Цей повний текст - відредагована та переглянута транскрипція лекції, прочитаної на IV дворічному міжнародному курсі наук з гастроентерології "Стеатогепатит", що відбувся 8 вересня 2001 р.
Організатори: Чилійське товариство гастроентерологів, Чилійська асоціація гепатологів та Латиноамериканська асоціація з вивчення печінки (ALEH).
Науковий редактор: д-р Хуан Карлос Гласінович.
Презентація
Окислювальний стрес є одним із важливих факторів розвитку цієї метаболічної картини через високий рівень вироблення печінкою активних форм кисню.
Частина метаболічної активності печінки здійснюється шляхом трансформації ксенобіотиків, який відбувається у цитохромі Р450, в якому реактивні види можуть утворюватися з кисню та деяких метаболізованих ксенобіотиків. Крім того, цей орган виявляє велику активність макрофагів, під час якої активуються клітини Kpfer і виробляється дихальна реакція, яка також генерує активні форми кисню. Це пояснює, чому утворення реактивних видів відбувається з високою швидкістю в печінці.
Серед реакційноздатних видів, що утворюються в печінці, є вільні радикали, пероксиди, такі як перекис водню та гідропероксиди різних біомолекул; аніони, такі як перекис нітриту та гіпохлорит, що утворюються фагоцитарними клітинами; та інші види, що мають великий прооксидаційний потенціал.
Печінка бореться з цим потенціалом шляхом метаболічної активності, яка включає різні антиоксидантні захисні механізми, такі як ферменти, поглиначі вільних радикалів (наприклад, глутатіон або ендогенні вітаміни, такі як вітамін Е), аскорбінова кислота, бета-каротин тощо, які нейтралізують про -оксидантні види, що виробляються в цьому органі.
Для проведення цієї роботи важливо, щоб проміжний метаболізм печінки працював належним чином, забезпечуючи хімічну енергію, відновлюючу силу та попередники біомолекул, необхідних як для відновлення окислених молекул, таких як фосфоліпіди та ненасичені жирні кислоти мембран. азотиста ДНК для заміщення молекул, які не підлягають відновленню, таких як окислені білки. Коли ця захисна метаболічна система працює скоординовано і отримує достатній запас метаболічного палива та необхідних дієтичних компонентів (амінокислоти, поліненасичені жирні кислоти, вітаміни та мікроелементи), клітина печінки може підтримувати низьку інтенсивність реагуючих видів.
З цієї точки зору печінка функціонує в нормуксичному стані, в якому швидкість утворення реактивних видів компенсується подібною швидкістю споживання за допомогою антиоксидантних механізмів. Однак у 1985 р. Професор Сіс у Німеччині запровадив цей термін окислювальний стрес вказувати на незбалансовану ситуацію окисно-відновний, в яких продукція реактивних видів перевищує механізми антиоксидантного захисту. Усі проокислювальні елементи, які не нейтралізовані, незалежно від того, отримані вони з азоту або кисню, можуть безпосередньо атакувати основні біомолекули, і якщо їх не відновити з однаковою швидкістю, відбувається пошкодження клітин із посиленою ліпопероксидативною реакцією, окисленням клітин., Знищення ДНК тощо.
Нещодавно було показано, що активні форми кисню у формі пероксиду, тобто пероксид водню та деякі гідропероксиди, мають альтернативну здатність активувати специфічні фактори транскрипції в печінці, два з яких ідентифіковані та охарактеризовані: ядерний фактор каппа- B та активуючий білок 1. Ці фактори можуть подорожувати до ядра гепатоциту або іншої клітини печінки, зокрема до клітини Кюпфера, та модулювати їх експресію гена.
На рівні печінкових макрофагів існує кілька можливостей. Його генна експресія може призвести до утворення великої кількості біоактивних елементів: цитокінів, протеаз, активних ліпідів тощо, крім факторів, які можуть модулювати генерацію активних форм кисню цими клітинами. Тобто, крім прямого механізму клітинної травми внаслідок окисного стресу, існує також дія, опосередкована факторами транскрипції, які модулюють експресію генів деяких клітин печінки.
Система Р450, яка біотрансформує ксенобіотик та ліки в печінці, є циклічним механізмом, при якому ксенобіотик типу ХН піддається біотрансформації для гідроксилювання, а потім елімінації. Для цього механізму потрібні електрони, які вводяться за допомогою редуктази та НАДФН, який потребує кисню. Одна з ізоформ системи, 2E1 (CYP2E1), здатна функціонувати в дуже розчепленому стані, тобто може від'єднати сироватку від системи і повернутися у початковий стан із вивільненням супероксидного радикала або, пізніше, перекису водню. Завдяки цій особливій характеристиці цей цитохром має великий прооксидантний потенціал у печінці.
Показано, що існує взаємозв'язок між неалкогольним стеатогепатитом (НАСГ) та окислювальним стресом як у експериментальних тварин, так і у пацієнтів, які мають цей компонент. На різних моделях харчового та різних типів стеатозу показано, що стеатоз збільшує швидкість ліпопероксидації, що корелює з підвищеною експресією цитохрому ізоформи CYP2E1 у щурів. Ці два аспекти також були підтверджені у пацієнтів з НАСГ, у яких також було показано підвищення рівня малонового діальдегіду (МДА), що є однією з методик вимірювання ліпопероксидації клітин, а також збільшення вмісту цитохрому.
Висловлювалося припущення, що стеатоз, ймовірно, внаслідок різних факторів, але головним чином через генерування кетогенного стану, може призвести до індукції CYP2E1 та більшого утворення реактивних мікросомальних форм кисню та створити ситуацію окисного стресу. Отже, збільшення концентрації цієї молекули призведе до збільшення ліпопероксидативних реакцій, які спостерігаються у тварин та у пацієнтів з НАСГ.
Однак окислювальний стрес не просто завдає безпосередньої шкоди. Перекис водню може активувати фактори транскрипції, такі як NF-каппа В, який, активуючись на рівні клітин Kpfer, індукує експресію декількох генів, які мають консенсусні послідовності в ДНК області промотора для цього фактора. Кілька генів можуть реагувати на цей фактор після активації; одним з них є цитокіни в рамках безалкогольного стеатогепатиту, а в їх межах - TNF альфа.
TNF альфа має багато властивостей або дії на клітинному рівні. При взаємодії з рецептором 1 активується сфінгомієліназа, яка гідролізує сфінгомієлін з утворенням кераміду; Ця сполука подорожує до мітохондрій, де вона здатна пригнічувати потік електронів з двома важливими наслідками: по-перше, відбувається значне зменшення продукції АТФ, тим самим порушуючи ряд функцій у гепатоциті, а з іншого боку, коли дихальний ланцюг переривається на рівні комплексу 3, відбувається збільшення вироблення супероксиду та перекису водню на мітохондріальному рівні, фактори, що обумовлюють некроз печінки. Таким чином, вивільнення TNF альфа є прооксидантним фактором, оскільки побічно збільшує окислювальний стрес на рівні мітохондрій.
Іншим важливим фактором у контексті НАСГ є розростання бактерій, що відбувається в кишечнику, що перетворюється на портальну ендотоксемію, здатну активувати клітини Кюппфера за механізмом, незалежним від окисного стресу, а також макрофаги.
На додаток до альфа-TNF виробляються інші прозапальні фактори, такі як IL-1, IL-6, хемокіни, такі як інтерлейкін 8. Крім того, деякі клітини печінкової синусоїди, такі як ендотеліальні та зірчасті клітини, також можуть продукують молекули адгезії, які полегшують токсичне явище.
У дослідженні, опублікованому на початку 2001 року, було проаналізовано невелику кількість пацієнтів, 22, з НАСГ та подібною кількістю контролів. У пацієнтів був синдром ураження печінки, спричинений значним підвищенням рівня трансаміназ, гамма-глутаміл-транспептидази та лужних фосфатаз у крові. Поряд з цими елементами спостерігали значне підвищення рівня альфа-альфа-альфа-циркуляції та значне підвищення рівня цитокінів, пов’язане із збільшенням частоти надмірного розростання бактерій у кишечнику. Однак ці автори не виявили підвищення рівня ендотоксину в сироватці крові з причин, які непросто пояснити.
Висновки
Окислювальний стрес - це молекулярний механізм, який присутній у неалкогольному стеатогепатиті, що, ймовірно, пов'язано з індукцією ізоформи 2E1 цитохрому P450, яка має високу здатність генерувати прооксидантні види.
У пацієнтів із цим синдромом спостерігається підвищений рівень TNF альфа в сироватці крові, а також цитокіни, вироблення яких було пов’язано з окислювальним стресом через активацію факторів транскрипції, що полегшують їх експресію та синтез.
ФНП альфа відіграватиме ключову роль у патогенезі НАСГ не лише завдяки його здатності збільшувати або посилювати окислювальний стрес завдяки діям, зокрема, на мітохондріальному рівні, а й завдяки потужній індукційній здатності інших прозапальних елементів, такі як IL-1 та IL-6, або хемотаксичні фактори, такі як IL-8.