jak: reasortacja genów, rekombinacja RNA wirusowego, oddziaływania na genom cząsteczek defensywno – interferujących i wreszcie dwóch najważniejszych: skoku i przesunięcia antygenowego [7, 8]. 5.1. Skok antygenowy („antigenshift”) Skok antygenowy jest to mechanizm zmienności występujący tylko wirusów grypy typu A. Zachodzi on gwałtownie i w jego wyniku dochodzi do powstania zupełnie nowego szczepu wirusa grypy. Zmiana ta zachodzi, gdy jedną komórkę zakażą dwa różne podtypy wirusa, o różnej specyfikacji gatunkowej. Wirusy te wymieniają między sobą całe segmenty genomu. W przypadku, gdy dojdzie do wymiany segmentów kodujących antygeny powierzchniowe wirusa, wtedy nowopowstały wirus będzie miał na swej powierzchni hemaglutyninę/neuraminidazę swoistą dla innego podtypu wirusa. Zjawisko to może być przyczyną międzygatunkowego tropizmu wirusa, w jego wyniku powstają potencjalnie pandemiczne szczepy wirusa grypy. Przypuszczalnie skok antygenowy zachodzi u świń, które są gospodarzem pośrednim dla wirusów ptasich i ludzkich. Skoki antygenowe wirusa grypy typu A są odnotowywane w nieregularnych odstępach czasu, co około 10-40 lat. W ich wyniku wybuchały takie pandemie jak: hiszpanka, grypa azjatycka, grypa Hong-Kong, czy grypa rosyjska. Nowopowstałe szczepy były mieszańcami odmian ludzkich i ptasich, z którymi ludzie nigdy wcześniej nie mieli do czynienia, a więc układ immunologiczny nie był przystosowany do ich zwalczania, co było przyczyną wysokiej śmiertelności w czasie tych pandemii [2, 3, 7]. 5.2. 5.2. Przesunięcie antygenowe („antigendrift”) Przesunięcie antygenowe w porównaniu do skoku antygenowego jest procesem dłuższym i mniej gwałtownym, jest obserwowane u wszystkich trzech typów wirusa grypy: A, B i C. Mechanizm ten następuje w wyniku nagromadzenia mutacji punktowych w genach kodujących aminokwasy wchodzące w skład epitopów antygenów powierzchniowych wirusa. Mutacje te akumulują się i z czasem doprowadzają do zmian antygeno-wych. Zjawisko przesunięcia antygenowego jest przyczyną corocznie wybuchających epidemii grypy, tak zwanej „grypy sezonowej”. Choć mechanizm przesunięcia antygenowego wykazany został we wszystkich trzech odmianach wirusa grypy, u szczepów atakujących ludzi, świnie i konie, to ciekawy jest fakt, iż pojawiają się coraz to nowe dowody na to, że brak tego mechanizmu u szczepów ptasich. U ptaków dzikich, migrujących wirus jest w pełni zaadaptowany do ich organizmu, nie daje żadnych 61 Aleksandra Żurek, Monika Dźwierzyńska, Maciej Frant objawów chorobowych, wydaje się więc tkwić w pewnego rodzaju „zastoju ewolucyjnym”. Zmiany antygenowe zachodzą wówczas, gdy wirus musi się przystosować do warunków panujących wewnątrz zakażanego organizmu i tak właśnie dzieje się u ludzi, świń, czy koni [2, 3, 7]. 6. Epidemiologia wirusa grypy Wirus grypy powoduje zachorowania przybierające formę corocznych, sezonowych fal choroby, oraz zachorowania o charakterze epidemicznym, które w szczególnych przypadkach mogą zmienić się w pandemię ogólnoświatową [2]. W strefie umiarkowanego klimatu sezon zachorowań na grypę przypada w miesiącach zimowych, zaś w strefach tropikalnych największą ilość zachorowań odnotowuje się w porze deszczowej i monsunowej. U podłoża takiej sezonowości mogą leżeć czynniki środowiskowe, które ułatwiają transmisję wirusa. Należy do nich na przykład duże zagęszczenie osób w pomieszczeniach w tych okresach przy zmniejszonej wentylacji oraz niskie temperatury podczas zimy w strefie umiarkowanej, dzięki którym wirus może się swobodnie przenosić, zachowując zdolność do replikacji. Co roku na świecie na grypę zapada ok. 900 milionów ludzi, wśród których zdarzają się przypadki śmiertelne. Jednak dzięki dostępności leków i szczepionek przeciw temu wirusowi, grypa sezonowa daje się opanować i nie dopuścić do jej szerszego rozprzestrzeniania. Sytuacja wygląda natomiast gorzej, gdy wybucha epidemia grypy wywołana przez nowy szczep wirusa, powstały w wyniku skoku antygenowego. Podczas epidemii występuje wzmożona zachorowalność na grypę w jednym czasie na znacznym obszarze geograficznym. Gdy epidemia rozszerzy swój zasięg na obszar więcej niż jednego kraju, a dodatkowo w jej wyniku znaczna ilość chorych umiera, mówi się wtedy o wystąpieniu pandemii grypy. Wirusy pandemiczne, to nowe, niewystępujące wcześniej reasortanty, na które znaczna większość ludzi jest nieodporna i które wykazują zwiększoną zdolność do transmisji między ludźmi, wywołując jednocześnie silniejsze niż zwykle objawy chorobowe [2, 11]. Pierwsze wzmianki na temat pandemii grypy możemy znaleźć już u Hipokratesa, który opisał falę tej choroby w 412 r.p.n.e. Na przestrzeni kolejnych wieków historia obfituje w doniesienia o pandemiach grypy na całym świecie. Przykładem może być choćby pandemia z roku 1580, kiedy w ciągu zaledwie pół roku na grypę zachorowała cała Europa. W latach 1889-1892 pandemia grypy opanowała cały świat, a każda z jej kolejnych trzech fal zbierała coraz większe śmiertelne żniwo. Podczas tej pandemii na grypę zmarło ok. 300 000 osób, przy czym większość z nich straciła życie w wyniku powikłań pogrypowych tj. bakteryjne zapalenie płuc [11]. 62 Epidemiologia wirusa grypy i główne pandemie grypy w XX i XXI wieku 7. Główne pandemie XX wieku 7.1. „Hiszpanka” (1918-1919) Pierwszą i zarazem największą pandemią grypy w XX w. była tzw. „Hiszpanka”, która miała miejsce w latach 1918-1919. Pierwsza fala tej pandemii zaatakowała wiosną 1918 roku i ze względu na trwającą wówczas I wojnę światową nie wywołała z początku wielkiego poruszenia. Dopiero kolejne 2 fale choroby (jesień 1918 i wiosna 1919) oraz tempo, w jakim wirus się rozprzestrzeniał stały się przyczyną ogólnoświatowej paniki. Wirus rozprzestrzeniał się najpierw w obozach żołnierzy amerykańskich, ze względu na duże skupisko ludzi w jednym miejscu a także trudne warunki sanitarne jak i wycieńczenie walczących. Szacuje się, że około 80% zgonów żołnierzy amerykańskich w tamtym okresie było spowodowanych grypą i powikłaniami pogrypowymi a nie działaniami wojennymi. Choć pandemia prawdopodobnie miała swój początek w USA, jej nazwa „Hiszpanka” wzięła się z faktu, iż żaden kraj poza Hiszpanią nie informował publicznie o wybuchu tej choroby. Hiszpania, niebędąca wówczas po żadnej ze stron konfliktu zbrojnego, nie poddawała cenzurze informacji o wybuchu śmiertelnej pandemii. Choroba atakowała głównie ludzi młodych, w sile wieku, a największa śmiertelność obejmowała grupę wiekową między 25 a 40 rokiem życia. Było to dziwne, ponieważ wirus grypy zwykle powoduje najwięcej zgonów wśród dzieci i ludzi starszych. Niezwykła była również szybkość rozprzestrzeniania się choroby oraz czas inkubacji wirusa w organizmie chorego. Ocenia się bowiem, że w znacznej części przypadków zgon chorego następował przed upływem 48 godzin od pojawienia się pierwszych objawów choroby. Grypa „Hiszpanka” miała bardzo ciężki przebieg, chorzy często umierali w wyniku uduszenia, a śmiertelność sięgała 5%, co przy zakażeniu 50% populacji daje ogromną liczbę ok. 50 milionów ofiar na całym świecie. Ocenia się, że działania wojenne w dużym stopniu wpłynęły na rozprzestrzenianie się choroby. Żołnierze rozprzestrzeniali wirus w różnych krajach, a obozy wojskowe były największymi ogniskami choroby. W 1918 roku nie wiedziano jeszcze, że grypa to choroba wirusowa, dlatego nie dbano o zachowanie do analizy próbek tkanek osób zmarłych w wyniku „Hiszpanki”. Nie znano wtedy również antybiotyków, dlatego większość chorych zmagała się po infekcji wirusem grypy ze śmiertelnym wówczas zapaleniem płuc. W roku 1996 zespół amerykańskich naukowców: J. K. Taubenberger, A. H. Reid i T. G. Fanning wyizolowali wirus grypy z próbki pobranej z płuc żołnierza zmarłego w 1918 roku na „Hiszpankę”. Zsekwencjonowali oni genom wirusa i w oparciu o niego 63 Aleksandra Żurek, Monika Dźwierzyńska, Maciej Frant analizowali jego właściwości. Okazało się, że „Hiszpankę” wywołał podtyp wirusa AH1N1, szczep o wyjątkowej zjadliwości, który wykazywał bezpośredni transfer z ptaków na ludzi. Wirus ten potrafił czasowo opóźniać wystąpienie odpowiedzi przeciwwirusowej – wytwarzanie interferonów, a jego hemaglutynina była tak silnie immunogenna, że organizm po jej rozpoznaniu produkował bardzo dużo limfocytów Tc i makrofagów, które niszczyły komórki układu oddechowego zakażonej osoby. Ponadto pandemiczny szczep AH1N1 ulegał szybkiej replikacji w komórkach nabłonkowych zarówno górnych jak i dolnych dróg oddechowych, przyczyniając się do rozwoju u chorego bakteryjnych zakażeń towarzyszących. Do dziś nie wiadomo do końca jak powstał zabójczy szczep grypy AH1N1 z 1918 roku. Fakt, że wirus ten zakażał głównie ludzi młodych, może nasuwać przypuszczenia, że wywodzi się on ze szczepu istniejącego w przyrodzie już wcześniej. Ludzie starsi byli mniej podatni na zakażenie prawdopodobnie dlatego, że mieli wcześniej styczność z „przodkiem” wirusa „Hiszpanki”. Nie wiadomo jednak jaki to był szczep, ani jak doszło do mutacji, w wyniku której powstał zabójczy podtyp AH1N1. Odpowiedzi na to pytanie wciąż szukają specjaliści od zakażeń wirusem grypy z całego świata [2, 11, 12, 13, 14]. 7.2. Grypa azjatycka (1957) i grypa Hong-Kong (1968) Kolejną dużą pandemią grypy była grypa azjatycka, która miała miejsce w roku 1957. Wywołał ją wirus podtypu AH2N2, który początkowo rozprzestrzeniał się w Hong-Kongu, skąd przeniósł się za pośrednictwem członków załóg statków do Japonii, a także na Filipiny. Pod koniec czerwca 1957 roku grypa rozprzestrzeniała się już w Indiach i na Bliskim Wschodzie. Poczynając od miast portowych rozszerzała swój zasięg na kolejne obszary. Również drogą morską wirus AH2N2 dotarł jeszcze w tym samym roku do USA i Anglii, wkrótce opanowując cały świat. Zakażeniu w niecałe 6 miesięcy uległo 40-50% populacji, z czego zachorowało 30%, a zmarło 1,5 miliona ludzi na całym świecie. Do śmiertelnych powikłań dochodziło głównie wśród dzieci i ludzi starszych. Wirus AH2N2 nie był jednak aż tak zjadliwy jak wirus „Hiszpanki”, nie doprowadził więc do tak ogromnych strat jak pandemia z 1918 roku. Nie bez znaczenia był tu fakt, że w 1957 roku naukowcy już wiedzieli, że w przypadku grypy mają do czynienia z chorobą wirusową i jeszcze w tym samym roku opracowali szczepionkę, która ograniczyła rozprzestrzenianie się choroby. Szczep grypy AH2N2 utrzymywał się jednak w populacji przez około 10 lat, gdzieś w ciągu tego okresu, prawdopodobnie po zakażeniu tym szczepem świń, doszło do reasortacji genomu wirusowego i w wyniku 64 Epidemiologia wirusa grypy i główne pandemie grypy w XX i XXI wieku skoku antygenowego powstał nowy wirus podtypu AH3N2, który był odpowiedzialny za kolejną pandemię grypy z roku 1968. Była to tzw. „Grypa Hong-Kong” od nazwy miasta, w którym odnotowano pierwsze przypadki chorobowe. Jeszcze w tym samym roku pandemia rozprzestrzeniła się w Stanach Zjednoczonych, trwała rok i spowodowała około 700 000 zgonów na całym świecie. „Grypa Hong-Kong” była mniej groźna od pandemii z roku 1957, ponieważ wirusy AH2N2 i AH3N2 były ze sobą blisko spokrewnione, różniły się tylko nieznacznie sekwencją aminokwasową hemaglutyniny, która zmieniła się w wyniku skoku antygenowego. Dzięki temu podobieństwu ludzie, którzy mieli styczność z wirusem z roku 1957 posiadali przeciwciała chroniące ich w pewnym stopniu również przed reasortantem AH3N2, który zaatakował w roku 1968 [2, 11, 15]. 7.3. Grypa rosyjska (1977) Kolejna epidemia, tym razem o mniejszej skali, wybuchła w 1977 roku, w Rosji. Grypę wywoływał tym razem szczep wirusa AH1N1, jednak był on o wiele mniej zjadliwy niż wirus „Hiszpanki”. Populacja była już w pewnym stopniu odporna na ten podtyp wirusa, istniały również szczepionki przeciw grypie, tak więc epidemia ta nie miała tak dużego znaczenia jak wcześniejsze, które miały miejsce w XX wieku. Przebieg choroby wywoływanej przez podtyp rosyjski AH1N1 nie był bardzo ciężki, zgonów również było mniej niż w czasie poprzednich pandemii. Chorowały głównie dzieci i młodzież, czyli osoby, które nie miały wcześniej styczności z wirusem podtypu AH1N1. Nie wiadomo do końca czy w przypadku grypy rosyjskiej z roku 1977 możemy mówić o pandemii czy epidemii, gdyż brak jest danych na temat śmiertelności w wyniku zakażenia tym podtypem wirusa [15]. Jak można zaobserwować na przestrzeni lat od czasu „Hiszpanki” w 1918 roku, kolejne pandemie grypy nie były już tak groźne i tragiczne w skutkach. Zapewne przyczynił się do tego rozwój medycyny, a także większa świadomość ludzi i propagowanie profilaktyki w celu uniknięcia zakażenia. 65 Aleksandra Żurek, Monika Dźwierzyńska, Maciej Frant 8. Najnowsze pandemie grypy 8.1. „Ptasia grypa” (2005) W ostatnich latach problem grypy powrócił z większą siłą i to nie tylko w postaci corocznych epidemii grypy sezonowej. Dużo mówiono także o zagrożeniu związanym z nadejściem nowej, ogólnoświatowej pandemii grypy. W 2005 roku w mediach zrobiło się głośno na temat wybuchu pandemii tak zwanej „ptasiej grypy”. Wywołał ją wirus o podtypie AH5N1, który po raz pierwszy pojawił się w 1997 roku na fermach drobiu w Hong-Kongu. Rozprzestrzeniał się on wśród ptaków bardzo szybko, dawał silne objawy chorobowe i cechował się bardzo wysoką śmiertelnością wśród zakażonego drobiu. Za przyczynę wybuchu epidemii uznano wówczas fatalne warunki sanitarne, jakie panowały na fermach, a jako że wirus nie wykazywał tropizmu do ludzi, chorobę stłumiono przez wybicie wszystkich ptaków hodowanych na fermach nią objętych. Problem uznano za rozwiązany, jednak w 2003 roku wirus AH5N1 zaatakował ponownie, również rozprzestrzeniając się wśród ptaków hodowlanych w krajach takich jak: Chiny, Indonezja, Japonia, Korea Południowa, Tajlandia i Wietnam. Rok później zaczęto odnotowywać pierwsze zakażenia drobiu w Europie, a w roku 2005 chorego ptactwa ciągle przybywało. Naukowców zaalarmowały przypadki zakażeń ludzi wirusem AH5N1 i choć było ich stosunkowo niewiele, to jednak śmiertelność wśród osób zakażonych tym podtypem wirusa była bardzo wysoka. Ludzi zaczął ogarniać strach przed śmiertelną pandemią, który był jeszcze dodatkowo podsycany przez media. Naukowcy byli bardzo poruszeni faktem wystąpienia międzygatunkowego tropizmu wirusa AH5N1, gdyż ten podtyp nigdy wcześniej nie atakował ludzi. Zakażenia ludzi były jednak rzadkie i występowały tylko u osób mających bezpośredni kontakt z chorymi ptakami, nie odnotowano wówczas ani jednego przypadku przenoszenia się wirusa „ptasiej grypy” między ludźmi. Był to dobry znak, jednak u ludzi, którzy już ulegli zakażeniu i zachorowali śmiertelność była wręcz zatrważająca, sięgała bowiem aż 60%. Dla porównania, śmiertelność w wyniku zakażeń pandemicznym szczepu AH1N1 z roku 1918 wynosiła blisko 5%. Ten wysoki wskaźnik zgonów, jak również zerowa odporność ludzi na ten podtyp wirusa, oraz brak dostępnych szczepionek przeciwko niemu były przyczyną zagrożenia pandemicznego. Dodatkowym problemem było odnotowanie kilku przypadków zakażeń świń wirusem AH5N1. Zaniepokoiło to wirusologów badających problem ptasiej grypy, wiadomo bowiem, że to właśnie świnie są ogniwem, w którym ludzkie szczepy wirusa grypy mutują z ptasimi. Zaistniało więc ryzyko 66 Epidemiologia wirusa grypy i główne pandemie grypy w XX i XXI wieku powstania nowego reasortanta AH5N1, który łatwo rozprzes-trzeniałby się wśród ludzi. Ten czarny scenariusz jednak się nie spełnił i jak dotąd wirus „ptasiej grypy” nie wykazuje transferu z człowieka na człowieka. Liczba zgonów wśród ludzi chorych na „ptasią grypę” w latach 2003-2009 wynosiła 262. W skali światowej nie ma to więc wielkiego znaczenia, jednak stan zakażeń wirusem AH5N1 jest cały czas ściśle monitorowany przez WHO, ze względu na pandemiczny potencjał tego podtypu wirusa. W czerwcu 2010 roku odnotowano w Chinach przypadek śmiertelny spowodowany przez wirus podtypu AH5N1. Była to 22-letnia kobieta w ciąży. Nie znano dokładnej drogi zakażenia, jednak podejrzewano, że kobieta ta mogła mieć kontakt z chorymi lub martwymi ptakami. Nie odnotowano jednak zakażeń u osób z otoczenia zmarłej, więc nadal nie potwierdzono transferu wirusa AH5N1 między ludźmi [2, 16, 17, 18]. 8.2. „Świńska grypa” (2009) W 2009 roku wybuchła kolejna pandemia grypy, nazwana „świńską grypą”. Wywołał ją wirus podtypu AH1N1. Był to zupełnie nowy reasortant powstały ze szczepów świńskich, ludzkich i ptasich. Pierwsze zakażenia zostały odnotowane w marcu 2009 roku w Meksyku, stąd późniejsza nazwa tej pandemii - „grypa meksykańska”. Zakażenia u ludzi stwierdzono również w 160 innych krajach, głównie w Ameryce Północnej, Azji i Europie. Wirus „świńskiej grypy” wyróżniał się wysoką zaraźliwością, przenosił się bowiem między ludźmi drogą kropelkową, jednak objawy infekcji nie były bardzo ciężkie i nasileniem przypominały grypę sezonową. Chorzy zazwyczaj sami wracali do zdrowia, śmiertelność była więc stosunkowo niska. Badania nad genomem nowego wirusa AH1N1 wykazały wiele analogii między tym podtypem, a wirusem AH1N1, który wywołał pandemię „Hiszpanki” w 1918 roku. Być może więc oba podtypy są ze sobą spokrewnione, a nawet nowy wirus AH1N1 może wywodzić się bezpośrednio ze szczepu z 1918 roku. Jest to jednak z pewnością jego łagodniejsza odmiana. W związku z bardzo szybkim tempem rozprzestrzeniania się nowego wirusa grypy i wzrostem liczby zachorowań na „świńską grypę”, WHO 11 czerwca 2009 roku ogłosiła szósty, najwyższy stopień zagrożenia, a więc pandemię tej choroby. Mimo niskiej śmiertelności wśród ludzi chorych, decyzja ta była uzasadniona, gdyż „świńska grypa” z roku 2009 jest do tej pory najszybciej rozprzestrzeniającą się odmianą tego wirusa. Charakteryzuje się on dużą zakaźnością, a także wykazuje transfer człowiek-świnia-człowiek, dzięki któremu może dojść do utworzenia się nowego reasortanta wirusa o większej zjadliwości. WHO cały czas prowadzi rejestr zachorowań na „świńską grypę” ze szczególnym uwzględnieniem nietypowego przebiegu choroby, oraz przypadków 67 Aleksandra Żurek, Monika Dźwierzyńska, Maciej Frant śmiertelnych, by móc w porę zaalarmować o ewentualnym wzroście zjadliwości nowego szczepu grypy AH1N1 [19, 20]. 9. Podsumowanie Mimo rozwoju nauki i medycyny grypa wciąż jest problemem, który nęka nas od lat i z którym do dziś nie udało się nam skutecznie uporać. Dowodem na to są ciągle powracające epidemie, jak choćby „ptasia grypa” z roku 2005 czy „świńska grypa” z roku 2009. Wybuchają one w miejscach, gdzie człowiek żyje w bliskim sąsiedztwie zwierząt, takich jak fermy drobiu, czy hodowle świń. Największe światowe pandemie jak i większość epidemii grypy miały swój początek w Azji południowowschodniej. Region ten uznawany jest powszechnie za światowe epicentrum grypy. Ludzie żyją tam w pobliżu zwierząt, głównie ptaków, które hodowane są w bardzo złych warunkach sanitarnych. Nieprzestrzeganie higieny pracy i trzymanie ptaków oraz mięsa w nieparzystosowanych do tego, często zanieczyszczonych pomieszczeniach i w nieodpowiedniej temperaturze, sprzyja szerzeniu się infekcji. Dlatego oprócz opracowywania coraz to nowych szczepionek skierowanych przeciwko nowopowstałym szczepom wirusa grypy, bardzo ważna jest również profilaktyka i edukacja ludzi na temat przestrzegania zasad higieny i postępowania w przypadku zauważenia objawów chorobowych u siebie jak i u innych. Dzięki temu być może uda się nam chociaż w pewnym stopniu uniknąć podstępnego wroga jakim jest wirus grypy [1]. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Samorek-Salamonowicz E., Wijaszka T., Kozdruń W., Zoonotyczne aspekty ptasiej grypy, Postępy Mikrobiologii, 45 (2006), Supl. I., 39-49 Werner A., Wszystko o ptasiej grypie, KIRKE, 2005, Wrocław Machała M., Brydak L. B., Grypa w różnych aspektach, Część I, Pol. Merk. Lek. (2006), XXI, 123, 270 http://pathmicro.med.sc.edu/mhunt/flu.html, „Virology- ChapterThirteen, Influenza Virus”, Ostatni dostęp do treści publikowanych na podanej stronie miał miejsce podczas pisania pracy, tj. w okolicach połowy marca, aktualnie strona jest nieaktywna. Jeżeli chodzi o daty dostępu do pozostałych stron koncentrują się one wokół terminu podanego powyżej (czyli połowy marca). Piekarowicz A., Podstawy wirusologii molekularnej, PWN, Warszawa (2004), s. 96, 197, 266, 475 http://www.ictvonline.org/virusTaxonomy.asp?bhcp=1, 1.International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV), (2014) Brydak L. B., Grypa i jej profilaktyka, Springer PWN, Warszawa (1998) Collier L., Wirusologia. PZWL, Warszawa (2001), 153-169 68 Epidemiologia wirusa grypy i główne pandemie grypy w XX i XXI wieku 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. http://www.cdc.gov/flu/about/viruses/transmission.html”, Ostatni dostęp do treści publikowanych na podanej stronie miał miejsce podczas pisania pracy, tj. w okolicach połowy marca, aktualnie strona jest nieaktywna Clark L., Hall J., Avian influenza in wild birds: status as reservoirs, and risks to humans and agriculture, Ornithological Monographs (2006), 60: 3-29 Machała M., Brydak L. B., Grypa w różnych aspektach, Część II, Pol. Merk. Lek. (2006), XXI, 123, 277 Gibbs W., Soares C., Pandemia za progiem, Świat Nauki (2005), Nr 11 (171), 25-33 Oldstone M., Wirusy, plagi i dzieje ludzkości, Prószyński i S-ka, Warszawa (2002), 192-208 Taubenberger J., Reid A., Fanning T., Wskrzeszenie zabójcy. Świat Nauki (2005), Nr. 2 (162), 48-57. Kilbourne E. D., Influenza Pandemics of the 20th Century, Emerg Infect Dis.(2006), 12(1), 9-14 Płusa T., Współczesne wirusowe wziewne zakażenia układu oddechowego, Postępy Mikrobiologii (2006), Nr 45, Supl. I, 19-22 http://www.who.int/csr/don/2010_06_08/en/index.html, “Avian influenzasituation in China” The Writing Committee of the World Health Organization (WHO), (2010) http://content.nejm.org/cgi/content/full/353/13/1374, “Avian Influenza A (H5N1) Infection in Humans”, The Writing Committee of the World Health Organization (WHO) Consultation on Human Influenza A/H5, (2005) http://www.who.int/csr/disease/swineflu/frequently_asked_questions/about_di sease/en/, “What is the pandemic (H1N1) 2009 virus?”, The Writing Committee of the World Health Organization (WHO),(2010) http://www.who.int/wer/2009/wer8421/en/index.html, The Writing Committee of the World Health Organization (WHO), (2009) 69 Aleksandra Żurek, Monika Dźwierzyńska, Maciej Frant Epidemiologia wirusa grypy i główne pandemie grypy w XX i XXI wieku Streszczenie Grypa (Influenza) to zakaźna choroba wirusowa, przenoszona drogą kropelkową, która atakuje drogi oddechowe. Wywołuje ją wirus o genomie w postaci jednoniciowego RNA z rodziny Orthomyxoviridae. Wyróżnia się trzy odmiany wirusa grypy (A, B i C), z których każda obejmuje wiele podtypów. Zmienność wirusa jest wynikiem dwóch mechanizmów: skoku antygenowego i przesunięcia antygenowego. Oba te mechanizmy obejmują zmiany w antygenach powierzchniowych obecnych w otoczce wirusa: hemaglutyninie (H) i neuraminidazie (N). Najgroźniejszą pandemią grypy w XX w. była tzw. „Hiszpanka”, mająca miejsce w latach 1918-1919, wywołana przez podtyp wirusa A H1N1. Zakażeniu uległo wówczas do 50% światowej populacji, co przy śmiertelności sięgającej 5% daje ogromną liczbę 50 milionów ofiar na całym świecie. Do późniejszych pandemii grypy zalicza się grypę azjatycką z roku 1957 wywołaną przez łagodniejszy szczep wirusa - A H2N2, która pochłonęła około 1,5 miliona ofiar, grypę Hong-Kong (od pierwotnego miejsca wybuchu pandemii) z roku 1968, która spowodowała około 700 000 zgonów na świecie (podtyp A H3N2) i grypę Rosyjską z roku 1977 (A H1N1 – brak dokładnych danych na temat śmiertelności). Każda kolejna pandemia powodowała coraz mniej zgonów w populacji ludzkiej. Zapewne przyczynił się do tego rozwój medycyny, a także wzrastająca świadomość ludzi i propagowanie profilaktyki w celu uniknięcia zakażenia. Ostatnie lata uświadomiły nam jednak, że problemu grypy nie należy lekceważyć. Wybuch pandemii „ptasiej grypy” w roku 2005 czy „świńskiej grypy” w 2009 przypomniały ludziom, że trzeba pamiętać o tej chorobie, bo wirus grypy jest w stanie jeszcze nie jeden raz nas zaskoczyć. Słowakluczowe: grypa, hiszpanka, pandemia The epidemiology of influenza virus and the major flu pandemics in the XX and XXI century Abstract Flu (Influenza) is an infectious, viral disease transmitted by droplet infection that attacks the respiratory system. It is caused by a virus having a genome in the form of single-stranded RNA of the family Orthomyxoviridae. There are three types of influenza virus (A, B and C), each of which includes a variety of subtypes. The variability of the virus is the result of two mechanisms: antigen drift and antigen shift. Both of these mechanisms include changes in the surface antigens present in the viral envelope: hemagglutinin (H) and neuraminidase (N). The most dangerous influenza pandemic in XX century, called "Spanish Flu", took place in 1918-1919 and was caused by the A H1N1 virus subtype. 50% of the world population became infected then, which with mortality rates of up to 5% gives an enormous number of 50 million deaths worldwide. The subsequent influenza outbreaks include Asian Flu from 1957 caused by a less virulent subtype - A H2N2, which claimed approximately 1.5 million victims, Hong-Kong Flu (from the original site of a pandemic outbreak) from 1968, which resulted in about 700 000 deaths around the world (subtype A H3N2) and the Russian Flu from 1977 (A H1N1 - a lack of accurate mortality data). Each of the next pandemic caused fewer deaths in the human population. This might be contributed to the development of medicine, as well as increasing awareness of people and promoting prevention to avoid infection. Recent years have made us realize, however, that the problem of influenza should not be underestimated. The "Bird Flu" pandemic in 2005 or "Swine Flu" from 2009 reminded us that there is a need to remember about the disease, because the flu virus is still able to surprise us. Keywords: flu, Spanish flu, pandemic 70 Katarzyna Wojewoda1, Anna Kozioł2, Ewa Kosior-Jarecka3 Jaskra – choroba neurodegeneracyjna 1. Wprowadzenie Jaskra jest zespołem schorzeń neurodegeneracyjnych o zróżnicowanej etiologii, prowadzących do uszkodzenia, a następnie obumierania komórek zwojowych siatkówki (retinal ganglion cells – RGC) [1]. Obraz kliniczny oraz tempo progresji neuropatii w różnych postaciach jaskry może być odmienny, wspólne są natomiast obserwowane w każdym typie, zmiany strukturalne tarczy nerwu wzrokowego t.j. uogólnione powiększenie zgłębienia cup/disc, poszerzenie wnęki, lokalny ubytek pierścienia nerwowo-siatkówkowego (notch), przewężenie pierścienia nerwowosiatkówkowego z następowym całkowitym przerwaniem, ugięcie naczyń, przemieszczenie wiązki naczyniowej, krwotoczkinatarczowe oraz zanik około tarczowy [2]. Zmiany degeneracyje w jaskrze obejmują także pozostałe struktury drogi wzrokowej ośrodkowego układu nerwowego (OUN): ciała kolankowate boczne (lateralgeniculatumnucleus – LGN) oraz korę wzrokową [1]. Jaskra stanowi obecniepierwszą nieodwracalną przyczynę utraty wzroku na świecie; według badań epidemiologicznych do 2020 roku, populacja chorych na jaskrę pacjentów wzrośnie do 80 milionów [3]. Podłożem tendencji wzrostowej zachorowalności jest starzenie się społeczeństwa, gdyż wiek jest jednym z czynników ryzyka rozwoju jaskry, której prawdopodobieństwo rozwoju wzrasta niemal 7-krotnie po 55 roku życia, co przemawia za słusznością tezy o neurodegeneracyjnym charakterze schorzenia [4]. Pozostałe czynniki predysponujące do rozwoju jaskry to rasa afroamerykańska, pozytywny wywiad rodzinny, krótkowzroczność oraz współistnienie zaburzeń regulacji krążenia, w tym przede wszystkim wazokonstrykcji [1]. Jaskra może być także wynikiem odpowiedzi autoimmunologicznej ustroju[5]. Najważniejszym, a zarazem głównym modyfikowalnym czynnikiem ryzyka rozwoju jaskryjest wzrost ciśnienia wewnątrzgałkowego(intraocularpressure-IOP). W tradycyjnym ujęciu, za górną granicę normy przyjmuje się wartość 21 mmHg; wraz ze wzrostem 1 [email protected], Studenckie Koło Naukowe przy Katedrze Okulistyki Uniwersytetu Medycznego w Lublinie 2 [email protected], Studenckie Koło Naukowe przy Katedrze Okulistyki Uniwersytetu Medycznego w Lublinie 3 [email protected], Klinika Diagnostyki i Mikrochirurgii Jaskry Katedry Okulistyki Uniwersytetu Medycznego w Lublinie 71 Katarzyna Wojewoda, Anna Kozioł, Ewa Kosior-Jarecka IOP do 26 mmHg, ryzyko rozwoju jaskry zwiększa się 12-krotnie. Jednakże nie u wszystkich pacjentów, u których stwierdzono podwyższone IOP, dochodzi do neuropatii jaskrowej, z drugiej strony, 50% pacjentów ze zdiagnozowaną jaskrą normalnego ciśnienia ma IOP w granicach wartości prawidłowych. Redukcję IOP możemy osiągnąć leczeniem zachowawczym oraz operacyjnym.Badania EMGT oraz OHTS wykazały, że redukcja IOP jest skuteczną metodą hamowania progresji u pacjentów ze zdiagnozowaną jaskrą, jak również rozwoju choroby u osób z nadciśnieniem ocznym. Ponadto według badania RCT, obniżenie IOP zapobiega progresji, także w jaskrze normalnego ciśnienia, a redukcja ryzyka sięga nawet 10% na każdy 1 mmHg [6]. Jednak u 50% pacjentów, stwierdza się progresję zmian tarczy nerwu wzrokowego i/lub zaburzeń pola widzenia, pomimo obniżenia IOP.Sugeruje to potrzebę zmiany postrzegania jaskry, nie, jako choroby związanej z samym wzrostem IOP, lecz wrażliwością struktur układu nerwowego na IOP oraz poszukiwania innych mechanizmów, przyczyniających się do progresji choroby [1]. 2. Cel pracy Celem naszej pracy było dokonanie przeglądu i analizy doniesień naukowych, dotyczących badań nad neurodegeneracyjnym podłożem jaskry oraz implikacji klinicznych ich wyników, związanych z wprowadzeniem innowacyjnych metod terapeutycznych tego schorzenia. 3. Materiały i metody Dokonaliśmy przeglądu piśmiennictwa bazy PubMed, uwzględniając zarówno artykuły o charakterze badawczym, jak również przeglądowym. Poszukiwane słowa kluczowe: glaucoma, retinal ganglion cells, lateralgeniculatenucleus, neurodegeneration, neuroprotection, transsynapticneuraldegeneration. Cytowania ograniczono do artykułów opublikowanych w języku anglosaskim. 4. Apoptoza RGC W patomechanizmie jaskry, niezależnie od czynnika sprawczego, RGC giną w procesie zaprogramowanej śmierci komórki-apoptozy, charakteryzującej się fragmentacją DNA, formowaniem ciałek apoptotycznych, utratą potencjału błonowego mitochondrium oraz zmianami strukturalnymi błony cytoplazmatycznej. Zmiany te zostały zaobserwowane w obrębie RGC w modelach zwierzęcych podwyższonego IOP oraz neuropatii jaskrowej u ludzi. Proces apoptozy jest kontrolowany przez proteazy cysteinowe – kaspazy, dotychczas zidentyfikowano 14 białek tej rodziny. Występują one 72 Jaskra – choroba neurodegeneracyjna w normalnych komórkach w postaci pro-enzymów, aktywowanych poprzez ograniczoną proteolizę domeny blokującej, co zapoczątkowuje reakcję kaskadową. Odbywa się to na drodze aktywacji ścieżki zewnętrznej bądź wewnętrznej apoptozy. W zwierzęcym modelu jaskry stwierdzono podwyższoną ekspresję mRNAkaspazy 3, 8 oraz 9. Droga zewnętrzna inicjowana jest przez przyłączenie Fas ligand (FasL) lubczynnika martwicy nowotworu (tumor necrosisfactor – TNF) do receptorów błony komórkowej. Wzrost IOP aktywuje ścieżkę zewnętrzną, jak również aktywację mikrogleju, utratęoligodendrocytównerwu wzrokowego oraz RGC. Przeciwciała anty-TNF-alfa lub antagoniści jego recetorów, hamują uszkadzający efekt nadciśnienia ocznego w modelu zwierzęcym. W wyniku wzrostu IOP dochodzi także do uwolnienia cytochromu c z przestrzeni międzybłonowej mitochondrium do cytoplazmy, co aktywuje kaskadę kaspaz. Proces ten, określany drogą wewnętrzną apoptozy, jest regulowany przez białka rodziny Bcl-2, działające pro-apoptotycznie: Bax, Bid i Bad oraz anty-apoptotycznie wraz z białkiem Bcl-x. Blokowanie pierwszych oraz promowanie aktywności drugich ma działanie neuroprotekcyjne na RGC. Apoptoza może zachodzić również w procesach zależnych od jonów wapnia, pełniących kluczową rolę dla prawidłowej funkcji neuronów, których zaburzenia są elementem patomechanizmu wielu chorób neurodegeneracyjnych. Wzrost stężenia jonów wapnia w cytoplazmie komórki, stwierdzony także w związku z ekspozycją na wysokie ciśnienie hydrostatyczne, aktywuje zależne od wapnia enzymy: kalcyneurynę oraz kalpainę - uruchamiające procesy apoptozy w komórce. Działanie neuroprotekcyjne na RGC można osiągnąć poprzez stosowanie inhibitorów powyższych enzymów, jak również bezpośrednie chelatowanie zewnątrzkomórkowych jonów wapnia. Mechanizmem zapoczątkowującym degradacji komórki w powyższych procesach może być: utrata dostawneutrofin do neuronu, aktywacja mikrogleju oraz ekscytotoksyczność. Neutrotrofiny są białkami drobnocząsteczkowymi, regulującymi rozwój, czynność oraz przeżycie neuronów, należą do nich: czynnik wzrostu nerwów (nervegrowthfactor-NGF), mózgowo-pochodny czynnik wzrostu (brain-derivedgrowthfactor-BDNF), neutrofiny 3 (NT-3) i 4/5 (NT-4/5). Wiążą się z się z receptorami błonowymi z rodziny kinaz zależnych od tropomiozyny(tropomyosine-dependent kinase-Trk) oraz receptorem p75NT. Siatkówka jest zaopatrywana w neurortrofiny przez LGN, dostarczane w mechanizmie retrogradalnego transportu aksonalnego do ciał komórkowych RGC, po przyłączeniu do Trk i internalizacji do pęcherzyka 73 Katarzyna Wojewoda, Anna Kozioł, Ewa Kosior-Jarecka endosomalnego. Podwyższenie IOP, jako czynnik stresowy, zaburza transport aksonalny, pozbawiając RGC stałego dopływu BDNF oraz BDNFR, którego zahamowanie uaktywnia wewnętrzną ścieżkę apoptozy. Egzogenna administracja NGF w postaci kropel, działa protekcyjnie na RGC w modelu zwierzęcym i poprawia funkcje wzrokowe u pacjentów z jaskrą. BDNF podawane w iniekcji do ciała szklistego czy neutrotro-finydostarczane w wektorze adenowirusowym, promują przeżycie RGC, a także zachowanie integralności wypustek neuronalnych. Jednak efekt ten jest krótkoterminowy, prawdopodobnie poprzez regulację w dół Trk, obserwowaną także w odpowiedzi na wzrost ekspresji neurotrofin po urazie neuronu. Astrocyty, komórki Mullera oraz mikroglej, to elementy tkanki glejowej w siatkówce. W modelach jaskry, stwierdzono podwyższoną ekspresję markerów komórek glejowych – kwaśnego białka włókienkowego (glialfibrillaryacidic protein (GFAP), świadczącą o ich aktywacji. Komórki glejowe mogą promować apoptozę w mechanizmie ścieżki wewnętrznej, poprzez wzrost syntezy TNF-alfa oraz ekspresji Fas i FasL, w odpowiedzi na podwyższone IOP. Jednocześnie chronią RGC przed apoptozą, dostarczając neuronom neurotrofin, a także czynników transkrypcji białek szoku cieplnego i erytropoetyny, o działaniu anty-apoptotycznym. Kwas glutaminowy jest głównym neurotransmiterem pobudzającym siatkówki, który przyłączając się do receptorów NMDA, powoduje napływ jonów wapniowych do komórki. Wysokie stężenie wewnątrzkomórkowe jonów wapnia aktywuje proteazy oraz zależne od wapnia mechanizmy apoptozy, co określane jest mianem ekscytotoksyczności. Zaburzenia perfuzji w siatkówce, będące skutkiem wazokonstrykcji, z następową reperfuzją, prowadzą do niedotlenienie i pozbawienia komórki składników odżywczych, a w konsekwencji upośledzenia mechanizmu oddychania wewnątrzkomórkowego oraz uwolnienia reaktywnych form tlenu. Naturalne mechanizmy antyoksydacyjne, nie są w stanie zneutralizować nadprodukcji rodników tlenowych w RGC oka objętego jaskrą. Wzrost ekspresji syntetazy tlenku azotu, w związku z nadmiarem reaktywnych form tlenu, obserwuje się zarówno w tkance glejowej RGC, jak i neuronach. Procesy neutralizacji rodników, prowadzą do powstania nitrotyrozyny, której obecność stwierdzono w LGN w modelu jaskry[7÷9]. 5. Jaskra, jako choroba transsynaptyczna Zarówno w jaskrze, jak i innych chorobach neurodegeneracyjnych, wczesną manifestacją wpływu czynników uszkadzających są zaburzenia funkcjonalne, znacznie wyprzedzające zmiany strukturalne, które można zaobserwować dopiero w zaawansowanym stadium choroby. Jako pierwsze pojawiają się aberracje transportu aksonalnego. Zahamowany zostaje 74 Jaskra – choroba neurodegeneracyjna mechanizm retrogradalny, zapewniający stały dopływ neurotrofin, przede wszystkim BDNF, z LGN do RGC. Bezmielinowe fragmenty włókien nerwowych, w przejściu przez pole sitowe, są najbardziej narażone na uszkodzenia, prowadzące do uwolnienia cytokin prozapalnych i aktywacji gleju, co bez czynników troficznych, promujących przeżycie neuronów, skutkuje obumieraniem neuronów.Potwierdzeniem zaburzeń transportu retrogradalnego jest charakterystyczny układ zmian w polu widzenia w przebiegu jaskry, skorelowany z budową anatomiczną głowy nerwu wzrokowego, która jest miejscem wyjścia zmian w polu widzenia, zstępujących do siatkówki. Jest to zgodne z teorią kompartmentalizacji, czyli wybiórczego uszkodzenia neuronów w chorobach neurodegeneracyjnych [1, 4, 9÷11]. Degenerację transsynaptyczną stwierdzono u pacjentów z jaskrą pierwotną otwartego kąta, jak również w modelu zwierzęcym przewlekłego podwyższonego ciśnienia śródgałkowego. O rozprzestrzenianiu się zmian poprzez połączenia synaptyczne na kolejne struktury drogi wzrokowej, świadczy m.in. obniżenie ekspresji głównego białka zagęszczenia postsynaptycznego w neuronach stożkowych w wyniku podwyższonego IOP, przy braku utraty włókien nerwu wzrokowego [9]. Badania wykazały, iż aktywacja gleju wyprzedza znacznie utratę RGC, pojawiającą się równolegle ze zmianami w OUN [8]. 6. Ciało kolankowate boczne Większość aksonów RGC pośredniczy w przesyłaniu informacji wzrokowej pomiędzy siatkówką a neuronami LGN, będącym pierwszym ośrodkiem wzrokowym w mózgu. LGN jest zbudowane z 6 warstw neuronów, zorganizowanych w 3 szlaki wzrokowe. Grzbietowe warstwy 1 i 2, składają się z dużych neuronów, tworząc szlak wielkokomórkowy, odpowiedzialny za percepcję kontrastu oraz ruchu. Małe neurony znajdują się w warstwach 3-6, przesyłają informację o barwach w osi czerwonozielonej. Pomiędzy powyższymi warstwami usytuowane są neurony stożkowe, tworzące szlak percepcyjny kolorów osi niebieski-na-żółtym. Warstwy 2, 3, 5 otrzymują informację z oka ipsilateralnego, natomiast 1, 4, 6 są powiązane z okiem kontralateralnym[9].Populacje neuronów możemy podzielić na przekaźnikowe, przesyłające impulsy do kory wzrokowej oraz wstawkowe, ograniczone do LGN [12]. Badania na modelu zwierzęcym jaskry wykazały zmiany degeneracyjne wszystkich 3 szlaków przekaźnikowych LGN, skorelowane pozytywnie z wartościami IOP oraz zmianami w obrębie tarczy nerwu wzrokowego. Dotyczyły one zwiększenia gęstości oraz zmniejszenia wielkości ciał komórkowych, z jednoczesną utratą włókien nerwowych, a także uogólnio- 75 Katarzyna Wojewoda, Anna Kozioł, Ewa Kosior-Jarecka nego ścieńczenia poszczególnych warstw. Wyniki badań nie są zgodne, co do stwierdzenia, która z warstw najsilniej podlega procesom zanikowym, jednak większość z nich wskazuje na większe zmiany degeneracyjne obejmujące warstwę wielkokomórkową, czego przyczyną może być preferencyjna utrata dużych RGC, przekazujących do niej impulsy [12÷17]. Podobne zmiany zaobserwowano również w ludzkich LGN w badaniach post-mortem [18]. Nowoczesne techniki obrazowania radiologicznego pozwoliły na obserwowanie zmian neurodegeneracyjnych in vivo. Na modelu zwierzęcym, w badaniu pozytronowej tomografii emisyjnej, stwierdzono aktywacje gleju w obrębie LGN w jaskrze – na wczesnym, a degenerację LGN – na umiarkowanym etapie zaawansowania[19]. Zmiany zobrazowane w badaniu rezonansu magnetycznego pacjentów z jaskrą, obejmowały zmniejszenie wysokości oraz objętości LGN, skorelowane ze stanem klinicznym chorych [20÷24]. Potwierdzeniem degeneracyjnych zmian szlaków wzrokowych są wyniki testów czynnościowych. Badania perymetryczne wykazały deficytprzekaźnictwa szlaku wielkokomórkowego. Welektroretinogramie, badaniu wzrokowych potencjałów wywołanych oraz psychofizycznych testach czułości osi czerwono-zielonej stwierdzono zaburzenia w przesyłaniu impulsów przez szlak drobnokomórkowy. Natomiast deficyty w zakresie osi niebiesko-żółtej, zanotowane w badaniu perymetrycznym, potwierdzają ubytki także w czynności komórek przestrzeni międzywarstwowej [12]. Ponadto zaobserwowano, iż zniszczeniu uległy warstwy LGN, otrzymujące impulsy z kontralateralnego, nieobjętego procesem chorobowym oka. W badaniach stwierdzono także negatywny wpływ nadciśnienia ocznego na dendryty neuronów drogi wzrokowej, co prowadzi do ich kurczenia [25]. Znaleziska neuropatologiczne, pozostające w ścisłym związku z zanikiem neuronów RGN oraz LGN, zaobserwowano także w korze wzrokowej [9, 15]. Potwierdzeniem zmian degeneracyjnych kory jest również obniżenie aktywności oksydazy cytochromowej w kolumnach dominacji jednoocznej, projektującej z dotkniętego procesem chorobowym oka [9].Spektroskopia protonowa rezonansu magnetycznego wykazała zmiany koncentracji metabolitów, typowe dla procesu neurodegeneracyjnego w ciele szklistym, LGN oraz w obszarach pierwotnej kory wzrokowej [26]. Zmiany degeneracyjne oraz zaburzenia metabolizmu neuronów LGN, obserwowane w przebiegu jaskry, mogą prowadzić do zaburzeń syntezy oraz transportu, przeznaczonych dla siatkówki i RGC, neurotrofin. Utrata, kluczowych dla przeżycia molekuł przekaźnikowych, może zmniejszać odporność RGC na uszkodzenia, determinując ich obumieranie w jaskrze. 76 Jaskra – choroba neurodegeneracyjna 7. Neuroprotekcja w jaskrze Celem neuroprotekcji w jaskrze jest zahamowanie lub zapobieganie obumieraniu neuronów oraz zachowanie ich funkcji w obrębie wszystkich struktur drogi wzrokowej, poprzez zatrzymanie powyżej wymienionych procesów patofizjologicznych. Prowadzone są próby wykorzystania wielu substancji, o działaniu neuroprotekcyjnym w celach terapeutycznych, zarówno w modelu zwierzęcym jaskry, jak i innych neuropatii. Memantyna zapobiega, zależnej od glutaminianu, ekscytotoksyczności, poprzez antagonizm z receptorami NMDA. Była ona pierwszym zatwierdzonym środkiem neuroprotekcyjnym w leczeniu choroby Alzheimera; obecnie stosowana jest także w terapii choroby Parkinsona, stwardnienia rozsianego, zmian otępiennych po udarach czy urazach OUN. W szczurzym modelu zwierzęcym jaskry, wykazała działanie ochronne na RGC. Wstępne doniesienia sugerują, że efekt ten nie został potwierdzony w badaniach klinicznych, których wyniki nie zostały jeszcze opublikowane. Innym antagonistą receptorów NMDA jest bis-7-takryna, dające lepsze efekty w hodowlach. Brimonidyna obniża IOP oraz wykazuje działanie neuroprotekcyjne na RGC w modelu zwierzęcym, prawdopodobnie wpływając na szlaki antyapoptotyczne; po podaniu miejscowym penetruje do ciała szklistego i siatkówki. Receptory alfa-2 adrenergiczne, których jest agonistą, znajdują się na ludzkich RGC. Została zatwierdzona przez FDA do obniżania IOP, a jej większa skuteczność w zapobieganiu progresji zmian w polu widzenia, w porównaniu z timololem, została potwierdzona klinicznie. Jednak nie wykazano jej działania neuroprotekcyjnego u ludzi. Antagoniści receptorów beta-adrenergicznych, wapnia oraz kanałów wapniowych stosowane w celu obniżenia IOP (beta-blokery) oraz wazodylatacji, modulują także napływ jonów wapnia do RGC, który ma kluczowe znaczenie w patomechanizmie uszkodzenia neuronów na skutek niedotlenienia poreperfuzyjnego. Badania wykazały poprawę kliniczną u pacjentów, stosujących antagonistów kanałów wapniowych, mimo braku dostrzegalnych zmian w perfuzji i wartościach IOP, co sugeruje ich działanie na poziomie komórkowym, dotyczącym hamowania nadmiernego napływu wapnia do RGC oraz ich aksonów [1, 4]. 8. Wnioski Rozwój jaskry z normalnym ciśnieniem oraz progresja choroby, pomimo efektywnego obniżania IOP, może wiązać się z wtórnymi zmianami neurodegeneracyjnymi, szerzącymi się transsynaptycznie w centralnych ośrodkach wzrokowych. Jedyną skuteczną obecnie terapię jaskry, w postaci farmakologicznej oraz operacyjnej redukcji IOP, należy zatem uzupełnić o innowacyjne leczenie o działaniu neuroprotekcyjnym na siatkówkę i centralne ośrodki wzrokowe. 77 Katarzyna Wojewoda, Anna Kozioł, Ewa Kosior-Jarecka Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. Chang EE, Goldberg JL.Glaucoma 2.0: neuroprotection, neuroregeneration, neuroenhancement, Ophthalmology. 2012;119:979-86. Postępowanie w jaskrze. Wytyczne Polskiego Towarzystwa Okulistycznego. Stan na dzień 10 czerwca 2014 Quigley HA, Broman AT The number of people with glaucoma worldwide in 2010 and 2020, British Journal of Ophthalmology. 2006; 90:262-267 Crish SD, Calkins DJ. Neurodegeneration in glaucoma: progression and calcium-dependent intracellular mechanisms.Neuroscience. 2011;176:1-11 Wax MB, Tezel G. Immunoregulation of retinal ganglion cellfate in glaucoma. ExperimentalEyeResearch. 2009;88:825-830 Terminology and guidelines for glaucoma 4th Edition, EuropeanGlaucomaSociety. 2014 Qu J, Wang D, Grosskreutz CL Mechanisms of retinal ganglion cellinjury and defense in glaucomaExperimentalEyeResearch 2010;91;48-53 Almasieh M, Wilson AM, Morquette B, Cueva Vargas JL, Di Polo AThe molecular basis of retinal ganglion cell death in glaucoma. Progress in retinal&eyeresearch. 2012; 31:152-81 Gupta N†, Yücel YH† Should we treatbrain in Glaucoma, Canadian Journal of Ophthalmology 2007;42:409-13 Gupta N†, Yücel YH† Brain changes in glaucoma, EuropeanJournal of Ophthalmology. 2003 April;13 Suppl 3:S32-5 Yücel Y, Gupta N. Glaucoma of the brain: a disease model for the study of transsynaptic neural degeneration.Program Brain Research. 2008; 173:465-78 Yücel YH†, Zhang Q, Gupta N†, Kaufman PL, Weinreb RN, Loss of Neurons in Magnocellular and ParvocellularLayers of the LateralGeniculateNucleus in Glaucoma, Archives ofOphthalmology. 2000;118(3):378-384 Weber AJ, Chen H, Hubbard WC, Kaufman PL. Experimentalglaucoma and cellsize, density, and number in the primatelateralgeniculatenucleus. InvestigativeOphthalmology&Visual Science. 2000;41: 1370-1379 Yucel YH†, Zhang Q, Weinreb RN, Kaufman PL, Gupta N Atrophy of relayneurons in magno- and parvocellularlayers in the lateralgeniculatenucleus in experimentalglaucomaInvestigativeOphthalmology&Visual Science. 2001;42:3216-3222 Yucel YH†, Zhang Q, Weinreb RN, Kaufman PL, Gupta N Effects of retinal ganglion cellloss on magno-, parvo-, koniocellularpathways in the lateralgeniculatenucleus and visualcortex in glaucoma, ProgramRetininalEyeResearch. 2003;22:465-481 Zhang S, Wang H, Lu Q, Qing G, Wang N, Wang Y, Li S, Yang D, Yan F. Detection of early neuron degeneration and accompanyingglialresponses in the visualpathway in a rat model of acuteintraocularhypertension. Brain Research2009; Dec 15;1303:131-43 78 Jaskra – choroba neurodegeneracyjna 17. Gupta N, Ang LC, No¨el de Tilly L, Bidaisee L, Yucel YH. Human glaucoma and neuronaldegeneration in intracranialopticnerve, lateralgeniculatenucleus, and visualcortex. British Journal of Ophthalmology. 2006; 90:674-678 18. Chaturvedi N, Hedley-Whyte ET, Dreyer EB. Lateralgeniculatenucleus in glaucoma, American Journal of Ophthalmology. 1993;116:182-188 19. Shimazawa M, Ito Y, Inokuchi Y, Yamanaka H, Nakanishi T, Hayashi T, Ji B, Higuchi M, Suhara T, Imamura K, Araie M, Watanabe Y, Onoe H, Hara H. Analteration in the lateralgeniculatenucleus of experimental glaucoma monkeys: in vivo positronemissiontomographyimaging of glialactivation. PLoS One. 2012;7(1):e30526 20. Gupta N, Greenberg G, de Tilly LN, Gray B, Polemidiotis M, Yucel YH. Atrophy of the lateralgeniculatenucleus in humanglaucomadetected by magneticresonanceimaging. British Journal of Ophthalmology. 2009;93:56-60 21. Chen Z, Wang J, Lin F, Dai H, Mu K, Zhang H. Correlationbetweenlateralgeniculatenucleusatrophy and damage to the optic disc in glaucoma. Journal of Neuroradiology. 2013;40:281-287 22. Dai H, Mu KT, Qi JP, et al. Assessment of lateralgeniculatenucleusatrophy with 3T MR imaging and correlation with clinicalstage of glaucoma. AmericanJournal ofNeuroradiology. 2011;32:1347-1353 23. Zhang YQ, Li J, Xu L, et al. Anteriorvisualpathwayassessment by magneticresonanceimaging in normal-tensionglaucoma. Acta Ophthalmologica. 2012;90:295-302 24. Lee JY, Jeong HJ, Lee JH, et al. Aninvestigation of lateralgeniculatenucleusvolume in patients with primary openangleglaucomausing 7 tesla magneticresonanceimaging. InvestigativeOphthalmology& Visual Science. 2014;55:3468-3476 25. Gupta N†, Ly T, Zhang Q, et al. Chronic ocular hypertension induces dendrite pathology in the lateral geniculate nucleus ofthe brain. Experimental Eye Research. 2007; 84:176-84 26. Doganay S, Cankaya C, Alkan AEvaluation of corpusgeniculatumlaterale and vitreous fluid by magneticresonancespectroscopy in patients with glaucoma; a preliminarystudy. Eye2012 Aug 26; 8:1044-51 79 Katarzyna Wojewoda, Anna Kozioł, Ewa Kosior-Jarecka Jaskra jako choroba neurodegeneracyjna Streszczenie Jaskra jest progresywną neuropatią, związaną z obumieraniem komórek zwojowych sia tkówki, nieuchronnie prowadzącą do utraty wzroku. Najważniejszym, a zarazem jedynym modyfikowalnym czynnikiem rozwoju jaskry jest wzrost ciśnienia śródgałkowego (intraocularpressure-IOP). Jednak występowanie jaskry normalnego ciśnienia oraz progresja jaskry, mimo efektywnej terapii obniżającej IOP, wymagają dalszych badań nad patofizjologią jaskry. W naszej pracy dokonaliśmy przeglądu piśmiennictwa, dotyczącego przeprowadzonych w ostatnich latach badań nad neurodegeneracyjnym podłożem jaskry oraz patomechanizmemtranssynaptycznego szerzenia się, występujących w jej przebiegu zaburzeń, na pozostałe struktury obrębie centralnego układu nerwowego, tworzące drogę wzrokową, ze szczególnym uwzględnieniem pierwszego ośrodka mózgowego-ciała kolankowatego bocznego. Słowa kluczowe:jaskra, neurodegeneracja, choroba transsynaptyczna, ciało kolankowate boczne, neuroprotekcja Glaucoma as neurodegenerative disease Abstract Glaucoma is progressive optic neuropathy, leading to retinal ganglion cell death and inevitable blindness. The eminent and the only modifiable risk factor of glaucoma is increased intraocular pressure (IOP). Frequent diagnosis of the normal tension glaucomaand vision loss progression, despite successful IOP-lowering treatment, demand further investigation of glaucoma pathophysiology. We performed review of current literature, concerning glaucoma as neurodegenerative disease, affecting central nervous system's structures in the visual tract, especially lateral geniculatum nucleus. Keywords: glaucoma, neurodegeneration, transsynaptic disease, lateral geniculatum nucleus, neuroprotection 80 Barbara Cuch1, Piotr Kozłowski2, Magdalena Kozłowska3, Błażej Rogowski4, Paweł Nachulewicz5 Leczenie chirurgiczne wybranych schorzeń opłucnej 1. Wprowadzenie Wśród schorzeń opłucnej, ropniak opłucnej i odma opłucnowa samoistna są najczęściej występującymi chorobami w populacji dziecięcej. O ile ropniak opłucnej jest zwykle powikłaniem zapalenia płuc, to odma samoistna opłucnowa pojawia się zwykle nagle w życiu wcześniej zdrowego młodego człowieka. Choroby techarakteryzują się ciężkim przebiegiem, a wytyczne dotyczące ich leczenia nie są wciąż jasno określone. Istnieje wiele metod leczenia chirurgicznego zarówno ropniaka opłucnej, jak i odmy samoistnej. Różnią się one zakresem interwencji chirurgicznej oraz stosowanymi w tym celu narzędziami. Technikę leczenia zabiegowego tych chorób udoskonalano na przestrzeni ostatnich stu lat. W tym okresie obserwujemy przejście od prostej punkcji jamy opłucnej do leczenia techniką wideotorakoskopii, która stała się możliwa dzięki nowoczesnej technologii. 2. Cel pracy Celem pracy jest przedstawienie stosowanych dotychczas metod chirurgicznych leczenia ropniaka opłucnej oraz odmy samoistnej opłucnowej u dzieci. W pracy zawarty został również rys historyczny, przedstawiający ewolucję techniki leczenia zabiegowego tych jednostek chorobowych. Przedstawiamy także doświadczenia w zakresie leczenia odmy samoistnej opłucnowej oraz ropniaka opłucnej z Kliniki Chirurgii i Traumatologii Dziecięcej Uniwersyteckiego Szpitala Dziecięcego w Lublinie. 1 [email protected], Katedra i Zakład Anatomii Prawidłowej Człowieka, I Wydział Lekarski, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.umlub.pl 2 [email protected] , Katedra i Zakład Anatomii Prawidłowej Człowieka, I Wydział Lekarski, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.umlub.pl 3 [email protected], Katedra i Zakład Farmakologii Doświadczalnej i Klinicznej, II Wydział Lekarski, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.umlub.pl 4 [email protected], Katedra i Klinika Chirurgii i Traumatologii Dziecięcej, II Wydział Lekarski, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.umlub.pl 5 [email protected], Katedra i Klinika Chirurgii i Traumatologii Dziecięcej, II Wydział Lekarski, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.umlub.pl 81 Barbara Cuch, Piotr Kozłowski, Magdalena Kozłowska, Błażej Rogowski, Paweł Nachulewicz 3. Charakterystyka jednostek chorobowych 3.1. Ropniak opłucnej Ropniakiem opłucnej określa się nagromadzenie treści ropnej w jamie opłucnej. Choroba występuje jako powikłanie zapalenia płuc bądź infekcji innych narządów. Zakażenie w tych przypadkach szerzy się przez ciągłość z zajętego płuca lub drogą krwiopochodną z odległych części organizmu [1]. Ropniak opłucnej może być następstwem także innych zdarzeń, np. urazu klatki piersiowej, perforacji przełyku, procesu nowotworowego lub powikłaniem zabiegu chirurgicznego. Wśród patogenów wywołujących chorobę najczęściej wymieniane są: Streptococcuspneumoniae, Staphylococcusaureus i Haemophilusinfluenzae. Choć rzadko, ale izolowane są z treści ropniaka także bakterie Gram ujemne charakterytyczne dla przewodu pokarmowego [1, 2, 3]. W przebiegu choroby rozróżniane są trzy etapy ewolucji ropniaka: faza wysiękowa – gdy w jamie opłucnej znajduje się płyn o małej gęstości z niskim poziomem leukocytów < 10 000/l, prawidłową dla osocza wartością pH( >7,2) oraz poziomem dehydrogenazy kwasu mlekowego (LDH), a także podwyższoną zawartością glukozy > 40mg/dl; faza ropno –włóknikowa – gdy ilość płynu w jamie opłucnej zwiększa się, płyn zaczyna wywierać ucisk na płuco, obecne są komórki z polomorficznymi jądrami oraz złogi włóknika, do jamy opłucnej przedostają się patogeny, zawartość białka wzrasta >2,5 g/dl, wzrasta poziom dehydrogenazy kwasu mlekowego (LDH) >1000U/l, zmniejsza się pH płynu w jamie opłucnej (7-7,2) oraz zawartość glukozy < 40mg/dl, w jamie ropniaka tworzą się przegrody (ropniak staje się tworem wielokomorowym); faza organizacji ropniaka – gdy powstaje gruba warstwa włóknistoropna, często upośledzająca ruchomość klatki piersiowej [4]. Częstość występowania choroby jako powikłania zapalenia płuc określana jest na 1 przypadek ropniaka na 150 dzieci z pneumonią [2]. Według literatury, w ostatnich latach notowany jest wzrost zachorowalności na ropniaka opłucnej [3, 5]. Schorzenie to w populacji dziecięcej charakteryzuje się nadal dużą śmiertelnością [6]. Choroba dotyka najczęściej najmłodszych pacjentów, niemowlęta i dzieci do 3 roku życia, które źle przechodzą zapalenie płuc [1]. Kliniczna manifestacja ropniaka opłucnej to przede wszystkim gorączka, duszność, ból w klatce piersiowej, ból barków, osłabienie oraz kaszel. [7] W wywiadzie stwierdzana jest często infekcja układu oddechowego w okresie poprzedzającym wystąpienie ropniaka. Czasem 82 Leczenie chirurgiczne wybranych schorzeń opłucnej ciężki przebieg choroby nasila towarzyszący ból brzucha, wzdęcie bądź niedrożność przewodu pokarmowego [2]. Rozpoznanie stawiane jest na podstawie badania klinicznego, wywiadu oraz zdjęcia przeglądowego klatki piersiowej wraz z badaniem ogólnym i mikrobiologicznym płynu uzyskanego w czasie odbarczania jamy opłucnej [7]. Na zdjęciu przeglądowym klatki piersiowej w początkowym stadium ropniaka widoczny jest płyn powodujący zacienienie pola płucnego po stronie zajętej chorobą (Rys. 1). Należy pamiętać, że zdjęcie takie czasem nie jest wystarczające, a podobne zacienie pola płucnego może występować w przypadku zapalenia płuc. W wątpliwych przypadkach, pomocne w diagnostyce są badanie ultrasonograficzne jamy opłucnej (US) oraz tomografia komputerowa klatki piersiowej (CT). W procesie leczenia zdjęcie radiologiczne jest natomiast dobrym narzędziem do oceny jego efektów [5]. Rysunek 1. Zdjęcie przeglądowe klatki piersiowej pacjenta z ropniakiem lewej jamy opłucnowej – widoczne znaczne zacienienie lewego pola płucnego, z zajęciem kąta przeponowo- żebrowego lewego [opracowanie własne] 3.2. Odma samoistna opłucnowa Odma opłucnowa samoistna powstaje w wyniku nagromadzenia powietrza w jamie opłucnej, która w warunkach prawidłowych jest przestrzenią potencjalną [1]. Może ona mieć charakter pierwotny 83 Barbara Cuch, Piotr Kozłowski, Magdalena Kozłowska, Błażej Rogowski, Paweł Nachulewicz (primaryspontaneouspneumothorax – PSP), kiedy powstaje na podłożu niezmienionej tkanki płucnej lub wtórny (secondaryspontaneouspneumothorax – SSP), kiedy powstaje na tle patologii tkanki płucnej [8]. Najczęściej przyczyną powstania odmy samoistnej jest pęknięcie pęcherzyków podopłucnowych (często określanych jako pleuralblebs) bądź pecherzyrozedmowych ( określanych jako bullaerozedmowe). Pęcherzyki podopłucnowe to kolekcje powietrza występujące pomiędzy blaszkami opłucnej płucnej, natomiast bullaerozedmowe to większe twory występujące dystalnie od oskrzelików końcowych, powstające jako następstwo uszkodzenia miąższu płucnego [2]. Odma samoistna występuje w populacji dziecięcej rzadko [2, 9]. U noworodków może powstawać w wyniku niedojrzałości tkanki płucnej na tle wysiłku oddechowego, u starszych dzieci częściej jest powikłaniem stanów zapalnych lub następstwem innych patologii tkanki płucnej [1]. W większości przypadków spotykamy się z odmą u pacjentów po 15 roku życia. Jeżeli choroba występuje w młodszym wieku, należy zawsze wykluczyć patologię płuc. Lista chorób mogących stanowić podłoże dla odmy samoistnej wtórnej jest długa. Wymieniane są w tej grupie między innymi: mukowiscydoza, wielotorbielowatość płuc, zapalenia płuc wywołane np. Pneumocystisjiroveci, przerzuty do płuc (np. osteosarcoma), histiocytoza [2]. Typowym pacjentem przyjmowanym do oddziału chirurgicznego z odmą samoistną jest wysoki szczupły chłopiec z niskim wskaźnikiem Body Mass Index (BMI). Choroba występuje od 3 do 6 razy częściej u chłopców. Typowymi jej objawami są: ból w klatce piersiowej po stronie odmy oraz nieproduktywny kaszel [2] z różnie nasiloną dusznością oraz hipoksją [10]. W niewielkiej części przypadków chorobę trudno jest rozpoznać. Zwykle diagnostyka opiera się na zdjęciu radiologicznym klatki piersiowej, na którym widoczny jest brak rysunku płucnego wzdłuż brzegu płuca, co jest wynikiem nagromadzenia powietrza między ścianą klatki piersiowej a płucem (między blaszkami opłucnej) (Rys. 2). 84 Leczenie chirurgiczne wybranych schorzeń opłucnej Rysunek 2.. Odma opłucnowa prawostronna [opracowanie własne] 4. Leczenie chirurgiczne- przegląd dotychczasowych doniesień 4.1. Ropniak opłucnej 4.1.1. Leczenie w przeszłości Leczenie chirurgiczne ropniaka opłucnej ograniczało się niegdyś do stosowania drenażu jamy opłucnej. W czasie epidemii Hiszpanki w 1917 roku wykorzystanie tej metody leczenia pozwoliło na zmniejszenie śmiertelności wśród chorych na zapalenie ie płuc z odczynem opłucnowym z około 70 do 15%. Trzeba zaznaczyć jednak, że głównym patogenem wywołującym cym ropniaka opłucnej był wówczas Streptococcuspneumoniae produkujący streptokinazę. Dzięki tym właściwościom pneumokoki mają tendencję do tworzenia ropniaków bez złogów włóknika, co sprzyjało skutecznej ewakuacji treści ropnej z jamy opłucnej za pomocą drenażu. dr Kanon leczenia ropniaka opłucnej w początkach XX wieku został sformułowany przez Grahama, który za najważniejsze cele uważał skuteczny drenaż nagromadzonej ropy, dążenie do wczesnego wyjałowienia jamy 85 Barbara Cuch, Piotr Kozłowski, Magdalena Kozłowska, Błażej Rogowski, Paweł Nachulewicz ropniaka oraz podkreślał znaczenie poprawy stanu odżywienia chorego w procesie leczenia. Dalszy postęp w leczeniu tej choroby był następstwem wprowadzenia antybiotykoterapii w latach 40-tych XX wieku [1]. 4.1.2. Leczenie współcześnie W leczeniu ropniaka opłucnej stosowanych jest wiele metod: antybiotykoterapia; torakocenteza; drenażssącyjamy opłucnej; wideotorakoskopia ( VATS- video-assisted-thoracoscopy); torakotomia lub minitorakotomia; podanie środków fibrynolitycznych do jamy ropniaka. W chwili obecnej nie ma randomizowanych prac wskazujących na przewagę jednego z wymienionych sposobów leczenia ropniaka opłucnej nad innymi [1, 2]. Nadal stosowana jest powszechnie torakocenteza i drenaż jamy opłucnej. Jednak leczenie to często jest niewystarczające. Większość pacjentów przyjmowanych do oddziałów chirurgicznych znajduje się bowiem w zaawansowanym stadium choroby, co oznacza, że ropniak ma postać wielokomorową, a w badaniu ultrasonograficznym jamy opłucnej w chwili przyjęcia widoczne są już liczne septy [5]. Skuteczna ewakuacja płynu z jamy opłucnej jest w takich warunkach trudna. Leczeniem wspomagającym odprowadzanie treści ropnej z jamy ropniaka jest fibrynoliza, wywoływana przez podawanie do jamy opłucnejlekówfibrynolitycznych. Są to te same leki, które stosuje się w zawale serca lub udarze niedokrwiennym.Wśród fibrynolityków wykorzystywanych do rozpuszczania złogów włóknika w jamie ropniaka znajdują się: streptokinaza, urokinaza i najnowszy lek w tej grupie – aktyliza, czyli tkankowy aktywator plazminogenu. Wiele ośrodków z całego świata w ostatnich dekadach publikuje swoje doświadczenia na temat tego sposobu leczenia. W większości prace te potwierdzają jego skuteczność. O ile leki fibrynolityczne są polecane w literaturze w grupie pacjentów dorosłych, o tyle nie ma jeszcze wielu badań w grupie pacjentów pediatrycznych. Próby zastosowanie alteplazy w leczeniu ropniaka opłucnej u dzieci rozpoczęto około 1990 roku. Lek nadal nie jest zatwierdzony do leczenia tej choroby (zatwierdzony do stosowania w zatorowości płucnej, zawale i udarze niedokrwiennym mózgu). Na podstawie dotychczasowych doniesień nie można również wyciągnąć wniosków co do najlepszego dawkowania leku, czasu jego pozostawienia w jamie opłucnej, czasu trwania terapii. Większość ośrodków podaje lek w dawce 0,1 mg/ kg/24h w kuracji 1-4 dniowej. Alteplaza, wśród leków fibrynolitycznych, charakteryzuje się największą dostępnością oraz 86 Leczenie chirurgiczne wybranych schorzeń opłucnej mniejszym prawdopodobieństwem immunizacji organizmu oraz wywołania nadwrażliwości w porównaniu do urokinazy czy streptokinazy. Nie zostały szczegółowo określone przeciwwskazania do zastosowania tego lekuw leczeniu ropniaka opłucnej [5]. Kolejną metodą leczenia stosowaną dziś coraz częściej jest wideotorakoskopia. Wymienianych jest wiele zalet tej techniki, a wśród nich przyspieszenie rozprężenia płuca i procesów naprawczych w tkance płucnej, skrócenie czasu hospitalizacji oraz czasu rekonwalescencji, zmniejszenie zapotrzebowania na środki przeciwbólowe. Pozostają pytania dotyczące kwalifikacji pacjenta w ciężkim stanie do znieczulenia ogólnego wymaganego do zabiegu. Toczy się dyskusja na temat momentu, w którym pacjenta należy poddać zabiegowi torakoskopowemu, by miał on największą skuteczność. Coraz więcej badań popiera stosowanie torakoskopii jako pierwotne postępowanie w leczeniu ropniaka opłucnej [4]. Celem zabiegu torakoskopowego jest uwolnienie zrostów opłucnowych, usunięcie złogów włóknika oraz ewakuacja treści ropnej. Pod kontrolą kamery możliwe jest również założenie drenu do opłucnej, w miejscu z którego drenaż treści ropnej będzie najskuteczniejszy [1]. Wymieniane są jednak również wady i zagrożenia związane z interwencją torakoskopową u dziecka z ropniakiem opłucnej. Otóż pacjent taki jest często pacjentem w stanie ciężkim, na granicy wstrząsu septycznego, a poddawanie go długiemu zabiegowi niesie ze sobą ryzyko. Nie można wyeliminować również ryzyka uszkodzenia tkanki płucnej i spowodowania przecieku, czemu sprzyja wykonywanie czynności w trudnych warunkach jakie stwarza zwykle jama ropniaka. Natomiast efekt operacji nie zawsze jest pełny. Część autorów twierdzi, że wykonanie torakoskopii w ich badaniach nie miało przewagi nad podawaniem środków fibrynolitycznych pod względem czasu hospitalizacji i skuteczności leczenia [4]. Torakotomia i minitorakotomia z dekortykacji płuca lub bez niej, w grupie pacjentów pediatrycznych wykonywane są obecnie rzadko. Bezwzględnie są to zabiegi najbardziej inwazyjne i obciążające dla pacjenta. Czas hospitalizacji pacjenta oraz jego zapotrzebowanie na analgetyki zwiększają się po zastosowaniu tego rodzaju leczenia. Natomiast odległymjego skutkiem może być skolioza i wada postawy u dziecka [4]. W procesie leczenia ropniaka opłucnej należy pamiętać, że zdolności fibrynolityczne tej błony wraz z wyciszeniem procesu zapalnego w płucach szybko prowadzą do regresji zmian. Dlatego niezmiernie istotne jest dobranie właściwego antybiotyku, który w krótkim czasie doprowadzi do obniżenia parametrów zapalnych. Ogromnym postępem w kwestii antybiotykoterapii może stać się niebawem okazać upowszechnienie techniki PCR celem szybkiej identyfikacji źródła zakażenia. 87 Barbara Cuch, Piotr Kozłowski, Magdalena Kozłowska, Błażej Rogowski, Paweł Nachulewicz W chwili obecnej nie ma prac rekomendujących standardy postępowania w pleuropneumoni. Większość chirurgów dziecięcych rekomenduje wideotorakoskopię, jednak postawa ta opiera się na subiektywnych odczuciach, przy braku udokumentowanej przewagi tej metody nad innymi. 4.2. Odma opłucnowa samoistna 4.2.1. Leczenie w przeszłości W leczeniu odmy samoistnej od przeszło stu lat stosowany jest drenaż ssący jamy opłucnej w układzie zamkniętym. Pierwsze użycie tej techniki odnotowano w 1917r. Skuteczność tego zabiegu poprawiano w następnych latach poprzez podawanie doopłucnowe środków wywołujących pleurodezę, np. talku lub tetracyklin [11]. W 1941 roku Tyson i Crandall opisali usunięcie pęcherzy podopłucnowych w czasie zabiegu operacyjnego wraz z podrażnieniem mechanicznym opłucnej gazikami w celu wywołania jej zrostów. W 1956 roku Geansler przedstawił technikę zabiegu z częściowym usunięciem blaszek opłucnej. Kolejnym krokiem w leczeniu odmy opłucnowej była technika minitorakotomii z dojścia przez dół pachowy, o czym donosili Becker i Munro już w 1976 roku. U schyłku XX wieku (w 1991 roku) w leczeniu odmy opłucnowej zaczęto stosować wideotorakoskopię. 4.2.2. Leczenie współcześnie Pierwszorzędnymcelem działań podejmowanych po rozpoznaniu odmy opłucnowej kwalifikującej się do leczenia operacyjnego jest aspiracja powietrza z jamy opłucnej [12]. Poza wielokrotną punkcją jamy opłucnej, stosowany jest drenaż zamknięty, który jest metodą bardziej skuteczną i zalecaną, jeśli jednorazowe nakłucie jamy opłucnej jest niewystarczające. Jedna z technik drenażu zamkniętego, to drenaż z użyciem zastawki Heimlicha. Zastawka ta, dzięki zastosowanemu mechanizmowi uniemożliwiającemu cofanie się odprowadzonego z klatki piersiowej powietrza, może być stosowana w warunkach ambulatoryjnych, gdzie nie można drenażu połączyć z próżnią [10, 12]. Technika ta jest zalecana jednak tylko dla pacjentów współpracujących, zgłaszających się na kontrolne zdjęcia rentgenowskie klatki piersiowej. Zastawka Heimlicha stwarza również możliwość założenia drenażu jamy opłucnej w warunkach przedszpitalnych [12]. Wideotorakoskopia jest metodą, która poza ewakuacją powietrza z jamy opłucnej umożliwia rozpoznanie i usunięcie przyczyny choroby. Jest ona jednocześnie metodą znaczenie mniej inwazyjną i obciążającą dla pacjenta 88 Leczenie chirurgiczne wybranych schorzeń opłucnej niż torakotomia. Pozwala uwidocznić pęcherzyki podopłucnowe bądźbullaerozedmowe, których pęknięcie jest zwykle przyczyną odmy samoistnej oraz usunąć chorą tkankę płucną. Pobrany materiał może być przesłany do badania histopatologicznego, celem rozpoznania patologii tkanki płucnej. W czasie torakoskopii zwykle wykonywana jest również pleurodeza (chemiczna lub mechaniczna) jamy opłucnowej lub pleurektomia (usunięcie opłucnej ściennej) w różnym zakresie. Celem tych działań jest wytworzenie płaszczyznowych zrostów pomiędzy ścianą klatki piersiowej a płucem, gdy dojdzie do jego rozprężenia. Według badań, wytworzenie takich zrostów znacznie zmniejsza częstość nawrotów, przy czym ich ilość jest odwrotnie proporcjonalna do zakresu pleurektomii [11]. W populacji dziecięcej nawroty zdarzają się częściej niż u dorosłych. Jednak w 60% przypadków epizod odmy samoistnej występuje jednorazowo. Dlatego też, przy pierwszym epizodzie odmy wideotorakoskopia zalecana jest tylko w przypadkach niepoddających się leczeniu za pomocą torakocentezy i drenażu jamy opłucnej [13]. Postawa taka wciąż jest jednak powodem dyskusji. Według innych doniesień, wideotorakoskopia pozwala na skrócenie czasu hospitalizacji pacjenta, zmniejszenie liczby nawrotów oraz kosztów leczenia [8] 5. Doświadczenia własne 5.1. Leczenie ropniaka opłucnej w Klinice Chirurgii Dziecięcej w Lublinie W Klinice Chirurgii i Traumatologii Dziecięcej w Lulinie pierwotnym postępowaniem u pacjentów przyjmowanych do oddziału z powodu ropniaka opłucnej jest zwykle założenie drenażu opłucnej pod kontrolą USG. Jeśli choroba znajduje się we wczesnym stadium zaawansowania, jest to w większości przypadków postępowanie wystarczające. W późniejszych stadiach ropniaka, w przypadku nieskuteczności drenażu włączane są do terapii leki fibrynolityczne, podawane doopłucnowo. W Klinice stosowany jest rekombinowany tkankowy aktywator plazminogenu- alteplaza (Actylise). Jest to lek najnowszyw grupie leków fibrynolitycznych. Alteplaza podawana jestw kuracji trzydniowej, jeden raz dziennie, w dawce 0,1 mg/kg m.c./dawkę. Maksymalną dawkę możliwą do podania jednorazowo określono na 6 mg. Lek rozpuszcza się w 50-100 ml soli fizjologicznej, następnie podaje się do jamy opłucnej i zamyka w niej rozcieńczoną alteplazę na około 3-4 godziny. Po tym czasie drenaż uruchamia się, uzyskując zwykle obfity wyciek treści ropnej. Oceny radiologicznej i klinicznej pacjenta dokonuje się po podaniu trzech dawek leku. Wykonywane jest wówczas zdjęcie rentgenowskie klatki piersiowej 89 Barbara Cuch, Piotr Kozłowski, Magdalena Kozłowska, Błażej Rogowski, Paweł Nachulewicz oraz ocena ultrasonograficzna jam opłucnowych. Następnie podejmowana jest decyzja o dalszym leczeniu fibrynolitycznym lub konieczności wideotorakoskopii. Technika operacyjna wideotorakoskopowa stosowana w leczeniu ropniaka opłucnej w Klinice przedstawia się następująco: zakładana jest rurka Carlensa, jeśli warunki na to pozwalają; pierwszy port zwykle wprowadzany jest w miejscu wcześniejszego wejścia drenu do klatki piersiowej bądź pod kontrolą USG; kamera jest pierwszym wprowadzonym instrumentem, pozwalającym wytworzyć w przestrzeń opłucnowej przestrzeń roboczą; używana na zmianę kamera i końcówka ssąca pozwala na oczyszczenie kanału portu; należy zadbać o mobilność kolumny laparoskopowej, by w czasie pracy nie wykonywać ruchów paradoksalnych ( kamera zawsze znajduje się za narzędziami operatora). Jeśli istnieją trudności z uwolnieniem płuca oraz oczyszczeniem jamy opłucnnej wykonywana jest konwersja do minitorakotomii. Wyniki leczenia ropniaka opłucnej z zastosowaniem wideotorakoskopii przedstawiają poniższe zdjęcia rentgenowskie pacjenta wykonane przed i po zabiegu torakoskopii. Na zdjęciu pacjenta sprzed zabiegu widać znaczne zacienienie w polu prawego płuca (Rys.3), z kolei na zdjęciu z tomografii klatki piersiowej tegosmego pacjenta widoczna jest zajęta przez ropniaka niemal cała jama opłucnowa prawa (Rys. 4). Natomiast na zdjęciu kontrolnym pacjenta po zabiegu torakoskopii widać rozprężone płuco prawe, znacznie lepiej upowietrznione oraz pojedyncze zrosty opłucnowe (Rys. 5). 90 Leczenie chirurgiczne wybranych schorzeń opłucnej Rysunek 3. Zdjęcie przeglądowe klatki piersiowej pacjenta z ropniakiem prawej jamy opłucnowej [opracowanie własne] Rysunek 4. Przekrój klatki piersiowej pacjenta z ropniakiem prawej jamy opłucnowej przed zabiegiem torakoskopii [opracowanie własne] 91 Barbara Cuch, Piotr Kozłowski, Magdalena Kozłowska, Błażej Rogowski, Paweł Nachulewicz Rysunek 5. Zdjęcie kontrolna klatki piersiowej pacjenta po zabiegu torakoskopii [opracowanie własne] 5.2. Leczenie odmy samoistnej w Klinice Chirurgii Dziecięcej w Lublinie Schemat postępowania jaki przyjęty został w Klinice Chirurgii i Traumatologii Dziecięcej w Lublinie zgodny jest ze standardami rekomendowanymi przez większość dotychczas opublikowanych badań na temat leczenia odmy opłucnowej samoistnej. Punkcja jamy opłucnej stosowana jest jedynie w przypadkach załamania wydolności oddechowej u dziecka z odmą samoistną. Jako pierwotne postępowanie przyjęto założenie drenażu jamy opłucnej w trybie pilnym, w przypadku odmy kwalifikującej się do leczenia zabiegowego. W przypadkach pierwszego epizodu odmy samoistnej, gdy ma ona niewielki rozmiar i nie powoduje niewydolności oddechowej oraz znacznej kompresji płuca, przyjmowana jest postawa wyczekująca. Torakoskopia stosowana jest zwykle w przypadku nawrotu odmy samoistnej pierwotnej lub gdy w badaniu tomografii komputerowej wysunięte zostaje podejrzenie patologii tkanki płucnej. Poniższe obrazy (Rys. 6,7,8) ukazują zdjęcia przeglądowe klatki piersiowej pacjenta, który zgłaszał się kilkakrotnie do kliniki z powodu nawrotów odmy samoistnej. Badania obrazowe wskazywały na patologie tkanki płucnej. Widoczne w zdjęciu przeglądowym liczne pęcherze 92 Leczenie chirurgiczne wybranych schorzeń opłucnej rozedmowe tzw. bullae (Rys. 6), zostały również uwidocznione w trakcie tomografii komputerowej (Rys. 8). Oba badania wykonane zostały przed zabiegiem torakoskopii. Rysunek 6. Zdjęcie przeglądowe pacjenta z odmą samoistną wtórną prawostronną na podłożu histiocytozy [opracowanie własne] 93 Barbara Cuch, Piotr Kozłowski, Magdalena Kozłowska, Błażej Rogowski, Paweł Nachulewicz Rysunek 7. Tomografia komputerowa ( CT) pacjenta z odmą opłucnowa prawostronną na podłożu histiocytozy [opracowanie własne W czasie zabiegu wykonywana jest resekcja pęcherzy rozedmowych bądź pęcherzyków podopłucnowych, natomiast pobrany materiał przesyłany jest do badania histopatologicznego. Pleurodeza okolicy osklepka opłucnej i ściany klatki piersiowej wykonywana jest za pomocą argonu. Leczenie zwykle jest skuteczne (Rys. 9). Nawroty zdarzają się głównie u pacjentów z współistnieją patologią tkanki płucnej (np. z zespołem Marfana, w którym występuje zaburzona synteza kolagenu). W przyjętym w klinice standardzie postępowania nie znajduje się użycie zastawki Heimlicha, ponieważ w wielu przypadkach ryzyko leczenia ambulatoryjnego odmy opłucnowej u dzieci jest zbyt duże. 94 Leczenie chirurgiczne wybranych schorzeń opłucnej Rysunek 9. Przekrój poprzeczny klatki piersiowej w CT pacjenta z odma opłucnową na tle histiocytozy. Wykonano resekcję bulli rozedowych, uszczelnienie miejsca resekcji pętlą Redera oraz pleurodezę argonem [opracowanie własne] 6. Podsumowanie Postępowanie w przypadku pleuropneumoni u dzieci zawsze należy dostosować do obrazu klinicznego i stopnia organizacji ropniaka opłucnej. W ostatnich latach największą aprobatą cieszy się wideotorakoskopia oraz podawanie rekombinowanego tkankowego aktywatora plazminogenu (alteplazy) do jamy ropniaka. W odmie opłucnowej samoistnej pierwotne postępowanie należy zawsze ograniczyć do minimum, ponieważ w około 60% przypadków nie należy spodziewać się kolejnego epizodu odmy. W przypadku odmy nawrotowej, zastosowane łączenie: Torakoskopia; resekcja pęcherzy rozejmowych; pleurodeza. dają trwałe wyleczenie u większości pacjentów. Jeżeli odma samoistna pojawia się u małych dzieci, należy pamiętać, że z większym prawdopodobieństwem niż u dzieci starszych, jej przyczyną jest patologia tkanki płucnej i wymagana jest wówczas dalsza diagnostyka. 95 Barbara Cuch, Piotr Kozłowski, Magdalena Kozłowska, Błażej Rogowski, Paweł Nachulewicz Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. Czernik J., Chirurgia dziecięca, PZWL, Warszawa 2005, s. 399-402, 405-407 Coran A. H., PediatricSurgery, Elsevier, Philadelphia 2012, s. 870-873 Sakran W., Ababseh Z. El D., Miron D., Koren A., Thoracicempyema in children: Clinicalpresentation, microbiologyanalysis and therapeuticoptions, Journal of Infection and Chemotherapy, 20 (2014), s. 262-265 Napoli G. Di, Ronzini M., Paradies G., VATS: first step in parapneuonicempyema, Giornale di Chirurgia, 35 (2014), s. 146-148 Israel E. N., Blackmer A. B., TissuePlasminogenActivator for the Treatment ofParapneumonicEffusions in Pediatric Patients, Pharmacotherapy, 34(2014), s.521-532 Anil Kumar, Gulshan Rai Sethi, Mukta Mantan, Satish Kumar Aggarwal, Garg A., EmpyemaThoracis In Children: A Short Term OutcomeStudy, Indian Pediatrics, 50 (2013), S. 880-882 Noszczyk W., Chirurgia, PZWL, Warszawa 2007, t.1, s. 501-503, 506-507. Jabłoński J., Polityło P., Lewandowska M., Andrzejewska E., Torakoskopowe leczenie pierwotnej samoistnej odmy opłucnowej u dzieci – opis trzech przypadków, Przeglad Pediatryczny , 41 (2011), S. 82-85 Young Choi Si, Yong Hwan Kim, Keon Hyon Jo, Chi Kyung Kim, Jae Kil Park, Deog Gon Cho, Seong Cheol Jeong, Hyun Woo Jeon, Chan Beom Park, Video-assistedthoracoscopicsurgery for primaryspontaneouspneumothorax in children, PediatricSurgery International, 29 (2013), s. 505-509 Mann D., The occasionalHeimlichvalvechesttubeplacement for pneumothoraces, Canadian Jurnal of RuralMedicine, 14 (2009), s. 157-159 Czyżewski D., Wojtacha J., Filipowski M., Misiołek H., Rokicki M., Rokicki W., Wideotorakoskopowe leczenie samoistnej pierwotnej odmy opłucnowej – doświadczenia własne, Kardiochirurgia i Torakochirurgia Polska, 4 (2007), s. 35.39 Rokicki M., Rokicki W., Sieroń-Rokicka B., O sposobach leczenia samoistnej pierwotnej (idiopatycznej) odmy opłucnowej, Pneumonologia i Alergologia Polska 73(2005), s. 202-206 Lee L PY., Lai M.HY, Chiu WK, Leung M. WY, Liu K. KW, Cha HB, Management of primaryspontaneouspneumothorax in Chinesechildren, Hong Kong MedicalJurnal, 16(2010), s. 94-100 96 Leczenie chirurgiczne wybranych schorzeń opłucnej Leczenie chirurgiczne wybranych schorzeń opłucnej Streszczenie Do najczęstszych schorzeń opłucnej w grupie pacjentów pediatrycznych zalicza się odmę opłucnową oraz ropniaka opłucnej. Technika leczenia tych jednostek chorobowych znacznie zmieniła się na przestrzeni lat. Celem pracy jest przegląd dotychczas stosowanych metod w leczeniu tych jednostek chorobowych oraz prezentacja doświadczeń z Kliniki Chirurgii i Traumatoloogii Dziecięcej w Lubinie. Stosowany od niemal początków XIX wieku w leczeniu ropniaka opłucnej drenaż jamy opłucnej jest dziś wspomagany zarówno leczeniem farmakologicznym, jak i zaawansowaną techniką operacyjną, jaką jest wideotorakoskopia. Obecnie nie ma ustalonych standardów postępowania w przypadku tego schorzenia. Do metod współcześnie stosowanych w leczeniu należą: torakocenteza, drenaż jamy opłucnej, podawanie środków fibrnolitycznych do jamy ropniaka, wideotorakoskopia oraz minitorakotomia. W grupie pacjentów pediatrycznych choroba dotyczy najczęściej dzieci najmłodszych, niemowląt i pacjentów do 3 roku życia. Odma opłucnowa samoistarównie często wymaga interwencji chirurgicznej. Wśród pacjentów pediatrycznych odma samoistna najczęściej występuje u wysokich, szczupłych chłopców. Według badań, epizod odmy samoistnej u ponad 60% pacjentów jest jednorazowy, dlatego torakoskopia zalecana jest u pacjenta w przypadku drugiego epizodu odmy. Postępowanie w pleuropneumonii należy rozpatrywać zawsze indywidualnie w zależności od stanu klinicznego. W odmie opłucnowej samoistnej pierwotne postępowanie należy ograniczyć do minimum ponieważ w większości przypadków nie należy spodziewać się kolejnego epizodu Słowa kluczowe: odma opłucnowa, ropniak opłucnej, torakoskopia, chirurgia dziecięca Surgical treatment of selected pleural diseases Abstract The most common pleural diseases in pediatric patients include pneumothorax and empyema. Management of these diseases has changed significantly over the years. The aim of this paper is a presentation of this progress and experiences in this issue from Department of Children Surgery in Lublin. Pleural drainage has been used since the early beginning of the twentieth century. Currently, there are no established standards for dealing with this disease. Thoracentesis, drainage of the pleural cavity, local administration of fibrymolytics, VATS and mini-thoracotomy are commonly used. Spontaneous pneumothorax, often requires surgical management. Among pediatric patients, spontaneous pneumothorax occurs most often in high, slim boys. According to most studies, spontaneous pneumothorax episode is disposable in more than 60% of the patient, so thoracoscopy is recommended for the patient in the case of the second episode of pneumothorax. The treatment of pleuropneumonia should be always chosen individually. In the spontaneous pneumothorax, surgical ways of treatment should be limited as we should not expect the next episode. Keywords: pneumothorax, pleural empyema, video-assisted thoracoscopy, pediatric surgery 97 Edyta Możdżeń1, Lucyna Antkiewicz-Michaluk2 Możliwości terapeutycznego działania 1,2,3,4-tetrahydroizochinoliny w zwierzęcym modelu depresji 1. Wstęp Depresja endogenna należy do chorób afektywnych, w których podstawowym zaburzeniem jest obniżenie nastroju, a także często napędu oraz upośledzenie mechanizmu snu i różnych rytmów biologicznych. Choroby afektywne mogą przebiegać jednofazowo (depresja) lub dwufazowo (depresja/mania). Znane są też depresje i reakcje depresyjne występujące w związku z określonymi bodźcami zewnętrznymi i sytuacjami stresowymi. Mechanizm powstawania depresji nie został wciąż w pełni poznany. W wielu przypadkach występują objawy świadczące o osłabieniu czynności neuronów dopaminergicznych, serotoninergicznych i noradrenergicznych [1]. Bardzo charakterystyczne są także zaburzenia hormonalne, szczególnie nasilone wydzielanie kortyzolu. Większość stosowanych obecnie leków przeciwdepresyjnych wpływa na transmisję monoaminergiczną poprzez hamowanie (selektywne lub nieselektywne) wychwytu zwrotnego monoamin w mózgu [2, 3]. Dziś coraz częściej zwraca się uwagę na fakt, iż depresja to zespół zaburzeń psychicznych o znacznym nasileniu w skali światowej. W różnej formie dotyka ona średnio 20-25% ludności, niezależnie od płci i wieku. Ze względu na niską skuteczność dostępnych leków oraz istnienie tzw. depresji lekoopornej istnieje konieczność poszukiwania nowych strategii leczniczych w depresji. Wciąż trwają więc poszukiwania idealnego leku przeciwdepresyjnego; leku, który odznaczałby się wysoką skutecznością działania, nie powodowałby poważnych powikłań ubocznych i charakteryzowałby się niskim ryzykiem przejścia w fazę maniakalną. 1,2,3,4-Tetrahydroizochinolina (TIQ; patrz Rysunek 1) to amina występująca naturalnie w wielu roślinach, produktach spożywczych oraz mózgu ssaków [4, 5]. W niskich stężeniach mikromolarnych jest 1 [email protected], Zakład Neurochemii, Instytut Farmakologii, Polska Akademia Nauk, www.if-pan.krakow.pl 2 [email protected], Zakład Neurochemii, Instytut Farmakologii, Polska Akademia Nauk, www.if-pan.krakow.pl 98 Możliwości terapeutycznego działania 1,2,3,4-tetrahydroizochinoliny w zwierzęcym modelu depresji odwracalnym inhibitorem monoaminooksydazy (izoenzym MAO A i MAO B) [6, 7]. Mimo podobieństwa strukturalnego do 1-metylo-4-fenylo1,2,3,6-tetrahydropirydyny (MPTP) TIQ nie wykazuje właściwości toksycznych. Nie posiada bowiem w swojej strukturze grupy metylowej przy atomie azotu, która nadaje właściwości toksyczne innym związkom z rodziny tetrahydroizochinoliny [8, 9]. Dotychczasowe badania dowodzą, iż TIQ posiada właściwości neuroprotekcyjne w różnych modelach in vitro oraz in vivo – jest zmiataczem wolnych rodników hydroksylowych, znacząco podnosi poziom zredukowanego glutationu w strukturach mózgowych zwiększając tym samym zdolności antyoksydacyjne neuronów i hamuje ekscytotoksyczność wywołaną przez glutaminian [9]. Biorąc pod uwagę łatwość przenikania TIQ przez barierę krew-mózg oraz właściwości neuroprotekcyjne uzasadnione wydaje się sprawdzenie potencjalnego działania tej endogennej aminy w depresji. 2. Cel pracy Celem badań było sprawdzenie potencjalnych właściwości przeciwdepresyjnych TIQ w porównaniu z klasycznym lekiem przeciwdepresyjnym, imipraminą (IMI). Działanie przeciwdepresyjne testowanych substancji oceniono w szeroko stosowanym i odznaczającym się wysoką przewidywalnością zachowań depresyjnych gryzoni teście wymuszonego pływania u szczurów (FST; znanym też pod nazwą test Porsolta czy test zachowań rozpaczy). Dodatkowo, w teście spontanicznej aktywności lokomotorycznej sprawdzono psychostymulujące działanie substancji. Poszukiwania nowych i skuteczniejszych leków przeciwdepresyjnych koncentrują się w dużej mierze na dobrze udokumentowanych teoriach monoaminergicznych w etiopatogenezie depresji. Dotyczą one synaps neuronów dopaminergicznych, serotoninergicznych oraz noaradrenergicznych. Dlatego też badania behawioralne uzupełniono poprzez analizę neurochemiczną obejmującą oznaczenie stężeń monoamin: dopaminy (DA), serotoniny (5-HT), noradrenaliny (NA) oraz ich metabolitów w różnych strukturach mózgu szczura. 99 Edyta Możdżeń, Lucyna Antkiewicz-Michaluk 3. Materiały i metody 3.1. Warunki doświadczenia Doświadczenia przeprowadzono na samcach szczurów rasy Wistar (Charles River Laboratories) o masie ciała 220-240 g. Zwierzęta przebywały w standardowych warunkach laboratoryjnych (temperatura pomieszczenia: 22°C; cykl dobowy: 12 godzin światła i 12 godzin ciemności – światło 7:00-19:00) i miały zapewniony nieograniczony dostęp do wody i paszy. Grupy eksperymentalne liczyły po 6-8 zwierząt każda. Wszystkie doświadczenia przeprowadzono zgodnie z zaleceniami II Lokalnej Komisji Etycznej do Spraw Doświadczeń na Zwierzętach przy Instytucie Farmakologii PAN w Krakowie oraz zgodnie z zasadami podanymi przez National Institutes of Health Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. 3.2. Badane substancje W doświadczeniach wykorzystano związki dostępne komercyjnie: IMI (imipramine hydrochloride, Sigma-Aldrich, USA); TIQ (1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline hydrochloride, Sigma-Aldrich, USA). Substancje rozpuszczono w sterylnym 0,9% roztworze soli fizjologicznej (0,9% NaCl) w objętości 4 ml/kg (dawki przeliczono względem wagi szczura). Związki podano dootrzewnowo (intraperitoneal; i.p.) jednorazowo w następujących dawkach: IMI – 15, 30 mg/kg; TIQ – 10, 25, 50 mg/kg. Zwierzęta kontrolne otrzymały 0,9% NaCl. Wzory strukturalne badanych substancji przedstawia Rysunek 1. Rysunek 1. Wzory strukturalne imipraminy i 1,2,3,4-tetrahydroizochinoliny [opracowanie własne] 100 Możliwości terapeutycznego działania 1,2,3,4-tetrahydroizochinoliny w zwierzęcym modelu depresji 3.3. Badania behawioralne 3.3.1. Test wymuszonego pływania Badania przeprowadzono według metody opisanej przez Porsolta z późniejszymi modyfikacjami [10, 11]. Wszystkie zwierzęta badano indywidualnie w FST przez dwa kolejne dni, w jednej sesji dziennie. W pierwszym dniu eksperymentu wykonano tzw. pre-test. Szczury umieszczano pojedynczo w nieprzezroczystych plastikowych cylindrach (średnica: 23 cm, wysokość: 50 cm) wypełnionych wodą o temp. 25-26°C do wysokości 30 cm. Zwierzęta miały możliwość swobodnego pływania przez 15 min. Po upływie tego czasu szczury wysuszono i odłożono z powrotem do klatek bytowych wyścielonych trocinami. Dokładnie 24h po pre-teście procedurę powtórzono przeprowadzając właściwy test trwający 5 min. Na 1h przed FST zwierzętom podano IMI w dawce 15, 30 mg/kg i.p. oraz TIQ w dawce 10, 25 i 50 mg/kg i.p. Grupa kontrolna otrzymała odpowiedni dla użytych substancji rozpuszczalnik. Podczas właściwego testu zmierzono podstawowe parametry behawioralne: 1. Bezruch – unieruchomienie, zachowanie zwierząt obejmujące niewielkie ruchy niezbędne do utrzymania się na powierzchni wody; 2. pływanie – skoordynowane i stałe ruchy czterech kończyn prowadzące do przemieszczania się po całym wnętrzu cylindra z utrzymaniem przednich łap pod powierzchnią wody; 3. wspinanie – energiczne ruchy z utrzymaniem przednich kończyn ponad powierzchnią wody wraz ze skrobaniem po ścianach cylindra [11]. Wodę wypełniającą cylindry zmieniano pomiędzy kolejnymi zwierzętami. Eksperymenty przeprowadzono w godzinach 9-15. 3.3.2. Test aktywności lokomotorycznej Aktywność lokomotoryczną zwierząt zmierzono w aktometrach (OptoVarimex activity monitors, Columbus Instruments, USA) podłączonych do komputera IBM-PC z odpowiednim oprogramowaniem [12, 13]. Zwierzęta otrzymały IMI w dawce 15, 30 mg/kg i.p. TIQ podano w dawce 25, 50 mg/kg i.p. Horyzontalną aktywność lokomotoryczną zdefiniowaną jako przebyty dystans wyrażony w cm zmierzono bezpośrednio po podaniu testowanych substancji. Pomiar prowadzono przez 120 min. 3.4. Analiza biochemiczna (ex vivo) Bezpośrednio po zakończeniu skryningowego testu behawioralnego FST zwierzęta dekapitowano. Wyizolowano mózg, który następnie rozdzielono na struktury. Pobraną tkankę umieszczono w suchym lodzie (stały CO2, -70°C) do momentu przeprowadzenia analizy biochemicznej. 101 Edyta Możdżeń, Lucyna Antkiewicz-Michaluk Metodą wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC) z elektrochemiczną detekcją oznaczono stężenie neurotransmiterów [12, 13]: dopaminy (3,4-dihydroksyetyloaminy) i jej metabolitów: wewnątrzneuronalnego – kwasu 3,4-dihydroksyfenylooctowego (DOPAC), zewnątrzneuronalnego – 3-metoksytyraminy (3-MT) oraz końcowego produktu rozkładu dopaminy – kwasu homowanilinowego (HVA); noaradrenaliny i jej metabolitów: normetanefryny (NMN), 3metoksy-4-hydroksyfenyloglikolu (MOPEG); serotoniny (3-hydroksytryptaminy) i produktu jej rozpadu: kwasu 5-hydroksyindolooctowego (5-HIAA). W niniejszej pracy przedstawiono wyniki uzyskane w prążkowiu szczura. 3.5. Opracowanie wyników i analiza statystyczna Dane liczbowe uzyskane z eksperymentów behawioralnych i neurochemicznych wyrażono w postaci odpowiednich średnich arytmetycznych ± SEM. Uzyskane wyniki poddano jednoczynnikowej analizie wariancji ANOVA w programie Statistica 10 for Windows. W celu porównania poszczególnych grup doświadczalnych z grupą kontrolną wykonano test porównań wielokrotnych post hoc Duncana – dla danych z FST i analizy neurochemicznej oraz test LSD – dla danych uzyskanych w teście aktywności lokomotorycznej. Za statystycznie istotne uznano różnice na poziomie P<0,05. 4. Wyniki 4.1. Badania behawioralne 4.1.1. Wpływ różnych dawek TIQ na zachowanie zwierząt w teście wymuszonego pływania, porównanie z imipraminą Jednorazowe podanie IMI (15, 30 mg/kg i.p.) oraz TIQ (10, 25, 50 mg/kg i.p.) istotnie statystycznie skraca czas bezruchu zwierząt w FST (F5/30=2,34; P≤0,05) (Wykres 1). 102 Możliwości terapeutycznego działania 1,2,3,4-tetrahydroizochinoliny w zwierzęcym modelu depresji Bezruch 120 Czas [s] 100 * 80 * ** * 60 40 20 0 Kontrola IMI/15 IMI/30 TIQ/10 TIQ/25 TIQ/50 Wykres 1. Wpływ różnych dawek TIQ i IMI na bezruch u szczurów w FST * P<0,05, **P<0,01 vs. Kontrola [opracowanie własne] Dodatkowo, TIQ podany w wyższych dawkach (25, 50 mg/kg i.p.) istotnie statystycznie wydłuża czas pływania (F5/30=2,82; P≤0,03) (Wykres 2), podczas gdy IMI w wyższej z zastosowanych dawek (30 mg/kg i.p.) istotnie statystycznie wydłuża czas wspinania zwierząt (F5/30=4,14; P<0,01) (Wykres 3). Pływanie 120 *+ *+ Czas [s] 100 80 60 40 20 0 Kontrola IMI/15 IMI/30 TIQ/10 TIQ/25 TIQ/50 Wykres 2. Wpływ różnych dawek TIQ i IMI na pływanie u szczurów w FST * P<0,05 vs. Kontrola; +P<0,05 vs. IMI/30 [opracowanie własne] 103 Czas [s] Edyta Możdżeń,, Lucyna Antkiewicz-Michaluk Antkiewicz Wspinanie ** 120 100 80 60 40 20 0 ++ ++ ++ Wykres 3. Wpływ różnych dawek TIQ i IMI na wspinanie u szczurów w FST ** P<0,01 vs. Kontrola; ++P<0,01 vs. IMI/30 [opracowanie własne] 4.1.2. Wpływ różnych dawek TIQ na aktywność lokomotoryczną zwierząt, porównanie z imipraminą Jednoczynnikowa analiza wariancji wykazała istotne statystycznie zmniejszenie spontanicznej aktywności lokomotorycznej zwierząt po podaniu leku referencyjnego rencyjnego w obu zastosowanych dawkach (15, 30 mg/kg i.p.) oraz pod wpływem najwyższej z użytych dawek TIQ (50 mg/kg i.p.) (F4/29=10,63; P<0,01). Nie stwierdzono wpływu niższej dawki (25 mg/kg i.p.) testowanej aminy na motorykę zwierząt (Wykres 4). Aktywność lokomotoryczna Przebyty dystans (cm) 4000 3000 ** ** 2000 ** 1000 0 Kontrola IMI/15 IMI/30 TIQ/25 TIQ/50 Wykress 4. Wpływ różnych dawek TIQ i IMI na motorykę zwierząt w teście spontanicznej aktywności lokomotorycznej ** P<0,01 vs. Kontrola [opracowanie własne] 104 Możliwości terapeutycznego działania 1,2,3,4-tetrahydroizochinoliny w zwierzęcym modelu depresji 4.2. Analiza neurochemiczna 4.2.1. Wpływ różnych dawek TIQ na stężenie dopaminy i jej metabolitów w prążkowiu, porównanie z imipraminą Jednoczynnikowa analiza wariancji nie wykazała istotnego wpływu jednorazowego podania TIQ i IMI na stężenie DA w prążkowiu (F4/25=1,70; N.S.). Zaobserwowano natomiast istotny wpływ TIQ na stężenie metabolitów DA w badanej strukturze mózgu: DOPAC (F4/25=14,18; P<0,01), 3-MT (F4/25=31,88; P<0,01) i HVA (F4/25=4,48; P<0,01). Z testu porównań wielokrotnych wynika, że podanie TIQ w wyższych dawkach (25, 50 mg/kg i.p.) istotnie statystycznie obniża stężenie DOPAC (o około 40%, P<0,01) i podnosi stężenie 3-MT (do 210%, P<0,01). Dodatkowo, TIQ w najniższej dawce (10 mg/kg i.p.) istotnie statystycznie zwiększa stężenie HVA (o około 30%, P<0,01) (Tabela 1). Tabela 1. Wpływ różnych dawek TIQ i IMI na stężenie DA i jej metabolitów w prążkowiu Substancja (mg/kg) DA DOPAC 3-MT HVA Striatum (ng/g tkanki) Kontrola 9243 ± 439 1699 ± 70 324 ± 27 1323 ± 49 IMI/30 9614 ± 690 1647 ± 88 351 ± 26 1284 ± 95 TIQ/10 10614 ± 466 1470 ± 87 369 ± 10 1799 ± 125**++ TIQ/25 10416 ± 288 1239 ± 85**++ 415 ± 38* 1596 ± 132+ TIQ/50 10502 ± 654 1003 ± 50**++ 676 ± 16**++ 1609 ± 85 + F4/25 = 1,70 F4/25 = 14,18 F4/25 = 31,88 F4/25 = 4,48 N.S. P < 0,01 P < 0,01 P < 0,01 * P<0,05, **P<0,01 vs. Kontrola; +P<0,05, ++P<0,01 vs. IMI [opracowanie własne] F Dodatkowo wyznaczono indeks hamowania wychwytu zwrotnego DA wyrażony jako [3-MT]/[DOPAC]. Jednoczynnikowa analiza wariancji wskazała na istotne statystycznie nasilenie hamowania wychwytu zwrotnego DA w prążkowiu po podaniu TIQ w wyższych dawkach (25, 50 mg/kg i.p.) (F4/25=49,81; P<0,01) (Wykres 5). 105 Edyta Możdżeń, Lucyna Antkiewicz-Michaluk 3-MT/DOPAC x 100 [3-MT]/[DOPAC] ** ++ 80 60 ** ++ 40 20 0 Kontrola IMI/30 TIQ/10 TIQ/25 TIQ/50 Wykres 5. Wpływ różnych dawek TIQ i IMI na indeks hamowania wychwytu zwrotnego DA w prążkowiu ** P<0,01 vs. Kontrola; ++P<0,01 vs. IMI [opracowanie własne] 4.2.2. Wpływ różnych dawek TIQ na stężenie serotoniny i jej metabolitu w prążkowiu, porównanie z imipraminą W wyniku przeprowadzonej analizy stwierdzono istotny statystycznie wpływ zastosowanych dawek TIQ i IMI na stężenie 5-HT (F4/25=7,11; P<0,01) i jej metabolitu, 5-HIAA (F4/25=3,65; P≤0,02) w prążkowiu szczura. Z testu wielokrotnych porównań wynika, iż TIQ powoduje dawkozależny wzrost stężenia 5-HT w striatum. Stężenie 5-HIAA zostało istotnie statystycznie obniżone po podaniu IMI w wyższej dawce (30 mg/kg i.p.; P<0,05). Podobny efekt zaobserwowano po podaniu TIQ w dawce najwyższej (50 mg/kg i.p.; P<0,01) (Tabela 2). Tabela 2. Wpływ różnych dawek TIQ i IMI na stężenie 5-HT i jej metabolitu w prążkowiu Substancja (mg/kg) 5-HT 5-HIAA Striatum (ng/g tkanki) Kontrola 387 ± 44 420 ± 13 IMI/30 458 ± 10 374 ± 15* TIQ/10 500 ± 23** 413 ± 11 TIQ/25 ** 397 ± 18 **++ 358 ± 9** TIQ/50 515 ± 18 560 ± 13 F4/25 = 7,11 F4/25 = 3,65 P < 0,01 P ≤ 0,02 * P<0,05, **P<0,01 vs. Kontrola; ++P<0,01 vs. IMI [opracowanie własne] F 106 Możliwości terapeutycznego działania 1,2,3,4-tetrahydroizochinoliny w zwierzęcym modelu depresji Zaobserwowano także istotny wpływ badanych substancji na szybkość metabolizmu 5-HT w prążkowiu szczura wyrażoną jako [5-HIAA]/[5-HT]. Test post hoc wykazał istotne statystycznie spowolnienie metabolizmu 5HT po podaniu IMI oraz TIQ (F4/25=3,54; P≤0,02) (Wykres 6). 5-HIAA/5-HT x 100 [5-HIAA]/[5-HT] 160 140 120 100 80 60 40 20 0 * * * ** Kontrola IMI/30 TIQ/10 TIQ/25 TIQ/50 Wykres 6. Wpływ różnych dawek TIQ i IMI na szybkość metabolizmu 5-HT w prążkowiu * P<0,05, **P<0,01 vs. Kontrola [opracowanie własne] 4.2.3. Wpływ różnych dawek TIQ na stężenie noradrenaliny i jej metabolitów w prążkowiu, porównanie z imipraminą Nie stwierdzono istotnego wpływu TIQ i IMI w użytych dawkach na stężenie NA w prążkowiu (F4/25=2,28; N.S.). Jednocześnie wykazano istotny statystycznie i wprost proporcjonalnie zależny od dawki wzrost stężenia NMN w striatum po podaniu TIQ (F4/25=64,30; P<0,01). Stężenie głównego produktu rozkładu noradrenaliny MOPEG nie zmieniło się znamiennie po podaniu testowanych substancji (F4/25=2,54; N.S.) (Tabela 3). Tabela 3. Wpływ różnych dawek TIQ i IMI na stężenie NA i jej metabolitów w prążkowiu Substancja (mg/kg) NA NMN MOPEG Striatum (ng/g tkanki) Kontrola 58 ± 10 7,3 ± 0,8 55 ± 2 IMI/30 67 ± 8 4,3 ± 0,5 59 ± 3 TIQ/10 74 ± 8 8,8 ± 0,9+ 66 ± 5* TIQ/25 93 ± 12* 13,7 ± 0,8**++ 68 ± 2+ TIQ/50 84 ± 6 31,7 ± 2,6**++ 61 ± 4 F4/25 = 2,28 F4/25 = 64,30 F4/25 = 2,54 N.S. P < 0,01 N.S. * P<0,05, **P<0,01 vs. Kontrola; +P<0,05, ++P<0,01 vs. IMI [opracowanie własne] F 107 Edyta Możdżeń,, Lucyna Antkiewicz-Michaluk Antkiewicz Dodatkowo wyznaczono indeks hamowania wychwytu zwrotnego NA wyrażony jako [NMN]/[NA]. Analiza statystyczna wykazała istotne statystycznie hamowanie wychwytuu zwrotnego NA po podaniu TIQ w najwyższej dawce (50 mg/kg i.p.) (F4/25=18,00; P<0,01) (Wykres 7). Wykres 7. Wpływ różnych dawek TIQ i IMI na indeks hamowania wychwytu zwrotnego NA w prążkowiu ** P<0,01 vs. Kontrola; ++P<0,01 vs. IMI [opracowanie własne] w 5. Podsumowanie i wnioski Wyniki przeprowadzonych doświadczeń pokazują, pokazu iż testowana egzoi endogenna amina 1,2,3,4-tetrahydroizochinolina tetrahydroizochinolina posiada potencjalne właściwości przeciwdepresyjne. W teście wymuszonego pływania istotnie statystycznie i w sposób ób proporcjonalny do zastosowanych dawek, podobnie jak imipramina, skraca czas bezruchu ezruchu zwierząt. Działa więc w sposób analogiczny do innych klasycznych leków przeciwdepresyjnych stosowanych w praktyce klinicznej. Nasilenie pływania obserwowane po podaniu TIQ oraz wspinania po podaniu imipraminy sugerują aktywację układu serotoninergicznego oraz noradrenergicznego przez te substancje. Dodatkowo, brak aktywacji motoryki zwierząt w teście spontanicznej aktywności lokomotorycznej potwierdza brak psychostymulującego psychostymuluj działania testowanych związków. Dane zebrane w wyniku analizy neurochemicznej potwierdzają obserwacje z testów behawioralnych i pozwalają wyjaśnić mechanizm działania przeciwdepresyjnego badanych substancji. Uważa się, że imipramina blokuje transporter ter dla serotoniny i noradrenaliny hamując przez to metabolizm tych neurotransmiterów. Choć efekty badanych substancji w przeprowadzonych testach są podobne, to mechanizmy działania tych związków są odmienne. TIQ, odmiennie do imipraminy, aktywuje układ serotoninergiczny rotoninergiczny poprzez blokowanie aktywności monoaminooksydazy w mózgu szczura z czym wiąże się obserwowane 108 Możliwości terapeutycznego działania 1,2,3,4-tetrahydroizochinoliny w zwierzęcym modelu depresji spowolnienie metabolizmu serotoniny. Aktywacja układu noradrenergicznego jest z kolei wynikiem powinowactwa TIQ do presynaptycznych receptorów alfa2-adrenergicznych. Podsumowując, wykazano iż 1,2,3,4-tetrahydroizochinolina posiada właściwości przeciwdepresyjnie w teście wymuszonego pływania u szczurów. Przeprowadzona analiza biochemiczna ściśle potwierdza te właściwości. Mechanizm działania przeciwdepresyjnego TIQ związany jest z aktywacją układów monoaminergicznych głównie poprzez odwracalne blokowanie aktywności MAO, silne hamowanie wychwytu zwrotnego dopaminy i zdolność zmiatania wolnych rodników. W tym świetle, TIQ dobrze rokuje jako potencjalny lek przeciwdepresyjny o właściwościach antyoksydacyjnych i neuroprotekcyjnych pomocnych w zwalczaniu procesów zapalnych, w leczeniu depresji. Podziękowania Badania zostały wykonane w ramach projektu pn. Interdyscyplinarne Studia Doktoranckie „Nauki molekularne dla medycyny” współfinansowanego ze środków unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego – Program Operacyjny Kapitał Ludzki 2007-2013. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. Richelson E. Pharmacology of antidepressants – characteristics of the ideal drug, Mayo Clinic. Proc., 69 (1994), s. 1069-1081 Reneric J.P., Lucki I. Antidepressant behavioral effects by inhibition of monoamine re-uptake in the rat forced swimming test, Psychopharmacology, 136 (1998), s. 190-197 Alvarez J.C., Sanceaume M., Advenier C., Spreux-Varoquaux O. Differential changes in brain and platelet 5-HT concentrations after steady-state achievement and repeated administration of antidepressant drugs in mice, Eur. Neuropsychopharmacol., 10 (1999), s. 31-36 Niwa T., Yoshizumi H., Tatematsu A., Matsuura S. Presence of tetrahydroisoquinoline, a parkinsonism-related compound, in foods, J. Chromatogr., 493 (1989), s. 347-352 Yamakawa T., Kotake Y., Fujitani M., Shintani H., Makino Y., Ohta S. Regional distribution of parkinsonism-preventing endogenous tetrahydroisoquinoline derivatives and an endogenous parkinsonismpreventing substance-synthesizing enzyme in monkey brain, Neurosci. Lett., 276 (1999), s. 68-70 Lorenc-Koci E., Śmiałowska M., Antkiewicz-Michaluk L., Gołembiowska K., Bajkowska M., Wolfarth S. Effect of acute and chronic administration of 1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline on muscle tone, metabolism of dopamine in the striatum and tyrosine hydroxylase immunocytochemistry in the substantia nigra, in rats, Neuroscience, 95 (2000), s. 1049-1059 109 Edyta Możdżeń, Lucyna Antkiewicz-Michaluk 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. Antkiewicz-Michaluk L., Michaluk J., Mokrosz M., Romańska I., LorencKoci E., Otha S., Vetulani J. Different action on dopamine catabolic pathways of two endogenous 1,2,3,4-tetrahydroisoquinolines with similar antidopaminergic properties, J. Neurochem., 78 (2001), s. 100-108 Lorenc-Koci E., Sokołowska M., Kwiecień I., Włodek L. Treatment with 1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline affects the levels of nitric oxide, S-nitrosothiols, glutathione and the enzymatic activity of gamma-glutamyl transpeptidase in the dopaminergic structures of rat brain, Brain Res., 1049 (2005), s. 133-146 Antkiewicz-Michaluk L., Łazarewicz J.W., Patsenka A., Kajta M., Ziemińska E., Salińska E., Wąsik A., Gołembiowska K., Vetulani J. The mechanism of 1,2,3,4-tetrahydroisoquinolines neuroprotection: the importance of free radicals scavenging properties and inhibition of glutamate-induced excitotoxicity, J. Neurochem., 97 (2006), s. 846-856 Porsolt R.D., Anton G., Blavet N., Jalfre M. Behavioural despair test in rats: A new model sensitive to antidepressant treatments, Eur. J. Pharmacol., 47 (1978), s. 379-391 Detke M.J., Rickels M., Lucki I. Active behaviors in the rat forced swimming test differentially produced by serotoninergic and noradrenergic antidepressants, Psychopharmacology (Berlin), 121 (1995), s. 66-72 Wąsik A., Możdżeń E., Romańska I., Michaluk J., Antkiewicz-Michaluk L. Antidepressant-like activity of the endogenous amine, 1-methyl-1,2,3,4tetrahydroisoquinoline in the behavioral despair test in the rat, and its neurochemical correlates: a comparison with the classical antidepressant, imipramine, Eur. J. Pharmacol., 700 (2013), s. 110-117 Możdżeń E., Papp M., Gruca P., Wąsik A., Romańska I., Michaluk J., Antkiewicz-Michaluk L.1,2,3,4-Tetrahydroisoquinoline produces an antidepressant-like effect in the forced swim test and chronic mild stress model of depression in the rat: neurochemical correlates, Eur. J. Pharmacol., 729 (2014), s. 107-115 Możliwości terapeutycznego działania 1,2,3,4-tetrahydroizochinoliny w zwierzęcym modelu depresji Streszczenie Zwierzęce modele depresji są szeroko wykorzystywane w badaniach nad poszukiwaniem nowych związków leczniczych oraz w celu zrozumienia neuronalnego podłoża zachowań depresyjnych. Test wymuszonego pływania (FST) jest najczęściej stosowanym modelem służącym do oceny farmakologicznego działania przeciwdepresyjnego substancji. Większość dostępnych obecnie leków przeciwdepresyjnych działa poprzez układy monoaminergiczne - wpływa na hamowanie wychwytu zwrotnego czy metabolizm monoamin: noradrenaliny (NA), serotoniny (5-HT) i dopaminy (DA), które odgrywają istotną rolę w centralnym układzie nerwowym (CNS), w patofizjologii depresji. Celem badań było sprawdzenie potencjalnych właściwości przeciwdepresyjnych endogennej aminy 1,2,3,4-tetrahydroizochinoliny (TIQ) w porównaniu z klasycznym lekiem przeciwdepresyjnym, imipraminą w zwierzęcym modelu depresji. Dodatkowo, w badaniach neurochemicznych ex vivo, metodą HPLC z elektrochemiczną detekcją, określono poziomy monoamin: NA, 5-HT i DA, ich metabolitów oraz wyznaczono szybkości ich metabolizmu w różnych strukturach mózgu szczura. Wszystkie eksperymenty przeprowadzono na samcach szczurów rasy Wistar HAN (Charles River) o wadze 220-240 g. Testowane związki podano w dawkach: TIQ - 10, 25, 50 mg/kg i.p., imipramina – 15, 30 mg/kg i.p. 110 Możliwości terapeutycznego działania 1,2,3,4-tetrahydroizochinoliny w zwierzęcym modelu depresji Wyniki badań behawioralnych i neurochemicznych sugerują, iż TIQ posiada właściwości przeciwdepresyjne. Istotnie statystycznie skraca czas bezruchu (P<0,05) w teście wymuszonego pływania oraz nie wpływa na aktywność motoryczną zwierząt w teście aktywności lokomotorycznej. Ponadto, TIQ zwiększa szybkość metabolizmu NA i DA, hamując jednocześnie metabolizm 5-HT (P<0,01). Podsumowując, TIQ wykazuje potencjalne działanie przeciwdepresyjne w zwierzęcych modelach depresji. Mechanizm działania tej endogennej aminy może być związany z hamowaniem aktywności monoaminooksydazy (MAO) oraz zwiększaniem poziomów monoamin w mózgu. Z tego punktu widzenia, testowany związek mógłby być skuteczny w leczeniu depresji, w warunkach klinicznych. Podziękowania: Badania zostały wykonane w ramach projektu pn. Interdyscyplinarne Studia Doktoranckie „Nauki molekularne dla medycyny” współfinansowanego ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego - Program Operacyjny Kapitał Ludzki 2007-2013 Słowa kluczowe: 1,2,3,4-Tetrahydroizochinolina, test wymuszonego pływania, imipramina, metabolizm monoamin, zwierzęce modele depresji Therapeutic opportunities for 1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline activity in animal model of depression Abstract Animal models predictive of antidepressant action have been used extensively in the development of novel therapeutic compounds and additionally for understanding the neural substrates underlying depressive behavior. The forced swimming test (FST) is the most widely used model for assessing pharmacological antidepressant activity. Most of the currently used antidepressant drugs are monoamine based, affecting the inhibition of reuptake or metabolism of noradrenaline (NA), serotonin (5-HT), or dopamine (DA), because they play a key role in central nervous system (CNS) in pathophysiology of depression. The present study aimed to investigate the potential antidepressant properties of an endogenous amine 1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline (TIQ) in comparison with a classic antidepressant drug, imipramine in animal model of depression. Additionally, the neurochemical ex vivo study was carried out to determine the level of NA, 5-HT, DA and their metabolites, as well as the rate of metabolism in rat brain structures using HPLC methodology with electrochemical detection. All experiments were performed on male Wistar HAN (Charles River) rats weighing 220-240 g. Tested compounds were administrated in doses: TIQ - 10, 25 or 50 mg/kg i.p., imipramine - 15 and 30 mg/kg i.p. The results from behavioral and neurochemical studies suggest that TIQ possesses antidepressant-like activity. It significantly decreases the immobility time (P<0.05) in FST and does not affect the animal motor activity in locomotor activity test. Additionally, TIQ increases the rate of NA and DA metabolism, with simultaneously decrease the rate of 5-HT metabolism (P<0.01). Summarize, TIQ possesses marked antidepressant-like effect in animal models of depression. Its mechanism of action can be associated with monoamine oxidase (MAO) inhibition and the simultaneous increase monoamines level in the brain. In that light, tested compound might be effective for the depression therapy in a clinical setting. Acknowledgements: These studies were financed by the project Interdisciplinary PhD Studies "Molecular sciences for medicine" (co-financed by the European Social Fund within the Human Capital Operational Programme) Keywords: 1,2,3,4-Tetrahydroisoquinoline, forced swimming test, imipramine, monoamines metabolism, animal models of depression 111 Anna Trawicka1, Ewelina Wieczerzak2, Agnieszka Szymczyk3 Nadpłytkowość – problem nie tylko hematologiczny 1. Wstęp Nadpłytkowość (ang. thrombocytosis), czyli zwiększenie całkowitej liczby płytek krwi jest zjawiskiem powszechnie występującym, a u jego podłoża leżą różnorodne przyczyny. Możemy wyróżnić dwa typy nadpłytkowości (pierwotną i wtórną), które charakteryzuje inny patomechanizm, odmienny przebieg choroby, rokowanie oraz możliwości terapeutyczne. Nadpłytkowość wtórna, jest częstsza niż napłytkowość pierwotna. Pierwsze objawy chorobowe mogą pojawić się w każdym wieku, z tym samym prawdopodobieństwem u obu płci. Wykazano jednak, że większą predyspozycję do zachorowania wykazują dzieci, szczególnie niemowlęta w czasie infekcji, chorzy po splenektomii, alkoholicy, dawcy krwi i pacjenci onkologiczni. Także u kobiet w ciąży, u których rozpoznano anemię z niedoboru żelaza, ryzyko rozwoju tego typu nadpłytkowości jest większe niż w pozostałej części populacji. Nadpłytkowość pierwotna, czyli samoistna, jest natomiast zaliczana do chorób mieloproliferacyjnych. Szacuje się, że częstość zachorowań wynosi 1:1000000 osób/rok. W grupie chorych w starszym wieku nie odnotowuje się zwiększonego ryzyka rozwoju choroby u którejś z płci, z kolei w grupie młodszych pacjentów choroba nieznacznie częściej dotyka kobiety. W pediatrii nadpłytkowość pierwotna nie jest powszechnie spotykanym przypadkiem. Szacuje się, że częstość zachorowań odnotowywana w dzieciństwie wynosi 1:10000000 na rok [1]. 1 [email protected], Studenckie Koło Naukowe przy Katedrze i Klinice Hematoonkologii i Transplantacji Szpiku, I Wydział Lekarski z Oddziałem Stomatologicznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.klinika.hematoonkologia.pl/dydaktyka.html 2 [email protected], jw. 3 [email protected], Katedra i Klinika Hematoonkologii i Transplantacji Szpiku UM w Lublinie, www.klinika.hematoonkologia.pl 112 Nadpłytkowość – problem nie tylko hematologiczny 2. Patofizjologia 2.1. Patofizjologia nadpłytkowości samoistnej Mechanizmy prowadzące do wzrostu liczby trombocytów w krwi obwodowej różnią się w przypadku postaci pierwotnej, jak i wtórnej. Nadpłytkowość pierwotna jest wyrazem nieprawidłowej hematopoezy, będącej rezultatem rozrostu nowotworowego szpiku kostnego. U podłoża tego procesu często leży nabyta mutacja somatyczna w obrębie genu dla JAK2 (Janus kinase 2), która może przyczynić się do ciągłej stymulacji proliferacji linii komórkowej. Mutację tę stwierdza się aż u 95% chorych z czerwienicą prawdziwą (policythaemia vera) i w ok. 50% przypadków nadpłytkowości pierwotnej. W przypadku nadpłytkowości samoistnej mutacja genu dla JAK2 prowadzi do trwałej aktywacji receptora dla trombopoetyny, czego skutkiem jest nadprodukcja atypowych megakario-cytów, a co za tym idzie zwiększonej liczby płytek krwi. Poziomy trombopoetyny nie ulegają natomiast istotnej zmianie. Podobny efekt do mutacji JAK2 może dawać MPL (myeloproliferative leukemia virus oncogene), który również prowadzi do trwałej aktywacji receptora trombopoetyny i jest wykrywany w 4% przypadków nadpłytkowości samoistnej. Z kolei w 65-86% przypadków nadpłytkowości samoistnej, w których nie wykazano mutacji JAK2 ani MPL, stwierdza się we krwi obwodowej mutację genu dla kalretikuliny (CALR). Obecność mutacji CALR wyklucza możliwość występowania mutacji JAK2 oraz MPL. Wykazano, że u chorych, u których stwierdzono mutację CALR rokowanie jest lepsze, a przeżycie dłuższe niż w przypadku pacjentów z mutacją JAK2 [2]. Dotychczas nie opisano konkretnych okoliczności nabycia którejś z mutacji. Nie do końca poznano również mechanizmy odpowiedzialne za dziedziczenie mutacji prowadzących do rodzinnej postaci nadpłytkowości pierwotnej. Najczęściej rodzinna nadpłytkowość samoistna dziedziczona jest w sposób autosomalny dominujący. Nie jest to jednak reguła, ponieważ w niektórych rodzinach choroba może być dziedziczona autosomalnie dominująco, a niekiedy, choć bardzo rzadko, w sprzężeniu z chromosomem X. Przyjmuje się, że za rozwój rodzinnej postaci nadpłytkowości pierwotnej odpowiedzialna jest mutacja genu dla trombopoetyny (TPO), lub jej receptora. Mutacja genu TPO prowadzi do zwiększenia poziomu trombopoetyny we krwi, natomiast mutacja genu dla receptora TPO powoduje nieprzerwaną transdukcję sygnału do proliferacji megakario-cytów. Co ciekawe, opisano także rodziny, w których nadpłytkowość samoistna występuje rodzinnie, bez charakterystycznego podłoża molekularnego. Nasuwa to na myśl wniosek, że mechanizmy prowadzące do rozwoju nadpłytkowości samoistnej wciąż nie zostały dokładnie poznane. 113 Anna Trawicka, Ewelina Wieczerzak, Agnieszka Szymczyk 2.2. Patofizjologia nadpłytkowości wtórnej Nadpłytkowość wtórna, czyli odczynowa, rozwija się w odpowiedzi na działanie różnych bodźców, takich jak: reakcje zapalne w przebiegu infekcji, guzy lite, uszkodzenie tkanek, czy obfite krwawienie. Płytki reagują na takie czynniki zwiększeniem swojej liczby w krążącej krwi. W normalnych warunkach do produkcji płytek krwi niezbędna jest trombopoetyna, ale bardzo ważną rolę odgrywają też inne cytokiny, takie jak IL-1, IL-4, IL-6, IL-11, TNF (tumour necrosis factor). Wiele z tych cytokin zostaje uwolnionych jako naturalna odpowiedź organizmu, wskutek działania czynnika uszkadzającego, powodującego stan zapalny lub w przebiegu nowotworów. Jednocześnie obok aktywności cytokin wywołanej przez konkretny bodziec, ma miejsce wzmożona stymulacja trombopoezy i zwiększenie liczby krążących płytek. Wzrost liczby płytek krwi pod wpływem stanu zapalnego jest jednym z aspektów reakcji ostrej fazy [3]. Nadpłytkowość wtórna często rozwija się również w przebiegu anemii z niedoboru żelaza. W tym przypadku jednak cytokiny, które zwykle są odpowiedzialne za wzmożony wzrost liczby trombocytów zdają się nie odgrywać większej roli. Duże znaczenie w rozwoju nadpłytkowości wtórnej podczas anemii z niedoboru żelaza ma z kolei erytropoetyna (EPO). Jest to jedyna cytokina zaangażowana w hematopoezę, której poziom jest znacząco podwyższony u chorych z niedokrwistością z niedoboru żelaza - zarówno tych, u których stwierdzono nadpłytkowość jak i tych z normalną liczbą płytek. Dla odmiany poziomy IL-6, IL-11 i TPO nie ulegają w tym przypadku zmianom. Ponadto, podanie preparatu ludzkiej rekombinowanej erytropoetyny (rh-EPO) w leczeniu ciężkiej anemii z niedoboru żelaza oraz w terapii przewlekłej niewydolności nerek również powoduje wzrost liczby płytek krwi [4]. Napłytkowość wtórna jest zjawiskiem powszechnie spotykanym u niemowląt i małych dzieci. Może być to spowodowane niedojrzałością układu odpornościowego i krwiotwórczego. W tej grupie wiekowej nadpłytkowość najczęściej towarzyszy zapaleniu płuc. Ponadto w przypadku dzieci, częściej niż u dorosłych, wzrost liczby płytek krwi ponad normę może wystąpić wtórnie do stanów małopłytkowości. Tego typu wahania liczby trombocytów odnotowuje się w przebiegu ciężkich zakażeń bakteryjnych (np. zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych) lub w okresie zdrowienia po za stosowaniu chemioterapii w małopłytkowości lub w okresie zdrowienia po pierwotnej małopłytkowości idiopatycznej (ang. idiopathic thrombocytopenic purpura) [5, 6]. 114 Nadpłytkowość – problem nie tylko hematologiczny 3. Objawy 3.1. Objawy nadpłytkowości pierwotnej Do głównych objawów nadpłytkowości pierwotnej zalicza się zwiększenie liczby płytek krwi powyżej 450K/ul, rozrost megakariocytów oraz splenomegalię. Pozostałe objawy nadpłytkowości nie są specyficzne i wiąże się je z powikłaniami niż z samym wzrostem liczby płytek. Głównym następstwem nadpłytkowości pierwotnej jest zwiększenie ryzyka wystąpienia epizodów zakrzepowo-zatorowych lub rozwoju zakrzepicy. Skrzepliny mogą się lokalizować zarówno w obrębie drobnych, jak i większych naczyniach tętniczych oraz żylnych. Zakrzepicę dużych tętnic stwierdza się przeważnie w obrębie tętnic kończyn dolnych, tętnic wieńcowych i tętnic nerkowych, natomiast zakrzepicę żylną w obrębie żył śledzionowych, wątrobowych, miednicy małej, a także kończyn dolnych. Objawy zależą od lokalizacji skrzepliny. Niebezpiecznym następstwem zakrzepicy może się okazać okluzja naczyń płucnych, prowadząca do rozwoju nadciśnienia płucnego. Choroba często wpływa także na naczynia ośrodkowego układu nerwowego. Wówczas najczęstszym objawem są bóle głowy, rzadziej występują także zawroty głowy, parestezje dystalnych części kończyn, migrena. U niektórych chorych wskutek przejściowego napadowego niedokrwienia ośrodkowego układu nerwowego (ang. transient ischemic attack, TIA) [2] może dojść do udaru. Objawy pojawiające się nagle obejmują zaburzenia mowy, takie jak dyzartria i afazja, zaburzenia widzenia (nieostre, rozmyte widzenie, diplopia, upośledzenie rozpoznawania barw), omdlenia, napady padaczkowe oraz porażenie twarzy lub kończyn (zwykle jednostronne). Powikłania zakrzepowe nadpłytkowości samoistnej odnotowywane są bardzo rzadko. Co dziwne, powszechnym zjawiskiem w nadpłytkowości samoistnej może być też zwiększona skłonność do krwawień, będąca następstwem wzmożonej produkcji nieprawidłowych płytek. Przeważnie jest to krwawienie skórno-śluzówkowe. Może przejawiać się jako krwawienie z nosa, jamy ustnej i dziąseł, chorzy mogą też oddawać stolec z domieszką krwi. U dzieci dodatkowo częściej tworzą się wówczas siniaki. 3.2. Objawy nadpłytkowości wtórnej Nadpłytkowość wtórna jest niema klinicznie. Objawy, które mogą jej towarzyszyć są jedynie wynikiem choroby pierwotnej. Dlatego też najczęściej jest wykrywana przypadkowo. 115 Anna Trawicka, Ewelina Wieczerzak, Agnieszka Szymczyk 4. Diagnostyka i różnicowanie Oczywiście głównym parametrem kluczowym, dla rozpoznania każdego rodzaju nadpłytkowości jest wzrost liczby płytek krwi. Podstawową metodą umożliwiającą stwierdzenie nadpłytkowości jest analiza morfologii krwi. W połączeniu z dobrze zebranym wywiadem pozwala na wstępne stwierdzenie, czy zaburzenie ma charakter wtórny (odczynowy), czy pierwotny, związany z MPS. Efektywne różnicowanie między nadpłytkowością samoistną i wtórną może ułatwić zastosowanie kryteriów przedstawionych w Tabeli 1. Spełnienie kryteriów 1-5 oraz spełnienie 3 kryteriów z zakresu 6-11 może sugerować obecność nadpłytkowości samoistnej. Tabela 1. Różnicowanie nadpłytkowości [7] 1. Liczba płytek krwi przekraczająca 600 000 na mililitr w dwóch badaniach oddzielonych miesięczną przerwą. 2. Wykluczenie obecności przyczyny nadpłytkowości wtórnej. 3. Normalna masa czerwonokrwinkowa. 4. Brak znacznego włóknienia szpiku kostnego (włóknienie nie zajmuje więcej niż ⅓ niezmienionego szpiku) 5. Brak chromosomu Philadelphia lub produktu fuzji bcr-abl w badaniu kariotypu. 6. Splenomegalia w badaniu fizykalnym lub ultrasonograficznym. 7. Wielokomórkowy szpik z rozrostem megakariocytów. 8. Obecność atypowych komórek prekursorowych szpiku, wyrażona przez występowanie komórek erytroidalnych lub megakariocytów o zwiększonej wrażliwości na IL-3. 9. Prawidłowe poziomy CRP i IL-6. 10. Wykluczenie niedokrwistości z niedoboru żelaza potwierdzone prawidłową zawartością żelaza w szpiku lub prawidłowym poziomem ferrytyny w surowicy. 11. U kobiet - hematopoeza klonalna wyrażona obecnością fragmentu RFLP (restriction fragment length polymorphism) na chromosomie X. Źródło: Hoffman R. Primary thrombocythemia. In: Hoffman R, Benz EJ Jr, Shattil SJ, et al, rd eds. Hematology: Basic Principles and Practice. 3 ed. Philadelphia, Pa: Churchill Livingstone; 2000:1188-204, opracowane przez http://emedicine.medscape.com/article/206811-workup [8] 116 Nadpłytkowość – problem nie tylko hematologiczny Poza tym w przebiegu nadpłytkowości samoistnej we krwi obwodowej mogą się pojawić nieliczne komórki prekursorowe szpiku - mielocyty i metamielocyty oraz atypowe trombocyty o zwiększonej MPV (mean platelet volume). Z kolei, towarzyszące nadpłytkowości podniesione poziomy CRP, IL-6 i fibrynogenu raczej nasuwają podejrzenie nadpłytkowości wtórnej, ponieważ są to pozytywne białka ostrej fazy. Rozmaz krwi może się również okazać przydatny w wykryciu tak zwanej nadpłytkowości rzekomej (spurious thrombocytosis) [4]. Jest to zjawisko bardzo rzadkie, charakteryzujące się występowaniem we krwi obwodowej struktur, które automaty wykorzystywane do liczenia poszczególnych składników morfotycznych krwi “omyłkowo” rozpoznają jako trombocyty. Struktury te mogą stanowić niektóre bakterie, kryształy krioglobuliny, fragmenty cytoplazmatyczne komórek białaczkowych oraz mikropęcherzyki krwinek czerwonych, pojawiające się po masywnych oparzeniach. Kolejnym ważnym elementem diagnostyki różnicowej są badania genetyczne służące poszukiwaniu mutacji, które mogą predysponować do rozwoju nadpłytkowości pierwotnej (np. JAK2). W celu uzyskania rozpoznania należy też wykonać biopsję szpiku. Wzrost komórkowości szpiku, rozplem megakariocytów, megakariocyty olbrzymie i skupiska megakariocytów, a także rozrost prekursorów granulocytów i retikulocytów są powszechnie stwierdzane w aspiracie szpiku w nadpłytkowości samoistnej. Podwyższony może być również poziom szpikowej retikuliny. Bardzo rzadko z kolei odnotowuje się ogniska włóknienia szpiku. Przydatne jest też określenie rozmiarów śledziony w badaniu palpacyjnym jamy brzusznej lub badaniu ultrasonograficznym. Każde wykrycie nadpłytkowości wymaga różnicowania jej z innym zaburzeniem należącym do grupy zespołów mieloproliferacyjnych. Ponadto nadpłytkowość różnicujemy też z różnymi chorobami układu hematopoetycznego, takimi jak przewlekła białaczka szpikowa, zespoły mielodysplastyczne, idopatyczną niedokrwistoscią syderoblastyczną, przewlekłą białaczką limfocytową, idiopatycznym włóknieniem szpiku kostnego, czy zakrzepową plamicą małopłytkową. 5. Leczenie 5.1. Nadpłytkowość odczynowa W przypadku nadpłytkowowści nabytej celowane leczenie tromboredukcyjne nie jest zalecane. Stosuje się leczenie przyczynowe choroby podstawowej, w przebiegu której doszło do nadpłytkowości. Przykładowo suplementacja żelazem może spowodować spadek poziomu 117 Anna Trawicka, Ewelina Wieczerzak, Agnieszka Szymczyk płytek krwi w przebiegu niedokrwistości o tym podłożu. U pacjentów z ilością trombocytów powyżej 1mln/μl można zastosować kwas acetylosalicylowy w dawce profilaktycznej 75mg/dobę, aby minimalizować ryzyko zakrzepicy i udaru mózgu. Także w znacznej nadpłytkowości, we wczesnym okresie po splenektomii należy krótkotrwale zastosować antykoagulant i lek przeciwpłytkowy. W przypadku ekstremalnej tromobocytemii o niewyjaśnionej etiologii z aktywnym krwawieniem lub krytyczną zakrzepicą można zastosować zabieg trombaferezy. 5.2. Nadpłytkowość samoistna (klonalna) Rodzaj postępowania leczniczego w nadpłytkowowści samoistnej powinien bazować na ocenie ryzyka zakrzepowego i krwotocznego. Zwiększone ryzyko występuje przy: wieku > 60 lat; przebytych epizodach zakrzepowych; otyłości; paleniu tytoniu; nadciśnieniu tętniczym i hipercholesterolemii; liczbie płytek powyżej 1,5 mln/μl, co według najnowszych danych paradoksalnie zwiększa ryzyko krwawień z przewodu pokarmowego u młodych kobiet [9]; obecności markerów nadkrzepliwości: czynnika V Leiden i przeciwciał antyfosfolipidowych. W przypadku chorych z niskim ryzykiem powikłań zakrzepowozatorowych do terapii nie włącza się leczenia tromboredukcyjnego ani antyagregacyjnego. W przypadku ryzyka pośredniego zalecane jest włączenie profilaktyki (kwas acetylosalicylowy). Jeśli natomiast ryzyko zakrzepowe jest znaczne, u takich chorych wdrażamy leczenie, które podzielone jest na dwie kategorie: leczenie cytoredukcyjne; leczenie przeciwpłytkowe. Ocena ryzyka wpływa na podjęcie decyzji o dalszej terapii i jej rodzaju. Pacjenci powyżej 60 r.ż, po przebytych epizodach zakrzepowych i z liczba płytek powyżej 1,5mln/µl obciążeni są największym ryzykiem. Dlatego wdraża się u nich obydwa rodzaje leczenia. Ważna jest także zmiana stylu życia, zaprzestanie palenia, zdrowa, zbilansowana dieta czy utrata wagi w przypadku osób otyłych. Wszystkie te działania mają na celu zmniejszenie ryzyka powikłań krwotocznych i zakrzepowo-zatorowych. 118 Nadpłytkowość – problem nie tylko hematologiczny Leczenie cytoredukcyjne jest włączane aby zapobiec powikłaniom krwotocznym u pacjentów z liczbą płytek powyżej 1mln/µl. Leki cytostatyczne stosowane w terapii nadpłytkowości samoistnej to: hydroksykarbamid; anagrelid; interferon alfa,; busulfan; pipobroman; radioaktywny izotop fosforu P32. 5.3. Leczenie nadpłytkowości u dzieci Według ELN (European Leukemia Network) włączanie cytostatyków do leczenia u dzieci powinno być ostatecznym rozwiązaniem. Należy także bardzo ostrożnie rozważać kwestię podawania kwasu acetylosalicylowego dzieciom poniżej 12 r.ż. ze względu na ryzyko wystąpienia groźnego dla życia zespołu Rey’a (50% śmiertelność). Istnieją sugestie, by leczenie cytoredukcyjne włączać jedynie gdy podawanie aspiryny nie przynosi rezultatów lub następuje pogorszenie stanu dziecka. Według ostatnich doniesień dzieci, u których nie występują żadne objawy, powinny być jedynie regularnie badane i obserwowane hematologicznie. Przy występowaniu nieznacznych objawów klinicznych nadpłytkowości wskazane jest podawanie niskich dawek kwasu acetylosalicylowego, natomiast w wyżej wymienionych przypadkach włączamy leczenie cytostatyczne. Kwestia leczenia dzieci z nadpłytkowością samoistną pozostaje otwarta, ponieważ z jednej strony są one mniej narażone na powikłania krwotoczne i zakrzepowe ze względu na lepszy stan naczyń, jednak przewidywana długość trwania choroby jest u nich większa niż u pacjentów dorosłych czy starszych, co może nasuwać podejrzenia, że osoby chorujące od dzieciństwa będą się później zmagać z nasilonymi powikłaniami trombocytemii samoistnej. 6. Rokowanie Nadpłytkowość samoistna należy do zespołów mieloproliferacyjnych o łagodnym przebiegu. Szacuje się jednak, że chorzy z nadpłytkowością samoistną żyją średnio o 8,9% krócej w porównaniu z populacją ludzi zdrowych, jednak wśród pacjentów ze zminimalizowanym ryzykiem powikłań krwotocznych i zakrzepowo-zatorowych rokowanie jest pomyślne, gdyż powikłania te są głównymi przyczynami potencjalnego skrócenia długości życia [10]. 119 Anna Trawicka, Ewelina Wieczerzak, Agnieszka Szymczyk 7. Wnioski Trombocytoza, jak większość chorób, może mieć początkowo niezauważalne, bądź niecharakterystyczne objawy, dlatego należy podkreślić znaczenie profilaktycznych badań krwi. Leczenie nadpłytkowowości pierwotnej jest znacznie trudniejsze niż wtórnej, gdyż nie polega, jak w przypadku tej drugiej, jedynie na wyeliminowaniu podstawowej jednostki chorobowej, ale wymaga żmudnego i zazwyczaj dożywotniego leczenia. W terapii nadpłytkowości samoistnej, jako zespołu mieloproliferacyjnego najczęściej stosuje się hydroksymocznik skojarzony z kwasem acetylosalicylowym i/lub anagrelidem. Rokowanie w tej chorobie jest pomyślne, jeśli pacjent przestrzega planu leczenia i jest leczony prawidłowo. Podsumowując, nadpłytkowość jest przedmiotem zainteresowań nie tylko hematologów, ale także między innymi onkologów, genetyków oraz przedstawicieli specjalności zabiegowych. Można pokusić się o stwierdzenie, że niemal każdy klinicysta przynajmniej raz zetknął się w swojej pracy z nadpłytkowością. Literatura Wiedmeier S.E., Henry E., Sola-Visner M.C., Christensen R.D. Platelet reference ranges for neonates, defined using data from over 47,000 patients in a multihospital healthcare system, Journal of Perinatology, 2 (2009), s. 130-6 2. Lee H.S., Park L.C., Lee E.M., Lee S.J., Shin S.H., Im, H. et al. Incidence Rates and Risk Factors for Vascular Events in Patients With Essential Thrombocythemia: A Multicenter Study From Korea, Clinical Lymphoma Myeloma and Leukemia, 11 (2011) 3. Vora A.J., Lilleyman J.S. Secondary thrombocytosis, Archives for Disease of Childhood., 1993; s. 68, 88-90 4. Bleeker J.S., Hogan W.J. Thrombocytosis: diagnostic evaluation, thrombotic risk stratification, and risk-based management strategies, Thrombosis., 2011; 2011:536062 5. Radley J.M., Hodgson G.S., Thean L.E., et al. Increased megakaryocytes in the spleen during rebound thrombocytosis following 5-fluorouracil, Experimental Hematology, 1980; 8:1129 6. Haselager E.M., Vreeken J. Rebound thrombocytosis after alcohol abuse: a possible factor in the pathogenesis of thromboembolic disease,The Lancet., 1977; s. 1-774 7. Hoffman R. Primary thrombocythemia. In: Hoffman R., Benz Jr E.J., Shattil S.J., et al, eds. Hematology: Basic Principles and Practice, 3rd ed. Philadelphia, Pa: Churchill Livingstone; 2000, s. 1188-1204 8. Krishnan K. Secondary Thrombocytosis Workup, Medscape, 2014, http://emedicine.medscape.com/article/206811-workup 9. Lal A. Essential Thrombocytosis Treatment & Management, Medscape, 2014, http://emedicine.medscape.com/article/206697-treatment 10. Brière J.B. Essential thrombocythemia, Orphanet Journal of Rare Diseases, 2007, s. 2-3 1. 120 Nadpłytkowość – problem nie tylko hematologiczny Nadpłytkowość – problem nie tylko hematologiczny Streszczenie Nadpłytkowość (thrombocytosis, thrombocythaemia) to zwiększenie liczby płytek krwi. Ogólnie, nadpłytkowość dzielimy na pierwotną i wtórną. Nadpłytkowość pierwotna, czyli klonalna, znana również jako nadpłytkowość samoistna (essential thrombocythaemia) jest chorobą przewlekłą, której podłoże stanowi niereaktywne zaburzenia mieloproliferacji. Dochodzi do niekontrolowanej ekspansji komórek progenitorowych szpiku kostnego, co prowadzi do wzrostu liczby krążących trombocytów spowodowanego utrzymaną proliferacją megakariocytów. U dzieci dodatkowo oprócz klasycznej postaci pierwotnej nadpłytkowości, wyróżniamy również rodzinną postać choroby.. Za to zaburzenie odpowiadają mutacje genu dla trombopoetyny lub jej receptora. Nadpłytkowość wtórna z kolei jest zmianą łagodną i ma charakter odczynowy. Zwiększenie frakcji płytek jest zatem odpowiedzią na różnorodne bodźce, takie jak stany zapalne, ogólnoustrojowe zakażenia, częste krwawienie, czy obecność guza. Szczególnie często odnotowywana jest w pediatrii, zwłaszcza u niemowląt. Nadpłytkowość wtórna to najczęściej stan przejściowy, który ustępuje po wyeliminowaniu jego przyczyny. Diagnostyka różnicowa nadpłytkowości jest wyjątkowo złożona i może okazać się wyzwaniem, ponieważ objawy nadpłytkowości są przeważnie niespecyficzne lub nieme. W wielu więc przypadkach jest wykrywana przypadkowo podczas rutynowej analizy morfologii krwi. Prawidłowe rozpoznanie i różnicowanie mają jednak istotne znaczenie dla przebiegu choroby, rokowania, czy doboru odpowiedniego leczenia. Słowa kluczowe: nadpłytkowość, zespoły mieloproliferacyjne, płytki krwi Thrombocytosis – not only hematological disease Abstract Thrombocytosis or thrombocythaemia is an increase of the number of platelets. Thrombocytosis, in general, can be divided into two subsets: primary and secondary thrombocytosis. Primary thrombocytosis (essential thrombocythaemia), also known as clonal thrombocytosis, is a chronic condtition resulting from non-reactive disorders of myeloproliferation. The expansion of bone marrow precursor cells avoids the control of the physiologic feedback. Consequently, sustained megakaryocyte proliferation leads to the elevation of the number of thrombocytes in the blood flow. Additionally, in children second type of primary thrombocythaemia can be distinguished. It occurs familially and results from the mutation either of the thrombopoietin gene or thrombopoietin receptor gene. In this case haematopoiesis is polyclonal. Secondary thrombocytosis, however, is a benign, reactive form of thrombocythaemia. This means it develops in response to various stimuli, such as inflammation, infection, bleeding or tumour. Most often it is recorded in pediatrics, especially in infants. Secondary thrombocythaemia usually ceases spontaneously after its primary cause is eliminated. Differential diagnosis of the thrombocytosis is complex and may appear challenging. Symptoms are usually non-specific, but the condition may prevail without clinical manifestation, which makes the diagnostic process even harder. Consequently, thrombocytosis is often discovered by accident through routine blood exam. However appropriate diagnosis and differentiation are essential for the course of the disease, prognosis or successful treatment. Key words: thrombocytosis, myeloproliferative syndrome, platelets 121 Kinga Gajewska1, Monika Pilecka2 Niedoceniona witamina D. Nowe spojrzenie na rolę kalcytriolu w utrzymaniu homeostazy organizmu 1. Wstęp Szeroko badane na przestrzeni ostatnich dekad nowe właściwości witaminy D i jej możliwy wpływ na rozwój chorób cywilizacyjnych ukazują tę substancję w zupełnie nowym świetle. Niedobór witaminy D to powszechnie znany czynnik ryzyka rozwoju krzywicy, osteoporozy i osteomalacji, jednak – jak dowodzą wyniki badań – spektrum działania witaminy D jest o wiele szersze. Oprócz regulacji gospodarki wapniowo-fosforanowej witamina D odgrywa rolę w odpowiedzi immunologicznej organizmu, regulacji cyklu komórkowego i apoptozy, stąd ochronne działanie tej witaminy zapobiegające rozwojowi infekcji, chorób autoimmunologicznych oraz nowotworów. Znamienne zmniejszenie ryzyka rozwoju nowotworu udowodniono w przypadku raka sutka, jelita grubego oraz prostaty. W chorobach autoimmunologicznych zauważono wpływ niskich wartości witaminy D na rozwój tocznia rumieniowatego, cukrzycy typu 1, stwardnienia rozsianego oraz nieswoistych zapaleń jelit. Ochronna funkcja tłumaczona jest wpływem witaminy D na regulację produkcji cytokin oraz działaniem na receptory obecne w różnych tkankach organizmu. Niedobór witaminy D odgrywa również rolę w patogenezie niektórych chorób endokrynologicznych, metabolicznych, sercowo-naczyniowych, neuropsychiatrycznych oraz przewodu pokarmowego. Leczniczo witaminę D stosuje się w łuszczycy, w innych chorobach zapalnych skóry oraz w czerniaku. 2. Funkcja witaminy D w organizmie i jej przemiany metaboliczne Najważniejsze działanie witaminy D polega na jej wpływie na regulację homeostazy wapnia i fosforanów. Główne narządy efektorowe, na które działają aktywne metabolity witaminy D to przede wszystkim jelita i kości i w mniejszym stopniu nerki. W jelitach dochodzi do zwiększenia 1 [email protected]; lekarz; Samodzielny Publiczny Zespół Opieki Zdrowotnej w Tomaszowie Lubelskim 2 [email protected]; lekarz; Centrum Onkologii Ziemi Lubelskiej im. św. Jana z Dukli w Lublinie 122 Niedoceniona witamina D. Nowe spojrzenie na rolę kalcytriolu w utrzymaniu homeostazy organizmu wchłaniania wapnia, z kości uwalnia wapń i fosforany (przy hipokalcemii) w nerkach współdziała z parathormonem w reabsorbcji wapnia. Aktywność witaminy D wywierana jest poprzez działania genomowe i niegenomowe. Witamina D w wielu tkankach i komórkach łączy się z jądrowym receptorem witaminy D (VDR), a następnie tworzy heterodimer z receptorem kwasu 9-cis retinowego (RXR) o własnościach czynnika transkrypcyjnego, przez co zapoczątkowuje działania genomowe. Witamina D kontroluje ponad 200 genów [1, 2]. 3. Metabolizm witaminy D Proces aktywacji witaminy D przebiega wieloetapowo. Witamina D magazynowana jest w tkance tłuszczowej oraz w wątrobie. W wątrobie ulega ona przekształceniu do 25-hydroksywitaminy D (kalcidiol, kalcifediol, 25OHD) w wyniku hydroksylacji atomu węgla C25. Proces ten zachodzi również w komórkach nabłonka – keratynocytach. W kolejnym etapie metabolicznej przemiany kalcidiol ulega hydroksylacji pod wpływem 1-α-hydroksylazy do 1,25-dwuhydroksywitaminy D (kalcitriol, 1,25(OH)2D) – najbardziej aktywnej formy witaminy D (forma hormonalnie aktywna). Pierwotnie sądzono, że proces ten zachodzi jest tylko w nerkach, obecnie jednak wiadomo, że przejście 25OHD do 1,25(OH)2D ma miejsce również w przewodzie pokarmowym, układzie kostnym, mięśniach, neuronach, trzustce, gruczole krokowym i limfocytach [3]. 123 Kinga Gajewska , Monika Pilecka Ryc.1 Regulacja gospodarki wapniowej organizmuorganizmu wpływ witaminy D 3.1. Mechanizm działania genomowego i receptorowego Witamina D działa za pośrednictwem specyficznych receptorów, które mają charakter typowych czynników transkrypcyjnych. Spośród wszystkich postaci witaminy D, tylko kalcitriol jako forma metabolicznie aktywna oddziałuje poprzez aktywację receptora VDR (ang. Vitamin D Receptor) [4]. Receptor ten należy do rodziny jądrowych receptorów specyficznych dla hormonów steroidowych (do rodziny tej zalicza się również receptory hormonów tarczycy, receptor retinowy RXR oraz receptor aktywowany przez czynniki proliferacjii peroksysomów PPAR). Znajdujący się na ludzkim chromosomie 12cen–q12 q12 gen receptora VDR, jest miejscem szeregu polimorfizmów [21], powiązanych z pierwotną nadczynnością przytarczyc, gęstością układu kostnego i wysokością ciała [5]. Związanie się 1,25(OH)2D D do VDR prowadzi do transkrypcji genów podlegających regulacji przez kalcitriol (ryc. 1). Jest to proces wieloetapowy i rozpoczyna się od utworzenia worzenia kompleksu 1,25(OH)2D z VDR, który działa jak czynnik transkrypcyjny ny i wiąże się następnie z receptorem retinowym RXR. Heterodimer 1,25(OH)2--D3-VDR–RXR oddziałuje za pośrednictwem 1,25(OH)2D ze specyficznymi sekwencjami DNA w promotorach genów regulatorowych, rowych, czyli z tzw. VDRE (ang. Vitamin D Response Elements). ). Do powstałego kompleksu przyłączają się czynniki 124 Niedoceniona witamina D. Nowe spojrzenie na rolę kalcytriolu w utrzymaniu homeostazy organizmu transkrypcyjne powodując zmianę szybkości transkrypcji genów. Regulacja za pośrednictwem kalcitriolu podlegają szczególnie geny kodujące cytokiny, geny odpowiedzialne za produkcję białek niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania komórek β trzustki [19] oraz geny kodujące: białka wiążące wapń (CaBP, ang. Calcium-Binding Calcium Protein), 24hydroksylazę, antygen specyficzny dla gruczołu krokowego (PSA, ang. Prostate-Specific Specific Antigen), parathormon (PTH), osteokalcynę, osteopontynę oraz kolagen [5] (ryc. 2). Obecnośćć receptorów VDR stwierdzono nie tylko w organach zaangażozaangażo wanych w utrzymanie homeostazy mineralnej, jak jelito, kość, nerka, przytarczyce, lecz również w tkankach i organach innego rodzaju [6, 7]. Ryc. 2. Regulacja ekspresji genów za pośrednictwem kalcitriolu kalc 4. Wpływ witaminy D na funkcjonowanie poszczególnych układów narządów 4.1. Nowe obszary badań naukowych Szybki rozwój biologii molekularnej i metod diagnostycznych pozwoliło na dokładniejsze przyjrzenie rzenie się funkcji witaminy D w organizmie ludzkim i określenie na nowo szeregu kierunków jej działania. Stwierdzenie obecności VDR w tkankach, które nie biorą udziału w utrzymaniu homeostazy wapniowo-fosforanowej, fosforanowej, świadczy o wielokiewielokie runkowym działaniu hormonu witaminowego, jakim jest kalcytriol. 125 Kinga Gajewska , Monika Pilecka Przypisuje mu się udział nie tylko w metabolizmie kości, co pozostaje nadal jego główną funkcją, ale również udział w:proliferacji i różnicowaniu komórek, wydzielaniu insuliny, działaniu pro- lub antyapoptogennym czyli chorobach: nowotworowych, immunologicznych, neurologicznych, nadciśnieniu i cukrzycy. 4.2. Układ kostny Witamina D to niezwykle istotny czynnik zapewniający prawidłowe funkcjonowanie tkanki kostnej. 1,25(OH)2D jest hormonem bezpośrednio oddziałującym na różne populacje komórek kostnych. Kalcytriol wywiera również pośredni wpływ na kość poprzez regulację gospodarki wapniowej oraz ekspresji PTH. Aktywna postać witaminy D pobudza różnicowanie osteoblastów, warunkuje prawidłową mineralizację osteoidu, pobudza powstawanie i dojrzewanie osteoklastów, a także reguluje ekspresję licznych genów w osteoblastach i osteoklastach. Przewlekły niedobór witaminy D prowadzi do zaburzenia procesu wchłaniania wapnia w jelicie cienkim w rezultacie czego, stężenie wapnia we krwi spada. W odpowiedzi na nieprawidłowy poziom wapnia we krwi, przytarczyce zwiększają produkcję PTH, który kosztem wapnia zgromadzonego w kościach, uzupełnia jego niedobory w surowicy krwi. Proces ten przebiega poprzez aktywację osteoklastów, co skutkuje destrukcją tkanki kostnej Poprzez hamowanie sekrecji PTH, witamina D hamuje resorpcję kostną. Nie dziwi zatem fakt, że masa kostna i obrót kostny są zależne od prawidłowego zaopatrzenia organizmu w witaminę D. Niedobór witaminy D prowadzi do krzywicy u dzieci, osteomalacji oraz osteoporozy u dorosłych [8]. 4.3. Układ mięśniowy Liczne badania naukowe potwierdzają związek między niedoborem witaminy D, a schorzeniami tkanki mięśniowej, takimi jak miopatia. Zauważono, że deficyt witaminy D sprzyja zmniejszeniu ilości białych włókien mięśniowych (typ II), co jest typowym objawem procesów starzenia. Na poziomie molekularno-biologicznym witamina D wpływa na transport komórkowy jonów wapnia oraz syntezę niezbędnych dla prawidłowego funkcjonowania mięśni białek, takich jak aktyna i troponina. Dowiedziono, że prawidłowe funkcjonowanie mięśni jest pozytywnie skorelowane z poziomem 25OHD, zaś negatywnie z PTH. Nie wykazano natomiast żadnego wpływu 1,25(OH)2D na siłę mięśni. Suplementacja witaminą D pozwala odwrócić atrofię mięśniową [9]. Niedobór witaminy D, może być przyczyną zaburzeń w prawidłowym funkcjonowaniu mięśni oraz postępującego wraz z wiekiem zaniku siły mięśni. 126 Niedoceniona witamina D. Nowe spojrzenie na rolę kalcytriolu w utrzymaniu homeostazy organizmu 4.4. Choroby nowotworowe Badania epidemiologiczne wykazały, że występowanie najczęstszych populacyjnie form raka, takich jak: rak piersi, rak jelita grubego, rak odbytnicy, rak macicy, rak jajników, rak gruczołu krokowego i białaczki limfatyczna, wykazuje negatywną korelację z poziomem witaminy D w surowicy krwi. Zauważono, że witamina D działa antykancerogennie i znacznie zmniejsza częstość występowania chorób nowotworowych u osób, u których jej poziom jest nie mniejszy niż 30 ng/ml surowicy krwi. Rola witaminy D w profilaktyce i walce z chorobami nowotworowymi wynika z jej działania proróżnicującego i antyproliferacyjnego. Witamina D pełni także rolę czynnika hamującego angiogenezę oraz stymulującego apoptozę komórek rakowych [10]. Głównym źródłem witaminy D jest promieniowanie słoneczne. Częstość zachorowań na raka jest większa na obszarach o mniejszym nasłonecznieniu, a mniejsza na terenach, na których światło słoneczne jest dostępne w większych ilościach i przez dłuższy okres czasu w ciągu roku. Badania nad grupą pacjentów z rozpoznaniem raka prostaty wykazały, że stężenie we krwi antygenu gruczołu krokowego (ang. Prostate Specific Antygen; PSA), markera przerostu prostaty i raka prostaty, znacznie zmalało po 6-15 miesiącach suplementacji kalcitriolem, w porównaniu z pacjentami otrzymującymi placebo. Przypuszcza się również, że witamina D uwrażliwia komórki nowotworowe na cytotoksyczne działanie cytostatyków. Dzięki temu, leczenie raka prostaty tradycyjnymi metodami w połączeniu z suplementacją kalcitriolem, przynosi znacznie lepsze efekty niż poddawanie pacjentowi samej chemioterapii. Receptory VDR zlokalizowano m.in. w komórkach nabłonka gruczołu krokowego i okrężnicy. Badania wykazały, że u osób z właściwym poziomem witaminy D w surowicy krwi, ryzyko zachorowania na nowotwory okrężnicy i gruczołu krokowego jest znacznie mniejsze, niż u osób z jej niedoborem. Należy jednak wziąć pod uwagę, że nie tylko poziom samej witaminy D w surowicy krwi ma wpływ na podatność na choroby nowotworowe. Znaczenie ma również polimorfizm obu kopii genu kodującego VDR, który prowadzi do powstania odmiennych genotypów, od których zależy podatność na różne odmiany raka [11]. 4.5. Zaburzenia endokrynologiczne W ostatnich latach niedobór witaminy D powiązano z ryzykiem wystąpienia zespołu metabolicznego (insulinooporność, nietolerancja glukozy, dyslipidemia, nadciśnienie oraz otyłość typu brzusznego, prowadzące do rozwoju cukrzycy typu 2 oraz zawału mięśnia sercowego) [12]. Liczne badania wykazały, że ilość spożywanych produktów 127 Kinga Gajewska , Monika Pilecka nabiałowych jest negatywnie skorelowana z masą ciała, nadciśnieniem, homeostazą glukozy i cukrzycą typu 2 [13]. Ponieważ witamina D i wapń są głównymi komponentami tego rodzaju żywności, uznano za słuszne stwierdzenie, że zarówno jeden jak i drugi składnik, mogą mieć istotny wpływ na rozwój zespołu metabolicznego. 4.6. Otyłość Zaobserwowano, że niedobór witaminy D występuję częściej u ludzi otyłych [14,15]. Oprócz negatywnej korelacji między poziomem witaminy D a wskaźnikiem BMI, zarejestrowano również odwrotną zależność między surowiczym stężeniem witaminy D a występowaniem otyłości typu centralnego (otyłości brzusznej). Założono więc, że otyłość nie zakłóca produkcji witaminy D w skórze. Ponieważ jednak rozpuszczalna w tłuszczach witamina D magazynowana jest w tkance tłuszczowej, wysunięto hipotezę, że grubsza, niż u osób bez otyłości, podskórna tkanka tłuszczowa zatrzymuje witaminę D utrudniając jej transport do krwioobiegu. Konsekwencją jest zmniejszenie jej stężenia w surowicy krwi, w porównaniu z osobami normalnej wagi. Z związku z faktem, że witamina D podawana doustnie wydaje się być bardziej biodostępna (zaraz po absorpcji trafia poprzez układ limfatyczny do krwioobiegu dzięki chylomikronom) wydaje się, że doustna podaż witaminy D pozwoli na uzupełnienie jej niedoborów u ludzi z otyłością. 4.7. Choroby układu krążenia W świetle najnowszych badań witamina D odgrywa również ważną rolę w etiopatogenezie chorób układu krążenia. Dane epidemiologiczne wskazują, że ryzyko rozwoju tych chorób, a zwłaszcza nadciśnienia tętniczego, zmienia się wraz z szerokością geograficzną, co ma bezpośredni związek z częstością i intensywnością promieniowania świetlnego – schorzenia te występują częściej w regionach charakteryzujących się mniejszym nasłonecznieniem. Badanie z udziałem chorych na nadciśnienie tętnicze, których poddawano ekspozycji na UVB 3 razy w tygodniu przez 3 miesiące, wykazało istotne obniżenie ciśnienia skurczowego i rozkurczowego (do 6 mmHg), równocześnie odnotowano wzrost stężenia 25(OH)D3 o około 180%. Istotna jest także obserwacja, iż u Amerykanów pochodzenia afrykańskiego, którzy potencjalnie są narażeni na większy niedobór witaminy D z powodu pigmentacji skóry, częściej niż w populacjach o jaśniejszej karnacji, występują choroby układu sercowo-naczyniowego [16]. Mechanizm oddziaływania witaminy D na układ krążenia nie jest jeszcze do końca poznany. Wiadomo, że przewlekła hipowitaminoza D wywołuje wtórną nadczynność przytarczyc, co z kolei może prowadzić do 128 Niedoceniona witamina D. Nowe spojrzenie na rolę kalcytriolu w utrzymaniu homeostazy organizmu niebezpiecznych incydentów sercowych. Niedobór witaminy D bezpośrednio skutkuje zmniejszeniem wchłaniania wapnia o ponad 50%, dlatego spadek stężenia 25(OH)D3 poniżej 30 ng/ml powoduje po proporcjonalny wzrost poziomu PTH; w celu utrzymania homeostazy i prawidłowej całkowitej ilości Ca2+ w surowicy jest on pobierany z kości, wzrasta też wchłanianie zwrotne wapnia nerkowego i intensywność wytwarzania najbardziej aktywnej postaci witaminy D, czyli 1,25(OH)2D3. Ponadto w wyniku niedoboru witaminy D dochodzi do pobudzenia układu RAA (kalcytriol hamuje produkcję reniny, a więc wraz ze spadkiem jego stężenia, jej poziom rośnie), co prowadzi do rozwoju nadciśnienia tętniczego i nadmiernego rozrostu mięśnia sercowego (hipertrofia). Wzrasta też insulinooporność tkanek i uszkodzenia komórek β w wyspach trzustki, w wyniku czego może rozwinąć się cukrzyca i zespół metaboliczny. Wszystkie te czynniki zwiększają ryzyko wystąpienia miażdżycy oraz groźnych incydentów sercowo-naczyniowych naczyniowych (Ryc. 3) 3 [17]. Ryc 3.. Wpływ hipowitaminozy D na układ krążenia i układ hormonalny [1] 4.8. Cukrzyca typu 2 Utrzymanie właściwej homeostazy witaminy D i wapnia ma duże znaczenie w zapobieganiu insulinooporności i rozwojowi cukrzycy. Przeprowadzone dotąd badania pozwoliły na wysunięcie wniosku, że wpływ witaminy D na ryzyko wystąpienia cukrzycy może być dwojaki. Przede wszystkim jej niedobór zaburza funkcjonowanie komórek β wysp trzustkowych oraz wydzielanie insuliny sprzyjając tym samym wystąpieniu 129 Kinga Gajewska , Monika Pilecka cukrzycy typu 2. Niedobór witaminy D może też prowadzić do wzrostu stężenia prozapalnych cytokin odpowiedzialnych za apoptozę komórek β, czego konsekwencją jest cukrzyca typu 1. W obu przypadkach, udział witaminy D w rozwoju tej choroby może mieć charakter bezpośredni lub pośredni. Bezpośredni wkład witaminy D w rozwój lub prewencję cukrzycy związany jest z obecnością receptorów VDR w komórkach β. Aktywna forma witaminy – kalcitriol – wiążąc się z jej receptorami stymuluje komórki trzustki do wydzielania insuliny. Ponadto, synteza 1-α-hydroksylazy w komórkach β, umożliwiająca aktywację prohormonu 25OHD do 1,25(OH)2D, wzmacnia lokalne parakrynne znaczenie witaminy D, jako potencjalnego czynnika biorącego udział w prawidłowym funkcjonowaniu komórek Langerhansa trzustki (18). Istotną rolę witaminy D w utrzymaniu homeostazy węglowodanowej potwierdzają badania, w których zaobserwowano, że zarówno w warunkach in vitro (19), jak i in vivo jej niedobór upośledza wydzielanie insuliny, po uprzednim podaniu glukozy. Z kolei uzupełnienie deficytu witaminy D, poprzez jej suplementację, normalizuje sekrecję insuliny przywracając równowagę węglowodanową w organizmach zwierzęcych. Przypuszcza się również, że nie tylko sekrecja insuliny, ale również jej efekty i aktywność są zależne od obecności kalcitriolu. Witamina D stymulując ekspresję receptorów insulinowych potęguje odpowiedź hormonu na wzrastające stężenie glukozy we krwi. Ponadto, jak wykazały badania, witamina D posiada zdolność do przyspieszania konwersji proinsuliny do jej aktywnej formy – insuliny [19]. Wiele doniesień naukowych wskazuje na hypowitaminozę D jako czynnik zwiększonego ryzyka wystąpienia cukrzycy typu 2. Zarówno u diabetyków, jak i osób znajdujących się w grupie zwiększonego ryzyka wykazano, że poziom witaminy D w surowicy krwi był znacznie niższy niż u osób zdrowych. Zaobserwowano również, że stwierdzona u badanych hypowitaminoza D była skorelowana z zaburzeniami sekrecji insuliny. Wykazano prostą zależność: wzrost koncentracji 25-OH-D zwiększa wrażliwość na insulinę oraz usprawnia funkcjonowanie komórek wysp trzustkowych i odwrotnie – niedobór witaminy D zmniejsza wrażliwość na insulinę i zaburza prawidłową pracę komórek β [18]. 4.9. Cukrzyca typu 1 Cukrzyca jest chorobą autoimmunologiczną i wymaga leczenia z zastosowaniem terapii immunosupresyjnej. Badania nad rolą witamy D w profilaktyce cukrzycy typu 1 donoszą, że wykazuje ona zdolność do hamowania reakcji autoimmunologicznej organizmu skierowanej przeciwko komórkom β trzustki [20]. Mechanizm prewencji polega na 130 Niedoceniona witamina D. Nowe spojrzenie na rolę kalcytriolu w utrzymaniu homeostazy organizmu modulacji układu immunologicznego przez witaminę D. Witamina D hamując aktywację komórek Th1 i ekspresję prozapalnych cytokin chroni przed autoagresją wynikającą z nadmiernej aktywacji układu odpornościowego. W związku z prewencyjną funkcją 1,25(OH)2D, witaminę D traktuje się jako hormon immunosupresyjny [21]. 4.10. Choroby skóry W 1985 r. Morimoto z Uniwersytetu w Osace zauważył, że u pacjenta leczonego na osteoporozę kalcytriolem ustąpiły zmiany łuszczycowe. Fakt ten wykorzystano w terapii łuszczycy, ale również w innych stanach zapalnych skóry oraz leczeniu najgorzej rokującego nowotworu tej tkanki – czerniaka. Kompleks 1,25(OH)2D3/VDR jest także niezbędny w stanach homeostazy organizmu, dla utrzymania właściwej kondycji włosów i skóry z uwagi na wpływ, jaki ma na procesy różnicowania i funkcje komórek. 4.11. Układ immunologiczny Niedobory kalcytriolu towarzyszą przewlekłym chorobom nerek i zwiększonej podatności na infekcje bakteryjne, wirusowe i prątkowe. Jest to zgodne z wieloletnimi obserwacjami pediatrów że dzieci z krzywicą częściej zapadają na sezonowe infekcje. Badania dowodzą, że kalcytriol działa jako modulator układu immunologicznego, przeciwdziałając nadmiernej ekspresji cytokin prozapalnych. Stymuluje on ekspresję potencjalnie przeciwbakteryjnych peptydów, które występują w neutrofilach, monocytach, komórkach NK i komórkach wyściełających układ oddechowy, przeciwdziałając infekcji. Produkowany przy udziale makrofagowej 1,α-hydroksylazy kalcytriol, nasila przeciwbakteryjne funkcje tych komórek i stymuluje działanie α-interferonu. W badaniach na szczurach wykazano także, że kalcytriol hamuje reakcję odrzucenia przeszczepu, silniej niż stosowana zazwyczaj cyklosporyna, bez zwiększenia podatności na towarzyszące transplantacji infekcje grzybowe i wirusowe. 131 Kinga Gajewska , Monika Pilecka Ryc. 4.. Syntetyzowana w skórze witamina D trafia do krwioobiegu, skąd przenoszona jest do tkanek i organów.. Obecność receptorów VDR w wielu narządach świadczy o szerokim spektrum oddziaływania kalcitriolu: wpływ na homeostazę mineralnej (jelito, kość, nerka, przytarczyce) i funkcjonowanie układu immunologicznego (komórki β trzustki, komórki układu immunologicznego) nego) 5. Witamina D jako wyznacznik ogólnego stanu zdrowia Antyoksydacyjne, antyzapalne i antynowotworowe efekty witaminy D wskazują na to, że witaminę D możemy traktować jako istotny wskaźnik ogólnego stanu zdrowia i prawdopodobnie istotny czynnik predykcji przewidywanej długości życia [22, 23]. Wszyscy mieszkańcy Europy Środkowej i Północnej, w tym Polski narażeni są na skutki niedoboru witaminy D. Dotyczy to szczególnie osób przebywających zbyt krótko na wolnym powietrzu, osób starszych, osób nadmiernie chroniących oniących całe ciało przed promieniami słońca oraz używających kremów protekcyjnych. Narażone na deficyt witaminy D są osoby stosujące dietę wegetariańską bez udziału ryb i produktów mlecznych, jak również osoby z zaburzeniami wchłaniania. 132 Niedoceniona witamina D. Nowe spojrzenie na rolę kalcytriolu w utrzymaniu homeostazy organizmu 5.1. Poziom witaminy D Przy odpowiednim nasłonecznieniu ilość witaminy D, która jest wytwarzana w skórze, jest na tyle wystarczająca, że nie trzeba czerpać jej dodatkowo ze źródeł pokarmowych. wytwarzanej Wytwarzana witamina D u ludzi podlega wahaniom sezonowym i zazwyczaj spada im dalej na północ lub południe teren jest położony. W strefie klimatu umiarkowanego ilość światła słonecznego dostarczana przez około połowę roku jest za mała, aby skóra człowieka mogła sama wytworzyć dostateczną ilość tej witaminy.W przyrodzie występują dwa związki, które po aktywacji metabolicznej, wykazują aktywność witaminy D: • cholekalcyferol- witamina D3, pochodzenia zwierzęcego; • ergokalcyferol- witamina D2, występujący w tkankach roślinnych a głównie w drożdżach i grzybach. Produkt Zawartość witaminy D Węgorz świeży 1200 IU/100 g Śledź marynowany 480 IU/100 g Śledź w oleju 808 IU /100 g Gotowana/pieczona makrela 152 IU/100 g Ryby z puszki (tuńczyk, sardynki) 200 IU/100g Żółtko jaja 54 IU/żółtko Ser żółty 7,6-28 IU/100g Mleko początkowe 40-50 IU/100ml Mleko następne 40-80 IU/100ml Mleko modyfikowane 70-89 IU/100 ml Ryc. 5. Zawartość witaminy D w produktach żywnościowych Obie witaminy D różnią się budową łańcucha bocznego przy ugrupowaniu sterolowym i obie mają swoich prekursorów, odpowiednio 7-dehydrocholesterol i ergosterol. W skórze 7- dehydrocholesterol ulega fotochemicznemu przekształceniu do cholekalcyferolu pod wpływem światła słonecznego o długości fali 290-315 nm, które wchodzi w zakres promieniowania UV B. Ocenia się, że nawet 90 proc. dziennego zapotrzebowania na witaminę D może pochodzić z syntezy skórnej, a co najważniejsze, nie obserwuje się objawów przedawkowania witaminy D pochodzącej z tego źródła.Witamina D krąży w organizmie głównie w postaci 25(OH)D3. Najbardziej aktywną biologicznie formą jest 1,25(OH)2D3, której poziom jest regulowany hormonalnie. Z tego względu bardziej wiarygodne jest oznaczanie poziomu 25(OH)D3 (hydrocholekalcyferol), którego synteza nie podlega regulacji przez inne czynniki gospodarki wapniowo-fosforanowej, a wiec odzwierciedla ilość dostarczonego z pokarmem lub wytworzonego w skórze substratu. Według amerykańskich Narodowych Instytutów Zdrowia prawidłowy poziom 133 Kinga Gajewska , Monika Pilecka witaminy D wynosi ≥20 ng/ml, wartości ści poniżej 12 ng/ml prowadzą do krzywicy i osteomalacji. Wartości utrzymujące się stale powyżej 50 ng/ml są uważane za potencjalnie toksyczne, jednak wielkość ta opiera się na małej liczbie danych.[24] 5.2. Dzienne zapotrzebowanie Zgodnie z obowiązującymi obecnie wytycznymi zapotrzebowanie na witaminę D maleje do pewnego wieku, co jest związane z bardziej urozmaiconą dietą i zwiększoną ekspozycją na światło słoneczne. Wartości zalecanego dziennego go spożycia (ZDS) dla poszczególnych grup wiekowych wiek podano w tabeli poniżej (Ryc. 6). Polskie normy nie określają ZDS dla osób dorosłych do 60. roku życia, a po 60. roku, zalecają spożycie na poziomie 10 μg (400 jm) dziennie. Wydaje się jednak, że normy ZDS S będą ulegały w niedalekiej przyszłości zwiększeniu, już bowiem Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) pozytywnie zaopiniował dzienne zalecane spożycie witaminy D dla kobiet po 50. roku życia, na poziomie 20 μg (800 jm) (EFSA-Q-200900940). Ilość lość ta jest łączną dzienną dawką pochodzącą ze wszystkich źródeł. Stężenie 25(OH)D w surowicy Deficyt Niedobór Hiperwitaminoza D Poziom zalecany Poziom toksyczny nmol/l ng/ml 0-25 >25-50 >50-75 75-200 >250 0-10 >10-20 >20-30 30-80 >100 Ryc. 6. Zalecane dzienne spożycie i stężenie 25(OH)D w surowicy 5.3. Skutki niedoboru Przyczynami niedoboru są: małe spożycie w połączeniu z małą ekspozycją na słońce (UVB) i różne zaburzenia, w tym rzadko dziedziczne, takie jak zaburzenia wchłaniania, choroby zakłócające zakłóca przemianę witaminy D w wątrobie i nerkach, w jej aktywne biologicznie metabolity. Awitaminoza grozi krzywicą u dzieci i młodzieży, rozmiękaniem kości (osteomalacja) i osteoporozą u dorosłych, złamaniami, skrzywieniami 134 Niedoceniona witamina D. Nowe spojrzenie na rolę kalcytriolu w utrzymaniu homeostazy organizmu i zwyrodnieniami układu kostnego, zniekształceniami sylwetki, złym funkcjonowaniem układu nerwowego i mięśniowego, zapaleniem spojówek, stanami zapalnymi skóry, osłabieniem organizmu i zmniejszeniem odporności, pogorszeniem słuchu, osłabieniem i wypadaniem zębów oraz zwiększeniem się ryzyka chorób autoimmunologicznych, zwłaszcza cukrzycy typu I, choroby Leśniowskiego-Crohna, raka pęcherza moczowego, piersi, jelita grubego, okrężnicy i jajnika. Osoby z chorobą Parkinsona i stwardnieniem rozsianym mają niższe stężenie witaminy D w surowicy. 5.4. Skutki nadmiaru Nie jest możliwe wywołanie hiperwitaminozy przy zwykłej diecie lub intensywnej ekspozycji na promieniowanie ultrafioletowe. Nadmierna ilość promieni UV rozkłada witaminę D do suprasterolu zapobiegając nadprodukcji. Do przedawkowania witaminy D podawanej doustnie dochodzi rzadko, ponieważ wymaga podawania przewlekle dużych dawek tej witaminy – ok. 50 tys. j.m. na dobę lub więcej. W niektórych chorobach np. sarkoidozie, gruźlicy czy idiopatycznej hyperkalcemii już niewielkie dawki mogą spowodować objawy zatrucia. Poziom witaminy D przekraczający 100 ng/ml (250 nmoli/L) uważa się za potencjalnie toksyczny prowadzący do hiperkalcemii i hiperfosfatemii. 6. Podsumowanie Wraz z postępem nauki zwiększa się liczba chorób, których rozwój i przebieg może być uwarunkowany niedoborem witaminy D. Niestety 7090 % całej populacji, z tego największą grupę stanowią osoby dorosłe, ma niedobory witaminy D, zwłaszcza w naszej szerokości geograficznej. Przyczyną jest styl życia polegający na długotrwałym przebywaniu w pomieszczeniach, stosowanie filtrów UV, które zmniejszają i blokują syntezę skórną witaminy D, nie wystarczająca podaż witaminy D w pożywieniu oraz położenie geograficzne, wpływające na niską syntezę skórną witaminy D w skórze przez większość roku. Dlatego we wrześniu 2013 roku na podstawie najnowszych badań klinicznych i epidemiologicznych oraz aktualnej wiedzy medycznej, Zespół Międzynarodowych Ekspertów i Lekarzy opracował „Wytyczne suplementacji witaminą D dla Europy Środkowej” w tym Polski, które zalecają suplementację witaminy D u każdego dorosłego w okresie od września do kwietnia, a u osób w wieku podeszłym, powyżej 65 lat oraz u osób otyłych przez cały rok [25, 26]. 135 Kinga Gajewska , Monika Pilecka Literatura: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. Tjellesen L, Hummer L, Christiansen C, Rodbro P. Serum concentration of vitamin D metabolites during treatment with vitamin D2 and D3 in normal premenopausal women. Bone Miner 1986; 1: s. 407-13 Armas L. A., Hollis B. W., Heaney R. P. Vitamin D2 is much less effective than vitamin D3 in humans. The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism 2004; 89(11): s. 5387-91 Rochel N, Wurtz JM, Mitschler A, Klaholz B, Moras D. The crystal structure of the nuclear receptor for vitamin D bound to its natural ligand. Molecular Cell 2000; 5: s. 173-9 Zmuda J. M, Cauley JA, Ferrell RE. Molecular epidemiology of vitamin D receptor gene variants. Epidemiology Review 2000; 22: s. 203-17. Norman A.W. Vitamin D: The calcium homeostasis steroid hormone. Academic Press. 1979 Holick M.F. Phylogenetic and evolutionary aspects of vitamin D from phytoplankton to humans. Vertebrate Endocrinology: Fundamentals and biochemical implications. Academic Press 1989; 3: s. 7-43. Anuszewska E. L.: Nowe spojrzenie na witaminę D. Gazeta Farmaceutyczna 2011; 2: s. 32-35 Dawson-Hughes B., Heaney R.P., Holick M.F., Lips P., Meunier P.J., Vieth R. Estimates of optimal vitamin D status. Osteoporos International 2005; 16: s. 713-6 Glerup H, Mikkelsen K, Poulsen L, Hass E, Overbeck S, Andersen H, Charles P, Eriksen EF. Hypovitaminosis D myopathy without biochemical signs of osteomalacic bone involvement. Calcified Tissue International 2000; 66: s. 419-24 Peters U, McGlynn KA, Chatterjee N, Gunter E, Garcia-Closas M, Rothman N, Sinha R. Vitamin D, calcium, and vitamin D receptor polymorphism in colorectal adenomas. Cancer Epidemiology, Biomarkers and Prevention 2001; 10: s. 1267-74 Garland CF, Garland FC, Gorham ED, Lipkin M, Newmark H, Mohr SB, Holick MF. The role of vitamin D in cancer prevention. American Journal of Public Health 2006; 96: s. 252-61 Liu S, Song Y, Ford ES, Manson JE, Buring JE, Ridker PM. Dietary calcium, vitamin D and the prevalence of metabolic syndrome In middle-aged and older U.S. women. Diabetes Care 2005; 28: s. 2926-32 Chiu KC, Chu A, Go VL, Saad MF. Hypovitaminosis D is associated with insulin resistance and â cell dysfunction. American Journal of Clinical Nutrition 2004; 79: s. 820-5 Zemel MB. Regulation of adiposity and obesity risk by dietary calcium: mechanisms and implications. American Journal of Clinical Nutrition 2002; 21: s. 146S-51S Lorenzen JK, Nielsen S, Holst JJ, Tetens I, Rehfeld JF, Astrup A. Effect of dairy calcium or supplementary calcium intake on postprandial fat metabolism, appetite, and subsequent energy intake. American Journal of Clinical Nutrition 2007; 85: s. 678-87 Woźniacka A., Bogaczewicz J., Sysa-Jędrzejowska A., The other side of the sun - treu "D"ilemma. Part 1. Przegląd Dermatolologiczny, 2008, 95 (5), s. 467-474 Napiórkowska L., Franek E., Rola oznaczania witaminy D w praktyce klinicznej. Choroby Serca i Naczyń, 2009, 6 (4), s. 203-210 136 Niedoceniona witamina D. Nowe spojrzenie na rolę kalcytriolu w utrzymaniu homeostazy organizmu 18. Bland R, Markovic D, Hills CE, Hughes SV, Chan SL, Squires PE, Hewison M. Expression of 25-hydroxyvitamin D3-1-hydroxylase in pancreatic islets. The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology 2004; 89-90: s. 121-5 19. Chiu KC, Chu A, Go VL, Saad MF. Hypovitaminosis D is associated with insulin resistance and â cell dysfunction. American Journal of Clinical Nutrition 2004; 79: s.820-5 20. Richards JB, Valdes AM, Gardner JP, Paximadas D, Kimura M, Nessa A, Lu X, Surdulescu GL, Swaminathan R, Spector TD, Aviv A. Higher serum vitamin D concentrations are associated with longer leukocyte telomere length in women. American Journal of Clinical Nutrition 2007; 86: s. 1420-5 21. Oelzner P, Muller A, Deschner F, Huller M, Abendroth K, Hein G, Stein G. Relationship between disease activity and serum levels of vitamin D metabolites and PTH in rheumatoid arthritis. Calcified Tissue International 1998; 62: s. 193-8 22. Bischoff-Ferrari HA, Dietrich T, Orav EJ, Dawson-Hughes B. Positive association between 25-hydroxy vitamin D levels and bone mineral density: a population-based study of younger and older adults. The American Journal of Medicine 2004; 116: s.634-9 23. Johansson C, Black D, Johnell O, Odén A, Mellström D. Bone mineral density is a predictor of survival. Calcified Tissue International 1998; 63: s. 190-6 24. Płudowski P., Kaczmarewicz E. i wsp.: Wytyczne suplementacji witaminą D dla Europy Środkowej: Rekomendowane dawki witaminy D dla populacji zdrowej oraz dla grup ryzyka deficytu witaminy D. Endokrynologia Polska 2013; 64 (4) 25. Grant W.B., Holick M.F.: Benefits and requirements of vitamin D for optimal health: A review. Alternative Medicine Review 2005; 2: s.94-111 26. Holick M.: Vitamin D deficiency. The New England Journal of Medicine 2007; 357: s. 266-281 137 Kinga Gajewska , Monika Pilecka Niedoceniona witamina D. Nowe spojrzenie na rolę kalcytriolu w utrzymaniu homeostazy organizmu Streszczenie Witamina D – tradycyjnie uznawana za czynnik przeciwkrzywiczy i zapobiegający osteoporozie, obecnie jest postrzegana bardziej jako hormon steroidowy niż substancja o działaniu witaminowym. Hormonalna aktywność witaminy D odgrywa istotną rolę w utrzymaniu homeostazy wapnia i metabolizmie kości. Badania epidemiologiczne ostatnich lat wskazują także na udział witaminy D w utrzymaniu prawidłowego funkcjonowania mięśni i nerwów, układu sercowo-naczyniowego, w profilaktyce przeciwnowotworowej i cukrzycy oraz na możliwość wykorzystania jej w zahamowaniu rozwoju demencji starczej.Powyższa praca ma na celu zebranie osiągnięć współczesnej wiedzy na temat witaminy D celem uwidocznienia skutków jej niedoboru oraz jej wielorakiego wpływu na organizm człowieka. Unrecognized value of vitamin D. A novel view on the role of kacytriol in homeostasis Abstract Vitamin D – traditionally known as a antiricketic and antiosteoporotic factor. Nowadays it is no more identified only as a vitamin, but rather as a steroid hormone. The vitamin D endocrine activity plays an essential role in calcium homeostasis and bone metabolism. The recent epidemiological investigations have revealed a beneficial role of vitamin D in neuromuscular function, cardiovascular health, diabetes, cancer prevention and potential beneficial role in cognitive function. Above-mentioned paper has an aim to collect the achievements of contemporary medicine on the subject of vitamin D in order to visualize effects of its deficiency and multiple impact on human organism. 138 Mateusz Stojko1, Paulina Musiał2, Aleksandra Moździerz3, Dorota Olczyk4, Małgorzata Juszko-Piekut5, Włodzimierz Mierzwa6, Jerzy Stojko7 Nikotyna jako modulator aktywności aminopeptydazy alaninowej i aminopeptydazy leucynowej w wątrobie i nerkach myszy 1. Wstęp Mimo olbrzymiej popularności tytoniu, już w czasach Kolumba uważano go za roślinę wpływającą niekorzystnie na stan zdrowia. Związek między paleniem tytoniu i jego szkodliwym wpływem na organizm, odnotowali niemieccy badacze z uniwersytetu w Jenie na początku lat czterdziestych XX wieku. Był to okres wojny, dlatego rozpoczętych obserwacji nie ukończono. Po wojnie podjęli je ponownie Anglicy a kontynuowali Amerykanie, efektem czego było zaprezentowanie w marcu 1949 roku przez amerykański magazyn Time, danych, które jednoznacznie wskazywały na związek raka płuc z paleniem tytoniu. Przełomem w badaniach nad szkodliwością dymu tytoniowego stało się opublikowanie w 1964 roku przez naczelnego lekarza Stanów Zjednoczonych Raportu o Paleniu i Zdrowiu [1]. 1 [email protected], SKN przy Zakładzie Higieny, Bioanalizy i Badania Środowiska, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, www.sum.edu.pl 2 [email protected], SKN przy Zakładzie Higieny, Bioanalizy i Badania Środowiska, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, www.sum.edu.pl 3 [email protected], Zakład Higieny, Bioanalizy i Badania Środowiska, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, www.sum.edu.pl 4 [email protected], Zakład Higieny, Bioanalizy i Badania Środowiska, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, www.sum.edu.pl 5 [email protected], Zakład Higieny, Bioanalizy i Badania Środowiska, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, www.sum.edu.pl 6 [email protected], Zakład Higieny, Bioanalizy i Badania Środowiska, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, www.sum.edu.pl 7 [email protected], Zakład Higieny, Bioanalizy i Badania Środowiska, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, www.sum.edu.pl 139 Mateusz Stojko, Paulina Musiał, Aleksandra Moździerz, Dorota Olczyk, Małgorzata Juszko-Piekut, Włodzimierz Mierzwa, Jerzy Stojko Dym tytoniowy zawiera kompleks około 3000 związków chemicznych, z czego ponad 40 to substancje rakotwórcze. Nikotyna jest głównym składnikiem dymu tytoniowego, należącym do tej samej grupy substancji psychoaktywnych, co kokaina i amfetamina. Do innych jego składników należą substancje smoliste, tlenek i dwutlenek węgla, cyjanki, benzopiren, aceton, formaldehyd oraz fenole, a także takie pierwiastki jak ołów, polon, rad i kadm [2]. Podczas palenia tytoniu zawarta w nim nikotyna wchłania się do krwiobiegu poprzez śluzówkę jamy ustnej, oskrzeliki i pęcherzyki płucne. Nikotyna działa na receptory cholinergiczne w mózgu, rdzeniu kręgowym i zwojach autonomicznych. Wpływa też na uwalnianie noradrenaliny, dopaminy i serotoniny [3, 4]. Palenie tytoniu jest obecnie największym czynnikiem ryzyka chorób układu sercowo-naczyniowego, m.in. choroby wieńcowej, nadciśnienia tętniczego, miażdżycy, ma bezpośredni wpływ na układ krążenia, polegający na przyspieszeniu akcji serca, wzroście ciśnienia skurczowego i rozkurczowego oraz zwiększeniu amplitudy skurczów mięśnia sercowego. Nikotyna w większym stopniu zwiększa aktywność współczulną serca w stosunku do naczyń krwionośnych, powoduje też wzrost poziomu cholesterolu i triacylogliceroli, obniża natomiast poziom frakcji HDL. Pod jej wpływem dochodzi do zwiększenia agregacji płytek [5, 6]. Polska należy do krajów o najszybszym tempie wzrostu konsumpcji wyrobów tytoniowych w przeliczeniu na osobę [7]. Epidemiolodzy zwracają uwagę na dwie niekorzystne tendencje, znaczne obniżenie dolnej granicy wieku wśród palących oraz wzrost liczby palących kobiet [8]. Palenie papierosów jest nałogiem wywoływanym przez dwa wzajemnie oddziałujące na siebie uzależnienia, a mianowicie farmakologiczne uzależnienie od nikotyny oraz zależne od czynników psychologicznych, środowiskowych i społecznych uzależnienie związane z zachowaniem się człowieka. Nikotyna jest alkaloidem pirydynowym znajdyjącym się przede wszystkim w liściach tytoniu szlachetnego [Nicotiana tabacum] – jednorocznej rośliny z rodziny psiankowatych. Nikotyna jest jedną z najsilniej działających substancji spośród tych, które uwalniają adrenalinę z rdzenia nadnerczy. Dawki nikotyny, jakie dostają się do krwi po wypaleniu papierosa pobudzają receptory cholinergiczne N w zwojach układu wegetatywnego i rdzeniu nadnerczy. W zakresie układu sympatyczno – nadnerczowego oznacza to sympatykotonię i katecholaminemię. Pojawia się krótkotrwała tachykardia i wzrost ciśnienia tętniczego. Zjawisko to polega na krótkotrwałym zwiększeniu zużycia tlenu przez osierdzie przy jednoczesnym obkurczeniu naczyń wieńcowych przez nikotynę oraz uderzeniu fali krwi w ścianę 140 Nikotyna jako modulator aktywności aminopeptydazy alaninowej i aminopeptydazy leucynowej w wątrobie i nerkach myszy obkurczonych tętnic. Tego rodzaju działanie nikotyny odbywa się na tle zwiększonej zawartości tlenku węgla we krwi, dlatego palenie sprzyja wystąpieniu zakrzepicy, a także niewydolności wieńcowej. Może być też przyczyną pojawienia się ogniskowej martwicy mięśnia sercowego i miażdżycy tętnic obwodowych [9]. Jest zatem oczywiste, że palenie jest bezwzględnie przeciwwskazane u chorych na dusznicę bolesną, po zawale mięśnia sercowego, w chorobie Bürgera [9], w chorobie nadciśnieniowej i miażdżycy naczyń oraz w stanach zaburzenia gospodarki hormonalnej ustroju. Wiele danych wskazuje na związek nikotyny z chorobą Alzheimera i Parkinsona [10, 11]. Stwierdzono też, że to nie czysta nikotyna posiada aktywność rakotwórczą, ale jej metabolity i nitropochodne, które tworzą grupy wysoce reaktywnych związków kowalencyjnie modyfikujących białka i DNA. Wyjaśniono też mechanizm karcynogennego działania pochodnych nikotyny w przebiegu raka płuc [12]. Układ lizosomalny komórki bierze udział w reakcjach adaptacyjnych mających na celu utrzymanie homeostazy wewnątrzkomórkowej, co stanowi bezpośrednie jej zabezpieczenie przed niekorzystnymi czynnikami, które między innymi występują przy obciążeniu nikotyną [13, 14, 15]. Tak więc nikotyna generująca powstawanie wolnych rodników tlenowych może przyczyniać się do aktywacji bądź zahamowania enzymów lizosomalnych. Obserwacja zmian ich aktywności w komórkach wątroby i nerek myszy, poddanych działaniu zróżnicowanych dawek nikotyny, wydawała się zatem ciekawa zarówno z czysto medycznego, epidemiologicznego jak i biochemicznego punktu widzenia. 2. Cel pracy Celem pracy było określenie wpływu nikotyny podawanej w zróżnicowanych dawkach na aktywność aminopeptydazy alaninowej oraz aminopeptydazy leucynowej - hydrolaz układu lizosomalnego wątroby i nerek myszy. 3. Materiał i metody 3.1. Hodowla myszy Eksperyment został przeprowadzony na 60 samcach myszy linii Swiss, w wieku 8 - 9 tygodni, o średniej masie ciała 23,4 ± 1,2 g. Zwierzęta do badań zostały wybrane drogą losowych kojarzeń rodzicielskich z populacji liczącej 1000 osobników. Utrzymywano je w standardowych warunkach zoohigienicznych hodowli Instytutu Genetyki i Hodowli Zwierząt Państwowej Akademii Nauk w Jastrzębcu. Procedura metodyczna eksperymentu została zatwierdzona przez Komisję Etyczną ds. Badań nad 141 Mateusz Stojko, Paulina Musiał, Aleksandra Moździerz, Dorota Olczyk, Małgorzata Juszko-Piekut, Włodzimierz Mierzwa, Jerzy Stojko Zwierzętami działającą przy Instytucie Genetyki i Hodowli Zwierząt PAN w Jastrzębcu. Doświadczenia wykonano w Zakładzie Fizjologii Zwierząt Instytutu Biologii Uniwersytetu Humanistyczno-Przyrodniczego Jana Kochanowskiego w Kielcach oraz Zakładzie Higieny, Bioanalizy i Badania Środowiska Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach. Badany alkaloid- Nicotine([-]-1-Methyl-2-[3pyridyl]-pyrrolidinehydrogen tartrate salt; (Sigma Chemical Co. ST. Louis MO. USA) – aplikowano zwierzętom grup doświadczalnych jako iniekcję dootrzewnową w objętości 250 l/mysz w dawkach: 12 mg/kg m.c. i 20 mg/kg m.c. jeden raz w ciągu doby o stałej porze, przez okres 4 i 8 dni. Myszy grupy kontrolnej otrzymywały iniekcję dootrzewnową 250 l/mysz 0,9% roztworu chlorku sodu. Po upływie 12 godzin od ostatniej iniekcji nikotyny lub chlorku sodu, zwierzęta poddawano eutanazji poprzez dekapitację. 3.2. Przygotowanie homogenatów W następnym etapie badania pobierano fragmenty wątroby [prawy płat] oraz lewą nerkę, które perfundowano oziębionym do 40C roztworem 0,9% chlorku sodu. Zawieszano je w schłodzonym do 40C 100 mM buforze fosforanowym o pH 7,4 w proporcji 500 mg tkanki/5 ml buforu. Całość homogenizowano przy 200 obrotach/minutę, stosując homogenizator Pottera-Elvehjema z tłokiem teflonowym [16]. Uzyskane homogenaty poddano wirowaniu a otrzymane osady rozpuszczano w 4 ml schłodzonego do 40C 0,1% Tritonu X-100. Otrzymane roztwory zamrażano kilkukrotnie w -200C i rozmrażano, po czym pozostawiano w stanie zamrożenia do momentu wykonywania analiz. 3.3. Oznaczanie aktywności enzymów W uzyskanych supernatantach lizosomów wątroby i nerek oznaczano aktywność aminopeptydazy alaninowej AlaAP [EC 3.4.11.2] oraz aminopeptydazy leucynowej LeuAP [EC 3.4.11.1]. Zasady oznaczania aktywności badanych enzymów lizosomalnych polegały na rozkładaniu przez wspomniane enzymy swoistych substratów i uwalnianiu wolnej β-naftyloaminy - wzorca dla AlaAP i LeuAP. Pomiar ekstynkcji przeprowadzono przy długości fali 540 nm. W lizosomalnych supernatantach wątroby i nerek oznaczano też poziom białka całkowitego według metody Lowry [17] – zmodyfikowanej przez Kirschke [18]. Aktywność badanych enzymów podawano w nmol/mg białka/godzinę. 142 Nikotyna jako modulator aktywności aminopeptydazy alaninowej i aminopeptydazy leucynowej w wątrobie i nerkach myszy 3.4. Analiza statystyczna Istotność wpływu różnych dawek i czasu podawania nikotyny na aktywność badanych hydrolaz lizosomalnych szacowano stosując analizę wariancji wieloczynnikowej przy zastosowaniu programów SAS/STAT oraz Origin Microcal Software Inc. Northampton, USA. Analizę wariancji przeprowadzono w układach dla zmienności między czynnikami doświadczalnymi (dawki i czas podawania nikotyny); ekstraktami narządów (wątroba i nerka); a także dla interakcji między czynnikami doświadczalnymi i narządami. 4. Wyniki 4.1. Analiza aktywności aminopeptydazy alaninowej. W wyniku przeprowadzonych analiz stwierdzono, że aktywność aminopeptydazy alaninowej w ekstrakcie wątroby [Tabela 1, Rycina 1, Rycina 2] zwiększyła się znamiennie po iniekcji nikotyny w dawce 12 mg/kg m.c. z 1,868 do 2,239 [P0,05] po 4 dniach i z 0,855 do 1,122 [P0,01] po 8 dniach, w dawce 20 mg/kg m.c. z 1,868 do 3,239 [P0,001] po 4 dniach oraz z 0,855 do 1,378 [P0,001] po 8 dniach podawania. Aktywność aminopeptydazy alaninowej w ekstrakcie nerki zwiększyła swą aktywność z 35,374 do 48,197 [P0,01] po 4 dniach iniekcji nikotyny w dawce 20 mg/kg m.c. a także po 8 dniach z 28,395 do 46,296 [P0,001] po dawce 12 mg/kg m.c. oraz do 39,393 [P0,001] po dawce 20 mg/kg m.c.]. Nie stwierdzono zmian aktywności tej aminopeptydazy w ekstrakcie nerki po 4 dniach podawania nikotyny w dawce 12 mg/kg m.c. Tabela 1. Aktywność aminopeptydazy alaninowej [nmol/mg/białka/godz.] w ekstrakcie wątroby i nerki myszy po iniekcji nikotyny. Aktywność kontroli = 100 % Wątroba Nerka X SD % X SD % 4 dni NaCl [kontrola] Nikotyna 12 mg Nikotyna 20 mg 1,868 2,239* 3,239*** 0,343 0,675 0,952 120 173 35,374 31,753 48,197** 6,723 4,781 8,156 90 136 8 dni Czynnik NaCl [kontrola] Nikotyna 12 mg Nikotyna 20 mg 0,855 1,122** 1,378*** 0,191 0,241 0,587 131 161 28,395 46,296*** 39,393*** 6,617 6,328 6,840 163 139 * P 0,05; ** P 0,01; *** P 0,001 143 Mateusz Stojko, Paulina Musiał, Aleksandra Moździerz, Dorota Olczyk, Małgorzata Juszko-Piekut,, Włodzimierz Mierzwa, Jerzy Stojko Rycina 1. Aktywność aminopeptydazy alaninowej [nmol/mg białka/godz.] w ekstrakcie wątroby myszy po iniekcji nikotyny Rycina 2. Aktywność aminopeptydazy alaninowej [nmol/mg białka/godz.] w ekstrakcie nerki myszy po iniekcji nikotyny 4.2. Analiza aktywności aminopeptydazy leucynowej. leucynowej Aktywność ktywność aminopeptydazy leucynowej po iniekcji nikotyny obniżyła się statystycznie istotnie w okresiee 8 dni w dawce 20 mg/kg m.c. w ekstrakcie wątroby z 2,776 do 1,850 [P0,05] [P a podwyższyła w wkstrakcie nerki z 18,580 do 21,521 [P0,05]. 0,05]. W pozostałych dawkach i okresach podawania nie stwierdzono znamiennych zmian aktywności tej 144 Nikotyna jako modulator aktywności aminopeptydazy alaninowej i aminopeptydazy leucynowej w wątrobie i nerkach myszy aminopeptydazy [Tabela 2, Rycina 3, Rycina 4]. Aktywność A badanych enzymów w ekstrakcie wątroby i nerki myszy z grup kontrolnych, którym podawano sól fizjologiczną w postaci 0,9% roztworu NaCl przyjęto za 100%. Tabela 2. Aktywność aminopeptydazy leucynowej [nmol/mg/białka/godz.] [ w ekstrakcie wątroby i nerki myszy po iniekcji nikotyny. Aktywność kontroli = 100 % Wątroba Nerka X SD % X SD % 4 dni NaCl [kontrola] Nikotyna 12 mg Nikotyna 20 mg 1,839 1,821 1,737 0,471 0,687 0,642 99 94 19,840 21,818 19,538 2,236 1,793 3,687 110 98 8 dni Czynnik NaCl [kontrola] Nikotyna 12 mg Nikotyna 20 mg 2,776 2,616 1,850* 0,422 0,900 0,372 94 67 18,580 18,501 21,521* 4,930 2,372 0,785 99 116 * P 0,05; ** P 0,01; *** P 0,001 Rycina 3. Aktywność aminopeptydazy leucynowej [nmol/mg białka/godz.] w ekstrakcie wątroby myszy po iniekcji nikotyny 145 Mateusz Stojko, Paulina Musiał, Aleksandra Moździerz, Dorota Olczyk, Małgorzata Juszko-Piekut,, Włodzimierz Mierzwa, Jerzy Stojko Rycina 4. Aktywność aminopeptydazy leucynowej [nmol/mg białka/godz.] w ekstrakcie nerki myszy po iniekcji nikotyny Dane dotyczące analizy wariancji wieloczynnikowej dla aktywności badanych enzymów lizosomalnych w ekstraktach wątroby i nerki, nerki modyfikowanych ch podawaniem czynnika doświadczalnego – nikotyny w dawkach 12 i 20 mg/kg m.c. w okresie 4 i 8 dni zebrano w tabeli [Tabela 3]. Wyniki badań potwierdzają istotne różnice między zastosowanymi w doświadczeniu czynnikami w postaci różnych dawek i różnych czasów czas iniekcji nikotyny. Analiza wariancji wieloczynnikowej ujawniła też interakcje między narządami (wątroba i nerki) a czynnikami doświadczalnymi (nikotyna w dawkach 12 i 20 mg/kg m.c.), m.c. w przypadku badanych enzymów. Tabela 3. Analiza wariancji wieloczynnikowej dla badanych enzymów lizosomalnych Źródło zmienności F Aminopeptydaza leucynowa czynnik narząd czynnik x narząd 2,78* 2016,38*** 2,68* Aminopeptydaza alaninowa czynnik narząd czynnik x narząd 17,98*** 1631,46*** 15,21*** * P 0,05; ** P 0,01; *** P 0,001 146 Nikotyna jako modulator aktywności aminopeptydazy alaninowej i aminopeptydazy leucynowej w wątrobie i nerkach myszy 5. Dyskusja Palenie papierosów jest nałogiem wywoływanym przez dwa wzajemnie oddziałujące na siebie uzależnienia. Pierwszym z nich jest farmakologiczne uzależnienie od nikotyny, a drugim zależne od czynników psychologicznych, środowiskowych i społecznych uzależnienie związane z zachowaniem się człowieka. Zgodnie z definicją Światowej Organizacji Zdrowia mamy do czynienia z klasycznym obrazem nałogu, a zatem z uzależnieniem fizycznym i psychicznym. Palenie tytoniu wśród osób młodych może być interpretowane jako symbol dorosłości. Dla innych może być to narzędzie do podniesienia poczucia własnej wartości oraz jeden ze sposobów radzenia sobie z niepowodzeniami życiowymi. Rozwój wiedzy z zakresu neurobiologii uzależnień, w tym uzależnienia od nikotyny, przyczynił się do zrozumienia mechanizmu nałogu palenia i stał się przyczyną poszukiwania skutecznych sposobów leczenia farmakologicznego. Wpływ nikotyny na ośrodkowy układ nerwowy (OUN) związany jest z jej powinowactwem do receptorów neuronalnych Ncholinergicznych [nikotynowych] – nAChR. Neuronalny receptor nikotynowy zbudowany jest z dwóch podjednostek α i β. Różne typy neuronalnego nAChR wynikają ze wzajemnych kombinacji powyższych podjednostek. Receptory typu nAChR presynaptycznie zlokalizowane biorą udział w uwalnianiu niektórych neuroprzekaźników, w tym dopaminergicznego i glutaminergicznego. Receptory te mają istotne znaczenie w procesach zapamiętywania i uczenia się. Zmniejszenie ich liczby w różnych obszarach kory mózgowej zaobserwowano także w chorobie Alzheimera i Parkinsona [10, 11]. Nikotyna nasila uwalnianie dopaminy z neuronów układu mezolimbicznego, co znacznie przyspiesza aktywność lokomotoryczną, jak i zachowania apetencyjne, ukierunkowane na poszukiwanie i kontakt ze środkiem uzależniającym [drug seeking]. Reakcje apetencyjne wyrażają się samopodawaniem czy samopobieraniem leku [self-administraton], co odzwierciedla silny potencjał uzależniający, porównywalny z właściwościami kokainy i amfetaminy [19]. Badania przeprowadzone na szczurach wykazały, że istnieje szereg związków między uzależnieniem od alkoholu i nikotyny. Ujawniono w nich, że nikotyna a także jej antagoniści mogą wpływać na spożywanie alkoholu oraz wzmagać jego subiektywne działania. Aminopeptydaza alaninowa jest hydrolazą określaną często jako biomarker uszkodzeń nerek. Jest ona cynkową glikoproteinową egzopeptydazą membranową umiejscowioną w jelicie cienkim, błonach i lizosomach nerek oraz w membranach innych komórek (w narządach takich jak: wątroba, mózg, łożysko), także w mikrosomach komórek 147 Mateusz Stojko, Paulina Musiał, Aleksandra Moździerz, Dorota Olczyk, Małgorzata Juszko-Piekut, Włodzimierz Mierzwa, Jerzy Stojko człowieka i różnych gatunków zwierząt [20]. Aminopeptydaza ta jest enzymem proteolitycznym, degradującym oligopeptydy, wykazując największe powinowactwo do substratów zawierających N-końcową alaninę, stąd nazwa – alaninowa. Omawiana hydrolaza uwalnia N-końcowe aminokwasy. Jej masa cząsteczkowa wynosi 150 kDa, największą aktywność wykazuje w przedziale pH 5,0 – 6,0 i składa się z sześciu podjednostek. Jest enzymem zależnym od cynku, nieaktywowanym przez ciężkie jony metali, inhibitorami jej są EDTA, Tris, puromycyna i jony Mg2+ [21]. Fizjologiczna rola AlaAP związana jest z regulacją działania niektórych hormonów, endorfin, inaktywacją angiotensyny I i II oraz utrzymaniem somatostatyny na poziomie fizjologicznym [15]. Jak wynika z danych zawartych w Tabeli 3, aktywność aminopeptydazy alaninowej w ekstrakcie wątroby zwiększała się jednoznacznie zarówno po iniekcji nikotyny w dawce 12 mg/kg m.c. jak i 20 mg/kg m.c. po 4 i 8 dniach podawania oraz w ekstrakcie nerki po 4 dniach iniekcji w dawce 20 mg/kg m.c. oraz po zastosowaniu obydwu dawek po 8 dniach. Wzrost aktywności AlaAP po iniekcji nikotyny wiąże się najprawdopodobniej z pobudzeniem w komórkach obu badanych gruczołów tempa degradacji białka i jego hydrolizy do wolnych aminokwasów. Wzrost aktywności aminopeptydazy alaninowej wskazuje na jej ewentualną rolę jako wskaźnika w nefropatii nasilającej się pod wpływem nikotyny. Aminopeptydaza leucynowa ma budowę podjednostkową, a jej zadaniem jest odszczepianie N-końcowych aminokwasów od łańcuchów białek. Posiada ona największe powinowactwo do N-końcowej leucyny oraz ujawnia także aktywność transferazową i esterazową [22]. Dużą aktywność LeuAP stwierdzono w nabłonkach dróg żółciowych [23]. Występowanie tej cynkowej metaloproteazy wykazano także w leukocytach oraz w lizosomach i cytosolu komórek nerek, wątroby, soczewki oka. Dodatkowo obecność tego enzymu wykazano w moczu. Aktywność LeuAP w chorobach dotyczących układu kostnego pozostaje prawidłowa, dlatego jej badanie ułatwia wykluczenie osteogennej przyczyny wzrostu LeuAP. Masa cząsteczkowa aminopeptydazy leucynowej wynosi 54 kDa. Do czynników blokujących jej aktywność zaliczamy EDTA, cytryniany, długołańcuchowe kwasy organiczne, bestatynę, analogi leucyny oraz jony Cu2+, Cd2+ i Hg2+, zaś aktywatorami są jony Mn2+ [24, 25]. Otręba [25] wykazał wzrost aktywności LeuAP w chorobach nowotworowych, głównie w zaawansowanych guzach, który był proporcjonalny do rozległości zmian nowotworowych. Podawanie nikotyny w dawce 20 mg/kg m.c przez okres 8 dni przyczyniło się do obniżenia aktywności aminopeptydazy leucynowej [Tabela 3] w ekstrakcie wątroby, zaś w ekstrakcie nerki do niewielkiego wzrostu LeuAP 148 Nikotyna jako modulator aktywności aminopeptydazy alaninowej i aminopeptydazy leucynowej w wątrobie i nerkach myszy u badanych myszy. Pozostałe dawki nie ujawniły istotnych zmian w aktywności tego enzymu. Wątroba to jedno z głównych miejsc nasilonej proteolizy lizosomalnej przebiegającej z udziałem aminopeptydazy leucynowej [14]. Podanie nikotyny zmniejszyło prawdopodobnie uwalnianie aminopeptydaz z lizosomów do cytoplazmy z jednoczesnym zmniejszeniem tempa lizosomalnej proteolizy. Jak już stwierdzono bezpośrednią przyczyną nowotworzenia są, między innymi, kancerogeny zawarte w dymie tytoniowym i ich ujemny wpływ na nefrony. Na temat zmian aktywności aminopeptydazy leucynowej w krwiobiegu i nerkach podczas tego procesu istnieją już pewne dane [27]. Aktywność badanej hydrolazy w moczu okazała się wyższa w przypadku nerek z zaawansowanym procesem nowotworzenia aniżeli w moczu wytwarzanym przez zdrową nerkę. Wzrost aktywności LeuAP we frakcji lizosomalnej nerki obserwowany w naszym eksperymencie po podaniu nikotyny przez dłuższy okres – 8 dni, koresponduje z danymi literaturowymi [27, 28]. 6. Wnioski Podsumowując- nikotyna modyfikuje tempo przemian metabolicznych, związanych z hydrolityczną degradacją związków energetycznych na poziomie komórkowym, o czym świadczy fakt, że nikotyna wprowadzana iniekcyjnie raz dziennie w dawkach 12 mg i 20 mg/kg m.c. w okresie 4 i 8 dni zwiększała istotnie aktywność aminopeptydazy alaninowej w lizosomalnych ekstraktu wątroby i nerki badanych myszy. Podawanie nikotyny w dawce 20 mg/kg m.c przez okres 8 dni spowodowało obniżenie aktywności aminopeptydazy leucynowej w ekstrakcie wątroby, a w ekatrakcie nerki doprowadziło do niewielkiego wzrostu LeuAP. Pozostałe dawki nie ujawniły istotnych zmian w aktywności tego enzymu. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. Jackowski R., Hnidziejko J. Tajne dokumenty koncernów tytoniowych, Papierosy - ZB 12, 157 (2000) Starek A. Skutki zdrowotnego narażenia zawodowego na substancje chemiczne u palaczy tytoniu, Medycyna Pracy, 53 (2002), s. 73-77 Serobyan N., Schraufstatter I.U., Strongin A., Khaldoyanidi S.K. Nicotinic acetylcholine receptor-mediated stimulation of endothelial cells results in the arrest of haematopoietic progenitor cells on endothelium, British Journal of Heamathology, 129 (2005), s. 257-265 Tsiara S., Elisaf M., Mikhailidis D.P. Influence of smoking on predictors of vascular disease, Angiology, 54 (2003), s. 507-530. Costa F., Soares R. Nicotine: a pro-angiogenic factor, Life sciences, 84 (2009), s. 785-790 149 Mateusz Stojko, Paulina Musiał, Aleksandra Moździerz, Dorota Olczyk, Małgorzata Juszko-Piekut, Włodzimierz Mierzwa, Jerzy Stojko 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. Rao S.P., Sikora L., Hosseinkhani M.R., Pinkerton K.E., Sriramarao P. Exposure to environmental tobacco smoke induces angiogenesis and leukocyte trafficking in lung microvessels., Experimental Lung Research, 35 (2009), s. 119-135 Zatoński W. Rozwój sytuacji zdrowotnej w Polsce na tle innych krajów Europy Środkowej i Wschodniej, Centrum Onkologii-Instytut im. Marii SkłodowskiejCurie (2000), s. 89-90 World Health Organization Tobacco or Health, a global status report., (1997), WHO Geneva Frati A.C., Iniestra F., Raul Ariza C. Acute effect of cigarette smoking on glucose tolerance and cardiovascular risk factors, Diabetes Care, 19 (1996), s. 112-113 Alves G., Kurz M., Lie S.A., Larsen J.P. Cigarette smoking in Parkinson’s disease: influence on disease progression., Movement Disorders, 19 (2004), s. 1087-1092 Quik M. Smoking, nicotine and Parkinson’s disease, Trends in Neurosciences, 27 (2004), s. 561-568 Tapson V.F. The role of smoking in coagulation and thromboembolism in chronic obstructive pulmonary disease, Annals of the American Thoracic Society, 2 (2005), s. 71-77 MacNee W. Oxidative stress and chronic obstructive pulmonary disease, European Respiratory Journal, 38 (2006), s. 100-129 Kołątaj A., Witek B., Król T., Rafay J. Activity of lysosomal enzymes in rabbits during postnatal development. II. Peptidases, lipases and acid phosphatase, Polnohospodarstvo., 48 (2002), s. 68-78 Witek B. Fizjologia reakcji stresowej i model lizosomalnego układu degradacyjnego (Physiology of stress reaction and model of lysosomal degradation system), Wydawnictwo Naukowe SGGW, (2000), s. 1-60 Beaufay H.Methods for isolation of lysosomes, Lysosomes. A Laboratory Handbook., (1972) s. 1-45 Lowry R.W.G., Rosenbrough L., Furr L., Randall R.J. Protein measurement with the Folin phenol reagent, The Jurnal of Biological Chemiastry, 193 (1951), s. 265-275 Kirschke H., Wiederanders B. Methoden zur Aktivitätsbestimmung von Proteinasen, (1984), s. 11-17 Corrigall W.A., Coen K.M. Selective dopamine anlagonists reduce nicotine self-administration. Psychopharmacology, 104 (1991), s. 171-176. Yamamoto Y., Li Y., Huang K., Ohkubo I., Nishi K. Isolation and characterization of an alanyl aminopeptidase from rat cytosol as a puromycin-sensitive enkephalindegrading aminopeptidase, Biological Chemistry., 379 (1998), s. 711-719 Vanderheyden P.M., Demaegdt H., Swales J., Lenaerts P.J., De Backer J.P., Vogel L.K., Vauquelin G. Synergistic inhibition of the enzymatic activity of aminopeptidase N by divalent metal ion chelators, Fundamental & Clinical Pharmacology, 20 (2006), s. 613-619 Matsumoto H., Nagasaki T., Hattori A., Rogi T., Tsuruoka N., Mizutani S., Tsujimoto M. Expression of placental leucine aminopeptidase- oxytocinase in neuronal cells and its action on neuronal peptides, European Journal of Biochemistry, 268 (2001), s. 3259-3266 Hallberg P., Lind L., Michaelsson K., Kurland L., Kahan T., Malmqvist K., Ohman K.P., Nystrom F., Liljedahl U., Syvanen A.C., Melhus H. Adipocyte- 150 Nikotyna jako modulator aktywności aminopeptydazy alaninowej i aminopeptydazy leucynowej w wątrobie i nerkach myszy 24. 25. 26. 27. derived leucine aminopeptidase genotype and response to antihypertensive therapy, BMC Cardiovascular Disorders, 3 (2003), s. 11-15 Grembecka J., Kafarski P. Leucine aminopeptidase as a target for inhibitor design, Mini-Reviews in Medicinal Chemistry, 1 (2001), s. 133-144 Otręba L. Aktywność aminopeptydazy leucynowej (LAP) w krwi tętniczej i żylnej nerki dotkniętej nowotworem złośliwym, Urologia Polska, 33 (1980), s. 3-7 Kuriyama M., Shinoda I., Yamamoto N., Takeuchi T., Takahashi Y., Nishiura T., Okano M., Kawada Y. Clinical evaluation of serum placental leucine aminopeptidase (P-LAP) activity in renal cell carcinoma, Nippon Hinyokika Gakkai Zasshi, 78 (1987), s. 1220-1226 Murai T. Leucine aminopeptidase (LAP), Rinsho Byori., 116 (2001), 110-116 Nikotyna jako modulator aktywności aminopeptydazy alaninowej i aminopeptydazy leucynowej w wątrobie i nerkach myszy Streszczenie Przedstawione badania są przypuszczalnie jedną z pierwszych analiz dotyczą aktywności aminopeptydazy alaninowej i aminopeptydazy leucynowej - hydrolaz lizosomów wątroby i nerek myszy. Zwierzęta doświadczalne poddano działaniu różnych dawek nikotyny. Nikotyna generująca powstawanie wolnych rodników tlenowych może prawdopodobnie wpływać na aktywację bądź inhibicję enzymów lizosomalnych. W podjętym eksperymencie celem pracy była analiza wpływu nikotyny podawanej w okresie 4 i 8 dni w dawkach 12 i 20 mg/kg m.c. na aktywność aminopeptydazy alaninowej i aminopeptydazy leucynowej - układu lizosomalnego wątroby i nerek myszy. W efekcie prowadzonych prac eksperymentalnych i laboratoryjnych analiz sformułowano następujące wnioski: - nikotyna zwiększała istotnie aktywność aminopeptydazy alaninowej w enzymach lizosomalnych wątroby i nerce badanych myszy. Podawanie nikotyny w dawce 20 mg/kg m.c przez okres 8 dni spowodowało obniżenie aktywności aminopeptydazy leucynowej w wątrobie, natomiast w nerkach doprowadziło do niewielkiego wzrostu LeuAP u badanych myszy. Pozostałe dawki nie ujawniły istotnych zmian w aktywności tego enzymu. Key words : nikotyna, aminopeptydaza alaninowa, aminopeptydaza leucynowa, Summary Our experimental study, which is reported here, is probably one of the first analyses of the activity of alanine aminopeptidase and leucine aminopeptidase, i.e. lysosomal hydrolases of the liver and kidney of experimental mice. The experimental mice were exposed to various doses of nicotine. Nicotine, which causes the formation of free oxygen-derived radicals, may probably affect the activation or inhibition of lysosomal enzymes. The aim of our experimental study was to analyze the impact of nicotine administered for 4 or 8 days in the dosage of 12 and 20 mg/kg body weight, respectively, on the activity of alanine aminopeptidase and leucine aminopeptidase, i.e. the lysosomal system of the liver and kidneys of mice. We came to the following conclusions after the completion of the experimental study and laboratory analyses: nicotine significantly increases the activity of alanine aminopeptidase and leucine aminopeptidase in lysosomal hydrolases of the liver and kidney of experimental mice; injecting 20 mg/kg bw of nicotine for 8 days lowered the activity of leucine aminopeptidase in the liver, whereas LeuAP activity was slightly increased in the kidneys of experimental mice; other doses of nicotine did not cause any significant changes in the activity of this enzyme. Key words: nicotine, alanine aminopeptidase, leucine aminopeptidase, 151 Katarzyna Wojewoda1, Anna Kozioł2, Kamil Muc3 Ocena zaburzeń erekcji u pacjentów po zabiegu radykalnej prostatektomii z powodu raka stercza 1. Wprowadzenie Zaburzenia erekcji definiuje się jako przetrwałą niezdolność do uzyskania i/lub utrzymania wzwodu wystarczającego do odbycia satysfakcjonującego stosunku płciowego. Mimo łagodnego charakteru zaburzenia, wpływaono negatywnie na dobrostan fizyczny oraz psychospołeczny, znacznie pogarszając jakość życia pacjenta oraz jego partnera. 1.1. Zaburzenia erekcji, jako powikłanie radykalnej prostatektomii Radykalna prostatektomia jest jednym ze sposobów leczenia raka stercza ograniczonego do narządu u pacjentów z przewidywaną dalszą długością życia ponad 10 lat. Wysoka rozpoznawalność raka stercza, a w konsekwencji przeprowadzenie zabiegu u mężczyzn z coraz młodszych grup wiekowych, oprócz sukcesu terapeutycznego w leczeniu raka, niesie za sobą następstwa w postaci, wpływających na jakość życia, powikłań operacji. Do najbardziej dotkliwych należą zaburzenia erekcji, których częstość występowania oceniana jest w szerokich granicach na 14-90%. Znaczna rozpiętość wyników badań jest determinowana przede wszystkim rozbieżnościami metodologicznymi oraz różnicami populacyjnymi. Na wystąpienie zaburzeń erekcji po zabiegu wpływa: wiek pacjenta, technikę operacyjna, doświadczenie operatora oraz choroby współistniejące, szczególnie układu naczyniowego. Najważniejszy czynnik ryzyka stanowi potencja przedoperacyjna, warunkująca możliwość powrotu czynności seksualnych po operacji oszczędzającej nerwy jamiste. 1 [email protected], Studenckie Koło Naukowe przy Katedrze i Klinice Urologii i Onkologii Urologicznej Uniwersytetu Medycznego w Lublinie 2 [email protected], Studenckie Koło Naukowe przy Katedrze i Klinice Urologii i Onkologii Urologicznej Uniwersytetu Medycznego w Lublinie 3 [email protected], Klinika Urologii i Onkologii Urologicznej Uniwersytetu Medycznego w Lublinie 152 Ocena zaburzeń erekcji u pacjentów po zabiegu radykalnej prostatektomii z powodu raka stercza 1.2. Międzynarodowy Indeks Nasilenia Zaburzeń Erekcji (The International Index for ErectileFunction-IIEF) Wystandaryzowany kwestionariusz IIEF jest szeroko-stosowanym, wieloaspektowym narzędziem do obiektywnej oceny męskich funkcji seksualnych, stosowanym jako "złoty standard" w badaniach klinicznych oraz diagnostycznej oceny ciężkości zaburzeń erekcji. Spełnia kryteria trafności i rzetelności testu psychometrycznego. Wysoką czułość i specyficzność, potwierdza korelacja z wynikami badań, stosowanych w diagnostyce oraz monitorowaniu efektów terapii zaburzeń erekcji. Pierwotna wersja kwestionariusza, zawierająca 15 punktów, została skrócona do 5 pytań, uwzględniających możliwość osiągnięcia i utrzymania wzwodu, satysfakcję i pewność siebie pacjenta. Każde pytanie oceniane jest w 5 stopniowej skali liczbowej. Łączna, możliwa do uzyskania suma punktów wynosi 1-25. Kwalifikacja ciężkości zaburzeń erekcji według kwestionariusza IIEF-5: 1-7: ciężkie; 8-11: umiarkowane; 12-16: łągodne do umiarkowanego; 17-21: łagodne >22: brakzaburzeńerekcji. 1.3. Patofizjologia zaburzeń erekcji po zabiegu prostatektomii W mechanizmie erekcji współdziałają układ nerwowy oraz naczyniowy, a najważniejsze procesy czynnościowe, prowadzące do zwiększenia napływu krwi tętniczej do zatok ciał jamistych, z następowym skurczem układu żylnego prącia, dotyczą śródbłonka i mięśni gładkich,. Bezpośrednim mediatorem relaksacji mięśni gładkich jest działający przez uwolnienie jonów wapnia,cykliczny guanozynomonofosforan (cGMP). Jest on syntetyzowany przez cyklazę adenylową, aktywowaną przez substancje wazodylatacyjne tj. prostaglandyny E i D oraz wazoaktywny peptyd jelitowyza pośrednictwem białka G. W sposób bezpośredni enzym jest aktywowany przez tlenek azotu (NO). Terminacja szlaku sygnalizacyjnego z udziałem cyklicznych nukleotydów następuje przy udziale fosfodiesterazy typu 5 (PDE-5), enzymu, katalizującego hydrolizę cGMP. Mięśnie gładkie naczyń i beleczek kostnych pozostają pod wpływem układu współczulnego, którego zakończenia nerwowe uwalniają adrenalinę, pobudzającą mięśniówkę do tonicznego skurczu. W wyniku pobudzenia mechanoreceptorów okolic genitalnych (erekcja odruchowa) lub psychogennego pobudzenia seksualnego (erekcja psychogenna) dochodzi do zniesienia hamującego wpływu układu współczulnego na korzyść części przywspółczulnej. Wzrasta aktywności 153 Katarzyna Wojewoda, Anna Kozioł, Kamil Muc impulsacji do nerwów miednicznych, należących do grupy nieadrenergicznych, niecholinergicznych neuronów, uwalniających na swoich zakończeniach NO oraz inne mediatory, promujące aktywność syntetazy tlenku azotu komórek śródbłonka. Napływ utlenowanej krwi, stymulowany przez NO jest niezbędny, nie tylko dla osiągnięcia erekcji, ale także prawidłowego metabolizmu komórek ciała jamistego. Konsekwencją hipoksji jest spadek produkcji NO oraz zahamowanie wyrzutu prostaglandyn, co prowadzi do uaktywnienia syntezy składników tkanki łącznej. Zabieg operacyjny może nasilić proces włóknienia, postępujący z wiekiem, jak również uaktywnić go u młodych pacjentów. Podstawowym mechanizmem, prowadzącym do zaburzeń erekcji po prostatektomii jest neuropraksja, która może być spowodowana bezpośrednim urazem włókien nerwowych, uszkodzeniem termicznym, związanym z elektrokoagulacją, niedotlenieniem, na skutek uszkodzenia naczyń krwionośnych (np. tętnic sromowych) czy miejscowym procesem zapalnym po zabiegu. Zanik innerwacji, prowdzi do apoptozy komórek mięśni gładkich. Pooperacyjne zaburzenia funkcji nerwów, determinują również niedostateczne zaopatrzenie tkanek zatok jamistych w tlen. W tkankach wzrasta ekspresja transformującego czynnika wzrostu (TGFbeta), który jest markerem przewlekłego zapalenia oraz zwłóknienia, indukującym również syntezę wazokonstrykcyjnejendoteliny 1. W przeciwieństwie do neuropraksji, włóknienie jest procesem nieodwracalnym, skutkującym przewlekłymi zaburzeniami erekcji. 1.4. Metody leczenia zaburzeń erekcji Stosowanie pooperacyjnej farmakoterapii, w dawce terapeutycznej lub profilaktycznej, odzyskanie funkcji seksualnych. Wczesne wprowadzenie leczenia skraca okres rehabilitacji zaburzeń erekcji. Inhibitory fosfodiesterazy typu 5 (phosphodiesterasetype 5 inhibitorPDE5) są lekiem pierwszego wyboru w leczeniu zaburzeń erekcji, również po zabiegu prostatektomii oszczędzającej, mimo niskiej skuteczności w tej grupie pacjentów. Efektywność sildenafilu określono na 35-75%, wśród pacjentów poddanych prostatektomii oszczędzającej oraz 0-15% w przypadku zabiegu nieoszczędzającego. Wczesna terapia wysokimi dawkami sildenafilu wpływa pozytywnie na mięśniówkę gładką ciał jamistych. Inhibitory II generacji: tadalafil oraz vardenafil wykazują podobną efektywność osiągnięcia erekcji w terapii "na żądanie", wynoszącą 71% u pacjentów po prostatektomii oszczędzającej. Powodzenie farmakoterapii koreluje z wynikiem IIEF>26 przed zabiegiem. 154 Ocena zaburzeń erekcji u pacjentów po zabiegu radykalnej prostatektomii z powodu raka stercza Drugą linią terapii, u pacjentów, u których nie osiągnięto efektów stosowania PDE5, są iniekcje do ciał jamistych analogu prostaglandyny 1 – alprostadilu. Możliwe jest także osiągnięcie wzwodu metodą instrumenttalną, w postaci stosowania aparatów próżniowych. Proteza pozostaje alternatywą dla pacjentów bez efektów terapii powyższymi metodami. 2. Cel pracy Ocena poziomu ED u pacjentów z rakiem stercza po zabiegu otwartej prostatektomii radykalnej. 3. Materiały i metody Przeanalizowano dane 137 mężczyzn, spośród pacjentów poddanych radykalnej prostatektomii w Klinice Urologii i Onkologii Urologicznej Uniwersytetu Medycznego w Lublinie latach 2000-2010, uzyskane z bazy danych Kliniki, dotyczących pacjentów z rakiem stercza. Bazy te zawierają zarówno dane przedoperacyjne, jak również szczegółową i wieloletnią obserwację pooperacyjną. Na podstawie zawartych informacji klinicznych dokonano retrospektywnej oceny zaburzeń erekcji wykorzystując do tego wystandaryzowany kwestionariusz międzynarodowego indeksu nasilenia zaburzeń erekcji-5 (International Index for Erectile Function-5-IIEF-5). W badaniach uwzględniono dane pacjentów, którzy przed operacją nie mieli zaburzeń erekcji. Dane z kwestionariusza IIEF5, uzupełniono o informacje, dotyczące stosowania leków z grupy PDE5, ich efektywności w leczeniu ED oraz psychicznej potrzeby współżycia seksualnego. Wyniki zostały opracowane standardowymi metodami statystycznymi. 4. Wyniki W przeanalizowanej grupie 137 mężczyzn, zaburzenia erekcji przed zabiegiem radykalnej prostatektomii występowały u 45 (32,84%) pacjentów. 92 (67,16%) ankietowanych deklarowało brak zaburzeń potencji przed przeprowadzeniem operacji. Dane tych chorych przeanalizowano w drugiej części, niżej zostali określeni jako podgrupa badana. Tabela 1 przedstawia szczegółowe wyniki ilościowe oceny przedoperacyjnych zaburzeń erekcji, rozkład procentowy zobrazowano na wykresie 1. 155 Katarzyna Wojewoda, Anna Kozioł, Kozioł Kamil Muc Tabela 1. Ocena przedoperacyjnego występowania wania zaburzeń erekcji w grupie badanej Zaburzenia erekcji liczba pacjentów udział procentowy [%] zaburzenia 45 32,8 brak zaburzeń 92 67,2 łącznie 137 100 % pacjentów Źródło: Opracowanie własne wł 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 67,16% zaburzenia erekcji obecne brak zaburzeń erekcji 32,84% występowanie zaburzeń erekcji Wykres 1. Ocena przedoperacyjnego występowania zaburzeń erekcji w grupie badanej Stwierdzono dodatnią, istotną statystycznie statystyczn korelację liczby pacjentów z zaburzeniami erekcji w stosunku do wieku. W przedziale wiekowym 4040 69 lat większość pacjentów nie miała zaburzeń erekcji. Odwrotną sytuację zauważono u pacjentów w 7 dekadzie kadzie życia. Szczegółowe dane dotyczące występowania zaburzeń erekcji w poszczególnych przedziałach wiekowych grupy badanej umieszczono w tabeli 2, przedstawia je wykres 2. Tabela 2. Występowanie zaburzeń erekcji w poszczególnych grupach wiekowych wiek (lata) zaburzenia erekcji brak zaburzeń 40-49 1 (20%) 4 (80%) 50-59 11 (23,4%) 23,4%) 36 (76,6%) 60-69 28 (36,36%) %) 49 (63,63%) 70-80 5 (62,5%) %) 3 (37,5%) Źródło: Opracowanie własne wł 156 Ocena zaburzeń erekcji u pacjentów po zabiegu radykalnej prostatektomii z powodu raka stercza 60 53,3% % pacjentów 50 39,1% 40 zaburzenia erekcji 62,2% 30 20 24,4% 10 11,1% 4,3% 2,22% 3,3% 0 40-49 50-59 60-69 wiek (lata) 70-80 Wykres 2. Występowanie zaburzeń erekcji w poszczególnych przedziałach wiekowych Stwierdzono brak istotnych różnic w częstości występowania zaburzeń erekcji w poszczególnych przedziałach wiekowych (p=0,13). Istotnie częstsze występowanie zaburzeń erekcji w jednym z przedziałów wiekowych nie zostało potwierdzone. Tabela 3. Psychiczna chiczna potrzeba współżycia seksualnego w grupie badanej potrzeba współżycia seksualnego liczna pacjentów udział procentowy [%] 57 80 41,6% 58,4% %pacjentów brak potrzeby występowanie potrzeby Źródło: Opracowanie własne 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 58,4% 41,6% brak potrzeby występowanie potrzeby Wykres 3. Psychiczna potrzeba współżycia seksualnego w grupie badanej 157 Katarzyna Wojewoda, Anna Kozioł, Kozioł Kamil Muc Brak potrzeby współżycia występował istotnie częściej u pacjentów bez zaburzeń erekcji (p=0,04). Jednak stwierdzenie większej częstości potrzeby współżycia u pacjentów bez zaburzeń erekcji, nie mieści się w przedziale 5% ufnościi (p=0,09). Tabela 3 oraz wykres 3 przedstawiają występowanie potrzeby współżycia u pacjentów w grupie badanej. Dane, dotyczące potrzeby współżycia w korelacji z zaburzeniami erekcji, zostały umieszczone w tabeli 4 i na wykresie 4. Tabela 4. Psychiczna potrzeba rzeba współżycia seksualnego seksualn grupy badanej w korelacji z występowaniem zaburzeń erekcji zaburzenia erekcji zaburzenia brak potrzeby współżycia seksualnego 28 (62,2%) potrzeba współżycia seksualnego 29 (37,8%) brak zaburzeń 17 (31,5%) 63 (68,5%) Źródło: Opracowanie własne wł 70 68,5% 60 50 brak potrzeby współżycia seksualnego 40 30 62,2%37,8% 31,5% 20 potrzeba współżycia seksualnego 10 0 zaburzenia erekcji brak zaburzeń erekcji Wykres 4. Psychiczna potrzeba współżycia seksualnego w korelacji z zaburzeniami erekcji w grupie badanej Ocenę pooperacyjnych zaburzeń erekcji, według wystandaryzowanego kwestionariusza IIEF5, przeprowadzono u 92 pacjentów bez zaburzeń erekcji przed zabiegiem radykalnej prostatektomii (niżej określeni, jako podgrupa badana). Wyniki kwestionariusza IIEF w poszczególnych przedziałach wiekowych przedstawia tabela 4 i wykres 4. Występuje korelacja ujemna, o wartości artości -0,21, między wiekiem a występowanie zaburzeń erekcji. Wiek pacjentów jest wprost 158 Ocena zaburzeń erekcji u pacjentów po zabiegu radykalnej prostatektomii z powodu raka stercza proporcjonalny do stopnia nasilenia zaburzeń erekcji. We wszystkich przedziałach wiekowych średnie zaburzenie jest równe (p=0,19). Istotnie najczęściej występują ciężkie zaburzenia erekcji (p=0,001). (p=0,001) Jednak w grupie wiekowej 60-79, 79, nie występuja najczęściej statystycznie. Tabela 5. Nasilenie zaburzeń erekcji w skali IIEF-55 w korelacji z wiekiem w podgrupie badanej wiek (lata) ciężkie umiarkowane do łagodnego łagodne średnia 40-49 3 (50%) 1 (25%) 1 (25%) 7,4 50-59 26 (69,4%) 7 (19,4%) 4 (11,1%) 4,8 60-69 40 (81,6%) 6 (12,2%) 3 (6,1%) 3,03 70-80 3 (100%) 0 (0%) 0 (0%) 1,25 łącznie 70 14 8 4,12 Źródło: Opracowanie własne wł 100% 80% 25,0% 25,0% 11,1% 19,4% 6,1% 12,2% 60% 40% 50,0% 69,4% 81,6% 100% 20% 0% 40-49 50-59 60-69 70-80 wiek (lata) ciężkie umiarkowane do łagodnego łagodne Wykres 5. Nasilenie zaburzeń erekcji w skali IIEF-5 IIEF w korelacji z wiekiem w podgrupie badanej Potrzeba współżycia seksualnego występuje u większości pacjentów z łagodnymi oraz umiarkowanymi zaburzeniami aburzeniami erekcji. W grupie z ciężkimi zaburzeniami erekcji, odsetek pacjentów wykazujących potrzebę współżycia oraz jej brak był niemal równy. Średnia potrzeba współżycia seksualnego istotnie różni się między poszczególnymi przedziałami 159 Katarzyna Wojewoda, Anna Kozioł, Kozioł Kamil Muc wiekowymi (p=0,0005). Tabela 6 oraz wykres 6 zawierają zaw szczegółowe dane, dotyczące nasilenia zaburzeń erekcji w skali IIEF-5 IIEF w odniesieniu do potrzeby współżycia seksualnego. Tabela 6. Nasilenie zaburzeń erekcji według potrzeby współżycia seksualnego w podgrupie badanej zaburzenia erekcji brak potrzeby współżycia potrzeba współżycia ciężkie 59 (51.3%) 56 (48,7%) umiarkowane 1 (12,5%) 7 (87,5%) 0 (0%) 14 (100%) 60 77 łagodne łącznie liczba pacjentów [%] Źródło: Opracowanie własne wł 100% 80% 49% 87% 60% 40% 20% 0% 100% potrzeba współżycia 51% 13% brak potrzeby współżycia Wykres 6. Nasilenie zaburzeń erekcji według potrzeby współżycia seksualnego w podgrupie badanej Pacjenci z podgrupy badanej w zdecydowanej większości nie przyjmowali leków z grupy inhibitorów PDE5. Różnice w przyjmowaniu leków są szczególnie zaznaczone u pacjentów z ciężkimi zaburzeniami erekcji, wśród których aż w 90% nie podjęło pod farmakoterapii. Pacjenci z łagodnymi oraz umiarkowanymi zaburzeniami erekcji, w jednakowym odsetku 64%, przyjmowali inhibitory PDE5. Średnia liczba pacjentów stosujących leki z grupy inhibitorów PDE5 różni się istotnie między poszczególnymi grupami nasilenia zaburzeń erekcji. Na wykresie 7 przedstawiono liczbowy i odsetkowy udział pacjentów przyjmujących oraz nie przyjmujących inhibitorów PDE5. Szczegółowe dane liczbowe, dotyczące przyjmowania inhibitorów PDE5 przez pacjentów z odmiennym nasileniem zaburzeń erekcji zawiera wiera tabela 7, przedstawiono je w formie wykresu 8. 160 Ocena zaburzeń erekcji u pacjentów po zabiegu radykalnej prostatektomii z powodu raka stercza 80 70 60 50 40 30 20 10 0 68 (73%) 24 (27%) przyjmował lek nie przyjmował leku Wykres 7. Przyjmowanie leków z grupy inhibitorów PDE5 w podgrupie badanej Tabela 7. Przyjmowanie leków z grupy inhibitorów PDE5 według nasilenia zaburzeń erekcji w podgrupie badanej zaburzenia erekcji przyjmował lek nie przyjmował leku ciężkie 12 (10%) 103 (90%) łagodne do umiarkowanego 5 (64%) 3 (36%) łagodne 9 (64%) 5 (36%) łącznie 26 111 Źródło: Opracowanie własne wł 100% 80% 60% 40% 20% 0% 36% 36% 64% 64% 90% 10% nie przyjmował leków przyjmował leki Wykres 8. Przyjmowanie leków z grupy inhibitorów PDE5 według nasilenia zaburzeń erekcji podgrupie badanej Efektywność terapii lekami z grupy inhibitorów jest najwyższa w grupie pacjentów z łagodnymi zaburzeniami erekcji, u których w 100% stwierdzono skuteczność farmakoterapii. apii. Odsetek ten jest niższy u pacjentów z zaburzeniami łagodnymi mi do umiarkowanych. Stosowanie 161 Katarzyna Wojewoda, Anna Kozioł, Kozioł Kamil Muc inhibitorów PDE5 było efektywne u 2 pacjentów z ciężkimi zaburzeniami erekcji. Dane liczbowe i odsetkowe efektywności terapii lekami z grupy inhibitorów PDE5 umieszczono w tabeli 8 oraz na wykresie 9. Tabela 8. Efektywność terapii erapii lekami z grupy inhibitorów PDE5 według nasilenia zaburzeń erekcji w podgrupie badanej zaburzenia erekcji efekt terapii brak efektu terapii ciężkie 2 (17%) 10 (83%) umiarkowane do łagodnego 3 (60%) 2 (40%) łagodne 9 (100%) 0 (0%) łącznie 14 12 liczba pacjentów [%] Źródło: Opracowanie własne wł 12 83% 100% 10 8 6 4 17% 60% 40% 2 efekt terapii 0 brak efektu terapii nasilenie zaburzeń erekcji Wykres 9. Efektywność terapii lekami z grupy inhibitorów PDE5 według nasilenia zaburzeń erekcji w podgrupie badanej 5. Wnioski Zaburzenia erekcji są częstym powikłaniem operacyjnego leczenia pacjentów z rakiem stercza, istotnie wpływającym na jakość życia pacjentów. Istnieją liczne czynniki ryzyka wystąpienia zaburzeń erekcji po zabiegu otwartej radykalnej prostatektomii, determinujące także efektywność pooperacyjnej terapii lekami ami z grupy inhibitorów PDE5. W naszej pracy nie potwierdzono wierdzono istotnej korelacji ko między wiekiem a występowaniem zaburzeń erekcji. Stwierdzono, iż najczęściej występują zaburzenia o ciężkim nasileniu. Pacjenci z zaburzeniami erekcji częściej 162 Ocena zaburzeń erekcji u pacjentów po zabiegu radykalnej prostatektomii z powodu raka stercza wykazują brak potrzeby współżycia seksualnego, szczególnie w przypadku ciężkiego nasilenia. W tej grupie najmniejszy odsetek mężczyzn podejmuje terapię inhibitorami PDE5, jednak z drugiej strony ich skuteczność jest u tych pacjentów zdecydowanie niezadowalająca. Wśród pacjentów z grup o nasileniu łagodnym oraz łagodnym do umiarkowanego nasileniem zaburzeń erekcji zdecydowanie częściej występuje potrzeba współżycia seksualnego. W tych grupach mężczyźni stosują farmakoterapię inhibitorami PDE5, której efektywność okazała się zadowalająca. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. Hatzimouratidis K, I. Giuliano EF, Hatzichristou D, Moncada I, Salonia A, Vardi Y, Wespes EGuidelines on Male SexualDysfunction: ErectileDysfunction and prematureejaculation. EuropeanAssociation of Urology 2014http://uroweb.org/wp-content/uploads/14-Male-SexualDysfunction_LR.pdf Saleh A., Abboudi H., Ghazal-Aswad E. MB, Mayer J. K, Vale A Management of erectiledysfunction post-radicalprostatectomy, Research and Reports in Urology 2015:7 19-33 Hamilton Z., Mirza M., Post-prostatectomyerectiledysfunction: contemporaryapproachesfrom a US perspective, Research and Reports in Urology 2014:6 35-41 Rosen RC, Cappelleri J, Gendrano N IIIThe International Index of ErectileFunction (IIEF): a state-of-the-science review, August 2002; 14; 4:226-244 Rabijewski M Zaburzenia erekcji - etiologia i znaczenie. Przegląd Urologiczny 2006; 38:46-49 Gratzke C, Angulo J, Chitaley K, Dai Y, Kim NN, Paick JS, Simonsen U, Ückert,SWespes E, MD, Andersson KE, Lue, TF, Stief CGAnatomy, Physiology, and Pathophysiology of Erectile Dysfunction. Journal of Sexual Medicine 2010; 7:445–475 163 Katarzyna Wojewoda, Anna Kozioł, Kamil Muc Ocena zaburzeńerekcji u pacjentów po zabiegu radykalnej prostatektomii z powodu raka stercza Streszczenie Radykalna prostatektomia jest jedną z metod leczenia ograniczonego do narządu raka stercza, której częstym powikłaniem są zaburzenie erekcji. Na wystąpienie tej, znacznie pogarszającej jakość życia pacjentów, dysfunkcji wpływają m.in. wiek, choroby współistniejące, technika operacyjna i doświadczenie operatora, najważniejszym czynnikiem rokowniczym jest obecność przedoperacyjnych zaburzeń erekcji. Inhibitory fosfodiesterazy 5 pozostają lekami pierwszego wyboru w terapii pooperacyjnych zaburzeń erekcji. Celem naszej pracy była ocean poziomu ED u pacjentów z rakiem stercza po zabiegu otwartej prostatektomii radykalnej. Dokonano retrospektywnej oceny zaburzeń erekcj 137 pacjentów z rakiem stercza poddanych otwartej radykalnej prostatektomii w Klinice Urologiii Onkologii Urologicznej Uniwersytetu Medycznego w Lubliniew latach 20002010, na podstawie bazy danych Kliniki. W ocenie funkcji seksualnych wykorzystano kwestionariusz międzynarodowego indeksu nasilenia zaburzeń erekcji-5, uzupełniony o informacje, dotyczące stosowanych leków z grupy PDE5. Nie stwierdzono istotnej korelacji między wiekiem a występowaniem zaburzeń erekcji. Najczęściej występują zaburzenia o ciężkim nasileniu. Pacjenci z zaburzeniami erekcji częściej wykazują brak potrzeby współżycia seksualnego, szczególnie w przypadku ciężkiego nasilenia. W tej samej grupie najmniejszy odsetek mężczyzn podejmuje terapię inhibitorami PDE5, jednak z drugiej strony ich skuteczność jest u tych pacjentów zdecydowanie niezadowalająca. Wśród pacjentów z grup o nasileniu łagodnym oraz łagodnym do umiarkowanego nasileniem zaburzeń erekcji zdecydowanie częściej występuje potrzeba współżycia seksualnego. W tych grupach mężczyźni stosują farmakoterapię inhibitorami PDE5, której efektywność okazała się zadowalająca. Słowa kluczowe: zaburzenia erekcji, radykalna prostatektomia, IIEF5, inhibitory PDE5 Analysis of erectile dysfunction in cancer patient after prostatectomy Abstract Prostatectomyisa procedureperformed in patients with clinicallylocalisedprostatecancer. The most frequentcomplication of the surgeryis post-prostatectomyerectiledysfunction (ED), which occurrence is determined by patient's age, comorbidities, surgical technique and operator's experience, but crucial risk factor is presence of preoperative ED. Early implementation of proerectile drugs is important for improving postopertive ED. Phosphodiesterase 5 inhibitors are the first-line choice of pharmacotherapy for ED after radical prostatectomy. The aim of the study was to analyze an incidence of ED in patients after open prostatectomy. We analyzed data of 137 men with prostate cancer who underwent procedure of open prostatectomy in the Urology and Urological Oncology Department of Medical University of Lublin in years 2000-2010. Sexual dysfunction was established retrospectively with International Index for Erectile Function-5 questionnaire, supplemented with information about proerectile drugs administration. There is no correlation between age and postoperative erectile dysfunction. The most frequent is severe ED.The need of intercourse is less frequent among patients with ED, especially in group with severe ED, who administer proerectile drugs in the lowest percentage. In the other hand, pharmacotherapy is ineffective in those patients. In patients with mild and mild to moderate ED, there is strong need of intercourse. They are more likely to administer oral therapy, being successful in the groups. Keywords: erectile dysfunction, prostatectomy, IIEF5, PDE5 inhibitors 164 Tomasz Wandtke1, Joanna Woźniak2, Maciej Gawroński3 Oś Interleukiny-27 (IL-27) i jej receptora (WSX1) – aktualny stan wiedzy 1. Wprowadzenie Z definicji, cytokiny to białka rozpuszczalne w środowisku pozakomórkowym, pełniące funkcje regulacyjne w odniesieniu do proliferacji i wzrostu. Oddziałują na komórki układu odpornościowego (wliczając w to indukcję i ograniczanie zapalenia) oraz na komórki uczestniczące w procesach krwiotwórczych [1, 2]. Cytokiny tworzą wzajemną sieć powiązań. Zwykle początkują swoiste kaskady sygnalizacyjne, uczestniczące w homeostazie ustrojowej. Efektem jest odpowiedź komórek adekwatna do działających na nie bodźców. Cytokiny działają nie tylko miejscowo, ale także ogólnoustrojowo, dlatego zaburzenia ich wytwarzania i uwalniania, bądź nieprawidłowości w ich budowie mogą powodować zaburzenia odporności, choroby autoimmunologiczne, a nawet nowotwory [3, 4, 5]. Wobec dużej liczby odkrytych dotąd cytokin, podzielono je na charakterystyczne grupy w oparciu o cechy czynnościowe i strukturalne. Podstawowy podział obejmuje: interleukiny, interferony, chemokiny, białka rodziny TNF (ang. tumor necrosisfactor) oraz cytokiny hemopoetyczne. Z punktu widzenia tematu niniejszej pracy najistotniejsze są interleukiny, białka umożliwiające „komunikację” pomiędzy populacjami leukocytów, w tym pozwalające na wzajemne oddziaływanie określonych subpopulacji limfocytów. Interleukina 27 (IL-27) należy do rodziny reprezentowanej przez interleukinę 12 (należy tu także IL-23 i IL-35). Zasadnicze znaczenie wszystkich białek tej grupy polega na formowaniu tzw. „polaryzacji immunologicznej” (vide niżej) [6]. Postuluje się zatem, że Interleukina-27 i jej receptor, WSX-1 mogą odgrywać istotne znaczenie w patofizjologii 1 [email protected], zakład Genoterapii, Wydział Lekarski, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu; Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy, www.cm.umk.pl 2 [email protected], zakład Genoterapii, Wydział Lekarski, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu; Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy, www.cm.umk.pl 3 [email protected], zakład Genoterapii, Wydział Lekarski, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu; Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy, www.cm.umk.pl 165 Tomasz Wandtke, Joanna Woźniak, Maciej Gawroński chorób nowotworowych, bakteryjnych, wirusowych jak i autoimmunologicznych. W dalszej części tego opracowania zostaną przedstawione: budowa, występowanie oraz rola IL-27 i receptora WSX-1, a także w krótki sposób nakreślone zostaną możliwe zastosowania prezentowanej osi sygnalizacyjnej w terapii chorób o różnej etiologii. 2. Interleukina 27 – od genu do białka Interleukinę 27 odkryto ponad 10 lat temu. Mimo to, wciąż uważana jest za stosunkowo nową i wciąż mało poznaną cytokinę. Chociaż przeprowadzono wiele badań dotyczących tego białka, wciąż istnieją liczne nieścisłości, w tym szczególnie w zakresie wiedzy dotyczącej jego występowania oraz funkcji. Pierwsze wzmianki o genie kodującym IL-27 pochodzą z roku 2002, kiedy to Pflanz i współpracownicy, poszukując w bazie ludzkiego DNA sekwencji kodujących białka należące do rodziny IL-6, zidentyfikowali Interleukinę-30. Następnie przemianowano ją na białko p28 (ze względu na ciężar molekularny). W tym samym roku Pflanz potwierdził zależność uwalniania cząsteczki p28 do środowiska zewnątrzkomórkowego od ekspresji wewnątrzkomórkowej innego białka – EBI3 (ang. Epstein-Barr virus-Inducedgene 3) – przypominającego budową rozpuszczalny receptor cytokinowy. Okazało się, że tylko na drodze połączenia obu składowych może dojść do zewnątrzkomórkowej sekrecji białka. Kompleks IL-30 oraz EBI3 został nazwany łącznie Interleukiną 27 [7]. Jak wynika z opisu, IL-27 jest heterodimerem zbudowanym z dwóch łańcuchów, które asocjują ze sobą tworząc aktywną biologicznie postać białka. W przypadku braku takiej asocjacji, IL-27 nie wykazuje aktywności biologicznej. IL-27 posiada cztery motywy helisy α, podobnie jak inne cytokiny rodziny IL-12. EBI3 jest podjednostką obecną we kilku interleukinach tej rodziny. Istotna różnica polega na tym, że tylko w IL-27 nie jest ona kowalencyjnie związana z drugą składową [5]. Sekwencja genu kodującego podjednostkę p28 IL-27 zlokalizowana jest na krótkim ramieniu nici ujemnej chromosomu 16 w pozycji 11.2 (16p11.2). Prawidłowa sekwencja genu obejmuje obszar 7.473 par zasad, tj. pozycje 28.418.184 – 28.425.656 [8]. Z kolei podjednostka EBI3 kodowana jest przez gen zlokalizowany na ramieniu krótkim chromosomu 19, na nici dodatniej, w pozycji 13.3 (19p13.3). Sekwencja genu obejmuje pozycje 4.180.495 – 4.188.525, co daje rozpiętość 8.031 par zasad [9]. Istnieją dwa transkrypty genu IL-27, stanowiące efekt alternatywnego splicingu. Główny, funkcjonalny transkrypt to cząsteczka mRNA wykazująca długość 1044 zasad (5 eksonów) [10]. 166 Oś Interleukiny-27 (IL-27) i jej receptora (WSX-1) – aktualny stan wiedzy Translacja mRNA powstałego na drodze transkrypcji genu IL-27 skutkuje powstaniem cząsteczki białkowej wykazującej ciężar molekularny 27.493Da, punkt izoelektryczny 6,64 i długość 243 reszt aminokwasowych [11]. Fragment białka rozciągający się między resztami aminokwasowymi 1 i 28 tworzy peptyd sygnałowy, odpowiadający za właściwą lokalizację cząsteczki w komórce. Charakterystyczny jest też region bogaty w reszty kwasu glutaminowego (sekwencja pomiędzy 164 a 176 aminokwasem łańcucha) [12]. 3. Receptor WSX-1 – od genu do białka Receptor komórkowy interleukiny 27 zbudowany jest z dwóch podjednostek. Właściwa część receptora jest kodowana przez gen WSX-1 (IL-27αR; gen zlokalizowany na krótkim ramieniu chromosomu 19 w pozycji 13.12 (19p13.12)) i posiada klasyczną strukturę receptora cytokin komórek T (ang. T cellcytokine receptor, TCCR). Druga składowa to białko o funkcji przekaźnika sygnału – gp130. Cząsteczka ta kodowana jest przez gen zlokalizowany na długim ramieniu chromosomu 5 w pozycji 11.2 (5q11.2) i bierze udział w przekazywaniu sygnału do wnętrza komórki, nie tylko przez receptor IL-27, ale pośredniczy także w przewodzeniu sygnału przez inne interleukiny, takie jak IL-6 czy IL-11 [7]. IL27Rα to białko o masie 69,474Da i długości 636 aminokwasów. W jego sekwencji aminokwasowej zidentyfikowano rejon pełniący funkcję peptydu sygnałowego (aminokwasy 1-32) oraz rejony odpowiadające domenie zewnątrz- (33-516) oraz wewnątrzkomórkowej (538-636), a także rejonowi transbłonowemu (517-537) [13]. 4. Występowanie Interleukiny-27 i jej receptora WSX-1 Uważa się, że głównym źródłem interleukiny 27 są komórki prezentujące antygeny (ang. antigenpresentingcells, APC) – komórki dendrytyczne i makrofagi. Posiadają one na swej powierzchni receptory TLR (ang. Toll-like receptor, TLR) wyspecjalizowane w rozpoznawaniu określonych wzorców molekularnych (obcych antygenów, rzadziej endogennych produktów rozpadu komórek). Po rozpoznaniu antygenu, APC mogą aktywować układ immunologiczny na drodze sekrecji odpowiednich czynników – cytokin [14, 15]. Agoniści receptorów TLR pobudzają ekspresję wewnątrzkomórkowych cytokin z rodziny IL-12, w tym także interleukiny 27. Produkcję IL-27 w komórkach APC stymuluje w szczególności ligacja antygenów z receptorami TLR4 (ligandem jest lipopolisacharyd, LPS) oraz TLR9 (ligandem jest CpGDNA)oraz w mniejszym zakresie także z TLR2 i TLR3 [5]. 167 Tomasz Wandtke, Joanna Woźniak, Maciej Gawroński Początkowo uważano, że IL-27 bierze udział w procesach krwiotwórczych, a jej receptor ulega ekspresji tylko na powierzchni komórek hemopoetycznych (zarówno pochodzenia limfoidalnego jak i szpikowego) [16]. Z czasem jednak zidentyfikowano go na powierzchni komórek macierzystych, na nabłonkach naczyń krwionośnych i na keratynocytach. Wysunięto więc hipotezę, że zakres biologicznej aktywności tej cytokiny jest szerszy, niż początkowo sądzono [4, 16÷19]. 5. Transmisja sygnału Szlak przewodzenia sygnału IL-27 rozpoczyna się typowo, od związania cytokiny z jej receptoremWSX-1. Jednak, sygnał przekazywany jest do wnętrza komórki docelowej tylko wtedy, gdy receptor występuje razem z opisanym wyżej białkiem gp130 [7, 20,21].Następstwem jest aktywacja szlaku przewodzenia sygnału do jądra komórkowego poprzez układ kinaz i białek JAK/STAT. IL-27 aktywuje zwłaszcza białka STAT1 i STAT3 [22÷27]. W mniejszym stopniu wzbudza cząsteczki JAK1, JAK2, STAT4 i STAT5 [23, 24, 28÷30]. Białka JAK, wiążąc się z wewnątrzkomórkowymi domenami receptora WSX-1 i łańcucha gp130, podlegają następczej aktywacji w drodze przyłączenia reszt fosforanowych. Kompleksy takie fosforylują następnie czynniki transkrypcyjne STAT. Ufosforylowane białka STAT formują dimery, przenikają do jądra komórkowego i aktywują transkrypcję genów docelowych [23, 24, 28÷30]. Proces sygnalizacji JAK/STAT podlega kontroli negatywnej w drodze defosforylacji białek STAT. Zjawisko takie zachodzi wskutek działania białek adaptorowych APS, które wiążąc się z ufosforylowaną wewnątrzkomórkową domeną receptora zapobiegają dalszej aktywacji czynników transkrypcyjnych [22÷24]. 6. Funkcja osi IL-27/WSX-1 6.1. Modulacja polaryzacji odpowiedzi immunologicznej Cytokiny rodziny IL-12, a więc także IL-27 są ważnymi czynnikami regulacyjnymi, pozwalającymi na właściwe ukierunkowanie procesu odpornościowego. Ukierunkowanie to, czyli polaryzacja immunologiczna, opiera się na różnicowaniu limfocytów T pomocniczych (Th CD4+), kluczowych regulatorów odpowiedzi zapalnej, w jedną z trzech subpopulacji: a) limfocytów T pomocniczych typu I (Th1), b) limfocytów T pomocniczych typu II (Th2) lub c) limfocytów T pomocniczych Th17 [5, 31]. Zjawisko polaryzacji immunologicznej zachodzi, gdy stymulacja określonym antygenem trwa odpowiednio długo. W początkowej fazie pomocnicze limfocyty T typu „dziewiczego” ulegają pobudzeniu. Pod 168 Oś Interleukiny-27 (IL-27) i jej receptora (WSX-1) – aktualny stan wiedzy wpływem mikrośrodowiska immunologicznego wytwarzanego przez komórki dendrytyczne oraz w zależności od patogenu, rozpoznanego na drodze prezentacji antygenu ulegają w dalszym etapie różnicowaniu w kierunku komórek Th1 i Th2. Czynnikami sprzyjającymi pojawieniu się komórek typu Th1 (a więc odpowiedzi komórkowej) są: IFN-gamma, IL12 i właśnie IL-27. Jej działanie polega także na pobudzeniu różnicowania wielu innych subpopulacji komórkowych, jak limfocytów Th17, komórek B i NK. Obie kluczowe subpopulacje (Th1 i Th2) produkują następnie cytokiny podtrzymujące określony typ polaryzacji i działające antagonistycznie względem siebie (IFNγ i IL-4, wydzielane odpowiednio przez Th1 i Th2) [5, 17, 32]. Uważa się, że ukierunkowanie polaryzacji immunologicznej przez IL-27 w stronę przewagi czynnościowej Th1 pełni ważną rolę w zwalczaniu nowotworów, gdyż dochodzi wtedy do pobudzenia limfocytów cytotoksycznych (Tc) i eliminacji komórek guza. Inna korzyść mogłaby polegać na leczeniu lub przeciwdziałaniu tym postaciom alergii, w których głównym czynnikiem patogenetycznym jest przewaga układu Th2 i jej następstwo - wysokie miano przeciwciał skierowanych przeciw określonym alergenom [5]. Interleukina 27 uczestniczy w polaryzacji immunologicznej komórek docelowych poprzez następujące drogi przewodzenia sygnału: a) zależną od białka STAT1 i czynnika transkrypcyjnego T-bet [5, 33], b) niezależną od białka STAT1, ale zależną od czynnika T-bet [5, 23], c) zależną od białka STAT1, ale niezależną od czynnika T-bet [5, 23]. Główny mechanizm wywołujący polaryzację Th1, opiera się na pobudzeniu przez IL-27 ekspresji czynnika transkrypcyjnego T-bet (kluczowego z punktu widzenia późniejszej ekspresji genów komórek Th1) na drodze zależnej od białka STAT1 [21,25,33]. T-bet umożliwia następczą ekspresję genu podjednostki receptora dla IL-12, a tym samym ułatwia jej wychwytywanie ze środowiska zewnątrzkomórkowego. IL-12 długotrwale podtrzymuje polaryzację typu Th1 [5, 21, 25, 32÷34]. Polaryzacja taka może zostać osiągnięta także w sposób alternatywny, na drodze niezależnej od białek STAT1. Aktywacja czynnika transkrypcyjnego T-bet powodowana jest w tym przypadku obecnością produktu genu GADD45γ, wytworzonego przy udziale kinazy MAPK p38 [5, 23,35]. I wreszcie, trzeci ze wspomnianych mechanizmów polega na udziale białek STAT1, bez angażowania czynnika transkrypcyjnego T-bet. STAT1 wzmaga w tym przypadku ekspresję cząstek ICAM-1, gdyż łączy się z regionem promotorowym odpowiedniego genu. Ponadto, odkryto że obniżenie ekspresji zewnątrzkomórkowej ICAM-1 powodowało spadek stężenia IL27. Najprawdopodobniej istnieje nieznana dotąd ścieżka sygnalizacyjna z udziałem ICAM-1, która wzmaga ekspresję IL-27, a w konsekwencji 169 Tomasz Wandtke, Joanna Woźniak, Maciej Gawroński umożliwia podtrzymanie polaryzacji typu Th1 [5, 23]. Wypadkowym efektem pobudzenia trzech opisanych wyżej ścieżek sygnalizacyjnych jest wzbudzenie odpowiedzi komórkowej, głównie przy udziale limfocytów cytotoksycznych Tc, zwłaszcza, że IL-27 nie tylko inicjuje i podtrzymuje polaryzację immunologiczną za pośrednictwem limfocytów Th1, ale także bezpośrednio stymuluje komórki cytotoksyczne (CD8+) [36÷41]. Między innymi wzmaga w limfocytach Tc ekspresję białek STAT, czynnika T-bet oraz receptora dla interleukiny-12 (IL-12Rβ) [3,22÷24, 42÷46]. Stymuluje również ekspresję genów kodujących czynniki cytotoksyczne, jak eomezodermina, granzym B i perforyna[40,47, 48]. Indukuje wytwarzanie chemokin (CXCL9 i CXCL10), wpływając na migrację komórek Tc [16]. 6.2. Indukcja i regulacja aktywności procesu zapalnego Jedną z własności IL-27 jest jej zdolność nie tylko do indukcji zapalenia, ale także do samoograniczania i kontroli tego procesu. W przeprowadzonych dotąd badaniach uzyskano wyniki świadczące o dwukierunkowym działaniu tej cytokiny [5, 49, 50]. I tak, IL-27 pobudza różnicowanie regulatorowych limfocytów T typu I (Tr1) [18,22, 38, 49, 51÷54]. Komórki te odpowiadają za produkcję IL-10, cytokiny o uznanych właściwościach immunosupresyjnych [51÷53, 55]. Następnie IL-10hamuje sekrecję cytokin prozapalnych produkowanych przez limfocyty Th1. Dokładniej, IL-27 aktywuje czynnik transkrypcyjny c-Maf, niezbędny do wzbudzenia ekspresji genu interleukiny 21, a ta ostatnia odpowiada za właściwe różnicowanie populacji Tr1. Ograniczenie procesu zapalnego przez IL-27 zachodzi więc pośrednio, wskutek oddziaływania subpopulacji Tr1 na komórki Th1 [5,51,54,56,57]. 6.3. Hamowanie aktywności Limfocytów T pomocniczych typu II Produkty genów kontrolowanych przez IL-27, tj. białko STAT1 i czynnik transkrypcyjny T-bet działają antagonistycznie w stosunku do komórek typu Th2. Ich obecność inaktywuje czynnik transkrypcyjny GATA3, konieczny do ekspresji genów modelu wydzielniczego Th2 [6]. W sumie dochodzi do hamowania odpowiedzi humoralnej. Istotne może być również przesunięcie równowagi Th1/Th2 przez interleukinę 27 w kierunku odpowiedzi komórkowej, nawet w przypadku skrajnej polaryzacji w stronę limfocytów T pomocniczych typu 2. IL-27 silnie ogranicza bowiem produkcję IL-5 i IL-13 przez te komórki [5]. Hamowanie aktywności limfocytów Th17 Regulacyjne funkcje IL-27 przejawiają się także w jej wpływie na populacje komórek Th17 odpowiedzialnych za produkcję IL-17 oraz IL-22, cytokin patologicznie zaangażowanych w wiele chorób o charakterze 170 Oś Interleukiny-27 (IL-27) i jej receptora (WSX-1) – aktualny stan wiedzy zapalnym, w tym szczególnie o naturze autoimmunizacyjnej, jak w przypadku zapalnej choroby jelit (ang. inflammatoryboweldisease, IBD), stwardnienia rozsianego (ang. multiplesclerosis, MS) oraz reumatoidalnego zapalenia stawów (ang. rheumatoidarthritis, RA) [58÷64]. Rola IL-17 polega na szybkiej indukcji zapalenia oraz modulowaniu stanów przewlekłych, zaś IL-27 wydaje się hamować aktywność tych procesów chroniąc przed uszkodzeniem tkanek i autoagresją [65]. Istnieją doniesienia, mówiące o zdolności IL-27 do hamowania odróżnicowywania się populacji limfocytów Th17, natomiast jej zdolność do hamowania aktywności komórek już odróżnicowanych wciąż pozostaje niejasna [36, 66÷69]. IL-27 ogranicza wytwarzanie interleukiny 17, blokując czynnik transkrypcyjny RORγt, niezbędny do ekspresji tej cytokiny w komórkach Th17 [5, 31, 62]. 6.4. Regulacja zjawiska prezentacji antygenów W oparciu o wyniki doświadczeń prowadzonych na liniach komórkowych w warunkach in vitro, stwierdzono że zjawisko prezentacji antygenu, szczególnie przez cząsteczki MHC klasy I, ale także i klasy II, jest silnie zależne od IL-27[4,33, 44]. Jak wiadomo, w proces ten zaangażowanych jest wiele genów, których ekspresja wpływa na procesowanie i prezentację określonych determinant antygenowych. Kluczową rolę w pobudzaniu ekspresji tych genów odgrywa czynnik transkrypcyjny CIITA. Aktywacja promotora tego genu zależna jest od cząsteczek IRF1 i STAT1. Ich aktywność zależna jest od działania IL-27 na komórki APC [70]. Wzrost ekspresji cząsteczek MHC klasy I obserwowano między innymi w nowotworowych liniach komórkowych THP-1 i TBJ, które poddano wpływowi IL-27[4, 5, 33, 70]. Analogiczna tendencja (aktywacja CIITA) wystąpiła w „naiwnych” komórkach Th [33]. Również powierzchniowa ekspresja kostymulatorów prezentacji antygenu, takich jak CD54, CD80 i CD86, podlega wybitnemu wzmożeniu pod wpływem działania IL-27. Stąd wniosek, że IL-27 wydajnie stymuluje cały proces prezentacji z udziałem cząsteczek MHC I [4]. Co więcej, IL-27 pośrednio wzmaga także powierzchniową ekspresje cząsteczek MHC klasy II, gdyż zwiększa poziom ekspresji białek Li i HLA-DM, niezbędnych do właściwego rozmieszczenia cząsteczek tej klasy na powierzchni komórek oraz ich zdolności do prawidłowego wiązania antygenów (wykazano w linii komórkowej THP-1) [4, 5]. 171 Tomasz Wandtke, Joanna Woźniak, Maciej Gawroński 6.5. Hamowanie procesu neoangiogenezy Jak wykazano w przeprowadzonych dotąd badaniach, IL-27 hamuje tworzenie naczyń krwionośnych (proces angiogenezy) [16, 70]. Czyni to pośrednio - indukuje syntezę inhibitorów tworzenia naczyń, tj. cząsteczek CXCL9 i CXCL10, które między innymi silnie ograniczają powstawanie przerzutów w chorobach nowotworowych [70]. Efekt antyangiogenny IL27 obserwowano między innymi w hodowli komórek linii śródbłonka żyły pępowinowej (HUVECs), a także u myszy z wszczepionymi doświadczalnie guzami złośliwymi. U tych ostatnich stężenie czynnika VEGF (ang. Vascular Endothelial Growth Factror), odpowiadającego za wzrost nowych naczyń krwionośnych i za tworzenie przerzutów, był znacząco niższy po podaniu interleukiny 27 [5, 16, 70]. 7. Możliwe zastosowania osi IL-27/WSX-1 w terapii Uważa się, że interleukina 27, ze względu na swe wszechstronne działanie, może być efektywnym środkiem leczniczym w terapii niektórych ciężkich chorób, w tym szczególnie nowotworowych, autoimmunizacyjnych oraz przewlekłych zakażeń wirusowych. Postuluje się jej wykorzystanie w postaci rekombinowanego białka w leczeniu chorób nowotworowych, autoimmunologicznych i infekcji wirusowych. Jak dotąd jednak nie stosowano jej w praktyce, a rozważania nad jej potencjalnym działaniem leczniczym opierają się na wynikach badań doświadczalnych prowadzonych na zwierzętach i w liniach komórkowych hodowanych in vitro [3, 5, 16, 17]. Użycie interleukiny 27 jako leku wymaga sprawdzenia bezpieczeństwa jej stosowania jak i skuteczności działania w badaniach klinicznych. Podstawą do zastosowania IL-27 w terapii nowotworów, zwłaszcza litych, jest jej opisana wyżej zdolność do stymulacji limfocytów T z polaryzacją w kierunku Th1 i aktywacji efektorowych komórek cytotoksycznych Tc. Równie ważna wydaje się zdolność tej cytokiny do wzmagania ekspresji cząsteczek MHC klasy I na powierzchni komórek nowotworowych, co w oczywisty sposób powinno ułatwić czynności cytotoksyczne uczulonych komórek T [3, 5, 44, 71]. W szeregu doświadczeń prowadzonych na nowotworowych liniach komórkowych (m.in. na komórkach neuroblastoma TBJ, raka jelita grubego Colon 26 i glejaka GL26), podanie IL-27 wywierało wyraźny efekt przeciwnowotworowy, uzyskany dzięki stymulacji limfocytów Tc i wzmożonej prezentacji antygenów nowotworu w restrykcji w zakresie MHC klasy I [3, 42, 44, 71]. Efekt przeciwnowotworowy o mniejszym nasileniu, obserwowano także w hodowli czerniaka linii B10F16 [16]. W tym przypadku mechanizm działania IL-27 wynikał z efektu antyangiogennego, 172 Oś Interleukiny-27 (IL-27) i jej receptora (WSX-1) – aktualny stan wiedzy a nie z efektywnej prezentacji neoantygenów układowi immunologgicznemu. Ten typ czerniaka jest bowiem słabo immunogenny, odpowiedź cytotoksyczna jest nieefektywna, zaś komórki samego guza nie posiadają powierzchniowych receptorów dla IL-27. Natomiast w podtypach czerniaka z ekspresją receptorów WSX-1, po zadziałaniu interleukiny 27 obserwowano efekt antyproliferacyjny[16]. Również hamowanie subpopulacji komórkowej Th17 przez IL-27 może przyczynić się do regresji choroby nowotworowej, gdyż prawdopodobnie miejscowa obecność limfocytów Th17 sprzyja rozwojowi guza [72]. Oddziaływanie IL-27 z komórkami Th17 może znaleźć zastosowanie także w próbach leczenia chorób autoimmunologicznych. Głównymi rozważanymi tu jednostkami chorobowymi jest stwardnienie rozsiane oraz reumatoidalne zapalenie stawów, a postulowanym mechanizmem działania – przeciwzapalne działanie cytokiny, która ogranicza miejscową sekrecję IL-17. Przypuszczenia te potwierdzono w zwierzęcym (mysim) modelu reumatoidalnego zapalenia stawów, w którym aplikacja IL-27 istotnie zmniejszała poziom IL-17, IL-6 i IFN-γ. Zmiany te korelowały z zahamowaniem erozji stawów i degeneracji błony maziowej [5, 31]. I wreszcie, IL-27 jest rozpatrywana jako potencjalny lek przeciwwirusowy. Wykazano, że jest ona wydajnym inhibitorem replikacji wirusa HIV-1. Obserwowano zahamowanie namnażania wirusa w leukocytach krwi obwodowej, makrofagach i co szczególnie ważne, w limfocytach T pomocniczych. Mechanizm działania IL-27 polega w tym przypadku na indukcji syntezy interferonów typu pierwszego, co w konsekwencji aktywuje deaminazęcytydynową APOBEC, a także produkty innych genów o działaniu przeciwwirusowym (m.in. GBP2 oraz gen oporności na myxowirusy – MxA). Dochodzi więc do skutecznego hamowania cyklu życiowego wirusów [5, 17]. 8. Podsumowanie Podsumowując, wielokierunkowe, oparte na różnych mechanizmach działanie IL-27 może prowadzić do niszczenia komórek nowotworowych zarówno w guzach wysoko- jak i niskoimmunogennych. Interleukina 27 stanowi więc potencjalnie efektywne narzędzie terapii nowotworów. Z kolei jej działanie przeciwzapalne, może być użyteczne w próbach leczenia chorób autoimmunologicznych, jak reumatoidalne zapalenie stawów. Potwierdzono też potencjał tej cytokiny w zwalczaniu różnego rodzaju infekcji wirusowych. Wymaga to jednak potwierdzenia w odpowiednich badaniach doświadczalnych i klinicznych. 173 Tomasz Wandtke, Joanna Woźniak, Maciej Gawroński Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. Cannon J. Inflammatory Cytokines in Nonpathological States, News PhysiolSci, 15 (2000), s.298-303 Carpenter L., Moy J., Roebuck K. Respiratory syncytial virus and TNF alpha induction of chemokine gene expression involves differential activation of Rel A and NF-kappa B1, BMC Infect Dis., 28 (2002), s. 5 Chiyo M., Shimozato O., Iizasa T., Tagawa M. Expression of IL-27 in murine carcinoma cells produces antitumor effects and induces protective immunity in inoculated host animals,Int J Cancer, 115 (2005), s. 437-442 Feng X., Liu N., Yang S., Hu L., Chen X., Fang Z., Ren Q., Lu S., Liu B., Han Z.Regulation of the class II and class I MHC pathways in human THP-1 monocytic cells by interleukin-27, BiochemBiophys Res Commun., 367 (2008), s. 553-559 Jankowski M., Kopiński P., Goc A. A Interleukin-27: Biological Properties and Clinical Application, Arch ImmunolTherExp (Warsz), 58 (2010), s. 417-425 Lucas S., Ghilardi N., Li J., de Sauvage F. IL-27 regulates IL-12 responsiveness of naive CD4+ T cells through Stat1-dependent and -independent mechanisms, ProcNatlAcadSci U S A., 100 (2003), s. 15047-15052 Pflanz S., Hibbert L., Mattson J., Rosales R., Vaisberg E., Bazan J. WSX-1 and glycoprotein 130 constitute a signal-transducing receptor for IL-27, J Immunol., 172 (2004), s. 2225-2231 GeneCardsInterleukin 27 [online], [dostęp: 13-02-2015], dostępny w Internecie: http://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=IL27&search=il-27 GeneCardsEpstein-Barr virus induced 3 [online], [dostęp: 13-02-2015], dostępny w Internecie: http://www.genecards.org/cgibin/carddisp.pl?gene=EBI3&search=il-27 EnsemblTranscript: IL27-001 (ENST00000356897) [online], [dostęp: 13-022015], dostępny w Internecie: http://www.ensembl.org/Homo_sapiens/ Transcript/Exons?db=ce;t=ENST0000056897 EnsemblTranscript: IL27-001 (ENST00000356897) [online], [dostęp: 13-022015], dostępny w Internecie: http://www.ensembl.org/Homo_sapiens/ Transcript/Summary?db=core;t=ENST000097 UniprotInterleukin-27 subunit alpha precursor [online], [dostęp: 13-02-2015], dostępny w Internecie: http://www.uniprot.org/uniprot/Q8NEV9#section_comments UniProtInterleukin-27 receptor subunit alpha [online], [dostęp: 13-02-2015], dostępny w Internecie: http://www.uniprot.org/uniprot/Q6UWB1#ref7 Pirhonen J., Siren J., Julkunen I., Matikainen S. IFN -α regulates Toll-like receptor-mediated IL-27 gene expression in human macrophages, J Leukoc Biol., 82 (2007), s. 1185-1192 Wirtz S., Becker C., Fantini M. EBV-induced gene 3 transcription is induced by TLR signalling in primary dendritic cells via NF-kappa B activation, J Immunol., 174 (2005), s. 2814-2824 Shimizu M., Shimamura M., Owaki T., Asakawa M., Fujita K., Kudo M., Iwakura Y., Takeda Y., Luster A., Mizuguchi J., Yoshimoto T. Antiangiogenic and antitumor activities of IL-27, J Immunol., 176 (2006), s. 7317-7324 Fakruddin J., Lempicki R., Gorelick R., Yang J., Adelsberger J., GarciaPineres A., Pinto L., Lane H., Imamichi T. Noninfectious papilloma virus-like 174 Oś Interleukiny-27 (IL-27) i jej receptora (WSX-1) – aktualny stan wiedzy 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. particles inhibit HIV-1 replication: implications for immune control of HIV-1 infection by IL-27, Blood., 109 (2007), s. 1841-1849 Fitzgerald D., Ciric B., Touil T., Harle H., Grammatikopolou J., Das Sarma J., Gran B., Zhang G., Rostami A. Suppressive effect of IL-27 on encephalitogenic Th17 cells and the effector phase of experimental autoimmune encephalomyelitis, J Immunol., 179 (2007), s. 3268-3275 Kanda N., Watanabe S. IL-12, IL-23 and IL-27 enhance human β-defensin-2 production in human keratinocytes,Eur J Immunol., 38 (2008), s. 1287-1296 Sprecher C., Grant F., Baumgartner J., Presnell S., Schrader S., Yamagiwa T., Whitmore T., O’Hara P., Foster D. Cloning and characterization of a novel class I cytokinereceptor,Biochem. Biophys. Res. Commun, 246 (1998), s. 82-90 Pflanz S. IL-27, a heterodimeric cytokine composed of EBI3 and p28 protein, inducesproliferation of naive CD4(+) T cells, Immunity, 16 (2002), s. 779-790 Neufert C., Becker C., Wirtz S., Fantini M., Weigmann B., Galle P. P.R., Neurath M. IL-27 controls the development of inducible regulatory T cells and Th17 cells via differential effects on STAT1, Eur J Immunol., 37 (2007), s. 1809-1816 Owaki T., Asakawa M., Fukai F., Mizuguchi J., Yoshimoto T. IL-27 induces Th1 differentiation via p38 MAPK/T-bet- and intercellular adhesion molecule1/LFA-1/ERK1/2-dependent pathways, J Immunol., 177 (2006), s. 7579-7587 Villarino J., Stumhofer C., Saris C., Kastelein R., Hunter C. IL-27 limits IL-2 production during Th1 differentiation, J Immunol., 176 (2006), s. 237-247 Takeda A., Hamano S., Yamanaka A., Hanada T., Ishibashi T., Mak T., Yoshimura A, Yoshida H. Cutting edge: role of IL-27/WSX-1 signaling for induction of T-bet through activation of STAT1 during initial Th1 commitmen, J Immunol., 170 (2003), s. 4886-4890 Heinrich P., Behrmann I., Haan S., Hermanns H., Müller-Newen G., Schaper F. Principles of interleukin (IL)-6-type cytokine signalling and its regulation,Biochem J., 15 (2003), s. 1-20 Owaki T., Asakawa M., Morishima N., Mizoguchi I., Fukai F., Takeda K., Mizuguchi J., Yoshimoto T. STAT3 is indispensable to IL-27-mediated cell proliferation but not to IL-27-induced Th1 differentiation and suppression of proinflammatory cytokine production, J Immunol., 180 (2008), s. 2903-2911 Kastelein R., Hunter C., Cua D. Discovery and biology of IL-23 and IL-27: related but functionally distinct regulators of inflammation, Annu Rev Immunol., 25 (2007), s. 221-242 Guzzo C., Che Mat N., Gee K. Interleukin-27 induces a STAT1/3- and NFkappaB-dependent proinflammatory cytokine profile in human monocytes, J Biol Chem., 285 (2010), s. 24404-24411 Miyazaki Y., Inoue H., Matsumura M. Exacerbation of experimental allergic asthma by augmented Th2 responses inWSX-1-deficient mice, J Immunol, 17 (2005), s. 2401-2407 Yang J., Yang M., Htut T., Ouyang X., Hanidu A., Li X., Sellati R., Jiang H., Zhang S., Li H., Zhao J., Ting A. Epstein-Barr virus-induced gene 3 negatively regulates IL-17, IL-22 and RORγt, Eur J Immunol., 38 (2008), s. 1204-1214 Frederick M., Brent R., Kingston R., Moore D., Seidman J., Smith J., Struhl K. Plasmid minipreps. Current Protocols in Molecular Biology, (2003), Unit 1.6 175 Tomasz Wandtke, Joanna Woźniak, Maciej Gawroński 33. Kamiya S., Owaki T., Morishima N., Fukai F., Mizuguchi J., Yoshimoto T. An indispensable role for STAT1 in IL-27-induced T-bet expression but not proliferation of naive CD4+ T cells, J Immunol., 173 (2004), s. 3871-3877 34. Hibbert L., Pflanz S., De Waal Malefyt R., Kastelein R. IL-27 and IFNαsignal via Stat1 and Stat3 and induce TBet and IL-12Rβ2 in naive T cells,Journal of Interferon andCytokine Research, 23 (2003), s. 513-522 35. Owaki T., Asakawa M., Kamiya S. IL-27 suppresses CD28-mediated IL-2 production through suppressor of cytokinesignaling 3, J Immunol, 176 (2006), s. 2773-2780 36. Batten M., Li J., Yi S., Kljavin N., Danilenko D., Lucas S. Interleukin 27 limits autoimmune encephalomyelitis by suppressing the development of interleukin 17-producing T cells, NatImmunol, 7 (2006), s. 929-936 37. Yoshimura T., Takeda A., Hamano S., Miyazaki Y., Kinjyo I., Ishibashi T. Two-sided roles of IL-27: induction of Th1differentiation on naive CD4T cells versus suppression ofproinflammatorycytokine production including IL-23inducedIL-17 on activated CD4 T cells partially through STAT3dependentmechanism, J Immunol, 177 (2006), s. 5377-5385 38. Awasthi A., Carrier Y., Peron J., Bettelli E., Kamanaka M., Flavell R. A dominant function for interleukin 27 in generating interleukin 10-producing anti-inflammatory T cells, Nat Immunol, 8 (2007), s. 1380-1389 39. Pickens S., Chamberlain N., Volin M., Mandelin A., Agrawal H., Matsui M. Local expression of interleukin-27 ameliorates collagen-induced arthritis, Arthritis Rheum, 63 (2011), s. 2289-2298 40. Morishima N., Owaki T., Asakawa M., Kamiya S., Miziguchi J., Yoshimoto T. Augmentation of effector CD8+ T cell generation with enhanced granzyme B expression by IL-27, J Immunol., 175 (2005), s. 1686-1693 41. Matsui M., Moriya O., Belladonna M. Adjuvant activities of novel cytokines, interleukin-23 (IL-23) and IL-27, for induction of hepatitis C virus-specific cytotoxic T lymphocytes in HLA-A0201 transgenic mice, Journal ofVirology, 78 (2004), s. 9093-9104 42. Hisada M., Kamiya S., Fujita K., Belladonna M., Aoki T., Koyanagi Y., Mizuguchi J., Yoshimoto T. Potent antitumor activity of interleukin-27, Cancer Res., 64 (2004), 1152-1156 43. Salcedo R., Hixon J., Stauffer J., Jalah R., Brooks A., Khan T., Dai R., Scheetz L., Lincoln E., Back T. Immunologic and therapeutic synergy of IL-27 and IL-2: Enhancementof T cell sensitization, tumor-specific CTL reactivity and complete regression of disseminatedneuroblastoma metastases in the liver and bone marrow, J. Immunol., 182 (2009), s. 4328-4338 44. Salcedo R., Stauffer J., Lincoln E., Back T., Hixon J., Hahn C., Shafer-Weaver K., Malyguine A., Kastelein R., Wigginton J. IL-27 mediates complete regression of orthotopic primary and metastatic murine neuroblastomatumors: role for CD8+ T cells, J Immunol., 173 (2004), s. 7170-7182 45. Wong P., Pamer E. CD8 T cell responses to infectious pathogens, Annual Review of Immunology, 21 (2003), s. 29-70 46. Mayer K., Mohrs K., Reiley W., Wittmer S., Kohlmeier J., Pearl J., Cooper A., Johson L., Woodland D., Mohrs M. Cutting edge: T-bet and IL-27R are critical for in vivo IFN-γ production by CD8 T cells during infection, J. Immunol., 180 (2008), s. 693-697 176 Oś Interleukiny-27 (IL-27) i jej receptora (WSX-1) – aktualny stan wiedzy 47. Schneider R., Yaneva T., Beauseigle D., El-Khoury L., N. Arbour IL-27 increases the proliferation and effector functions of human naive CD8+ T lymphocytes and promotes theirdevelopment into Tc1 cells, Eur. J. Immunol., 41 (2011), s. 47-59 48. Morishima N., Mizoguchi I., Okumura M., Chiba Y., Xu M., Shimizu M., Matsui M., Mizuguchi J., Yoshimoto T. A pivotal role for interleukin 27 in CD8+ T cell functions andgeneration of cytotoxic T lymphocytes, J. Biomed. Biotechnol., 2010 (2010), s. 605483 49. Batten M., Kljavin N., Li J., Walter M., de Sauvage F.J., Ghilardi N. Cutting edge: IL-27 is a potent inducer of IL-10 but not FoxP3 in murine T cells, J Immunol., 180 (2008), s. 2752-2756 50. Rosas L., Satoskar A., Roth K., Keiser T., Barbi J., Hunter C., de Sauvage F., Satoskar A. Interleukin-27R (WSX-1/T-cell cytokine receptor) gene-deficient mice display enhanced resistance to leishmaniadonovani infection but develop severe liver immunopathology, Am J Pathol., 168 (2006), s. 158-169 51. Pot C., Jin H., Awasthi A., Liu S., Lai C., Madan R., Sharpe A., Karp C., Miaw S., Ho I. Cutting edge: IL-27 induces the transcription factor c-Maf, cytokine IL-21, and the costimulatory receptor ICOS that coordinately act together to promote differentiation ofIL-10-producing Tr1 cells, J. Immunol., 183 (2009), s. 797-801 52. Pot C., Apetoh L., Awasthi A., Kuchroo V. Induction of regulatory Tr1 cells and inhibition ofTH17 cells by IL-27,Semin. Immunol., 23 (2011), s. 438-445 53. Ouyang W., Rutz S., Crellin N., Valdez P., Hymowitz S. Regulation and functions of theIL-10 family of cytokines in inflammation and disease,Annu. Rev. Immunol., 29 (2011), s. 71-109 54. Stumhofer J., Laurence A., Porrett P., Harris T., Turka L. Interleukins 27 and 6 induce STAT3-mediated T cell production of interleukin 10, Nat Immunol., 8 (2007), s. 1363-1371 55. Roncarolo M. Interleukin-10-secreting type 1 regulatory T cells in rodents and humans, Immunol. Rev., 212 (2006), s. 28-50 56. Xu J., Yang Y., Qiu G., Lal G., Wu Z., Levy D., Ochando J., Bromberg J., Ding Y. c-Maf regulates IL-10 expression during Th17 polarization, J. Immunol., 182 (2009), s. 6226-6236 57. Wang H. IL-27 induces the differentiation of Tr1-like cells from human naive CD4+ T cellsvia the phosphorylation of STAT1 and STAT3, Immunol. Lett., 136 (2011), s. 21-28 58. Lynde C., Poulin Y., Vender R., Bourcier M., Khalil S. Interleukin 17A: toward a new understanding of psoriasis pathogenesis, J. Am. Acad. Dermatol., 71 (2014), s. 141-150 59. Korn T., Bettelli E., Oukka M., Kuchroo V. IL-17 and Th17 Cells, Annu. Rev. Immunol., 27 (2009), s. 485-517 60. Elson C., Cong Y., Weaver C., Schoeb T., McClanahan T., Fick R. Monoclonal anti-interleukin 23 reverses active colitis in a T cell-mediated model in mice, Gastroenterology, 132 (2007), s. 2359-2370 61. Tesmer L., Lundy S., Sarkar S., Fox D. Th17 cells in human disease, Immunol Rev, 223 (2008), s. 87-113 62. Graber J., Allie S., Mullen K., Jones M., Wang T., Krishnan C., Calabresi P. Interleukin-17 in transverse myelitis and multiple sclerosis, J Neuroimmunol., 196 (2008), s. 124-132 177 Tomasz Wandtke, Joanna Woźniak, Maciej Gawroński 63. Shahrara S., Huang Q., Mandelin A. Th-17 cells in rheumatoid arthritis, Arthritis Res Ther, 10 (2008), s. R93 64. Tang S., Fan X., Pana Q., Sun Q. d, Y. LiueDecreased expression of IL-27 and its correlationwith Th1 and Th17 cells in progressive multiple sclerosis, Journal of the Neurological Sciences, (2014), artykuł w druku 65. Duan Y., Jia Y., Wang T., Wang Y., Han X., Liu L. Potent therapeutic target of inflammation, virus and tumor: focus on interleukin-27, International Immunopharmacology, 26 (2015), s. 139-146 66. Stumhofer J., Laurence A., Wilson E., Huang E., Tato C., Johnson L., Villarino A., Huang Q., Yoshimura A., Sehy D. Interleukin 27 negatively regulates the development of interleukin 17-producing T helper cells during chronic inflammation of the central nervous system, Nat. Immunol., 7 (2006), s. 937-945 67. El-behi M., Ciric B., Yu S., Zhang G., Fitzgerald D., Rostami A., Differential effect of IL-27 on developing versus committed Th17 cells, J. Immunol., 183 (2009), s. 4957-4967 68. Diveu C., McGeachy M., Boniface K. IL-27 blocks RORc expression to inhibit lineage commitment of Th17 Cells, J Immunol, 182 (2009), s. 5748-5756 69. Wang C., Tian Y., Ye Z., Kijlstra A., Zhou Y., Yang P. Decreased interleukin 27 expression is associated with active uveitis in Behçet’s disease, Arthritis Research & Therapy, 16 (2014), s. R117 70. Feng X., Chen X., Liu N., Chen Z., Zhou Y., Han Z., Zhang L., Han Z. Interleukin-27 upregulates major histocompatibility complex class II expression in primary human endothelial cells through induction of major histocompatibility complex class II transactivator, Hum Immunol., 68 (2007), s. 965-972 71. Yuan X., Hu J., Yoshimoto T., Black K., Yu J. Bone marrow derived neural stem-like cells expressing IL-27 exhibit antitumor activity in intracranial gliomas,MolTher., 11 (2005), s. 268 72. Zhang B., Rong G., Wei H., Zhang M., Fang G. The prevalence of Th17 cells in patients with gastric cancer, BiochemBiophys Res Commun., 374 (2008), s. 533-537 Oś interleukiny-27 i jej receptora WSX-1 – aktualny stan wiedzy Streszczenie Oś Interleukiny-27 i jej receptora, WSX-1, odgrywa kluczowe znaczenie w polaryzowaniu i ukierunkowaniu odpowiedzi immunologicznej w stronę odporności typu komórkowego na jej wczesnym etapie. Wykorzystanie tytułowej osi, jak donosi wiele opracowań literaturowych, jako celu terapeutycznego może okazać się atrakcyjną perspektywą dla walki z chorobami nowotworowymi, wirusowymi lub autoimmunologicznymi. Słowa kluczowe: Interleukina-27, WSX-1, polaryzacja immunologiczna, nowotwór, Interleukin-27 and WSX-1 axis – state of the art Summary The Interleukin-27 and WSX-1 axis plays a key role in polarization and orientation of the immune response towards the cellular immunity at its early stage. Utilization of the title axis, as reported by many studies, as a therapeutic target may prove to be an attractive perspective in combating cancers, viral or autoimmune disorders. Key words: Interleukin-27, WSX-1, Immunological polarization, cancer, 178 Karolina Gil1, Paulina Gil-Kulik2, Janusz Kocki3 Otyłość jako jeden z czynników ryzyka wystąpienia miażdżycy 1. Wprowadzenie Choroby układu sercowo-naczyniowego, stanowią obecnie najczęstszą przyczynę zgonów w krajach wysoko rozwiniętych, a za ich główną przyczynę uważa się miażdżycową przebudowę układu tętniczego. Celem niniejszej pracy jest omówienie wpływu otyłości na rozwój miażdżycy. 2. Miażdżyca Miażdżyca (atherosclerosis, arteriosclerosis) w świetle obecnych doniesień uważana jest za przewlekły proces zapalny dotyczący aorty oraz tętnic średniej wielkości tj. wieńcowych, nerkowych szyjnych, krezkowych oraz biodrowych. W początkowej fazie choroby w obrazie histologicznym możemy obserwować gromadzenie się w przestrzeni pomiędzy śródbłonkiem tętnicy a jej warstwą mięśniową złogów składających się z: lipoprotein o małej gęstości (low-density lipoprotein – LDL), makrofagów oraz komórek piankowatych (makrofagi wypełnione lipidami) [1, 2, 3]. Odmienne procesy zachodzą natomiast w mikrośrodowisku ścian tętnic, gdzie dochodzi do napływu komórek zapalnych oraz miejscowego uwalnianiacytokin i innych mediatorów stanu zapalnego. Procesy te są obecnie wskazywane jako zasadnicze dla powstawania zmian miażdżycowych [4]. Wystąpienie stanu zapalnego jest odpowiedzią na czynniki destabilizujące miejscową homeostazę. Do czynników mogących powodować aktywacjęmakrofagów zaliczmy: oxLDL, endotoksyny bakteryjne, oraz białko szoku cieplnego 60 (heat shock protein 60 – HSP60) [5]. Jako pierwszy etap rozwoju miażdżycy wskazuje się dysfunkcję śródbłonka – dotyczącą przede wszystkim obszarów rozgałęzień tętniczych gdzie zaburzony zostaje laminarny przepływ krwi, co z kolei skutkuje skłonnością do rozwoju zmian w tych rejonach [6]. 1 [email protected]; Studenckie Koło Naukowe przy Zakładzie Genetyki Klinicznej, I Wydział Lekarski z Oddziałem Stomatologicznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 2 [email protected]; Zakład Genetyki Klinicznej, I Wydział Lekarski z Oddziałem Stomatologicznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 3 Zakład Genetyki Klinicznej, I Wydział Lekarski z Oddziałem Stomatologicznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 179 Karolina Gil, Paulina Gil-Kulik, Janusz Kocki W przestrzeni podśródbłonkowej następuje kumulacja cząsteczek lipoprotein o małej gęstość (LDL), ilość odkładanego LDL jest zależna od jego stężenia w surowicy (gromadzenie się jest zwiększone gdy poziom LDL w surowicy jest wysoki). Lipoproteiny LDL dyfundują biernie, a ich kumulacja w ścianach naczyń może być wynikiem oddziaływania między proteoglikanami macierzy a apolipoproteiną B cząsteczki LDL. Cząsteczki LDL, aby ulec przekształceniu w komórki piankowate muszą najpierw zostać „zmodyfikowane” w ścianie naczynia. Do najbardziej znaczących modyfikacji należy oksydacja lipidów, w wyniku której powstaje tzw. „minimalnie utleniona” cząsteczka LDL [4]. Cząsteczki te gromadzą się w przestrzeni podśródbłonkowej i jako „obce” dla organizmu zapoczątkowują reakcję zapalną z udziałem limfocytów i monocytów [7, 8]. Następnie „minimalnie utlenione” cząsteczki LDL zostają poddane kolejnym modyfikacjom do „wysoce utlenionych” cząsteczek LDL, które zostają sfagocytowane przez makrofagi [9, 10]. Kolejnym etapem jest prezentacja „antygenu” przez makrofagi limfocytom T [11]. W wyniku interakcji tych komórek dochodzi do zapoczątkowania odpowiedzi immunologicznej typu Th1 – (komórkowa) lub typu Th2 – (humoralna) [4, 12, 13]. W wyniku dalszego rozwoju miażdżycy pierwotne ognisko zapalne zostaje uzupełnione o elementy włókniste, tkanka łączna przerastając i otaczając je przyczynia się do oddzielenia ogniska od reszty naczynia. Wtedy następuje także zwiększona kumulacja pozakomórkowego cholesterolu oraz jego estrów. Powstała w ten sposób zmiana miażdżycowa nosi nazwę blaszki miażdżycowej [1, 2, 3, 4]. Rozpoczęcie procesu tworzenia zmian miażdżycowych może następować w dzieciństwie lub nawet już w życiu płodowym. Natomiast dynamika rozwoju wczesnych faz schorzenia zależna jest od występowania klasycznych czynników ryzyka dla chorób układu sercowo-naczyniowego [2]. 3. Czynniki ryzyka Proces powstawania blaszki miażdżycowej jest procesem złożonym, badania epidemiologiczno–kliniczne doprowadziły do zidentyfikowania ok. 250 czynników przyczynowych występowania klinicznych objawów zmian miażdżycowych. Najważniejsze z nich to: nieodpowiednia dieta, palenie tytoniu, mała aktywność fizyczna, wysokie spożycie alkoholu (czynniki egzogenne), a także wysokie stężenie cholesterolu LDL i triglicerydów oraz niskie stężenie frakcji HDL, nadciśnienie tętnicze, otyłość wisceralna, cukrzyca, podwyższone stężenie homocysteiny w surowicy oraz czynniki trombogenne (czynniki endogenne). Należy zaznaczyć, że czynniki endogenne w znacznym stopniu zależne są od występowania czynników egzogennych, wśród których niewłaściwa dieta ma szczególne znaczenie [2, 180 Otyłość jako jeden z czynników ryzyka wystąpienia miażdżycy 14]. Czynniki ryzyka wystąpienia miażdżycy możemy również podzielić pod względem tego jaki mamy wpływ na ich modyfikację (tab. 1). Tab. 1. Podział czynników ryzyka wystąpienia miażdżycy. Czynniki ryzyka niemodyfikowalne Czynniki ryzyka modyfikowalne wiek płeć uwarunkowania genetyczne hipercholesterolemia podwyższone ciśnienie krwi palenie papierosów otyłość brzuszna typ osobowości A cukrzyca nietolerancja glukozy Ryzyko występowania chorób układu sercowo–naczyniowego można zmniejszyć poprzez redukcję czynników modyfikowalnych, nawet jeżeli działania zapobiegawcze podejmowane są stosunkowo późno, czyli po wystąpieniu klinicznych manifestacji tych chorób [2]. Do działań profilaktycznych mających na celu zapobieganie dalszemu rozwojowi miażdżycy lub stabilizacje już wytworzonej blaszki miażdżycowej zaliczamy przede wszystkim modyfikację stylu życia. Zamiana nawyków żywieniowych polegająca na ograniczeniu i modyfikacji spożywanych tłuszczów, oraz zmniejszeniu kaloryczności spożywanych posiłków ma istotny wpływ na proces aterogenezy. Kolejnym ważnym czynnikiem wpływającym pozytywnie na przebieg choroby jest wzrost aktywności fizycznej. Wprowadzenie zdrowej diety oraz ćwiczeń fizycznych pomaga również w redukcji masy ciała i zapobiega otyłości, która uznawana jest za niezależny czynnik ryzyka występowania zaburzeń metabolicznych mogących skutkować chorobami układu sercowo – naczyniowego [5, 6]. 4. Otyłość W ostatnich latach otyłość, z uwagi na duży wzrost występowania, stała się problemem społecznym. Zbyt duży przyrost masy ciała obywateli dotyka już nie tylko kraje wysoko rozwinięte, ale także te rozwijające się. Wśród państw europejskich nadmierną masę ciała ma ponad 50% mieszkańców, a otyłość diagnozuje się już u co trzeciej osoby. Alarmujący jest fakt, że problem otyłości obejmuje każdą grupę wiekową, niezależnie od rasy i płci. [15]. Jest to w dzisiejszych czasach najpowszechniejsza choroba metaboliczna, która według WHO osiągnęła rozmiary epidemiijest największym problemem zdrowotnym w krajach rozwiniętych i rozwijających się. Otyłość jest schorzeniem wieloczynnikowym 181 Karolina Gil, Paulina Gil-Kulik, Janusz Kocki i złożonym, uwarunkowana jest przyczynami endokrynologicznymi, metabolicznymi, genetycznymi, środowiskowymi oraz behawioralnymi i psychologicznymi. Rozwija się zazwyczaj na tle przewlekle zaburzonego bilansu energetycznego, polegającego na długotrwałym zwiększonym poborze energii oraz niedostatecznym jej wydatkowaniu. W ostatnich 30 latach notuje się nagły wzrost występowania otyłości powodowany czynnikami środowiskowymi i kulturowymi. Siedzący tryb życia, mała aktywność fizyczna oraz wysokoenergetyczna dieta odgrywają znaczący wpływ na rozwój nadwagi i otyłości. Otyłość ma niekorzystny wpływ na zdrowie człowieka, przyczynia się do zwiększonej chorobowości, niesprawności oraz śmiertelności, ma także istotny wpływ na obniżenie jakości życia [16, 17]. Niekontrolowany przyrost masy ciała, a w szczególności tkanki tłuszczowej może inicjować lub nasilać wiele negatywnych procesów, m.in.: nadciśnienie tętnicze, nasilona miażdżyca czy insulinooporność [18]. Wysokokaloryczna dieta oraz brak aktywności fizycznej mogą prowadzić do dodatniego bilansu energetycznego, czego skutkiem jest nagromadzenie się tkanki tłuszczowej w organizmie (wzrost liczby i wielkości adipocytów). Magazynem nadmiaru triglicerydów może być podskórna bądź też trzewna (wisceralna) tkanka tłuszczowa. Miejsce odkładania tkanki tłuszczowej determinowało będzie wystąpienie różnych typów otyłości. W otyłość typu „gruszka” (gynoidalnej, obwodowej) tkanka tłuszczowa gromadzi się pod skórą, najczęściej w okolicach biodrowo–pośladkowych. Ten typ otyłość występuje częściej u kobiet i uważany jest za stosunkowo bezpieczny. U niektórych osób może dochodzić do spadku zdolności gromadzenia triglicerydów w postaci podskórnej tkanki tłuszczowej, czego efektem jest odkładanie ich w przestrzeni zaotrzewnowej w postaci wisceralnej tkanki tłuszczowej i powstawanie otyłości typu androidalnego (centralnego, typu „jabłko”). Ten wariant otyłości częściej spotykany jest u mężczyzn i wiąże się z podwyższonym ryzykiem powikłań ze strony układu sercowo– naczyniowego [1, 19]. Trzewna tkanka tłuszczowa charakteryzuje się wysoką aktywnością lipolityczną oraz dynamicznym metabolizmem. Jako niestabilny magazyn triglicerydów ma możliwość uwalniania do krwioobiegu dużych ilości wolnych kwasów tłuszczowych, które mają zdolność do ekotopowego kumulowania się w wątrobie, mięśniu sercowym, komórkach β trzustki i mięśniach szkieletowych. Sugeruje się, że za rozwój chorób związanych z zespołem metabolicznym odpowiedzialne są właśnie lipidy zgromadzone w tkankach obwodowych. Wisceralnej tkance tłuszczowej przypisuje się także aktywniejsze niż tkance podskórnej wydzielanie różnych substancji czynnych, które mogą przyczyniać się do powstawania patologii związanych z zespołem metabolicznym [1]. Funkcją adipocytów (komórek tkanki tłuszczowej) nie jest jedynie bierne 182 Otyłość jako jeden z czynników ryzyka wystąpienia miażdżycy gromadzenie zapasów energii, ale przede wszystkim aktywny udział w zachowaniu we krwi stałego stężenia glukozy i kwasów tłuszczowych. Po posiłku gdy poziom substancji energetycznych jest w nadmiarze dochodzi do lipogenezy, czyli magazynowania przez komórki tłuszczowe zestryfikowanych kwasów tłuszczowych w postaci triglicerydów. Po dłuższym okresie nie przyjmowania pokarmów, gdy we krwi następuje spadek stężenia substancji energetycznych dochodzi do lipolizy (następuje hydrolizacja triglicerydów) i wolne kwasy tłuszczowe są uwalniane do krwioobiegu [1]. Obecnie uważa się, że adipocyty są czynnym endokrynnie organem, wytwarzającym wiele czynników o auto-, para-, oraz endokrynnym działaniu, w tym: chemokiny, cytokiny, czynniki wzrostowe, hormony tj., adiponektyna, leptyna, czy rezystyna. Wiele z tych substancji wykazuje wielokierunkowe działanie: leptyna i adiponektyna pełnią funkcję regulacyjną w procesach zapalnych oraz metabolicznych, cytokiny regulują metabolizm, a także pełnią funkcję immunomodulującą [18]. 5. Wybrane substancje czynne produkowane przez tkankę tłuszczową Leptyna jest produkowanym głównie w adipocytach hormonem peptydowym, jej uwalnianie jest proporcjonalne do ilości i wielkości komórek tłuszczowej tkanki podskórnej. Stężenie leptyny w osoczu krwi odpowiada ilości podskórnej tkanki tłuszczowej. Leptyna wpływając na ośrodkowy układ nerwowy pełni zasadniczą funkcję w regulacji apetytu poprzez zmniejszenie łaknienia oraz zwiększenie wydatku energetycznego pochodzącego ze stymulacji termogenezy i aktywności fizycznej. Odgrywa także kluczową rolę w insulinooporności oraz patogenezie otyłości. Działanie leptyny w tkankach obwodowych polega na aktywacji AMPK. W komórkach tłuszczowych nasila lipogenezę oraz wychwyt wolnych kwasów tłuszczowych, w innych tkankach zwiększa β–oksydację oraz lipolizę [1]. Podnosi aktywność układu współczulnego przez co ma wpływ na statystycznie częstsze występowanie powikłań kardiologicznych, zależnych od katecholamin. Stwierdzono, także że jej podwyższony poziom ma wpływ na zwiększenie liczby uderzeń serca, co przemawia za jej udziałem w regulacji czynności serca u otyłych [20]. U osób otyłych dochodzi do leptynooporności, która jest wynikiem spadku liczby receptorów dla leptyny, jest to proces odwracalny w wyniku redukcji masy ciała. Mimo że leptyna ma wiele korzystnych działań, jej długotrwale podwyższony poziom ma negatywny wpływ na układ sercowonaczyniowy [18]. Adiponektyna podobnie jak leptyna produkowana jest głównie w podskórnej tkance tłuszczowej. Małe ilości adpionektyny mogą 183 Karolina Gil, Paulina Gil-Kulik, Janusz Kocki wytwarzać również np. komórki śródbłonka i kardiomiocyty. Wyniki badań eksperymentalnych przemawiają za tym, że trzewna tkanka tłuszczowa, produkując cytokiny prozapalne wpływa hamująco na ekspresję genu i wytwarzanie adiponektyny, dlatego stężenie tego hormonu koreluje ujemnie z ilością wisceralnej tkanki tłuszczowej [21]. Aktywność metaboliczna hormonu przejawia się w nasileniu rozpadu lipidów zgromadzonych w wątrobie i mięśniach szkieletowych oraz zmniejszonej możliwości kumulacji w tych miejscach triglicerydów. Adiponektyna obniża także poziom cukru we krwi poprzez zmniejszanie glukoneogenezy wątrobowej. Adiponektyna wykazuje działanie kardioprotekcyjne [22]. Rezystyna jest produkowanym w adipocytach hormonem białkowym. Stymuluje śródbłonek do magazynowania lipidów, zwiększa produkcję glukozy przez wątrobę oraz powoduje nieznaczne zmniejszenie insulinowrażliwości tkanek. Poziom rezystyny w osoczu krwi ma wpływ na stężenie lipoproteiny LDL, CPR oraz glukozy na czczo, co sugeruje jej wpływ na rozwój blaszki miażdżycowej głównie za sprawą reakcji zapalnej [23]. Tkanka tłuszczowa produkuje także wiele innych substancji: cytokiny prozapalne, tj., CPR, TNFα, IL-6, IL-1β, oraz MCP-1; białka układu RAS; białka prozakrzepowe. Wpływ tkanki tłuszczowej na tak wiele procesów przebiegających w organizmie tłumaczy jej związek z podwyższoną częstością występowania schorzeń układu sercowo–naczyniowego u osób otyłych [1, 18]. 6. Wpływ otyłości na rozwój miażdżycy Mechanizm prowadzący do rozwoju miażdżycy na tle otyłości trzewnej nie jest do końca poznany, prawdopodobnie uczestniczą w nim trzy niezależne procesy przedstawione poniżej. 1. Występujące w otyłości zaburzonego profilu lipidowego: niskie stężenie HDL, podwyższone stężenie VLDL i obecność sdLDL, są powszechnie znanymi czynnikami endogennymi procesu miażdżycowego. Nieprawidłowości w profilu lipidowym są konsekwencją uwalniania przez wisceralna tkankę tłuszczową bezpośrednio do wątroby nadmiernej ilości wolnych kwasów tłuszczowych, służących do syntezy triglicerydów oraz wynikającego z insulinoopornosci spotęgowanego wytwarzania de novo kwasów tłuszczowych. Wysokie stężenie trigliderydów w wątrobie prowadzi do syntetyzowania VLDL, które ulegając dalszym przemianom w osoczu krwi przekształcają się w sdLDL – bardzo małe cząsteczki, z łatwością przenikające do intimy, gdzie poddawane są utlenieniu oraz zostają sfagocytowane przez 184 Otyłość jako jeden z czynników ryzyka wystąpienia miażdżycy makrofagi. Cechy te nadają cząsteczkom sdLDL wysokie właściwości aterogenne. Kolejnym czynnikiem mającym wpływ na proces miażdżycowy jest obniżone stężenie lipoproteiny HDL, najprawdopodobniej spowodowane zwiększonym katabolizmem apoA-I. Niski poziom HDL wiąże się ze zwiększonym ryzykiem rozwoju zmian miażdżycowych. Jego protekcyjne działanie jest wynikiem bezpośredniego wpływu na osłabienie utleniania cząsteczek LDL, poprzez zmiatanie ROS przez apoA-I, a także pośredniego przez przenoszenie oksydowanych lipidów z LDL na HDL. Lipoproteina HDL przyczynia się także do zwiększenia transportu zwrotnego cholesterolu skumulowanego w śródbłonku naczyniowym, makrofagach, oraz mięśniówce gładniej blaszek miażdżycowych do HDL, skąd transportowany jest do wątroby [24, 25]. Ponadto badania in vitro ukazały, że lipoproteina HDL może mieć wpływ na ochronę śródbłonka naczyniowego [1]. 2. Proaterogenne są także towarzyszące otyłości zmiany profilu cytokin i adipokin. Zmiany te charakteryzują się wzrostem poziomu IL-6, IL-1β, TNFα, MPC-1, leptyny, insuliny oraz rezystywny, a także spadkiem poziomu adiponektyny i apeliny. Wzrost stężenia insuliny może mieć wielokierunkowy wpływ na rozwój zmian miażdżycowych, działa stymulująco na śródbłonkową produkcje ROS, potęguje proliferację i aktywację monocytów oraz stymuluje wzrost wytwarzania przez nie cytokin prozapalnych, zwiększa także proliferacje i migracje mięśniówki gładkiej [26]. Wzrost stężenia rezystyny jest niekorzystny, ponieważ jest ona odpowiedzialna za modulowanie odpowiedzi zapalnej oraz przyczynia się do rozwoju proaterogennego fenotypu w śródbłonku naczyniowym. W badaniach eksperymentalnych wykazano, że spadek poziomu adiponektyny i apeliny koreluje z nasilonym tworzeniem blaszki miażdżycowej, co sugeruje ich proaterogenny charakter [27, 28, 29]. 3. Substancje lipidowe, takie jak np. wolne kwasy tłuszczowe mogą inicjować ogólny lub lokalny odczyn zapalny jako ligandy receptorów dla układu odpornościowego. Proces zapalny jak wiadomo jest czynnikiem inicjującym powstawanie nowej oraz destabilizację już wytworzonej blaszki miażdżycowej [1]. 185 Karolina Gil, Paulina Gil-Kulik, Janusz Kocki 7. Podsumowanie Otyłość oraz brak aktywności fizycznej należą do niezależnych czynników ryzyka wystąpienia zaburzeń metabolicznych mogących skutkować chorobami układu sercowo–naczyniowego. Z powodu ogromnego wzrostu występowania otyłości w krajach wysoko rozwiniętych i rozwijających się, oraz obserwując ciągłe obniżanie się wieku początków schorzenia, a także mając na uwadze iż wzrostu tego pomimo wielu działań profilaktycznych nadal nie udaje się zahamować, należy oczekiwać, że występowanie niebezpiecznych powikłań ze strony układu sercowo– naczyniowego spowodowanych otyłością w najbliższych latach zostanie zwielokrotnione [1, 18]. Uwagi ogólne Praca finansowana z projektu: "Badanie ekspresji wybranych genów z rodziny CIDE u pacjentów z miażdżycą" Z Własnego Funduszu Stypendialnego Uniwersytetu Medycznego w Lublinie. Literatura Patofizjologia miażdżycy i choroby niedokrwiennej serc,. pod red. prof. dr hab. n. med. Andrzeja Beręsewicza, Centrum medyczne kształcenia podyplomowego, Warszawa 2011 2. Beręsewicz A., Skierczyńska A., Miażdżyca — choroba całego życia i całej populacji krajów cywilizacji zachodniej, Choroby Serca i Naczyń 2006, 3, 1, 1-6 3. Wysocki H., Miażdżyca – etiopatogeneza, aktualne zasady prewencji i terapii, Przewodnik Lekarza 2004, 7 4. Jawień J. Nowe, immunologiczne spojrzenie na patogenezę miażdżycy, Polskie archiwum medycyny wewnętrznej 2008, 118 5. Hansson GK. Inflammation, atherosclerosis, and coronary artery disease. New Engl J Med. 2005, 352, 1685-1695 6. Libby P., Ridker P.M., Hansson G.K..: Inflammation in Atherosclerosis From Pathophysiology to Practice, J Am Coll Cardiol. 2009, 54, 2129-2138 7. Kaźmierski R.: Udział czynników zapalnych i zakaźnych w patogenezie miażdżycy tętnic szyjnych, Pol. Przegl. Neurol. 2009, 4, 166-176 8. Boncler M., Luzak B., Watała C.: Znaczenie białka C-reaktywnego w patofizjologii miażdżycy, Postepy Hig Med Dosw. 2006, 60, 538-546 9. Małecki R., Adamiec R.: Rola jonów wapnia w patomechanizmie zwapnień tętnic towarzyszących miażdżycy, Postepy Hig Med Dosw. 2005, 59, 42-47 10. Jóźwicka M., Głąbiński A.: Patogeneza rozwoju blaszki miażdżycowej w tętnicach szyjnych, Aktualności Neurologiczne 2011, 11, 4,265-273 11. Niedźwiedzka-Rystwej P., Mękal A., Deptuła W.: Komórki układu odpornościowego w miażdżycy - wybrane dane, Postepy Hig Med Dosw. 2010, 64, 417-422 12. Łuczyński W., Bossowski A., Głowińska-Olszewska B., Kos J., Baran M., Stasiak-Barmuta A., Rola limfocytów T-regulatorowych w patogenezie 1. 186 Otyłość jako jeden z czynników ryzyka wystąpienia miażdżycy 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. zaburzeń immunologicznych towarzyszących otyłości i miażdżycy, Postepy Hig Med Dosw, 2010, 64, 156-160 Fic P., Zakrocka I., Kurzepa J., Stepulak A.: Metaloproteinazy w miażdżycy naczyń krwionośnych, Hig Med Dosw. 2011, 65,16-27 Modrzejewski W., Musiał W.J.: Stare i nowe i czynniki ryzyka sercowonaczyniowego-jak zahamować epidemię miażdżycy? Część I. Klasyczne czynniki ryzyka, Forum Zaburzeń Metabolicznych 2010, 1, 106-14 Kłosiewicz-Latoszek L. Otyłość jako problem społeczny, zdrowotny i leczniczy, Probl Hig Epidemiol 2010, 91, 339-343 Kinalska I., Popławska-Kita A., Telejko B., Kinalski M., Zonenberg A., Otyłość a zaburzenia przemiany węglowodanowej Endokrynologia, Otyłość, Zaburzenia Przemiany Materii 2006, 2, 3, 94-101 Tsigos C., Hainer V, Basdevant A., Finer N, Fried M., Mathus-Vliegen E., Micic D., Maislos M., Roman G., Schutz Y., Toplak H., Zahorska-Markiewicz B., Postępowanie w otyłości dorosłych: europejskie wytyczne dla praktyki klinicznej Endokrynologia, Otyłość i Zaburzenia Przemiany Materii 2009, 5, 3 Krekora-Wollny K.: Związek pomiędzy otyłością a zakrzepicą tętniczą, Studia Medyczne 2009, 15, 49-54 Przybylska D., Kurowska M., Przybylski P, Otyłość i nadwaga w populacji rozwojowej, Hygeia Public Health 2012, 47, 28-35 Winnicki M., Phillips BG, Accurso V et al. Independent association between plasma lepton levels and heart ratw in heart trans plant recipients, Circulation 2001, 104, 384-386 Fasshauer M, Kralisch S, Klier M, et al. Adiponectin gene expression and secretion is inhibited by interleukin-6 in 3T3-L1 adipocytes, Biochem Biophys Res Commun. 2003, 301, 1045-50 Hopkins TA, Ouchi N, Shibata R, et al. Adiponectin actions in the cardiovascular system, Cardiovasc Res. 2007, 74, 11-8 Chen BH, Song Y, Ding EL, et al. Circulating levels of resistin and risk of type 2 diabetes in men and women: results from two prospective cohorts, Diabetes Care. 2009, 32, 329-34 Namiri-Kalantari R., Gao F., Chattopadhyay A., Wheeler A.A., Navab K.D., Farias-Eisner R., Reddy S.T.: The dual nature of HDL: Anti-Inflammatory and pro-Inflammatory, Biofactors. 2015, 13 Natarajan P, Ray KK, Cannon CP. High-density lipoprotein and coronary heart disease: current and future therapies, J Am Coll Cardiol. 2010, 55, 1283-99 Ramji DP, Davies TS.: Cytokines in atherosclerosis: Key players in all stages of disease and promising therapeutic targets, Cytokine Growth Factor Rev. 2015, 12 Han SH, Sakuma I, Shin EK, et al. Antiatherosclerotic and anti-insulin resistance eff ects of adiponectin: basic and clinical studies, Prog Cardiovasc Dis. 2009, 52, 126-40 Li S., Xu R.X., Zhang Y., Guo Y.L., Zhu C.G., Liu G., Dong Q., Li J.J.: Relation of resistin to proprotein convertase subtilisin-kexin type 9 levels in coronary artery disease patients with different nutritional status, J Endocrinol Invest. 2015, 24 Pischon T, Girman CJ, Hotamisligil GS, et al. Plasma adiponectin levels and risk of myocardial infarction in men, JAMA. 2004, 291, 1730-7 187 Karolina Gil, Paulina Gil-Kulik, Janusz Kocki Otyłość jako jeden z czynników ryzyka wystąpienia miażdżycy Streszczenie Choroby układu sercowo-naczyniowego stanowią ogromny problem współczesnej medycyny. Pomimo znacznej wiedzy na ich temat oraz szeroko pojętej profilaktyki są one nadal najczęstsza przyczyną zgonów w krajach wysoko rozwiniętych. Większość schorzeń układu krążenia to wieloczynnikowe choroby cywilizacyjne, oznacza to że ogromny wpływ na ich rozwój mają czynniki środowiskowe oraz genetyczne. Do tej grupy chorób należy także miażdżyca, która jest przewlekłą chorobą charakteryzująca się powstawaniem zmian zwyrodnieniowo – wytwórczych w błonach wewnętrznych i środkowych tętnic. Wyniki badań z ostatnich lat wskazują miażdżycę jako proces zapalny, stanowiący odpowiedź naczynia na uszkodzenie. Ważnym aspektem jest poszukiwanie nowych markerów diagnostycznych miażdżycy, a zwłaszcza wczesnych markerów, które umożliwią zastosowanie działań profilaktycznych. Istnieje ścisły związek pomiędzy określonymi czynnikami ryzyka a występowaniem miażdżycy. Do podstawowych czynników ryzyka wystąpienia miażdżycy zaliczyć należy: wiek, płeć, zaburzenia genetyczne, hiperlipidemię, nadciśnienie tętnicze, palenie tytoniu, cukrzycę oraz otyłość. Otyłość wiąże się między innymi ze zwiększona liczbą oraz objętością adipocytów, wykazujących zwiększoną aktywność lipolityczną, sprzyja także powstawaniu hiperglikemii. Procesy towarzyszące otyłości mogą spowodować zmiany w prawidłowym funkcjonowaniu śródbłonka naczyniowego i przyczyniać się do powstawania zmian miażdżycowych. Słowa kluczowe: otyłość, miażdżyca, czynniki ryzyka Obesity as a risk factor of atherosclerosis Abstract Cardiovascular diseases are a huge problem of modern medicine. Despite considerable knowledge about them and the wider prevention there are still the most common cause of death in developed countries. Most cardiovascular diseases are multifactorial diseases, it means a huge impact on their development to environmental factors and genetic. This group of diseases include atherosclerosis which is a chronic disease characterized by the formation of degenerative changes - generation of internal membranes and middle artery. Results from recent years shows atherosclerosis as an inflammatory process, which is a response to vessel injury. An important aspect is the search for new diagnostic markers of atherosclerosis and especially the early markers that allow the application of preventive measures. There is a close relationship between certain risk factors and the incidence of atherosclerosis. The basic risk factors for atherosclerosis include: age, gender, genetic disorders, hyperlipidemia, hypertension, smoking, diabetes and obesity. Obesity is associated with increased among other things, the number and volume of adipocytes, showing magnified lipolytic activity, promotes the emergence of hyperglycemia. Processes associated with obesity may result in changes in the proper functioning of the vascular endothelium and contribute to the formation of atherosclerotic lesions. Keywords: obesity, atherosclerosis, risk factors 188 Anna Kozioł1, Katarzyna Wojewoda2, Ewa Kosior-Jarecka3 Patogeneza i rola naczyniowych czynników ryzyka w rozwoju jaskry niskiego ciśnienia 1. Wprowadzenie Jaskrą określamy grupę chorób gałki ocznej, których istotą jest postępujące uszkodzenie nerwu wzrokowego, wraz z towarzyszącymi charakterystycznymi ubytkami w polu widzenia. Przebieg schorzenia zwykle jest bezobjawowy, kiedy pacjent zaczyna zauważać utratę pola widzenia, choroba jest w stadium zaawansowanym i nawet intensywne leczenie nie jest w stanie odwrócić procesu degeneracji nerwu wzrokowego. Jaskra została uznana przez WHO za chorobę społeczną, jest drugą co do częstości przyczyną ślepoty na świecie. Według statystyk choruje na nią 70 milionów osób, do roku 2020 liczba chorych wzrośnie do blisko 80 milionów, a z powodu choroby wzrok straci około 11,2 miliona osób [1, 2]. Ze względu na stan anatomiczny kąta przesączania, odgrywającego rolę w mechanicznym zaburzeniu odpływu cieczy wodnistej oka, można wyróżnić jaskrę otwartego kąta lub jaskrę zamkniętego kąta. Podłoże rozwoju jest natomiast podstawą podziału na jaskrę pierwotną, która nie towarzyszy innym schorzeniom narządu wzroku oraz jaskrę wtórną, będącą skutkiem innych chorób oka lub czynników zewnątrzpochodnych, np. urazu, leczenia glikokortykosteroidami, zapalenia, czy krwawienia wewnątrzgałkowego. Jaskra pierwotna otwartego kąta (ang. primary open angle glaucoma – POAG) jest najczęściej występującą postacią tego schorzenia. Częstość jej występowania wzrasta z wiekiem, występuje u około 2% populacji po 40 roku życia, 3-4 krotnie częściej u rasy czarnej [3]. W obrębie POAG wyróżniamy dwie jednostki chorobowe: jaskrę pierwotną otwartego kąta z wysokim ciśnieniem wewnątrzgałkowym oraz jaskrę normalnego ciśnienia (ang. normal tension glaukoma – NTG ) zwaną również jaskrą niskiego ciśnienia (JNC). 1 [email protected], Studenckie Koło Naukowe przy Klinice Diagnostyki i Mikrochirurgii Jaskry, I Wydział Lekarski z Oddziałem Stomatologicznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 2 Studenckie Koło Naukowe przy Klinice Diagnostyki i Mikrochirurgii Jaskry, I Wydział Lekarski z Oddziałem Stomatologicznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 3 Klinika Diagnostyki i Mikrochirurgii Jaskry, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 189 Anna Kozioł, Katarzyna Wojewoda, Ewa Kosior-Jarecka Celem pracy było przedstawienie etiopatogenezy jaskry niskiego ciśnienia oraz podkreślenie roli naczyniowych czynników ryzyka w rozwoju choroby. Korzystając z bazy PubMed, przeanalizowano publikacje dotyczące zarówno mechanizmów molekularnych opisywanych zjawisk, jaki i wyniki badań klinicznych dotyczących JNC. 2. Etiopatogeneza rozwoju jaskry Pomimo wielu lat badań, mechanizm rozwoju jaskry nadal nie został do końca poznany. Prawdopodobnie wiele czynników działając zarówno na ciała jak i wypustki komórek zwojowych siatkówki, przyczynia się do ich śmierci. Wzrost ciśnienia śródgałkowego, zaburzenia ukrwienia siatkówki, uwalniany w czasie obumierania neuronów glutaminian i glicyna oraz reaktywne formy tlenu wydają się determinować rozwój neuropatii jaskrowej. 2.1. Teoria mechaniczna W patogenezie jaskry pierwotnej otwartego kąta najważniejszą rolę odgrywa nadciśnienie wewnątrzgałkowe. Wywiera ono mechaniczny nacisk na cześć tylną gałki ocznej, szczególnie na blaszkę sitową twardówki, przez którą wypustki zwojowe komórek nerwowych siatkówki, tworzące nerw wzrokowy opuszczają gałkę oczną. Podatna na działanie wysokiego ciśnienia blaszka sitowa może ulegać deformacji lub przebudowie, czego skutkiem będzie mechaniczne zniszczenie aksonów lub zaburzenia wstecznego transportu aksonalnego [4]. W jaskrze niskiego ciśnienia, również dochodzi do uszkodzenia i obumierania komórek zwojowych siatkówki oraz ich aksonów. Przypuszcza się, że u tych pacjentów rolę odgrywa zbyt niskie ciśnienie płynu mózgowo – rdzeniowego w przestrzeni podpajęczynówkowej nerwu wzrokowego, czego efektem jest duża przezblaszkowa różnica ciśnień [5]. 2.2. Teoria naczyniowa Upośledzony przepływ krwi zarówno w obrębie naczyniówki, siatkówki jak i tarczy nerwu wzrokowego jest jednym z czynników etiologicznych neuropatii jaskrowej. Zmniejszona prefuzja odgrywa szczególną rolę w patogenezie jaskry normalnego ciśnienia. Przepływ krwi w obrębie gałki ocznej zależy od ciśnienia perfuzji, czyli różnicy między ciśnieniem tętniczym i żylnym, a także od oporu naczyniowego. Znaczny wzrost ciśnienia wewnątrzgałkowego lub znaczny spadek systemowego ciśnienia tętniczego skutkuje wyczerpaniem mechanizmów kompensacyjnych, a w konsekwencji spadkiem przepływu naczyniowego. Zwiększona 190 Patogeneza i rola naczyniowych czynników ryzyka w rozwoju jaskry niskiego ciśnienia sztywność ścian naczyń prowadzi do zaburzeń relaksacji ich mięśniówki gładkiej, co również prowadzi do niedokrwienia [6]. Jeśli po okresie niedokrwiennym przepływ krwi zostanie przywrócony, określa się go mianem urazu reperfuzyjnego. Ponowne ukrwienie nie wiąże się z podjęciem przez komórki pierwotnej funkcji, ale niesie ze sobą stan zapalny i degenerację tkanek. Wraz z krwią napływają leukocyty, wydzielając w odpowiedzi na niedokrwienie mediatory stanu zapalanego, co z kolei prowadzi do zniszczenia białek błonowych i lipidów [7]. Przedłużające się okresy ischemii skutkują również powstawaniem reaktywnych form tlenu. Podsumowując, niestabilny przepływ krwi, czyli naprzemienne okresy niedokrwienia i reperfuzji mają największe znaczenie w patogenezie rozwoju jaskry. 2.3. Teoria cytotoksyczna Reaktywne formy tlenu są produktami ubocznymi metabolizmu komórkowego, powstają głównie w mitochondriach. Kiedy ich ilość przekroczy zdolności komórki do szybkiej detoksykacji, mamy do czynienia ze stresem oksydacyjnym. Wolne rodniki tlenowe mogą działać zarówno bezpośrednio neurotoksycznie na ciała komórek zwojowych siatkówki, poprzez aktywację systemu kaspaz indukujących apoptozę, jak i pośrednio, powodując dysfunkcję komórek glejowych, modyfikując właściwości białek, czy promując kumulację produktów końcowych glikacji. Produkty te, ze względu na swoje właściwości fizyczne – oporność na działanie proteaz i tworzenie nierozpuszczalnych agregatów upośledzają funkcjonowanie komórek w których się odkładają, albo przyłączając odpowiednie receptory, modulują ich funkcje [8]. Działanie neurotoksyczne reaktywnych form tlenu, prowadzące pośrednio do zniszczenia komórek zwojowych siatkówki, wynika z uszkodzenia syntetazy glutaminy [9]. Jest ona kluczowym enzymem na szlaku konwersji glutamina – glutaminian, jej modyfikacja skutkuje upośledzeniem przemiany glutaminianu w glutaminę, co wiąże się z bezpośrednią egzotoksycznością glutaminianu i pobudzaniem przez niego produkcji wolnych rodników tlenowych. Zarówno wzrost ciśnienia wewnątrzgałkowego, jak i epizody niedokrwienne wiążą się z powstawaniem zaburzeń oksydoredukcyjnych w komórkach siatkówki. W tym przypadku wolne rodniki tlenowe uszkadzają głównie komórki śródbłonka, które w warunkach prawidłowych biorą udział w regulacji przepływu naczyniowego, wydzielając endotelinę oraz tlenek azotu. Degeneracja komórek śródbłonka prowadzi do zaburzenia równowagi endotelina – tlenek azotu, na korzyść naczynioskurczowej endoteliny [10]. 191 Anna Kozioł, Katarzyna Wojewoda, Ewa Kosior-Jarecka 3. Naczyniowe czynniki ryzyka rozwoju jaskry Wśród czynników, których wpływ na powstawanie i rozwój neuropatii jaskrowej został potwierdzony i udokumentowany, wymienia się wiek, podwyższone ciśnienie wewnątrzgałkowe, rasę czarną oraz dodatni wywiad rodzinny w kierunku jaskry. Związek między jaskrą a krótkowzrocznością, urazami oka, czy długotrwałym przyjmowaniem glikokortykosteroidów wydaje się być mniej ugruntowany [11]. Obecnie, w patogenezie jaskry niskiego ciśnienia, coraz większą uwagę przywiązuje się do roli zaburzeń przepływu krwi w obrębie gałki ocznej, oraz nieprawidłowości w perfuzji naczyń obwodowych. 3.1. Ciśnienie tętnicze i perfuzja Wysokie skurczowe i rozkurczowe ciśnienie tętnicze krwi pozytywnie koreluje ze wzrostem ciśnienia wewnątrzgałkowego, odgrywając tym samym rolę w rozwoju jaskry pierwotnej otwartego kąta. W patogenezie JNC znaczącą rolę odgrywają wahania ciśnienia, a szczególnie nocne epizody hipotonii [12]. Zauważono, że przy zmianie ułożenia ciała z pozycji horyzontalnej na wertykalną i odwrotnie, wahania ciśnienia tętniczego u pacjentów cierpiących na JNC są znacznie większe niż w populacji zdrowych osób. Występuje również odwrotna zależność – hipotensja związana ze zmianą pozycji ciała odgrywa rolę w rozwoju jaskry niskiego ciśnienia [13]. Wartości, o jakie obniża się nocne ciśnienie tętnicze w stosunku do średnich wartości dziennych, oraz czas trwania hipotensji są niekorzystnymi czynnikami prognostycznymi progresji jaskry oraz utraty pola widzenia [14]. W związku z zaburzeniami na poziomie autoregulacji, naczynia w obrębie gałki ocznej nie mają zdolności do ustabilizowania chwiejnego przepływu krwi. Nocne spadki ciśnienia tętniczego, powodują u tych pacjentów zmniejszenie perfuzji w obrębie głowy nerwu wzrokowego, a tym samym jego niedokrwienie. Spadki ciśnienia w porze nocnej mogą wynikać również z nieprawidłowego dobrania dawek leków hipotensyjnych, co może prowadzić do rozwoju JNC u pacjentów leczonych z powodu nadciśnienia tętniczego [12]. 3.2. Migrena Migrena jest najczęstszą chorobą neurologiczną i jedną z najczęstszych chorób przewlekłych. Objawia się złożonym, nawracającym bólem, klasycznie występującym po jednej stronie głowy. Dawniej uważano, że główną rolę w patogenezie tej choroby odgrywa skurcz naczyń krwionośnych i następujące po nim ich rozszerzenie. Aktualnie, istotę choroby lepiej tłumaczy teoria neurowaskularna, która głosi, że migrena jest procesem pierwotnie neurogennym, w którym nadmiernej 192 Patogeneza i rola naczyniowych czynników ryzyka w rozwoju jaskry niskiego ciśnienia reaktywności komórek nerwowych towarzyszą wtórne zmiany w przepływie krwi przez naczynia mózgowe. Związek migreny z jaskrą niskiego ciśnienia po razy pierwszy opisano w roku 1985. Zauważono, że częstość występowania migreny jest istotnie większa u pacjentów z jaskrą normalnego ciśnienia, niż u chorych na jaskrę pierwotną otwartego kąta i osób zdrowych [15]. Dowiedziono również, że pacjenci z jaskrą, a szczególnie jaskrą niskiego ciśnienia częściej cierpią na migreny [16]. Badania przeprowadzone na początku XXI wieku wykazały, że ryzyko progresji zmian w polu widzenia jest bardziej prawdopodobne u pacjentów z JNC i migrenowymi bólami głowy, niż u chorych z JNC bez migreny [17]. 3.3. Obturacyjny bezdech senny Obturacyjny bezdech senny (OBS) jest schorzeniem, którego istotą są powtarzające się epizody zamknięcia górnych dróg oddechowych lub ich zwężenia na poziomie gardła, przy zachowanej wzmożonej pracy mięśni oddechowych. Bezdechy i spłycenia oddychania skutkują pogorszeniem utlenowania krwi oraz wybudzeniami ze snu. Szacuje się, że OBS występuje u 5-10% mężczyzn i 3-4% kobiet. Wśród najważniejszych czynników ryzyka wystąpienia OBS wymienia się otyłość i nadwagę, zwiększony obwód szyi i zmiany anatomiczne górnych dróg oddechowych [18]. Konsekwencją zamknięcia dróg oddechowych w czasie snu jest hipoksemia i hiperkapnia. Powtarzające się, nocne epizody bezdechu powodują fragmentację snu - zniszczenie prawidłowej struktury snu i zmniejszenie jego funkcji regeneracyjnych. OBS objawia się zmęczeniem, uczuciem niewyspania i stałą sennością w ciągu dnia, spadkiem koncentracji oraz upośledzeniem funkcji poznawczych i wykonawczych [19]. Wywiera również poważny wpływ na układ krążenia zwiększając ryzyko rozwoju nadciśnienia tętniczego, choroby niedokrwiennej serca, a nawet zaburzeń rytmu serca i nagłego zgonu sercowego[20]. Patogenezie objawów ocznych OBS jest wieloczynnikowa, udział mają zarówno czynniki naczyniowe, jak i mechaniczne. Najstarsze teorie dotyczące rozwoju waskulopatii, mówiły o zwiększonej syntezie endoteliny [21] lub o dysfunkcji komórek śródbłonka mających odzwierciedlenie w zmniejszonej produkcji tlenku azotu [22]. Według innych hipoksemia oraz hiperkapnia, prowadzą one do pobudzenia układu współczulnego i skutkują skurczem naczyń obwodowych, wzrostem ciśnienia tętniczego krwi oraz wyrzutem katecholamin[23]. Skutkiem tych zmian będzie zwiększony opór naczyniowy i upośledzenie perfuzji, które z kolei czynnikiem ryzyka rozwoju jaskry niskiego ciśnienia. Wzrost ciśnienia wewnątrzczaszkowego, do którego dochodzi pośrednio w mechanizmie 193 Anna Kozioł, Katarzyna Wojewoda, Ewa Kosior-Jarecka hipoksji w czasie snu, zmniejsza perfuzję w obrębie mózgu, upośledzając dopływ krwi do nerwu wzrokowego [24]. Sergi et al. udowodnił, iż częstość występowania JNC u pacjentów cierpiących z powodu obturacyjnego bezdechu sennego jest znacząco wyższa niż w populacji, a OBS jest istotnym czynnikiem ryzyka JNC [25]. Zmniejszenie grubości warstwy włókien nerwowych siatkówki (ang. retinal nerve fiber layer – RNFL) jest cechą charakterystyczną dla neuropatii jaskrowej. Pomiary grubości RNFL u pacjentów z OBS wykazało ich znaczne ścieńczenie w porównaniu do grupy kontrolnej, przy czym zmniejszenie grubości korelowało z ciężkością OBS [26]. Autorzy sugerują, że obniżenie ciśnienia perfuzji wtórne do niedotlenienia oraz obkurczenie naczyń związane z OBS są odpowiedzialne za zredukowanie grubości RNFL. 3.4. Zespół Flammera Zespołem Flammera określa się zespół objawów, mogących występować zarówno u ludzi zdrowych, jak i chorych, charakteryzujący się pierwotnymi zaburzeniami gry naczyniowej, do których dochodzi w obrębie wszystkich narządów, ze szczególnym uwzględnieniem gałki ocznej. Dysregulacje te polegają na nadmiernym skurczu naczyń krwionośnych w stosunku do siły działającego bodźca, którym może być zimno, uraz fizyczny czy emocje. Statystycznie częściej dotyka kobiet niż mężczyzn, osób szczupłych niż otyłych i pracowników biurowych niż fizycznych. Wśród typowych objawów wymienia się niskie ciśnienie tętnicze, skłonność do hipotonii ortostatycznej, znaczne spadki ciśnienia tętniczego w nocy, zimne stopy i dłonie, zmniejszone odczuwanie pragnienia, przesunięcie rytmu okołodobowego, zwiększenie wrażliwości na ból, a także odmienną reakcję na działanie leków [27]. Poziom endoteliny – 1 w osoczu pacjentów z zespołem Flammera jest nieco podwyższony. Zwiększony jest również wpływ układu współczulnego na automatyzm mięśnia sercowego, co skutkuje zmienną częstością akcji serca i częstszym niż w populacji występowaniem niemych epizodów jego niedokrwienia [28]. U tych chorych, ściany naczyń siatkówki charakteryzują się zwiększoną sztywnością, zmiennym ułożeniem przestrzennym i upośledzoną zdolnością do rozkurczu regulowanego przepływem [27]. Zespół Flammera przyczynia się do rozwoju jaskry niskiego ciśnienia. Zaburzenia autoregulacji oraz zmienne ciśnienie perfuzji w obrębie gałki ocznej, prowadzi do hipoksji, a tym samym potęguje lokalny stres oksydacyjny [29]. U tych pacjentów obserwuje się zwiększoną częstotliwość występowania krwotoków w obrębie tarczy nerwu 194 Patogeneza i rola naczyniowych czynników ryzyka w rozwoju jaskry niskiego ciśnienia wzrokowego, aktywację astrocytów siatkówki i podwyższone wartości ciśnienia żylnego siatkówki [28]. 3.5. Choroby autoimmunologiczne W licznych badaniach klinicznych udowodniono związek między występowaniem przeciwciał antyfosfolipidowych, a epizodami zakrzepowymi, nadciśnieniem płucnym, trombocytopenią, migreną i zamknięciem naczyń siatkówki [6]. Do heterogennej grupy przeciwciał antyfosfolipidowych (ang. antiphospholipid antibodies - APLA) zalicza się przeciwciała antykardiolipinowe (ang. anticardiolipins antibodies – ACLA), przeciwko β2 – glikoproteinie (ang. anti-β2-glycoprotein β2AGP) oraz fosfatydyloserynie (ang. antiphosphatidylserine antibodies – APSA). Związek pomiędzy występowaniem przeciwciał, a jaskrą niskiego ciśnienia i jaskrą pierwotną otwartego kąta, został najlepiej udokumentowany w badaniach Kremmera [29]. Okazało się, że pacjenci z JNC mają znacznie wyższy poziom APLA oraz APSA w klasie IgG, a w klasie IgM większe wartości APLA, ACLA oraz APSA w porównaniu do pacjentów z POAG i grupy kontrolnej. Autorzy przypuszczają, że zwiększenie poziomu przeciwciał w dwóch klasach – IgM i IgG może wskazywać odpowiednio na aktywny i przewlekły proces autoimmunologiczny. 4. Podsumowanie Jaskra niskiego ciśnienia prowadzi do nieodwracalnego uszkodzenia nerwu wzrokowego, pomimo utrzymywania się prawidłowych wartości ciśnienia wewnątrzgałkowego. Patogeneza tego zjawiska wydaje się być wieloczynnikowa i nadal nie została do końca poznana. W wielu badaniach podkreśla się związek pomiędzy zmniejszeniem przepływu krwi w obrębie gałki ocznej, upośledzeniem mechanizmów autoregulacji oraz wahaniami ciśnienia perfuzji, a rozwojem neuropatii jaskrowej. Wskazuje się również na rolę wolnych rodników tlenowych, produkowanych w odpowiedzi na niedokrwienie i następująca po nim reperfuzję, które działają neurotoksycznie na nerw wzrokowy [6÷10]. Za postęp neuropatii jaskrowej odpowiada wiele czynników naczyniowych. Niskie ciśnienie tętnicze krwi, znaczące spadki ciśnienia w nocy, nadmierny i nieadekwatny w stosunku do bodźca skurcz naczyń (zimne dłonie, stopy, migreny), odgrywają znaczącą role w rozwoju jaskry niskiego ciśnienia. Obturacyjny bezdech senny, którego mechanizm molekularny również związany jest z wazokonstrykcją, a także obecność 195 Anna Kozioł, Katarzyna Wojewoda, Ewa Kosior-Jarecka przeciwciał antyfosfolipidowych można określić mianem nowych czynników ryzyka JNC [12]. Na chwilę obecną, nie jest znana żadna metoda terapeutyczna pozwalająca na wyleczenie jaskry. Stosowanie leków obniżających ciśnienie wewnątrzgałkowe jest jedyną nieinwazyjną metodą pozwalającą na zahamowanie progresji choroby. Poznanie mechanizmów odgrywających rolę w rozwoju jaskry niskiego ciśnienia, pozwoli na dokładniejsze definiowanie grup ryzyka, a tym samym wcześniejszą diagnostykę i leczenie. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. Chan P.P., Li E.Y., Tham C.C. Cost-effectiveness in the Treatment of Glaucoma , US Ophthalmic Review 2014;7(2):131-6 Quigley H.A., Broman A.T. The number of people with glaucoma worldwide in 2010 and 2020, The British Journal Of Ophthalmology 2006;90(3):262-7 Grabska-Liberek I., Rękas M., Skonieczna K., Wierzbowska J., ZaleskaŻmijewska A. Postępowanie w jaskrze Wytyczne Polskiego Towarzystwa Okulistycznego,10.06.2014 [dostęp 01.03.2015] Weinreb R.N., Aung T. , Medeiros F.A. The pathophysiology and treatment of glaucoma: a review, The Journal of the American Medical Association 2014;311(18):1901-11 Ren R., Jona J.B., Tian G., Zhen Y., Ma K. et al. Cerebrospinal fluid pressure in glaucoma: a prospective study, Ophthalmology 2010;117(2):259-266 Terelak-Borys B., Walczak A., Grabska-Liberek I. Vascular risk factors in normal-tension glaucoma and techniques for evaluating ocular blood flow, Postępy nauk medycznych 2013; XXVI( 12): 856-864 Flammer J., Mozaffarieh M.What Is the Present Pathogenetic Concept of Glaucomatous Optic Neuropathy?, Survey of Ophthalmology 2007; 52: 162-173 Tezel G. Oxidative stress in glaucomatous neurodegeneration: mechanisms and consequences, Progress in retinal and eye research 2006;25(5):490-513 Tezel G., Yang X., Cai J. Proteomic identification of oxidatively modified retinal proteins in a chronic pressure-induced rat model of glaucoma, Investigative Ophthalmology & Visual Science 2005;46(9):3177-87 Rokicki W., Kabiesz A., Romaniuk W., Związek stresu oksydacyjnego z jaskrą, Annales Academiae Medicae Silensis 2014;68:1 Worley A., Grimmer-Somers K. Risk factors for glaucoma: what do they really mean? Australian Journal of Primary Health 2011;17(3):233-9 Harris A., Moss A., Russia D., Misiuk-Hojło M. Aktualne poglądy na jaskrę: naczyniowe czynniki ryzyka, Górnicki Wydawnictwo Medyczne, Wrocław 2010:33-83 Terelak-Borys B., Walczak A., Grabska-Liberek I. Vascular risk factors in normal-tension glaucoma and techniques for evaluating ocular blood flow, Postępy Nauk Medycznych 2013;12:856-864 196 Patogeneza i rola naczyniowych czynników ryzyka w rozwoju jaskry niskiego ciśnienia 14. Charlson M.E., de Moraes C.G., Link A., Wells M.T., Harmon G. et al. Nocturnal systemic hypotension increases the risk of glaucoma progression, Ophthalmology 2014;121(10):2004-12 15. Phelps C.D., Corbett J.J. Migraine and low-tension glaucoma. A casecontrol study, Investigative Ophthalmology & Visual Science 1985;26(8):1105-8 16. Pradalier A., Hamard P., Sellem E., Bringer L. Migraine and glaucoma: an epidemiologicsurvey of French ophthalmologists, Cephalalgia 1998; 18:74-76 17. Drance S., Anderson D.R., Schulzer M., Collaborative Normal-Tension Glaucoma Study Group Risk factors for progression of visual field abnormalities in normal-tension glaucoma, American Journal of Ophthalmology 2001;131: 699-708 18. Interna Szczeklika 2013, Medycyna Praktyczna, Kraków 2013:754-755 19. Antczak J., Jernajczyk W., Wichniak A., Pokorski M. Obturacyjny bezdech senny u osób w podeszłym wieku, Gerontologia Polska 2005;13(1),14-18 20. Hasiec A., Szumowski Ł., Walczak F. Obturacyjny bezdech — senny zabójca, Forum Medycyny Rodzinnej 2012;6(3):103-114 21. Kato M., Roberts-Thomson P., Phillips B.G., Haynes W.G., Winnicki M. et al. Impairment of endothelium-dependent vasodilation of resistance vessels in patients with obstructive sleep apnea, Circulation 2000;102(21):2607-10 22. Phillips B.G., Narkiewicz K., Pesek C.A., Haynes, W.G. Dyken M.E. et al. Effects of obstructive sleep apnea on endothelin-1 and blood pressure, Journal of hypertension 1999;17(1):61-6 23. Lanfranchi P., Somers V.A. Obstructive sleep apnea and vascular disease, Respiratory Research 2001;2(6):315-319 24. Thurtell M.J., Bruce B.B., Newman N.J., Biousse V.An update on idiopathic intracranial hypertension, Reviews in Neurological Diseases 2010;7(2-3):e56-68 25. Sergi M., Salerno D.E., Rizzi M., Blini M., Andreoli A., et al. Prevalence of normal tension glaucoma in obstructive sleep apnea syndrome patients, Journal of Glaucoma 2007;16(1):42-6 26. Kargi S.H., Altin R., Koksal M., Cart L., Cinar et F.al. Retinal nerve fibre layer measurements are reduced in patients with obstructive sleep apnoea syndrome, Eye 2005;19(5):575-579 27. Konieczka K., Ritch R., Traverso C.E., Kim D.M., Kook M.S. et al. Flammer syndrome, The EPMA Journal 2014;5(1):11 28. Flammer J., Konieczka K., Flammer A.J. The primary vascular dysregulation syndrome: implications for eye diseases, The EPMA Journal 2013;4(1):14 29. Kremmer S., Kreuzfelder E., Bachor E., Jahnke K., Selbach J.M. et al. Coincidence of normal tension glaucoma, progressive sensorineural hearing loss, and elevated antiphosphatidylserine antibodies, The British Journal of Ophthalmology 2004;88(10):1259-62 197 Anna Kozioł, Katarzyna Wojewoda, Ewa Kosior-Jarecka Patogeneza i rola naczyniowych czynników ryzyka w rozwoju jaskry niskiego ciśnienia Streszczenie Jaskrą określamy grupę chorób gałki ocznej, których istotą jest postępujące uszkodzenie nerwu wzrokowego, wraz z towarzyszącymi charakterystycznymi ubytkami w polu widzenia. Jaskra została uznana przez WHO za chorobę społeczną, jest drugą co do częstości przyczyną ślepoty na świecie. Według statystyk choruje na nią 70 milionów osób, do roku 2020 liczba chorych wzrośnie do blisko 80 milionów, a z powodu choroby wzrok straci około 11,2 miliona osób. Celem pracy było przedstawienie etiopatogenezy jaskry niskiego ciśnienia oraz podkreślenie roli naczyniowych czynników ryzyka w rozwoju choroby. Jaskra niskiego ciśnienia prowadzi do nieodwracalnego uszkodzenia nerwu wzrokowego, pomimo utrzymujących się prawidłowych wartości ciśnienia wewnątrzgałkowego. W patogenezie choroby największe znaczenie mają naprzemienne okresy niedokrwienia i reperfuzji, które prowadzą do uruchomienia reakcji zapalnej i nasilenia cytotoksyczności reaktywnych form tlenu. Za postęp neuropatii jaskrowej odpowiada wiele czynników naczyniowych. Niskie ciśnienie tętnicze krwi, znaczące spadki ciśnienia w nocy, nadmierny i nieadekwatny w stosunku do bodźca skurcz naczyń (zimne dłonie, stopy, migreny), odgrywają znaczącą role w rozwoju JNC. Obturacyjny bezdech senny, oraz obecność przeciwciał antyfosfolipidowych można określić mianem nowych czynników ryzyka JNC. Na chwilę obecną, nie jest znana żadna metoda terapeutyczna pozwalająca na wyleczenie jaskry. Stosowanie leków obniżających ciśnienie wewnątrzgałkowe jest jedyną nieinwazyjną metodą pozwalającą na zahamowanie progresji choroby. Słowa klucze: jaskra niskiego ciśnienia, skurcz naczyń Pathogenesis and vascular risk factors for normal tension glaucoma progression Abstract Glaucoma is a group of eye disorders characterized by progressive optic nerve damage with concomitant typical visual filed loss. Glaucoma was acknowledged by WHO as a disease of affluence and remains second leading cause of blindness. According to statistics it affects around 70 million people. By 2020, the prevalence is projected to increase to 80 million and 11,2 million people will be blind because of it. The aim of the study was to set out normal tension glaucoma etiopathogenesis and to emphasize vascular risk factors in disease’s development. Despite of normal value of intraocular pressure, low tension glaucoma leads to irreversible optic nerve damage. Alternating periods of ischemia and reperfusion play meaningful role in pathogenesis of the disease. They lead to start the inflammatory reaction and reactive oxygen species cytotoxicity enhancement. A large number of vascular risk factors are responsible for glaucomatous neuropathy progression. Low blood pressure, significant nocturnal hypotension, excessive and inappropriate to stimuli blood vessel constriction (cold hands and feet, migraines) play meaningful role in NTG development. Obstructive sleep apnea and antiphospholipid antibodies detection can be assessed as new risk factors of NTG development. At the moment, there is no therapeutic option to cure glaucoma. Using medications that lower intraocular pressure is an only non-invasive method for suppression the disease progression. Keywords: normal tension glaucoma, vasospasm 198 Katarzyna Król-Turmińska1, Piotr Turmiński2, Tomasz Zawiślak3 Poziom wiedzy i stosowanej profilaktyki na temat osteoporozy wśród kobiet po 50.roku życia 1. Wprowadzenie Osteoporoza jest chorobą systemową oraz jedną z najczęstszych chorób układu szkieletowego człowieka. Charakteryzuje się obniżeniem masy kostnej oraz zaburzeniami jej mikro-architektury, czego konsekwencją jest zmniejszona wytrzymałość kości [1]. Choroba jest potocznie nazywana „cichą złodziejką kości” ze względu na swój długotrwały przebieg bez jakichkolwiek objawów. Osteoporoza ściśle wiąże się z występowaniem wielorakich złamań, które w znacznym stopniu utrudniają życie chorych, pogarszając jego jakość oraz pośrednio wpływając na zwiększenie umieralności w wyniku powikłań pourazowych. Dlatego też, do celów diagnostycznych zostały opracowane różnorakie metody obejmujące pomiary gęstości tkanki kostnej, struktury wewnętrznej szkieletu, oraz pomiary wskaźników przebudowy kości. Wszystkie te badania pozwalają na ocenę możliwości wystąpienia złamań i wdrożenie działań profilaktyki zapobiegawczej osobom z grup ryzyka. Do powszechnie stosowanych badań można zaliczyć m.in. morfologię krwi, radiogramy nasady bliższej kości udowej, badania densytometryczne (nasady bliższej kości udowej, kości przedramienia, trzonów kręgów), diagnostykę ultrasonograficzną kości czy tomografię komputerową [2]. Szeroki wachlarz badań diagnostycznych umożliwia wczesne wykrycie i skuteczne leczenie osteoporozy, jednak niespodziewane złamania wciąż stanowią poważny problem zarówno u osób młodych jak i starszych, powodując dłuższe unieruchomienie i ograniczenie aktywności. Szczególną uwagę należy zwrócić na złamania występujące u osób po 40 roku życia. Często to właśnie one są sygnałem alarmowym dla pacjenta gdyż, pozornie 1 [email protected], Katedra i Zakład Mikrobiologii Lekarskiej, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.umlub.pl 2 [email protected], Zakład Rehabilitacji i Fizjoterapii, Katedra Rehabilitacji, Fizjoterapii i Balneoterapii, Wydział Pielęgniarstwa i Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.umlub.pl 3 [email protected], Zakład Rehabilitacji i Fizjoterapii, Katedra Rehabilitacji, Fizjoterapii i Balneoterapii Wydział Pielęgniarstwa i Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.umlub.pl 199 Katarzyna Król-Turmińska, Piotr Turmiński, Tomasz Zawiślak niegroźny upadek powoduje złamanie lub pęknięcie kości, a w konsekwencji długotrwałe leczenie i rehabilitację. Złamanie osteoporotyczne charakteryzuje typowa lokalizacja, tj. złamania w obrębie: nadgarstka, biodra, żeber lub kręgosłupa. Obniżenie wytrzymałości kości wynikające ze spadku jej gęstości oraz zmniejszenie sprawności fizycznej warunkującej większe prawdopodobieństwo upadku przyczyniają się do tego, iż wraz z wiekiem częstotliwość występowania złamań wzrasta [2, 3]. Jednym z najbardziej niebezpiecznych typów złamania w przebiegu osteoporozy jest złamanie szyjki kości udowej lub złamania krętarzowe kości udowej. Przyjmuje się, że ok 25-30% osób starszych, u których wystąpił ten typ złamania umiera w przeciągu 12 miesięcy od zaistnienia urazu. W większości złamań osteoporotycznych tylko 1/3 chorych odzyskuje pełną sprawność. Badania przeprowadzone w 2000 roku wykazały, że osteoporoza była przyczyną blisko 9 mln złamań kości na całym świecie [2, 3, 4, 5]. Dane Narodowego Funduszu Zdrowia wykazują, że w Polsce w 2005 r. doszło do 30 tys. złamań bliższego końca kości udowej oraz 150 tys. złamań we wszystkich pozostałych lokalizacjach kośćca. Oceniono, że obecnie 10-letnie ryzyko wszystkich złamań dla osób w wieku 80 lat wynosi od 11,4 do 15,4%. Z powodu zwiększenia się średniej długości życia Polaków, liczba złamań w najbliższych latach będzie wzrastać [6]. Istotnym elementem profilaktyki i prewencji osteoporozy jest edukacja odnośnie stylu życia, aktywności fizycznej i prawidłowej diety. Działania profilaktyczne rozpoczęte odpowiednio wcześniej pozwolą minimalizować negatywny wpływ choroby na organizm oraz uchronią przed groźnymi skutkami powikłań [2]. 2. Cel pracy Celem pracy było określenie poziomu wiedzy oraz profilaktyki na temat osteoporozy u kobiet po 50.roku życia mieszkających na terenie województwa Lubelskiego. 3. Materiały i metody Badania zostały przeprowadzone od września 2013 do stycznia 2014 roku na grupie 100 kobiet powyżej 50.roku życia zamieszkujących obszar województwa Lubelskiego. Średnia wieku respondentek wyniosła 63,2 lat. Do badań wykorzystano kwestionariusz ankiety własnego autorstwa składający się z 25 pytań. Poziom wiedzy został oceniony za pomocą następujących przedziałów punktowych: 0-3 pkt poziom niedostateczny, 46 dostateczny, 7-10 dobry, 11 i więcej poziom bardzo dobry. Za każdą prawidłowo wskazaną odpowiedz respondent otrzymywał 1 punkt. Na 200 Poziom wiedzy i stosowanej profilaktyki na temat osteoporozy wśród kobiet po 50.roku życia potrzeby badania ankietowane przypisano do dwóch grup zawodów tj. medycznych (n=12) i niemedycznych (n=88). Uzyskane wyniki badań poddano analizie statystycznej. Wartości analizowanych parametrów przedstawiono przy pomocy liczności i odsetka. Do wykrycia istnienia różnic pomiędzy porównywanymi grupami użyto testu Chi2. Przyjęto poziom istotności p<0,05 wskazujący na istnienie istotnych statystycznie różnic lub zależności. Bazę danych i badania statystyczne przeprowadzono w oparciu o oprogramowanie komputerowe Statistica 10 (StatSoft, Polska). 4. Analiza wyników Analiza zebranego materiału badawczego wykazała, że większość ankietowanych zna prawidłowe określenia dotyczące osteoporozy. Bardzo dobry poziom wiedzy nt. osteoporozy uzyskało ponad 57% respondentów (Tabela 1). Tabela 1. Znajomość definicji osteoporozy u ankietowanych (n=100) Liczba badanych (n=100) Poziom wiedzy Liczba punktów N Odsetek [%] Niedostateczny 0-3 p 6 6 Dostateczny 4-6p 9 9 Dobry 7-10p 28 28 Bardzo dobry >10p 57 57 Przeprowadzone badania wykazały, że wiedza ankietowanych na temat objawów osteoporozy jest bardzo rozproszona. Respondenci w podobnym odsetku zostali zakwalifikowani do wszystkich poziomów wiedzy (Tabela 2). Tabela 2. Poziom wiedzy ankietowanych na temat objawów osteoporozy. Liczba badanych (n=100) Poziom wiedzy Liczba punktów N Odsetek [%] Niedostateczny 0-3 p 23 23 Dostateczny 4-6p 22 22 Dobry 7-10p 28 28 Bardzo dobry >10p 27 27 201 Katarzyna Król-Turmińska, Piotr Turmiński, Tomasz Zawiślak Analiza statystyczna wyników badań, wykazała istotną zależność między rodzajem wykonywanego zawodu a poziomem wiedzy na temat objawów osteoporozy. Ankietowani wykonujący zawód medyczny częściej posiadali wiedzę o objawach osteoporozy na wyższym poziomie niż osoby pracujące w zawodach niemedycznych (Tabela 3). Tabela 3. Rodzaj wykonywanego zawodu a poziom wiedzy na temat objawów osteoporozy. Zawód Poziom wiedzy Medyczny (n=12) Niemedycz. (n=88) N Odsetek [%] N Odsetek [%] Niedostateczny 2 16,67 21 23,86 Dostateczny 5 41,67 17 19,32 Dobry 0 0 28 31,82 Bardzo dobry 5 41,67 22 25,00 Analiza statystycz na p=0,049 Analiza materiału badawczego wykazała, że ponad 49% (n=49) respondentów bardzo dobrze zna czynniki powodujące osteoporozę. Niedostatecznym poziomem wiedzy na temat czynników osteoporotycznych wykazało się 14% (n=14) respondentów. Tabela 4. Poziom osteoporotycznych wiedzy ankietowanych na temat występowania czynników Liczba badanych (n=100) Poziom wiedzy Liczba punktów N Odsetek [%] Niedostateczny 0-3 p 14 14 Dostateczny 4-6p 11 11 Dobry 7-10p 26 26 Bardzo dobry >10p 49 49 Interpretacja zebranego materiału badawczego wykazała, że 65% (n=65) respondentów posiada wiedzę o dziennym zapotrzebowaniu organizmu na wapń na poziomie niedostatecznym, 24 ankietowanych wykazało się wiedzą na poziomie bardzo dobrym. 202 Poziom wiedzy i stosowanej profilaktyki na temat osteoporozy wśród kobiet po 50.roku życia Tabela 5. Poziom wiedzy ankietowanych na temat dziennego zapotrzebowania organizmu w wapń. Liczba badanych (n=100) Poziom wiedzy Liczba punktów N Odsetek [%] Niedostateczny 0-3 p 65 65 Dostateczny 4-6p 7 7 Dobry 7-10p 4 4 Bardzo dobry >10p 24 24 Analiza statystyczna wyników badań, wykazała istotną zależność między rodzajem wykonywanego zawodu a poziomem wiedzy ankietowanych na temat dziennego zapotrzebowania organizmu w wapń. Osoby wykonujące zawód niemedyczny częściej posiadały niedostateczny poziom wiedzy na temat dziennego zapotrzebowania na wapń niż osoby pracujące w służbie zdrowia (Tabela 6). Tabela 6. Poziom wiedzy ankietowanych na temat dziennego zapotrzebowania w wapń a rodzaj wykonywanego zawodu Zawód Poziom wiedzy Medyczny (n=12) Niemedycz. (n=88) N Odsetek [%] N Odsetek [%] Niedostateczny 4 33,3 61 69,32 Dostateczny 3 25 4 4,5 Dobry 0 0 4 4,5 Bardzo dobry 5 41,67 19 21,59 Analiza statystycz na p=0,013 Analiza zebranego materiału badawczego wykazała, że 48% (n=48) ankietowanych charakteryzowało się bardzo dobrym poziomem wiedzy na temat czynników poprawiających wchłanianie wapnia, niedostateczny poziom wiedzy zaobserwowano u 36% (n=36) respondentów (Tabela 7). 203 Katarzyna Król-Turmińska, Piotr Turmiński, Tomasz Zawiślak Tabela 7. Poziom wiedzy ankietowanych na temat czynników poprawiających wchłanianie wapnia. Liczba badanych (n=100) Poziom wiedzy Liczba punktów N Odsetek [%] Niedostateczny 0-3 p 36 36 Dostateczny 4-6p 8 8 Dobry 7-10p 8 8 Bardzo dobry >10p 48 48 Analiza wyników badań nie wykazała istotnej statystycznie zależności między wykonywanym zawodem a poziomem wiedzy na temat czynników poprawiających wchłanianie wapnia. Respondenci z obydwu grup posiadali podobny poziom wiedzy w tym temacie (Tabela 8). Tabela 8. Poziom wiedzy ankietowanych na temat czynników poprawiających wchłanianie wapnia a rodzaj wykonywanego zawodu. Zawód Poziom wiedzy Medyczny (n=12) Analiza statystyczna Niemedycz. (n=88) N Odsetek [%] N Odsetek [%] Niedostateczny 1 8,3 35 39,7 Dostateczny 1 8,3 7 7,95 Dobry 0 0 8 9,09 Bardzo dobry 10 83,3 38 43,18 p=0,056 Przeprowadzone badania wykazały, że 72% (n=72) ankietowanych bardzo dobrze zna produkty bogate w wapń i potrafi je wskazać (Tabela 9). Tabela 9. Poziom wiedzy ankietowanych na temat produktów bogatych w wapń. Liczba badanych (n=100) Poziom wiedzy Liczba punktów N Odsetek [%] Niedostateczny 0-3 p 11 11 Dostateczny 4-6p 14 14 Dobry 7-10p 3 3 Bardzo dobry >10p 72 72 204 Poziom wiedzy i stosowanej profilaktyki na temat osteoporozy wśród kobiet po 50.roku życia W wyniku analizy zebranego materiału badawczego zaobserwowano, że 92% (n=92) respondentów posiada bardzo dobry poziom wiedzy na temat profilaktyki osteoporozy, 3 badanych wykazało się znajomością tematyki na poziomie niedostatecznym (Tabela 10). Tabela 10. Poziom wiedzy ankietowanych na temat profilaktyki osteoporozy Liczba badanych (n=100) Poziom wiedzy Liczba punktów N Odsetek [%] Niedostateczny 0-3 p 3 3 Dostateczny 4-6p 2 2 Dobry 7-10p 3 3 Bardzo dobry >10p 92 92 Analiza materiału badawczego wykazała, że 71% (n=71) ankietowanych dobrze lub bardzo dobrze zna zalecane badania w profilaktyce osteoporozy, 15% (n=15) respondentów posiada wiedze na temat zalecanych badań profilaktycznych na poziomie niedostatecznym (Tabela 11). Tabela 11. Poziom wiedzy ankietowanych na temat zalecanych badań w profilaktyce osteoporozy Liczba badanych (n=100) Poziom wiedzy Liczba punktów N Odsetek [%] Niedostateczny 0-3 p 15 15,00 Dostateczny 4-6p 14 14,00 Dobry 7-10p 17 17,00 Bardzo dobry >10p 54 54,00 Interpretacja zebranego materiału badawczego wykazała, że 77% (n=77) badanych posiada wiedzę na temat zalecanych form aktywności fizycznej w przebiegu osteoporozy na poziomie bardzo dobrym, 11 ankietowanych zostało zakwalifikowanych do poziomu o niedostatecznej wiedzy (Tabela 12). 205 Katarzyna Król-Turmińska, Piotr Turmiński, Tomasz Zawiślak Tabela 12. Poziom wiedzy ankietowanych na temat zalecanych form aktywności fizycznej w przebiegu osteoporozy. Liczba badanych (n=100) Poziom wiedzy Liczba punktów N Odsetek [%] Niedostateczny 0-3 p 11 11 Dostateczny 4-6p 3 3 Dobry 7-10p 9 9 Bardzo dobry >10p 77 77 Analiza wyników badań, wykazała istotną statystycznie zależność, między wiedzą na temat zalecanych form aktywności fizycznej w przebiegu osteoporozy a posiadanym wykształceniem. Osoby, które posiadały wykształcenie podstawowe, rzadziej charakteryzowały się bardzo dobrym poziomem wiedzy w tym zagadnieniu. Wykształcenie średnie i wyższe determinowały dobry lub bardzo dobry poziom wiedzy o zalecanych formach aktywności w osteoporozie (Tabela 13). Tabela 13. Wykształcenie ankietowanych a poziom wiedzy na temat zalecanych form aktywności fizycznej w przebiegu osteoporozy. Wykształcenie Poziom wiedzy Podstaw.(n=23) Średnie (n=49) Wyższe (n=28) Odsetek N [%] N Odsetek [%] N Odsetek [%] Niedost. 5 21,74 13 26,53 9 32,14 Dostat. 7 30,43 6 12,24 3 10,71 Analiza statyst. p=0,009 Dobry 8 34,78 5 10,2 8 28,57 B.dobry 3 13,04 25 51,02 8 28,57 Respondenci w ponad połowie (55%, n=55), posiadali niedostateczną wiedzę na temat leków i substancji zmniejszających ryzyko złamań, 11% (n=11) ankietowanych uzyskało 10 lub więcej punktów w teście wiedzy o tym zagadnieniu (Tabela 14). 206 Poziom wiedzy i stosowanej profilaktyki na temat osteoporozy wśród kobiet po 50.roku życia Tabela 14. Poziom wiedzy ankietowanych na temat leków i substancji zmniejszających ryzyko złamań. Liczba badanych (n=100) Poziom wiedzy Liczba punktów N Odsetek [%] Niedostateczny 0-3 p 55 55 Dostateczny 4-6p 26 26 Dobry 7-10p 8 8 Bardzo dobry >10p 11 11 Analiza statystyczna wyników badań, wykazała istotną zależność między rodzajem wykonywanego zawodu a poziomem wiedzy na temat leków i substancji zmniejszających ryzyko złamań. Osoby wykonujące zawód medyczny istotnie częściej posiadały wiedzę na temat leków zmniejszających ryzyko złamań na poziomie bardzo dobrym niż osoby pracujące w zawodach niemedycznych (Tabela 15). Tabela 15. Poziom wiedzy ankietowanych na temat leków i substancji zmniejszających ryzyko złamań a rodzaj wykonywanego zawodu. Zawód Poziom wiedzy Medyczny (n=12) Niemedycz. (n=88) N Odsetek [%] N Odsetek [%] Niedostateczny 4 33,33 51 57,95 Dostateczny 2 16,67 24 27,27 Dobry 3 25,00 5 5,68 Bardzo dobry 3 25,00 8 9,09 Analiza statystyczna p=0,029 4. Dyskusja Szkielet dorosłego człowieka zbudowany jest z 206 kości. Wzrastanie zarówno na długości jak i grubości kości we wszelkich rodzajach osteogenezy odbywa się wyłącznie przez przewarstwianie dzięki działaniu komórek kościotwórczych. Kości tworzą szkielet i razem ze stawami składają się na bierny aparat ruchu, który jest poruszany przez mięśnie. Masa świeżego, niemacerowanego kośćca u mężczyzn wynosi ok. 12 kg, u kobiety ok.10 kg wraz ze szpikiem, który waży ok. 2,5 kg [7, 8]. We wczesnym dzieciństwie i młodzieńczym wieku dochodzi do szybkiego liniowego i proporcjonalnego wzrostu szkieletu, gdzie maximum zostaje osiągnięte przed ukończeniem 20 roku życia. Następnie procesy resorpcji i odbudowy przebiegają w takim samym stopniu dążąc do 207 Katarzyna Król-Turmińska, Piotr Turmiński, Tomasz Zawiślak równowagi między sobą, ale ok. 40 roku życia zaczyna się proces utraty masy kostnej i trwa on aż do śmierci. Resorpcja ulega znacznemu przyśpieszeniu u kobiet w okresie menopauzy. Szacunkowo kobieta podczas całego swojego życia traci ok 50% masy kostnej kości gąbczastej i około 35% kości zbitej, mężczyzna natomiast około 1/3 wyżej podanych wartości. Postępujący ubytek masy kostnej, osłabienie struktury przestrzennej kości oraz zwiększona podatność na złamania to określenia charakteryzujące osteoporozę [9]. W badaniach własnych odnotowano, że większość ankietowanych posiada wiedzę na temat definicji osteoporozy na poziomie bardzo dobrym. Fakt ten można uznać za dobry prognostyk, gdyż znajomość definicji choroby będzie wpływać na świadomość ewentualnego leczenia i zapobiegania powikłaniom. Badania Podbielskiej [10] na temat znajomości definicji osteoporozy wykazały, iż poziom wiedzy kobiet zamieszkujących miasta na terenie Powiatu warszawsko-zachodniego jest wyższy niż mieszkanek wsi z tego samego powiatu. Mieszkanki miasta jedynie w ok. 8% uzyskały wynik bardzo dobry, natomiast żadna z kobiet zamieszkujących wieś nie wykazała się wiedzą na tym poziomie. Rozbieżności wyników w badaniach własnych i badaniach Podbielskiej [10] może wynikać z różnicy w doborze grupy oraz zastosowania innego kwestionariusza oceny. Badania przeprowadzone przez agencję badawczą TNS OBOP na terenie całego kraju, na grupie 300 kobiet wykazały, iż 91 % badanych wie, że osteoporoza to choroba metaboliczna kości, znacznie zwiększająca ryzyko złamań. W badaniach TNS OBOP stwierdzono również, że kobiety zdają sobie sprawę z zagrożenia tą choroba, lecz tylko, co piąta, wykonała badania diagnostyczne w celu ewentualnego wykrycia choroby [11]. Wynik badań własnych są zbieżne z rezultatami uzyskanymi przez TNS OBOP. W badaniach własnych wykazano, że 92% respondentek posiada wiedzę na temat profilaktyki osteoporozy na poziomie bardzo dobrym oraz dodatkowo świadomość badań profilaktycznych u przebadanych kobiet jest także na bardzo dobrym poziomie. Kość stale poddawana jest procesom resorpcji i tworzenia. Za przebieg obu tych procesów odpowiedzialny jest zespół komórek nazywany jednostką przebudowy kości. Na powierzchni kości korowej jak i beleczkowej usytuowane są liczne jednostki przebudowy znajdujące się w różnych fazach cyklu. Gdy dojdzie do aktywacji resorpcji rozpoczyna się cały cykl przebudowy, który zakończony jest przez osteoblasty nowej kości. W normalnych warunkach proces przebiega zawsze w kierunku od resorpcji do odbudowy. Przeciętnie proces ten trwa od 3 do 6 miesięcy z przewagą procesów formowania. Wpływ na cały cykl mogą mieć substancje farmakologiczne [3]. 208 Poziom wiedzy i stosowanej profilaktyki na temat osteoporozy wśród kobiet po 50.roku życia W wynikach badań własnych zauważono, że 92% badanych bardzo dobrze zna zagadnienia związane z profilaktyką osteoporozy. Mniejszą wiedzą ankietowani wykazali się w odniesieniu do znajomości zalecanych badań profilaktycznych, 54% respondentów posiadało wiedzę w tym temacie na bardzo dobrym poziomie. Znajomość zalecanych badań profilaktycznych jest wiedzą specjalistyczną, dlatego też mniejsza liczba osób wykazujących się wiedzą w tym zagadnieniu na bardzo dobrym poziomie nie jest zaskoczeniem. Wyniki badań Górskiego i wsp. [12], oceniające społeczną świadomość zagrożenia osteoporozą przeprowadzone na grupie 501 osób, wykazały, że jedynie 29,54% miało wykonane badanie densytometryczne [12]. Ogólnopolskie badania przeprowadzone przez TNS OBOP wykonane na 300 kobietach wykazały, że 75% badanych nigdy nie wykonało pomiaru gęstości kości [11] Do profilaktyki i prewencji osteoporozy, można również zaliczyć właściwą aktywność fizyczną. Prawidłowo wykonywana aktywność fizyczna stanowi również bardzo istotny element leczenia. Intensywność uprawiania sportu w przebiegu osteoporozy jest ściśle zależna od stadium choroby oraz możliwości pacjenta. W wynikach badań własnych wykazano istotną statystycznie zależność, między wykształceniem, a poziomem wiedzy na temat zalecanych form aktywności w przebiegu osteoporozy. Bardzo dobry poziom wiedzy na temat aktywności fizycznej w osteoporozie był determinowany przez wykształcenie. Osoby posiadające wykształcenie, co najmniej średnie lepiej potrafiły wybrać właściwe formy aktywności fizycznej dla osób chorujących na osteoporozę niż respondenci z wykształceniem podstawowym. W badaniach Szczygielskiej i wsp. [13] przeprowadzonych w 2000 roku, wśród 120 pacjentów Kliniki Ortopedii Centralnego Szpitala Klinicznego WAM w Warszawie, na temat wiedzy o osteoporozie i stylu życia osób hospitalizowanych z powodu złamań i przewlekłych chorób narządu ruchu wykazały, że blisko 86% badanych nie uprawiało żadnej gimnastyki, a 26,7% miało duże ograniczenie sprawności fizycznej głównie z powodu dolegliwości bólowych. Właściwe dozowanie i prawidłowy dobór ćwiczeń ruchowych wspomagają terapię farmakologiczną oraz ułatwiają codzienne funkcjonowanie osób chorych. Istotnym elementem profilaktyki i leczenia osteoporozy jest Przyjmowanie prawidłowej ilości wapnia w diecie. Dieta pacjentów ze zwiększonym ryzykiem osteoporozy powinna zawierać 1500 mg wapnia dziennie. Można go dostarczyć z produktów spożywczych lub z suplementów diety. Jednorazowo organizm przyswaja tylko około 500 mg wapnia, tak więc jego spożycie powinno być rozłożone w ciągu dnia. Biodostępność wapnia z pożywienia jest zróżnicowana. Odpowiednie spożycie produktów mlecznych jest najlepszym sposobem pokrycia zapotrzebowania na ten pierwiastek. Wapń w nich zawarty ma dobrą przyswajalność. Dobrym 209 Katarzyna Król-Turmińska, Piotr Turmiński, Tomasz Zawiślak źródłem wapnia jest pieczywo pełnoziarniste, dobrze przyswajalny jest również wapń z nasion soi i warzyw liściastych np. brokułów, lecz zasady tej nie zastosujemy przy szpinaku i innych warzywach zawierających kwas szczawiowy [9]. Przy niewielkim spożyciu wapnia jego wchłanianie odbywa się przez transport aktywny za pośrednictwem witaminy D. Wzrost pobierania wapnia powyżej 500 mg na dobę powoduje dołączenie się transportu przez bierną dyfuzję, co zwiększa efektywność wchłaniania. Wiele czynników wpływa na proces absorpcji wapnia. Absolutnie niezbędna jest tu aktywna forma witaminy D. Odpowiednie spożycie białka, dostarczającego aminokwasów biorących udział w transporcie tego składnika przez ścianę jelitową, odgrywa również istotną rolę. Laktoza obecna w mleku po strawieniu ułatwia transport wapnia, dlatego też osoby cierpiące na brak enzymu rozkładającego laktozę są bardziej narażone na niedobory wapnia [9]. Analiza badań własnych wykazała, że osoby wykonujące zawód medyczny posiadały wiedzę o dziennym zapotrzebowaniu organizmu w wapń na wyższym poziomie niż osoby pracujące w pozostałych zawodach. Opracowanie statystyczne wykazało, że rodzaj wykonywanego zawodu determinował poziom wiedzy ankietowanych na temat właściwego zapotrzebowania organizmu w wapń. W badaniach przeprowadzonych przez Instytut Matki i Dziecka we współpracy z fundacją NUTRICA przeprowadzonych w 2011 roku wynika,że 56% respondentek podaje mleko lub produkty mleczne dzieciom w ilości mniejszej niż zalecana. Prawie połowa respondentek nie słyszała o nowych zaleceniach żywieniowych, a prawie ¼ nie pamięta, czy miała z nimi kontakt. Z badań wynika, że dieta aż 80% dzieci między 1. a 3. rokiem życia zawiera za mało witaminy D i wapnia [14]. Ujemny bilans wapniowy wynika nie tylko z nieadekwatnego do potrzeb spożycia i zaburzeń wchłaniania, ale również ze zwiększonych strat tego pierwiastka. Starsze kobiety tracą około 100 mg więcej wapnia z moczem niż kobiety przed menopauzą. Dieta bogata w sód znacznie zwiększa wydalanie wapnia [6]. Badania Mędreli-Kuder i wsp. [15], które porównały odżywianie kobiet z prawidłową i obniżona masą kostną, przeprowadzone na grupie 100 kobiet w Małopolskim Centrum Medycznym w Krakowie wykazały, że kobiety z osteopenią częściej niż osoby zdrowe uwzględniały dietę typowo mięsną czy roślinną. W blisko 82% ankietowane bez objawów osteoporozy deklarowały częstsze spożycie w dzieciństwie produktów zawierających wapń, natomiast wśród kobiet z osteopenią spożywanie w latach młodzieńczych produktów mlecznych i z dużą zawartością wapnia deklarowało blisko 59% badanych. Świadomość spożywania już od najmłodszych lat produktów wysoko wapniowych, odgrywa bardzo ważną rolę we wczesnej profilaktyce 210 Poziom wiedzy i stosowanej profilaktyki na temat osteoporozy wśród kobiet po 50.roku życia osteoporozy. Z wyżej wymienionych badań wynika, że osoby spożywające w młodości produkty zawierające wapń, zmniejszały ryzyko zachorowania na osteoporozę w latach późniejszych. W badaniach własnych odnotowano, że 72% ankietowanych kobiet posiada wiedzę o produktach bogatych w wapń na bardzo dobrym poziomie. Fakt tak dobrej znajomości produktów wysoko wapniowych należy oceniać pozytywnie, ponieważ świadomy wybór produktów z większą zawartością wapnia pozwala pacjentom prawidłowo bilansować dietę i prowadzić właściwą profilaktykę osteoporozy. Jednak spożywanie pokarmów mlecznych powinno być dostosowane do zapotrzebowania organizmu, ponieważ nadmierne spożywanie nabiału może skutkować zakwaszeniem organizmu, a to z kolei uruchomi mechanizm obronny ustroju i w celu uniknięcia skutków zakwaszenia wapń będzie usuwany z magazynów kostnych. 5. Wnioski 1. Większość ankietowanych zna prawidłowe określenia dotyczące osteoporozy. 2. Ankietowani wykonujący zawód medyczny częściej posiadali wiedzę o objawach osteoporozy na wyższym poziomie niż osoby pracujące w zawodach niemedycznych. 3. Osoby wykonujące zawód niemedyczny częściej posiadały niedostateczny poziom wiedzy na temat dziennego zaporzebowania na wapń oraz leków zmniejszających ryzyko złamań kości, niż osoby pracujące w służbie zdrowia. 4. Ankietowani bardzo dobrze znają produkty bogate w wapń. 5. Respondenci posiadają bardzo dobry poziom wiedzy na temat profilaktyki osteoporozy. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Jakimowicz- Klein B.: Dieta w osteoporozie, Astrum. Wrocław 2012 Guła Z. Korkosz M.:Osteoporoza u osób w wieku podeszłym — patogeneza, ocena ryzyka złamań i skuteczność przeciwzłamaniowa leków, Gerontologia Polska2010; 18: 107-113 Smith R. Harrison J. Cooper C.: Osteoporoza, Medycyna Praktyczna. Kraków 2000 Kiwerski J.: Rehabilitacja Medyczna, PZWL. Warszawa 2007 Lorenc R. Olszyński W.: Osteoporoza Poradnik dla lekarzy, Biuro Gamma. Warszawa 2006 Jarosz M.: Osteoporoza, PZWL. Warszawa 2010 Bochenek A.: Anatomia Człowieka, Tom I. PZWL. Warszawa 2008 Aleksandrowicz R.: Mały atlas anatomiczny, PZWL. Warszawa 2003 Kaczmarczyk P. Osteoporoza, KOLPAP. Kielce 2010 211 Katarzyna Król-Turmińska, Piotr Turmiński, Tomasz Zawiślak 10. Podbielska M., Sokołowski K., Sokołowska M.: Ocena poziomu wiedzy na temat osteoporozy i stosowanej profilaktyki wśród kobiet po 50 roku życia, W: Buraczyński J. (red.): Zeszyty Naukowe. WSSP. Lublin 2013;17:87-96 11. http://www.biomedical.pl/aktualnosci/co-polki-wiedza-o-osteoporozienajnowsze-wyniki-badan-tns-obop-2749.html 12. Górski R., Chmielewski D., Zgoda M.: Ocena społecznej świadomości zagrożenia osteoporozą na podstawie ankiety celowanej, Ortopedia, Traumatologia, Rehabilitacja 2006: 6(6), 627-632 13. Szczygielska-Majewska M., Papis E.: Styl życia a osteoporoza, UMCS. Lublin 2012, 241-246 14. Kompleksowa ocena sposobu żywienia dzieci w wieku 13-36 miesięcy, Wyniki badań 2010-2011, H. Weker, M. Barańska (red.). Instytut Matki i Dziecka. Warszawa 2011 15. http://www.ptfarm.pl/pub/File/bromatologia_2011/3/415-419.pdf Poziom wiedzy i stosowanej profilaktyki na temat osteoporozy wśród kobiet po 50 roku życia Streszczenie Wstęp. Osteoporoza jest chorobą systemową oraz jedną z najczęstszych chorób układu szkieletowego człowieka. Charakteryzuje się obniżeniem masy kostnej oraz zaburzeniami jej mikro-architektury, czego konsekwencją jest zmniejszona wytrzymałość kości [1]. Choroba jest potocznie nazywana „cichą złodziejką kości” ze względu na swój długotrwały przebieg bez jakichkolwiek objawów. Istotnym elementem profilaktyki i prewencji osteoporozy jest edukacja odnośnie stylu życia, aktywności fizycznej i prawidłowej diety. Działania profilaktyczne rozpoczęte odpowiednio wcześniej pozwolą minimalizować negatywny wpływ choroby na organizm oraz uchronią przed groźnymi skutkami powikłań. Cel pracy.Celem pracy było określenie poziomu wiedzy oraz profilaktyki na temat osteoporozy u kobiet po 50.roku życia mieszkających na terenie województwa Lubelskiego. Materiały i metody.Badania zostały przeprowadzone od września 2013 do stycznia 2014 roku na grupie 100 kobiet powyżej 50.roku życia zamieszkujących obszar województwa lubelskiego. Średnia wieku respondentek wyniosła 63,2 lat. Do badań wykorzystano kwestionariusz ankiety własnego autorstwa składający się z 25 pytań. Poziom wiedzy został oceniony za pomocą następujących przedziałów punktowych: 0-3 pkt poziom niedostateczny, 4-6 dostateczny, 7-10 dobry, 11 i więcej poziom bardzo dobry. Za każdą prawidłowo wskazaną odpowiedz respondent otrzymywał 1 punkt. Na potrzeby badania ankietowane przypisano do dwóch grup zawodów tj. medycznych (n=12) i niemedycznych (n=88). Wyniki.Analiza zebranego materiału badawczego wykazała, że większość ankietowanych zna prawidłowe określenia dotyczące osteoporozy. Bardzo dobry poziom wiedzy nt. osteoporozy uzyskało ponad 57% respondentów. Analiza statystyczna wyników badań, wykazała istotną zależność między rodzajem wykonywanego zawodu a poziomem wiedzy na temat objawów osteoporozy. Ankietowani wykonujący zawód medyczny częściej posiadali wiedzę o objawach osteoporozy na wyższym poziomie niż osoby pracujące w zawodach niemedycznych. Przeprowadzone badania wykazały, że 72% (n=72) ankietowanych bardzo dobrze zna produkty bogate w wapń i potrafi je wskazać. Wnioski. 1. Respondenci posiadają bardzo dobry poziom wiedzy na temat profilaktyki osteoporozy. 2. Większość ankietowanych zna prawidłowe określenia dotyczące osteoporozy. Słowa kluczowe:osteoporoza, profilaktyka 212 Poziom wiedzy i stosowanej profilaktyki na temat osteoporozy wśród kobiet po 50.roku życia The level of knowledge and applied prevention of osteoporosis among women over the age of 50 Abstract Introduction. Osteoporosis is a systemic disease and one of the most common skeletal system diseases of man. It is characterized by a decrease in bone mass and disorders in its micro-architecture, which consequently leads to reduced bone strength [1]. Because of its long-running process without giving any symptoms, the disease is commonly called a "silent thief bones". An essential part of prevention of osteoporosis is education about lifestyle, physical activity, and proper diet. When started in advance, prevention efforts will allow minimizing the negative impact of the disease on the body and protect it against dangerous effects of potential complications. Aim. The aim of the study was to determine the level of knowledge and prevention of osteoporosis among women over the age of 50 living in Lubelskie province. Materials and methods. The research was conducted from September 2013 to January 2014 on a group of 100 women over the age of 50 area of Lubelskie province. The average age of the respondents was 63.2. The research was carried out using the method of a sampling survey with an author-prepared questionnaire, which consisted of 25 questions. The level of knowledge was assessed by the following point ranges: 0-3 points – an insufficient level of knowledge, 4-6 points – a sufficient level of knowledge, 7-10 – a good level of knowledge, 11 and more – a very good level of knowledge. For each correctly chosen answer, the respondent received 1 point. For the purposes of the study, the surveyed were assigned into two occupational groups: health service employees (n = 12) and employees not connected with health service (n = 88). Results. Analysis of the collected research material showed that a majority of respondents knew the correct terms connected with osteoporosis. More than 57% of respondents had a very good level of knowledge about osteoporosis. Statistical analysis of the results showed a significant correlation between the type of profession and the level of knowledge about the symptoms of osteoporosis. Respondents of the medical profession more often had a higher level of knowledge about symptoms of osteoporosis than those working in non-medical professions. The survey research showed that 72% (n=72) of the respondents knew calciumrich products very well and could indicate them. Conclusions. 1. The respondents have a very good level of knowledge about the prevention of osteoporosis. 2. A majority of respondents know the correct terms concerning osteoporosis. Keywords: osteoporosis, prevention 213 Paula Musiał1, Monika Michalik2, Piotr Stępień3, Michał Rżany4 Proces samoistnego gojenia więzadła pobocznego piszczelowego – rehabilitacja a medycyna regeneracyjna 1. Wstęp Więzadło poboczne piszczelowe (łac. ligamentum collaterale tibiale) to jedno z więzadeł stawu kolanowego. Przyczepia się ono do nadkłykcia przyśrodkowego kości udowej, przebiega ku dołowi, kończąc się przyczepem do części przyśrodkowej brzegu podpanewkowego i dalej do kości piszczelowej. Jest zrośnięte z torebką stawową i łąkotką przyśrodkową [1]. Wraz z więzadłem krzyżowym przednim (ACL) wchodzi w skład kompleksu przednio-przyśrodkowego stawu kolanowego [2]. Częstym urazem związanym z obiema strukturami jest nazywana w ortopedii Triada O’Donoghue’a – tak zwana nieszczęśliwa triada, do której dochodzi podczas ruchu odwiedzenia, zgięcia i rotacji wewnętrznej kości udowej względem piszczeli. Powoduje ona uszkodzenie struktur strony przyśrodkowej stawu, więzadła ACL i łąkotki przyśrodkowej. Podczas uszkodzenia MCL ulegnie naderwaniu w miejscu przyczepu do kości (piszczelowej lub udowej) albo w części ścięgnistej. Uszkodzenie więzadła pobocznego piszczelowego całościowe (całkowite zerwanie) jest jednak rzadkością, w związku z czym metody terapeutyczne pozostają do określenia indywidualnie. Najbardziej napięte więzadło przyśrodkowe stawu kolanowego jest podczas ruchu wyprostu, pełni ono funkcję zablokowania nadmiernej rotacji do zewnątrz. W wyniku rehabilitacji jego włókna są w stanie się odbudować [3]. Pojawia się wiele metod terapeutycznych zarówno inwazyjnych jak i nieinwazyjnych. Celem tej 1 [email protected], Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, Wydział Nauk o Zdrowiu, Katedra Fizjoterapii, Zakład Medycyny Sportowej i Fizjologii Wysiłku Fizycznego 2 [email protected], Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, Wydział Nauk o Zdrowiu, Katedra Fizjoterapii, Zakład Medycyny Sportowej i Fizjologii Wysiłku Fizycznego 3 [email protected], Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie, Wydział Biologii i Biotechnologii 4 [email protected], Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, Wydział Nauk o Zdrowiu, Katedra Fizjoterapii, Zakład Medycyny Sportowej i Fizjologii Wysiłku Fizycznego 214 Proces samoistnego gojenia więzadła pobocznego piszczelowego – rehabilitacja a medycyna regeneracyjna pracy jest przedstawienie metod mających na celu leczenie uszkodzeń więzadła pobocznego piszczelowego. 2. Stopnie uszkodzenia więzadeł Skala skręceń (wg Dziak A.): Pierwszy stopień to niewielkie uszkodzenie, nie przekracza 1/3 przerwania włókien, towarzyszy mu niewielkie ograniczenie funkcji ruchowej [5]. Szpara stawowa rozwiera się przyśrodkowo poniżej 5 mm; Drugi stopień obejmuje (1/2–2/3) zerwania. Objawy dodatkowo obejmują obrzęk po stronie uszkodzonej, małą niestabilność i krwawy wylew [5]. Rozwarcie szpary stawowej 5-10 mm; Do trzeciego stopnia zaliczamy przerwanie całego więzadła z objawami obrzęku, dużej niestabilności i krwawego wylewu. Zdjęcia stresowe obrazują rozwarcie szpary stawowej na ponad 10 mm. W następstwie uszkodzenia więzadła pojawia się wspomniany wcześniej narastający obrzęk, który utrudnia badanie poszkodowanego i określenie stopnia uszkodzenia. Korzystne jest więc dokonanie badania ultrasonograficznego czy badania klinicznego w znieczuleniu. Inny podział uszkodzenia więzadeł dzieli je (wg 3. Gaździk T. Sz.) na: częściowe – powodujące destabilizację stawu całkowite – w tym przypadku wymagane jest bezwzględne unieruchommienie przy użyciu ortezy czy opatrunku gipsowego [3, 4]. 3. Częstość uszkodzenia więzadła MCL Lokalizacja stawu kolanowego pomiędzy dwiema długimi dźwigniami (podudzie i udo) przyczynia się do częstego narażenia na bezpośrednie lub pośrednie uszkodzenia. Częstość ta rośnie na przestrzeni ostatnich lat, co ma związek z rozwojem motoryzacji czy zwiększonym zainteresowaniem sportem, przede wszystkim ekstremalnym. Dyscypliny sportowe łączące się najczęściej z uszkodzeniem w obrębie kolana to: piłka nożna, sporty walki, narciarstwo, lekkoatletyka czy futbol amerykański [4]. Przykładowo uraz od strony bocznej przy zgiętym kolanie prowadzi do uszkodzenia, a czasem nawet zerwania więzadła MCL. Więzadła stanowią najsilniejszą część aparatu torebkowowięzadłowego. Gdy dojdzie do przekroczenia przez siłę działającą na nie ich wytrzymałości, uszkodzeniu ulegną również inne części stawu kolanowego, takie jak błona maziowa czy torebka stawowa. Główną funkcją więzadeł jest zapewnienie stabilizacji i wspomaganie wykonywania prawidłowego ruchu w stawie. Pomagają ustawić kość w prawidłowej pozycji, stwarzają warunki pracy mięśniom. W zestawieniu częstości 215 Paula Musiał, Monika Michalik, Piotr Stępień, Michał Rżany uszkodzeń aparatu więzadłowego kolana na pierwsze miejsce wysuwa się właśnie więzadło poboczne piszczelowe [5]. Według statystyk rocznie odnotowuje się w Stanach Zjednoczonych ok.100 000 uszkodzeń w obrębie MCL. Staw kolanowy nazywany jest potocznie „koszmarem inżyniera”. Stwierdzenie to bierze się z powodu jego specyficznej konstrukcji/budowy oraz funkcji przenoszenia znacznych obciążeń – pracuje w trudnych warunkach biomechanicznych [4÷6]. 4. Tradycyjne metody leczenia uszkodzenia MCL Program rehabilitacyjny obejmuje wzmocnienie mięśni, powrót nerwowo-mięśniowej kontroli, powrót stabilności oraz odzyskanie poziomu sprawności sprzed uszkodzenia [7]. Leczenie może obejmować program: zachowawczej rehabilitacji; lub leczenia operacyjnego. Pierwszy sposób leczenia stosujemy według skali uszkodzeń z częściowym naderwaniem więzadła, wśród osób mało aktywnych powyżej 40. roku życia, w objawach z nieznaczną niestabilnością stawu kolanowego, w przypadku niewyrażenia zgody przez pacjenta na zabieg oraz w posuniętych zmianach zwyrodnieniowych stawu kolanowego. Dzięki wzmocnieniu mięśni i polepszeniu propriocepcji, możliwy jest powrót stabilności i prawidłowej funkcji stawu. W fazie ostrej działamy na zmniejszenie obrzęku, zmniejszenie dolegliwości bólowych, utrzymanie bezbolesnego zakresu ruchomości w stawie, czyli stosujemy powszechnie znaną metodę PRICE. Wskazaniami do zabiegu operacyjnego jest dodatni wynik wykonanych testu koślawiącego, testu Lachmana, pivot shift test oraz znaczna niestabilność w kolanie, tzw. objaw uciekającego kolana. Bezwzględnym wskazaniem do rekonstrukcji jest również rozerwanie całkowite więzadła wykryte w badaniu USG lub rezonansie magnetycznym [8]. Na przestrzeni ostatnich 10-15 lat nastąpił wzrost jakości wykonywanych badań. Intensywniejszy program rehabilitacji może być wprowadzany, jeśli wszczepiony materiał jest bardziej podobny do naturalnego więzadła [7]. Program schematyczny rehabilitacji po rekonstrukcji możemy podzielić na 3 fazy: ostrą (0 – 2 tydzień); podostrą (3 – 4 tydzień); przewlekłą (powyżej 4. tygodnia). W fazie ostrej usprawnianie rozpoczynamy już w 2. dobie po zabiegu. Przede wszystkim bazujemy na metodzie PRICE oraz możemy zastosować mobilizację blizny (10-15 min.). Pierwszy tydzień obejmuje ruch 216 Proces samoistnego gojenia więzadła pobocznego piszczelowego – rehabilitacja a medycyna regeneracyjna w bezbolesnym zakresie. Od drugiego tygodnia możemy rozpocząć spokojny trucht oraz trening chodu. W fazie podostrej nadal pracujemy nad zwiększeniem zakresu ruchu do osiągnięcia pełnej ruchomości oraz stosujemy masaż poprzeczny. W przypadku fazy przewlekłej kończyna zostaje unieruchomiona, co często jest przyczyną zwapnienia MCL. Celem wtedy staje się zwiększenie ruchomości, dzięki mobilizacjom poprzecznym oraz termoterapii np. Sollux [2]. 5. Proces gojenia się więzadeł 5.1. Różnice wynikające z leczenie operacyjnego a zachowawczego Należy pamiętać, że zarówno proces samoistnego gojenia się, jak i leczenie operacyjne w rezultacie nigdy nie przywróci budowy macierzystej tkanki [9]. Znacznie lepsze rezultaty leczenia uzyskujemy po zastosowaniu zachowawczej metody. Metoda operacyjna skutkuje unieruchomieniem, co niekorzystnie wpływa na zdrowie chorego. Według Donatelliego [10] różnice w przebiegu gojenia się włókien MCL polegają na: korzystniejszym ułożeniu przebiegu włókien; lepszym układzie fibroblastów; polepszających się cechach biomechanicznych, takich jak np. sztywność; możliwość przyjmowania większego maksymalnego obciążenia. 5.1.1. Bierna kontrola i wpływ obciążenia Na podstawie badań wynika, że bierne uruchomienie jest korzystniejsze niż unieruchomienie. Zwiększa ono wytrzymałość i możliwość obciążania stawu kolanowego. Ponadto zapobiega też powstawaniu zrostów pomiędzy więzadłami a otaczającymi je tkankami [10]. W badaniu Gameza MA. nad wpływem obciążenia na uszkodzone MCL stwierdzono, że poprawia właściwości biomechaniczne stawu. Badania prowadzono na królikach. W grupie kontrolnej stosowano ćwiczenia bez obciążenia, natomiast w grupie badawczej z obciążeniem. Poniżej uszkodzonego MCL umieszczono stalowy bolec w kierunku prostopadłym do przebiegających włókien, który o 2-3,5 razy zwiększał siłę napięcia więzadła. Wśród grupy badawczej, w której zwiększono nacisk na więzadła przez 12 tygodni nastąpił wzrost naprężenie dla danego szczepu w porównaniu z grupą kontrolną. Ponadto, całkowity poziom kolagenu przesunął się bliżej w stronę zdrowego więzadła. Wreszcie, histo- 217 Paula Musiał, Monika Michalik, Piotr Stępień, Michał Rżany patologiczne wyniki uległy poprawie, nastąpił lepszy podłużny układ włókien kolagenowych i zmniejszenie liczby komórek [11]. Należy jednak pamiętać, że uszkodzone więzadło, które ulega samoistnej regeneracji, nigdy nie będzie takie samo jak to sprzed urazu [10]. 5.1.2. Program rehabilitacji MCL Nie ma jak dotąd jednego uniwersalnego programu rehabilitacyjnego w przypadku uszkodzenia MCL, prowadzone są w tym aspekcie liczne badania naukowe. Na leczenie składają się takie czynniki jak: stopień uszkodzenia; czynniki biomechaniczne otaczające więzadło [10]. Program rehabilitacji dopasowujemy indywidualnie do pacjenta. Wykonanie przez specjalistę badania, poznanie okoliczności urazu oraz ocena funkcjonalna pacjenta pozwalają przejść do wyboru odpowiedniego leczenia. Należy dobrać najbardziej optymalny plan. Diagnostyka uszkodzeń zaraz po urazie jest prosta i daje wiarygodne wyniki. Rozszerzona diagnostyka wymagająca mobilizacji medycznych wymaga już użycia znieczulania [12]. 6. Fizykoterapia w przypadku rehabilitacji MCL Fizykoterapię stosuje się po upływie 3-4 tygodni. Ma ona na celu działanie przeciwbólowe i przeciwzapalne. Możemy zastosować: Ultradźwięki; elektroterapię metodą TENS; prądy interferencyjne; falę uderzeniową. Rodzaj zabiegu dobieramy z uwzględnieniem przebytego zabiegu operacyjnego, miejsca pobrania przeszczepu do rekonstrukcji oraz bieżącego progu bólowego pacjenta [13]. 6.1. Ultradźwięki Ultradźwięki to fale sprężyste niesłyszalne dla człowieka. Mogą powstawać naturalnie, jednakże nas interesują bardziej te wytwarzane w sposób sztuczny, które mogą być zastosowane do celów praktycznych w medycynie. Należy pamiętać jednak, że stosujemy je z umiarem, gdyż zbyt mocne dawki mogą być zagrożeniem dla życia człowieka. Prowadzone są liczne badania w tym aspekcie. Działanie ultradźwięków można podzielić na termiczne i nietermiczne. Pierwsze z nich powstaje, gdy energia akustyczna zostaje pochłonięta przez organizm i przekształca się w ciepło. Natomiast drugi efekt – nietermiczny – można przedstawić za 218 Proces samoistnego gojenia więzadła pobocznego piszczelowego – rehabilitacja a medycyna regeneracyjna pomocą procesów kawitacji – czyli dotlenienie tkanek i naprężenia – wywołującego zmiany fizyczne, biologiczne i chemiczne w organizmie. Ich działanie powoduje: pobudzenie regeneracji tkanek oraz przyspieszenie gojenia się ran, poprzez swe działanie polepszające ukrwienia i pobudzenia tkanek; pobudzanie metabolizmu; ultradźwięki o małych natężeniach (2-3 W/cm2) i częstotliwościach (ok. 800 kHz) powodują pewnego rodzaju mikromasaż; lokalne przekrwienie; podwyższenie temperatury tkanek [14]. Ultradźwięki często stosuje się jako leczenie zachowawcze uszkodzonego MCL i używa się ich w celu zwiększenia przepływu krwi przez dany obszar, wspomagając gojenie i zmniejszając ból [15]. 6.2. Terapia falą uderzeniową 6.2.1. Działanie fali uderzeniowej o dużej energii – Extracorporeal Shockwave Therapy (ESWT) Działanie fali uderzeniowej zostało zbadane między innymi przez Ching-Jen Wang i wsp. Postawili oni hipotezę, że leczenie falą uderzeniową powoduje poprawę dopływu krwi do tkanek. Grupę badawczą stanowiły nowozelandzkie białe króliki o masie ciała w zakresie od 2,5 do 3,5 kg. Na prawe kończyny dolne zastosowano falę uderzeniową, zaś na lewe nie. Wyniki wykazały, że leczenie falą uderzeniową wpłynęło na zwiększenie liczby naczyń i neo-markerów związanych z angiogenezą (proces tworzenia nowych naczyń włosowatych). Podsumowując, neowaskularyzacja występująca po zabiegu fali uderzeniowej może odgrywać rolę w poprawie ukrwienia i regeneracji tkanek [16], co korzystnie wpłynie na uszkodzenie w obrębie uszkodzonych więzadeł. Kolejni naukowcy na podstawie 6. badań klinicznych, w których wzięła udział łączna liczba 897 chorych stwierdzili, że leczenie pozaustrojowe falą uderzeniową działa przeciwbólowo [17]. Fala uderzeniowa wpływa również korzystnie na proces gojenia się tkanek. Sprzyja przebudowie już uszkodzonych poprzez proces modelowania. Grupę 115 pacjentów z opóźnionym zrostem kostnym poddano terapii falą uderzeniową o wysokiej energii. U 87 pacjentów (75,7%) terapia falami uderzeniowymi spowodowała szybszy zrost kostny oraz zmniejszenie objawów bólowych. Autorzy doszli do wniosku, że zastosowanie terapii pozaustrojowej fali uderzeniowej powinno być pierwszym krokiem w leczeniu dla pacjentów z opóźnionym gojeniem 219 Paula Musiał, Monika Michalik, Piotr Stępień, Michał Rżany kości [18]. Ten sam proces możemy zastosować w przypadku uszkodzenia więzadła. ESWT powoduje regenerację komórek, naprawę tkanki mięśniowoszkieletowej. Obiecujące wyniki po tej nieinwazyjnej opcji leczenia otrzymujemy w przypadku ścięgien. Prowadzone są dalsze badania, mające na celu określenie optymalnych parametrów [19]. Zabiegi przy użyciu pozaustrojowej fali uderzeniowej dają lepsze efekty lecznicze oraz pomagają zachować dłuży efekt w porównaniu z tradycyjnymi zabiegami fizykoterapeutycznymi [20]. 6.2.2. Leczenie radialną falą uderzeniową (RSWT) RSWT to zabieg przy zastosowaniu fali uderzeniowej o niskiej energii. Podobnie jak zabieg ESWT działa on przeciwbólowo. Można to stwierdzić na podstawie badań. Naukowcy przebadali grupę składająca się z 11 osób, u których rozpoznano zespół bolesnego barku. Zabieg RSWT został wykonany trzykrotnie z 7-dniową przerwą po każdym zabiegu. Skuteczność terapii RSWT wpłynęła na zmniejszenie dolegliwości bólowych [21]. 7. Zastosowanie osocza bogatopłytkowego (PRP – Plater Rich Plasma) Leczenie przy pomocy PRP należy do nowoczesnych biologicznych metod terapeutycznych obejmujących tkankę chrzęstną [22]. W przypadku choroby zwyrodnieniowej stawu kolanowego wykazano korzystny wpływ PRP zarówno na dolegliwości bólowe, jak i poprawę jakości życia. Po dostawowej iniekcji PRP nie obserwuje się wystąpienia niepożądanych reakcji organizmu w postaci bólu czy infekcji [23]. Osocze bogatopłytkowe przyczynia się do wzrostu ilości kolagenu, więc także do wzmocnienia uszkodzonych ścięgien czy więzadeł w przypadku ostrych urazów [24]. W osoczu są zawarte płytkowe czynniki wzrostu (GF) oraz biologicznie czynne białka, które w sposób naturalny wspomagają procesy regeneracji (uczestniczą we wszystkich etapach gojenia się ran) [22, 23]. Do celów terapeutycznych stosowane jest osocze, które zawiera zwiększoną liczbę płytek niż występuje obwodowo w ustroju [22, 24]. Preparat PRP, oprócz płytkowego czynnika wzrostu, zawiera również zwiększona ilość fibryny i leukocytów [24]. Preparat PRP jest powszechnie stosowany w reumatologii, ortopedii oraz medycynie sportowej [22, 23, 24]. Leczenie ma charakter autologiczny, przez co niektórzy z autorów wnioskują o jego dużym poziomie bezpieczeństwa [24]. Iniekcje nie tworzą blizn, tym samym przyspieszą proces powrotu do funkcji [25]. Płytkowy 220 Proces samoistnego gojenia więzadła pobocznego piszczelowego – rehabilitacja a medycyna regeneracyjna czynnik wzrostu może uczestniczyć w biologicznym procesie naprawy uszkodzonego więzadła [23]. Dotychczas przeprowadzono wiele badań na zwierzętach potwierdzających skuteczność PRP w przypadku uszkodzenia więzadeł stawu kolanowego (ACL, MCL) [26, 27]. Po podaniu osocza bogatopłytkowego wykazały lepsze właściwości strukturalne [26]. Przeprowadzono badania kliniczne, które miały potwierdzić skuteczność terapeutyczną koncentratu płytkowego w przypadku ostrego uszkodzenia więzadła MCL u 27-letniego sportowca. Po 18. dniach zaobserwowano całkowity brak objawów bólowych oraz trwający proces gojenia. Pacjent w tym samym czasie nie wykazywał subiektywnego odczucia niestabilności w obrębie stawu kolanowego. Efekty terapii zostały ocenione również pozytywnie po 16. miesiącach (u pacjenta nie wystąpił ponowny uraz) [28]. W tej, jak i również wielu innych publikacjach pojawia się potrzeba ujednolicenia procedur w przypadku stosowania preparatu PRP (np. stosowanego stężenia płytek) [24, 28, 29]. Kolejne badania kliniczne porównywały skuteczność osocza bogatopłytkowego oraz kwasu hialuronowego w przebiegu choroby zwyrodnieniowej stawu kolanowego. W badaniach stwierdzono, że lepsze rezultaty terapeutyczne można osiągnąć przy pomocy PRP. Dolegliwości bólowe jednak znacząco zmniejszyły się w obu grupach pacjentów poddanych rocznej kontroli [30]. 8. Zastosowanie kwasu hialuronowego (HA – Hyaluronic Acid) W fizjologicznych warunkach płyn maziowy stawu zawiera dużą ilość kwasu hialuronowego, (wzrasta jego lepkość), który ma wpływ na prawidłową amortyzację stawu. W chorobie zwyrodnieniowej stężenie HA jest zmniejszone [31]. Pozytywne skutki po iniekcji kwasu hialuronowego są zależne od zaawansowania choroby oraz wieku danego pacjenta [31]. Iniekcje HA mogą ograniczyć podawanie NLPZ [32], które mogą wywołać wiele niepożądanych skutków ubocznych [30, 32]. Preparat zawierający kwas hialuronowy zmniejsza proces zapalny [33, 34]. Badania wykazały, że HA może wspomagać stabilność kolana po operacjach artroskopowych (np. rekonstrukcji więzadeł ACL) [35]. Efekty terapeutyczne są możliwe do osiągnięcia w 4 tygodnie [35], zaś najlepsze wyniki można otrzymać po 8. tygodniach od podania preparatu w przypadku przewlekłego bólu stawu kolanowego (wywołanego np. chorobą zwyrodnieniową) [36, 37]. Dzięki HA istnieje prawdopodobieństwo opóźnienia operacji (wszczepienia endoprotezy) [37]. Zastosowanie kwasu hialuronowego w połączeniu z innymi środkami, takimi jak: fizykoterapia, rehabilitacja wpływająca na propriorecepcję daje najlepsze efekty terapeutyczne [36, 37]. Iniekcje z HA 221 Paula Musiał, Monika Michalik, Piotr Stępień, Michał Rżany mogą wywołać miejscowy ból i obrzęk [38], nie wywołują zaś ogólnoustrojowych skutków ubocznych [35, 38]. 9. Nowoczesne postępowanie fizjoterapeutyczne Ważnym elementem w postępowaniu terapeutycznym jest wykonanie podstawowych testów (w tym testu koślawienia) w celu właściwego zdiagnozowania uszkodzonej struktury [39,40]. Frommer i Masaracchio opisali przypadek 13-letniego piłkarza z urazem więzadła pobocznego piszczelowego. Oprócz wykonania podstawowych testów, zbadano poziom funkcjonalny pacjenta przy użyciu skali LEFS (Lower Extremity Functional Scale). Skala LEFS służy do oceny funkcjonalnej pacjenta, składa się z 20 elementów ocenianych 0-4. LEFS ma formę ankiety – osoba badana ocenia stopień trudności w wykonaniu danej czynności [40]. Wstępne postępowanie w tym przypadku obejmowało schłodzenie okolicy MCL, plastrowanie przyśrodkowej części rzepki. W terapii został użyty również masaż poprzeczny w celu poprawy ukrwienia i stymulacji do wytwarzania kolagenu. W późniejszym okresie pacjent powinien wykonywać ćwiczenia w łańcuchu zamkniętym, otwartym, wpływające na polepszenie propriorecepcji [40,41]. W następnej fazie można włączyć ćwiczenia specjalistyczne, w tym z zakresu treningu plyometrycznego [41]. Przeprowadzono badania, w których wykazano, że ćwiczenia plyometryczne, ćwiczenia dynamicznej stabilizacji, ekscentrycznego treningu mogą przyczynić się do zmniejszenia liczby urazów w sezonie sportowym. Tym samym zmniejszają koszty utrzymania zawodnika w drużynie [42]. IACFM (Instrument-assisted cross-fiber massage) to zmodyfikowana metoda masażu poprzecznego zaproponowanego przez Cyriax’a. W tej metodzie wykorzystuje się przyrząd wykonany ze stali nierdzewnej. Przeprowadzono badania na szczurach dotyczące terapii uszkodzonego więzadła pobocznego piszczelowego przy pomocy IACFM, w których wykazano wzrost ukrwienia okolicy MCL. Poprawa mikrokrążenia w tym miejscu może przyczynić się do odzyskania warunków fizjologicznych sprzed uszkodzenia [43]. 10. Medycyna regeneracyjna Powodem szukania przez naukowców nowych metod rehabilitacji więzadeł, były niedostateczne efekty leczenia poprzez klasyczne metody. Tak wyleczone więzadło różniło się pod względem biomechanicznym od więzadła macierzystego. Dodatkowo, dotychczasowe sposoby leczenia więzadeł nie chroniły organizmu przed zapaleniem kości i stawów, ponowną kontuzją, niestabilnością stawu, a w efekcie zwyrodnienia 222 Proces samoistnego gojenia więzadła pobocznego piszczelowego – rehabilitacja a medycyna regeneracyjna stawów. Z tego powodu poszukuje się nowatorskiego podejścia terapeutycznego dążącego do poprawy i przyśpieszenia regeneracji więzadeł. W prężnie rozwijającej się medycynie regeneracyjnej wyróżniamy dwie strategie leczenia: terapię genową i komórkową, które naukowcy próbowali zastosować w regeneracji uszkodzonych więzadeł [44, 45]. 10.1. Terapia genowa Ostatnie badania dowodzą, że płytkopochodny czynnik wzrostu (PDGF – Platelet-Derived Frowth Factor) pośredniczy w wielu procesach naprawy tkanki, wliczając w to: chemotaksje, proliferacje, indukcje macierzy pozakomórkowej i metaloproteinazy wymaganej do angiogenezy i naprawy skaleczeń. Wprowadzenie in vivo PDGF do naciętej skóry spowodowało wzrost odkładanej macierzy pozakomórkowej podczas procesu regeneracji. Opierając się na tych ustaleniach, PDGF uważane jest za cząsteczkę, która przyśpiesza i poprawia gojenie się tkanki łącznej, wliczając w to więzadła. Próbując zoptymalizować obecność specyficznych czynników wzrostu w leczeniu struktur stawów, transfer genowy zyskał uwagę naukowców ze względu na jego biologiczny potencjał w manipulacji leczenia. Naukowcy dokonali lipidowego transferu genu w gojeniu więzadła rzepki szczura, wprowadzając do komórek znajdujących się w fazie podziału gen PDGF-B. Transfer tego genu spowodował wzrost ekspresji PDGF w leczeniu więzadła po 4. tygodniach od transfekcji. Zwiększenie się poziomu PDGF przyczyniło się do promowania angiogenezy, a w późniejszym czasie do wzrostu odkładanego kolagenu w ranie. Technika ta może być potencjalnie użyteczna przy naprawie tkanek miękkich [44]. W uszkodzonym więzadle włókna kolagenu o normalnej dużej średnicy są zastępowane przez jednorodną populację małych włókien kolagenu. Głównym elementem macierzy, powodującym odporność na rozciąganie jest właśnie kolagen. Dekoryna, która jest proteoglikanem powoduje inhibicje procesu powstawania włókien kolagenu. Wprowadzenie do leczonego więzadła antysensownych oligonukleotydów – dekoryny – przyczyniło się do powstawania włókien kolagenowych o zwiększonej średnicy. Dzięki obecności takich włókien kolagenu, tkanka miała zwiększony poziom wytrzymałości. Transfekcji dokonano za pomocą japońskiego wektora liposomowego. Antysensowne (AS) oligonukleotydy (ODNs) są krótkimi odcinkami DNA, która otrzymuje się w sposób sztuczny. Tak otrzymane fragmenty DNA komplementarne są do odpowiednich odcinków mRNA genów kodujących dekorynę. AS-ODNsdekoryny powodują zahamowanie ekspresji określonych genów, poprzez komplementarne wiązanie się do kodujących je mRNA. Badania przeprowadzone w ten sposób dowodzą, że antysensowna terapia genowa 223 Paula Musiał, Monika Michalik, Piotr Stępień, Michał Rżany może obniżyć poziom dekoryny, a co za tym idzie wpłynąć korzystnie na mechaniczną wytrzymałość regenerującego się więzadła [5, 45]. 10.2. Terapia komórkowa Potencjalną drogą do zwiększenia biomechanicznych właściwości leczonego więzadła, może być zastosowanie mezenchymalnych komórek macierzystych (MSC). Metoda ta polega na autologicznej transplantacji MSC w rejon leczonego więzadła. Dzięki temu, że jest to autologiczna transplantacja, nie dochodzi do odpowiedzi immunologicznej przez organizm biorcy. Komórki uzyskuje się z hodowli szpiku kostnego. MSC są komórkami o właściwościach totipotencjalnych, to znaczy że mogą różnicować się w różne typy komórek. W przypadku zwiększania właściwości regenerowanego więzadła, cecha tych komórek powoduje, że przekształcają się one w komórki podobne do fibroblastów. Dzięki temu dochodzi do zwiększenia ilość powstającego kolagenu, a tym samym nabrania większej odporności mechanicznej przez leczone więzadło [5, 46]. 11. Podsumowanie Wzrost zainteresowania ludzi motoryzacją oraz sportami ekstremalnymi przyczynia się do uszkodzeń więzadła MCL. Więzadło poboczne piszczelowe jest jednym ze składowych części kompleksu przednioprzyśrodkowego stawu kolanowego. Zazwyczaj dochodzi do naderwania więzadła w miejscu przyczepu do kości albo w części ścięgnistej. Całkowite zerwanie jest zjawiskiem dość rzadkim dlatego potrzebne jest określenie metod terapeutycznych dla każdego indywidualnie. Do najważniejszych zadań więzadeł należą zapewnienie stabilizacji i wspomaganie wykonywania prawidłowego ruchu w stawie. Głównym celem rehabilitacji uszkodzonego więzadła jest przywrócenie kontroli nerwowo-mięśniowej oraz odzyskanie poziomu sprawności sprzed uszkodzenia. W tradycyjnym leczeniu można zastosować rehabilitację zachowawczą lub leczenie operacyjne. Warto zaznaczyć, że bardziej efektywne są wyniki leczenia po zastosowaniu zachowawczej metody ponieważ metoda operacyjna skutkuje unieruchomieniem pacjenta, co niekorzystnie wpływa na jego zdrowie. Terapia falą uderzeniową czy leczenie ultradźwiękami ma służyć zwiększeniu przepływu krwi przez leczony obszar wspomagając w ten sposób gojenie i zmniejszając ból. Dodatkowe zastosowanie kwasu hialuronowego przy stosowaniu metod fizykoterapii przyczynia się do lepszych efektów leczenia. Należy pamiętać o tym, że ani proces samoistnego gojenia się ani leczenie operacyjne w swoim końcowym efekcie nie przywróci budowy macierzystej tkanki. Klasyczne metody leczenia nie przywrócą właściwości biomechanicznych 224 Proces samoistnego gojenia więzadła pobocznego piszczelowego – rehabilitacja a medycyna regeneracyjna więzadła sprzed uszkodzenia. To jeden z głównych powodów dla którego naukowcy rozpoczęli poszukiwania nowych metody rehabilitacji więzadeł. Medycyna regeneracyjna składa się z terapii: genowej i komórkowej. Każda z zastosowanych strategii przyczynia się do wzrostu mechanicznej wytrzymałości uszkodzonych więzadeł. Terapie te mogą okazać się ważnym elementem operacyjnego leczenia więzadeł. Multidyscyplinarne badania kliniczne są przyszłością w dążeniu do pozyskania coraz lepszych wyników leczenia uszkodzonych więzadeł. Literatura: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. Bochenek A., Reicher M. Anatomia człowieka, Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Warszawa (1990) Radziyevski P. Diagnostyka i fizjoterapia funkcjonalna w uszkodzeniach kompleksu przednio- przyśrodkowego stawu kolanowego, Pedagogika, Psihologia ta Mediko Biologicni Problemi Fizicnogo Vihovanna i Sportu., (2012)4, s. 148-153 Gaździk T., Ortopedia i traumatologia tom I, PZWL, Warszawa (2008) Marciniak W., Szulc A., Dega W. Ortopedia i rehabilitacja tom I, PZWL, Warszawa (2003) Dziak A. Urazy i uszkodzenia w sporcie, Wydawnictwo Kasper, Kraków (2000) Gnat R. (red), Rehabilitacja w sporcie, Elsevier Urban&Partner, Wrocław (2011) Risberg M. A systematic review of evidence for anterior cruciate ligament rehabilitation, Physical Therapy in Sport., (2004)5, s. 125-145 Dadej M. Porównanie standardowych metod rehabilitacji u pacjentów po rekonstrukcji więzadła krzyżowego przedniego (ACL) z metodą PNF, Zeszyty naukowe WSSP., (2013)17, s. 11-24 Indolicato P.A. Isolated medial collateral ligamant injuries in the knee, Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons., (1995)3, s. 9-14 Donatelli R., Rehabilitacja w sporcie, Elsevier Urban & Partner Wydawnictwo, Wrocław (2010) Gomez M.A. The effects of increased tension on healing medial collateral ligaments, The American Journal of Sports Medicine., (1991)4, s. 347-354 Dziak A. Rehabilitation in knee cruciateligaments injuries, Medicina Sportiva., (2002)2, s.9-17 Pasierbiński A. Rehabilitacja po rekonstrukcji więzadła krzyżowego przedniego. Acta Clinica., (2002), s. 86-100 Miłowska K. Ultradźwięki – mechanizmy działania i zastosowanie w terapii sonodynamicznej,Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej,(2007)6, s. 338-349 Warden S.J. Low-intensity pulsed ultrasound accelerates and a non-steroidal anti-inflammatory drug delays knee ligament healing, The American Journal of Sports Medicine., (2006)7, s. 1094-1102 Wang Ch.J. Shock wave therapy induces neovascularization at the tendon–bone junction. A study in rabbits, Journal of Orthopaedic Research., (2003)6, s. 984-989 Thomson E. The effectiveness of extra corporeal shock wave therapy for plantar heel pain: a systematic review and meta-analysis, BMC Musculoskeletal Disorders., (2005)4, s.6-19 225 Paula Musiał, Monika Michalik, Piotr Stępień, Michał Rżany 18. Schaden W. Extracorporeal Shock Wave Therapy of nonunion or delayed osseous union, Clinical Orthopaedics and Related Research., (2001)5, s.90-94 19. Notarnicola A. The biological effects of extracorporeal shock wave therapy on tendon tissue, Muscle, Ligaments and Tendons Journal., (2012)2, s. 33-37 20. Walasik M. Efektywność zabiegów z wykorzystaniem pozaustrojowej fali uderzeniowej i pacjentów z ostrogami piętowymi, Kwartalnik Ortopedyczny., (2013)2 s.205 21. Lubkowska A. Ocena stanu funkcjonalnego pacjentów z rozpoznaniem zespołu bolesnego barku przed i po serii 3 zabiegów radialną falą uderzeniową, Journal of Health Sciences., (2014), s. 89-101 22. De La Mata J. Platelet rich plasma: a new treatment tool for the rheumatologist?, Reumatologia Clinica., (2003)9, s. 166-71 23. Gobbi A. Platelet-rich plasma treatment in symptomatic patients with knee osteoarthritis: preliminary results in a group of active patients, Sports Health: A Multidisciplinary Approach., (2012)4, s. 162-172 24. Yuan T. Augmenting tendon and ligament repair with platelet-rich plasma (PRP), Muscle, Ligaments and Tendons Journal., (2013)3, s. 139-149 25. Sánchez M. Platelet Rich Plasma and Knee Surgery, BioMed Research International., 2014 26. Yoshioka T.The effects of plasma rich in growth factors (PRGF-Endoret) on healing of medial collateralligament of the knee, Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy., (2013)8, s.34-40 27. Mastrangelo A.N. Reduced platelet concentration does not harm PRP effectiveness for ACL repair in a porcine in vivo model, Journal of Orthopaedic Research., (2011)7, s.40-43 28. Eirale C. Use of Platelet Rich Plasma in an Isolated Complete Medial Collateral Ligament Lesion in a Professional Football (Soccer) Player: A Case Report, Asian Journal of Sports Medicine., (2013)4, s. 158-162 29. Yong-Geun P. Platelet-Rich Plasma Therapy for Knee Joint Problems: Review of the Literature, Current Practice and Legal Perspectives in Korea, Knee Surgery and Related Research., (2012)2, s. 70-78 30. Raeissadat S. Knee Osteoarthritis Injection Choices: Platelet- Rich Plasma (PRP) Versus Hyaluronic Acid (A one-year randomized clinical trial),Clinical Medicine Insights: Arthritis and Musculoskeletal Disorders., (2015)8, s. 1-8 31. Vincent H. Acid (HA) Viscosupplementation on Synovial Fluid Inflammation in Knee Osteoarthritis: A Pilot Study, The Open Orthopaedics Journal., (2013)7, s. 378-384 32. Legré-Boyer V.Viscosupplementation: Techniques, indications, results, Orthopaedics & Traumatology: Surgery&Research., (2015)3, s.504-508 33. Wang F., He X. Intra-articular hyaluronic acid and corticosteroids in the treatment of knee osteoarthritis: A meta-analysis, Experimental and Therapeutic Medicine., (2015)2, s.493-500 34. Chojnacki M.Osteoartroza: etiologia, czynnik ryzyka, mechanizmy molekularne, Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej., (2014)6, s. 640-652 35. Chau J.Y. Hyaluronic acid instillation following arthroscopic anterior cruciate ligament reconstruction: a double-blinded, randomised controlled study, Journal of Orthopaedic., (2012)2, s.162-165 226 Proces samoistnego gojenia więzadła pobocznego piszczelowego – rehabilitacja a medycyna regeneracyjna 36. Bannuru R.Therapeutic trajectory following intra-articular hyaluronic acid injection in knee osteoarthritis-meta-analysis, Osteoarthritis Cartilage., (2011)6, s.611-619 37. Miller L., Blok J. 8-Week Knee Osteoarthritis Treatment Program of Hyaluronic Acid Injection, Deliberate Physical Rehabilitation, and Patient Education is Cost Effective at 2 Years Follow-up: The OsteoArthritis Centers of AmericaSM Experience, Clinical Medicine Insights: Arthritis and Musculoskeletal Disorders., (2014)7, s.49-55 38. Crawford D.Conservative management of symptomatic knee osteoarthritis: a flawed strategy, Orthopedic Reviews., (2013)5, s. 34-39 39. Ebell M. Evaluating the Patient with a Knee Injury, American Family Physician., (2005)3, s.30-34 40. Frommem Ch. The Use of Patellar Taping in the Treatment of a Patient with a Medial Collateral Ligament Sprain, North American Journal of Sports Physical Therapy., (2009)2, s.60-69 41. Dacombe P. Shelbourne's update of the O'Donoghue knee triad in a 17-yearold male Rugby player, BMJ Case Reports., (2013), s: 23-28 42. Krist M. Preventive exercises reduced injury-related costs among adult male amateur soccer players: a cluster-randomised trial, Journal of Physiotheraphy., (2013)3, s.15-23 43. Loghmani T., Warden S. Instrument-assisted cross fiber massage increases tissue perfusion and alters microvascular morphology in the vicinity of healing knee ligaments, BMC Complementary and Alternative Medicine., (2013)3, s.240 44. Nakamura N., Shino K., Natsuume T. Early biological effect of in vivo gene transfer of platelet-derived growth factor (PDGF)-B into healing patellar ligament. Gene Therapy., (1998)5, s.1165-1170 45. Nakamura N., Hart D.A., Boorman R.S. Decorin antisense gene therapy improves functional healing of early rabbit ligament scar with enhanced collagen brillogenesis in vivo, Journal of Orthopaedic Research, (2000)4, s.517-523 46. Watanabe N., Woo S.L., Papageorgiou C. Fate of donor bone marrow cells in medial collateral ligament after simulated autologus transplantation, Microscopy Research Technique., (2002)1, s.39-44 Proces samoistnego gojenia więzadła pobocznego piszczelowego – rehabilitacja a medycyna regeneracyjna Streszczenie Więzadło poboczne piszczelowe (łac. ligamentum collaterale tibiale) to jedno z więzadeł stawu kolanowego. Do uszkodzenia więzadła pobocznego piszczelowego (MCL – Middle Collateral Ligament) dochodzi najczęściej w wypadkach komunikacyjnych, podczas sportu, w główniej mierze narciarstwa, piłce nożnej oraz sportach walki. Uraz od strony bocznej przy zgiętym kolanie prowadzi najczęściej do uszkodzenia, a czasem nawet zerwania więzadła pobocznego piszczelowego. Celem tradycyjnych metod leczenia uszkodzenia MCL są: wzmocnienie mięśni, powrót nerwowo-mięśniowej kontroli, powrót stabilności oraz odzyskanie poziomu sprawności sprzed uszkodzenia. Więzadło poboczne piszczelowe może być leczone metodą zachowawczą w przypadku częściowego naderwania lub operacyjną, głównie przy rozerwaniu całkowitym więzadła. Pomimo braku schematycznego postępowania rehabilitacyjnego, do polecanych zabiegów z zakresu fizykoterapii należą m.in.: ultradźwięki, elektroterapia metodą TENS, prądy interferencyjne, fala uderzeniowa. 227 Paula Musiał, Monika Michalik, Piotr Stępień, Michał Rżany Do nowoczesnych biologicznych metod terapeutycznych zaliczamy zastosowanie osocza bogatopłytkowego – przyczyniającego się do wzrostu ilości kolagenu, więc także do wzmocnienia uszkodzonych ścięgien czy więzadeł. W osoczu są zawarte płytkowe czynniki wzrostu (GF) oraz biologicznie czynne białka, które w sposób naturalny przyspieszają regenerację. Leczenie natomiast za pomocą kwasu hialuronowego zmniejsza proces zapalny, a w połączeniu z innymi środkami, takimi jak: fizykoterapia, rehabilitacja wpływająca na propriorecepcję daje najlepsze efekty terapeutyczne. Ważna jest również indywidualnie dobrana kinezyterapia. Bierne uruchomienie oraz obciążenie więzadła korzystnie wpływają na regenerację uszkodzenia. Należy pamiętać, że zarówno proces samoistnego gojenia się, jak i leczenie operacyjnego w rezultacie nigdy nie przywróci budowy macierzystej tkanki, dlatego więc naukowcy zaczęli szukać innych metod wspierających proces gojenia. W świetle nowych badań medycyny regeneracyjnej, do której zaliczamy terapię genową i komórkową powstają nowe możliwości polepszanie jakości uszkodzonych ścięgien i więzadeł. Słowa kluczowe: rehabilitacja MCL, osocze bogatopłytkowe, medycyna regeneracyjna The process spontaneous of healing of the tibial collateral ligament – rehabilitation and regenerative medicine Abstract Tibial collateral ligament (lat. Ligamentum Tibial Collateral) is one of the knee ligaments. The tibial collateral ligament the most often injured in traffic accidents and during the sport for example skiing, football and martial arts. The most common injury from the side with the bend knee leads to damage and sometimes even desmorrhexis of the tibial collateral ligament. The aim of the traditional methods of healing MCL injury are strengthening the muscles, the return of neuromuscular control, the return of stability and recovery to condition of pre-injury. The tibial collateral ligament can be treated by a conservative in the case of a partial ligament tear or operating mainly with complete ligament tear. In spite of the lack of a schematic of rehabilitation to recommended treatments of physical therapy belong for example: ultrasound, electrotherapy using TENS, interferential currents, shock wave therapy. To modern biological treatment methods belong the use of PRP – Plater Rich Plasma – contributing to an increase in collagen so as to strengthen the damaged tendons or ligaments. The plasma contains platelet derived growth factors (GF), biologically active proteins, which naturally accelerate regeneration. Treatment while using hyaluronic acid reduces inflammation, and in connection with other measures, such as physical therapy, rehabilitation influence on proprioception gives the best therapeutic effects. Individually matched physiotherapy it is also important. Passive start-up and loading of ligament have positive influence on the regeneration of damage. Please note that both the spontaneous healing process, as well as operating as a result of treatment will never restore the native tissue building so scientists began to look for other methods to support the healing process. On the basic of a new research for regenerative medicine which include gene and cell therapy new opportunities for improving the quality of damaged tendons and ligaments can be found. Keywords: Rehabilitation MCL, platelet rich plasma, regenerative medicine 228 Michał Marciniec1,2, Andrzej Nowak1, Wojciech Kwak1, Maciej Walicki1 Przegląd nowych markerów predykcji retinopatii cukrzycowej 1. Retinopatia cukrzycowa – podstawowe informacje Retinopatia cukrzycowa (DR, ang. Diabetic Retinopathy) jest najczęstszym powikłaniem naczyniowym cukrzycy typu 1 i 2. Stanowi duży problem społeczny, gdyż jest główną przyczyną ślepoty ludzi w wieku od 20 do 70 lat [1]. Pomimo mniejszej niż inne choroby gałki ocznej (jaskra, zaćma) częstości występowania DR odpowiada za najwięcej przypadków utraty wzroku. Objawy choroby ściśle korelują z czasem jej trwania – po 10 latach od zdiagnozowania cukrzycy, DR ujawnia się u około 80% pacjentów, natomiast po 20 latach utrzymującej się okresowo hiperglikemii występuje prawie wszystkich chorych na cukrzycę typu 1 oraz u ponad 60% chorych na cukrzycę typu 2 [2, 3]. Celem pracy jest podsumowanie obecnej wiedzy na temat korelacji markerów DR z prawdopodobieństwem wystąpienia choroby, stopniem jej zaawansowania oraz odpowiedzią na leczenie. 2. Patogeneza retinopatii cukrzycowej Za bezpośrednią przyczynę DR uważa się degenerację naczyń i nerwów narządu wzroku, spowodowaną przewlekłą hiperglikemią. W następstwie tych procesów dochodzi do niedokrwienia struktur oka i uwolnienia angiogennych czynników wzrostu (np. czynnika wzrostu śródbłonka naczyń, ang. Vascular Endothelial Growth Factor – VEGF) do ciała szklistego, co skutkuje neowaskularyzacją w obrębie tarczy nerwu wzrokowego wzrokowego (ang. NVD – New Vessels on the Disc) i wzdłuż naczyń na obwodzie siatkówki (ang. NVE – New Vessels Elsewhere) [3]. Wytwarzane patologiczne naczynia są pod względem morfologicznym nietrwałe i łamliwe, a ich komórki endotelialne ulegają martwicy. Postępująca nieszczelność bariery krew-siatkówka odpowiada za pojawianie się coraz większej liczby mikrowylewów w obrębie warstw siatkówki oraz do ciała szklistego, co powoduje pogorszanie ostrości wzroku, nawet do całkowitej jego utraty [4]. 1 Studenckie Koło Naukowe Anatomii i Symulacji Medycznej, Katedra i Zakład Anatomii Prawidłowej Człowieka, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 2 autor do korespondencji, e-mail: [email protected] 229 Michał Marciniec, Andrzej Nowak, Wojciech Kwak, Maciej Walicki Cukrzycowy obrzęk plamki żółtej (DME, ang. Diabetic Macular Edema) często współistnieje z DR i może ujawnić się na każdym etapie zmian w przebiegu retinopatii. Jest spowodowany uszkodzeniem bariery krew-siatkówka z pojawieniem się płynu śródsiatkówkowego w plamce. W badaniach często pojawia się pojęcie DME określany jako „klinicznie istotny” obrzęk plamki żółtej (CSME, ang. Clinically Significant Macular Edema) [5]. Wyróżnia się 2 typy retinopatii cukrzycowej: nieproliferacyjną (NPDR, ang. Non-Proliferative Diabetic Retinopathy) oraz proliferacyjną (PDR, ang. Proliferative Diabetic Retinopathy). Zmiany w dnie oka charakterystyczne dla NPDR to: mikrotętniaki oraz krwotoki siatkówkowe, natomiast w przypadku PDR obserwuje się rozplem nowych, nietrwałych naczyń na powierzchni siatkówki, często ulegających uszkodzeniom (krwotoki, zwłóknienia, odwarstwienie siatkówki). Podział na te dwa typy jest przydatny w ocenie ciężkości zmian w przebiegu choroby [5]. 3. Obecne metody diagnostyki i leczenia Ze względu na silną korelację czasu trwania hiperglikemii z wystąpieniem DR, bardzo ważne jest, aby badanie okulistyczne zostało przeprowadzone odpowiednio wcześnie. Udowodniono, że do rozwinięcia się objawów DR potrzebny jest czas co najmniej 5 lat od początku stanu hiperglikemicznego. U pacjentów z cukrzycą typu 2 zwykle niemożliwe jest stwierdzenie, jak długo hiperglikemia utrzymywała się przed manifestacją kliniczną choroby, dlatego zaleca się wykonanie kompleksowych badań okulistycznych już w momencie postawienia diagnozy [6]. Natomiast u dzieci częściej występuje cukrzyca typu 1, w której moment wystąpienia hiperglikemii zwykle pokrywa się z czasem wystąpieniem objawów klinicznych, dlatego badanie okulistyczne może być wykonane nieco później, nie przekraczając jednak czasu 5 lat od postawienia diagnozy [7]. W przypadku stwierdzenia nieprawidłowości okulistycznych, kontrola powinna odbywać się corocznie, natomiast gdy zmiany w dnie oka nie występują – badania kontrolne zaleca się co 2 lata, ponieważ udowodniono bardzo małe prawdopodobieństwo rozwinięcia się cukrzycowych zmian w okresie do 3 lat od prawidłowego wyniku badania dna oka [6]. Do oceny stopnia zaawansowania DR obecnie stosuje się: oftalmoskopię dna oka, badanie w lampie szczelinowej oraz fotografię siatkówki. Metodami dodatkowymi są: angiografia fluoresceinowa, optyczna koherentna tomografia komputerowa siatkówki oraz badanie USG gałki ocznej [1]. Zalecenia ogólne dla pacjentów z DR, stosowane w celu prewencji lub opóźnienia progresji choroby, powinny obejmować eliminację głównych 230 Przegląd nowych markerów predykcji retinopatii cukrzycowej czynników ryzyka, czyli optymalizację glikemii, nefropatii oraz ciśnienia tętniczego. Należy unikać intensywnego wysiłku fizycznego, gdyż energiczne ćwiczenia aerobowe lub oporowe zwiększają ryzyko krwotoku do ciała szklistego lub odwarstwienia siatkówki. Ryzyka tego nie zwiększa natomiast popularnie stosowany kwas acetylosalicylowy ze wskazań kardiologicznych (prewencja choroby niedokrwiennej serca lub udaru mózgu) [2]. Regularnie stosowana insulina teoretycznie może polepszać rokowanie DR, gdyż udowodniono jej neurotroficzne działanie niezależne od normalizacji hiperglikemii [8]. Stosowaną obecne metodą leczenia inwazyjnego PDR jest fotokoagulacja siatkówki – zabieg ten zmniejsza ryzyko późniejszej utraty wzroku, nie wpływa jednak na już rozwinięte zmiany. W leczeniu obrzęku plamki stosowane jest leczenie laserowe (laser ogniskowy lub mikropulsowy) oraz leczenie farmakologiczne – przy pomocy iniekcji doszklistkowych leków o działaniu anty-VEGF (bevacizumab, ranibizumab, aflibercept). W zaawansowanych stadiach retinopatii cukrzycowej (krwotok do ciała szklistego, trakcyjne odwarstwienie siatkówki) stosowane jest leczenie chirurgiczne (zabieg witrektomii). 4. Markery retinopatii cukrzycowej 4.1. Markery „tradycyjne” Ze względu na bardzo poważne skutki DR w postaci utraty wzroku, zdefiniowano czynniki, dzięki którym możliwe jest oszacowanie prawdopodobieństwa wystąpienia DR w przebiegu cukrzycy. Za tradycyjne markery uważa się przede wszystkim: czas trwania cukrzycy oraz wynikający z niego zawyżony poziom hemoglobiny glikowanej HbA1C. Wiele badań, w tym największe z 2012 r. (prawie 20 tys. pacjentów), potwierdza, że ryzyko wystąpienia retinopatii u chorych z poziomem HbA1C określanym na 6,5 – 6,9% jest 2,35 razy większe w porównaniu do niższego przedziału 5,0 – 5,4% [9]. Poszukiwanie nowych markerów rozwoju DR jest jednak niezbędne, gdyż czas trwania cukrzycy i pomiar stężenia HbA1C nie wyjaśniają w pełni ryzyka zachorowania na retinopatię cukrzycową [10]. 4.2. Nowe markery predykcji DR Przeprowadzono wiele badań w poszukiwaniu markerów rozwoju retinopatii cukrzycowej, zarówno systemowych (zmiany osoczowych stężeń lipidów, apolipoprotein, białka CRP, homocysteiny) jak również ograniczonych do narządu wzroku (zmiany w naczyniach i nerwach 231 Michał Marciniec, Andrzej Nowak, Wojciech Kwak, Maciej Walicki siatkówki oraz stężeń czynników wzrostu) [11]. Poniżej przedstawiono charakterystykę najbardziej obiecujących markerów predykcji DR. 4.2.1. Pomiar osoczowych stężeń lipidów i apolipoprotein Silna zależność wpływu zaburzeń stężeń apolipoprotein i występowania DR została udowodniona w wielu badaniach dzięki analizie stężeń poszczególnych frakcji cholesterolu oraz apolipoprotein. Jedno z większych badań z 2014 r. przeprowadzone na ponad 2,5-tysięcznej grupie pacjentów, wykazało pozytywną korelację osoczowych poziomów triglicerydów oraz negatywną korelację poziomu HDL (ze względu na to, że frakcja HDL ma odmienny, korzystny wpływ na tkanki ustroju) na występowanie cukrzycowych powikłań w postaci mikroangiopatii, do których zalicza się retinopatię i nefropatię [12]. Udział nieprawidłowości stężeń frakcji cholesterolu jako markera DR pośrednio potwierdza również fakt zwolnienia tempa progresji retinopatii w czasie stosowania leków normalizujących poziomy LDL i HDL – fenofibratu oraz statyn [13]. Mniejsze badania uwzględniające tylko retinopatię cukrzycową potwierdzają wcześniejsze obserwacje, jak również wskazują na istotną rolę samych apolipotrotein. Wskaźnikiem o największej użyteczności okazał się stosunek ApoB do ApoAI [14, 15]. Udowodniono także silny związek zaburzeń lipidowych z występowaniem CSME [16]. Tabela 1. Markery związane z profilem lipidowym osocza. N = wielkość próby badawczej. OR/1SD = odds ratio per standard deviation, parametr wskazujący ile razy częściej w porównaniu do próby kontrolnej dochodziło do rozwoju retinopatii wraz ze zwiększaniem przedziałów stężeń markerów w osoczu. TC = total cholesterol, osoczowe stężenie cholesterolu N 2 535 500 224 Marker triglicerydy HDL TC LDL nie-HDL HDL ApoAI ApoB ApoB:ApoAI OR/1SD 1,16 0,92 1,54 1,49 1,63 0,39 0,76 1,31 1,48 232 Badanie F. Sacks, 2014 [12] R. Benarous, 2011 [16] M. Sasongko, 2011 [14] Przegląd nowych markerów predykcji retinopatii cukrzycowej Głównym problemem markerów lipidowych okazała się zbyt mała swoistość przy stosunkowo dużej czułości, lub odwrotnie – duża swoistość przy nieużytecznej klinicznie czułości. Dlatego właśnie, w celu utrzymania obu wskaźników na istotnym statystycznie poziomie, w przypadku niektórych markerów zdecydowano się na ich łączną interpretację. Na przykład połączenie pojedynczych markerów: osoczowego stężenia ApoAI i krętości naczyń siatkówki (przedstawiona w dalszej części artykułu), spowodowało istotny wzrost wskaźnika swoistości z 47 do 72% przy zachowanej wysokiej czułości w granicach 78% [10]. 4.2.2. Markery oparte na ocenie naczyń Markery naczyniowe DR obejmują wykazanie niewłaściwego przebiegu naczyń dna oka oraz inne metody oceny stanu ukrwienia narządu wzroku, takie jak działanie substancji naczyniorozkurczających czy nawet błysków światła. Dopplerowskie badanie zmian przepływu krwi w naczyniach włosowatych skóry po zastosowaniu przezskórnej jonoforezy dwóch związków, nitroprusydku sodu (SNP) oraz acetylocholiny (Ach), wykazało znaczną korelację osłabionej reakcji naczyń na obydwie substancje z późniejszym wystąpieniem DR. Podobnie jak w przypadku pomiaru stężeń lipoprotein i krętości naczyń siatkówki, również w tym przypadku najkorzystniejsze efekty uzyskano przez połączenie obu wskaźników, z rezultatem prawie 4-krotnie większej zachorowalności na DR w porównaniu do grupy kontrolnej [17]. Tabela 2. Skuteczność markerów opartych na ocenie naczyń w predykcji DR. OR = odds ratio, parametr określający ile razy częściej w grupie badanej dochodziło do rozwoju DR lub CSME przy dodatnim wyniku oznaczenie markera w porównaniu do grupy kontrolnej. HR = hazard ratio, parametr określający jak często w grupie badawczej obserwowano rozwój retinopatii. KPNS = kręty przebieg naczyń siatkówki. ZRR = zaburzenie reakcji rozkurczu naczyń na błysk światła. OMT = obecność mikrotętniaków na fotografii dna oka N 224 Marker SNP Ach SNP+Ach 327 KPNS 224 ZRR 2073 OMT cukrzyca typu 1 OMT cukrzyca typu 2 Wynik oznaczania OR = 2,33 OR = 2,20 OR = 3,86 OR = 1,53 (postać łagodna) OR = 1,67 (umiarkowana) OR = 19,7 (tętniczki) OR = 8,14 (żyłki) HR progresji = 1,08 HR regresji = 0,79 HR progresji = 1,07 HR regresji = 0,85 233 Badanie T. Nguyen, 2011 [17] M. Sasongko 2011 [18] T. Nguyen, 2009 [19] A. Sjølie, 2011 [22] Michał Marciniec, Andrzej Nowak, Wojciech Kwak, Maciej Walicki Ocena naczyń siatkówki na podstawie fotografii dna oka może dotyczyć pomiaru ich krętości. W celu nadania wartości statystycznej pojęciu „krętości”, cechę tę oceniano w zmodyfikowanej skali AHC (Airlie House Classification). Związek NPDR z wzrostem krętości udowodniono w przypadkach postaci łagodnej i umiarkowanej DR, nie udało się natomiast wykazać takiego związku dla najbardziej zaawansowanych postaci retinopatii [18]. Dużą pomysłowością wykazali się naukowcy badający reakcję śródbłonka naczyń siatkówki na błyski światła, która w warunkach fizjologicznych powinna obejmować rozkurcz naczynia w wyniku zwiększonej produkcji naczynio-rozkurczającego związku, tlenku azotu [19]. Zaburzenie tego mechanizmu w przebiegu retinopatii cukrzycowej może być bardzo czułym markerem odznaczającym się najwyższą skutecznością spośród wszystkich metod predykcji DR opartych na ocenie naczyń siatkówki. Ogólnie można również stwierdzić, że w przebiegu cukrzycy zmniejszenie średnicy tętniczek siatkówki jest charakterystyczne dla starszego wieku, natomiast w młodszym wieku częściej dochodzi do poszerzenia żyłek [20]. W przypadku cukrzycy typu 1 poszerzenie żyłek siatkówki świadczy o możliwości progresji retinopatii ze stopnia łagodnego do umiarkowanego lub ciężkiego [11]. Ostatnim prezentowanym czynnikiem predykcyjnym DR odnoszącym się do fotografii dna są zaburzenia morfologiczne naczyń siatkówki w postaci mikrotętniaków. Za wartość progową uznano występowanie dwu lub więcej nieprawidłowych formacji naczyniowych – przy takim założeniu udało się z 70,2-procentową skutecznością ocenić ryzyko wystąpienia ciężkiej postaci CSME [21]. Dokonano także oceny ryzyka progresji już rozwiniętej retinopatii na podstawie obecności mikrotętniaków, otrzymując zgodne wyniki dodatniej korelacji z progresją choroby i ujemnej korelacji w przypadku regresji [22]. 4.2.3. Zaburzona homeostaza czynników wzrostu Czynnik wzrostu nerwów (NGF, ang. Nerve Growth Factor) jest syntetyzowany i wydzielany w postaci pro-NGF, a następnie enzymatycznie przekształcany z pierwotnej postaci w dojrzałą cząsteczkę NGF przez enzym furynę (wewnątrzkomórkowo) oraz metaloproteinazy macierzy pozakomórkowej (zewnątrzkomórkowo) [3]. Hipoteza o zaburzonych stężeniach pro-NGF i NGF stała się podstawą do przeprowadzenia badań, których przykłady przedstawia Tabela 3. Wykazano istotne różnice stężeń obu markerów, zarówno w ciele szklistym oka jak również w surowicy krwi, co stwarza możliwości zastosowania oceny stężeń 234 Przegląd nowych markerów predykcji retinopatii cukrzycowej powyższych czynników wzrostu we wczesnym wykrywaniu DR. Cukrzyca jest przyczyną akumulacji pro-NGF, a wzrastające stężenie pro-NGF, przez aktywację receptora TrkA, dodatnio koreluje z progresją retinopatii [4]. Niestety, wielkość grup badawczych jest zbyt mała, żeby uznać te badania za wiarygodne, dlatego badania na większych grupach pacjentów wydają się być niezbędne. Tabela 3. Pomiar stężeń czynników wzrostu. PCS = płyn ciała szklistego oka. SUR = surowica krwi N 20 13 Marker proNGF proNGF NGF NGF proNGF NGF Materiał PCS SUR PCS SUR PCS PCS Zmiana stężenia 40-krotny wzrost 3,6-krotny wzrost 44% spadek 64% spadek 5-krotny wzrost 65% spadek Badanie B. Mysona, 2014 [4] T. Ali, 2011 [23] Kolejnych argumentów przemawiających za rolą pro-NGF w predykcji retinopatii cukrzycowej dostarczają badania prowadzone w warunkach in vitro. Angiogenną odpowiedź próbki cieczy wodnistej oka u pacjentów z PDR badano w komórkach śródbłonka ludzkiej siatkówki, w obecności lub przy braku przeciwciała anty-pro-NGF. Do hodowli komórkowych dostarczono czynnik pro-NGF oraz inhibitory receptorów TrkA i p75NTR. Otrzymano proliferację i migrację komórek układających się w strukturę tuneli (niekorzystne zjawisko obserwowane w przypadkach PDR). Efekt ten został znacząco zredukowany przez przeciwciała anty-pro-NGF. Na tej podstawie wyciągnięto wniosek, że proNGF spowodował fosforylację jedynie receptora TrkA nie zmieniając przy tym ekspresji receptora p75NTR. Inhibitory TrkA znacząco redukowały proliferację powodowaną przez proNGF. Przeciwciała anty-pro-NGF mogą być skuteczną metodą leczenia, a ocena stężenia pro-NGF – markerem DR [3]. 5. Podsumowanie Obecnie nie znamy skutecznych metod przyczynowego leczenia retinopatii cukrzycowej. Pilna potrzeba wprowadzenia do użytku klinicznego markerów DR wynika z możliwości lepszej profilaktyki zmian chorobowych, gdy nie są one jeszcze rozwinięte. Dodatkowo wczesne wykrycie stanów prowadzących do DR pozwoli na trafniejszy dobór terapii laserowej i farmakologicznej. Najbardziej czułe i swoiste wyniki badań uzyskiwano w przypadku łączenia dwóch lub więcej metod, dlatego przyszłe badania powinny obejmować łączną ocenę kilku markerów oraz uwzględniać większe grupy badawcze. 235 Michał Marciniec, Andrzej Nowak, Wojciech Kwak, Maciej Walicki Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. Pauk-Domańska M., Walasik-Szemplińska D. Obrazowanie naczyń pozagałkowych w retinopatii cukrzycowej metodą ultrasonografii dopplerowskiej w kolorze, Journal of Ultrasonography, 14 (2014), s. 28-35 American Diabetes Association Standards of medical care in diabetes – 2014, Diabetes care, 37 (2014), s. 14-80 Elshaer S. L., Abdelsaid M. A., Al-Azayzih A., Kumar P., Matragoon S., Nussbaum J. J., El-Remessy A. B. Pronerve growth factor induces angiogenesis via activation of TrkA: possible role in proliferative diabetic retinopathy, Journal of diabetes research, ID 432659 (2013), http://dx.doi.org/10.1155/2013/432659 Mysona B. A., Matragoon S., Stephens M., Mohamed I. N., Farooq A., Bartasis M. L., Fouda A. Y., Shanab A. Y., Espinosa-Heidmann D. G., El-Remessy A. B. Imbalance of the Nerve Growth Factor and Its Precursor as a Potential Biomarker for Diabetic Retinopathy, BioMed Research International, ID 571456 (2014), http://www.hindawi.com/journals/bmri/aa/571456 Chang Y. C., Wu W. C. Dyslipidemia and diabetic retinopathy, The review of diabetic studies, 10 (2013), s. 121-132 Agardh E., Tababat-Khani P. Adopting 3-year screening intervals for sightthreatening retinal vascular lesions in type 2 diabetic subjects without retinopathy, Diabetes Care, 34 (2011), s. 1318-1319 Hooper P., Boucher M. C., Cruess A., Dawson K. G., Delpero W., Greve M., Kozousek V., Lam W. C., Maberley D.A. Canadian Ophthalmological Society evidence-based clinical practice guidelines for the management of diabetic retinopathy, Canadian Journal of Ophthalmology, 47 (2012), s. 91-6 Whitmire W., Al-Gayyar M. M., Abdelsaid M., Yousufzai B. K., El-Remessy A. B. Alteration of growth factors and neuronal death in diabetic retinopathy: what we have learned so far, Molecular vision, 17 (2011), s. 300-308 Tsugawa Y., Takahashi O., Meigs J. B., Davis R. B., Imamura F., Fukui T., Taylor W. C., Wee C. C. New diabetes diagnostic threshold of hemoglobin A1c and the 3-year incidence of retinopathy, Diabetes. 61 (2012), s. 3280-3284 Sasongko M. B., Wong T. Y., Nguyen T. T., Shaw J. E., Jenkins A. J., Wang Novel versus traditional risk markers for diabetic retinopathy, Diabetologia J. J., 55 (2012), s. 666-670 Ding J., Ikram M. K., Cheung C. Y., Wong T. Y. Retinal vascular calibre as a predictor of incidence and progression of diabetic retinopathy, Clinical and Experimental Optometry, 95 (2012), s. 290-296 Sacks F. M., Hermans M. P., Fioretto P. i wsp. Association Between Plasma Triglycerides and High-Density Lipoprotein Cholesterol and Microvascular Kidney Disease and Retinopathy in Type 2 Diabetes Mellitus A Global Case– Control Study in 13 Countries, Circulation, 129 (2014), s. 999-1008 Wong T. Y., Simó R., Mitchell P. Fenofibrate – a potential systemic treatment for diabetic retinopathy? American journal of ophthalmology, 154 (2012), s. 6-12 Sasongko M. B, Wong T. Y., Nguyen T. T., Kawasaki R., Jenkins A., Shaw J., Wang J. J. Serum apolipoprotein AI and B are stronger biomarkers of diabetic retinopathy than traditional lipids, Diabetes Care, 34 (2011), s. 474-479 Hu A., Luo Y., Li T., Guo X., Ding X., Zhu X., Wang X., Tang S. Low serum apolipoprotein A1/B ratio is associated with proliferative diabetic retinopathy 236 Przegląd nowych markerów predykcji retinopatii cukrzycowej 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. in type 2 diabetes, Graefe's Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology, 250 (2012), s. 957-962 Benarous R., Sasongko M. B., Quershi S., Fenwick E., Dirani M., Wong T. Y., Lamoureux E. L. Differential association of serum lipids with diabetic retinopathy and diabetic macular edema, Investigative ophthalmology and visual science, 52 (2011), s. 7464-7469 Nguyen T. T., Shaw J. E., Robinson C., Kawasaki R., Wang J. J., Kreis A., Wong T. Y. Diabetic retinopathy is related to both endothelium-dependent and-independent responses of skin microvascular flow, Diabetes Care, 34 (2011), s. 1389-1393. Sasongko M. B., Wong T. Y., Nguyen T. T., Cheung C. Y., Shaw J. E., Wang J. J. Retinal vascular tortuosity in persons with diabetes and diabetic retinopathy, Diabetologia, 54 (2011), s. 2409-2416 Nguyen T. T., Kawasaki R., Wang J. J., Kreis A. J., Shaw J., Vilser W., Wong T. Y. Flicker light–induced retinal vasodilation in diabetes and diabetic retinopathy, Diabetes care, 32 (2009), s. 2075-2080 Sun C., Wang J. J., Mackey D. A., Wong T. Y. Retinal vascular caliber: systemic, environmental, and genetic associations, Survey of ophthalmology, 54 (2009), s.74-95 Haritoglou C., Kernt M., Neubauer A., Gerss J., Oliveira C. M., Kampik A., M. Ulbig Microaneurysm formation rate as a predictive marker for progression to clinically significant macular edema in nonproliferative diabetic retinopathy, Retina, 34 (2014), s. 157-164 Sjølie A. K., Klein R., Porta M., Orchard T., Fuller J., Parving H. H., Bilous R., Aldington S., Chaturvedi N.Retinal microaneurysm count predicts progression and regression of diabetic retinopathy. Post‐hoc results from the DIRECT Programme, Diabetic Medicine, 28 (2011), s. 345-351 Ali T. K., Al-Gayyar M. M. H., Matragoon S., Pillai B. A., Abdelsaid M. A., Nussbaum J. J., El-Remessy A. B. Diabetes-induced peroxynitrite impairs the balance of pro-nerve growth factor and nerve growth factor, and causes neurovascular injury, Diabetologia, 54 (2011), s. 657-668 Przegląd nowych markerów predykcji retinopatii cukrzycowej Streszczenie Retinopatia cukrzycowa (DR, ang. Diabetic Retinopathy) jest główną przyczyną ślepoty ludzi w wieku od 20 do 70 lat. Znajduje się w grupie najczęstszych powikłań naczyniowych, zarówno cukrzycy typu 1 jak i 2, a jej objawy ściśle korelują z czasem trwania choroby. Po 20 latach utrzymującej się okresowo hiperglikemii, DR występuje u prawie wszystkich chorych na cukrzycę typu 1 oraz u ponad połowy chorych na cukrzycę typu 2. Za bezpośrednią przyczynę retinopatii uważa się degenerację naczyń i nerwów narządu wzroku, spowodowaną przewlekłą hiperglikemią. Przeprowadzono wiele badań nad czynnikami umożliwiającymi oszacowanie prawdopodobieństwa wystąpienia DR w przebiegu cukrzycy. Za „tradycyjne” markery uważa się przede wszystkim czas trwania cukrzycy oraz wynikający z niego zawyżony poziom hemoglobiny glikowanej HbA1C. Zwiększenie osoczowgo stężenia HbA1C z 5,0 – 5,4% do 6,5 – 6,9% powoduje 2,35-krotny wzrost częstości występowania DR. Zdefiniowanie nowych markerów retinopatii jest niezbędne, ponieważ markery „tradycyjne” nie wyjaśniają w pełni ryzyka zachorowania na DR. Czynnikami poprzedzającymi rozwój retinopatii o potwierdzonej doświadczalnie 237 Michał Marciniec, Andrzej Nowak, Wojciech Kwak, Maciej Walicki wartości predykcyjnej są makrery osoczowe (zmiany stężeń frakcji HDL, LDL, cholesterolu całkowitego, lipoprotein ApoAI i ApoB), markery definiowane na podstawie fotografii dna oka (kręty przebieg naczyń siatkówki, zaburzenie reakcji rozkurczu naczyń na błysk światła i obecność mikrotętniaków) oraz pozostałe markery, niezaliczane do poprzednich grup (reakcja naczyń na jonoforezę nitroprusydku sodu i acetylocholiny, pomiar stężeń czynników wzrostu NGF i pro-NGF). Pilna potrzeba wprowadzenia do użytku klinicznego markerów retinopatii cukrzycowej wynika z możliwości wykrycia i profilaktyki zmian chorobowych na etapie, w którym nie stanowią jeszcze zagrożenia utratą wzroku. Z przedstawionych nowych markerów retinopatii największą wartość mają markery nieinwazyjne (np. ocena naczyń siatkówki), ze względu na możliwość zastosowania ich jako badań przesiewowych. Słowa kluczowe: retinopatia cukrzycowa, obrzęk plamki żółtej, HbA1C, HDL, NGF Review of new predictive markers for diabetic retinopathy Abstract Diabetic retinopathy (DR) is the leading cause of blindness in the population of people aged 20 to 70 years. DR belongs to the group of the most common vascular complications of diabetes, both type 1 and 2, and its symptoms strongly correlate with disease duration. After 20 years of persistent hyperglycemia, DR occurs in almost all patients with type 1 diabetes, and more than half of patients with type 2. The direct cause is considered to degeneration of the vessels and nerves of the eye, due to chronic hyperglycemia. There are two factors called "traditional markers” of the occurrence of DR: duration of diabetes and the level of glycosylated hemoglobin HbA1C. Increasing the HbA1C level from 5.0 - 5.4% to 6.5 - 6.9% causes a 2.35-fold increase in the incidence of DR. It is necessary to define new factors of the occurrence of retinopathy, because "traditional markers” do not fully explain the risk of DR. There are three groups of factors with experimentally confirmed predictive value: plasma markers (changes in the concentrations of HDL, LDL, total cholesterol, ApoAI and ApoB lipoproteins), markers defined by photographs of the eye fundus (retinal vascular tortuosity, abnormal blood vessels response to a flash of light and the presence of microaneurysms) and other markers (vessels reaction for iontophoresis of sodium nitroprusside and acetylcholine concentration, level of the growth factors: NGF and of proNGF). An urgent need to find markers of diabetic retinopathy is very important, because of the possibility of detection and prevention of lesions at a stage in which there are no risk of vision loss. The greatest value of non-invasive markers (eg. evaluation of retinal blood vessels) is the possibility of their use as screening tests. Keywords: diabetic retinopathy, macular edema, HbA1C, HDL, NGF 238 Agnieszka Morel1, Joanna Saluk2,3 Receptory GPR17 jako markery demielinizacji chorób neurodegeneracyjnych 1. Wstęp Głównym celem terapeutycznym w leczeniu chorób demielinizacyjnych ośrodkowego układu nerwowego (OUN), takich jak stwardnienie rozsiane (SR), jest odbudowa utraconej osłonki mielinowej. Modulatorem mielinizacji OUN jest metabotropowy receptor sprzężony z trójpodjednostkowym białkiem G – GPR17. Jest to receptor filogenetycznie związany ściśle z receptorami purynergicznymi z grupy P2Y oraz z receptorami dla leukotrienów cysteinylowych (CysLT1 i CysLT2). Receptory GPR17 są uważane za czujniki lokalnych uszkodzeń osłonek mielinowych, które odgrywają jednocześnie istotną rolę w przebudowie i naprawie plak demielinizacyjnych powstałych na skutek toczących się procesów zapalnych. Receptory GPR17 obecne są w neuronach oraz komórkach progenitorowych oligodendrocytów. W warunkach fizjologicznych odpowiadają za ich różnicowanie oraz dojrzewanie, natomiast w uszkodzonych komórkach nerwowych wzrasta ich ekspresja, przez co pełnią rolę mediatorów procesów demielinizacyjnych. Receptory GPR17 nazywa się zegarami biologicznymi mielinizacji, gdyż odgrywają istotną rolę zarówno w procesach indukowania uszkodzeń i śmierci neuronów wewnątrz ognisk zapalnych, jak również w naprawie miejscowych uszkodzeń osłonek mielinowych aksonów w mózgu. Dzięki tym właściwościom receptory GRP17 uznane zostały za główny cel tworzenia innowacyjnych terapii leczenia SR i innych chorób neurodegeneracyjnych, polegających na przyspieszaniu procesów remielinizacji. 1 [email protected], Katedra Biochemii Ogólnej, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Łódzki, www.biol.uni.lodz.pl 2 [email protected], Katedra Biochemii Ogólnej, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Łódzki, www.biol.uni.lodz.pl 3 [email protected], Zakład Toksykologii Akademii Medycznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem analityki Medycznej, Uniwersytet Wrocławski, www.farmacja.umed.wroc.pl 239 Agnieszka Morel, Joanna Saluk 2. Choroby neurodegeneracyjne Główną przyczyną chorób neurodegeneracyjnych ośrodkowego układu nerwowego jest stopniowa, postępująca utrata komórek nerwowych. Do najczęstszych chorób neurodegeneracyjnych zalicza się stwardnienie rozsiane, chorobę Alzheimer’a oraz chorobę Parkinson’a. Z powodu ciągle rosnącej liczby pacjentów, choroby te od dawna stanowią istotny problem zdrowia publicznego [1]. Uważa się, że czynnikami ryzyka większości chorób neurodegeneracyjnych są przede wszystkim polimorfizmy genetyczne. Jednak za wysoce prawdopodobne uznaje się także oddziaływanie czynników środowiskowych. Wśród nich największe znaczenie w inicjacji procesów neurodegeneracyjnych OUN przypisuje się infekcjom wirusowym [2]. Stwardnienie rozsiane to neurodegeneracyjna choroba OUN charakteryzująca się demielinizacją włókien istoty białej na skutek rozpadu otoczki mielinowej [1]. W ostatnich latach zaczyna przeważać pogląd, że w etiologii SR większą rolę odgrywają czynniki środowiskowe aniżeli czynniki genetyczne, podobnie jak ma to miejsce w innych chorobach zapalnych, czy autoimmunologicznych. Do najbardziej prawdopodobnych mechanizmów immunologicznych uczestniczących w patogenezie SR zalicza się mimikrę molekularną oraz efekt sąsiedztwa (bystander activation). Mimikra molekularna jest zjawiskiem polegającym na aktywacji limfocytów T do odpowiedzi skierowanej przeciwko własnym antygenom, przez podobne do nich pod względem sekwencji bądź struktury produkty pochodzące z patogenów. Bystander activation jest to rozprzestrzenianie się procesu zapalnego na sąsiadujące, zdrowe tkanki na skutek aktywacji krążących w organizmie autoreaktywnych limfocytów T. Wiążą się one stabilnie z komórkami śródbłonka i przenikają do OUN, gdzie ulegają klonalnej ekspansji, która zwiększa liczbę reaktywnych komórek T i ukierunkowuje różnicowanie się komórek efektorowych (typu Th1 lub Th2). W OUN komórki mikrogleju, komórki dendrytyczne, monocyty oraz makrofagi reaktywują wcześniej już aktywowane limfocyty T. W momencie infiltracji reaktywowanych limfocytów T przez barierę krew mózg (BBB, ang, blood brain barier) do OUN dochodzi do powstawania ognisk demielinizacji i uszkodzeń aksonalnych za sprawą mediatorów prozapalnych w tym cytokin, chemokin, reaktywnych form tlenu i azotu wydzielanych przez aktywne limfocyty T [3]. Cechą charakterystyczną SR jest obecność plak demielinizacyjnych powstałych na skutek defektów otoczki mielinowej aksonów, związanych 240 Receptory GPR17 jako markery demielinizacji chorób neurodegeneracyjnych z toczącym się procesem zapalnym i towarzyszącymi reakcjami immunologicznymi [4]. Ze względu na dynamikę zmian chorobowych wyróżnia się kilka rodzajów plak: aktywne przewlekle, aktywne ostre oraz nieaktywne. W plakach aktywnych obserwuje się wyraźnie zaznaczone skutki toczącego się procesu zapalno-demielinizacyjnego, aktywację mikrogleju oraz cechy aktywnego uszkodzenia osłonek mielinowych. Wyróżnić w nich można obszar brzeżny, charakteryzujący się skupiskami reaktywnych limfocytów T, makrofagów, komórek plazmatycznych i aktywnym procesem niszczenia osłonek mielinowych oraz ubogo-komórkowy rejon centralny, który w przeciwieństwie do rejonu brzeżnego, pozbawiony jest cech aktywnych zmian zapalnych, lecz wyróżnia się znacznie nasiloną astrogliozą [4, 5]. Procesy zachodzące w przebiegu SR takie jak: demielinizacja, utrata oligodendrocytów, astroglioza, remielinizacja, wzrost przepuszczalności BBB, uszkodzenia oksydacyjne, zaburzają procesy neuroprzekaźnictwa, co z kolei nieodwracalnie prowadzi do postępującej niepełnosprawności i w efekcie do trwałego inwalidztwa chorych [6]. Pomimo dobrze poznanych procesów niszczenia otoczki mielinowej, mechanizm przemiany zdrowej istoty białej w całkowicie zdemielinizowane ogniska nie został w pełni wyjaśniony [1]. Całkowite poznanie uwarunkowań tego mechanizmu być może pozwoliłoby na zrewolucjonizowanie leczenia chorób neurodegeneracyjnych, w tym SR. Obiecującym narzędziem wydają się być intensywnie ostatnio badane receptory GPR17. 3. Charakterystyka receptorów GPR17 W 1996 roku receptory GPR17 zostały sklonowane jako sekwencje R12, podczas próby zidentyfikowania nowych rodopsynopodobnych receptorów dla chemokin przekazujących sygnał przez białka G (GPCR, ang. G protein-coupled receptors). Od 2001 roku zaczęły pojawiać się wzmianki w literaturze opisujące GRP17 jako receptor sierocy o nieznanym ligandzie. W 2006 roku po praz pierwszy dokonano jego charakterystyki (Tabela 1) [7]. GRP17 to metabotropowe receptory GPCR, które są strukturalnie związane z receptorami nukleotydowymi P2Y oraz receptorami leukotrienów cysteinylowych (CysLT1/CysLT2). U ludzi gen dla GPR17 zlokalizowany jest na chromosomie 2q21. Gen gpr17 zawiera 3 eksony oraz dwie otwarte ramki odczytu. W wyniku alternatywnego splicingu powstają 2 izoformy białek: pochodząca ze splicingu drugiego eksonu – izoforma krótka zawierająca 339 reszt aminokwasowych oraz izoforma długa – zawierająca 3 eksony i składająca się z 367 reszt aminokwasowych. 241 Agnieszka Morel, Joanna Saluk Izoforma długa posiada dłuższy koniec aminowy o 28 reszt aminokwasowych [7,8,9]. Ludzki receptor hGPR17 wykazuje wysoką, bo aż 89% homologię sekwencji nukleotydowych z receptorem szczurzym rGPR17 [7]. Wszystkie receptory GPCR charakteryzują się obecnością 7 domen transbłonowych (TM1-7), 3 zewnątrzkomórkowych (EL1-3) oraz 3 wewnątrzkomórkowych (IL1-3) pętli łączących domeny transbłonowe oraz helisy (H8) o charakterze amfipatycznym. Helisa jest elementem łączącym domenę TM7 z C-końcem białka. Koniec aminowy występuje na zewnątrz komórki zaś koniec karboksylowy – po stronie cytoplazmatycznej. Receptory GPCR przekazują sygnał do wnętrza komórki za pomocą białek G [10]. Na podstawie badań stymulacji dynamiki molekularnej in silico wykazano, że wiązanie nukleotydów do receptora GPR17 następuje dokładnie w tych samych miejscach, co w przypadku innych receptorów P2Y [11]. Natomiast sposoby wiązania agonistów czy też antagonistów są podobne, ale nie takie same [8]. Receptory GPR17, podobnie jak wszystkie metabotropowe receptory GPCR, odpowiadają na uracylowe pochodne nukleotydów: UDP, UDPglukozę i UDP-galaktozę oraz na leukotrieny cysteinylowe: LTD4, LTC4, LTE4. Uważa się, że receptory GPR17 mogą działać w sposób związany, jak i niezwiązany z ligandem, w zależności od danego systemu komórkowego i warunków patofizjologicznych [7, 8, 10, 12]. Badania dotyczące wpływu antagonistów na receptory GPR17 dowiodły, że są one wrażliwe na działanie typowych inhibitorów receptorów P2Y12 i P2Y13 [10]. Intensywnie prowadzone badania ostatnich lat wykazały obecność receptorów GRP17 w nerkach, sercu oraz układzie nerwowym, w tym w korze czołowej, prążkowiu, pniu mózgu oraz rdzeniu przedłużonym [7]. W układzie nerwowym zarówno w warunkach fizjologicznych, jak i patologicznych receptory GRP17 uczestniczą w sygnalizacji nukleotydowej i odpowiedzialne są za regulację wielu procesów biologicznych w komórkach astrocytów, oligodendrocytów, neuronów i podczas aktywacji komórek mikrogleju. Zaburzenia związane z sygnalizacją nukleotydową mają związek z wieloma chorobami człowieka, takimi jak ostre stany niedokrwienia/niedotlenienia, mechaniczne/traumatyczne urazy mózgu i rdzenia kręgowego, a także przewlekłe schorzenia układu nerwowego (stwardnienie rozsiane, choroba Alzheimer’a, choroba Parkinson’a. Podczas urazu mózgu dochodzi do lokalnej odpowiedzi naprawczej i głębokiej przebudowy (remodelingu) mającej na celu odtworzenie najważniejszych funkcji tkanki nerwowej. Proces ten wymaga współdziałania i sygnalizacji pomiędzy uszkodzonymi neuronami, które uwalniają sygnały ostrzegawcze, a odpowiadającymi na nie komórkami glejowymi. 242 Receptory GPR17 jako markery demielinizacji chorób neurodegeneracyjnych Komórki mikrogleju (monocyty) wędrują do uszkodzonych miejsc wydzielając mediatory zapalne: chemokiny, cytokiny, metabolity kwasu arachidonowego oraz aktywują system sygnalizacji purynergicznej. Dzięki temu przyczyniają się do czyszczenia miejsca uszkodzenia i uwalniania związków stymulujących procesy neurodegeneracyjne. W wyniku aktywacji szlaków sygnalizacji purynergicznej astrocyty ulegają aktywacji zależnej od receptorów P2Y [8, 13]. Na skutek uszkodzenia komórki progenitorowe oligodendrocytów proliferują oraz różnicują się w dojrzałe komórki oligodendrocytów, przeprowadzające procesy remielinizacji, przywracające ponowną komunikację między neuronami [14, 15]. W miejscach uszkodzenia tkanki OUN obserwuje się wczesny, do 24 godzin, wzrost poziomu receptora GPR17 w neuronach naznaczonych markerami stresu oraz istotny wzrost umieralności neuronów GPR17pozytywnych oraz oligodendrocytów [16, 17]. Doświadczenia przeprowadzone na gryzoniach dowiodły, że zahamowanie GPR17 poprzez antagonistów receptorów P2Y i CysLT1, bądź inhibicja ekspresji genu gpr17 znacznie ogranicza miejsce występowania tkanki martwiczej [16, 18]. Wyniki te sugerują, że receptory GPR17 mogą być molekularnymi markerami związanymi z indukowaniem śmierci neuronów we wczesnej fazie po ich uszkodzeniu. Po 48 godzinach od uszkodzenia OUN receptory GPR17 obecne są w zaktywowanych komórkach mikrogleju, czyli osiadłych w mózgu makrofagach, znajdujących się na granicy uszkodzenia tkanki nerwowej. Obserwacje te sugerują, że początkowo uszkodzenie struktur mózgowych prowadzi do pojawienia się receptorów GPR17 w uszkodzonych neuronach, a następnie w zaktywowanych komórkach układu odpornościowego [16]. Natomiast aktywacja astrocytów zachodząca równolegle w tym samym czasie nie prowadzi do ekspresji receptorów GPR17 w ich obrębie [16]. Natomiast po 72 godzinach od uszkodzenia rdzenia kręgowego następuje proliferacja komórek wyściółki, na których stwierdza się obecność GPR17, co świadczy o aktywacji ich odróżnicowywania w stronę progenitorowych komórek pluripotentnych [19]. W tym samym czasie (72 godziny od uszkodzenia), zarówno w mózgu jak i w rdzeniu kręgowym, dochodzi do proliferacji komórek progenitorowych oligodendrocytów, a następnie do procesu remielinizacji [16, 19]. Tydzień po urazie w rejonie uszkodzenia ponownie dochodzi do wzrostu poziomu receptorów GPR17 pochodzących z komórek mikrogleju, które wcześniej znajdowały się na granicy uszkodzenia [16]. Rola receptorów GPR17 jako swoistych markerów uszkodzenia OUN została potwierdzona w najnowszych badaniach, w których określano poziom tego receptora w materiale ludzkim pochodzącym z autopsji lub z próbek neurochirurgicznych pobranych od pacjentów z urazem mózgu. W badaniach tych wykazano obecność receptorów GPR17 w miejscach 243 Agnieszka Morel, Joanna Saluk uszkodzenia oraz wokół niego w umierających neuronach oraz aktywowanych astrocytach i makrofagach mikrogleju. Poziom GPR17 był dodatnio skorelowany z odległością od miejsca uszkodzenia oraz ze stopniem uszkodzenia, natomiast ujemnie z czasem jaki upłynął od urazu oraz przeżywalnością pacjentów [8]. Jeśli chodzi o występowanie receptora GPR17 w komórkach ludzkich oligodendrocytów, to jest ona ograniczona do bardzo wczesnych stadiów różnicowania zarówno oligodendrocytów, jak i komórek wyściółki. W kolejnych etapach dojrzewania ekspresja genu receptora GPR17 stopniowo spada, a białko receptorowe nigdy nie występuje w komórkach dojrzałych oligodendrocytów i nie ma związku z wytwarzaniem przez nie mieliny [18]. Agoniści receptora GPR17 przyspieszają dojrzewanie oligodendrocytów, a jego antagoniści hamują ten proces. We wczesnych etapach różnicowania oligodendrocytów obecność receptorów GPR17 zatrzymuje komórki w formie niedojrzałej, co jest konieczne dla przygotowania ich do procesu mielinizacji. Jednak po osiągnięciu krytycznego punktu różnicowania komórek synteza receptorów GPR17 jest hamowana i są one wyłączane, gdyż ich ciągła aktywność hamowałaby dojrzewanie komórek [20]. Istnieje kilka hipotez na temat mechanizmów oddziałujących na ten proces. Dotyczą one m.in. jego regulowania przy udziale endogennych ligandów [12], stężenia cAMP [21] oraz aktywności kinazy mTor [22]. Tabela 1. Wybrane cechy receptorów GPR17 WŁAŚCIWOŚCI IZOFORMA KRÓTKA Występowanie w tkankach mózg+++ nerka++ serce+ Występowanie w liniach komórkowych Powinowactwo agonistów (EC50) do ludzkiego GPR17 Powinowactwo antagonistów (EC50) do ludzkiego GPR17 IZOFORMA DŁUGA mózg+++ (kora czołowa+++, prążkowie+++, pień mózgu++) HUVEC++ MCF-7+ UDP=1,14±0,2 µM UDP-glu=12±1,1 µM UDP-gal=1,1±0,09 µM LTD4=7,2±0,3 nM LTC4=0,33±0,011nM cangrelor=0,7±0,02 nM MRS2179=508±29 nM montelukast=60±4,3 nM pranlukast = 10,5±1,2 nM HUVECTHP-1UDP=0,264±0,007 µM UDP-glu=2,39±0,73 µM UDP-gal=0,295±0,028 µM LTD4=2,1±0,2 nM LTC4=0,68±0,08 nM cangrelor=0,28±0,03 nM montelukast=54,8±4,2 nM Źródło: opracowanie własne przy wykorzystaniu [10] 244 Receptory GPR17 jako markery demielinizacji chorób neurodegeneracyjnych Podsumowując, receptory GPR17 pełnią różną rolę w zależności od miejsca i czasu występowania. Dzięki temu mogą działać jako „sensory” uruchamiane na skutek urazu mózgu w różnych typach komórek. Uczestniczą zarówno w śmierci neuronów obecnych w centrum lokalnego uszkodzenia, jak również w odpowiedzi naprawczej oligodendrocytów remodelującej uszkodzoną tkankę. Ponadto, receptory GPR17 mogą również pełnić rolę markerów poszczególnych stadiów rozwojowych oligodendrocytów. 4. Podsumowanie Rozwój chorób neurodegeneracyjnych, w tym SR jest zjawiskiem złożonym, którego mechanizmy nie zostały do końca poznane. Niezmiernie istotne jest zatem ciągłe poszukiwanie informacji dotyczących czynników odpowiedzialnych za powstawanie, przebieg i leczenie chorób neurodegeneracyjnych. Receptory nukleotydowe – GPR17 stanowić mogą jeden z istotnych elementów poznania molekularnych mechanizmów leżących u podstaw procesów demielinizacyjnych. Według najnowszych badań te błonowe receptory odgrywają rolę w regulacji zarówno procesów demielinizacji, jak i remielinizacji, zachodzących w OUN. W warunkach patofizjologicznych receptory GPR17 uwalniane do przestrzeni pozakomórkowej pełnią funkcję cząsteczek sygnałowych dla uszkodzeń tkanki nerwowej. Receptory te mogą stanowić tarczę działania dla przyszłych terapii, mających na celu przyśpieszenie regeneracji komórek nerwowych oraz udaremnienie rozwoju procesów demielinizacyjnych w SR i innych chorobach neurodegeneracyjnych. Uczestniczą one w mechanizmach naprawczych uszkodzonych neuronów i regulują proces różnicowania się oligodendrocytów. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. Brown R.A., Narayanan S., Arnold D.L. Imaging of repeated episodes of demyelination and remyelination in multiple sclerosis, Neuroimage Clinical., 6 (2014), s. 20-25 Wiciński M., Sopońska P., Brzoszczyk B., Malinowksi B., Grześk E., Michalska A. Rola czynników zakaźnych w chorobach neurodegeneracyjnych, Postępy Mikrobiologii., 1 (2013), s. 93-103 Jankosky C., Deussing E., Gibson R.L., Haverkos H.W. Viruses and vitamin D in the etiology of type 1 diabetes mellitus and multiple sclerosis, Virus Research., 163 (2012), s. 424-430 Lassmann H. Pathology and disease mechanisms in different stages of multiple sclerosis, Journal of the Neurological Science., 333 (2013), s. 1-4 Loma I., Heyman R.Multiple sclerosis. Phatogenesis and treatment, Current Neuropharmacology., 3 (2011), s. 409-416 245 Agnieszka Morel, Joanna Saluk 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. Miller E.Multiple sclerosis, Advances in Experimental Medicine and Biology., 724 (2012), s. 222-238 Wypych D. Nowopoznane receptory GPR17 – charakterystyka i udział w patologii układu nerwowego, Postępy Biochemii., 4 (2014), s. 514-524 Franke H., Parravicini C., Lecca D., Zanier E.R., Heine C., Bremicker K., Fumagalli M., Rosa P., Longhi L., Stocchetti N., De Simoni M.G., Weber M., Abbracchio M.P. Changes of the GPR17 receptor, a new target for neurorepair, in neurons and glial cells in patients with traumatic brain injury, Purinergic Signalling., 3 (2013), s. 451-462 Pugliese A.M., Trincavelli M.L., Lecca D., Coppi E., Fumagalli M., Ferrario S., Failli P., Daniele S., Martini C., Pedata F., Abbracchio M.P. Functional characterization of two isoforms of the P2Y-like receptor GPR17: [35S]GTPgammaS binding and electrophysiological studies in 1321N1 cells, American Journal of Physiology - Cell Physiology., 297 (2009), s.1028-1040 Barańska J. Receptory nukleotydowe – budowa i funkcje, historia i perspektywy, Postępy Biochemii., 4 (2014), s. 424-437 Eberini I., Daniele S., Parravicini C., Sensi C., Trincavelli M.L., Martini C., Abbracchio M.P. In silico identification of new ligands for GPR17: a promising therapeutic target for neurodegenerative diseases, Journal of Computer-Aided Molecular Design., 8 (2011), s.743-752 Daniele S., Trincavelli M.L., Gabelloni P., Lecca D., Rosa P., Abbracchio M.P., Martini C. Agonist-induced desensitization/resensitization of human G protein-coupled receptor 17: a functional cross-talk between purinergic and cysteinyl-leukotriene ligands, Journal of Pharmacology and Experimental Therapies., 2 (2011), s. 559-567 De Biase L.M., Nishiyama A., Bergles D.E. Excitability and synaptic communication within the oligodendrocyte lineage, Journal of Neuroscience Off Journal of Society for Neuroscience., 10 (2010), s. 3600-3611 Fumagalli M., Lecca D., Abbracchio M.P. Role of purinergic signalling in neuro-immune cells and adult neural progenitors, Frontiers in Bioscience., 16 (2011), s. 2326-2341 Simon C., Gotz M., Dimou L. Progenitors in the adult cerebral cortex: cell cycle properties and regulation by physiological stimuli and injury, Glia., 6 (2011), s. 869-881 Lecca D., Trincavelli M.L., Gelosa P., Sironi L., Ciana P., Fumagalli M., Villa G., Verderio C., Grumelli C., Guerrini U., Tremoli E., Rosa P., Cuboni S., Martini C., Buffo A., Cimino M., Abbracchio M.P. The recently identified P2Y-like receptor GPR17 is a sensor of brain damage and a new target for brain repair, PLoS One., 3 (2008) s. e3579 Zhao B., Zhao C.Z., Zhang X.Y., Huang X.Q., Shi W.Z., Fang S.H., Lu Y.B., Zhang W.P., Xia Q., Wei E.Q. The new P2Y-like receptor G protein-coupled receptor 17 mediates acute neuronal injury and late microgliosis after focal cerebral ischemia in rats, Neuroscience., 202 (2012), s. 42-57 Chen Y., Wu H., Wang S., Koito H., Li J., Ye F., Hoang J., Escobar S.S., Gow A., Arnett H.A., Trapp B.D., Karandikar N.J., Hsieh J.,.Lu Q.R The oligodendrocyte-specific G protein-coupled receptor GPR17 is a cell-intrinsic timer of myelination, Nature Neuroscience., 11 (2009), s. 1398-1406 246 Receptory GPR17 jako markery demielinizacji chorób neurodegeneracyjnych 19. Ceruti S., Villa G., Genovese T., Mazzon E., Longhi R., Rosa P., Bramanti P., Cuzzocrea S., Abbracchio M.P. The P2Y-like receptor GPR17 as a sensor of damage and a new potential target in spinal cord injury, Brain., 132 (2009) s. 2206-2218 20. Qi A.D., Harden T.K., Nicholas R.A. Is GPR17 a P2Y/leukotriene receptor? Examination of uracil nucleotides, nucleotide sugars, and cysteinyl leukotrienes as agonists of GPR17, Journal of Pharmacology and Experimental Therapies., 347 (2013), s. 38-46 21. Fumagalli M., Daniele S., Lecca D., Lee P.R., Parravicini C., Fields R.D., Rosa P., Antonucci F., Verderio C., Trincavelli M.L., Bramanti P., Martini C., Abbracchio M.P. Phenotypic changes, signaling pathway, and functional correlates of GPR17-expressing neural precursor cells during oligodendrocyte differentiation, Journal of Biological Chemistry., 286 (2011), s. 10593-10604 22. Tyler W.A., Jain M.R., Cifelli S.E., Li Q., Ku L., Feng Y. Proteomic identification of novel targets regulated by the mammalian target of rapamycin pathway during oligodendrocyte differentiation, Glia., 59 (2011), s. 1754-1769 Receptory GPR17 jako markery demielinizacji chorób neurodegeneracyjnych Streszczenie Choroby neurodegeneracyjne, w tym SR to grupa wrodzonych bądź nabytych chorób OUN, w przebiegu których zostaje uszkodzona BBB oraz dochodzi do obumierania komórek nerwowych w mózgu i rdzeniu kręgowym. W SR obserwuje się procesy przemiany zdrowej istoty białej w całkowicie zdemielinizowane ogniska. Uważa się, że receptory GPR17 stanowić mogą jeden z kluczowych elementów poznania molekularnych mechanizmów leżących u podstaw procesów demielinizacyjnych oraz remielinizacyjnych. Receptory GPR17 w warunkach patofizjologicznych uwalniane zostają do przestrzeni pozakomórkowej, gdzie spełniają funkcję mediatorów uszkodzeń tkanki nerwowej. Receptory GPR17 zatrzymują proces różnicowania oligodendrocytów, tym samym przygotowując je do procesu remielinizacji. Ponieważ mechanizmy rozwoju chorób neurodegeneracyjnych nie zostały w pełni poznane oraz wyjaśnione, zasadne wydaje się poszukiwanie nowych terapii mających na celu remielinizację włókien nerwowych, jak również zapobieganie rozwojowi procesów demielinizacyjnych w SR i innych chorobach neurodegeneracyjnych. Słowa kluczowe: stwardnienie rozsiane, GPR17, choroby neurodegeneracyjne, remielinizacja, demielinizacja GPR17 receptors as demyelinization markers in neurodegenerative diseases Abstract The neurodegenerative diseases, including SM, are defined as a group of congenital and acquired disorders of CNS. Disruption of the blood brain-barrier and nerve cell death in brain and spinal cord are characteristic for these diseases. In the course of SM, it is observed that, the healthy white matter develops into fully demyelinated lesions. It is believed, that GPR17 receptors might be crucial elements in understanding the molecular mechanisms underlying demyelinating and remyelination processes. Under pathophysiological conditions, GPR17 receptors are released to the extracellular space where they become local mediators of damaged nerve cells. GPR17 receptors inhibit oligodendrocyte differentiaton leading to the remyelination process. Because, the mechanisms of neurodegeneration development are not fully understood and explained, the search for new therapies focused on remyelination of the axons and prevention of demyelination in SM and other neurodegenerative diseases, seems to be reasonable. Keywords: multiple sclerosis, GPR17, neurodegenerative diseases, remyelination, demyelinization 247 Tomasz Roman1, Justyna Markowicz2, Agnieszka Szymczyk3 Wewnątrznaczyniowe leczenie rozwarstwień tętnic szyjnych wewnętrznych – przegląd literatury 1. Wprowadzenie Rozwarstwienie tętnic szyjnych wewnętrznych stanowi oddzielenie się błony wewnętrznej naczynia. U podłoża tej patologii mogą leżeć różne czynniki etiologiczne, zaliczające się do samoistnych, urazowych bądź jatrogennych. Na skutek oddzielenia się części błony wewnętrznej, tworzy się swego rodzaju kieszeń, mogąca powiększać się samoistnie na wskutek siły parcia prądu napływającej krwi. Rozwarstwienie tętnic szyjnych może skutkować niedokrwieniem zaopatrywanego obszaru (udar niedokrwienny), bądź wytworzeniem się krwiaka śródściennego bądź tętniakowatego poszerzenia się uszkodzonego odcinka tętnicy. Rozwarstwienia te stanowią rzadki problem kliniczny i zwykle cechują się łagdnym przebiegiem, stanowią jednak najczęstszą przyczynę udarów u osób młodych, stanowiąc do 10% przypadków w tej subpopulacji [1]. Za główny mechanizm wystąpienia udaru w następstwie rozwarstwienia tętnic szyjnych uważa się powstanie skrzepliny [2]. Idąc tym tropem, leczenie przeciwzakrzepowe uznaje się za metodę pierwszego rzutu w leczeniu rozwarstwień tętnic szyjnych wewnętrznych. Mogą być tu stosowane zarówno leki przeciwpłytkowe jak i przeciwkrzepliwe, nie obserwuje się wyraźnej przewagi którejkolwiek grupy [3]. Leczenie takie może być jednak przeciwwskazane u niektórych pacjentów ze względu na podwyższenie ryzyko wtórnego krwawienia. Dodatkowo u chorych, u których obserwuje się powiększanie się psudotętniaków może wywoływać nasilenie objawów neurologicznych w mechanizmie niedokrwiennym i pogarszać rokowanie długoterminowe. Z powyższych 1 [email protected], Zakład Radiologii Zabiegowej i Neuroradiologii, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, http://www.umlub.pl/ 2 [email protected], Katedra i Zakład Imuunologii Klinicznej II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, http://www.umlub.pl/ 3 [email protected], Katedra i Klinika Hematoonkologii i Transplantacji Szpiku, Zakład Radiologii Zabiegowej i Neuroradiologii, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, http://www.umlub.pl/ 248 Wewnątrznaczyniowe leczenie rozwarstwień tętnic szyjnych wewnętrznych – przegląd literatury przyczyn, konieczne może okazać się także leczenie, mające na celu przywrócenie prawidłowego światła uszkodzonej tętnicy. 2. Cel pracy Pierwszy zabieg wewnątrznaczyniowego leczenia rozwarstwienia tętnicy szyjnej wewnętrznej przy pomocy stentu wykonano w 1997 r. [4]. Zasygnalizowało to możliwość zastosowania takiego leczenia u pacjentów z postępującymi objawami neurologicznymi. Pojawiły się następnie kolejne doniesienia o zachęcających wynikach stentowania w tej grupie pacjentów [5, 6]. Niestety, brakuje wciąż długoterminowych randomizowanych obserwacji, dokumentujących efektywność i bezpieczeństwo stosowania stentów u chorych z rozwarstwieniem tętnic szyjnych wewnętrznych. Celem niniejszego opracowania przeglądowego jest zgromadzenie dostępnych w literaturze doniesień. 3. Materiały i metody Przeszukano bazę danych Medline, biorąc pod uwagę publikacje z ostatnich 10 lat. Użyto słów kluczowych “dissection”, “carotid artery”, “endovascular”. Zgromadzono następnie pełne teksty wyszukanych doniesień celem dalszej analizy. Za kryteria włączenia poszczególnych badań do niniejszego przeglądu przyjęto: rozwarstwienie tętnicy szyjnej wewnętrznej rozpoznane przy pomocy Angio-CT, Angio-MR bądź cyfrowej angiografii subtrakcyjnej; podjęto leczenie wewnątrznaczyniowe rozwarstwienia; follow-up badania wyniósł przynajmniej 6 miesięcy. W analizie pod uwagę wzięto charakterystykę pacjentów – wiek, płeć, przyczynę rozwarstwienia, a także wskazania do leczenia wawnątrznaczyniowego, powikłania w okresie okołooperacyjnym i dane z okresu kontrolnego. 4. Analiza wyników Do przeglądu włączono 22 artykuły. Łącznie objęto grupę 197 chorych, w tym 124 mężczyzn I 73 kobiety. W 34% przyczyną rozwarstwienia był uraz, w 9% powikłanie jatrogenne, zaś 57% przypadków uznano za samoistne. Wewnątrzczaszkowe rozwarstwienia obserwowano u 12% chorych. Obustronne rozwarstwienia rozpoznano u ok 5% pacjentów. Pseudotętniaka współtowarzyszącego rozwarstwieniu zaobserwowano u prawie 19% chorych. W obserwowanej grupie, jako wskazania do leczenia wewnątrznaczyniowego zadeklarowano kliniczne niepowodzenie leczenia przeciw- 249 Izabela Bielińska, Aleksandra Stefanowicz, Tomasz Wandtke zakrzpowego (34%), wyjściowe wysokie ryzyko udaru (21%), postępujące tworzenie się pseudotętniaka (8%). U pozostałych 24% pacjentów wszczepienie stentu było metodą pierwszego rzutu w leczeniu. Skuteczność techniczna wszczepienia stentu wyniosła w obserwowanej grupie 99%. Niepowodzenia były związane z trudnością wprowadzenia systemu do cewnik-prowadnik dystalnie do rozwarstwienia. Do leczenia użyto jednego stentu u 60% chorych, podczas gdy 40% z nich było leczonych wieloma stentami. Spiral odczepialnych użyto dodatkowo u 6%, celem leczenia pseudotętniaka. Neuroprotekcję (ang. embolic protection device, EPD) zastosowano podczas 19% procedur. Leczenie przeciwzakrzepowe po zabiegu wewnątrznaczyniowym było w obserwowanej grupie niejednolite. Większość pacjentów otrzymywała podwójne leczenie przeciwzakrzepowe przez 1-6 miesięcy, z dożywotnią kontynuacją leczenia przeciwpłytkowego. Preparaty i dawki różniły się jednak w każdym z doniesień. W 11 przypadkach obserwowano powikłania związane z zabiegiem wewnątrznaczyniowym: przejściowy skurcz naczyniowy u 3 pacjentów, uszkodzenie błony wewnętrznej i powiększenie rozwarstwienia u 2, powikłania zakrzepowo-zatorowe u 1, nieprawidłowe pozycjonowanie stentu u 1, uszkodzenie filtru do neuroprotekcji u 1, krwiak w miejscu dostępu naczyniowego u 3 chorych. Powikłania te prowadziły do trwałych ubytków neurologicznych u 1 pacjenta i zgonu również w 1 przypadku. Niemal 77% pacjentów było dostępnych do badań obrazowych w wyznaczonym okresie kontrolnym. Poddano ich badaniu angiografii, Angio-CT bądź badaniu ultrasonograficznemu. Średni okres kontrolny wyniósł 16 miesięcy (rozpiętość 1-72 miesiące). W tym okresie u wszystkich pacjentów obserwowano remisję ubytków neurologicznych. Większość przypadków zachowała prawidłową drożność leczonych tętnic szyjnych wewnętrznych. W dwóch przypadkach zaobserwowano przerost błony wewnętrznej do światła stentu (hiperplazja), restenozę w stencie u 1 chorego, a także pojawienie się tętniaka mózgu w 1 przypadku. Kliniczne badanie kontrolne przeprowadzono u 95% pacjentów. Tutaj okres kontrolny wyniówł średnio 20 miesięcy, awierając się w przedziale 191 miesięcy. W tym okresie, 3 pacjentów zmarło – z powodu przesczepu serca, postępującej przewlekłej niewydolności nerek, zapalenia płuc. U czterech pacjentów obserwowano epizod TIA po stronie leczonej. Jedna z pacjentek przebyła też udar niedokrwienny po stronie przeciwnej do leczonej, po przebytym krwawieniu z dróg rodnych. Pozostali pacjenci nie prezentowali objawów neurologicznych w okresie kontrolnym. 250 Wewnątrznaczyniowe leczenie rozwarstwień tętnic szyjnych wewnętrznych – przegląd literatury 5. Dyskusja W przeprowadzonej analizie wykazano, że wewnątrznaczyniowe leczenie rozwarstwienia tętnicy szyjnej wewnętrznej ma wysoką skuteczność techniczną (99%). Odsetek poważnych powikłań sercowonaczyniowych był niski i wyniósł 4%. Podobne wyniki uzyskano w obserwacji przeglądowej przeprowadzonej przez Xianjun i wsp. [7]. Nie zaobserwowano zgonów bezpośrednio związanych z analizowaną procedurą wewnątrznaczyniową. Kontrolne badania obrazowe wykazały, że jedynie u 3% pacjentów wystąpiła hiperplazja błony wewnętrznej w obrębie stentu. Jedynie u 2,1% chorych zaobserwowano TIA w obszarze zaopatrywania leczonej tętnicy. Przeprowadzone dotychczas badania kliniczne potwierdzają, że większość udarów niedokrwiennych związanych z rozwarstwieniem tętnicy szyjnej wewnętrznej występuje na podłożu zakrzepowo-zatorowym [2, 7]. Leczenie przeciwpłytkowe i/bądź leczenie przeciwkrzepliwe jest skuteczne u większości chorych. Jednakże, w pewnej niewielkiej grupie chorych może okazać się ono niewystarczające [8÷12]. Leczenie wewnątrznaczyniowe niewątpliwie umożliwia natychmiastowe przywrócenie światła uszkodzonej tętnicy szyjnej wewnętrznej, zapobiegając także progresji ewewntualnego pseudotętniaka. Zwraca jednak uwagę wysoki odsetek samowyleczenia chorych, dlatego też kwalifikacja do leczenia wewnątrznaczyniowego powinna być każdorazowo rozpatrzona w oparciu o dane kliniczne i obrazowe, z uwzględnieniem progresji choroby i reakcji na leczenie farmakologiczne. Nie opracowano dotychczas wytycznych dotyczących kwalifikacji pacjentów do leczenia wewnątrznaczyniowego. W analizowanych doniesieniach, do kryteriów kwalifikujących do takiego leczenia zaliczono: nawracające objawy kliniczne mimo kontynuowanego leczenia farmakologicznego; niewydolność hemodynamiczna patologicznie zmienonej tętnicy szyjnej wewnętrznej, obserwowanej w angiografii jako hipoperfuzja bądź niewydolność krążenia obocznego; powiększający się i/lub objawowy pseudotętniak. Do głównych wyzwań technicznych w leczeniu wewnątrznaczyniowym należy przede wszystkim przeprowadzenie mikrocewnika dystalnie do miejsca rozwarstwienia. Dodatkowo, tworząca się potencjalnie w miejscu rozwarstwienia skrzeplina może stać się materiałem zatorowym w trakcie próby cewnikowania. Istnieje możliwość zastosowania filtru do neuroprotekcji, jednakże urządzenia te posiadają stosunkowo sztywną, a także prostą końcówkę, co utrudnia nawigację w zwężonym odcinku tętnicy. Być może kwestie te zadecydowały o tym, że filtry tego typu 251 Izabela Bielińska, Aleksandra Stefanowicz, Tomasz Wandtke stosowano jedynie u części pacjentów (18%). Zastanawia jednak fakt, że u pozostałych chorych nie opisano dystalnego zatoru po stentowaniu rozwarstwienia. Podczas leczenia chorych z więcej niż jednym rozwarstwieniem zaleca się rozpoczęcie od uszkodzenia najbardziej ograniczającego przepływ krwi. W takich warunkach, wystąpienie przejściowego skurczu tętnicy nie będzie miało większego znaczenia. Dodatkowo, należy brać pod uwagę możliwość wystąpienia powikłań mogących wymuszać przerwanie leczenia. Istnieją rozbieżności co to stosowania leczenia przeciwkrzepliwego po leczeniu wewnątrznaczyniowym. Większość pacjentów w analizowanych doniesieniach otrzymywała terapię podwójną w okresie do 1-6 miesięcy od zabiegu, z dożywotnią kontynuacją leczenia przeciwpłytkowego. Stosowane preparaty oraz ich dawki różniły się jednak w większości badań. W tym zakresie potrzebne są ujednolicone badania prospektywne na większej grupie pacjentów. Bezpieczeństwo i skuteczność wewnątrznaczyniowego leczenia rozwarstwień tętnic szyjnych w odcinku wewnątrzczaszkowym jest słabo opisane w literaturze. W obserwowanej grupie, 24 pacjentów miało takie rozwarstwienie rozpoznane. W tej podgrupie wszystkie procedury wewnątrznaczyniowe zakończyły się technicznym sukcesem, nie wystąpiły także żadne powikłania kliniczne. Rzadkość występowania tej choroby skutkuje doniesieniami zawierającymi mało liczne grupy badawcze. Stanowi to z kolei pole do dużych odrębności w przeprowadzanych obserwacjach, podyktowanymi dużą liczbą operatorów, odrębnościami w procedurach, różnicami sprzętowymi między poszczególnymi ośrodkami. Należy pamiętać, że leczeniem pierwszego rzutu rozwarstwień tętnic domózgowych pozostaje leczenie farmakologiczne. Ryzyko wczesnego nawrotu udaru sprawiło, że wielu klinicystów zaleca stosowanie leczenia przeciwkrzepliwego od momentu wystąpienia objawów i następnie przez okres 3-6 miesięcy. Istnieją jednak równolegle głosy przemawiające za stoowaniem leczenia przeciwpłytkowego. W opublikowanym w 2015 r. badaniu CADISS [3] przedstawiono porównanie bezpieczeństwa i skuteczności zastosowania leków przeciwpłytkowych i przeciwkrzepliwych w leczeniu tej choroby. Badaniem objęto 250 chorych, z czego u 118 pacjentów obserwowano rozwarstwienie tętnicy szyjnej, zaś u 132 – kręgowej. Głównymi prezentowanymi objawami były udar bądź TIA (224 przypadków) oraz ból głowy, ból szyi lub zespół Hornera (24 przypadki). Grupę 126 pacjentów losowo przydzielono do leczenia przeciwpłytkowego, zaś grupę 124 – do leczenia przeciwkrzepliwego. W obu grupach łącznie, u 2% chorych wystąpił nawrót udaru po tej samej stronie. W pierwszej grupie zaobserwowano 2 przypadki zgonu bądź udaru (2%), w drugiej zaś 252 Wewnątrznaczyniowe leczenie rozwarstwień tętnic szyjnych wewnętrznych – przegląd literatury jeden przypadek rozleglego krwawienie podpajęczynówkowego. To pierwsze tego typu randomizowane badanie, porównujące te dwie grupy leków. Ważnym spostrzeżeniem jest rzadkie występowanie nawrotu udaru w przeciągu pierwszych 3 miesięcy od rozpoczęcia leczenia farmakologicznego. Nie wykazano też istotnych różnic w bezpieczeństwie I efektywności stosowania żadnej z badanych grup leków. Nieznacznie więcej udarów zanotowano u pacjentów leczonych przeciwpłytkowo, jednak w grupie lecoznej przeciwkrzepliwie zaobserwowano przypadek rozległego krwawienia podpajęczynówkowego. Częstość nawrotu objawów klinicznych w tym badaniu była nieco niższa niż w innych badaniach obserwacyjnych. W prospektywnym wieloośrodkowym badaniu przeprowadzonym w Kanadzie [13], gdzie 105 pacjetnów było dostępnych w okresie kontrolnym, 9 z nich miało ponowny epizod udaru po przebytym rozwarstwieniu tętnicy szyjnej bądź kręgowej. Dla porównania, analiza retrospektywna [14] na grupie 298 pacjetów z rozwarstwieniem tętnicy szyjnej, leczonych jedną z dwóch grup leków, zarejestrowała mniej nawrotów. Nawroty wystąpiły u pacjentów, u których rozwarstwienie tętnic domózgowych objawiało się wyjściowo niedokrwieniem ośrodkowym. 6. Wnioski Skuteczność techniczna i wstępne obserwacje kliniczne poszczególnych ośrodków w stosowaniu stentów w leczeniu rozwarstwień tętnic szyjnych wewnętrznych są obiecujące. Istnieje jednak potrzeba przeprowadzenia prospektywnych i randomizowanych badań o ujednoliconej metodologii celem stworzenia wiarygodnych zaleceń odnośnie kwalifikacji pacjentów oraz procedury wewnątrznaczyniowej leczenia tej dolegliwości. Podziękowania Autorzy pragną serdecznie podziękować dr hab. Maciejowi Szajnerowi z Zakladi Radiologii Zabiegowej i Neuroradiologii Uniwersytetu Medycznego w Lublinie za wszelką pomoc i wsparcie w poznawaniu tajników Neuroradiologii Interwencyjnej. Jako pierwszy autor niniejszego opracowania chciałbym podziękować moim Koleżankom za czas poświęcony na wspólne przygotowanie doniesienia na tegoroczną konferencję Tygiel 2015. Współpraca ta była zawsze dla mnie pozytywną zachętą do wypracowania nowych umiejętności i z pewnością będzie miłym wspomnieniem w dalszej samodzielnej drodze zawodowej – Tomasz Roman. 253 Izabela Bielińska, Aleksandra Stefanowicz, Tomasz Wandtke Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. Debette S., Leys D. Cervical-artery dissections: predisposing factors, diagnosis, and outcome, Lancet Neurolology.,8 (2009),s. 668-678 Benninger D.H., Kremer D.G., Studer A., et al. Mechanism of ischemic infarct in spontaneous carotid dissection, Stroke., 35 (2004), s. 482-485 CADISS trial investigators Antiplatelet treatment compared with anticoagulation treatment for cervical artery dissection (CADISS): a randomised trial, Lancet Neurology., 4 (2015), s. 361-367 Matsuura J.H., Rosenthal D., Jerius H., et al. Traumatic carotid artery dissection and pseudoaneurysm treated with endovascular coils and stent, J Vasc Surg. 1997;4:339-343 Malek A.M., Higashida R.T., Phatouros C.C., et al. Endovascular management of extracranial carotid artery dissection achieved using stent angioplasty, American Journal of Neuroradiology., 21 (2000), s. 1280-1292 Ohta H., Natarajan S.K., Hauck E.F, et al. Endovascular stent therapy for extracranial and intracranial carotid artery dissection: single-center experience, Journal of Neurosurgery., 115 (2011), s. 91-100 Xianjun H., Zhiming Z.. A systematic review of endovascular management of internal carotid artery dissections, Interventional Neuroradiology., 3-4 (2013), s. 164-170 Cohen J.E., Leker R.R., Gomori J.M., et al. Emergent stenting to treat patients with carotid artery dissection: clinically and radiologically directed therapeutic decision making, Stroke., 34 (2003), s. 254-257 Biondi A., Katz J.M., Vallabh J., et al. Progressive symptomatic carotid dissection treated with multiple stents. Stroke., (36) 2005, s. 80-82 Fava M., Meneses L., Loyola S., et al. Carotid artery dissection: endovascular treatment. Report of 12 patients, Catheterisation and Cardiovascular Interventions., (71) 2008, s. 694-700 Binning MJ, Khalessi AA, Siddiqui AH, et al. Stent placement for the treatment of a symptomatic intracranial arterial dissection in an adolescent, Journal of Neurosurgery: Pediatrics., 6 (2010), s. 154-158 Muller B.T., Luther B., Hort W., et al. Surgical treatment of 50 carotid dissections: indications and results, Journal of Vascular Surgery., 31 (2000) s. 980-988 Beletsky V., Nadareishvili Z., Lynch J., et al. Cervical artery dissection: time for a therapeutic trial?, Stroke., 34 (2003); s. 2856-2860 Georgiadis D., Arnold M., von Buedingen H.C., et al. Aspirin vs anticoagulation in carotid artery dissection: a study of 298 patients. Neurology., 72 (2009); s. 1810 254 Wewnątrznaczyniowe leczenie rozwarstwień tętnic szyjnych wewnętrznych – przegląd literatury Wewnątrznaczyniowe leczenie rozwarstwień tętnic szyjnych wewnętrznych – przegląd literatury Streszczenie Celem niniejszego opracowania przeglądowego jest zgromadzenie dostępnych w literaturze doniesień na temat bezpieczeństwa i skuteczności wewnątrznaczyniowego leczenia rozwarstwień tętnic szyjnych wewnętrznych. W tym celu przeszukano bazę danych Medline, biorąc pod uwagę publikacje z ostatnich 10 lat. W analizie pod uwagę wzięto charakterystykę pacjentów – wiek, płeć, przyczynę rozwarstwienia, a także wskazania do leczenia wewnątrznaczyniowego, powikłania w okresie okołooperacyjnym i dane z okresu kontrolnego. Do przeglądu włączono 22 artykuły. Łącznie objęto grupę 197 chorych, w tym 124 mężczyzn i 73 kobiety. W 34% przyczyną rozwarstwienia był uraz, w 9% powikłanie jatrogenne, zaś 57% przypadków uznano za samoistne. Wewnątrzczaszkowe rozwarstwienia obserwowano u 12% chorych. Skuteczność techniczna wszczepienia stentu wyniosła w obserwowanej grupie 99%. Niepowodzenia były związane z trudnością wprowadzenia systemu do cewnik-prowadnik dystalnie do rozwarstwienia. Do leczenia użyto jednego stentu u 60% chorych, podczas gdy 40% z nich było leczonych wieloma stentami. Spiral odczepialnych użyto dodatkowo u 6%, celem leczenia pseudotętniaka. W 11 przypadkach obserwowano powikania związane z zabiegiem wewnątrznaczyniowym. Opisywana metoda terapeutyczna stanowi obiecujące wsparcie dla leczenia farmakologicznego, konieczne są jednak randomizowane prospektywne badania celem opracowania wytycznych dotyczących kwalifikacji pacjentów, jak i samej procedury. Słowa kluczowe: rozwarstwienie, tętnica szyjna wewnętrzna, stent Endovascular treatment of internal carotid artery dissections – literature review Abstract Aim of this review article is to gather avaliable literature data concerning efficacy and safety of endovascular treatment of internal carotid arteries. The Medline database was searched, considering the results from last 10 years. During the analysis, the patients' characteristics was taken into consideration including age, sex, etiology of dissection, as well as recognized indications for endovascular intervention, perioperative complications and follow-up data. Total 22 articles were inducted into this review, including 197 patients, 124 man and 73 women. In 34% the dissection occurred due to trauma, in 9% underlying factor was iatrogenic and in the remaining 57% the reason was idiopatic. Intracranial internal carotid dissections were observed in 12% of cases. Technical success of stent implantation was 99%. The main intraoperative difficultes were connected with placing gudewire and microcatheter distally to the lesion. Single stent was used during 60% of procedures, whereas in 40% of cases multiple stents were implanted. Detachable coils were used along with the stents in 6% of patients, due to associated pseudoaneurysm. In 11 % of cases there were procedure-related complications. Described treatment method seems to be promising support for endovascular treatment. However, there is a ned for prospective randomised trials in order to create gudelines for proper patient's qualification and the procedure optimalization. Keywords: dissection, internal carotid artrery, stent 255 Izabela Bielińska1, Aleksandra Stefanowicz2, Tomasz Wandtke3 Współczesne zagrożenie dla zdrowia dzieci i młodzieży jako wyzwania dla zdrowia publicznego 1. Wprowadzenie Definicja uzależnienia rozpatrywana jest na podstawie klasyfikacji ICD10 i DSM-IV oraz ich kolejnych edycji. Według ICD-10 uzależnieniem można nazwać zespół różnorodnych zdarzeń na poziomie zarówno biochemii, fizjologii i psychiki, a także obsesyjnego wykonywania konkretnych czynności bądź zażywania substancji psychoaktywnych. Najczęstszymi oznakami uzależnienia są nieodparte i przewlekłe dążenie do wykonywania danej czynności i silna żądza zażycia środka psychoaktywnego [1÷4]. Natomiast zgodnie z DSM-IV istnienie uzależnienia zależne jest od wystąpienia minimalnie trzech z sześciu symptomów, które muszą pojawić się jednocześnie i trwać, co najmniej miesiąc. Do tych objawów należą przeprowadzanie czynności bez względu na fakt, iż mają szkodliwy wpływ na zdrowie oraz związki społeczne uzależnionej osoby. Kolejnymi znakami są nasilone pragnienie potrzeby wykonania danej czynności oraz duże problemy z samokontrolą. Z drugiej strony objawem może być także pojawienie się zjawiska tolerancji bądź zespołu abstynencyjnego. Uzależnienie przejawiać się może również, jako zanik hobby oraz innych działań, które występowały przed uzależnieniem [1÷5]. Niniejsza monografia ma na celu przedstawienie nowych zagrożeń dla zdrowia psychicznego dzieci i młodzieży, takich jak uzależnienie od Internetu, gier komputerowych oraz telefonu komórkowego. 1 [email protected], Studenckie Koło Ekonomia w Medycynie, Katedra i Zakład Ekonomii Zdrowia, Wydział Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy, www.cm.umk.pl. 2 [email protected], Studenckie Koło Ekonomia w Medycynie, Katedra i Zakład Ekonomii Zdrowia, Wydział Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy, www.cm.umk.pl. 3 tomasz_wandtke@ wp.pl, Studenckie Koło Ekonomia w Medycynie, Katedra i Zakład Ekonomii Zdrowia, Wydział Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy, www.cm.umk.pl. 256 Współczesne zagrożenie dla zdrowia dzieci i młodzieży jako wyzwania dla zdrowia publicznego 2. Uzależnienie od Internetu Zarówno w X Rewizji Międzynarodowej Klasyfikacji Chorób i Problemów Zdrowotnych jak i w klasyfikacji Amerykańskiego Towarzystwa Psychiatrycznego nie istnieje pojęcie "uzależnienia od Internetu". Jednakże mówi się o siecioholiźmie zwanym również internetoholizmem, czyli uzależnieniu od Internetu (IAD). Uzależniona osoba poświęca coraz więcej czasu w Sieci redukując przy tym czas na inne czynności. Początkowo bliscy mogą nie zauważyć szkodliwego i nadmiernego spędzania czasu przy komputerze, tłumacząc to sobie zmianą zainteresowań dzieci bądź ich rozwojem. Rodzice często są usatysfakcjonowani, ponieważ dzieci spędzają więcej czasu w domu gdzie są pod ich kontrolą [1, 2 ,6]. Nałóg ten sprawia, iż osoba uzależniona spędza bardzo dużo czasu w Sieci i nie zauważa jego upływu. Dużym problemem okazuje się nieumiejętność kontroli przymusu zalogowania się do Internetu [7]. Do przyczyn uzależnienia od Internetu dzieci i młodzieży należy, chęć nawiązania przez nich nowych znajomości bez względu na wiek, płeć, religię czy położenie geograficzne. Internet kusi poprzez możliwości, jakie może zaoferować: łatwy dostęp do informacji, dostarczenie rozrywki, rozwijanie zainteresowań oraz poczucie anonimowości. Relatywna anonimowość zwiększa poczucie bezpieczeństwa w Internecie, co powoduje większą pewność w kontaktach międzyludzkich. Umożliwia popularyzowanie własnych poglądów jak i samego siebie oraz zdobycie akceptacji. Stanowi rodzaj pomocy – ucieczki od problemów, ułatwia wyładowanie emocji. Sieć zapewnia dostęp do korzystania z zasobów przez całą dobę [1, 2, 8]. Siecioholicy spędzają przed komputerem dużą ilość czasu, co stwarza zagrożenia zdrowotne: fizyczne i psychiczne, takie jak zmęczenie wzroku prowadzące nawet do krótkowzroczności, postępujące skrzywienie kręgosłupa lub zmniejszenie jakości koncentracji uwagi oraz toku myślenia. Innymi konsekwencjami są nadpobudliwość, nieprawidłowa kontrola popędów i ataki padaczki ekranowej. Występują również zaburzenia emocjonalne, wyizolowanie w realnym świecie, samotność i rozpad więzi emocjonalnej z rodziną a nawet depresja. Skutkiem internetowego uzależnienia są także kłopoty w komunikacji z ludźmi poza siecią, zmiana języka bądź fobia społeczna. Nałogowiec nie wywiązuje się ze swoich obowiązków, często również nie dba o higienę osobistą. Internetoholik ma upośledzoną zdolność do podejmowania właściwych decyzji [2, 5, 8÷10]. Wyróżnia się pięć rodzajów uzależnień internetowych. Zaliczamy do nich erotomanię internetową, socjomanię internetową, uzależnienie od 257 Izabela Bielińska, Aleksandra Stefanowicz, Tomasz Wandtke sieci, uzależnienie od komputera oraz przeciążenie informacyjne. Erotomania polega na odtwarzaniu filmów bądź zdjęć o treści pornograficznej bądź konwersacje na chatach o zagadnieniu seksualnym. W przypadku dzieci mogą wystąpić bardzo groźne konsekwencje dla ich psychiki. Socjomania internetowa charakteryzuje się zamiłowaniem do sieciowych więzi społecznych, i prowadzi do przesadnego wiązania się w związki wirtualne. Ten typ nałogowca nie potrafi porozumiewać się w realnym świecie, umie nawiązać kontakt z innymi tylko przez Internet. W przypadku dzieci, ich niedojrzałość, ufność do obcych jest często wykorzystywana. Młodzież uzależniona od tego rodzaju nałogu szybko angażuje się w kontakty wirtualne, przez co na przykład narażają się emocjonalny szantaż. Uzależnienie od sieci sprowadza się do nieustającego przebywania w sieci, notorycznego grania w gry internetowe. Zaś uzależnienie od komputera wyróżnia się brakiem konieczności przebywania w sieci, wystarcza wykorzystywanie komputera bez jakiejkolwiek celowości. Natomiast przeciążenie informacyjne polega na przeglądaniu sieci, baz danych lub portali informacyjnych [1, 2, 6]. 2.1. Kryteria diagnostyczne Przydatnym narzędziem diagnostycznym jest test stworzony przez Kimberly Young, który zawiera osiem kryteriów, z których minimum pięć musi wystąpić, by można było mówić o uzależnieniu od Internetu. Wystąpienie uzależnienia można określić za pomocą pytań dotyczących m.in.: nadmiernego zainteresowania Internetem, przymusu wydłużającego się korzystania z sieci, nieudanych prób ograniczenia czasu poświeconego na Internet, negatywnych konsekwencji przy próbach ograniczenia użytkowania sieci, niezauważania płynności mijającego czasu, nadszarp-pnięcia relacji bądź więzi z bliskimi osobami, nieprzyznawania się do nałogu oraz korzystania z Internetu, jako narzędzia uniknięcia kłopotów [5, 11]. 2.2. Skala problemu Badanie „EU Kids Online” pt. „Zagrożenia i bezpieczeństwo w Internecie” objęło swoim zakresem internautów w wieku 9–16 lat oraz ich rodziców w 25 krajach. Na podstawie raportu EU Kids Online stwierdzono, że dzieci korzystają z sieci w coraz wcześniejszym wieku. W Polsce średni wiek pierwszej styczności w Internetem przypada na 9 lat. W grupie 9-10-latków - 1/3 korzysta z sieci codziennie natomiast w przedziale 15-16-latków robi to aż 80%. Raport określa, iż w Polsce więcej dzieci niż w innych krajach Europy korzysta z Internetu za pomocą telefonu komórkowego. Aż 63% polskich dzieci używa sieci tylko w swoim pokoju, oznacza to, że wgląd w poczynania dzieci w Internecie 258 Współczesne zagrożenie dla zdrowia dzieci i młodzieży jako wyzwania dla zdrowia publicznego jest o wiele mniejszy w Polsce niż w Europie. W badaniu dotyczącym wystąpienia symptomów uzależnienia od Internetu w ciągu roku wzięło udział 805 dzieci, z czego 426 – chłopców i 379 dziewczynek w wieku od 11 do 16 roku życia. Do symptomów zaliczono między innymi rezygnację z jedzenia bądź spania na rzecz Internetu, bezskuteczne ograniczenie czasu surfowania po sieci, zaniedbywanie przyjaciół lub hobby a także nakrycie siebie samego podczas korzystania z sieci bez jakiegokolwiek powodu. Po przeprowadzeniu badania, okazało się, iż 35% dzieci zaniedbywało hobby bądź rodzinę a 18% nie jadło lub nie spało. Najwięcej, bo aż 38% badanych zauważyło, że potrafi przeglądać Internet bez celu [12]. Innym przykładem może być przeprowadzone w 2011 roku na uczniach Publicznego Gimnazjum nr 1w Jelnicy badanie dotyczące oceny zagrożenia wybranymi uzależnieniami - w tym zagadnienia dotyczące komputera i Internetu. W badaniu uczestniczyło stu uczniów w wieku 13-16 lat. Wykazano w nim na podstawie testu uzależnienia wg Kimberly Young, iż na stu uczniów 92% osoby posiadały własny komputer a 65% korzystało z sieci codziennie. Określono między innymi, że 50% uczniów spędzało więcej czasu w sieci niż pierwotnie planowało a dla 28% okres spędzany w Internecie był pewną formą radzenia sobie z kłopotami. Dowiedziono, iż troje gimnazjalistów podało pozytywną odpowiedź na przynajmniej pięć pytań testowych, co określa się mianem uzależnienia od komputera, gdy tymczasem odpowiedzi sześciu innych uczniów przejawiały możliwość zagrożenia uzależnieniem [13]. Kolejne badanie z 2009 roku, które odnosiło się do kwestii korzystania z Internetu objęło 699 uczniów z trzech różnych szkół w Madrycie. Uczestnicy badania należeli do przedziału wiekowego 14-18 lat, z czego 51% stanowiły dziewczęta a 49% chłopcy. Pomiary przeprowadzono za pomocą testów uzależnia od Internetu wg Mc Orman oraz wg Kimberly Young. Wynik z pierwszego testu - Mc Orman – wykazał, że 20% badanych było użytkownikami z grupy ryzyka a 3,7% problemowo korzystało z Internetu. Natomiast rezultat testu Young ukazał, iż 43,3% stanowiło grupę ryzyka a 3,3% miało problem z użytkowaniem sieci [14]. 2.3. Cyberbulling Cyberbullying zwany również mobbingiem elektronicznym jest formą agresji, do której wykorzystuje się nowe technologie komunikacyjne takie jak: telefony komórkowe czy Internet. Tak jak tradycyjny mobbing cechuje się dysproporcją sił między ofiarą a sprawcą, ma na celu osłabić i zaszkodzić ofierze. Czynności te trwają przez dłuższy czas i wielokrotnie się powtarzają. Cyberbullying może przybrać postać rozpowszechniania obraźliwych zdjęć i filmów za pomocą Internetu a nawet kradzieży 259 Izabela Bielińska, Aleksandra Stefanowicz, Tomasz Wandtke tożsamości. W Polsce ten rodzaj mobbingu jest mniej popularny niż normalny bullying. Do głównych skutków mobbingu elektronicznego zaliczamy strach, upokorzenie, wstyd, izolację od grup rówieśniczych, poczucie bycia słabym-ofiarą, chęć zniknięcia a czasem nawet próby samobójcze. Do działań profilaktycznych należy edukacja uczniów dotycząca sposobów rozmowy przez komputera, czyli ukazanie różnic między rozmową w rzeczywistości a przez Internet. Oprócz tego profilaktyka zajmuje się także działaniem interwencyjnym, gdy doszło już do przemocy elektronicznej, czyli między innymi, nauką prawidłowej komunikacji międzyludzkiej. Ostatnia formą działania walczącego z mobbingiem jest praca zarówno z sprawcami, jaki i ofiarami takiej przemocy [2, 15, 16]. 2.4. Profilaktyka W profilaktyce i terapii uzależnienia od komputera w przypadku dzieci i młodzieży- bardzo dużą rolę odgrywają rodzice, którzy mają za zadanie kontrolowanie dostępu do komputera. Opiekunowie powinni zawsze przestrzegać pułapu czasowego pierwotnie ustalonego na użytkowanie komputera a także kontrolować czynności wykonywane przez dziecko na komputerze. Ważne jest zapewnienie innych opcji aktywnego spędzenia czasu. Dobre relacje w rodzinie, wspólne zainteresowania, zabawy i częste rozmowy mogą spowodować, że dzieci nie będą uciekać w wirtualny świat a to zminimalizuje szanse na uzależnienie się dziecka od komputera. W przypadku wystąpienia nałogu należy zredukować dostępność komputera a także wprowadzić ścisły nadzór nad poczynaniami dziecka. Zarówno wsparcie psychologa, jak i pedagoga jest dodatkową pomocą w takiej sytuacji. W szkołach w ramach profilaktyki powinno prowadzić się zajęcia z zakresu edukacji medialnej dotyczącej Internetu, a także o tematyce nowych uzależnień [5÷7]. 3. Uzależnienie od gier komputerowych Uzależnienie od gier komputerowych cechuje się długotrwałym i niepohamowanym korzystaniem z nich. Nie istnieje jednak, jako jednostka chorobowa. Początkowo objawia się zainteresowaniem i fascynacją dziecka, które poświęca coraz więcej czasu na tą czynność. Najpierw opiekunowie zezwalają dziecku grać, ponieważ sądzą, iż te poszerzają swoje hobby. Problem zaczyna się, gdy przy każdej próbie odciągnięcia uwagi dziecka od gry reaguje ono atakiem niepohamowanego gniewu i agresji. Takie zachowanie wymaga ingerencji rodziców w zachowanie dziecka. Opiekunowie zatracają łączność, więź z dzieckiem, które samo przestaje mieć 260 Współczesne zagrożenie dla zdrowia dzieci i młodzieży jako wyzwania dla zdrowia publicznego kontakt z realnym światem. W takiej sytuacji dla dziecka-gracza liczy się tylko gra i okres poświęcony w nierealnym świecie [1, 17]. Do najważniejszych konsekwencji tego uzależnienia wpływających na stan zdrowia człowieka zaliczamy znużenie organizmu, bóle głowy czy kręgosłupa oraz osłabienie mięśni nadgarstków. Natomiast największe szkody na zdrowiu dziecka powoduje przede wszystkim niedomiar ruchu oraz siedzący tryb życia. Przyczyniają się one do słabości mięśni kręgosłupa, które są niezwykle ważne dla zdrowej postawy. Poprzez częste granie w przepełnione agresją i przemocą gry, dziecko samo wykształca w sobie pejoratywne zachowanie. Taki typ gier powoduje u dzieci zanik wyczulenia na krzywdę czy cierpienie innych oraz wzmożoną agresywność. Po przerwaniu gry o dużej dozie przemocy u graczy Widacz-niają się takie zachowania jak chęć rywalizacji, brak silnych więzi z bliskimi, wrogie nastawienie do otoczenia oraz brak zainteresowania potrzebami pozostałych osób. Zbyt duże zainteresowanie tego typu grami może powodować u dzieci zmianę poczucia dobra i zła, ponieważ w tym przypadku przemoc jest skuteczną drogą do wygranej. Dużym zagrożeniem poza agresją i przemocą jest również szkodliwa treść gier komputerowych. Za groźną dla dzieci treść uważa się na przykład istnienie w grze animacji o charakterze pornograficznym bądź seksualnym. W niektórych grach mogą zaistnieć wątki szatańskie bądź diaboliczne wykorzystywane do pozytywnego oddziaływania na gracza, czyli zdobycia np. jakiejś broni [1, 17, 18]. 3.1. Fazy uzależnienia od gier komputerowych Przy diagnozowaniu uzależnienia od gier komputerowych wymienia się kilka faz. Pierwsza z nich charakteryzuje się przejmowaniem najważniejszej roli w życiu dziecka przez gry. Kolejna opisuje poświęcanie dużej ilości czasu na granie, a przez to redukcję czasu na wcześniejsze zainteresowania. Inną fazę wyróżniają oznaki abstynencyjne, czyli takie symptomy, które pojawiają się w momencie separacji od gier komputerowych. Należą do nich między innymi zły nastrój, gniew, agresja czy problemy z zasypianiem. Późniejsza faza powoduje powstawanie konfliktów w wyniku nadmiernego grania - najczęściej między dzieckiem a rodzicami. Ostatnie etapy cechują się rażącą zmianą usposobienia oraz powrotami do wcześniejszych zły zachowań w przypadku powierzchownego poradzenia sobie z problemem [1]. 3.2. Skala problemu W badaniu przeprowadzonym w roku szkolnym 2006/2007 oceniano powiązanie między grami komputerowymi a wystąpieniem zachowań negatywnych. Badanie objęto 2980 osób w tym 972 rodziców i 2008 261 Izabela Bielińska, Aleksandra Stefanowicz, Tomasz Wandtke uczniów w przedziale wiekowym 12-13 lat. Za pomocą sondażu diagnostycznego udało się uzyskać wyniki wskazujące, że prawie 91% uczniów często gra w gry komputerowe a niecałe 84% nie stosuje się do oznaczeń wiekowych. W 66% badanych gra w gry komputerowe o dużym nasyceniu agresji, przemocy i drastycznych obrazach. Powyżej 50% uczniów lekceważy wypełnianie czynności domowych i szkolnych. Aż 93% badanych uczniów nie brało wcześniej udziału w zajęciach dotyczących zapobiegania uzależnień od komputera bądź Internetu. Podczas nieobecności opiekunów 83% dzieci gra na komputerze, dlatego też wręcz 57% rodziców nie kontroluje czasu poświeconego przez dzieci na tą czynność. Gry komputerowe w 86% są przyczyną konfliktów, problemów z dziećmi [19]. 3.3. Profilaktyka W zapobieganiu uzależnienia jak i negatywnych konsekwencji gier komputerowych duże znaczenie ma kontrola rodziców. Przede wszystkim powinni zdawać sobie sprawę, jaki rodzaj gier interesuje ich dziecko. Ważne jest również ustalenie zasad np. możliwość korzystania z komputera, tylko, gdy opiekun jest w domu bądź priorytetowe wykonywanie obowiązków domowych i szkolnych. Do zadań rodziców należy zapewnienie możliwości innych atrakcji poza grami a także uświadomienie młodzieży o potencjalnych zagrożeniach płynących ze strony gier komputerowych. W szkołach tak jak w przypadku uzależnień od Internetu wprowadzona powinna być edukacja medialna [1, 18]. Pomoc można znaleźć również w poradniach psychologicznopedagogicznych [20]. 4. Uzależnienie od telefonu komórkowego Fonoholizm jest uzależnieniem od telefonu komórkowego, który cechuje się nieumiarkowanym korzystaniem z aparatu komórkowego przez posiadacza w zwykłych czynnościach. Osoba uzależniona zwraca dużą uwagę na dysponowanie telefonem i nigdzie bez niego nie wychodzi. Komórka dla uzależnionego staje się łącznikiem w komunikowaniu z innym a także narzędziem pozwalającym przynależeć do danej grupy. Uzależnieni wielokrotnie czują ciągłą potrzebę komunikowania się z innymi. W sytuacji, w której nie mają możliwości korzystania z telefonu mogą być zaniepokojeni, mieć negatywne usposobienie a nawet czasem napady paniki. Ten typ uzależnienia powoduje, iż osoba uzależniona częstokrotnie posługuje się telefonem w niewłaściwym obszarze – przykładem może być korzystanie z komórki podczas zajęć szkolnych [3, 21, 22]. 262 Współczesne zagrożenie dla zdrowia dzieci i młodzieży jako wyzwania dla zdrowia publicznego Do przyczyn fonoholizmu należy szeroka dostępność telefonów komórkowych na rynku. Jego nowoczesne funkcje są coraz bardziej atrakcyjne dla młodych ludzi i przez to zachęcają ich do częstego korzystania. Komórka ułatwia komunikację międzyludzką oraz planowanie i koordynację czynności życia codziennego. Urządzenie to przesądza o statusie społecznym – posiadacz telefonu przynależy do społeczeństwa [21]. Skutkiem uzależnienia od komórki jest trudność utworzenia normalnej więzi z innymi osobami. Fonoholizm powoduje również rezygnację z hobby, huśtawkę humoru, problemy z zasypianiem oraz żywieniem. Następstwami są też spory z rodziną, niewywiązywanie się z zadań a także odseparowanie od bliskich. Pogorszeniu może ulec koncentracja oraz może dojść do pogorszenia języka komunikowania - zubożenie. Wyróżnia się cztery rodzaje uzależnienia od telefonu. Są to uzależnienie od sms-ów, nowych modeli telefonów, gier oraz syndromu włączonego telefonu komórkowego (SWT). Pierwsza forma to uzależnienie od sms-ów, cechuje się pilną potrzebą pisania i dostawana wiadomości. Humor osoby i jej usposobienie zależne jest od ilości odebranych sms-ów. Nałogowcy kupujący wielokrotnie nowe modele komórek nalezą do drugiego typu. Osoby z tej grupy potrafią wydać dużo pieniędzy, aby dostać najlepsze modele telefonów. Ważniejsze jest dysponowanie takim aparatem niż jego przydatność. Gracze to krąg osób nadmierne skupionych na grach dostępnych w komórce. Natomiast w przypadku SWT uzależnieni lękają się wyłączyć swój aparat choćby na moment. W celu zapobiegnięcia braku dostępu do telefonu mogą mieć zawsze przy sobie dodatkową komórkę [21, 22]. 4.1. Kryteria diagnostyczne Przykładowym testem diagnozujący fonoholizm jest test Guerreschiego. Składa się on z dziesięciu pytań z trzema wariantami odpowiedzi. W teście znajdują się zagadnienia dotyczące m.in.: nastawienia do pisania wiadomości tekstowych, sytuacji, w których mamy włączony telefon czy też tego, czym się kierujemy wybierając nowy model aparatu. Wybór największej ilości odpowiedzi „A” oznacza, że nie jest się zwolennikiem telefonu komórkowego. Funkcje komórki nie są ważne. Zaznaczenie odpowiedzi „B” w większości pytań określa, iż osoba w prawidłowy sposób korzysta z telefonu. Natomiast wielokrotny wybór wariantu „C” wskazuje, na fonoholizm. Telefon jest dla takiej osoby nieodłącznym elementem życia, bez, którego nie może normalnie funkcjonować [7]. 263 Izabela Bielińska, Aleksandra Stefanowicz, Tomasz Wandtke 4.2. Skala problemu W badaniu przeprowadzonym na stu gimnazjalistach, o którym mowa była wcześniej wzięto również pod uwagę kwestię telefonów komórkowych. Próbę przeprowadzono za pomocą testu uzależnienia od komórki wg Guerreschiego oraz kwestionariusza Zakładu Zintegrowanej Opieki Medycznej Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku. Test Guerreschiego składał się z dziesięciu pytań, na które istniały trzy opcje odpowiedzi. Największa liczba odpowiedzi „A” oznaczała brak przywiązana do telefonu, odpowiedzi „B”- właściwe korzystanie a „C”uzależnienie. Badanie wykazało, że 96% uczniów posiada własny telefon a około 22% posiadało dwa aparaty. Ponad połowa uczestników posiadała w komórce dostęp do Internetu. W 94% gimnazjalistów korzystało najczęściej z funkcji pisania wiadomości tekstowych. Ze stu, siedemdziesiąt dwie osoby nie wyłączały komórki przez całą dobę. W rezultacie po przeprowadzeniu testu uzależnienia od telefonu dowiedziono, że najczęściej odpowiedź „A” wybrało siedmiu uczniów, odpowiedź „B” pięćdziesięciu a „C” dwudziestu dziewięciu [8]. 4.3. Profilaktyka Metodą profilaktyki fonoholizmu jest zdobywanie przez rodziców wiedzy na temat nałogów. Zadaniem opiekuna jest znać źródła i konsekwencje uzależnień zagrażającym dzieciom. Rodzice powinni wyjaśniać dzieciom, jakie ryzyko niesie kontaktowanie się ze znajomymi za pośrednictwem komórki a także ustalić limit połączeń wychodzących na karcie. Ich obowiązkiem jest też objaśnić zasady użytkowania komórki, w jakich sytuacjach lub miejscach można bądź nie korzystać z telefonu. W przypadku zaobserwowania przez któregoś z rodziców pierwszych oznak uzależnienia zaleca się wizytę u psychologa, pedagoga lub lekarza. Natomiast szkoła, aby ograniczyć ryzyko fonoholizmu może wprowadzić w regulaminie szkoły zapis zabraniający korzystania z komórek w trakcie trwania lekcji. Dodatkową opcją jest wprowadzenie tak jak w przypadku wcześniej omawianych uzależnień- edukacji medialnej. Sposobem zapobiegania fonoholizmowi jest też robienie przerw od telefonu poprzez wybranie miejsc gdzie nie można z niego korzystać bądź wyłączanie go na jakiś okres- na przykład na czas posiłków. Dla osób notorycznie piszących sms-y właściwym działaniem będzie opóźnianie choćby o kilkanaście minut reakcji [21, 22]. 264 Współczesne zagrożenie dla zdrowia dzieci i młodzieży jako wyzwania dla zdrowia publicznego 5. Podsumowanie Nowoczesne technologie poza oczywistymi korzyściami niosą ze sobą również konsekwencje. Wszystkie wyżej opisane uzależnienia łączy wyjątkowa podatność na pojawienie się ich wśród dzieci i młodzieży. W diagnozowaniu tych nałogów dużą rolę odgrywają źródła takiego pejoratywnego zachowania u dzieci i młodzieży. Powodem uzależnienia od Internetu wśród dzieci są możliwości, jakimi one dysponują. Oznacza to, że młodzież może swobodnie zawierać nowe znajomości, prezentować własne zdanie lub opinię na jakiś temat. Sieć ułatwia przynależenie do grup społecznych a także stanowi formę ucieczki przed problemami. Przyczynami nałogowego grania w gry komputerowe są brak innych opcji spędzania wolnego czasu oraz chęć sprawdzenia się. Czynnikiem powodujący nadmierne zaangażowanie się w granie może mieć podłoże w złych kontaktach z rodzicami. Młodzi ludzie, którzy nie zaznają zainteresowania od opiekunów mogą uciekać się do gier, gdzie mają wpływ na losy postaci przez co mogą spełniać swoje ukryte marzenia. Przesłanką, do fonoholizmu jest chęć bycia zaakceptowanym przez społeczność, w której w dzisiejszych czasach posiadanie telefonu jest jedną z determinant. Telefon dzięki wielu nowym funkcjom kusi młodzież, ponieważ staję się dla nich potencjalną rozrywką. Przykładowymi testami diagnozującymi uzależnienie są test uzależnienie od komputera wg Kimberly Young oraz test uzależnienia od telefonu komórkowego wg Guerreschiego. Profilaktyka tych uzależnień obejmuje minimalizowanie potencjalnych przyczyn wystąpienia owego nałogu. Dużą rolę w zapobieganiu odgrywa szkoła oraz rodzice. Zadaniem opiekunów jest aktualizowanie swojego poziomu wiedzy dotyczącego uzależnień oraz kontrolowanie zachowań dziecka. Powinni wykazywać zainteresowanie dziećmi jak również zapewniać im różne możliwości spędzania wolnego czasu. W szkole w ramach profilaktyki można przeprowadzić spotkania ze specjalistami z dziedziny uzależnień oraz wprowadzić na lekcjach zagadnienia z edukacji medialnej [1, 3, 17, 19÷22]. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. Kozak S., Patologie komunikowania w Internecie: zagrożenia i skutki dla dzieci i młodzieży, Difin, Warszawa 2011, s. 103-139 Kozak S., Patologie wśród dzieci i młodzieży: leczenie i profilaktyka, Difin, Warszawa 2007, s. 28-37 Augustynek A., Jak walczyć z uzależnieniem? Difin, Warszawa 2011, s.70-85 Barwicka A., Szymkowiak E., Portale społecznościowe jako „używka” okresu adolescencji, Law, economical and social review 4/2012, s. 94-101 Augustynek A., Uzależnienia komputerowe: diagnoza, rozpowszechnienie, terapia, Difin, Warszawa 2010, s. 39-69 265 Izabela Bielińska, Aleksandra Stefanowicz, Tomasz Wandtke 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. Ogonowska A., Stop! Siecioholizm, Polskie Towarzystwo Edukacji Medialnej 2013 Guerrreschi C., Nowe uzależnienia Wydawnictwo Salwator, Kraków 2010 Cierpiałkowska L., Redakcja naukowa. Oblicza współczesnych uzależnień, Wydawnictwo Naukowe UAM, Poznań 2006, s. 107-111 Yen J., Ko C., Psychiatric symptoms in adolescents with Internet addiction: Comparison with substance use, Psychiatry and Clinical Neurosciences 62/2008, s.9-16 Jerald J., Block M. D., Issues for DSM-V: Internet Addiction, Am J Psychiatry 165/2008, s. 306-307 Young K., Internet Addiction: Symptoms, Evaluation and Treatment, Practice Professional Resource Exchange. Innovations in Clinical 17/1999, s.19-31 Kirwil. L., Polskie dzieci w Internecie: Zagrożenia o bezpieczeństwo - część 2, SWPS -EU KIDS ONLINE - PL, Warszawa 2011 Piekarski A. L., Krajewska-Kułak E., Kowalczuk K., Ocena zagrożenia wybranymi uzależnieniami w populacji młodzieży gimnazjalnej, Probl Hig Epidemiol 93/2012, s.499-509 Carbonell X., Chamarro A., Griffiths M., Oberst U., Cladellas R., Talarn A., Problematic Internet and cell phone use in Spanish teenagers and young students, Servicio de Publicaciones de la Universidad de Murcia 2012, s. 789-796 Knol K., Pyżalski J., Mobbing elektroniczny: analiza rozwiązań profilaktycznych i interwencyjnych, Fundacja Dzieci Niczyje 2011 Hinduja S., Patchin W. J., Bullying, Cyberbullying and Suicide, International Academy for Suicide Research 2010, s. 206-221 Taper E. A., Gry MMORPG – cechy, możliwości, zagrożenia, Media i Społeczeństwo: medioznawstwo, komunikologia, semiologia, socjologia mediów 1/2011, s. 180-193 Szpringer M., Horecka-Lewitowicz A., Czerwiak G., Laurman-Jarząbek E., Gry komputerowe a zachowania problemowe młodzieży w wieku 12-13 lat, Studia Medyczne 12/2008, s. 35-39 Braun-Gałkowska M., Dziecko w świecie mediów, Edukacja i Dialog 6/2003, s. 2-9 Griffiths M., Gry i hazard. Uzależnienia dzieci w okresie dorastania, Gdańskie Wydawnictwo Psychologiczne, Gdańsk 2004 Kozak S., Patologia fonoholizmu: przyczyny, skutki i leczenie uzależnienia dzieci i młodzieży od telefonu komórkowego, Difin, Warszawa 2013 Pawłowicz J. J., Fonoholizm- problem moralny, Collectanea Theologica 4/2010, s. 163-173 266 Współczesne zagrożenie dla zdrowia dzieci i młodzieży jako wyzwania dla zdrowia publicznego Współczesne zagrożenia dla zdrowia dzieci i młodzieży jako wyzwania dla zdrowia publicznego Streszczenie Definicję uzależnienia rozpatruje się na podstawie klasyfikacji ICD-10 oraz DSM-IV. Jednak zarówno w X Rewizji Międzynarodowej Klasyfikacji Chorób i Problemów Zdrowotnych jak i w klasyfikacji Amerykańskiego Towarzystwa Psychiatrycznego nie określono pojęć uzależnienia od: Internetu, gier komputerowych, telefonu komórkowego. Przydatnymi narzędziami diagnozującymi omawiane problemy są testy autorstwa Young oraz Guerreschiego. Celem tej monografii jest przedstawienie nowych zagrożeń dla zdrowia psychicznego dzieci i młodzieży, takich jak uzależnienie od Internetu, gier komputerowych oraz telefonu komórkowego w kontekście zdrowia publicznego. Do współczesnych zagrożeń zdrowia dzieci i młodzieży zalicza się uzależnienie od Internetu, gier komputerowych oraz telefonu komórkowego. Wyniki badań wykazują, iż problem zagrożenia uzależnieniem dotyczy coraz większej liczby dzieci w młodszym wieku. W Polsce średni wiek pierwszej styczności z Internetem wynosi 9 lat. Badanie „EU Kids Online PL” przeprowadzone przez dr Lucynę Kirwil potwierdziło występowanie zaburzeń psychospołecznych wynikających z nadmiernego korzystania z Internetu u dzieci oraz potwierdziło wysoką skuteczność działań profilaktycznych podjętych przez rodziców. Nowe zagrożenia takie jak uzależnienie od Internetu, gier komputerowych lub/i telefonu komórkowego są wyzwaniem dla zdrowia publicznego, zarówno ze względu na nasilenie występowania zjawiska oraz szkody społeczne i zdrowotne nimi spowodowane. Uzależnienia cyfrowe mogą być przyczyną zerwania więzi rodzinnych i społecznych. W niektórych przypadkach mogą doprowadzić do stanów lękowych lub wzrostu agresji. Zaleca się uwzględnienie przedstawionych zagrożeń w kolejnych klasyfikacjach uzależnień. Słowa kluczowe: profilaktyka, zdrowie publiczne, internetoholizm, fonoholizm Contemporary Health Hazards in Children and Teenagers as a Challenge for Public Health Abstract The definition of addiction is considered based on two classification: ICD-10 and DSM-IV. However, both the X Revision of the International Classification of Diseases and Health Problems, as well as the classification of the American Psychiatric Association have not specified the terms of: Internet, computer games and mobile phone addictions. To diagnose these problems the Young and Guerrsechiego tests are used. The aim of this monograph is present new threats to mental health in children and adolescents, such as Internet, computer games and mobile phone addictions. Results of many researchers have shown that addiction threats concern the increasing number of children at an early age. In Poland, the average age of first contact with the Internet is 9 years old. The research "EU Kids Online PL" conducted dr Lucynę Kirwil has proved psychosocial disorders occurance in children resulting from too frequent use of the Internet and also confirmed the high effectiveness of prevention activities taken by parents. New threats to human health such as Internet, computer games and/or mobile phone addiction are challenges for public health, both due to the occurrence intensification and social and/or health disturbances. Digital Addictions can result in rupture of family and social relationships. In some cases, they may lead to anxiety or even aggression. It is recommended to take into account the described threats during creation of future addiction classifications. Keywords: prevention, public health, Internet addiction, mobile phone addiction 267 Kinga Caban1, Katarzyna Wojewoda2, Dominika Wróbel-Dudzińska3 Zastosowanie cross-linking w zakażeniach rogówki 1. Wstęp Cross-linking (CXL) jest to najbardziej nowoczesna metoda leczenia stosowana z powodzeniem głównie w terapii stożka rogówki. Zabieg ten został wynaleziony przez Theo Seilera, Gregora Wollensaka, Eberharda Spoerla [1]. Pierwszy raz został przeprowadzony w Niemczech w latach 90tych w terapii stożka rogówki. Obecnie pojawiają się doniesienia na temat zastosowania CXL również w innych chorobach rogówki, a szczególnie zakończone sukcesem próby leczenia zakażeń rogówki (łac. keratitis). 2. Cel pracy Praca ma charakter poglądowy, jej celem jest przybliżenie techniki CXL oraz przedstawienie najnowszych doniesień na temat nowego zastosowania tego zabiegu w terapii istotnego w okulistyce problemu jakim są zakażenia rogówki. 3. Rozwinięcie 3.1. Przebieg zabiegu i rola witaminy B2 CXL został wynaleziony celem wzmocnienia właściwości biomechanicznych rogówki, tym samym zmniejszenia progresji stożka rogówki. Jest to zabieg zachowawczy polegający na krzyżowym sieciowaniu włókien kolagenowych rogówki z użyciem aktywowanej światłem ryboflawiny (wit. B2). Zastosowanie witaminy B2 posiada w CXL duże znaczenie. Pomimo, że ryboflawina stanowi naturalny składnik organizmu, jej zawartość w rogówce jest niewielka ponadto może ulegać rozpadowi pod wpływem 1 [email protected], Studenckie Koło Naukowe przy Klinice Diagnostyki i Mikrochirurgii Jaskry, I Wydział Lekarski z Oddziałem Stomatologicznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 2 [email protected], Studenckie Koło Naukowe przy Klinice Diagnostyki i Mikrochirurgii Jaskry, I Wydział Lekarski z Oddziałem Stomatologicznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 3 [email protected], Klinika Diagnostyki i Mikrochirurgii Jaskry Uniwersytetu Medycznego w Lublinie 268 Zastosowanie cross-linking w zakażeniach rogówki światła słonecznego [2]. W 1960 roku Japońscy naukowcy odkryli unikalne działanie ryboflawiny pod wpływem światła, które polegało na inaktywacji RNA wirusa mozaiki tytoniu [2]. Następnie od roku 2000 podejmowano kolejne doświadczenia z wit.B2, która zastosowana jako fotouczulacz powodowała inaktywację patogenów we krwi, erytrocytach i płytkach krwi [2]. Istota działania ryboflawiny polega wymuszeniu absorbcji światła UVA (ultrafiolet długi charakteryzujący się falą o dł. 400 nm–315 nm) przez rogówkę. W wyniku tego działania w tkance rogówki zachodzą procesy fotopolimeryzacji, tzn. między włóknami kolagenu występującymi normalnie w jej zrębie, tworzą się nowe połączenia tzw. wiązania krzyżowe (poprzeczne) - stąd angielska nazwa zabiegu „crosslinking”. Owe dodatkowe wiązania sprawiają, że rogówka staje się bardziej sztywna i odporna (utwardzona) [2, 4, 5]. Ryboflawina jest podawana w kroplach co 2 min podczas naświetlania i chroni siatkówkę oraz soczewkę wewnątrzgałkową przed promieniowaniem ultrafioletowym [3]. Penetrację ryboflawiny do komory przedniej kontroluje się w lampie szczelinowej. Standardowy protokół procedury CXL (protokół dresdeński) został opisany przez Wollensal-a [1]. Procedura CXL nie jest skomplikowana, wykonuje się ją w znieczuleniu miejscowym kroplowym, trwa ok.1 godziny. W trakcie zabiegu pacjent znajduje się w pozycji leżącej. Okolica skóry wokół oka jest przemywana i okładana sterylną folią. Ryboflawina jest aplikowana przez 30 min co 3-5 min zazwyczaj po usunięciu 7-9 mm nabłonka rogówki (w celu lepszej penetracji ryboflawiny). Kolejnym etapem jest zastosowanie światła UVA o długości 2 fali 365-370 nm (3mW/cm ) przez kolejne 30 min z równoczesnym podawaniem ryboflawiny w podobnych do zastosowanych uprzednio odstępach czasowych. Po zabiegu zakłada się ochronną soczewkę kontaktową, którą pacjent nosi przez 1-2 dni, ponadto zaleca się miejscowe stosowanie antybiotyku. Efekt zabiegu jest widoczny po kilku dniach, ponieważ w tym czasie dochodzi do wzrostu liczby wiązań, które powodują, że rogówka staje się bardziej sztywna, utwardzona i odporna na uszkodzenia [6]. Obecnie istnieją różne modyfikacje wyżej wymienionej procedury polegające na skróceniu czasu jej trwania – stosuje się większe natężenie światła przy krótszym czasie naświetlania [7]. 3.2. Cross-linking w stożku rogówki Stożek rogówki jest postępującą, najczęściej obustronną niezapalną chorobą, charakteryzującą się ścieńczeniem i uwypukleniem rogówki. W wyniku choroby krzywizna rogówki przybiera odbiegający od normalnego stożkowaty kształt. Stożek rogówki może prowadzić do znacznego zaburzenia ostrości wzroku – pacjenci często skarżą się na 269 Kinga Caban, Katarzyna Wojewoda, Dominika Wróbel-Dudzińska niewyraźne lub mnogie widzenie oraz znaczną nadwrażliwość na światło. Wbrew powszechnemu przekonaniu o rzadkości choroby, stożek jest najczęściej spotykaną dystrofią rogówki. Występowanie stożka rogówki wynosi 1:2000 [8] i jest zwykle rozpoznawane w drugiej i trzeciej dekadzie życia. Obecnie dostępne metody leczenia stożka rogówki polegają na zastosowaniu sztywnych soczewek kontaktowych, zabiegach typu intacs, polegających na wszczepianiu pierścieni śródrogówkowych czy też w ostateczności wykonaniu przeszczepu rogówki. Niestety żadna z tych opcji nie leczy przyczyn ektazji rogówki, a zatem nie można zatrzymać postępu stożka rogówki [9]. W większości przypadków skuteczny może okazać się CXL – jedyna uznana metoda leczenia progresji stożka rogówki. CXL ma na celu zahamowanie postępu stożka rogówki poprzez wzmocnienie połączeń pomiędzy włóknami kolagenowymi zrębu rogówki. Uzyskuje się dzięki temu zwiększenie sztywności rogówki i zmniejszenie podatności na dalsze uwypuklanie, a czasem nawet zmniejszenie istniejącego stanu chorobowego [9]. W przypadku zabiegu CXL mamy do czynienia z dwiema metodami: tzw. „epi-off” i nową „epi-on”. W metodzie „epi-off” usuwa się 9 mm nabłonka rogówki za pomocą epikeratomu, ponieważ ryboflawina ma słabe możliwości penetracji w głąb rogówki, następnie przez 30 min aplikuje się ryboflawinę, a przez następne 30 min stosuje się promieniowanie UVA i zakłada opatrunkową soczewkę kontaktową. Z kolei technika „epi-on”, którą po raz pierwszy zastosował Dr. Brian Boxer Wachler w 2004 roku, polega na pozostawieniu nabłonka rogówki. Kolejną różnicą jest wydłużenie czasu stosowania ryboflawiny. Operator posiada dowolność co do wyboru metody CXL, jednak większość okulistów wybiera obecnie metodę „epi-on” ze względu na dodatkowe korzyści. Wśród nich wyróżniamy: szybszą poprawę widzenia po zabiegu, mniejsze dolegliwości bólowe i mniejsze ryzyko wystąpienia infekcji, czy przymglenia rogówki. Natomiast w metodzie „epi-off” czas aplikacji ryboflawiny jest krótszy, zużywana jest mniejsza ilość witaminy B2, występują jednak silne dolegliwości bólowe ze względu na duży ubytek nabłonka rogówki, dlatego też rehabilitacja wzroku jest długa i zajmuje około 3-6 miesięcy, opisano również powikłania w postaci zapaleń rogówki i przymgleń. W przypadku „epi-on” w grupie badanych nie występowały powikłania w postaci obrzęku rogówki lub przerwania ciągłości aksonów. Udowodniono, że skuteczność metod „epi-on” i „epi-off” jest taka sama [10]. 270 Zastosowanie cross-linking w zakażeniach rogówki Do możliwych powikłań zabiegu CXL wymienianych w literaturze należą: obniżenie ostrości wzroku pomimo pełnego sukcesu zabiegowego podwyższone ciśnienie wewnątrzgałkowe (związane z koniecznością stosowania preparatów steroidowych po zabiegu), a następnie jaskra posterydowa; zaćma posterydowa; wysychanie nabłonka rogówki; przymglenie rogówki; zapalenie rogówki; erozje rogówki; perforacja rogówki; osłabienie poczucia kontrastu [6, 9]. 3.3. Inne zastosowania zabiegu cross-linking Poza głównym zastosowaniem CXL w stożku rogówki, technika ta jest stosowana również w: leczeniu innych ektazji rogówki (zwyrodnienie brzeżne przezroczyste, ektazje po zabiegach chirurgii refrakcyjnej); zapaleniach/owrzodzeniach rogówki; obrzękach w keratopatii pęcherzowej (dystrofii Fuchs’a); rozmiękaniu rogówki po oparzeniach chemicznych; połączenie procedur LASIK+CXL, PRK+CXL, Intacs+CXL w celu uzyskania lepszych efektów [11]; ponadto istnieją doniesienia o stosowaniu CXL twardówki w wysokiej krótkowzroczności, aby zapobiec wydłużaniu się gałki ocznej [12]. 3.4. Zakażenia rogówki Zakażenia rogówki stanowią poważny problem okulistyczny. Keratitis jest jedną z trzech głównych przyczyn utraty wzroku na świecie. Może być spowodowane czynnikami zakaźnymi lub niezakaźnymi. Najczęściej mamy do czynienia z etiologią bakteryjną, gdzie dominują zakażenia gronkowcowe i paciorkowcowe, a także zakażenie pałeczką ropy błękitnej. Bakterie mają zdolność do szybkiego namnażania się, dlatego bardzo ważne jest szybkie rozpoczęcie leczenia. Niestety często pacjenci leczeni są zbyt późno lub otrzymują antybiotyki o zbyt małym spektrum działania, a proces zapalny postępuje bardzo szybko. Stwarza to ryzyko powstania nacieków, owrzodzeń i zmętnienia (bielma), które zaburzają proces 271 Kinga Caban, Katarzyna Wojewoda, Dominika Wróbel-Dudzińska widzenia. Ze względu na bogate unerwienie czuciowe rogówki towarzyszą silne dolegliwości bólowe, przekrwienie i łzawienie. Jeszcze większe trudności terapeutyczne stwarza zapalenie rogówki pochodzenia grzybiczego i wirusowego. Zakażenia grzybicze (głównie Aspergillus, Candida, Fusarium, Cephalosporium) bardzo często upośledzają widzenie w znacznym stopniu, a nawet mogą prowadzić do ślepoty. Niestety od ponad 20 lat obserwuje się tendencję wzrostową tychże zakażeń. Leczenie tego typu zapalenia jest trudne ze względu na znaczną głębokość zakażenia, a niestety niewielką ilość preparatów przeciwgrzybiczych mających zastosowanie miejscowe w okulistyce. Dodatkowo stosowane leki charakteryzują się słabą penetracją. Kolejny problem stanowią zakażenia wirusowe, zwłaszcza zapalenia wywołane przez wirusy z grupy Herpes, które mogą doprowadzić do perforacji rogówki, powstania blizn lub zapalenia wnętrza gałki ocznej. Ponadto te zapalenia często nawracają. Czynnik czasu posiada również w tym przypadku duże znaczenie ponieważ np. zapalenie rogówki wywołane wirusem półpaśca ma szansę na skuteczną terapie, gdy podane zostaną leki w ciągu 3 dni od wystąpienia zmian skórnych. Z kolei pełzakowate zapalenie rogówki (AK) wywołane przez Acanthamoeba stanowi bardzo duży problem terapeutyczny ponieważ jest oporne na wiele stosowanych obecnie leków [13, 14, 15]. Terapia AK trwa średnio 6-12 miesięcy. Ze względu na istotne problemy terapeutyczne uzasadnione jest poszukiwanie i udoskonalanie nowych metod terapeutycznych, w tym właśnie CXL. 3.5. Zastosowanie cross-linking w zakażeniach rogówki W publikacjach z ostatnich lat możemy znaleźć informacje na temat prób zastosowania zabiegu CXL w leczeniu zakażeń rogówki. Są to najczęściej próby leczenia zakażeń bakteryjnych, wirusowych lub grzybiczych, po nieudanych próbach terapii farmakologicznej, np. w przypadku wielolekoopornych organizmów lub nakładania się innych przyczyn wikłających przebieg choroby i prowadzących do jej progresji. Zakażenie rogówki jest stanem bardzo niebezpiecznym dla oka i powodującym niekiedy nieodwracalne upośledzenie widzenia. Tylko w 50% przypadków, w których nie zastosowano odpowiedniego leczenia antybakteryjnego możliwa jest poprawa widzenia [4,16]. W niektórych przypadkach zakażenie rogówki jest stanem wymagającym przeszczepu rogówki (keratoplastyki), który jak wiadomo wiąże się z ryzykiem reinfekcji a zwłaszcza zagrożeniem odrzucenia, które oszacowano w przedziale od 14,6% do nawet 52% [16]. CXL ma za zadanie w wielu przypadkach zapobiec przeszczepowi rogówki, albo umożliwić planowy 272 Zastosowanie cross-linking w zakażeniach rogówki zabieg przeszczepienia rogówki w warunkach mniejszego stanu zapalnego z większą kontrolą i bezpieczeństwem zabiegu. W 2008 roku Iseli jako pierwszy poddał analizie zabieg CXL jako terapię pierwszego wyboru u pacjentów z podejrzeniem infekcyjnego zakażenia rogówki. Alio i wsp. dokonali metaanalizy 12 artykułów dotyczących zastosowania zabiegu CXL w 104 przypadkach zapalenia rogówki. 58 przypadków spowodowanych było zapaleniem o etiologii bakteryjnej: 44 wywołane przez bakterie gram-dodatnie, 14 przez bakterie gram-ujemne. 13 przypadków dotyczyło zakażenia grzybiczego, a 7 było spowodowanych przez zakażenie Acanthamoeba. Zastosowano Standardowy zabieg CXL. Około 85% przypadków leczonych za pomocą CXL zakończyło się sukcesem, niestety u 16 pacjentów w ostateczności dokonano przeszczepu rogówki. Największe trudności sprawiła terapia zakażeń grzybiczych oraz wywołanych przez Acanthamoeba [2]. Czynnikiem mającym istotny wpływ na trudności terapeutyczne jest czas rozpoczęcia leczenia. Dlatego CXL może być szczególnie przydatną metodą w zakażeniach przewlekających się i lekoopornych, niewłaściwie leczonych bądź też uprzednio nieleczonych. Jednak oczywistym jest, że w tych przypadkach sukces terapeutyczny CXL również będzie mniejszy. Martins, Makdoumi i Schrier jednogłośnie potwierdzili wysoką skuteczność metody CXL w zakażeniach rogówki [2]. W publikowanych opisach przypadków zwraca się szczególną uwagę na uzyskanie szybszego powrotu do zdrowia pacjentów i znacznej poprawy widzenia. Ograniczenia metody CXL wynikają głównie z niedostatecznej penetracji i znacznej zależności odległości od źródła promieniowania UV, czyli głębokości penetracji, co może ograniczać stopień inaktywacji mikroorganizmów. Zjawisko tego typu występuje głównie u pacjentów z owrzodzeniami rogówki, gdzie mniej niż 10% promieniowania UV penetruje do komory przedniej oka, w której zawartość ryboflawiny w cieczy wodnistej jest również zmniejszona [2]. Panda opisał 9 prawdopodobnych mechanizmów działania CXL w zapaleniach/ owrzodzeniach rogówki: inaktywacja mikroorganizmów poprzez uszkodzenie ich DNA; zwiększenie odporności rogówki na degradację enzymatyczną dzięki wiązaniom krzyżowym; zwiększenie wytrzymałości zrębu na rozciąganie oraz wzrost sztywności włókien kolagenowych rogówki co zapobiega rozmiękaniu rogówki; gojenie rany za pomocą indukcji apoptozy a następnie przywrócenie prawidłowej cytoarchitektury rany; 273 Kinga Caban, Katarzyna Wojewoda, Dominika Wróbel-Dudzińska zmiany ultrastrukturalne powodujące zmniejszenie podatności tkanki na działanie mikroorganizmów; naprawa komórek nabłonka rogówki dzięki zdolności ryboflawiny do rozwoju i utrzymania struktury powierzchniowej komórek epitelialnych rogówki; chemiczna modyfikacja grup funkcjonalnych DNA bakterii co uniemożliwia proces replikacji patogenów; zmniejszenie odpowiedzi komórek zapalnych; osłabienie odpowiedzi nocyceptywnej komórek nerwowych rogówki, co powoduje uśmierzenie bólu [17]. Aktualnie prowadzone są coraz częściej próby zastosowania metody CXL w zakażeniach rogówki. Nadzieją jest możliwość przeprowadzenia zabiegu CXL za pomocą jedynie lampy szczelinowej, czyli w jak najprostszy i najtańszy sposób, wykorzystując jedynie umiejętności okulisty. Ze względu na wysokie koszty prowadzenia długotrwałej terapii pacjentów z zakażeniem rogówki z powodu ich długotrwałej hospitalizacji, stosowanych leków, absencji w pracy, toksyczności stosowanych antybiotyków, indukowania opornościbakterii, jak również niekiedy konieczności transplantacji rogówki, wybór metody CXL w przyszłości jako terapii z wyboru może okazać się szczególnie opłacalny i szybki [18]. 3.6. Przeciwskazania do zastosowania metody cross-linking w zakażeniach rogówki Przeciwskazaniami do CXL są obecnie: aktywne zakażenie rogówki wywołane przez wirusa z grupy Herpes, obecność blizn na rogówce, które mają wpływ na widzenie, ciąża i karmienie piersią [9]. CXL nie wykonuje się w przypadku zbyt cienkiej rogówki o grubości poniżej 400 mikrometrów. Odstąpienie od klasycznego CXL może mieć miejsce w niektórych przypadkach stożka rogówki. W takim przypadku nie wykonuje się klasycznego CXL. Nowością w takiej sytuacji jest zastosowanie w zabiegu ryboflawiny TE (z ang. trans epithelial), która przenika do rogówki pokonując barierę nabłonka. Wskazaniem do zabiegu CXL z użyciem ryboflawiny TE jest grubość rogówki w jej najcieńszym miejscu wynosząca mniej niż 350-400 mikrometrów. Różnice w przebiegu zabiegu z użyciem ryboflawiny TE w porównaniu do klasycznej polegają na: 1) 2- godzinnym okresie przygotowania przed zabiegiem, w czasie którego co 10 minut jest podawana do oka ryboflawina TE, 2) W trakcie zabiegu nie wykonuje się abrazji nabłonka rogówki, a po zabiegu nie jest zakładana soczewka kontaktowa opatrunkowa. Nasączanie i naświetlanie rogówki przebiegają tak samo. Czas trwania zabiegu wynosi ok. 45 minut, a łącznie z przygotowaniem 2 h 45 min. 274 Zastosowanie cross-linking w zakażeniach rogówki Bardzo ważna jest właściwa kwalifikacja pacjenta do zabiegu, jako kryterium wyłączenia przyjmuje się głębokość nacieku zapalnego większą niż 250 mikrometrów, wiąże się to z ryzykiem utraty komórek śródbłonka rogówki. Ponadto efekt zabiegu jest mniejszy ponieważ ryboflawina słabo penetruje do głębszych nacieków. 3.7. Powikłania Procedura CXL jest zabiegiem mało inwazyjnym i rzadko powoduje powikłania. Jednakże do możliwych komplikacji zaliczamy: przymglenie rogówki, wtórną infekcję, przetrwałą bliznę rogówki, przymglenie rogówki, nacieki niezapalne rogówki, czy uszkodzenie nabłonka rogówki oraz reaktywację zakażenia Herpes, postęp lub progresję już istniejącej choroby, zakażenie wewnątrzgałkowe, obniżenie ostrości wzroku, nietolerancję soczewek kontaktowych. Wpływ na występowanie powikłań pooperacyjnych ma też brak zachowania przez pacjenta odpowiedniej higieny związanej między innymi z obecnością soczewki ochronnej. Ryzyko związane z zabiegiem wzrasta u pacjentów powyżej 35 roku życia [5, 9]. 3.8. Aktualne wyzwania w stosowaniu „cross- linking” Przebieg zapalenia rogówki jest różny nawet u pacjentów, u których stan zapalny spowodowany jest przez ten sam patogen, a początkowy obraz kliniczny jest zbliżony. Dlatego też wymagane są dalsze badania kliniczne, które powinny być prowadzone na znacznie większej grupie chorych. Umożliwiłoby to ocenę rzeczywistych korzyści prowadzonego zabiegu i określiło warunki, w których zabieg CXL przynosi największe korzyści. Niestety nadal bez wyczerpującej odpowiedzi pozostają pytania: jaka głębokość i umiejscowienie zmian rogówki, leczone za pomocą CXL powoduje najlepszy efekt? Czy CXL można zastosować w przypadku zakażeń położonych głębiej niż 300-400 µm? Jeśli tak, to jaka będzie reakcja? Czy konieczne są powtórne zabiegi CXL? Czy można powtarzać zabieg, jak często i ile razy? Czy CXL może być zastosowany w leczeniu zakażeń wywołanych przez Acanthamoeba [19, 20]. 4. Podsumowanie Badania kliniczne prezentujące sukces terapeutyczny zabiegu CXL wyznaczają kierunek rozwoju techniki CXL. Obecny stan wiedzy pozwala z nadzieją patrzeć w przyszłość, w której być może bardziej skuteczną rutynowo stosowaną metodą w przypadku zakażeń rogówki stanie się zabieg CXL, który do tej pory z sukcesem sprawdza się w terapii stożka rogówki. Istnieje duża szansa zastąpienia żmudnej i długotrwałej, niekiedy nieskutecznej terapii farmakologicznej czy uniknięcie przeszczepu rogówki dzięki zabiegowi CXL. 275 Kinga Caban, Katarzyna Wojewoda, Dominika Wróbel-Dudzińska Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. Sorkin N., Varssano D. Corneal Collagen Crosslinking: A Systematic Review, Ophthalmologica 2014;232:10-27 Alio J.L., Abbouda A., Diaz Valle D., Benitez del Castillo J. M, Gegundez Fernandez J. A Corneal cross linking and infectious keratitis: a systematic review with a meta-analysis of reported cases, Alio et al. Journal of OphthalmicInflammation and Infection 2013, 3:47 Meek K.M., Hayes S. Corneal cross-linking – a review, Ophthalmic Physiol Opt2013, 33, 78–93. doi: 10.1111/opo.12032 Kozobolis, Gkika M., Labiris G. Corneal Collagen Cross-Linking Using Riboflavin and Ultraviolet-A Irradiation in Keratitis Treatment, International Opthalmology August 2011, Volume 31, Issue 4, pp 309-319 Shetty R., Kaweri L., Rudy M. Nuijts M. A., Nagaraja H., Arora V., Kumar R. S. Profile of Microbial Keratitis after Corneal Collagen Cross-Linking, BioMed Research International Volume 2014 (2014), Article ID 340509, 7 Kański J. J., Bowling B. Okulistyka Kliniczna, Elsevier Urban& Partner, Wrocław 2013, Wyd.4 Beshtawi IM, Akhtar R, Hillarby MC, O’Donnell C, Zhao X, Brahma A, Carley F, Derby B, Radhakrishnan H: Biomechanical properties of human corneas following lowand high-intensity collagen cross-linking determined with scanning acoustic microscopy, Invest Ophthalmol Vis Sci 2013; 54: 5273-5280 Rabinowitz Y. S., Keratoconus,Survey of Ophthalmology, vol. 42, no. 4, pp. 297-319, 1998 Dhawan S., Rao K., Natrajan S. Complications of Corneal Collagen CrossLinking, Journal of Ophthalmology, Volume 2011 (2011), Article ID 869015, 5 Hatch K., Trattler W.B. Corneal Crosslinking: Epi-on or Epi-off?, Medscape Opthalmology, May 16, 2012 Celik H, Alag€oz N, Yildirim Y et al. Accelerated corneal crosslinking concurrent with laser in situ keratomileusis. J CataractRefractSurg 2012; 38: 1424-1431 Hassan Z., Nemeth G., Modis L., Szalai E., Berla A. Collagen cross-linking in the treatment of pellucid marginal degeneration, Indian J Ophthalmol. 2014 Mar; 62(3): 367-370 Goktug Demirci, Akif OzdamarA Case of Medication-Resistant Acanthamoeba Keratitis Treated by Corneal Crosslinking in Turkey, Case Reports in Ophthalmological Medicine, Volume 2013 (2013), Article ID 608253, 4 Kosik-Bogacka D., Czepita D., Łanocha N. Pełzaki z rodzaju Acanthamoeba jako czynnik etiologiczny zapalenia rogówki oka, Wydanie 4-6/2010 , http://www.okulistyka.com.pl Hafezi F., Significant visual increase following infectious keratitis after collagen cross-linking, Journal of Refractive Surgery. 2012, vol. 28, no. 8, p. 587-8 276 Zastosowanie cross-linking w zakażeniach rogówki 16. Mofeez Anwar H., El-Danasoury A. M, Nasr Hashem A. Corneal collagen crosslinking in the treatment of infectious keratitis, ClinOphthalmol. 2011; 5: 1277-1280 17. Panda A, Krishna SN, Kumar S Photo-activated riboflavin therapy of refractory corneal ulcers, Cornea 2012 31:1210-1213 18. Al-Sabai N, Koppen C, Tassignon MJ UVA /Riboflavin Cross-Linking as an Alternative Treatment for Therapeutic Keratoplasty in Corneal Melting, International Journal of Keratoconus and Ectatic Corneal Diseases, JanuaryApril 2012;1(1):61-65 19. Pawlikowski R. Collagen cross-linking with photoactivated riboflavin (PACKCXL) for the treatment of advanced infectious keratitis with corneal melting, Ophthalmology. 2014;121:1377-1382 20. Iseli, H. P., Thiel M.A, Hafezi F., Kampmeier J.,Seiler T. Ultraviolet A/Riboflavin Corneal Cross-linking for Infectious Keratitis Associated With Corneal Melts, Cornea: June 2008- Volume 27, Issue- pp 590-594 Cross-linking w zakażeniach rogówki Streszczenie Cross-linking jest zabiegiem polegającym na na krzyżowym sieciowaniu włókien kolagenowych rogówki z użyciem aktywowanej światłem ryboflawiny. Stosowany bywa głównie w terapii stożka rogówki. Istnieją nowe doniesienia na temat możliwości zastosowania CXL również w innych schorzeniach, przede wszystkim w terapii zakażeń rogówki. Zapalenia rogówki stanowią duży problem terapeutyczny, ze względu na wielolekooporność niektórych patogenów wywołujących zakażenie, co może prowadzić do poważnych zaburzeń widzenia, a nawet do ślepoty. Do niedawna jedynym rozwiązaniem dla powikłanych zapaleń rogówki, w których leczenie farmakologiczne nie przyniosło efektu, był przeszczep rogówki. Obecnie publikowane są zakończone sukcesem wyniki terapii zapalenia rogówki za pomocą cross-linking. Niestety istnieje jeszcze zbyt mała liczba badań klinicznych i ważne pytania dotyczące warunków przeprowadzenia CXL. Słowa kluczowe: cross-linking, zapalenie rogówki, stożek rogówki, ryboflawina. Cross-linkig in keratitis Abstract Cross-linking is a procedure which causes new bonds to form across adjacent collagen strands in the stromal layer of the cornea with the use of light-activated riboflavin. It is a method used mainly in the treatment of keratoconus. There are new reports about the use of CXL in other diseases, mainly in the treatment of keratitis. Infection of the cornea is a significant therapeutic problem due to the multidrug resistance of some pathogens that cause keratitis. It can lead to serious disturbances of vision, even blindness. Until recently, the only option for entangled keratitis, in which pharmacological treatment did not give effect, was to transplant the cornea. Nowadays, there are published successful results in keratitis treated by cross-linking. Unfortunately there is still not enough number of clinical trials and importnat questions concerning the conditions for the CXL. Keywords: cross-linking, keratitis, keratoconus, riboflavin. 277 Dominika Tomaszewska1, Maciej Gawroński2, Arkadiusz Goede3 Znaczenie diagnostyczne wybranych przeciwciał w młodzieńczym idiopatycznym zapaleniu stawów i reumatoidalnym zapaleniu stawów 1. Wprowadzenie Młodzieńcze idiopatyczne zapalenie stawów (JIA, ang. Juvenile idiopathic arthritis) to najczęściej występująca forma zapalenia stawów u dzieci [1], natomiast reumatoidalne zapalenie stawów (RA, ang. Rheumatoid arthritis) jest schorzeniem dominującym u osób dorosłych [2]. Obie jednostki chorobowe zalicza się do autoimmunologicznych, przewlekłych procesów zapalnych o niewyjaśnionej etiologii, prowadzących do nieodwracalnych uszkodzeń tkanki stawowej. Pomimo wciąż nieodkrytej przyczyny powstawania wyżej wymienionych jednostek, wiedza dotycząca ich patogenezy jest coraz bogatsza. Podobnie jak to ma miejsce w przypadku innych chorób autoimmunologicznych, tak i w obu omawianych schorzeniach kluczowym jest jak najwcześniejsze rozpoznanie choroby i wdrożenie terapii zapobiegającej dalszej destrukcji tkanki stawowej oraz zmianom narządowym. Zarówno w JIA i RA występuje zaledwie kilka markerów o potwierdzonej wartości serologicznej. Jednym z nich jest czynnik reumatoidalny klasy IgM (RFIgM, ang. IgM class rheumatoid factor), który występuje w surowicy większości chorych. Jednakże w przeciwieństwie do reumatoidalnego zapalenia stawów, w młodzieńczym zapaleniu stawów często nie udaje się go wykryć [3]. Należy wiedzieć, że oznaczenia RF charakteryzują się dużym odsetkiem wyników fałszywie dodatnich, a podwyższony poziom RF obserwuje się również w przypadku takich chorób jak: gruźlica, kiła, sarkoidoza, zapalenie wsierdzia, choroby nerek, wątroby, płuc, jak również 1 [email protected], Studenckie Koło Naukowe Terapii Genowej, Zakład Genoterapii, Wydział Lekarski, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy, http://www.cm.umk.pl 2 [email protected], Studenckie Koło Naukowe Terapii Genowej, Zakład Genoterapii, Wydział Lekarski, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy, http://www.cm.umk.pl 3 [email protected], Zakład GenoterapiiWydział Lekarski, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy, http://www.cm.umk.pl 278 Znaczenie diagnostyczne wybranych przeciwciał w młodzieńczym idiopatycznym zapaleniu stawów i reumatoidalnym zapaleniu stawów w przebiegu infekcji wirusowych. Nie bez znaczenia pozostaje także fakt, iż poziom RF rośnie wraz z wiekiem. Dlatego też obecnie poszukuje się nowych, dużo bardziej czułych i swoistych markerów, których zastosowanie umożliwiłoby wczesne wykrycie JIA i RA. Coraz częściej prowadzone są badania w celu oceny przydatności diagnostycznej przeciwciał antycytokeratynowych (AKA) i antycytrulinowych (ACPA), których wykrycie jest możliwe już we wczesnych stadiach toczącego się procesu zapalnego,mających patognomoniczne znaczenie w obu jednostkach chorobowych.[3]. 2. Młodzieńcze idiopatyczne zapalenie stawów Młodzieńcze idiopatyczne zapalenie stawów to najczęściej występująca artropatia wieku dziecięcego, o wciąż niejasnej etiologii, która prowadzi do uszkodzenia narządu ruchu u dzieci. Według kryteriów przyjętych przez ILAR, (ang. International League of Association for Rheumatology), JIA rozpoznaje się wówczas, gdy choroba rozpoczyna się przed 16 rokiem życia i trwa co najmniej 6 tygodni [4]. Zwykle w ciągu pierwszych 6 miesięcy określa się przynależność do jednego z siedmiu podtypów JIA [5]: zapalenie stawów o początku uogólnionym; zapalenie stawów z zajęciem niewielu stawów (przetrwałe lub rozszerzające się); zapalenie stawów o początku wielostawowym seropozytywne; zapalenie stawów o początku wielostawowym seronegatywne; łuszczycowe zapalenie stawów; zapalenie stawów z zapaleniem przyczepów ścięgien; inne zapalenia stawów (niespełniające kryteriów żadnego z ww. rozpoznań bądź mające cechy więcej niż jednego z ww. rozpoznań). Choć każdy z podtypów charakteryzuje się innym obrazem klinicznym i prawdopodobnie także różną etiopatogenezą, to wszystkie posiadają cechę wspólną, a mianowicie proces zapalny toczący się w obrębie stawów. Skutkuje on obrzękiem i ograniczeniem ich ruchomości [4], a także, wraz z upływem czasu,degradacją struktur stawowych. Szczególnym utrudnieniem we wczesnej diagnozie tego schorzenia jest brak charakterytycznych, wspólnych cech w początkowej fazie choroby. Co więcej, każda z wymienionych wyżej postaci klinicznych wymaga wykluczenia innych jednostek chorobowych przebiegających z zapaleniem stawów bądź artropatią,ujętych w tzw. „liście wykluczeń”, która obejmuje [6]: alergiczne i toksyczne zapalenia stawów: reakcje poszczepienne, reakcje polekowe, reakcje pokarmowe; 279 Dominika Tomaszewska, Maciej Gawroński, Arkadiusz Goede infekcyjne zapalenie stawów, w tym bakteryjne (również gruźlicze), wirusowe, grzybicze; artropatie występujące w chorobach nowotworowych, w tym białaczki; artropatie towarzyszące chorobom krwi: hemofilia, anemia hemolityczna; artropatie w przebiegu chorób metabolicznych oraz niezapalnych chorób tkanki łącznej; artropatie w przebiegu chorób o podłożu immunologicznym; fibromialgia i gościec psychogenny. Diagnostyka różnicowa JIA jest także ściśle związana z przeprowadzeniem szeregu badań laboratoryjnych i oceną czynników ryzyka takich jak: CRP (ang. C-reactive protein), obecności przeciwciał przeciwjądrowych (ANA, ang. anti-nuclear antibodies), czynnika reumatoidalnego (RF, ang. Rheumatoid factor), a także oznaczenie ESR (ang. Erythrocyte sedimentation rate) [4, 5]. Obserwowany w JIA przewlekły proces zapalny wywołany jest zaburzeniem równowagi pomiędzy czynnikami prozapalnymi i przeciwzapalnymi. Dzieje się tak ze względu na nieprawidłowo funkcjonujące mechanizmy wygaszające odpowiedź zapalną, czego wyrazem jest przedłużona aktywacja makrofagów, limfocytów T oraz komórek dendrytycznych. Zgodnie z danymi literaturowymi zarówno w surowicy, jak i w płynie stawowym pacjentów z JIA stwierdza się podwyższone stężenia czynników prozapalnych takich jak: TNF-α (czynnik martwicy guza, ang. tumor necrosis factor), IL-1β (interleukina-1β), czy IL-6 (interleukina-6). Podejrzewa się zatem, iż wymienione cytokiny stanowią główne czynniki odpowiedzialne za rozpoczęcie i podtrzymanie procesu zapalnego w stawach. Odpowiedzią na ten fakt jest wprowadzenie leków antycytokinowych do terapii JIA, w szczególności entareceptu i infliximabu – inhibitorów TNF-α, który obecnie uważany jest za kluczowy czynnik biorący udział w patogenezie chorób autoimmunologicznych, jako że znajduje się na szczyciekaskady czynników prozapalnych [4,7]. Natomiast interleukinie-1β przypisuje się zdolność do aktywowania i nasilania chemotaksji makrofagów, neutrofilów i komórek dendrytycznych oraz stymulowania proliferacji fibroblastów, synowiocytów, czy też aktywowania osteoklastów. Kwestią sporną nadal pozostaje udział w toczącym się procesie zapalnym IL-6, gdyż jej aktywność polega głownie na pobudzaniu hepatocytów do produkcji białek ostrej fazy i nasilaniu chemotaksji leukocytów, jednakże w niektórych przypadkach cytokina ta posiada również zdolność do hamowania produkcji IL-1 i TNF-α [8,9]. 280 Znaczenie diagnostyczne wybranych przeciwciał w młodzieńczym idiopatycznym zapaleniu stawów i reumatoidalnym zapaleniu stawów 3. Reumatoidalne zapalenie stawów Reumatoidalne zapalenie stawów (RA, ang. Rheumatoid arthritis) jest chorobą autoimmunologiczną, charakteryzującą się przewlekłym, nieswoistym zapaleniem błony maziowej stawów, co w konsekwencji prowadzi do zniszczenia tkanek stawowych, ich deformacji, a tym samym do upośledzenia ich funkcji [10]. RA jest chorobą progresywną i nieuleczalną, a głównym celem terapii jest zahamowanie istniejącego procesu zapalnego [11]. Przebieg choroby jest niejednorodny. RA może występować w formie łagodnej, wykazując tendencję do reemisji, a pacjenci z tą formą RA zwykle dobrze odpowiadają na leczenie, lub też w formie agresywnej, odpornej na klasyczne środki terapeutyczne [12]. Główną rolę w patogenezie RA odgrywa wzmożona aktywność zarówno komórek zapalnych, jak i komórek rezydujących w tkance maziowej. Produkują one szereg cytokin prozapalnych i czynników wzrostu. Warstwę okładzinową tkanki stawowej tworzą przede wszystkim fibroblasty błony maziowej (SF, ang. synovial fibroblast) i makrofagi. W przebiegu RA, SF wykazują dużo wyższy potencjał proliferacyjny, inwazyjność i odporność na proces apoptozy. To właśnie te komórki pełnią kluczową rolę w produkcji cytokin prozapalnych. „Sieć cytokinowa” w ziarninie reuma-toidalnej jest niezwykle złożona, a w jej skład wchodzą cytokiny proza-palne, przeciwzapalne, czynniki wzrostu i czynniki chemotaktyczne. Makrofagi także pełnią znaczącą funkcję w przebiegu RA, ponieważ to głównie one prezentują antygen limfocytom CD4+, co jest pierwszym etapem zaburzeń immunologicznych i przebiegu procesu zapalnego, chociaż rolę tę mogą pełnić także fibroblasty, limfocyty B, czy komórki śródbłonka. Makrofagi są źródłem wielu cytokin prozapalnych- IL-1, IL-6, IL-8, TNF-α, a ich zwiększona ilość dodatnio koreluje z ciężkością przebiegu choroby oraz odpowiedzią na leczenie. Wciąż prowadzone są badania, których celem jest poznanie przyczyny reumatoidalnego zapalenia stawów. Największy udział przypisuje się predyspozycjom genetycznym, choć nie bez znaczenia są warunki środowiska i styl życia. Wpływ czynników genetycznych potwierdza zwiększona częstość występowania antygenów zgodności tkankowej klasy II HLA-DR4 i DR1 u pacjentów z RA i u członków ich rodzin. Coraz częściej jako przyczynę choroby wymienia się także zakażenia wirusowe (wirus Ebsteina-Barr i parwowirus B19) i bakteryjne [10]. Rozpoznania RA dokonuje się na podstawie kryteriów ustalonych przez American College of Rheumatology (ACR) w 1987 roku, które obejmują zarówno objawy kliniczne jak i radiologiczne oraz serologiczne, czyli m.in. obecność czynnika reumatoidalnego. Pomimo ściśle ustalonych kryteriów, rozpoznanie RA nadal przysparza wiele trudności, szczególnie we wczesnym stadium choroby bądź w przypadku jej nietypowego przebiegu [11]. 281 Dominika Tomaszewska, Maciej Gawroński, Arkadiusz Goede 4. Przeciwciała wykrywane w JIA i RA 4.1. Klasyczny czynnik reumatoidalny Zarówno w RA, jak i JIA występuje niewiele przeciwciał o ustalonym znaczeniu diagnostycznym. Trwają próby poszukiwania autoantygenu odpowiedzialnego za inicjację procesu chorobowego. Jednym z nich jest tzw. „klasyczny czynnik reumatoidalny”, czyli czynnik reumatoidalny klasy IgM. Czynnik reumatoidalny (RF, ang. Rheumatoid factor) to autoprzeciwciało skierowane przeciwko domenom regionu Fc immunoglobuliny IgM. Do czynników reumatoidalnych, wykrywanych w RA, które również mogą mieć znaczenie pomocnicze należą autoprzeciwciała klasy IgG (wynik dodatni u 36-66% chorych), IgA (19-88%) i IgE (68%). Udział RF-IgM w procesie chorobowym nie jest jasny, ze względu na to, że nie jest to przeciwciało specyficzne tylko dla RA.Jego obecność stwierdza się również w innych układowych chorobach tkanki łącznej, a także w zespole Sjögrena, sarkoidozie, chorobach infekcyjnych, WZW typu B i C, kile, gruźlicy, przewlekłym zakażeniu paciorkowcowym, infekcyjnym zapaleniu wsierdzia, chorobach wątroby, nerek czy płuc [3]. Dotychczas RF stanowił jedyne kryterium immunologiczne rozpoznania RA [12]. Jednakże czynnika RF zwykle nie udaje się wykryć w początkowych etapach choroby, w tzw. „wczesnym” RA wykrywany jest w surowicy zaledwie u 30% chorych, co znacznie obniża jego wartość diagnostyczną. Spowodowało to także podział reumatoidalnego zapalenia stawów na tzw. RA seropozytywne i RA seronegatywne [13]. Seropozytywność w RA może mieć znaczenie prognostyczne. U pacjentów z podwyższonym mianem RF obserwuje się zwykle cięższy przebieg kliniczny, a także tendencję do występowania zmian pozastawowych, takich jak zapalenie naczyń. Wysoki poziom RF sugeruje wprowadzenie terapii agresywnej. Prowadzone są również badania oceniające związek między różnymi izotopami RF, a progresją choroby [14]. Najnowsze eksperymenty przeprowadzone przez badaczy z Instytutu Reumatologii w Pradze wskazują na związek między dodatnim wynikiem RF-IgA, a zwiększoną aktywnością procesu chorobowego i niszczenia chrząstek i powierzchni stawowych [15]. Inne badania jednak nie potwierdzają istnienia takiej zależności, co może być spowodowane różnym pochodzeniem antygenów użytych do analizy. Wykorzystanie różnych antygenów (np. króliczych bądź końskich) skutkuje bowiem znacznymi różnicami w uzyskanych wynikach. W badaniu przeprowadzonym przez Scotta użycie antygenów króliczych powodowało uzyskanie wyników wskazujących na zdecydowanie wyższą aktywność choroby oraz zniszczenia tkanki stawowej w porównaniu z antygenami pochodzenia końskiego [14]. Na rysunku 1 282 Znaczenie diagnostyczne wybranych przeciwciał w młodzieńczym idiopatycznym zapaleniu stawów i reumatoidalnym zapaleniu stawów przedstawiono zależność pomiędzy występowaniem poszczególnych izotopów RF, a uszkodzeniem stawów widocznym w badaniu rentgenowskim. Co więcej, badania prowadzone przez Scotta wykazały również, że pacjenci seropozytywni narażeni są na większe uszkodzenia tkanki stawowej niż pacjenci seronegatywni. Dotyczy to wszystkich trzech izotopów, choć szczególnie widoczne jest to w przypadku dodatniego wyniku RF-IgA. U pacjentów z RA, u których obecny jest RF-IgM, dochodzi do łagodniejszego uszkodzenia stawów niż w przypadku obecności RF-IgA, jednocześnie wykazujących seropozytywność bądź seronegatywność RF- IgM [14]. Rysunek 1. Izotopy czynnika reumatoidalnego, a uszkodzenie stawów. W badaniu z udziałem 132 pacjentów ze stabilną postacią RA, seropozytywni pacjenci wykazują bardziej nasilone objawy, szczególnie u tych, z obecnym RF- IgA; Źródło: [14] 4.2. Przeciwciała przeciwjądrowe Przeciwciała przeciwjądrowe (ANA, ang. anti-nuclearantibodies) stanowią nietypową grupę autoprzeciwciał, które reagują zarówno ze stałymi, jak i rozpuszczalnymi antygenami jądra komórkowego [16]. ANA w JIA i RA występują zaledwie u 25-30% chorych [3]. Ich występowanie jest szczególnie charakterystyczne dla pacjentów z postacią skąpostawową JIA. Co więcej, pozwalają one przewidzieć ryzyko wystąpienia zapalenia błony naczyniowej oka u tych pacjentów, a także ocenić aktywność choroby. Według danych literaturowych ANA nie biorą udziału w patogenezie JIA [4]. Istotną wadą wykorzystywania ANA w diagnostyce, zarówno RA, jak i JIA, jest fakt, iż nie są one przeciwciałami swoistymi dlachorób reumatycznych, są głownie oznaczane w celu identyfikacji problemów z układem odpornościowym i mogąstanowić marker serologiczny w przypadku pozostałych chorób tkanki łącznej. Do wykrycia ANA najczęściej stosuje się metodę immunofluorescencji pośredniej (IIF, ang. Indirect immunofluorescence), która zwykle stosowana jest jako badanie wstępne [16]. 283 Dominika Tomaszewska, Maciej Gawroński, Arkadiusz Goede 4.3. Przeciwciała antycytrulinowe jako marker wczesnego RA Przeciwciała antycytrulinowe (ACPA, ang. anti-citrullinated proteins antibodies) powstają w wyniku nadmiernego procesu cytrulinacji (potranslacyjna modyfikacja białek) w tkankach objętych toczącym się stanem zapalnym. Liczne badania dowiodły, że ACPA są zaangażowane w patomechanizm RA [11]. Wspomniany wyżej proces cytrulinacji polega na deaminacji reszty argininy w wyniku działania enzymu deaminazy peptydylo argininowej (PAD, ang. Peptidyl arginine deiminase), która u ludzi występuje w pięciu izoformach (PAD1, PAD2, PAD3, PAD4, PAD6). Ekspresji w zapalnie zmienionej błonie maziowej i płynie stawowym ulegają głównie PAD2 i PAD4 [17]. W trakcie procesu cytrulinacji dochodzi do przekształcenia dodatniej reszty argininy w obojętną cytrulinę, a zmniejszenie całkowitego ładunku cząsteczki powoduje zmianę struktury trzeciorzędowej i właściwości cytrulinowanych białek. Cytrulinacja dotyczy w głównej mierze białek, będących elementami budulcowymi stawów, takich jak: fibryna, wimentyna, fibronektyna oraz kolagen typu II. ACPA stanowią dużą rodzinę przeciwciał różnych klas, jednak tylko przeciwciała klasy IgG są specyficznie związane z występowaniem RA[18]. Ze względu na fakt, iż przeciwciała te bardzo szybko pojawiają się u pacjentów z RA – ich występowanie można bowiem zaobserwować nawet na kilka lat przed wystąpieniem pierwszych objawów – stały się niezwykle ważnym markerem diagnostycznym, szczególnie w przypadku „wczesnej” postaci RA [19]. Zgodnie z danymi literaturowymi, ACPA wykazują swoistość na poziomie 96%, co daje im znaczącą przewagę nad tradycyjnie oznaczanym RF [20]. Obserwowana jest także korelacja pomiędzy nasileniem zmian radiologicznych, a występowaniem ACPA w surowicy krwi bądź płynie stawowym u chorych z RA. Co więcej obecność ACPA pomaga również różnicować RA od innych chorób przebiegających z zapaleniem stawów.Wykazano także diagnostyczną przydatność ACPA do rozpoznania i oceny przebiegu idiopatycznego młodzieńczego zapalenia stawów [20]. Ponadto za szczególnie istotną zaletę tych przeciwciał należy uznać fakt, iż zazwyczaj nie pojawiają się u ludzi zdrowych [3]. Dlatego też obecnie ACPA stały się obiecującym parametrem laboratoryjnym, a ich obecność w surowicy oznacza się głównie za pomocą testów ELISA, w których antygenem opłaszczającym płytkę jest syntetyczny, cykliczny, cytrulinowany oktapeptyd – CCP [12].W tabeli 2 przedstawiono wartość diagnostyczną oznaczeń ACPA i RF-IgM za pomocą metody ELISA w klasyfikowaniu wczesnych zapaleń stawów [21]. 284 Znaczenie diagnostyczne wybranych przeciwciał w młodzieńczym idiopatycznym zapaleniu stawów i reumatoidalnym zapaleniu stawów Tabela 2. Wartość diagnostyczna ACPA i RF. ACPA (ELISA) RF-IgM (ELISA) ACPA lub RF ACPA i RF Czułość [%] 48 54 63 39 Swoistość [%] 96 91 88 98 PWP [%] 84 74 72 91 NWP [%] 81 81 73 78 Źródło: [21] 4.4. Przeciwciała antykeratynowe Naturalnie występujące przeciwciała antykeratynowe (AKA, ang. Antikeratin antibodies) w surowicy człowieka zaobserwował Lloyd w 1970 roku, wykorzystując tkankę pochodzącą z przełyku szczura i techniki fluorescencyjne, a po raz pierwszyopisane zostały w 1979 roku przez Younga i wsp. [20]. Keratyny są wewnątrzkomórkowymi, włóknistymi, niezwykle złożonymi i nierozpuszczalnymi białkami, które wykazują wyraźną niejednorodność. Przeciwciała skierowane przeciwko nimwystępują pod różnymi nazwami: przeciwciała antycytokeratynowe, antyfiligranowe (AFA, ang. Antifilaggrin antibodies), czynnik antyperikularny (APF, ang. Antipericular factor) bądź przeciwciała dla cyklicznego cytrulinowanego peptydu (anty-CCP). Dalsze badania wykazały, że AKA prawdopodobnie rozpoznają epitopy zawierające cytrulinę, która jest wytwarzana post-translacyjnie z argininy dzięki deaminazie peptydyloargininowej. AKA wykazują wysoką swoistość w przypadku pacjentów z RA (88-99%). Wykrywalność choroby z ich wykorzystaniem ocenia się, w zależności od badania, na 56% (Sharma i wsp.), lub 69% (Mallyai wsp.). W przypadku JIA, Hromadnikowa i wsp. oceniła częstość występowania omawianych przeciwciał w surowicy chorych na 50%, zaś Gabay i wsp. jedynie na 27% (Tabela 3). Prawdopodobnie rozbieżność wyników może wynikać z braku standardowych metod do oznaczania AKA, a także z powodu odmienności badanych grup pacjentów [3]. 4.5. Diagnostyczne znaczenie ACPA i AKA w JIA i RA W diagnostyce JIA i RA nadal rutynowo oznaczany jest przede wszystkim klasyczny czynnik reumatoidalny i ANA. Obecnie prowadzone badania sugerują jednak, że to ACPA wykazują najwyższą swoistość dla omawianych chorób. Niestety ich czułość nie jest wystarczająca na tyle, aby stosować je w testach screeningowych, mogą być za to użyteczne w różnicowaniu JIA i RA oraz w ocenie przebiegu klinicznego, czy też stopnia nasilenia zmian destrukcyjnych tkanki stawowej. 285 Dominika Tomaszewska, Maciej Gawroński, Arkadiusz Goede Diagnostyka JIA wydaje się być dużo trudniejsza niż RA, gdyż w surowicy pacjentów z JIA występuje zdecydowanie mniej charakterystycznych autoprzeciwciał. Prawdopodobnie oznaczanie ACPA i AKA może okazać się pomocne we wcześniejszym rozpoznaniu choroby. Hromadnikowa i wsp. oceniła częstość występowania AKA na 50%, Ząbek i wsp. na 33 %, podczas gdy Gabay i wsp. jedynie na 27%, zaś swoistość występowania ANA na 50%.Badania Van Rossum i wsp. pokazały, że ACPA występuje zdecydowanie częściej w wielostawowej, seropozytywnej postaci JIA- 73% (Tabela 3; 1 – RF pozytywny, 2- RF negatywny). Dane literaturowe donoszą także, iż dodatkowe oznaczanie ACPA i AKA może zwiększyć wykrywalność JIA, choć na razie koniecznym wydaje się przeprowadzenie dalszych badań głownie w celu określenia przyczyny rozbieżności uzyskanych wyników. Natomiast w przypadku diagnostyki RA bardzo wysoko oceniono swoistość ACPA (~97%), a wartość ta okazała się wyższa niż swoistość RF- IgM Jednakże w tym przypadku czułość ACPA była niestety mniejsza dla niż wartość zmierzona dla RF-IgM. Uzyskane wyniki sugerują zatem, że najskuteczniejszym podejściem z punktu widzenia diagnostyki RA może okazać się równoczesne oznaczenie obu markerów. Użytecznymi przeciwciałami w diagnostyce RA mogą być AKA, gdyż według danych literaturowych wykrywano je zarówno w postaci seronegatywnej jak i seropozytywnej RA, lecz z większą częstością w postaci seropozytywnej. Spośród wszystkich omawianych wyżej markerów to ACPA charakteryzują się najwyższą swoistością, natomiast AKA wykazują aktywność nieco niższą. Jednakże w obu przypadkach ich czułość jest nie do końca satysfakcjonująca z punktu widzenia diagnostyki omawianych chorób. Uzyskane wyniki sugerują także, że wyżej wspomniane markery mogą występować niezależnie od RF- IgM (Tabela 4;*- równoczesne oznaczanie RF-IgM). Większość autorów potwierdza także, że miano przeciwciał ACPA, AKA i RF-IgM w surowicy pacjentów koreluje z aktywnością procesu chorobowego [3]. Pomimo wielu prowadzonych badań i uzyskiwania zadowalających wyników, w rutynowej diagnostyce wciąż oznacza się głownie RF-IgM i ANA w przypadku podejrzenia JIA lub RA. Jednakże zarówno AKA, jak i ACPA są coraz częściej rozpatrywane jako markery, których oznaczenia mogą ułatwić diagnozę i różnicowanie omawianych jednostek chorobowych. Możliwe, że dzięki automatyzacji oznaczania nowych przeciwciał już wkrótce znajdą one zastosowanie w rutynowej diagnostyce [12]. 286 Znaczenie diagnostyczne wybranych przeciwciał w młodzieńczym idiopatycznym zapaleniu stawów i reumatoidalnym zapaleniu stawów Tabela 3. Zestawienie wyników badań nad nowymi markerami w JIA Gabay i wsp. 1993 124 Marker serologiczn y AKA Avivin i wsp. 2002 109 Anty- CCP Ząbek i wsp. 2002 18 AKA 33 Hromadniko wa i wsp. van Rossum i wsp. 2001 60 AKA 50 2003 71 Anty- CCP 731 32 Autor Rok n-liczba pacjentów Częstość występowa nia [%] 27 Czułość [%] Swoi stość [%] 50 11 100 Źródło: [3] Tabela 4.Zestawienie wyników badań nad nowymi markerami RA Autor rok n- liczba pacjentów Ząbek i wsp. 2001 58 AKA Częstość występowania (%) 74 FilipowiczSosnowska i wsp. Cordonnier i wsp. 2001 56 AKA 62 1996 69 AKA 37 30 marker serologi-czny Czu- łość (%) Swoistość (%) 55,1* 90* 97,8 99,6 96 Avcin i wsp. 2002 Anty- CCP 63 Malaya i wsp 1983 AKA 69 Sharma i wsp. 2000 AKA 69 Bizzaro i wsp. 2001 98 Anty- CCP 56 Schellekens i wsp. 2000 114 Anty- CCP 41 33* 48 Kroot i wsp. 2000 273 Anty- CCP 66 Bas i wsp. 2002 179 Jansen i wsp. 2002 258 Anty- CCP AKA Anty- CCP 68 46 42,6 55,4* 96 94 97,5 96,7* Źródło: [3] 5. Podsumowanie Rozpoznanie większości chorób tkanki łącznej, w tym JIA i RA wymaga, poza objawami klinicznymi, stwierdzenia obecności autoprzeciwciał w surowicy lub płynach ustrojowych. Wczesny rozwój obu jednostek chorobowych związany jest z obecnością kilku przeciwciał. Szczególne znaczenie ma obecność czynnika reumatoidalnego i przeciwciał antycytrulinowcyh. W przypadku JIA oznacza się także przeciwciała antykeratynowe, wówczas zdecydowanie zwiększa się wykrywalność, 287 Dominika Tomaszewska, Maciej Gawroński, Arkadiusz Goede zwłaszcza we wczesnym stadium choroby. Dane literaturowe sugerują, że tylko jednoczesne oznaczanie kilku markerów umożliwia osiągnięcie zadowalającej czułości i swoistości, co jestkluczowe z punktu widzenia diagnostyki laboratoryjnej. W świetle przytoczonych doniesień niezwykle istotnym wydaje się przeprowadzenie dalszych badań nad przydatnością diagnostyczną omówionych przeciwciał, a także ich wprowadzenie, chociażby jako elementu pomocniczego, do rutynowej diagnostyki laboratoryjnej. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. Mcerlane F. et al., Validity of a three-variable Juvenile Arthritis Disease Activity Score in children with new-onset juvenile idiopathic arthritis, Annalesof Rheumuatoid Disorders., 12 (2013), s. 1983-1988 Aberumand B.et al., Response to Tumor Necrosis Factor Inhibitors in Rheumatoid Arthritis for Function and Pain is Affected by Rheumatoid Factor, Open Rheumatological Journal., 8 (2014), s. 73-76 Lipińska J. et al., Markery immunologiczne w diagnostyce i prognozowaniu młodzieńczego idiopatycznego zapalenia stawów i reumatoidalnego zapalenia stawów, Alergia Astma Immunologia., 3 (2005), s. 117-124 Oberle E. J. et al. Polyarticular juvenile idiopathic arthritis – epidemiology and management approaches, Clinical Epidemiology., 6 (2014), s. 379-393 Kaminiarczyk-Pyzałka D., Czynniki prozapalne (TNF-α, IL-1β i IL-6) w młodzieńczym idiopatycznym zapaleniu stawów, Rozprawa doktorska, 2013, Klinika Endokrynologii i Reumatologii Dziecięcej, II Katedra Pediatrii, Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu Okurowska-Zawada B., Problemy medycznew młodzieńczym reumatoidalnym zapaleniu stawów, spdsk.amb.edu.pl/rehabilitacja/szk/pmwmrzs.ppt, dostęp z dnia: 20.03.2015 Kaminiarczyk D., Adamczak K., Niedziela M., Czynniki prozapalne u dzieci z młodzieńczym idiopatycznym zapaleniem stawów, Reumatologia., 1 (2010), s. 62-65 Yokota S. et al., Inflammatory cytokines and systemic–onset juvenile idiopathic arthritis, Modern Rheumatology., 14 (2004), s. 12-17 Moeller B., Villiger P. M., Inhibition of IL-1, IL-6, and TNF-α in immunemediated inflammatory diseases, Springer Seminars in Immunnopathology., 27 (2006), s. 391-408 Zimmerman-Górska I., Współczesne podejście do leczenie reumatoidalnego zapalenia stawów, Alergia Astma Immunologia., 2 (1999), s. 83-90 Tukaj S., Lipińska B., Białka szoku termicznego w reumatoidalnym zapaleniustawów: przyjaciel czy wróg? Postepy Higieny i Medycyny Doświadczalnej., 65 (2011), s. 427-436 Kuligowska M., Krintus M., Odrowąż-Sypniewska G., Nowe autoprzeciwciała w rozpoznaniu reumatoidalnego zapalenia stawów, Reumatologia., 3 (2007), s. 142-147 Ząbek J., Celowość oznaczania surowiczych autoprzeciwciał niezaliczanych do kryteriów diagnostycznych układowych chorób tkanki łącznej, Reumatologia., 6 (2006), s. 343-348 288 Znaczenie diagnostyczne wybranych przeciwciał w młodzieńczym idiopatycznym zapaleniu stawów i reumatoidalnym zapaleniu stawów 14. Scott D. L., Prognostic factors in early rheumatoid arthritis, Rheumatology., 2000 39 (2000), s. 24-29 15. Vencovský J. et al., Autoantibodies can be prognostic markers of an erosive disease in early rheumatoid arthritis, Annales of Rheumatic Diseases., 62 (2003), s. 427-430 16. Puszczewicz M., Przeciwciała przeciwjądrowe – cóż z nimi począć? Reumatologia., 3 (2013), s. 172-178 17. Białowąs K., Świerkot J., Radwan-Oczko M., Rola Porphyromonasgingivalis w reumatoidalnym zapaleniu stawów i spondyloartropatiach zapalnych, Postepy Higieny i Medycyny Doświadczalnej, 68 (2014), s. 1171-1179 18. Biernacka E., Ząbek J., Przeciwciała dla cytrulinowanych białek – nowe kierunki badań, Reumatologia., 4 (2010), s. 262-270 19. Humphreys J. H. et al, Rheumatoid factor and anti-citrullinated protein antibody positivity, but not level, are associated with increased mortality in patients with rheumatoid arthritis: results from two large independent cohorts, Arthritis Research & Therapy., 16 (2014), s. 483 20. Steiner G., Smolen J., Autoantibodies in rheumatoid arthritis and their clinical significance, Arthritis Researches., 4 (2002), s. 1-5 21. Visser H., Early diagnosis of rheumatoid arthritis, Best Practice & Research Clinical Rheumatology., 1 (2005), s. 55-72 Znaczenie diagnostyczne wybranych przeciwciał w młodzieńczym idiopatycznym zapaleniu stawów i reumatoidalnym zapaleniu stawów Streszczenie Młodzieńcze idiopatyczne zapalenie stawów (JIA) oraz reumatoidalne zapalenie stawów (RA) to choroby autoimmunologiczne. W obu przypadku w przebiegu procesu chorobowego obserwuje się obecność przewlekłego procesu zapalnego, co w konsekwencji prowadzi do zniszczenia tkanki stawowej, dlatego niezwykle ważne jest wczesne zdiagnozowanie choroby. Zarówno w przypadku JIA, jak i RA w surowicy chorych bądź innych płynach ustrojowych obecnych jest kilka przeciwciał. Praca stanowi wstępne zebranie aktualnego stanu wiedzy na temat rutynowo oznaczanych markerów immunologicznych, a także nowych markerów o dużo większej wartości diagnostycznej dla obu jednostek chorobowych. Słowa kluczowe: młodzieńcze idiopatyczne zapalenie stawów, reumatoidalne zapalenie stawów, czynnik reumatoidalny, przeciwciała Diagnostic value of selected antybodies in juvenile idiopathic arthritis and rheumatoid arthritis Abstract Juvenile idiopathic arthritis (JIA) and rheumatoid arthritis (RA) are autoimmune diseases. In both cases we observed a chronic inflammation, which leads to the destruction of joint tissue and therefore it is important early diagnosis of the disease. In the serum of patients with JIA and RA there are several antibodies. Work is to gather the current state of knowledge of the immunological markers which are routinely determined and new markers with a higher diagnostic value for both diseases. Keywords: juvenile idiopathic arthritis, rheumatoid arthritis, rheumatoid factor, antibody 289 Paulina Pilanc1, Arkadiusz Goede2, Maciej Gawroński3 Znaczenie fenotypu CD4/CD8 w wybranych chorobach dolnych dróg oddechowych 1. Wstęp Choroby śródmiąższowe płuc (ang. Interstitial lung diseases, ILD) stanowią niejednorodną grupę chorób, których istotą jest ostre bądź przewlekłe zapalenie ścian pęcherzyków płucnych, oskrzelików i tkanki śródmiąższowej. Proces zapalny, toczący się w ich przebiegu, może prowadzić do włóknienia, jak również do nieodwracalnego zniszczenia tkanek [1]. Przedmiotem intensywnych badań jest różny, a nawet całkowicie odmienny przebieg poszczególnych jednostek chorobowych z grupy ILD, a także różnice w przebiegu procesu włóknienia. W sarkoidozie i alergicznym zapaleniu pęcherzyków włóknienie zdarza się bardzo rzadko, natomiast w idiopatycznym włóknieniu płuc włóknienie jest niejako „obligatoryjne”, co odzwierciedla już sama nazwa choroby. Wśród innych jednostek grupy ILD (pylica azbestowa i nieswoiste śródmiąższowe zapalenie płuc) częstość włóknienia jest zazwyczaj pośrednia [2]. Jedną z metod diagnostycznych chorób ILD jest wyznaczenie fenotypu CD4/CD8, który często skutecznie ukierunkowuje myśl diagnostyczną. Bezpośrednia przydatność materiału BAL (ang. Broncho-Alveolar Lavage) w tej grupie chorych to przede wszystkim rozpoznanie ekspozycji na pyły nieorganiczne. Pomimo to BAL stanowi cenne uzupełnienie innych technik diagnostycznych, m. In. służy do oceny aktywności procesu chorobowego, przewidywania ryzyka wystąpienia procesu włóknienia i prognozowania wrażliwości procesu chorobowego na leczenie [3]. Aktywacja i proliferacja limfocytów T jest następstwem ich swoistego uczulenia antygenowego, czemu towarzyszy czynny udział czynników kostymulujących. W wyniku wspomnianej ko stymulacji powstają klony 1 [email protected], Studenckie Koło Naukowe Terapii Genowej, Zakład Genoterapii, Wydział Lekarski, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy, http://www.cm.umk.pl 2 [email protected], Zakład Genoterapii, Wydział Lekarski, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy, http://www.cm.umk.pl 3 [email protected], Studenckie Koło Naukowe Terapii Genowej, Zakład Genoterapii, Wydział Lekarski, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy, http://www.cm.umk.pl 290 Znaczenie fenotypu CD4/CD8 w wybranych chorobach dolnych dróg oddechowych efektorowych komórek T, które rozpoznają antygeny za pomocą receptorów TCRαβ. Najważniejszymi populacjami efektorów limfocytów pęcherzykowych – obok komórek cytotoksycznych – są komórki Th1 i Th2. Za typową chorobę przebiegającą z polaryzacją immunologiczną w kierunku profilu Th1 uważa się sarkoidozę. Przewagę profilu Th1 obserwuje się również w chorobach zakaźnych dróg oddechowych, takich jak gruźlica czy też infekcje grzybicze i wirusowe [4]. Stymulowane limfocyty w drogach oddechowych chorych z sarkoidozą wydzielają zwiększone ilości cytokin charakterystycznych dla wzorca odpowiedzi typu Th1, zaś zmniejszone ilości cytokin cechujących odpowiedź humoralną (profil Th2). Warto pamiętać o tym, iż zazwyczaj choroby przebiegające z włóknieniem płuc są postrzegane jako jednostki chorobowe z przewagą wzorca wydzielniczego Th2. W materiale BAL przeważają komórki Tαβ, czy to jako uczulone limfocyty CD4+, czy też jako uczulone komórki CD8+. Obie wspomniane subpopulacje obejmują łącznie około 90% wszystkich limfocytów BAL, jednakże w materiale tym bardzo często obserwuje się znaczny rozrzut wartości indeksu CD4/CD8 pomiędzy poszczególnymi chorymi. Stosunek komórek T pomocniczych do cytotoksycznych, u osób zdrowych, charakteryzuje się również dość dużym rozrzutem i powinien wynosić od 1,6 do 4,0 [5]. Ponadto w przypadku materiału diagnostycznego BAL wartość indeksu CD4/CD8 jest dodatnio skorelowana z wartością odzysku, co oznacza, że stosunek ten jest wyższy gdy badanie jest lepiej wykonane pod względem technicznym. Dla osób zdrowych charakterystyczny jest także fakt, że stosunek CD4/CD8 zwiększa się wraz z wiekiem [6]. Obniżenie wartości indeksu CD4/CD8 w jednostkach chorobowych wikłanych włóknieniem ma niekorzystne znaczenie rokownicze [7]. Jest to ważny wskaźnik, charakteryzujący odpowiedź układu odpornościowego. Występowanie jednej z śródmiąższowych chorób płuc powoduje spadek indeksu CD4/CD8, zaś palenie papierosów i związana z nim ekspozycja na dym tytoniowy dodatkowo tę wartość obniża [8]. 2. Choroby śródmiąższowe płuc Śródmiąższowe choroby płuc (ang. Interstitial lung diseases, ILD) stanowią niejednorodną grupę jednostek chorobowych dolnych dróg oddechowych, których wspólną cechą jest zapalenie ściany pęcherzyków płucnych i otaczającego je śródmiąższu. Proces chorobowy rzadko ogranicza się do samego śródmiąższu. Choroby grupy ILD toczą się więc także w świetle pęcherzyków płucnych i oskrzelików oraz w miejscowej tkance łącznej [9]. Śródmiąższowe choroby płuc są prawie zawsze przewlekłe (ang. Chronic interstitial lung diseases, CILD) i dotyczą wielu 291 Paulina Pilanc, Arkadiusz Goede, Maciej Gawroński obszarów tkanki płucnej, stąd też bardzo często używa się zamiennie nazwy ang. diffuse interstitial lung diseases, DILD [10]. Choroby ILD cechuje występowanie podobnych objawów klinicznych, takich jak: rozsianie zmian w radiologicznym obrazie klatki piersiowej, postępująca duszność wysiłkowa czy włóknienie śródmiąższu płuc. Przyczyną zmian w płucach, będących następstwem chorób ILD, może być wdychanie antygenów organicznych, nieorganicznych, jak również przyjmowanie niektórych leków. Jednak u około połowy chorych przyczyna ILD pozostaje nieznana [11]. Konsekwencjami śródmiąższowych chorób płuc mogą być: nieodwracalna utrata jednostek pęcherzykowo-włośniczkowych, rozlane włóknienie śródmiąższu, ciężkie zaburzenia wentylacji, niewydolność oddechowa i śmierć chorego [9]. Amerykańskie Towarzystwo Chorób Klatki Piersiowej (ATS) i Europejskie Towarzystwo Oddechowe (ERS) zaproponowało klasyfikację chorób śródmiąższowych płuc na cztery podstawowe grupy: Choroby śródmiąższowe płuc o znanej etiologii; Idiopatyczne zapalenie śródmiąższowe płuc; Choroby ziarniniakowe płuc; Inne, rzadkie, dobrze scharakteryzowane śródmiąższowe choroby płuc. Do pierwszej grupy należą choroby powstałe w wyniku narażenia środowiskowego, takie jak azbestoza czy beryloza. W grupie drugiej wyodrębniono dwie podgrupy. Są to zwykłe śródmiąższowe zapalenia płuc oraz podgrupa zapaleń śródmiąższowych innych niż zwykłe śródmiąższowe zapalenie np. nieswoiste śródmiąższowe zapalenie płuc, limfocytarne śródmiąższowe zapalenie płuc. Kolejną grupę stanowią choroby ziarniniakowe, których przykładem jest sarkoidoza i alergiczne zapalenie pęcherzyków płucnych. W grupie czwartej mieszczą się różne rzadkie choroby, takie jak postać płucna histiocytozy X, lipoproteinoza pęcherzyków płucnych, zmiany płucne w przebiegu nerwiakowłókniakowatości, limfangioleiomiomatoza [12]. 2.1. Sarkoidoza Sarkoidoza (ang. Pulmonary sarcoidosis, PS) jest wielonarządową chorobą ziarniniakową, której etiologia pozostaje jak dotąd nieznana. Choroba rozwija się u osób młodych i w średnim wieku, częściej u kobiet niż u mężczyzn. Występuję 10-krotnie częściej u osób rasy czarnej niż białej. Najczęściej dotyczy płuc, układu limfatycznego, skóry, narządu wzroku, serca wątroby, mięśni oraz innych narządów [13]. Wyróżnia się dwie kliniczne postacie sarkoidozy: Zespół Löfgrena (postać ostra) charakteryzujący się występowaniem takich objawów jak: ogólne osłabienie, rumień guzowaty, 292 Znaczenie fenotypu CD4/CD8 w wybranych chorobach dolnych dróg oddechowych gorączka, obustronna wnękowa limfadenopatia, może ulegać samoistnej remisji; Postać przewlekła, dotycząca większości przypadków chorobowych, obejmuje przede wszystkim zmiany w obrębie płuc [14]. Chorobę można zdiagnozować na podstawie objawów klinicznych, co bywa trudne ponieważ przez długi czas może przebiegać bezobjawowo lub objawy te są niewielkie i słabo nasilone. Obraz RTG klatki piersiowej służy do tradycyjnej klasyfikacji choroby, gdzie możemy wyróżnić 5 stadiów choroby: 0 – prawidłowy obraz radiologiczny klatki piersiowej; I – powiększenie węzłów chłonnych wnęk i/lub śródpiersia bez zmian w miąższu płuc; II – powiększenie węzłów chłonnych wnęk i zmiany miąższu płuc o charakterze drobnoguzkowych rozsiewów; III – brak powiększenia węzłów chłonnych, obecne tylko zmiany śródmiąższowe; IV – rozległe włóknienie płuc i/lub zmiany włóknisto – rozejmowe. Metodą diagnostyczną wykorzystywaną do diagnostyki sarkoidozy jest płukanie oskrzelowo – pęcherzykowe (BAL), które umożliwia określenie składu komórkowego materiału pobranego z określonego miejsca drzewa oskrzelowego i miąższu płucnego. Obraz ten jest dość charakterystyczny dla choroby, bowiem w materiale BAL osoby cierpiącej na sarkoidozę obserwuje się wzrost liczby limfocytów, a także podwyższoną wartość stosunku limfocytów CD4+ do limfocytów CD8+ [13]. Ważnym elementem patogenezy sarkoidozy jest powstawanie ziarniniaków. Gromadzenie się jednojądrzastych komórek zapalnych sprzyja powstawaniu wspomnianych wyżej ziarniniaków, które początkowo złożone są głównie z makrofagów i limfocytów T pomocniczych. W następnym etapie, w odpowiedź immunologiczną angażowane są komórki nabłonka, granulocyty oraz fibroblasty [14]. 2.2. Samoistne włóknienie płuc Samoistne włóknienie płuc (ang. Idiopathic pulmonary fibrosis, IPF) jest chorobą o nieznanej etiologii, zaliczaną do idiopatycznych śródmiąższowych zapaleń płuc. Przebiega z włóknieniem tkanki płucnej, co wiąże się ze złą prognozą dla pacjenta [15]. Chociaż w rozpoznaniu IPF przywiązuje się obecnie bardzo dużą wagę do obrazu mikroskopowego wycinka z płuca, to należy pamiętać, że choroba ta została wyodrębniona przez klinicystów na podstawie zespołu objawów, z których najważniejszymi są: duszność, trzaski słyszalne u podstawy płuc, obraz zmian rozsianych w radiogramie płuc z wysokim ustawieniem przepony 293 Paulina Pilanc, Arkadiusz Goede, Maciej Gawroński i zmniejszeniem obszaru pól płucnych, zaburzenia czynnościowe o typie restrykcji oraz upośledzenie wymiany gazowej. Jednocześnie musi być wykluczona inna przyczyna tych objawów, taka jak chociażby choroba zapalna wywołana przez drobnoustroje, choroba tkanki łącznej, pylice płuc, alergiczne zapalenie pęcherzyków płucnych, zmiany w płucach wywołane przez leki, zmiany płucne w przebiegu przewlekłej lewokomorowej niewydolności serca oraz inne, rzadsze choroby płuc dające obraz zmian rozsianych. Eksperci z American Thoracic Society (ATS) (Amerykańkie Towarzystwo Chorób Klatki Piersiowej) i European Respiratory Society (ERS) (Europejskie Towarzystwo Chorób Płuc) podali następujące kryteria rozpoznania samoistnego włóknienia płuc: KRYTERIA DUŻE Brak innej, znanej przyczyny śródmiąższowej choroby płuc jak toksyczne działanie leków, czynniki środowiskowe oraz choroby tkanki łącznej; Zaburzenia czynnościowe płuc o typie restrykcji; Obustronne zacienienia tzw. zmiany typu matowej szyby w obrazie tomografii komputerowej wysokiej rozdzielczości (HRCT); Brak innego rozpoznania na podstawie wyników biopsji przezoskrzelowej płuca lub materiału BAL. KRYTERIA MAŁE Wiek powyżej 50 lat; Duszność wysiłkowa; Utrzymywanie się objawów ponad 3 miesiące; Trzeszczenia słyszalne w czasie wdechu. IPF można rozpoznać z bardzo dużym prawdopodobieństwem bez biopsji płuca jeżeli spełnione są wszystkie duże kryteria oraz 3 z 4 kryteriów małych [16]. Dowiedziono, iż istnieje związek między występowaniem choroby a ekspozycją na różne czynniki, gdyż w wielu badaniach wykazano, że u osób palących papierosy wzrasta ryzyko zapadalności na IPF. Uważa się wręcz, że jest to jedna z głównych przyczyn tego schorzenia. W etiopatogenezie IPF nie wyklucza się również udziału innych czynników, takich jak pyły, metale ciężkie czy infekcje wirusowe [17]. IPF charakteryzuje się występowaniem nacieków w miąższu płuc oraz włóknieniem w obrębie ściany pęcherzyków płucnych, które jest efektem gromadzenia się i proliferacji fibroblastów. W wyniku ekspozycji na różne czynniki dochodzi do pierwotnego uszkodzenia nabłonka pęcherzyków płucnych, co prowadzi do aktywacji komórek nabłonka i naprawy uszkodzonej tkanki. W konsekwencji dochodzi do migracji, proliferacji i aktywacji komórek mezenchymalnych, nadmiernego gromadzenia się macierzy zewnątrz- 294 Znaczenie fenotypu CD4/CD8 w wybranych chorobach dolnych dróg oddechowych komórkowej i nieodwracalnego zniszczenia miąższu płuc. W wyniku uszkodzenia komórek nabłonka pęcherzyków płucnych uwolnione zostają cytokiny i czynnik wzrostu, które podtrzymują proces włóknienia [16]. 2.3. Zewnątrzpochodne alergiczne zapalenie pęcherzyków płucnych Zewnątrzpochodne alergiczne zapalenie pęcherzyków płucnych (ang. Extrinsic allergic alveolitis, EAA) to grupa chorób o podłożu zapalnym, rozwijająca się w odpowiedzi na powtarzalną inhalację cząstek organicznych i nieorganicznych [18]. Zewnątrzpochodne alergiczne zapalenie pęcherzyków płucnych w zależności od intensywności i czasu ekspozycji na antygen występuje w 3 postaciach klinicznych: Ostrej – rozwija się w wyniku narażenia na bardzo wysokie stężenie antygenu; Podostrej – ciągła i powtarzająca się ekspozycja o mniejszej intensywności; Przewlekłej – w wyniku długotrwałego kontaktu z antygenem [18]. Do najczęściej występujących objawów EAA należą: duszność, suchy kaszel, gorączka oraz trzeszczenie u podstawy płuc. Patogenezę choroby można badać m.in. analizując komórki i mediatory zapalne obecne w płynie z płukania oskrzelowo pęcherzykowego. W płynie BAL zauważalny jest wzrost liczby neutrofilów, a następnie makrofagów i limfocytów. Wzmaga się chemotaksja limfocytów T, które migrują do ogniska zapalnego. Są to głównie komórki CD8+, dlatego też stosunek CD4/CD8 jest obniżony. Dodatkowo u pacjentów z EAA, w materiale BAL, zauważono wzrost reaktywnych form tlenu wytwarzanych przez makrofagi, które mogą pośrednio uczestniczyć w procesie degradacji pęcherzyków płucnych [18]. 2.4. Pylica krzemowa Pylica krzemowa (łac. Silicosis) jest pylicą kolagenową, charakteryzującą się ogniskowym lub rozległym włóknieniem tkanki płucnej o charakterze kolagenowym w następstwie wdychania pyłu krzemionki krystalicznej. W ostatnim dziesięcioleciu częstość występowania krzemicy kształtuje się na poziomie 25–30% w stosunku do ogólnej liczby pylic. Czynnik etiologiczny tego rodzaju pylicy stanowi pył krzemionki krystalicznej występujący najczęściej w formie kwarcu, trydymitu lub krystobalitu. U pacjentów z krzemicą stwierdza się przewlekły proces zapalny toczący się w obrębie pęcherzyków płucnych, w którym dominują makrofagi, uwalniające liczne prozapalne cytokiny odpowiadające za 295 Paulina Pilanc, Arkadiusz Goede, Maciej Gawroński napływ i aktywację fibroblastów czego konsekwencją jest inicjacja procesu włóknienia. W materiale pobranym od pacjentów z omawianą jednostką chorobową obserwuje się wzrost całkowitej liczby komórek, w szczególności makrofagów, neutrofili, a także wskaźników biochemicznych procesu zapalnego i włóknienia. Analiza składu komórkowego, czynników związanych z procesem syntezy i degradacji kolagenu, czynników związanych z aktywacją i rozpadem makrofagów, jest użyteczna w celu określenia stopnia zaawansowania pylicy, oceny progresji choroby lub określenia potencjalnej odpowiedzi na leczenie. W ostrej krzemicy kwarc może zapoczątkować nasilone zmiany zapalne, uszkodzenia tkanki płucnej z nasiloną proteinozą i największymi zmianami w składzie BAL-u [19]. 3. Limfocyty: informacje ogólne Limfocyty należą do grupy leukocytów, dokładniej mononuklearów – komórek krwi, które nie zawierają w cytoplazmie ziarnistości. Swoją nazwę zawdzięczają grasicy (łac. Thymus), w której dojrzewają, a następnie migrują do krwi obwodowej i narządów limfatycznych. Dzielą się na 3 główne subpopulacje: pomocnicze, cytotoksyczne i supresorowe. Poza tym można je podzielić na limfocyty Tαβ i Tγδ, w zależności od różnic występujących w budowie receptora TCR. Istnieją także limfocyty NKT, charakteryzujące się jednoczesnym posiadaniem cech zarówno komórek T, jak i NK. Wszystkie limfocyty T posiadają na powierzchni swoich komórek receptor TCR oraz cząsteczkę CD3, zaś inne molekuły powierzchniowe taki jak: CD4, CD5, CD7, CD8, CD28 czy CD154 pozwalają na ich różnicowanie [20]. Limfocyty pomocnicze (Th) wspomagają odpowiedź humoralną i komórkową poprzez bezpośredni kontakt oraz wydzielanie cytokin. Ponadto ułatwiają aktywację limfocytów B i makrofagów. 90% tych limfocytów posiada marker CD4. Rozpoznają antygeny związane z białkami MHC klasy II [21]. Subpopulacje limfocytów Th: Th 0 – wydzielają IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-10, IFN-γ, GM–CSF, w wyniku stymulacji mogą się przekształcić w dowolny typ komórek; Th1 – wydzielają IL-2 i IFN-γ, uczestniczą w odpowiedzi typu komórkowego, przeciwko patogenom wewnątrzkomórkowym; Th2 – wydzielają IL-4, IL-5, IL-10, IL-13, warunkują mechanizmy odpowiedzi humoralnej przeciwko zewnątrzkomórkowym patogenom. Biorą udział w infekcjach przeciwpasożytniczych oraz chorobach alergicznych [21]; 296 Znaczenie fenotypu CD4/CD8 w wybranych chorobach dolnych dróg oddechowych Th3 – wytwarzają TGF-β, IL-4, IL-10, ich rola związana jest z utrzymywaniem tolerancji pokarmowej; Th9 – wydzielają IL-9, IL-10, TGF-β, biorą udział w reakcjach alergicznych oraz odporności przeciwko patogenom zewnątrzkomórkowym; Th17 – wydzielają IL-17, IL-6, TNF, GM–CSF, stąd określane są często jako limfocyty T-regulatorowe; Th22 – wydzielają IL-22, biorą udział w chorobach skóry np. łuszczycy; Tdth – są to komórki T z receptorem CD4, biorące udział w nadwrażliwości typu późnego, np. w zakażeniu prątkiem gruźlicy. Limfocyty cytotoksyczne są odpowiedzialne za niszczenie komórek zakażonych przez drobnoustroje oraz za niszczenie komórek nowotworowych. Większość tych limfocytów posiada na swojej powierzchni antygen CD8. Rozpoznają antygeny w kontekście cząsteczek MHC klasy I [21]. Subpopulacje limfocytów cytotoksycznych: Tc1 – wydzielają głównie IL-2; Tc2 – wytwarzają IL-5; Ts (supresorowe) – zaliczane do limfocytów regulatorowych; Tcs (kontrasupresorowe) – ich swoistym receptorem jest znacznik CD3 i CD8, ale nie określono ich profilu wydzielniczego. Przyjęto, że chronią limfocyty Th przed sygnałem supresyjnym; Komórki NK (natural killers) – wydzielają IFN-α, IL-2, IL-3, GMCSF, TNF, biorą udział w odpowiedzi przeciwnowotworowej. Komórki NC – są to limfocyty o silnych właściwościach cytotoksycznych i bliżej nieokreślonych receptorach, wydzielają również IL-2; Limfocyty Tab CD4+, limfocyty Tab CD8+ - sklasyfikowane jako limfocyty Tn (dziewicze) [21]. Typowanie tych komórek może odbywać się poprzez zastosowanie przeciwciał: antyCD4/anty-CD8/anty-CD45 lub anty-CD4/anty-CD8/antyCD3, ponieważ limfocyty BAL są z reguły komórkami CD3+CD45RO+. Stosunek komórek T pomocniczych do cytotoksycznych, u osób zdrowych, niepalących, charakteryzuje się dość dużym rozrzutem. Ponadto wartość indeksu CD4/CD8 jest dodatnio skorelowana z wartością odzysku, co oznacza, że fenotyp jest wyższy gdy badanie jest lepiej wykonane pod względem technicznym. Dla osób zdrowych charakterystyczny jest także fakt, że stosunek CD4/CD8 zwiększa się wraz z wiekiem [6]. 297 Paulina Pilanc, Arkadiusz Goede, Maciej Gawroński 4. Technika BAL Techniką badania śródmiąższowych chorób płuc jest płukanie oskrzelowo-pęcherzykowe. Płukanie oskrzelowo-pęcherzykowe (BAL, ang. bronchoalveolar lavage) jest metodą pozyskiwania materiału komórkowego i niekomórkowego z powierzchni nabłonka obwodowych dróg oddechowych, tak zwanej przestrzeni oskrzelowo-pęcherzykowej. Pierwsze prace nad jej zastosowaniem pochodzą z 1967 roku, chociaż BAL stosowano wcześniej w celach terapeutycznych, zwłaszcza w proteinozie oraz pylicach płuc [22]. BAL to procedura, podczas której przez giętki światłowód bronchoskopu wprowadzany jest do drzewa oskrzelowego ogrzany do temperatury 37oC roztwór soli fizjologicznej. Następnie płyn ten jest odsysany w celu pobrania próbki komórek z oskrzeli i pęcherzyków. Obraz cytologiczny materiału BAL obejmuje: makrofagi, limfocyty, neutrofile oraz eozynofile [22]. Materiał BAL zawiera limfocyty pęcherzykowe z domieszką limfocytów pochodzących z drzewa oskrzelowego. Jednakże prawidłowe wykonanie badania i wysoki odzysk, skutkuje tym, iż domieszka komórek z wyższych pięter dróg oddechowych może zostać pominięta podczas przeprowadzania dalszych analiz. W materiale BAL przeważają komórki Tαβ jako uczulone limfocyty CD4+, bądź uczulone komórki CD8+. Obie wspomniane subpopulacje obejmują łącznie około 90% wszystkich limfocytów BAL [23]. 5. Znaczenie fenotypu CD4/CD8 Materiał BAL wykazuje znaczny rozrzut wartości indeksu CD4/CD8 pomiędzy poszczególnymi chorymi. Wartość indeksu CD4/CD8 wzrasta u zdrowych osób wraz z wiekiem [6]. Warto pamiętać o tym iż, limfocytowe zapalenie pęcherzyków płucnych może przebiegać z przeważającym udziałem komórek CD3+CD4+ (sarkoidoza, beryloza, podgrupa chorych z gruźlicą) lub z dominacją komórek CD3+CD8+ (EAA, parakokcydioidoza, AIDS) [24]. Czułość i swoistość badania indeksu CD4/CD8 bywa zatem kwestionowana. Twierdzi się, że badanie fenotypu w chorobach ILD ma znaczenie pomocnicze, gdyż bardzo często skutecznie ukierunkowuje myśl diagnostyczną. W pewnych jednostkach chorobowych zmiany w zakresie indeksu CD4/CD8 są słabiej zaznaczone, a znamienności statystyczne pojawiają się po przebadaniu większej liczby chorych (azbestoza – wartość indeksu podwyższona, pylica krzemowa, chorzy poddani immunosupresji np. po przeszczepie płuc, odczyny polekowe – wartość indeksu obniżona) [8]. Jest możliwe, że obniżenie wartości indeksu CD4/CD8 w jednostkach chorobowych wikłanych włóknieniem ma niekorzystne znaczenie 298 Znaczenie fenotypu CD4/CD8 w wybranych chorobach dolnych dróg oddechowych rokownicze lub przepowiada gorszą odpowiedź na leczenie. W IPF zidentyfikowano podgrupę chorych z niską wartością indeksu i relatywnie złą prognozą [7]. Niezależnie od analizowanej grupy, u palaczy papierosów silnie obniża się wartość indeksu – także w grupie kontrolnej [24]. Jest to ważny wskaźnik, charakteryzujący odpowiedź układu odpornościowego. Z reguły palenie papierosów znacząco wpływa na obniżenie jego wartości [25]. Już samo występowanie jednej z śródmiąższowych chorób płuc powoduje spadek indeksu CD4/CD8, zaś palenie dodatkowo tę wartość obniża. Sobiecka i wsp. opublikowali dane dotyczące chorób śródmiąższowych płuc, gdzie porównali wartość indeksu CD4/CD8 między innymi w IPF i EAA, ale nie w materiale BAL, lecz w plwocinie indukowanej. W obu jednostkach chorobowych odnotowano, odwrócenie indeksu (spadek ilości limfocytów CD4 i wzrost CD8) [26]. W przypadku sarkoidozy we wszystkich 3 badanych przypadkach (nieleczony zespół Löfgrena, leczona sarkoidoza przewlekła oraz nieleczona sarkoidoza przewlekła), obserwujemy, zwiększenie wartości indeksu CD4/CD8, przy jednoczesnym zredukowanym poziomie odsetka limfocytów CD8+. Wyniki takie wydają się oczywiste, jeśli przyjrzeć się patogenezie choroby. Dochodzi tu do gromadzenia się dużej ilości makrofagów i limfocytów CD4+ w obrębie pęcherzyków płucnych, w związku z czym, w miejscach powstawania ziarniniaków dominuje ta populacja limfocytów, a indeks wartości CD4/CD8 znacznie się zwiększa [27]. 6. Podsumowanie W przypadku pylicy krzemowej, choroba powoduje obniżenie wartości indeksu CD4/CD8, w porównaniu do zdrowych palących i niepalących [19]. W sarkoidozie sytuacja wygląda odwrotnie – chorych cechuje (znamienna statystycznie) wyższa wartość tego parametru zarówno u palaczy jak i niepalących [13]. W alergicznym zapaleniu pęcherzyków płucnych w płynie BAL limfocyty T, migrują do ogniska zapalnego. Są to głównie komórki CD8+, dlatego też stosunek CD4/CD8 jest obniżony [18]. W IPF zidentyfikowano podgrupę chorych z niską wartością indeksu i relatywnie złą prognozą. Dlatego też wskaźnik ten jest istotny z klinicznego punktu widzenia i stał się markerem używanym do diagnozowania choroby. Swoistość i czułość tej analizy jest na tyle wysoka, że w przypadku sarkoidozy, często jest możliwe odstąpienie od biopsji płuca [28]. Wielu badaczy stwierdziło istotne gorsze rokowanie u tych chorych, u których stosunek limfocytów CD4/CD8 był niski i nie przekraczał 2. Podwyższony stosunek limfocytów CD4/CD8 może stanowić marker aktywacji limfocytów i korelować z ekspresją antygenów zgodności tkankowej i receptorów dla IL-2 (zależność między zawartością limfocytów). BAL 299 Paulina Pilanc, Arkadiusz Goede, Maciej Gawroński jest przydatny do diagnozowania sarkoidozy, poprzez wykrywanie limfocytozy z podwyższonym fenotypem CD4/CD8 (typowo 3,5:1). Wskaźniki większe niż 3,5 mają czułość 53%, swoistość 94%, dodatnią wartość predykcyjną 76%, a ujemną wartość predykcyjną 85% [29]. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. Reynolds H.Y., Diagnostic and management strategies for diffuse interstitial lung disease, Chest., 1 (1998), s. 192-202 King T.E., Clinicaladvances in the diagnosis and therapy of the interstitial lung diseases, American journal of respiratory and critical care medicine., 3 (2015), s. 268-279 Meyer K.C., Bronchoalveolarlavage as a diagnostictool, Seminars in respiratory and critical care medicine., 5 (2007), s. 546-560 Abe K., Kadota J., Ishimatsu Y., Iwashita T., Tomono K., Kawakami K., Th1Th2 cytokinekinetics in the bronchoalveolar lavage fluid of mice infected with Cryptococcus neoformans of different virulences, Microbiology and immunology., 10 (2000), s. 849-855 Bischof R.J., Snibson K., Shaw R., Meeusen E.N., Induction of allergic inflammation in the lungs of sensitized sheep after local challenge with house dust mite, Clinical and experimental allergy., 3 (2003), s. 367-375 Kopiński P., Szczeklik J., Lackowska B., Soja J., Szlubowski A., Nalepa P. P, Flow cytometric characteristics of alveolar lymphocytes (AL) obtained by bronchoalveolar lavage (BAL) in the control group - proposal of normal value range of AL subsets in nonsmokers, Central europe joural of immunology., 3-4 (2004), s. 63-72 Fireman E., Vardinon N., Burke M., Spizer S., Levin S., Endler A., Predictive value of response to treatment of T-lymphocyte subpopulations in idiopathic pulmonary fibrosis, European respiratory journal., 3 (1998), s. 706-711 Heron M., Grutters J., Dam-Molenkamp K., Hijdra D., Heugten-Roeling A., Claessen A., Ruven H., Bosch J., Velzen-Blad H., Bronchoalveolar lavage cell pattern from healthy human lung, Clinical and experimental immunology., 167 (2011), s. 523-531 Bourke S.J., Interstitial lung disease: progress and problems, Postgraduate medical journal., 970 (2006), s. 494-499 Reynolds H.Y., Diagnostic and management strategies for diffuse interstitial lung disease, Chest., 1 (1998), s. 192-202 Gołecki M., Jankowska R., Choroby śródmiąższowe płuc - współczesne poglądy na immunopatogenezę, Advances in clinical and experimental medicine., 1 (2005), s. 171-174 Kuś J., Interstitial lung diseases – classification and diagnostic, Borgis Postępy Nauk Medycznych., 4 (2011), s. 256-259 Kempisty A., Sarcoidisis, Postępy Nauk Medycznych., 4 (2011), s. 286-294 Zielonka T., Porównanie odpowiedzi immunologicznej w sarkoidozie i gruźlicy – zary,, Alergia astma immunologia., 3 (2002), s. 141-145 300 Znaczenie fenotypu CD4/CD8 w wybranych chorobach dolnych dróg oddechowych 15. Ziora D., Zaostrzenia samoistnego włóknienia płuc (IPF), Polish pneumonology and allergology., 74 (2006), s. 403-408 16. Kuś J., Usual interstitial pneumonia/idiopathic pulmonary fibrosis, Postępy Nauk Medycznych., 4(2011), s. 260-266 17. Harari S., Caminati A., IPF: new insight on pathogenesis and treatment, Allergy., 65 (2010), s. 537-553 18. Lewandowska K., Extrinsic allergic alveolitis (hypersensitivity pneumonitis), Postępy nauk medycznych., 4 (2011), s. 274-285 19. Idec-Sadkowska I., Andrzejak R., Antonowicz-Juchniewicz J., KaczmarekWdowiak B., Trials of casual treatment of silicosis, Medycyna pracy., 3 (2006), s. 271-280 20. Gołąb J., Jakóbisiak M., Immunologia, 2007 21. Niedźwiedzka-Rystwej P., Tokarz-Deptuła B., Deptuła W., Characteristics of T lymphocytes subpopulations, Postepy higieny i medycyny doświadczalnej., 67 (2013), s. 371-379 22. Chciałowski A., Chorostowska-Wynimko J., Fal A., Pawłowicz R., Domagała-Kulawik J., Wskazówki Polskiego Towarzystwa Chorób Płuc dotyczące metod pozyskiwania, opracowywania oraz oceny płynu z płukania oskrzelowo-pęcherzykowego (BAL), Pneumonologia i alergologia polska., 2 (2011), s. 75-89 23. Marathias K., Pinto C., Rodberg G., Preffer F., Wong J., Kradin R., The T cell antigen receptor CD3:CD4 molecular complex is diminished on the surface of pulmonary lymphocytes, American journal of pathology., 5 (1994), s.1219-1227 24. Burlandy-Soares L.C., Mamon R.L., Lyra L., Schreiber A.Z., Blotta M.H., Expression of activation and cytotoxic molecules by peripheral blood lymphocytes of patients with paracoccidioidomycosis, Medical mycology., 6 (2010), s. 843-852 25. Costabel U., Bross K.J., Huck E., Guzman J., Matthys H., Lung and blood lymphocyte subsets in asbestosis and in mixed dust pneumoconiosis, Chest., 1 (1987), s.110-112 26. Sobiecka M., Kuś J., Jóźwik A., Demkow U., Filewska M., Szołkowska M., Znaczenie diagnostyczne indukowanej plwociny w chorobach śródmiąższowych płuc, Pneumonologia i alergologia polska., 1 (2011), s. 6-15 27. Ravensberg A., Slats A., Wetering S., Janssen K., Wijngaarden S., Jeu R., Rabe K., Sterk P., Hiemstra P., CD8+ T cells characterize early smoking related airway pathology in patients with asthma, Respiratory medicine., 107 (2013), s. 959-966 28. King T.E., Clinical advances in the diagnosis and therapy of the interstitial lung diseases, American journal of respiratory and critical care medicine., 3 (2005), s. 268-279 29. Ahmadzai H., Thomas P., Wakefield D., Laboratory Investigations and Immunological Testing in Sarcoidosis, Intech., 2013 301 Paulina Pilanc, Arkadiusz Goede, Maciej Gawroński Znaczenie fenotypu CD4/CD8 w wybranych chorobach dolnych dróg oddechowych Streszczenie Istotą śródmiąższowych chorób płuc jest ostre bądź przewlekłe zapalenie ścian oraz struktur pęcherzyków płucnych, oskrzelików i tkanki śródmiąższowej, co może doprowadzić do nieodwracalnej utraty jednostek pęcherzykowo – włośniczkowych, a także niewydolności oddechowej i śmierci chorego. Przyczyną zmian w płucach, będących następstwem chorób ILD, może być wdychanie antygenów organicznych, nieorganicznych, przyjmowanie leków. Przedmiotem intensywnych badań jest odmienny przebieg jednostek chorobowych grupy ILD oraz wyznaczanie fenotypu CD4/CD8. Limfocyty pozyskane z dolnych dróg oddechowych, klasycznym sposobem płukania oskrzelowo-pęcherzykowego nazywa się potocznie limfocytami BAL. Czułość i swoistość badania indeksu CD4/CD8 bywa kwestionowana. Jednak naukowcy twierdzą, że badanie fenotypu w chorobach ILD ma znaczenie pomocnicze, często skutecznie ukierunkowując myśl diagnostyczną. Obniżenie wartości indeksu CD4/CD8 w jednostkach chorobowych z występującym włóknieniem ma niekorzystne znaczenie rokownicze lub przepowiada gorszą odpowiedź na leczenie. W przypadku pylicy krzemowej, obserwujemy obniżenie wartości indeksu CD4/CD8, w sarkoidozie sytuacja wygląda odwrotnie - chorych cechuje wyższa wartość tego parametru, natomiast w alergicznym zapaleniu pęcherzyków płucnych w płynie BAL zauważalny jest wzrost liczby neutrofilów, jak również wzrost ilości makrofagów i limfocytów. W chorobie tej wzmaga się również chemotaksja limfocytów T, które migrują do ogniska zapalnego. Są to głównie komórki CD8+, dlatego też stosunek CD4/CD8 jest obniżony. W IPF zidentyfikowano podgrupę chorych z niską wartością indeksu i relatywnie złą prognozą. Dlatego też wskaźnik ten jest istotny z klinicznego punktu widzenia i stał się markerem używanym do diagnozowania choroby. Słowa kluczowe: BAL, Limfocyty, CD4, CD8, diegnostyka Significance of CD4 / CD8 phenotype of in selected diseases of the lower respiratory tract Abstract The essence of interstitial lung diseases is an acute or chronic inflammation of the walls and alveolar structures, which can lead to irreversible loss of alveolies, respiratory failure and death of the patient. The changes in the lungs during ILD are mainly result of inhalation of antigens which can be organic or inorganic. The phenotype of the CD4 / CD8 ratio is the subject of intense studies in different ILD. Lymphocytes for those studies are obtained from the lower respiratory tract by bronchoalveolar lavage and are commonly called BAL lymphocytes. The sensitivity and specificity of the index of CD4 / CD8 ratio is sometimes questioned. However many researchers claims that this ratio in ILD diseases has supplementary role and had often directed the diagnostic thought towards right diagnosis. Lowered value of CD4 / CD8 ratio in diseases with fibrosis is considered as a complication and is connected with poorer response to treatment. In the case of silicosis, the disease causes a decrease in the index of CD4 / CD8 ratio. In sarcoidosis situation is different – patients have enhanced value of this parameter. In allergic alveolitis in BAL fluid, an increased number of neutrophiles, macrophages and lymphocytes is observed. Increased chemotaxis of T cells results in migration of those cells to the inflammation site. They are predominantly CD8 + cells, therefore, CD4 / CD8 ratio is lowered. In IPF a subgroup of patients with a low index value and relatively poor prognosis was identified. Therefore, this indicator is an important from a clinical point of view, and became a marker used to diagnose those diseases. Keywords: BAL, lymphocytes, CD4, CD8, diagnostic 302 Indeks autorów Antkiewicz-Michaluk L. ............... 98 Moździerz A. .............................. 139 Bielińska I. .................................. 256 Możdżeń E. ................................... 98 Bijak M. ........................................ 21 Muc K. ........................................ 152 Caban K. ..................................... 268 Musiał P. ............................. 139, 214 Cichoń N. ...................................... 21 Nachulewicz P. ............................. 81 Cuch B. ......................................... 81 Nowak A. .................................... 229 Czernikiewicz A. ........................... 44 Olczyk D. .................................... 139 Dźwierzyńska M. .......................... 58 Ostrowski J. .................................. 31 Frant M. ........................................ 58 Pilanc P. ...................................... 290 Gajewska K. ................................ 122 Pilecka M. ................................... 122 Gawroński M. ............. 165, 278, 290 Rogowski B. ................................. 81 Gil K. .......................................... 179 Roman T. .................................... 248 Gil-Kulik P. ................................. 179 Rżany M. .................................... 214 Goede A. ............................. 278, 290 Saluk J. ................................. 21, 239 Janowska M. ................................. 44 Stefanowicz A............................. 256 Juszko-Piekut M. ......................... 139 Stępień P. .................................... 214 Karakuła-Juchnowicz H. ............... 44 Stojko J. ...................................... 139 Kątska K........................................ 31 Stojko M. .................................... 139 Kocki J. ....................................... 179 Szymczyk A. ....................... 112, 248 Kosior-Jarecka E. ............ 31, 71, 189 Tomaszewska D. ......................... 278 Kozioł A. ....................... 71, 152, 189 Trawicka A. ................................ 112 Kozłowska M. ............................... 81 Turmiński P. ........................... 7, 199 Kozłowski P. ................................. 81 Walicki M. .................................. 229 Król-Turmińska K. .................. 7, 199 Wandtke T. ......................... 165, 256 Kwak W. ..................................... 229 Wieczerzak E. ............................. 112 Marciniec M. ............................... 229 Wojewoda K. ........ 71, 152, 189, 268 Markowicz J. ............................... 248 Woźniak J. .................................. 165 Michalik M.................................. 214 Wróbel-Dudzińska D. ................. 268 Mierzwa W.................................. 139 Zawiślak T. ............................. 7, 199 Morel A. ...................................... 239 Żurek A. ........................................ 58 303