Ο ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΕΝΔΟΘΗΛΙΝΗΣ ΣΤΗΝ ΕΞΕΛΙΞΗ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΙΣ ΒΑΣΙΚΕΣ ΙΑΤΡΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ Ο ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΕΝΔΟΘΗΛΙΝΗΣ ΣΤΗΝ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΧΡΟΝΙΩΝ ΝΕΦΡΙΚΩΝ ΠΑΘΗΣΕΩΝ ΑΝΑΣΤΑΣΙΟΣ ΔΡΑΚΟΠΟΥΛΟΣ ΠΑΤΡΑ, ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2005

2 ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΣΥΜΒΟΥΛΕΥΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ: κ. Ι. Βαράκης, καθηγητής Ανατομίας (Επιβλέπων καθηγητής) κ. Ι. Βλαχογιάννης, καθηγητής Νεφρολογίας κ. Η. Κούβελας, καθηγητής Φυσιολογίας ΕΠΤΑΜΕΛΗΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ κ. Ι. Βαράκης, καθηγητής Ανατομίας κ. Ι. Βλαχογιάννης, καθηγητής Νεφρολογίας κ. Η. Κούβελας, καθηγητής Φυσιολογίας κ. Γ. Σωτηροπούλου, αναπλ. καθηγήτρια Ανατομίας κ. Δ. Γούμενος, αναπλ. καθηγητής Νεφρολογίας κ. Μ. Ασημακοπούλου, επικ. καθηγήτρια Ανατομίας κ. Ζ. Λυγερού, επικ. καθηγήτρια Βιολογίας

3 1 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΜΕΡΟΣ Α : ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΕΞΕΛΙΞΗΣ ΤΩΝ ΧΡΟΝΙΩΝ ΝΕΦΡΙΚΩΝ ΠΑΘΗΣΕΩΝ Χρόνια νεφρική ανεπάρκεια: ορισμός και επιδημιολογικά στοιχεία Ο εξελικτικός χαρακτήρας των χρόνιων νεφρικών παθήσεων Ο ρόλος της ίνωσης του σωληναριοδιάμεσου χώρου στην εξέλιξη των χρόνιων νεφρικών παθήσεων Μηχανισμοί πρόκλησης νεφρικής ίνωσης Ενεργοποίηση των επιθηλιακών σωληναριακών κυττάρων από την αρχική βλάβη και έναρξη του μηχανισμού ίνωσης Α Η πρωτεϊνουρία ως ερέθισμα για την ενεργοποίηση των επιθηλιακών σωληναριακών κυττάρων 14 Πρωτεϊνουρία: ορισμός και μηχανισμοί πρόκλησης 14 Η πρωτεϊνουρία ως παράγοντας εξέλιξης των χρόνιων νεφρικών παθήσεων 19 Η τοξική δράση της πρωτεϊνουρίας στα επιθηλιακά κύτταρα του εγγύς εσπειραμένου σωληναρίου Β Ενεργοποίηση των επιθηλιακών σωληναριακών κυττάρων σε χρόνιες νεφροπάθειες χωρίς πρωτεϊνουρία, όπως η αποφρακτική νεφροπάθεια Προσέλκυση φλεγμονωδών κυττάρων στο διάμεσο χώρο και δημιουργία του φλεγμονώδους διηθήματος Έκφραση και απελευθέρωση προ-ινωτικών μεσολαβητών Α Ο TGF-β Β Η Αγγειοτασίνη ΙΙ Γ Η Ενδοθηλίνη Δ Άλλοι προ-ινωτικοί μεσολαβητές Ε Αντι-ινωτικοί μεσολαβητές Συσσώρευση της εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας Α Αυξημένη παραγωγή πρωτεϊνών της εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας Β Μειωμένη αποδόμηση των πρωτεϊνών της εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας 41 Μεταλλοπρωτεάσες της εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας (ΜΜΡς) και οι αναστολείς τους 41

4 2 Ο ρόλος της πλασμίνης και του αναστολέα του ενεργοποιητή του πλασμινογόνου (ΡΑΙ-1) στην εναπόθεση εξωκυττάριας ουσίας Γ Οργάνωση εξωκυττάριας ουσίας και καταστροφή της αρχιτεκτονικής του νεφρικού ιστού ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΜΕΡΟΣ Β :Η ΕΝΔΟΘΗΛΙΝΗ ΚΑΙ Ο ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΣΕ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΚΑΙ ΠΑΘΟΛΟΓΙΚΕΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ Δομή ενδοθηλίνης Γονίδια ενδοθηλίνης και μεταγραφική ρύθμιση Μετα- μεταφραστικές τροποποιήσεις prepro-endothelin Μετατρεπτικό ένζυμο της ενδοθηλίνης Υποδοχείς ενδοθηλίνης Ενδοκυττάρια μεταγωγή σήματος μετά τη σύνδεση της ενδοθηλίνης με τους υποδοχείς της Φυσιολογικός ρόλος της ενδοθηλίνης Ρόλος της ενδοθηλίνης σε παθολογικές καταστάσεις Α Ρόλος της ενδοθηλίνης στην αρτηριακή υπέρταση Β Ενδοθηλίνη και καρδιακή ανεπάρκεια Γ Ενδοθηλίνη και πνευμονική νόσος Δ Ενδοθηλίνη και οξεία νεφρική ανεπάρκεια Ε. Ενδοθηλίνη και χρόνια νεφρική νόσος ΣΚΟΠΟΣ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΕΝΔΟΘΗΛΙΝΗΣ ΚΑΙ ΤΩΝ ΥΠΟΔΟΧΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕ ΑΣΘΕΝΕΙΣ ΜΕ ΠΡΩΤΟΠΑΘΗ ΣΠΕΙΡΑΜΑΤΟΝΕΦΡΙΤΙΔΑ ΑΣΘΕΝΕΙΣ ΜΕΘΟΔΟΙ Α Μέθοδος λήψης του νεφρικού ιστού και ιστοπαθολογικής εξέτασης των νεφρικών βιοψιών Β Μέθοδος εντόπισης και ποσοτικοποίησης του βαθμού έκφρασης των Α και Β υποδοχέων της ενδοθηλίνης στις τομές νεφρικού ιστού ασθενών και μαρτύρων Γ Μέθοδος προσδιορισμού της ενδοθηλίνης-1 (ΕΤ-1) στα ούρα ασθενών και υγιών μαρτύρων ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Α Έκφραση των Α υποδοχέων της ενδοθηλίνης στο νεφρικό ιστό ασθενών

5 3 και μαρτύρων Β Έκφραση των Β υποδοχέων της ενδοθηλίνης στο νεφρικό ιστό ασθενών και μαρτύρων Γ Απέκκριση ενδοθηλίνης1 στα ούρα ασθενών και υγιών εθελοντών Δ Έκφραση των Α και Β υποδοχέων ενδοθηλίνης στο νεφρικό ιστό και απεκκρινόμενη ποσότητα ενδοθηλίνης στα ούρα σε ασθενείς με μεμβρανώδη σπειραματονεφρίτιδα, πριν και μετά την ύφεση του νεφρωσικού συνδρόμου ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΥΠΟΔΟΧΕΩΝ ΕΝΔΟΘΗΛΙΝΗΣ ΣΕ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΖΩΑ ΜΕ ΜΟΝΟΠΛΕΥΡΗ ΟΤΥΡΗΤΗΡΙΚΗ ΑΠΟΦΡΑΞΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΖΩΑ ΜΕΘΟΔΟΙ Α Μέθοδος απολίνωσης του ουρητήρα των πειραματοζώων Β Μέθοδος εντόπισης και ποσοτικοποίησης του βαθμού της έκφρασης των Α και Β υποδοχέων της ενδοθηλίνης στις τομές νεφρικού ιστού των πειραματοζώων ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Α Έκφραση των ΕΤ-Α υποδοχέων στα επιθηλιακά σωληναριακά κύτταρα των πειραματοζώων Β Έκφραση των ΕΤ-Α υποδοχέων στο σπείραμα των πειραματοζώων Γ Έκφραση των ΕΤ-Β υποδοχέων στα επιθηλιακά σωληναριακά κύτταρα και το σπείραμα των πειραματοζώων ΣΥΖΗΤΗΣΗ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 126

6 4 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΜΕΡΟΣ Α : ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΕΞΕΛΙΞΗΣ ΤΩΝ ΧΡΟΝΙΩΝ ΝΕΦΡΙΚΩΝ ΠΑΘΗΣΕΩΝ 1.1 Χρόνια νεφρική ανεπάρκεια: ορισμός και επιδημιολογικά στοιχεία Η χρόνια νεφρική ανεπάρκεια χαρακτηρίζεται από την προοδευτική και μη αναστρέψιμη καταστροφή του νεφρικού ιστού. Ο σακχαρώδης διαβήτης, η υπέρταση και οι πρωτοπαθείς σπειραματονεφρίτιδες ευθύνονται για την πλειοψηφία (περίπου 80%) των περιπτώσεων χρόνιας νεφρικής ανεπάρκειας, ενώ λιγότερο συχνά αίτια είναι οι διάμεσες νεφροπάθειες (χρόνια πυελονεφρίτιδα, νεφροπάθεια αναλγητικών), οι κληρονομικές νεφροπάθειες (πολυκυστική νόσος των νεφρών), το πολλαπλό μυέλωμα, οι κολλαγονώσεις κ.α. Στα αρχικά στάδια, όταν μέρος μόνο του νεφρικού ιστού έχει καταστραφεί, η χρόνια νεφρική ανεπάρκεια παραμένει ασυμπτωματική λόγω υπερτροφίας των εναπομεινάντων υγιών νεφρώνων. Η προσαρμογή αυτή των υγιών νεφρώνων στην απώλεια νεφρικής μάζας, αν και εξασφαλίζει παροδικά την (πλήρη αρχικά και μερική στη συνέχεια) αντιρρόπηση των κλινικών συνεπειών της νεφρικής ανεπάρκειας, έχει σαν τίμημα τη συνεχιζόμενη απώλεια νεφρικής μάζας, όπως θα αναφερθεί στη συνέχεια. Από ένα κριτικό σημείο απώλειας της νεφρικής μάζας και έπειτα, οι νεφροί αδυνατούν να επιτελέσουν τις απαραίτητες για τη ζωή λειτουργίες τους (ρύθμιση του ισοζυγίου υγρών και ηλεκτρολυτών, οξεοβασική ισορροπία, αποβολή προϊόντων μεταβολισμού και εξωγενών τοξινών, ενδοκρινική λειτουργία) με αποτέλεσμα την εμφάνιση των εκδηλώσεων του ουραιμικού συνδρόμου. Το τελικό αυτό στάδιο της νεφρικής ανεπάρκειας επηρεάζει όλα τα συστήματα του οργανισμού και για την αντιμετώπισή του είναι αναγκαία η ένταξη του ασθενούς σε κάποια από τις μεθόδους υποκατάστασης της νεφρικής λειτουργίας (αιμοκάθαρση, περιτοναϊκή κάθαρση, μεταμόσχευση νεφρού). Η χρόνια νεφρική ανεπάρκεια τελικού σταδίου παρουσιάζει συνεχώς αυξανόμενη επίπτωση τα τελευταία 30 χρόνια 1. Στις αρχές τους 21 ου αιώνα, περισσότεροι από ένα εκατομμύριο άνθρωποι, σε όλο τον κόσμο, υπολογίζεται ότι βρίσκονταν σε μέθοδο υποκατάστασης της νεφρικής τους λειτουργίας 2. Υπολογίζεται μάλιστα ότι οι αριθμοί αυτοί θα συνεχίζουν να αυξάνονται με σημαντικούς ρυθμούς και στις επόμενες δεκαετίες 1.

7 5 Ανάλογα αποτελέσματα προκύπτουν και από τη μελέτη των στοιχείων της καταγραφής των ασθενών σε μέθοδο υποκατάστασης της νεφρικής λειτουργίας στην Ελλάδα (εικόνα 1). ΕΙΚΟΝΑ 1 ΠΙΝΑΚΑΣ 1Α: Η ΕΤΗΣΙΑ ΕΠΙΠΤΩΣΗ ΤΗΣ ΧΝΑ ΤΕΛΙΚΟΥ ΣΤΑΔΙΟΥ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ ΤΟ 1986 ΚΑΙ ΤΟ 2000 ΝΕΟΙ ΑΣΘΕΝΕΙΣ/ ΕΚΑΤ. ΠΛΗΘΥΣΜΟΥ ΠΙΝΑΚΑΣ 1Β: Ο ΕΠΙΠΟΛΑΣΜΟΣ ΤΗΣ ΧΝΑ ΤΕΛΙΚΟΥ ΣΤΑΔΙΟΥ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ ΑΠΟ ΤΟ 1986 ΕΩΣ ΤΟ 2000 ΑΣΘΕΝΕΙΣ Η ετήσια επίπτωση (νέοι ασθενείς σε μέθοδο υποκατάστασης της νεφρικής λειτουργίας ανά εκατομμύριο πληθυσμού, πίνακας 1Α) και ο επιπολασμός (σύνολο ασθενών σε μέθοδο υποκατάστασης της νεφρικής λειτουργίας, πίνακας 1Β) της ΧΝΑ τελικού σταδίου στην Ελλάδα. Τόσο η επίπτωση όσο και ο επιπολασμός έχουν τριπλασιαστεί τα τελευταία 15 χρόνια.

8 6 Η αυξανόμενη αυτή επίπτωση οφείλεται σε τρεις, κυρίως, παράγοντες: 1. την αύξηση του μέσου όρου ζωής, καθώς παρατηρείται προοδευτική απώλεια της νεφρικής λειτουργίας παράλληλα με τη γήρανση την βελτίωση της επιβίωσης ασθενών με χρόνιες νόσους, όπως ο σακχαρώδης διαβήτης, με αποτέλεσμα οι ασθενείς αυτοί να ζουν αρκετά ώστε να αναπτύξουν χρόνιες επιπλοκές όπως η νεφρική ανεπάρκεια. Πράγματι η πλειοψηφία των ασθενών με χρόνια νεφρική ανεπάρκεια τελικού σταδίου στο Δυτικό κόσμο πάσχει από σακχαρώδη διαβήτη την έλλειψη αποτελεσματικής θεραπευτικής αντιμετώπισης για την εξελισσόμενη χρόνια νεφρική νόσο. Η χρόνια νεφρική ανεπάρκεια τελικού σταδίου συνοδεύεται από υψηλή θνησιμότητα 5, κυρίως από καρδιαγγειακά συμβάματα 6-13 και λοιμώξεις 14. Όπως φαίνεται και από την εικόνα 2, το προσδόκιμο επιβίωσης των ασθενών αυτών είναι μικρότερο από αυτό των πασχόντων από καρκίνο του παχέος εντέρου. ΕΙΚΟΝΑ 2 ΠΡΟΣΔΟΚΙΜΟ ΕΠΙΒΙΩΣΗΣ (ΕΤΗ) ,9 21,6 9,6 9,8 6,9 5,3 2,7 2, γενικός πληθυσμός ασθενείς με Ca παχέος εντέρου ασθενείς με ΧΝΑ τελικού σταδίου ασθενείς με Ca πνεύμονος Σύγκριση του προσδόκιμου επιβίωσης ασθενών με χρόνια νεφρική ανεπάρκεια, με καρκίνο του πνεύμονα, με καρκίνο του παχέος εντέρου καθώς και υγιών Αμερικανών στις ηλικίες και χρόνων

9 7 Η επίδραση της νόσου στην επιβίωση είναι πιο έντονη στους νεαρούς ασθενείς και αυτό οφείλεται κυρίως στην πρώιμη προσβολή του καρδιαγγειακού συστήματος 15-17, όπως φαίνεται από την εικόνα 3. Πράγματι, ενώ η επίπτωση της καρδιαγγειακής θνησιμότητας των ασθενών με ΧΝΑ τελικού σταδίου αυξάνεται όσο αυξάνει η ηλικία, η διαφορά από τη θνησιμότητα του γενικού πληθυσμού είναι μεγαλύτερη όσο μικρότερη είναι η ηλικία των ασθενών. Μάλιστα, οι συνέπειες της ΧΝΑ στην επιβίωση των ασθενών δε μεταβάλλονται από το φύλο ή τη φυλή 5, ΕΙΚΟΝΑ 3 Η ετήσια θνησιμότητα από καρδιαγγειακά συμβάματα, των ασθενών με ΧΝΑ τελικού σταδίου(dialysis) και του γενικού πληθυσμού (GP) σε σχέση με την ηλικία, το φύλο και τη φυλή. Εκτός, όμως, από τη δυσμενέστατη επίδραση της ΧΝΑ τελικού σταδίου στην επιβίωση, δεν πρέπει να παραγνωρίζονται και οι επιπτώσεις στην ποιότητα ζωής των ασθενών αυτών. Η εξάρτηση από τις μεθόδους υποκατάστασης, τα συχνά προβλήματα υγείας που απαιτούν νοσηλεία και οι διαιτητικοί περιορισμοί μειώνουν σημαντικά το επίπεδο διαβίωσης των ασθενών 20. Εκτός από την υψηλή θνησιμότητα και τη μείωση της ποιότητας ζωής των ασθενών, η χρόνια νεφρική ανεπάρκεια τελικού σταδίου αποτελεί σημαντικό πρόβλημα για τους Οργανισμούς Υγείας και εξαιτίας του υψηλότατου κόστους περίθαλψης των νεφροπαθών.

10 8 Για τους παραπάνω λόγους γίνεται φανερή η ιδιαίτερη σημασία της κατανόησης των μηχανισμών που οδηγούν σε χρόνια νεφρική ανεπάρκεια τελικού σταδίου, ώστε να περιοριστεί κατά το δυνατόν το σημαντικό αυτό υγειονομικό αλλά και κοινωνικό πρόβλημα. 1.2 Ο εξελικτικός χαρακτήρας των χρόνιων νεφρικών παθήσεων Είναι γνωστό από δεκαετίες ότι η πλειοψηφία των χρόνιων νεφρικών παθήσεων εξελίσσονται, στην πορεία του χρόνου, προς χρόνια νεφρική ανεπάρκεια. Μάλιστα, από ένα κριτικό σημείο απώλειας της νεφρικής λειτουργίας και έπειτα, η εξέλιξη συμβαίνει ακόμα και αν το αίτιο της αρχικής βλάβης πάψει να υφίσταται 21. Η καλύτερη απόδειξη του εξελικτικού χαρακτήρα των χρόνιων νεφροπαθειών προέρχεται από τη μελέτη MDRD (Modification of Diet in Renal Disease), τη μεγαλύτερη προοπτική μελέτη ασθενών με χρόνια νεφρική ανεπάρκεια, η οποία δημοσιεύτηκε 10 χρόνια πριν 22. Στη μελέτη αυτή παρακολουθήθηκαν 840 ασθενείς με ΧΝΑ (κάθαρση κρεατινίνης ml/min). Το 87% των ασθενών επιδείνωσαν τη νεφρική λειτουργία τους στην πορεία του χρόνου, παρά τον έλεγχο της αρτηριακής πίεσης και την τροποποίηση της δίαιτάς τους. Ο ρυθμός επιδείνωσης κυμαινόταν, με μέση ετήσια έκπτωση της GFR τα 4 ml/min, και οι κύριοι παράγοντες που καθόριζαν το ρυθμό έκπτωσης ήταν: το πρωτοπαθές αίτιο της νόσου και ο βαθμός της πρωτεϊνουρίας. Από αυτή, αλλά και από άλλες μελέτες, έχει αποδειχθεί ότι η χρόνια νεφρική βλάβη εξελίσσεται και ότι οι συντηρητικές θεραπευτικές προσπάθειες που εφαρμόζονται (ρύθμιση αρτηριακής πίεσης, περιορισμός λευκώματος δίαιτας, κ.α.) μικρή επίδραση έχουν στην καθυστέρηση της εξέλιξης αυτής. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα ανωτέρω θεραπευτικά μέτρα είναι μη ειδικά, καθώς δεν είναι επαρκώς διευκρινισμένοι οι παθοφυσιολογικοί μηχανισμοί που ευθύνονται για την προοδευτική απώλεια της νεφρικής λειτουργίας. Την τελευταία δεκαετία το επιστημονικό ενδιαφέρον έχει εστιαστεί στη μελέτη και κατανόηση των μηχανισμών που εξελίσσουν μία χρόνια νεφρική νόσο σε χρόνια νεφρική ανεπάρκεια τελικού σταδίου, με σκοπό την εύρεση και εφαρμογή ειδικών και αποτελεσματικών θεραπευτικών μέσων που σε συνδυασμό με τα ήδη χρησιμοποιούμενα μέσα θα οδηγήσουν στην αποτελεσματική επιβράδυνση ή και την και αποτροπή της εξέλιξης αυτής.

11 9 Προς αυτή την κατεύθυνση, την κατανόηση δηλαδή των μηχανισμών εξέλιξης των χρόνιων νεφρικών παθήσεων προσανατολίζεται και η παρούσα μελέτη, η οποία εξετάζει την ενδοθηλίνη και τους υποδοχείς της ενδοθηλίνης σε χρόνιες εξελισσόμενες νεφρικές παθήσεις, καθώς υπάρχουν ενδείξεις ότι το σύστημα της ενδοθηλίνης εμπλέκεται στη διαδικασία εξέλιξης. Πριν όμως αναφερθεί ο σκοπός της μελέτης, είναι απαραίτητη η ανασκόπηση των πληροφοριών που προκύπτουν από τις υπάρχουσες μελέτες και που αφορούν τη διαδικασία εξέλιξης αλλά και την εμπλοκή του συστήματος της ενδοθηλίνης στη διαδικασία αυτή. 1.3 Ο ρόλος της ίνωσης του σωληναριοδιάμεσου χώρου στην εξέλιξη των χρόνιων νεφρικών παθήσεων Καθώς οι χρόνιες νεφρικές παθήσεις εξελίσσονται προς χρόνια νεφρική ανεπάρκεια τελικού σταδίου, το κύριο κοινό ιστολογικό χαρακτηριστικό είναι η αυξημένη παραγωγή και εναπόθεση εξωκυττάριας ουσίας που οδηγεί σε ίνωση και καταστροφή της φυσιολογικής αρχιτεκτονικής τόσο του σπειράματος (σπειραματοσκλήρυνση), όσο και του σωληναριοδιάμεσου χώρου (εικόνα 4). ΕΙΚΟΝΑ 4 4.Α 4.Β Χαρακτηριστικές ιστολογικές εικόνες σπειραματοσκλήρυνσης (4.Α, εικόνα από βιοψία ασθενούς με διαβητική οζώδη σπειραματοσκλήρυνση) και σωληναριοδιάμεσης ίνωσης (4.Β).

12 10 Από πλήθος μελετών, μάλιστα, έχει δειχθεί ότι, ανεξάρτητα από το πρωτοπαθές αίτιο της χρόνιας νεφρικής βλάβης, η ίνωση του σωληναριοδιάμεσου χώρου (ΙΣΔ) είναι αυτή που σχετίζεται καλύτερα με την πρόοδο της χρόνιας νεφρικής ανεπάρκειας και όχι οι ιστολογικές αλλοιώσεις του σπειράματος (εικόνα 5). ΕΙΚΟΝΑ 5 Η συσχέτιση του βαθμού ίνωσης του σωληναριοδιάμεσου χώρου με την νεφρική λειτουργία όπως αυτή υπολογίζεται από την κάθαρση ινουλίνης, σε ασθενείς με διαφόρων τύπων νεφρικές παθήσεις. Παρατηρείται αντίστροφη γραμμική συσχέτιση, ακόμα και στις περιπτώσεις που το πρωτοπαθές αίτιο της νεφρικής βλάβης προσβάλλει το σπείραμα, όπως στη χρόνια ή οξεία σπειραματονεφρίτιδα (GN). Ο σωληναριοδιάμεσος χώρος αποτελεί το 80% του συνολικού νεφρικού όγκου. Το κύριο κυτταρικό στοιχείο του είναι το επιθηλιακό σωληναριακό κύτταρο. Ο διάμεσος χώρος περιβάλλεται από σωληνάρια και περισωληναριακά αγγεία και έρχεται σε άμεση επαφή με το σπείραμα και το μεσάγγειο. Η θέση του αυτή τον καθιστά εξαιρετικά ευπρόσβλητο από παθολογικές καταστάσεις που συμβαίνουν στα γειτονικά αυτά μέρη. Η ιστολογική εικόνα της ίνωσης του σωληναριοδιάμεσου χώρου χαρακτηρίζεται από ατροφία και διάταση των σωληναρίων, διήθηση του διάμεσου χώρου από φλεγμονώδη κύτταρα (κυρίως λεμφοκύτταρα και μακροφάγα), συσσώρευση

13 11 ινοβλαστών και μεταμόρφωσή τους σε μυοϊνοβλάστες και κυρίως από αυξημένη εναπόθεση εξωκυττάριας ουσίας Μηχανισμοί πρόκλησης νεφρικής ίνωσης Οι μηχανισμοί που προκαλούν τις δομικές αλλαγές του σωληναριοδιάμεσου χώρου, οδηγώντας στην εξέλιξη των χρόνιων νεφρικών παθήσεων, έχουν αποτελέσει αντικείμενο εντατικής μελέτης. Η επικρατούσα θεωρία είναι ότι μία αρχική βλάβη (η οποία διαφέρει ανάλογα με το αίτιο της νεφρικής νόσου) διεγείρει τόσο τα σωληναριακά κύτταρα όσο και φλεγμονώδη κύτταρα στην παραγωγή προϊνωτικών μεσολαβητών. Οι μεσολαβητές αυτοί, με τη σειρά τους, επιδρούν σε κύτταρα του σωληναριοδιάμεσου χώρου και αυξάνουν την παραγωγή εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας, ενώ ταυτόχρονα μειώνουν την αποδόμησή της Ενώ η αρχική βλάβη, δηλαδή, καθορίζει τον τρόπο με τον οποίο θα ξεκινήσει ο μηχανισμός που θα οδηγήσει σε ίνωση, από ένα σημείο και έπειτα η ίνωση εξελίσσεται ανεξάρτητα από το αρχικό αίτιο. Μια πλειάδα αυξητικών παραγόντων, κυταροκινών, χυμοκινών αλλά και αγγειοδραστικών ουσιών (μεταξύ αυτών και η ενδοθηλίνη) έχει εμπλακεί στις διαδικασίες που οδηγούν από την αρχική βλάβη στην ίνωση και την καταστροφή της αρχιτεκτονικής του νεφρικού ιστού, καταδεικνύοντας την πολυπλοκότητα της όλης διεργασίας, όπως τουλάχιστον αυτή προκύπτει από την παρούσα γνώση 28. Για την διευκόλυνση της περιγραφής του πολύπλοκου μηχανισμού της ίνωσης, κρίνεται απαραίτητη η σχηματική διαίρεσή του σε τέσσερα στάδια: Α. Ενεργοποίηση των επιθηλιακών σωληναριακών κυττάρων από την αρχική βλάβη και έναρξη του μηχανισμού ίνωσης Β. Προσέλκυση φλεγμονωδών κυττάρων στο διάμεσο χώρο και δημιουργία του φλεγμονώδους διηθήματος Γ. Έκφραση και απελευθέρωση προ-ινωτικών παραγόντων από τα επιθηλιακά σωληναριακά και τα φλεγμονώδη κύτταρα Δ. Παραγωγή και εναπόθεση εξωκυττάριας ουσίας και καταστροφή της φυσιολογικής αρχιτεκτονικής του νεφρικού ιστού.

14 Ενεργοποίηση των επιθηλιακών σωληναριακών κυττάρων από την αρχική βλάβη και έναρξη του μηχανισμού ίνωσης Όπως αναφέρθηκε, κεντρικό ρόλο στην έναρξη της ινωτικής διεργασίας διαδραματίζουν τα επιθηλιακά σωληναριακά κύτταρα. Τα κύτταρα αυτά, λόγω της θέσης τους (εικόνα 6), επηρεάζονται από βλαπτικούς παράγοντες που αφορούν είτε το σπείραμα είτε το διάμεσο χώρο είτε ακόμα και την αποχετευτική μοίρα του νεφρού. Οι βλαπτικοί αυτοί παράγοντες, με διαφορετικό τρόπο κάθε φορά, οδηγούν στην ενεργοποίηση και τη φαινοτυπική μεταβολή των επιθηλιακών κυττάρων 28. ΕΙΚΟΝΑ 6 Η θέση των επιθηλιακών σωληναριακών κυττάρων σε σχέση με τις υπόλοιπες δομές του νεφρού. Τα επιθηλιακά σωληναριακά κύτταρα βρίσκονται σε άμεση επαφή και μπορούν να επηρεασθούν από βλαπτικούς παράγοντες που πρωτοπαθώς αφορούν το σπείραμα, το διάμεσο χώρο, την αποχετευτική μοίρα του νεφρώνα, ή τέλος από παράγοντες που φτάνουν στα επιθηλιακά κύτταρα αιματογενώς, μέσω των περισωληναριακών τριχοειδών.

15 13 Τα ενεργοποιημένα σωληναριακά κύτταρα φαίνεται να έχουν κεντρικό ρόλο στην πρόκληση διάμεσης ίνωσης καθώς συμμετέχουν στις διαδικασίες με τρεις τρόπους 28 (εικόνα 7): Την έκκριση χημειοτακτικών παραγόντων και τη δημιουργία φλεγμονώδους διηθήματος στο διάμεσο χώρο Την έκκριση προ-ινωτικών μεσολαβητών που αυξάνουν την παραγωγή και εναπόθεση εξωκυττάριας ουσίας από τους ινοβλάστες του διάμεσου χώρου Την άμεση παραγωγή συστατικών της εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας. ΕΙΚΟΝΑ 7 ΑΡΧΙΚΗ ΝΕΦΡΙΚΗ ΒΛΑΒΗ ΕΚΚΡΙΣΗ ΧΗΜΕΙΟΤΑΚΤΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΟΝΤΩΝ ΜΑΚΡΟΦΑΓΟ ΕΠΙΘΗΛΙΑΚΟ ΣΩΛΗΝΑΡΙΑΚΟ ΚΥΤΤΑΡΟ ΕΚΚΡΙΣΗ ΠΡΟΪΝΩΤΙΚΩΝ ΜΕΣΟΛΑΒΗΤΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΕΞΩΚΥΤΤΑΡΙΑΣ ΘΕΜΕΛΙΑΣ ΟΥΣΙΑΣ ΜΥΟΪΝΟΒΛΑΣΤΗΣ ΙΝΟΒΛΑΣΤΗΣ Πρώτο στάδιο της πρόκλησης νεφρικής ίνωσης: ενεργοποίηση των επιθηλιακών σωληναριακών κυττάρων από τον αρχικό βλαπτικό παράγοντα. Τα επιθηλιακά κύτταρα στη συνέχεια προσελκύουν φλεγμονώδη κύτταρα μέσω έκκρισης χημειοτακτικών παραγόντων και ενεργοποιούν τους ινοβλάστες μέσω έκκρισης προϊνωτικών μεσολαβητών. Τέλος αποκτούν και τα ίδια την ικανότητα παραγωγής εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας. Το ερέθισμα για την ενεργοποίηση των σωληναριακών κυττάρων ποικίλει ανάλογα με το αίτιο της αρχικής βλάβης. Το καλύτερα αναγνωρισμένο και

16 14 μελετημένο ερέθισμα είναι η λευκωματουρία. Είναι γνωστό ότι κάποιου βαθμού λευκωματουρία χαρακτηρίζει την πλειοψηφία των εξελισσόμενων νεφρικών παθήσεων, ιδιαίτερα όταν το πρωτοπαθές αίτιο αφορά το σπείραμα, ενώ η βαρύτητα της λευκωματουρίας συνδέεται άμεσα με το ρυθμό εξέλιξης των παθήσεων αυτών προς χρόνια νεφρική ανεπάρκεια τελικού σταδίου 31. Πως όμως προκύπτει η λευκωματουρία στις νεφρικές παθήσεις και πως αυτή συνδέεται με την ενεργοποίηση των επιθηλιακών σωληναριακών κυττάρων και την έναρξη της ινωτικής διεργασίας; 1.4.1Α Η πρωτεϊνουρία ως ερέθισμα για την ενεργοποίηση των επιθηλιακών σωληναριακών κυττάρων Πρωτεϊνουρία: ορισμός και μηχανισμοί πρόκλησης Η συνολική ημερήσια ποσότητα διηθήματος (180 λίτρα) φυσιολογικά περιέχει μόνο 1-2 γραμμάρια πρωτεΐνης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι πρωτεΐνες διηθούνται με πολύ αργό ρυθμό λόγω της ύπαρξης των φραγμών διήθησης της σπειραματικής επιφάνειας διήθησης (εικόνα 8). ΕΙΚΟΝΑ 8 Σχηματική παράσταση της σπειραματικής επιφάνειας διήθησης όπου διακρίνονται τα τρία στρώματα που την απαρτίζουν: οι ποδοειδείς προσεκβολές των ποδοκυττάρων, η σπειραματική βασική μεμβράνη και τα ενδοθηλιακά κύτταρα.

17 15 Η επιφάνεια διήθησης παρουσιάζει δύο ειδών φραγμούς στη διήθηση ουσιών : Φραγμό μεγέθους: μειωμένος ρυθμός διήθησης για ουσίες μεγαλομοριακές, με διάμετρο μεγαλύτερη από αυτή των πόρων της επιφάνειας διήθησης Αντίθετα το νερό, τα ιόντα και οι μικρομιοριακές ουσίες διηθούνται ελεύθερα. Φραγμό φορτίου: μειωμένος ρυθμός διήθησης για αρνητικά φορτισμένες ουσίες, λόγω των αρνητικά φορτισμένων μορίων που υπάρχουν και στις τρεις στοιβάδες της επιφάνειας διήθησης όπως αναφέρθηκε 42. Έτσι η αλβουμίνη παρότι έχει διάμετρο μικρότερη των πόρων της επιφάνειας διήθησης συγκρατείται στο πλάσμα λόγω του αρνητικού της φορτίου 43 (εικόνα 9). ΕΙΚΟΝΑ 9 Επίδραση του μεγέθους και του φορτίου μιας ουσίας στο ποσοστό σπειραματικής διήθησης αυτής. Παρατηρούμε ότι για ουσίες με την ίδια δραστική ακτίνα στο μόριό τους, η διήθηση είναι μικρότερη όσο πιο αρνητικό είναι το φορτίο της ουσίας. Για ουσίες με μέγεθος μεγαλύτερο από τη διάμετρο των πόρων της σπειραματικής επιφάνειας διήθησης η διήθηση είναι μηδαμινή ανεξάρτητα από το φορτίο τους. Το ποσό πρωτεΐνης που διηθείται και που είναι όπως αναφέρθηκε περίπου 1-2 γραμμάρια το 24ωρο επαναρροφάται σχεδόν πλήρως από τα σωληναριακά κύτταρα του εγγύς εσπειραμένου σωληναρίου και το τελικό ποσό πρωτεΐνης στα ούρα είναι μικρότερο από 150 mg/ημέρα (εικόνα 10Α).

18 16 ΕΙΚΟΝΑ 10 Β Σε φυσιολογικές συνθήκες μικρή ποσότητα πρωτεϊνών, κυρίως μικρού μοριακού βάρους (LMW) πρωτεΐνες και σε μικρότερο βαθμό αλβουμίνη, διηθούνται και επαναρροφώνται πλήρως από το σπείραμα με αποτέλεσμα να μην εμφανίζεται πρωτεϊνουρία (Α). Βλάβη της μεμβράνης αυξάνει τη διήθηση ποικίλου μοριακού βάρους πρωτεϊνών, με αποτέλεσμα να κορέννυται ο μηχανισμός επαναρρόφησης των σωληναρίων και να προκύπτει πρωτεϊνουρία (Β). Ως πρωτεϊνουρία ορίζεται η αύξηση της αποβαλλόμενης ποσότητας πρωτεΐνης με τα ούρα πάνω από το φυσιολογικό όριο των 150 mg/24ωρο. Αύξηση της αποβαλλόμενης ποσότητας πρωτεϊνης μπορεί να δημιουργηθεί σε : Βλάβη του φραγμού μεγέθους της διηθητικής μεμβράνης Βλάβη του φραγμού φορτίου της διηθητικής μεμβράνης Βλάβη στη σωληναριακή επαναρρόφηση των πρωτεϊνών Αύξηση του φορτίου διήθησης των πρωτεϊνών

19 17 Οι ανωτέρω καταστάσεις προκαλούν είτε αύξηση του διηθούμενου ποσού, που ξεπερνά την ικανότητα επαναρρόφησης από τα σωληναριακά κύτταρα (εικόνα 10Β), είτε αποβολή της φυσιολογικά διηθούμενης ποσότητας πρωτεϊνών λόγω ανεπάρκειας των σωληναριακών κυττάρων. Σε κάθε περίπτωση διαφορετικές πρωτεΐνες εμφανίζονται στα ούρα (εικόνα 11) και η μελέτη τους μπορεί να βοηθήσει στη διάγνωση του μηχανισμού πρόκλησης της πρωτεϊνουρίας ΕΙΚΟΝΑ 11 Φυσιολογικά μικρή ποσότητα πρωτεΐνης αποβάλλεται με τα ούρα (1). Η ποσότητα αυτή μπορεί να αυξηθεί είτε λόγω βλάβης του φραγμού φορτίου (2) ή του φραγμού μεγέθους (3) της διηθητικής μεμβράνης, είτε λόγω βλάβης στη σωληναριακή επαναρρόφηση των πρωτεϊνών (4), είτε τέλος λόγω αύξησης του φορτίου διήθησης των πρωτεϊνών (5) Κλασικό παράδειγμα νεφρικών παθήσεων που συνοδεύονται από πρωτεϊνουρία είναι οι σπειραματονεφρίτιδες. Στην περίπτωση αυτοί προσβάλλεται η διηθητική επιφάνεια μέσω ανοσολογικών, συνήθως, μηχανισμών βλάβης. Αποτέλεσμα είναι η

20 18 βλάβη είτε του φραγμού φορτίου είτε του φραγμού διήθησης. Στην πρώτη περίπτωση, που παρατηρείται χαρακτηριστικά στη νόσο ελαχίστων αλλοιώσεων, προκύπτει εκλεκτική πρωτεϊνουρία καθώς αποβάλλεται κυρίως αλβουμίνη και τρανσφερίνη, για τη διήθηση των οποίων ο κύριος περιοριστικός παράγοντας είναι το αρνητικό τους φορτίο Στη δεύτερη περίπτωση, που παρατηρείται χαρακτηριστικά στη μεμβρανώδη σπειραματονεφρίτιδα, προκύπτει μη εκλεκτική πρωτεϊνουρία και εμφανίζονται στα ούρα εκτός από την αλβουμίνη και πρωτεΐνες υψηλού μοριακού βάρους όπως οι ανοσοσφαιρίνες 53. Στη σωληναριακή πρωτεϊνουρία, η μεμβράνη διήθησης παραμένει ανέπαφη αλλά τα σωληναριακά κύτταρα δεν μπορούν να επαναρροφήσουν το φυσιολογικό ποσό πρωτεΐνης που διηθείται (1-2 gr/24 ωρο). Αποτέλεσμα είναι η αποβολή αυτής της ποσότητας στα ούρα, που αποτελείται κυρίως από πρωτεΐνες χαμηλού μοριακού βάρους (όπως η β2 μικροσφαιρίνη). Η πρωτεϊνουρία λόγω υπερδιήθησης εμφανίζεται σε παθήσεις όπου κυκλοφορούν μεγάλες ποσότητες μιας πρωτεΐνης στο πλάσμα, με χαρακτηριστικό παράδειγμα το πολλαπλό μυέλωμα. Στην περίπτωση αυτή διηθούνται μεγάλες ποσότητες ελαφρών αλύσων, που ξεπερνούν την ικανότητα επαναρρόφησης των σωληναρίων με αποτέλεσμα να αποβάλλονται τελικά στα ούρα 54. Εκτός, όμως, από τις παραπάνω περιπτώσεις, κάποιου βαθμού πρωτεϊνουρία εμφανίζεται και ως συνέπεια των αντισταθμιστικών μηχανισμών που αναπτύσσονται στους νεφρούς στη χρόνια νεφρική ανεπάρκεια. Σύμφωνα με τη θεωρία του Brenner που διατυπώθηκε το 1982, όταν χάνεται ένας κριτικός αριθμός νεφρώνων αναπτύσσονται αντιρροπιστικές αιμοδυναμικές μεταβολές στους εναπομείναντες νεφρώνες που στόχο έχουν τη διατήρηση κατά το δυνατόν της νεφρικής λειτουργίας 55. Οι μεταβολές αυτές συνίστανται στην υπερτροφία των σπειραμάτων, την αύξηση της σπειραματικής ροής πλάσματος μέσω μείωσης των ενδοσπειραματικών αντιστάσεων και την αύξηση της ενδοσπειραματικής πίεσης λόγω αγγειοδιαστολής του προσαγωγού σε μεγαλύτερο βαθμό από το απαγωγό αρτηρίδιο. Η αύξηση της ενδοσπειραματικής πίεσης έχει σαν αποτέλεσμα την αύξηση της σπειραματικής διήθησης ανά φυσιολογικό νεφρώνα. Συγχρόνως, όμως, προκαλεί και μεταβολή στο φραγμό διήθησης και πιο συγκεκριμένα στο φραγμό μεγέθους της μεμβράνης, καθώς οι πόροι της μεμβράνης διευρύνονται υπό την επίδραση της αυξημένης ενδοσπειραματικής πίεσης. Αυτό οδηγεί σε πρωτεϊνουρία, με δυσμενείς επιπτώσεις στη λειτουργία του νεφρού μακροπρόθεσμα.

21 19 Η πρωτεϊνουρία ως παράγοντας εξέλιξης των χρόνιων νεφρικών παθήσεων. Βασικός παράγοντας που καθορίζει το ρυθμό εξέλιξης μιας νεφρικής νόσου είναι το επίπεδο πρωτεϊνουρίας. Πράγματι, από μια σειρά μελετών τα τελευταία 30 χρόνια προκύπτει ότι οι ασθενείς με σημαντικού βαθμού πρωτεϊνουρία έχουν μεγαλύτερη πιθανότητα να απολέσουν τη νεφρική λειτουργία τους σε σύντομο χρονικό διάστημα σε σύγκριση με τους ασθενείς με χαμηλού βαθμού ή καθόλου πρωτεϊνουρία 31, Ήδη από το 1978 ο Cameron και οι συνεργάτες του διαπίστωσαν ότι ανάμεσα στους ασθενείς με εστιακή τμηματική σπειραματοσκλήρυνση, αυτοί που παρουσίαζαν νεφρωσικό σύνδρομο εξελίσσονταν ταχύτερα προς χρόνια νεφρική ανεπάρκεια σε σχέση με αυτούς που είχαν ηπιότερου βαθμού πρωτεϊνουρία 58. Ανάλογα ευρήματα προέκυψαν τόσο για τους ασθενείς με μεμβρανώδη όσο και για τους ασθενείς με μεμβρανοϋπερπλαστική σπειραματονεφρίτιδα 59. Είναι γνωστό, εξάλλου, ότι οι ασθενείς με νόσο ελαχίστων αλλοιώσεων, η συντριπτική πλειοψηφία των οποίων εμφανίζει ύφεση του νεφρωσικού συνδρόμου μετά από θεραπεία με κορτικοστεροειδή, έχουν άριστη πρόγνωση και η νεφρική λειτουργία απειλείται μόνο στην περίπτωση ανθεκτικότητας ή συχνών υποτροπών του νεφρωσικού σνδρόμου. Και στη διαβητική νεφροπάθεια αλλά και στην υπερτασική νεφροσκλήρυνση, η εμφάνιση πρωτεϊνης στα ούρα σε ασθενείς με φυσιολογική νεφρική λειτουργία, προδικάζει τη μελλοντική εξέλιξη σε χρόνια νεφρική ανεπάρκεια 31. Μελέτες σε ασθενείς με μη διαβητικής αιτιολογίας χρόνια νεφροπάθεια καταδεικνύουν ότι, ανεξάρτητα από το αίτιο της νεφρικής βλάβης, ο βαθμός πρωτείνουρίας αποτελεί τον πιο αξιόπιστο προγνωστικό παράγοντα για την εξέλιξη της νόσου 60. Όσο υψηλότερη ήταν η απεκκρινόμενη ποσότητα πρωτεΐνης στα ούρα, τόσο ταχύτερη ήταν η επιδείνωση της νεφρικής λειτουργίας και η κατάληξη σε χρόνια νεφρική ανεπάρκεια τελικού σταδίου ανεξάρτητα από παράγοντες όπως η αρτηριακή πίεση ή η δίαιτα των ασθενών (εικόνα 12).

22 20 ΕΙΚΟΝΑ 12 Ο μέσος ρυθμός απώλειας της νεφρικής λειτουργίας (ΔGFR) αυξάνεται όσο αυξάνεται η βαρύτητα της πρωτεϊνουρίας. Η σημασία της πρωτεϊνουρίας στην εξέλιξη της χρόνιας νεφρικής βλάβης φαίνεται και από την ευεργετική επίδραση φαρμακευτικών σκευασμάτων που μειώνουν την πρωτεϊνουρία. Έτσι οι αναστολείς του μετατρεπτικού ενζύμου της αγγειοτασίνης (α- ΜΕΑ) και οι ανταγωνιστές των υποδοχέων Ι της αγγειοτασίνης ΙΙ (ARB) προστατεύουν τη νεφρική λειτουργία καλύτερα από ότι άλλα αντιϋπερτασικά φάρμακα με την ίδια επίδραση στην αρτηριακή πίεση και η προστασία αυτή είναι μεγαλύτερη όσο μεγαλύτερη είναι η πρωτεϊνουρία των ασθενών (εικόνες 13). Αυτό οφείλεται στη μεγαλύτερη μείωση της πρωτεϊνουρίας που προκαλείται από τους α- ΜΕΑ και τους ARBs, λόγω της μείωσης της ενδοσπειραματικής πίεσης που προκαλείται μέσω αγγειοδιαστολής του απαγωγού κυρίως αρτηριδίου. Συμβάλλει όμως και η, ανεξάρτητη από την αρτηριακή πίεση, επίδραση των φαρμάκων αυτών στη δομή της σπειραματικής μεμβράνης, όπου φαίνεται ότι βελτιώνει την εκλεκτικότητα της στη διήθηση μακρομορίων

23 21 ΕΙΚΟΝΑ 13 Η χορήγηση αναστολέα του μετατρεπτικού ενζύμου της αγγειοτασίνης (ραμιπρίλη) προστατεύει καλύτερα τη νεφρική λειτουργία σε σύγκριση με άλλη αντιϋπερτασική αγωγή και μάλιστα η ευεργετική επίδραση είναι μεγαλύτερη στους ασθενείς με μεγαλύτερου βαθμού λευκωματουρία. Η τοξική δράση της πρωτεϊνουρίας στα επιθηλιακά κύτταρα του εγγύς εσπειραμένου σωληναρίου Παλαιότερα θεωρείτο ότι η πρωτεϊνουρία είναι απλά ένας δείκτης της σοβαρότητας της νεφρικής νόσου που δεν έχει παθογενετικό ρόλο στις διαδικασίες εξέλιξης της νεφρικής ανεπάρκεια. Πλήθος παρατηρήσεων έχουν αλλάξει την πεποίθηση αυτή τα τελευταία χρόνια και έχουν συνδέσει άμεσα την πρωτεϊνουρία με τους μηχανισμούς εξέλιξης των χρόνιων νεφρικών παθήσεων προς χρόνια νεφρική ανεπάρκεια μέσω της πρόκλησης διάμεσης νεφρικής ίνωσης 31, Το αυξημένο ποσό πρωτεΐνης που διηθείται έχει αποδειχθεί ότι έχει τοξική δράση στα σωληναριακά κύτταρα, τα οποία επαναρροφούν τις διηθούμενες πρωτεΐνες μέσω ενδοκυττάρωσης Η αυξημένη προσφορά πρωτεϊνών (αλβουμίνη, τρανσφερίνη,

24 22 IgG) που ενδοκυτταρώνονται προκαλούν κορεσμό του λυσοσωματικού μηχανισμού αποδόμησης και τελικά βλάβη των επιθηλιακών σωληναριακών κυττάρων Δύο γλυκοπρωτεΐνες επιφανείας των κυττάρων αυτών, η megalin (gp330) 82 και η cubilin 83 συμμετέχουν στη διαδικασία ενδοκυττάρωσης (εικόνα 14). ΕΙΚΟΝΑ 14 Σχηματική παράσταση της δομής της megalin και της cubilin. Παρατηρούμε ότι η cubilin δε διαθέτει ενδοκυττάριο τμήμα, ενώ το αμινοτελικό της άκρο έχει δομή ανάλογη με τον EGF Η megalin είναι μια διαμεμβρανική πρωτεϊνη που ανήκει στην οικογένεια των LDL υποδοχέων 87. Είναι ο κύριος υποδοχέας που εμπλέκεται στις διαδικασίες ενδοκυττάρωσης των επιθηλιακών σωληναριακών κυττάρων τους εγγύς εσπειραμένου σωληναρίου. Βρίσκεται αποθηκευμένη σε κυστίδια στην ψηκτροειδή παρυφή. Δεσμεύει και ενδοκυτταρώνει πλειάδα διαφορετικών ουσιών, όπως

25 23 αλβουμίνη, βιταμίνη D 88-89, ινσουλίνη, προλακτίνη, θυρεοσφαιρίνη 90 κ.α. Το ενδοκυττάριο τμήμα του μορίου της περιέχει δομές με δράση κινάσης αλλά και περιοχές που υφίστανται φωσφορυλίωση από κινάσες, ενδεικτικά πιθανού ρόλου της megalin στην ενδοκυττάρια μεταβίβαση σήματος. Η cubilin είναι επίσης γλυκοπρωτεΐνη η οποία συνδέει ποικιλία μορίων όπως αλβουμίνη, τρανσφερίνη, ελαφρές αλύσους IgG Το αμινοτελικό άκρο της έχει δομή ανάλογη με τον EGF (Epidermal Growth Factor) χωρίς να είναι διευκρινισμένη προς το παρόν η σημασία αυτού του γεγονότος. Σε αντίθεση με τη megalin, δε διαθέτει διαμεμβρανικό τμήμα και για το λόγο αυτό δεν μπορεί να επιτελέσει την ενδοκυττάρωση των ανωτέρω ουσιών χωρίς τη βοήθεια της megalin με την οποία γειτνιάζει (εικόνα 14). Πράγματι, οι δύο αυτές πρωτεΐνες συνεργάζονται για την ενδοκυττάρωση και μεταφορά των πρωτεϊνών για αποδόμηση από τα λυσοσώματα 94 (εικόνα 15). Δεν πραγματοποιείται ενδοκυττάρωση μέσω cubilin σε γενετικά τροποποιημένα ποντίκια που δεν εκφράζουν megalin. ΕΙΚΟΝΑ 15 Η megalin και η cubilin συνυπάρχουν στη ψυκτροειδή παρυφή των σωληναριακών κυττάρων και συνεργάζονται για την ενδοκυττάρωση πρωτεϊνών από αυτά. Οι πρωτεϊνες στη συνέχεια οδηγούνται συνήθως στα λυσοσώματα για αποδόμηση. Εξαίρεση αποτελεί η βιταμίνη D που μετά την ενδοκυττάρωσή της υδροξυλιώνεται στην 1 α θέση ώστε να προκύψει η ενεργός μορφή της 88.

26 24 Η ενδοκυττάρωση και λυσοσωματιακή αποδόμηση της αλβουμίνης ενεργοποιεί ενδοκυττάρια μονοπάτια σηματοδότησης που μεταβάλλουν το φαινότυπο των επιθηλιακών κυττάριων, κυρίως μέσω ενεργοποίησης ειδικών μεταγραφικών παραγόντων και μεταβολής της μεταγραφικής και πρωτεϊνοσυνθετικής λειτουργίας των κυττάρων αυτών 31, Μεταξύ άλλων ενεργοποιείται ο μεταγραφικός παράγοντας NF- kb 97, πιθανόν μέσω ενεργοποίησης της πρωτεϊνικής κινάσης C (PKC) και της παραγωγής ενεργών ριζών οξυγόνου 98. Ο NF- kβ είναι ένας μεταγραφικός παράγοντας της οικογένειας Rel που σχηματίζεται από τον ομο- ή έτερο-διμερισμό δύο πρωτεϊνικών μορίων, της p50 και της p Η συνηθέστερη μορφή είναι το ετεροδιμερές p50-p65. Σε καταστάσεις κυτταρικής «ηρεμίας» ο παράγοντας βρίσκεται στο κυτταρόπλασμα συνδεδεμένος με το ανασταλτικό μόριο IkB (Inhibitor of NF-kB). Η ενεργοποίηση του παράγοντα προκαλείται από μια ποικιλία ερεθισμάτων (κυτταροκίνες, ιοί, οξειδωτικοί παράγοντες) τα οποία οδηγούν σε απελευθέρωσή του από τον ανασταλτικό IkB και την ελεύθερη πλέον μετακίνησή του στον πυρήνα όπου δρα 100. Τόσο η αλβουμίνη όσο και η ανοσοσφαιρίνη IgG εμπλέκονται στην ενεργοποίηση του NF-kB στα επιθηλιακά σωληναριακά κύτταρα. Επίσης ενεργοποιούνται οι δρόμοι των STAT και MAP κινασών καθώς και η S6 πρωτεΐνη της p70 ριβοσωματικής υπομονάδας. Μέσω του NF-kB επάγεται η σύνθεση χημειοτακτικών μορίων (όπως MCP-1 101, RANTES 102, fractalkine 103, ιντερλευκίνη-8, συμπλήρωμα). Τα χημειοτακτικά αυτά μόρια εκκρινόμενα στην πλαγιοβασική επιφάνεια των σωληναρίων πιθανότατα συμβάλλουν στη δημιουργία του φλεγμονώδους διηθήματος (από μακροφάγα κυρίως αλλά και Τ-λεμφοκύτταρα) που χαρακτηριστικά εμφανίζεται κατά τις ινωτικές διεργασίες στο διάμεσο χώρο. Τα φλεγμονώδη κύτταρα έχουν την ικανότητα να προάγουν στη συνέχεια τις διαδικασίες ίνωσης, όπως θα αναφερθεί στη συνέχεια 28. Όμως και τα ίδια τα σωληναριακά κύτταρα προάγουν άμεσα τις ινωτικές διαδικασίες μέσω παραγωγής προ-ινωτικών μεσολαβητών όπως η ενδοθηλίνη και ο TGF-β 105. Και στην περίπτωση αυτή το ερέθισμα για τα σωληναριακά κύτταρα φαίνεται ότι είναι η πρωτεϊνουρία και ειδικότερα οι αυξημένες συγκεντρώσεις αλβουμίνης στις οποίες εκτίθενται τα κύτταρα αυτά. Οι προ-ινωτικοί αυτοί μεσολαβητές δρώντας στα κύτταρα του διάμεσου χώρου και ιδιαίτερα στους ινοβλάστες επάγουν τη σύνθεση εξωκυττάριας ουσίας ενώ ταυτόχρονα μειώνουν την αποδόμησή της με τελικό αποτέλεσμα τη συσσώρευσή της και τη δημιουργία

27 25 διάμεσης ίνωσης. Μάλιστα οι ινοβλάστες υπό την επίδραση των μεσολαβητών αυτών μεταδιαφοροποιούνται σε μυο-ινοβλάστες (εκφράζουν δηλαδή ακτίνη των λείων μυϊκών κυττάρων και έχουν αυξημένη ικανότητα παραγωγής εξωκυττάριας ουσίας). Εκτός όμως από τους ινοβλάστες, ρόλο στην υπερπαραγωγή της εξωκυττάριας ουσίας φαίνεται ότι έχουν και τα ίδια τα επιθηλιακά κύτταρα, είτε λόγω της επίδρασης των προϊνωτικών μεσολαβητών (μέσω αυτοκρινούς δράσης αυτών) είτε λόγω της τοξικής δράσης παραγόντων που διηθούνται από το σπείραμα. Τα σωληναριακά κύτταρα ενεργοποιούνται όχι μόνο από την αλβουμίνη αλλά και από άλλες πρωτεΐνες που διαβαίνουν στο υπερδιήθημα, όπως η τρανσφερίνη και οι λιποπρωτεϊνες 109. Για παράδειγμα η τρανσφερίνη, μία πρωτεΐνη 77 kda που εμφανίζεται στο υπερδιήθημα σε περιπτώσεις σπειραματικής βλάβης, συνδεόμενη με σίδηρο έχει τοξική δράση στα σωληναριακά κύτταρα δίνοντας γένεση σε ενεργείς ρίζες οξυγόνου μέσω της αντίδρασης Fenton. Εκτός από τις πρωτεΐνες που διαβαίνουν το σπείραμα, ρόλο στην ενεργοποίηση και την τροποποίηση της λειτουργίας των επιθηλιακών σωληναριακών κυττάρων έχει και η διήθηση φλεγμονωδών μορίων, κυτταροκινών (TNF-α, IL-1) καθώς και η λιπιδουρία Επίσης αυξητικοί παράγοντες που εμφανίζονται στο υπερδιήθημα, σε σπειραματικές κυρίως παθήσεις, όπως ο TGF-β και ο IGF ,συμβάλλουν στην φαινοτυπική αλλαγή των κυττάρων αυτών και την επαγωγή της σύνθεσης εξωκυττάριας ουσίας. Οι ανωτέρω παράγοντες μπορούν να φτάσουν και να δράσουν στο διάμεσο χώρο και αιματογενώς, χωρίς να απαιτείται η σπειραματική τους διήθηση. Είναι γνωστό ότι η αιμάτωση του διάμεσου χώρου γίνεται από τα περισωληναριακά τριχοειδή τα οποία ξεκινούν από το απαγωγό αρτηρίδιο του σπειράματος. Μεσολαβητές που απελευθερώνονται στην σπειραματική κυκλοφορία, μεταφέρονται μέσω του απαγωγού αρτηριδίου στο διάμεσο χώρο και δρουν είτε στα επιθηλιακά σωληναριακά κύτταρα είτε στους άλλους κυτταρικούς τύπους του διάμεσου χώρου Β Ενεργοποίηση των επιθηλιακών σωληναριακών κυττάρων σε χρόνιες νεφροπάθειες χωρίς πρωτεϊνουρία, όπως η αποφρακτική νεφροπάθεια Όπως αναφέρθηκε, η συντριπτική πλειοψηφία των χρόνιων νεφρικών παθήσεων χαρακτηρίζεται από κάποιου βαθμού πρωτεϊνουρία, η οποία προκύπτει είτε λόγω πρωτοπαθούς βλάβης των σπειραματικών δομών (όπως π.χ. στις πρωτοπαθείς

28 26 σπειραματονεφρίτιδες ή στο σακχαρώδη διαβήτη) είτε λόγω δευτεροπαθών αλλοιώσεων που προκαλούνται στο σπείραμα από τους αντιρροπιστικούς μηχανισμούς που ενεργοποιεί η απώλεια νεφρώνων. Υπάρχουν όμως και χρόνιες νεφρικές παθήσεις όπου δεν αναπτύσσεται πρωτεϊνουρία, ωστόσο και οι παθήσεις αυτές εξελίσσονται προς χρόνια νεφρική ανεπάρκεια μέσω ανάπτυξης σωληναριοδιάμεσης ίνωσης. Χαρακτηριστικό παράδειγμα τέτοιας νόσου είναι η αποφρακτική νεφροπάθεια. Στην περίπτωση αυτή εμποδίζεται η αποχέτευση των ούρων που παράγει ο νεφρός 115. Η παραμονή της απόφραξης οδηγεί προοδευτικά σε ίνωση και καταστροφή του προσβεβλημένου νεφρού. Και στην περίπτωση αυτή η έναρξη της ινωτικής διεργασίας γίνεται από το επιθηλιακό σωληναριακό κύτταρο 116. Πως όμως ενεργοποιείται το κύτταρο αυτό στην αποφρακτική νεφροπάθεια; Είναι γνωστό ότι στην κατάσταση αυτή δεν υπάρχει πρωτεϊνουρία ή λιπιδουρία και δεν απελευθερώνονται κυτταροκίνες στο σπείραμα, τουλάχιστον στην αρχική φάση. Το ερέθισμα για την ενεργοποίηση των επιθηλιακών σωληναριακών κυττάρων φαίνεται ότι είναι η αυξημένη τάση που εφαρμόζεται στα κύτταρα αυτά λόγω της απόφραξης 116. Πράγματι η απόφραξη στα αρχικά στάδια συνοδεύεται από αύξηση των ενδοσωληναριακών πιέσεων εγγύτερα του σημείου απόφραξης. Η αύξηση των πιέσεων οδηγεί σε διάταση των σωληναριακών δομών και αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την αύξηση της τάσης των σωληναριακών κυττάρων. Από σειρά μελετών προκύπτει ότι η αύξηση της τάσης προκαλεί στα επιθηλιακά κύτταρα ανάλογες φαινοτυπικές αλλαγές με αυτές που αναφέρθηκαν και τελικά ενεργοποιείται ο μηχανισμός πρόκλησης διάμεσης ίνωσης Ανεξάρτητα, λοιπόν, από το ερέθισμα που επιδρά και ενεργοποιεί τα επιθηλιακά σωληναριακά κύτταρα του εγγύς εσπειραμένου σωληναρίου, το κοινό τελικό αποτέλεσμα είναι η ενεργοποίηση ενδοκυττάριων μονοπατιών σηματοδότησης στα κύτταρα αυτά, που προκαλούν: 1. την έκκριση προϊνωτικών μεσολαβητών 2. την απελευθέρωση χημειοτακτικών παραγόντων και 3. την παραγωγή εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας από αυτά με αποτέλεσμα την πρόκληση διάμεσης φλεγμονής και ίνωσης.

29 Προσέλκυση φλεγμονωδών κυττάρων στο διάμεσο χώρο και δημιουργία του φλεγμονώδους διηθήματος Το δεύτερο στάδιο της ινωτικής διεργασίας του σωληναριοδιάμεσου χώρου είναι όπως αναφέρθηκε η δημιουργία του φλεγμονώδους διηθήματος 7, Υπό φυσιολογικές συνθήκες ο μυελός δεν περιέχει μακροφάγα και λεμφοκύτταρα. Μικρός αριθμός μακροφάγων παρατηρείται στο φλοιό με κυριότερη εντόπιση τον σπειραματικό χώρο και σε μικρότερο βαθμό στο διάμεσο χώρο. Κατά την εξελισσόμενη χρόνια νεφρική βλάβη στο διάμεσο χώρο εμφανίζεται κυτταρικό διήθημα αποτελούμενο κυρίως από μακροφάγα και σε μικρότερο βαθμό από Τ8 λεμφοκύτταρα. Αν και το διήθημα σε μικρό βαθμό προέρχεται από πολλαπλασιασμό των υπαρχόντων μακροφάγων, η κύρια πηγή του είναι η μετανάστευση κυττάρων από τα περισωληναριακά τριχοειδή. Οι παράγοντες που εμπλέκονται στην προσέλκυση των φλεγμονωδών κυττάρων δεν είναι πλήρως διευκρινισμένοι, φαίνεται όμως ότι τον πιο σημαντικό ρόλο διαδραματίζουν οι χημειοτακτικές ουσίες που εκκρίνονται από τα διεγερμένα επιθηλιακά σωληναριακά κύτταρα Μεταξύ των άλλων επάγεται, όπως αναφέρθηκε, η σύνθεση MCP-1 (Monocyte Chemoattractant Protein-1) 101, και RANTES (Regulated upon Activation Normal T-cell Expressed and Secreted) 102 από τα επιθηλιακά σωληναριακά κύτταρα μετά από έκθεση σε αυξημένες συγκεντρώσεις αλβουμίνης. Πρόκειται για δύο χυμοκίνες με ισχυρή χημειοτακτική δράση για τα μονοκύτταρα-μακροφάγα αλλά και τα Τ λεμφοκύτταρα 126. Οι χυμοκίνες αυτές μάλιστα εκκρίνονται από την πλαγιοβασική επιφάνεια των επιθηλιακών κυττάρων, υποδηλώνοντας ότι σχετίζονται με τη δημιουργία του φλεγμονώδους διηθήματος και τις δομικές αλλαγές του διάμεσου χώρου που παρατηρούνται στις πρωτεϊνουρικές νεφροπάθειες in vivo. Όπως αναφέρθηκε, η επαγωγή της σύνθεσης των χυμοκινών αυτών γίνεται μέσω ενεργοποίησης της πρωτεϊνικής κινάσης C και της απελευθέρωσης οξειδωτικών παραγόντων που αυξάνουν την παραγωγή υπεροξειδίου του υδρογόνου, καθώς η προσθήκη αντιοξειδωτικών παραγόντων σε κυτταρικές καλλιέργειες εμποδίζει την επαγωγή της σύνθεσης των χυμοκινών αυτών από την αλβουμίνη. Αυξημένη έκφραση MCP-1 έχει διαπιστωθεί τόσο σε πειραματικά μοντέλα νεφροπαθειών 127, όσο και σε ανθρώπους με χρόνια νεφρική νόσο 128. Σε επίμυες που έχουν υποστεί 5/6 νεφρεκτομή παρατηρείται επαγωγή του NF-kB από τα επιθηλιακά σωληναριακά κύτταρα, η οποία βαίνει παράλληλα με την εμφάνιση και τη βαρύτητα

30 28 της πρωτεϊνουρίας αλλά και με το επίπεδο έκφρασης της MCP-1 στα σωληνάρια. Αύξηση της MCP-1 έχει διαπιστωθεί και σε πειραματόζωα με πρωτεϊνουρία λόγω υπερχορήγησης πρωτεϊνών (πρωτεϊνουρία από υπερδιήθηση), όπου η αναστολή της έκφρασής της επιβράδυνε τις ινωτικές διεργασίες 129. Σε άλλα μοντέλα νεφροπάθειας έχει διαπιστωθεί ότι η έκφραση της MCP-1 συνδέεται άμεσα με το βαθμό διήθησης του διάμεσου χώρου από μονοκύτταρα-μακροφάγα. Σε ασθενείς με IgA νεφροπάθεια τα επίπεδα MCP-1 στα ούρα συσχετίζονται άμεσα με το βαθμό διάμεσης ίνωσης 128. Εκτός από την MCP-1, αυξημένη έκφραση RANTES έχει διαπιστωθεί τόσο σε πειραματόζωα όσο και σε ασθενείς με πρωτεϊνουρικές σπειραματικές παθήσεις. Τα τελευταία χρόνια εξετάζεται και ο ρόλος μιας άλλης χυμοκίνης, της φρακταλκίνης (fraktalkine) 130. Πρόκειται για μια ιδιαίτερη χυμοκίνη που έχει δράση τόσο χημειοτακτικού μορίου όσο και μορίου προσκόλλησης. Η επίδραση της αλβουμίνης στα επιθηλιακά σωληναριακά κύτταρα προκαλεί την επαγωγή της σύνθεσης τόσο της διαλυτής όσο και της συνδεδεμένης με τη μεμβράνη μορφής της fractalkine 103. Η επαγωγή της σύνθεσή της επιτυγχάνεται τόσο μέσω ενεργοποίησης του NF-kB όσο και μέσω του ενδοκυττάριου δρόμου των MAP κινασών 103, 131. Ο σημαντικός ρόλος της πρωτεϊνουρίας στην έκκριση χυμοκινών και τη δημιουργία του φλεγμονώδους διηθήματος καταδεικνύεται και από την ευεργετική επίδραση στη διάμεση φλεγμονή θεραπευτικών μέτρων που μειώνουν τη λευκωματουρία. Πράγματι, η χορήγηση αναστολέων του μετατρεπτικού ενζύμου της αγγειοτασίνης σε πειραματόζωα με πρωτεϊνουρικές νεφροπάθειες είχε σαν αποτέλεσμα τη μείωση της έκφρασης του NF-kB και της χυμοκίνης MCP-1 και παράλληλα τη μείωση της βαρύτητας της διάμεσης φλεγμονής και ίνωσης του νεφρικού παρεγχύματος 132. Εκτός από την αυξημένη έκφραση των ανωτέρω χυμοκινών, έχει παρατηρηθεί και αυξημένη έκφραση των υποδοχέων των χυμοκινών αυτών (CCR2 και CCR5) στην επιφάνεια των μακροφάγων και των Τ λεμφοκυττάρων. Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνεται η ειδική προσέλευση των ανωτέρω κυτταρικών τύπων στο διάμεσο χώρο 31. Εκτός όμως από τις χυμοκίνες και τους υποδοχείς τους, στην προσέλκυση φλεγμονωδών κυττάρων και την πρόκληση διάμεσου φλεγμονώδους διηθήματος συμβάλλουν και μόρια του συμπληρώματος 133. Έτσι οι πρωτεΐνες του συμπληρώματος C3a και C5a είτε διαβαίνουν στο υπερδιήθημα και ενεργοποιούνται

31 29 από τα σωληναριακά κύτταρα είτε παράγονται από τα ίδια τα κύτταρα , ασκώντας στη συνέχεια χημειοτακτική δράση για τα λευκοκύτταρα Άλλοι παράγοντες όπως μόρια προσκόλλησης των λευκοκύτταρων και ιδίως μέλη της οικογένειας των ΙCAMς (InterCellular Adhesion Molecules) , των VCAMς (Vascular Cell Adhesion Molecules) και η οστεοποντίνη 142 επίσης παρουσιάζουν αυξημένη έκφραση στα σωληναριακά επιθηλιακά κύτταρα και τα ενδοθηλιακά κύτταρα των περισωληναριακών τριχοειδών και πιθανόν συμμετέχουν στη δημιουργία του φλεγμονώδους διηθήματος. Τελικό αποτέλεσμα όλων των ανωτέρω παραγόντων είναι η προσέλκυση μακροφάγων και λεμφοκυττάρων στο διάμεσο χώρο. Το φλεγμονώδες κυτταρικό διήθημα που σχηματίζεται συμμετέχει ενεργά στην διαδικασία της ίνωσης. Τα ενεργοποιημένα μακροφάγα αποτελούν σημαντική πηγή παραγωγής προϊνωτικών κυτταροκινών, ξεχωριστή θέση μεταξύ των οποίων κατέχει ο TGF-β 143. Αλλά και οι ίδιες οι χυμοκίνες και ιδιαίτερα ο MCP-1, έχουν απ ευθείας ινωτική δράση, αυξάνοντας την παραγωγή κολλαγόνου και TGF-β από τους ινοβλάστες 28. Συμπερασματικά τα πρώτα δύο στάδια της διαδικασίας εξέλιξης της νεφρικής νόσου προς ίνωση αφορούν μεταβολές στη λειτουργία, τον αριθμό και το φαινότυπο των κυττάρων του διάμεσου χώρου και συγκεκριμένα των επιθηλιακών σωληναριακών και των φλεγμονωδών κυττάρων. Οι αλλαγές αυτές θέτουν τη βάση για τα γεγονότα που θα ακολουθήσουν. Σε αυτά τα πρώτα στάδια υπάρχει η δυνατότητα επιδιόρθωσης, με διατήρηση της αρχιτεκτονικής του νεφρικού ιστού και της νεφρικής λειτουργίας Αντίθετα μία σοβαρή ή παρατεταμένη αρχική βλάβη προκαλεί μόνιμες αλλαγές των κυτταρικών τύπων και οδηγεί σε καταστροφική και μη αναστρέψιμη ίνωση.

32 Έκφραση και απελευθέρωση προ-ινωτικών παραγόντων Ταυτόχρονα με την ενεργοποίηση των επιθηλιακών σωληναριακών κυττάρων και τη δημιουργία του φλεγμονώδους διηθήματος, μια σειρά προ-ϊνωτικών μεσολαβητών εκλύονται και οι υποδοχείς τους εκφράζονται στα κύτταρα του σωληναριοδιάμεσου χώρου, μεσολαβώντας στις μετέπειτα διαδικασίες που οδηγούν στη συσσώρευση εξωκυττάριας ουσίας στις βασικές μεμβράνες και το διάμεσο χώρο. Οι κυριότεροι από τους μεσολαβητές αυτούς είναι ο TGF-β, η αγγειοτασίνη ΙΙ και η ενδοθηλίνη. Πιθανόν δευτερεύοντα ρόλο διαδραματίζουν μόρια όπως ο PDGF, ο bfgf, o TNF-a και η IL-1. Κύρια πηγή παραγωγής των μεσολαβητών αυτών είναι τα ενεργοποιημένα επιθηλιακά σωληναριακά κύτταρα και τα φλεγμονώδη κύτταρα που συσσωρεύονται στο διάμεσο χώρο. Στόχος των μεσολαβητών είναι κατά κύριο λόγο το τρίτο κυτταρικό στοιχείο του διάμεσου χώρου, οι ινοβλάστες 146. Μάλιστα με την επίδραση των προϊνωτικών μεσολαβητών εμφανίζεται και ένα νέο είδος ινοβλαστών που φαίνεται να διαδραματίζει κεντρικό ρόλο στη δημιουργία της ίνωσης, οι μυοϊνοβλάστες Τα κύτταρα αυτά, σε αντίθεση με τους κλασικούς ινοβλάστες, χαρακτηρίζονται από την έκφραση ακτίνης των λείων μυϊκών ινών και από τη σημαντικά μεγαλύτερη ικανότητα παραγωγής συστατικών της εξωκυττάριας ουσίας. Η προέλευση των κυττάρων αυτών παραμένει αινιγματική. Πιθανά προέρχονται από διαφοροποίηση και πολλαπλασιασμό των κλασικών ινοβλαστών του διάμεσου χώρου ή από μεταδιαφοροποίηση και μετανάστευση των επιθηλιακών σωληναριακών κυττάρων 150. Πιθανοί εκλυτικοί παράγοντες των μεταβολών αυτών είναι ο TGF-β και ο PDGF 154 και πιθανόν και η ενδοθηλίνη 155. Πράγματι ο TGF-β έχει την ικανότητα μεταμόρφωσης των ινοβλαστών σε μυοϊνοβλάστες και επάγει τη έκφραση ακτίνης των λείων μυϊκών ινών από τα επιθηλιακά σωληναριακά κύτταρα in vitro 156. Μελέτες σε ανθρώπινες νεφρικές βιοψίες συσχετίζουν την παρουσία μυοϊνοβλαστών με τον κίνδυνο εξέλιξης της νεφρικής νόσου Η επίδραση των προϊνωτικών μεσολαβητών στους ινοβλάστες, τους μυοϊνοβλάστες αλλά και στα επιθηλιακά σωληναριακά κύτταρα έχει σαν αποτέλεσμα την αύξηση της παραγωγής και εναπόθεσης εξωκυττάριας ουσίας και τελικά την πρόκληση διάμεσης ίνωσης.

33 31 Στη συνέχεια θα αναφερθούν αναλυτικά οι κύριοι προϊνωτικοί μεσολαβητές, οι παράγοντες που επάγουν την έκφραση τους καθώς και ο τρόπος που αυτοί οι μεσολαβητές επηρεάζουν τις ινωτικές διεργασίες Α Ο TGF-β Ο TGF-β αποτελεί τον κύριο εκπρόσωπο μιας οικογένειας αυξητικών παραγόντων, στην οποία μέχρι αυτή τη στιγμή έχουν χαρακτηρισθεί πάνω από 20 μέλη (περισσότερο μελετημένοι είναι ο TGF-β1, β2 και β3). Θεωρείται ο σημαντικότερος προ-ινωτικός παράγοντας στις διαδικασίες τις νεφρικής ίνωσης 161. Ο ώριμος TGF-β είναι ένα ομοδιμερές 25 KD, κάθε μονομερές του οποίου αποτελείται από 112 αμινοξέα, μεταξύ των οποίων και 9 υπολείμματα κυστεϊνης. Τα μονομερή είναι βιολογικά ανενεργή και αυτό καταδεικνύεται από το γεγονός ότι αναγωγικοί παράγοντες, όπως η β μερκαπτο-αιθανόλη, που διασπούν τους δισουλφιδικούς δεσμούς, καταστρέφουν τη βιολογική ενεργότητα του TGF-β. Εκτός από ομοδιμερή, ανευρίσκονται σπάνια και ετεροδιμερή (β1/β2, β2/β3). Τα μονομερή συνθέτονται αρχικά ως πρόδρομα μόρια αμινοξέων. Τα ώριμα μόρια προέρχονται από το καρβόξυ-τελικό άκρο των πρόδρομων αυτών μορίων. Παρά το γεγονός ότι τα ώριμα μόρια παρουσιάζουν ομολογία αλληλουχιών κατά 72-80%, το αμινοτελικό άκρο των προδρόμων μορίων διαφέρει σημαντικά μεταξύ TGF β1, β2 και β3. Έτσι τα πρόδρομα μόρια των β1 και β2 περιέχουν 3 θέσεις Ν γλυκοζυλίωσης ενώ ο β3 περιέχει 4 θέσεις. Άλλες διαφορές περιλαμβάνουν την παρουσία του τετραπεπτιδίου RGDL (αργινίνη, γλυκίνη, ασπαραγινικό, λευκίνη), περιοχές που ως γνωστό εμπλέκονται στην αναγνώριση και την αλληλεπίδραση κυττάρων και μορίων της εξωκυττάριας ουσίας. Τέτοια τετραπεπτίδια ανευρίσκονται στα πρόδρομα του β1 και β3 αλλά όχι του β2. Επίσης το β1 πρόδρομο περιέχει 3 υπολείμματα κυστεϊνης, το β2 6 και το β3 5 υπολείμματα. Το αμινοτελικό άκρο των προδρόμων περιέχει αλληλουχία υδρόφοβων αμινοξέων, τυπική πρωτεϊνών που εκκρίνονται. Τα γονίδια που είναι υπεύθυνα για τα 3 κύρια μέλη της οικογένειας των TGF-β βρίσκονται σε διαφορετικά χρωμοσώματα. Έτσι του β1 εντοπίζεται στο 19q13, του β2 στο 1q41 και του β3 στο 14q24. Στο νεφρικό ιστό παραγωγή TGF- β προκαλείται μετά από διέγερση τόσο των γηγενών νεφρικών κυττάρων όσο και των λευκοκυττάρων του φλεγμονώδους

34 32 διηθήματος. Ερέθισμα για την παραγωγή του αποτελούν, η αλβουμίνη 105, η αγγειοτασίνη ΙΙ 161, η ενδοθηλίνη, η ισχαιμία, η αυξημένη συγκέντρωση γλυκόζης, η ινσουλίνη, το διατμητικό στρες, o IGF-1, o PDGF, το νατριουρητικό πεπτίδιο, η θρομβοξάνη και η κυκλοσπορίνη. Επίσης ο ίδιος ο TGF-β επάγει τη σύνθεσή του 162. Ο TGF ανευρίσκεται κυρίως σαν ανενεργό σύμπλεγμα το οποίο διασπάται για να απελευθερωθεί η ενεργός μορφή του ομοδιμερούς των 25 kda. Η ενεργοποίηση, που αποτελεί σημαντικό βήμα στη δράση του TGF, δεν είναι γνωστό πως συμβαίνει στο νεφρικό ιστό. Από in vitro μελέτες φαίνεται πως η πλασμίνη, η φουρίνη, η γλυκοσιδάση, η θρομβοσπονδίνη και πιθανόν ο IGF συμμετέχουν στη διαδικασία αυτή. Υποδοχείς για τον TGF εκφράζουν τα περισσότερα κύτταρα με αποτέλεσμα η έκφρασή τους να μην αποτελεί ρυθμιστικό βήμα στη δράση του. Φυσικοί αναστολείς της δράσης του είναι το LAP (Latency Associated Peptide), το πεπτίδιο δηλαδή που παραμένει μετά τη διάσπαση της ανενεργούς μορφής και την απελευθέρωση του ενεργούς TGF, η ντεκορίνη και παράγοντες που δεσμεύουν την ανενεργή μορφή (LTBP). Η βιολογική δραστικότητα του παράγοντα μπορεί να μεταβληθεί από τους ανωτέρω παράγοντες, οι οποίοι πιθανόν εναποτίθενται στο διάμεσο χώρο κατά τη διάρκεια της ίνωσης. Η δράση του TGF μεσολαβείται από ενδοκυττάρια σήματα που γεννώνται από τη σύνδεση με τον υποδοχέα του (εικόνα 16). Ο ενεργός TGF συνδέεται με τον υποδοχέα ΙΙ, μια κινάση σερίνης-θρεονίνης, η οποία εν συνεχεία προσελκύει και φωσφορυλιώνει τον υποδοχέα Ι. Το σύμπλεγμα TGF- ετεροδιμερούς υποδοχέα ενεργοποιείται και φωσφορυλιώνει κυτταροπλασματικές πρωτεΐνες της οικογένειας SMAD. Οι SMAD 2 και 3 ευθύνονται κυρίως για τη μεταγωγή του σήματος, συνδεόμενες με τον SMAD 4, ενώ οι SMAD 6 και 7 αποτελούν αναστολείς της σηματοδότησης 162.