Η ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΗΣ ΕΚΦΡΑΣΗΣ ΤΗΣ ΕΝΔΟΘΗΛΙΑΚΗΣ ΣΥΝΘΕΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΜΟΝΟΞΕΙΔΙΟΥ ΤΟΥ ΑΖΩΤΟΥ(eNOS) ΣΤΟ ΓΑΣΤΡΙΚΟ ΒΛΕΝΝΟΓΟΝΟ ΔΙΑΒΗΤΙΚΩΝ ΑΣΘΕΝΩΝ

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΜΕΑΣ ΠΑΘΟΛΟΓΙΑΣ ΠΡΟΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΠΑΘΟΛΟΓΙΚΗ ΚΛΙΝΙΚΗ Γ.Π.Ν.Θ ΑΧΕΠΑ ΔΙΕΥΘΥΝΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Δ. ΚΑΡΑΜΗΤΣΟΣ =============================================== ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΟ ΕΤΟΣ 2007-2008 Αρ. Διατριβής 2109 Η ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΗΣ ΕΚΦΡΑΣΗΣ ΤΗΣ ΕΝΔΟΘΗΛΙΑΚΗΣ ΣΥΝΘΕΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΜΟΝΟΞΕΙΔΙΟΥ ΤΟΥ ΑΖΩΤΟΥ(eNOS) ΣΤΟ ΓΑΣΤΡΙΚΟ ΒΛΕΝΝΟΓΟΝΟ ΔΙΑΒΗΤΙΚΩΝ ΑΣΘΕΝΩΝ ΛΑΖΑΡΑΚΗ ΓΕΩΡΓΙΑ ΙΑΤΡΟΣ ΓΑΣΤΡΕΝΤΕΡΟΛΟΓΟΣ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΥΠΟΒΛΗΘΗΚΕ ΣΤΗΝ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΥ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟΥ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2007

ii

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΜΕΑΣ ΠΑΘΟΛΟΓΙΑΣ ΠΡΟΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΠΑΘΟΛΟΓΙΚΗ ΚΛΙΝΙΚΗ Γ.Π.Ν.Θ ΑΧΕΠΑ ΔΙΕΥΘΥΝΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Δ. ΚΑΡΑΜΗΤΣΟΣ =============================================== ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΟ ΕΤΟΣ 2007-2008 Αρ. Διατριβής 2109 Η ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΗΣ ΕΚΦΡΑΣΗΣ ΤΗΣ ΕΝΔΟΘΗΛΙΑΚΗΣ ΣΥΝΘΕΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΜΟΝΟΞΕΙΔΙΟΥ ΤΟΥ ΑΖΩΤΟΥ(eNOS) ΣΤΟ ΓΑΣΤΡΙΚΟ ΒΛΕΝΝΟΓΟΝΟ ΔΙΑΒΗΤΙΚΩΝ ΑΣΘΕΝΩΝ ΛΑΖΑΡΑΚΗ ΓΕΩΡΓΙΑ ΙΑΤΡΟΣ ΓΑΣΤΡΕΝΤΕΡΟΛΟΓΟΣ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΥΠΟΒΛΗΘΗΚΕ ΣΤΗΝ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΥ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟΥ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2007 i

ii

Η ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΣΥΜΒΟΥΛΕΥΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΖΙΑΚΑΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΓΙΑΝΝΟΥΛΗΣ ΕΛΕΥΘΕΡΙΟΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΒΡΕΤΤΟΥ ΕΛΕΝΗ, ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ Η ΕΠΤΑΜΕΛΗΣ ΣΥΜΒΟΥΛΕΥΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΖΙΑΚΑΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΓΙΑΝΝΟΥΛΗΣ ΕΛΕΥΘΕΡΙΟΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΒΡΕΤΤΟΥ ΕΛΕΝΗ, ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΚΟΥΝΤΟΥΡΑΣ ΙΩΑΝΝΗΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΕΥΓΕΝΙΔΗΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΝΕΝΟΠΟΥΛΟΥ ΕΛΕΝΗ, ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΝΙΚΟΛΑΙΔΗΣ ΠΑΥΛΟΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ iii

iv

«Η έγκριση της Διδακτορικής Διατριβής υπό της Ιατρικής Σχολής του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, δεν υποδηλοί αποδοχήν των γνωμών του συγγραφέως» (Νόμος 5343/32, αρθρ.202&2 και ν. 1268/82, αρθρ. 50&8) v

vi

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΡΟΕΔΡΟΣ ΤΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΝΤΟΜΠΡΟΣ vii

viii

Στον Σίμο. Στον πατέρα μου. ix

x

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Σελίδα ΠΡΟΛΟΓΟΣ...1 ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ...9 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΑΝΑΤΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ ΓΑΣΤΡΙΚΟΥ ΒΛΕΝΝΟΓΟΝΟΥ...11 Στοιχεία ανατομίας γαστρικού βλεννογόνου...11 Στοιχεία φυσιολογίας...17 ΓΑΣΤΡΙΚΗ ΕΚΚΡΙΣΗ...17 Διέγερση έκκρισης Η +...17 Αναστολή έκκρισης Η +...22 Αντλία πρωτονίων...23 Έκκριση λοιπών ηλεκτρολυτών (K +, Na +, Cl - )...26 Πεψινογόνα και άλλες γαστρικές πρωτεάσες...26 Γαστρική λιπάση...28 Ενδογενής παράγοντας (ΙF)...29 «ΑΜΥΝΑ» ΤΟΥ ΓΑΣΤΡΙΚΟΥ ΒΛΕΝΝΟΓΟΝΟΥ...30 Γαστρικό υγρό...32 Οξύ...32 Βλέννη και διττανθρακικά...33 Επιδερμοειδής αυξητικός παράγων (epidermal growth factor, EGF)...35 Επιθηλιακοί μηχανισμοί γαστρικής άμυνας...37 Βλεννογόνιος αιματική ροή...38 Διαβιβαστές της Κυκλοοξυγενάσης (Cox):...39 Α) Προσταγλανδίνες...39 Β) Λιποξίνες (Lipoxins, LXs)...43 Πολυαμίνες...44 xi

Υποδοχείς πρωτεϊνασών (Proteinase-Activated Receptors, PAR)...45 Κυτταροκίνες...48 Μονοξείδιο αζώτου (nitric oxide, NO)...50 Συνθετάσες ΝΟ (Nitric oxide synthases, NOS)...52 Μοριακή δομή NOS...53 Ρύθμιση ισομερών μορφών...55 enos...58 Αλληλουχία L-αργινίνη/NO/cGMP στο αγγειακό ενδοθήλιο...59 enos και αγγειακά νοσήματα...60 Συμμετοχή enos στη φλεγμονή...62 ΝΟ και γαστρική άμυνα...65 Δραστηριότητα ΝΟ στα μαστοκύτταρα...68 Επιθηλιακός φραγμός...70 Βλέννη και διττανθρακικά...71 Bλεννογόνιος αιματική ροή...72 Στρατολόγηση και ενεργοποίηση ουδετερόφιλων...75 Έκκριση γαστρικού οξέος...81 Αντιοξειδωτικές ιδιότητες του ΝΟ...83 Επούλωση πεπτικού έλκους...85 Δράση ΝΟ στην πρόκληση βλεννογονικής βλάβης...86 Κυτταροτοξικές δράσεις ΝΟ...89 inos...91 enos και COX-2...94 Φάρμακα δότες ΝΟ...96 ΚΥΤΤΑΡΙΚΟΙ ΚΑΙ ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΡΥΘΜΙΣΗΣ ΤΗΣ ΕΠΟΥΛΩΣΗΣ ΤΟΥ ΠΕΠΤΙΚΟΥ ΕΛΚΟΥΣ...98 Κυτταρικοί και μοριακοί μηχανισμοί στα χείλη του έλκους...98 Κυτταρικοί και μοριακοί μηχανισμοί στον κρατήρα του έλκους: Αγγειογένεση...101 xii

Εξωκυττάριο στρώμα και μοριακές αλληλεπιδράσεις με το επιθήλιο κατά την επούλωση...103 Ακολουθία ενεργοποίησης γονιδίων κατά τη διαδικασία επούλωσης...105 ΣΑΚΧΑΡΩΔΗΣ ΔΙΑΒΗΤΗΣ (ΣΔ)...106 Διαβητική γαστροπάρεση...106 Άλλοι παθογενετικοί μηχανισμοί βλάβης του γαστρικού βλεννογόνου στο σακχαρώδη διαβήτη...109 Ρόλος ΝΟ στις επιπλοκές του σακχαρώδους διαβήτη...116 Συσχέτιση προϊόντων τελικής γλυκοσυλίωσης (Advanced Glycation End products, AGEs) και ΝΟ...119 ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ...123 ΑΣΘΕΝΕΙΣ-ΜΕΘΟΔΟΙ...125 Ασθενείς...125 Ερευνητικό πρωτόκολλο...128 Κλινική εκτίμηση...128 Eνδοσκόπηση...129 Επεξεργασία ιστών...131 Ανοσοϊστοχημεία enos...131 Ανοσοϊστοχημεία CD34...133 Ιστολογική εξέταση...135 Στατιστική ανάλυση...136 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ...137 Ιστολογικά ευρήματα...139 ΣΥΖΗΤΗΣΗ...172 ΠΕΡΙΛΗΨΗ-ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ...191 SUMMARY...195 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ...199 xiii

xiv

ΠΡΟΛΟΓΟΣ Ο σακχαρώδης διαβήτης (ΣΔ), ιδίως ο μη ορθώς ελεγχόμενος, προκαλεί νευρολογικές, νεφρικές και αγγειακές επιπλοκές. Ειδικότερα, όσον αφορά το γαστρεντερικό σύστημα, οι διαβητικοί ασθενείς παρουσιάζουν συχνά συμπτώματα που περιλαμβάνουν ναυτία, εμέτους, πρώιμο κορεσμό, επιγαστρικό φόρτο, μετεωρισμό, διάρροια ή δυσκοιλιότητα. Μελέτες υποδηλώνουν σημαντική επίπτωση συμπτωμάτων από το γαστρεντερικό σύστημα στο διαβητικό ασθενή επηρεάζοντας την ποιότητα ζωής του. Τα συμπτώματα αυτά αποδίδονταν κατά κύριο λόγο στη διαβητική γαστροπάρεση, η οποία έχει θεωρηθεί μέρος της νευροπάθειας του αυτόνομου συστήματος αποτελώντας επιπλοκή του σακχαρώδους διαβήτη, και δευτερευόντως της οξείας υπεργλυκαιμίας. Στη συνάφεια αυτή, έχουν μελετηθεί κυρίως οι κινητικού τύπου μεταβολές, ενώ παραμένει ανεξήγητο το γεγονός ότι η επίπτωση και η ένταση των συμπτωμάτων από το γαστρεντερικό σωλήνα δεν συσχετίζονται με την ύπαρξη αυτόνομης νευροπάθειας. Στα πλαίσια της διερεύνησης της παθογένειας των συμπτωμάτων του γαστρεντερικού συστήματος στο διαβητικό ασθενή, έχει μελετηθεί η πιθανή συσχέτιση της μη ορθής χρόνιας ρύθμισης του σακχαρώδους διαβήτη και της οξείας υπεργλυκαιμίας που αποτελούν σχετικούς ανεξάρτητους παράγοντες όπως και η αυτόνομη νευροπάθεια. Σε αρχικές μελέτες έχει περιγραφεί ύπαρξη μικροαγγειοπάθειας σε χειρουργικά παρασκευάσματα στομάχου διαβητικών ασθενών με συνοδό πάχυνση της βασικής μεμβράνης των τριχοειδών του βλεννογόνου σχετιζόμενη με τη διάρκεια της νόσου, χωρίς να μελετηθεί πιθανή συσχέτιση με την κλινική εικόνα. Μελέτες σε πειραματικά μοντέλα διαβήτου έδειξαν ότι η νόσος προκαλεί μεταβολές στην περιεκτικότητα των κυττάρων του γαστρικού βλεννογόνου σε μακρομόρια (DNA, mrna), η δε ορθή ρύθμιση της γλυκόζης ο- 1

ρού προκαλεί υποστροφή αυτών των μεταβολών. In vivo πειραματικές μελέτες έδειξαν, επίσης, ότι ο σακχαρώδης διαβήτης καθιστά το γαστρικό βλεννογόνο επιρρεπή προκαλώντας ευκολότερα λύσεις της συνεχείας του επιθηλίου ή/και έλκη μετά έκθεση σε ελκογόνους παράγοντες όπως στρες, μη στεροειδή αντιφλεγμονώδη φάρμακα (ΜΣΑΦ) ή φαινόμενο ι- σχαιμίας/επαναιμάτωσης. Στα πειραματικά αυτά μοντέλα διαβήτου, έ- χουν ανεβρεθεί πολλοί παθογενετικοί μηχανισμοί που συμβάλλουν στην αυξημένη διάσπαση της γαστρικής άμυνας και περιλαμβάνουν: διαταραχή του αντιοξειδωτικού συστήματος, διαταραχή της έκκρισης διττανθρακικών, καταστολή της παραγωγής του βασικού ινοβλαστικού αυξητικού παράγοντα (basic Fibroblast Growth Factor, bfgf), αναστολή της αγγειογένεσης και δυσλειτουργία των ευαίσθητων στην καπσακαΐνη απαγωγών νευρώνων του γαστρικού βλεννογόνου. Πρόσφατες μελέτες αναθεωρούν την αρχική άποψη ότι ο διαβήτης δεν σχετίζεται με τη δημιουργία πεπτικού έλκους, σχετικά δε δεδομένα δείχνουν την ανάπτυξη λύσεων της συνέχειας του γαστρικού βλεννογόνου κατά την πορεία της νόσου, συχνά σχετιζόμενων με επιπλοκές όπως αιμορραγία ανωτέρου πεπτικού. Επιπλέον, παρά την υφιστάμενη διχογνωμία, υποστηρίζεται η ύπαρξη συσχέτισης λοιμώξεως από Ελικοβακτηρίδιο του πυλωρού (Hp-Λ) και διαβήτου. Το μονοξείδιο του αζώτου (ΝΟ) αποτελεί σημαντικό ρυθμιστή πολλών λειτουργιών, όπως νευρωνική μεταβίβαση ερεθισμάτων, αρτηριακή πίεση, χάλαση του τόνου των λείων μυϊκών ινών των αγγείων και συστηματική κυκλοφορία. Το ενδογενές ΝΟ παράγεται από L-αργινίνη μέσω συνθετάσης του NO (NOS). Υπάρχουν τρείς ισομερείς μορφές συνθετάσης, η επαγόμενη (inos), που παράγεται κυρίως από τα ανοσιακά κύτταρα ως απάντηση ισχυρού φλεγμονώδους στρες, οι δε νευρωνική (nnos) και ενδοθηλιακή μορφή (enos), ευθύνονται για τη ρύθμιση φυσιολογικών λειτουργιών και εκφράζονται σε διάφορους τύπους κυττά- 2

ρων. Πειραματικές μελέτες δείχνουν ότι το ΝΟ δρα προστατευτικά στο γαστρικό βλεννογόνο προάγοντας την έκκριση γαστρικής βλέννης και πιθανόν καταστέλλοντας την έκκριση του γαστρικού υγρού. Επιπλέον, είναι απαραίτητο για τη διατήρηση της ακεραιότητας των στερρών συνδέσεων μεταξύ των κυττάρων του γαστρικού βλεννογόνου. Εντούτοις, η κυριότερη δράση του αφορά τη διατήρηση της ακεραιότητας της λειτουργίας της βλεννογονίου μικροκυκλοφορίας ως αντιρροπιστικού μηχανισμού σε βλαπτικά ερεθίσματα του γαστρικού βλεννογόνου ή ως απάντηση για ταχεία αποκατάσταση της λύσης της συνέχειας του επιθηλίου. Πρόσφατες μελέτες σε γαστρικό βλεννογόνο υγιών εθελοντών δείχνουν ότι η ενδοθηλιακή μορφή της NOS (endothelial Nitric Oxide synthase - enos) εκφράζεται στα βλεννογόνια κύτταρα, διάσπαρτα, στους ιδίως γαστρικούς αδένες και στα ενδοθηλιακά κύτταρα των βλεννογονίων αγγείων. Η κατανομή της ανοσοϊστοχημικής χρώσης της enos στο γαστρικό βλεννογόνο (σώμα-άντρο, γαστρικοί αδένες, βλεννογόνια κύτταρα και ενδοθήλιο) υποδηλώνει την πιθανή παρακρινή δράση του NO στην έκκριση του γαστρικού υγρού και τη σχέση του με τη ρύθμιση της μικροκυκλοφορίας. Επίσης, η enos εκφράζεται στους νευρώνες του υποβλεννογονίου πλέγματος στο στόμαχο, συμμετέχει δε μαζί με την nnos, στην παραγωγή του ενδογενούς ΝΟ το οποίο δρα ως νευροδιαβιβαστής στο στόμαχο. Εκτός από τη μικροαγγειοπάθεια, στο ΣΔ παρατηρείται λειτουργική βλάβη των αγγείων, η οποία σχετίζεται με αναστολή της δράσης του ΝΟ. Η αναστολή αυτή δεν έχει διαλευκανθεί εάν οφείλεται σε ελαττωμένη έκφραση της enos ή σε αναστολή της δράσης του ενζύμου που οδηγεί σε μειωμένη παραγωγή του ΝΟ. Η αγγειακή δυσλειτουργία της βλεννογονίου μικροκυκλοφορίας λόγω ένδειας ΝΟ πιθανόν να ευθύνεται για την ευπάθεια του γαστρικού βλεννογόνου που παρατηρείται στα αναφερθέντα πειραματικά μοντέλα διαβήτη. Στα μοντέλα αυτά έχει δειχθεί επι- 3

πλέον ότι, παρατηρείται αντιρροπιστική παραγωγή ΝΟ έναντι βλαπτικών ερεθισμάτων στο γαστρικό βλεννογόνο, προάγοντας την αγγειογένεση, που απαρτίζει προστατευτικό μηχανισμό της γαστρικής ακεραιότητας. Εντούτοις, επισημαίνεται ότι δεν υφίστανται αντίστοιχα σχετικά δεδομένα σε ασθενείς με ΣΔ. Κατά συνέπεια, σκοπός της παρούσης μελέτης ή- ταν η διερεύνηση: α) της συσχέτισης της ρύθμισης της νόσου με την πιθανή έκφραση της e-nos και του CD34, που αποτελεί δείκτη έκφρασης της αγγειογένεσης και αρχέγονων αιμοποιητικών κυττάρων, σε γαστρικό βλεννογόνο διαβητικών ασθενών και υγιών μαρτύρων υγιών. Ειδικότερα, οι 2 αυτοί δείκτες μελετούνται με τη μέθοδο της ανοσοϊστοχημείας, με σκοπό τη διερεύνηση της θεώρησης ότι στο γαστρικό βλεννογόνο διαβητικών α- σθενών με μη ορθή ρύθμιση της γλυκόζης και συνοδό αγγειακή δυσλειτουργία, υφίσταται ελαττωμένη έκφραση της e-nos και CD34, δείκτες δηλωτικοί αναστολής της αγγειογένεσης. β) πιθανής συσχέτισης των αναφερόμενων δεικτών με την ιστολογική εικόνα του γαστρικού βλεννογόνου. γ) πιθανής συσχέτισης της έκφρασης των e-nos και CD34 στο γαστρικό βλεννογόνο με μη ορθή ρύθμιση του σακχαρώδη διαβήτη και συνοδό παρουσία χρόνιων επιπλοκών. Η μελέτη περιλαμβάνει δυο μέρη, το γενικό και το ειδικό. Στο γενικό μέρος περιγράφονται: α) Στοιχεία ανατομίας και φυσιολογίας γαστρικού βλεννογόνου. Με τον τρόπο αυτό αναπτύσσονται η γαστρική έκκριση, η άμυνα του γαστρικού βλεννογόνου και η σημασία του ΝΟ στη φυσιολογία της γαστρικής άμυνας. Επίσης γίνεται αναφορά στα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της e-nos και στους μηχανισμούς επούλωσης του πεπτικού έλκους. Στη συνέχεια, περιγράφονται τα πειραματικά δεδομένα που σχετίζονται με τη 4

διαταραχή της γαστρικής άμυνας στο σακχαρώδη διαβήτη και η σημασία του στην εμφάνιση γαστρεντερικών επιπλοκών της νόσου. Το ειδικό μέρος, αρχικά περιλαμβάνει τη λεπτομερή περιγραφή του πρωτοκόλλου της μελέτης που εστιάζεται στα ακόλουθα: 1. Συνέντευξη και κλινική εξέταση των ασθενών και των μαρτύρων που συμμετείχαν στη μελέτη 2. Ενδοσκοπικός και ιστολογικός έλεγχος ασθενών και μαρτύρων καθώς και ανίχνευση της Hp-Λ 3. Ανοσοϊστοχημικός προσδιορισμός έκφρασης στο επιθήλιο του γαστρικού βλεννογόνου: α) της e-nos β) του CD34 4. Συσχέτιση των μελετούμενων παραμέτρων με την παρουσία ή μη του Ηp, καθώς και με τη χρόνια μη ορθή ρύθμιση του ΣΔ. Στη συνέχεια περιγράφονται τα ευρήματα και η συζήτησή τους. Ακολουθεί περίληψη στην Ελληνική και Αγγλική γλώσσα και στο τέλος παρατίθεται η βιβλιογραφία. Το ερευνητικό μέρος της ιστολογικής και ανοσοϊστοχημικής μελέτης εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Παθολογικής Ανατομικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Οι μετρήσεις βιοχημικών παραμέτρων του αίματος έγιναν στο μικροβιολογικό εργαστήριο της Α Προπαιδευτικής Παθολογικής Κλινικής ΑΧΕΠΑ. Οι ασθενείς προέρχονταν από το τακτικό εξωτερικό διαβητολογικό ιατρείο της Α Προπαιδευτικής Παθολογικής Κλινικής, οι δε μάρτυρες ήταν δυσπεπτικοί ασθενείς προερχόμενοι από το γαστρεντερολογικό εξωτερικό ιατρείο της Α Παθολογικής κλινικής. Ο ενδοσκοπικός έλεγχος πραγματοποιήθηκε στα ενδοσκοπικά εργαστήρια της Α Προπαιδευτικής Παθολογικής και της Α Παθολογικής Κλινικών του Γενικού Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου ΑΧΕΠΑ. 5

Θεωρώ καθήκον μου να εκφράσω την ευγνωμοσύνη μου και τις θερμές μου ευχαριστίες σε όλους όσους συνέβαλαν στην εκπόνηση αυτής της διατριβής: Τις θερμότερες ευχαριστίες μου στον επιβλέποντα της διδακτορικής μου διατριβής Καθηγητή κ. Γεώργιο Ζιάκα, για την εμπιστοσύνη που μου έδειξε με τον σχεδιασμό και την ανάθεση της διδακτορικής διατριβής, αλλά και για τη συνεχή καθοδήγηση, επίβλεψη, και ηθική υποστήριξη σε όλα τα στάδια της εκπόνησής της. Ιδιαίτερα ευχαριστώ τα μέλη της συμβουλευτικής επιτροπής Καθηγητή κ. Ελευθέριο Γιαννούλη και την Καθηγήτρια κ. Ελένη Βρεττού, για την ακούραστη συμμετοχή, τις σημαντικές υποδείξεις και συμβουλές τους στη διεξαγωγή και ολοκλήρωση της μελέτης. Θα ήθελα επίσης να εκφράσω τις θερμές μου ευχαριστίες στον Αναπληρωτή Καθηγητή κ. Μιλτιάδη Αλεβίζο για την πολύτιμη βοήθειά του στη συλλογή ασθενών αλλά και για τη συμπαράστασή του στην προσπάθειά μου. Θερμά ευχαριστώ επίσης τον Καθηγητή κ. Δημήτριο Καραμήτσο για την αμέριστη συμπαράστασή του και τις σημαντικές υποδείξεις του. Ιδιαίτερα θα ήθελα να εκφράσω τις ευχαριστίες μου στον Καθηγητή κ. Ιωάννη Κουντουρά για τις υποδείξεις του, την ανεξάντλητη υπομονή του και την πολύτιμη βοήθειά του κατά τη συγγραφή των δημοσιεύσεων της διατριβής. Θεωρώ επίσης υποχρέωσή μου να εκφράσω τις θερμές μου ευχαριστίες στα μέλη της Επταμελούς Εξεταστικής Επιτροπής για την τιμή που μου έκαναν να αποδεχθούν την πρόσκληση: ΕΥΓΕΝΙΔΗ ΝΙΚΟΛΑΟ, ΚΑΘΗΓΗΤΗ ΝΕΝΟΠΟΥΛΟΥ ΕΛΕΝΗ, ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ 6

ΝΙΚΟΛΑΙΔΗ ΠΑΥΛΟ, ΚΑΘΗΓΗΤΗ Εκφράζω επίσης τις ευχαριστίες μου σε όλους τους ασθενείς που δέχτηκαν πρόθυμα να συμπεριληφθούν στο πρωτόκολλο της μελέτης. Τέλος ευχαριστώ το προσωπικό των εργαστηρίων και των γραμματειών της Α Προπαιδευτικής και της Α Παθολογικής Κλινικών του Γενικού Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου ΑΧΕΠΑ και τη γραμματέα του Παθολογικού τομέα κ. Ευρυδίκη Καλούδη. 7

8

ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 9

10

ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΑΝΑΤΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ ΓΑΣΤΡΙ- ΚΟΥ ΒΛΕΝΝΟΓΟΝΟΥ Στοιχεία ανατομίας γαστρικού βλεννογόνου Ο γαστρικός βλεννογόνος αποτελείται από το καλυπτήριο επιθήλιο που καταδύεται σε ποικίλη έκταση προς το χόριο σχηματίζοντας τα γαστρικά βοθρία. Το χόριο ανευρίσκεται κάτω από τη βασική μεμβράνη του επιθηλίου του γαστρικού βλεννογόνου, είναι αφθονότερο μεταξύ των γαστρικών βοθρίων, αποτελείται δε από χαλαρό συνδετικό ιστό πλούσιο σε δικτυωτές και κολλαγόνες ίνες. Εντός του χορίου παρατηρούνται πλασματοκύτταρα, λεμφοκύτταρα, ηωσινόφιλα, λευκοκύτταρα, ιστιοκύτταρα και σιτευτικά κύτταρα. Επίσης, ανευρίσκονται αμύελα νευρικά ινίδια, τριχοειδή αιμοφόρα αγγεία και λεμφαγγεία τα οποία επικοινωνούν με τα αγγεία της βλεννογόνιας μυϊκής στιβάδας και του υποβλεννογόνιου. Στο χόριο παρατηρούνται και λείες μυϊκές ίνες οι οποίες προέρχονται από διακλαδώσεις της λεπτής βλεννογόνιας μυϊκής στιβάδας 1. Το καλυπτήριο επιθήλιο του βλεννογόνου του στομάχου είναι μονόστιβο κυλινδρικό, πάχους 20-40 μm, αποτελούμενο από κυβοειδή καλυπτήρια κύτταρα, με πυκνό κυτταρόπλασμα και κοκκία με βλέννη που διατάσσονται προς την επιφάνεια του αυλού ενώ ο πυρήνας τους ευρίσκεται προς τη βασική μεμβράνη. Τα κύτταρα αυτά παράγουν βλέννη, Νa + σε ανταλλαγή με Η +, HCO - 3, και φωσφολιπίδια. Ο βασικός ρόλος της έκκρισης των καλυπτηρίων κυττάρων είναι η προστασία της ακεραιότητας του γαστρικού βλεννογόνου που βάλλεται συνεχώς από τα «επιθετικά» στοιχεία του γαστρικού υγρού, το γαστρικό οξύ και την πεψίνη και από τα παθογόνα μικρόβια ή τα ερεθιστικά στοιχεία των τροφών. Ο κύκλος ανανέωσης των κυττάρων του μονόστιβου κυλινδρικού επιθηλίου είναι περίπου τρεις ημέρες. 11

Το μονόστιβο κυλινδρικό επιθήλιο παρουσιάζει κατά τόπους καταδύσεις, τα γαστρικά βοθρία, εντός των οποίων ευρίσκονται οι σωληνοειδείς γαστρικοί αδένες. Οι αδένες των διαφόρων ανατομικών περιοχών του στομάχου αποτελούνται από διαφορετικά είδη εξειδικευμένων κυττάρων και περιλαμβάνουν: α) τους καρδιακούς που αποτελούν κάτω από 5% του συνόλου των γαστρικών αδένων. Η καρδία του στομάχου είναι μια στενή ζώνη (1,5-3 εκ) μετά τη γραμμή μετάπτωσης (Z-line) του πολύστιβου πλακώδους ε- πιθηλίου σε μονόστιβο κυλινδρικό. Ο πληθυσμός των κυττάρων των καρδιακών αδένων αποτελείται κυρίως από κύτταρα βλεννοπαραγωγά, ενδοκρινικά και αδιαφοροποίητα. β) τους ιδίως γαστρικούς ή οξυντικούς ή τοιχωματικούς που αποτελούν περίπου το 75% των γαστρικών αδένων. Η μετάπτωση από την καρδιακή μοίρα στο κυρίως οξεοπαραγωγό επιθήλιο γίνεται προοδευτικά και καταλαμβάνει την περιοχή του θόλου και του σώματος. Οι αδένες αυτοί περιλαμβάνουν τοιχωματικά, θεμέλια, βλεννοπαραγωγά, ενδοκρινικά και αδιαφοροποίητα κύτταρα. γ) τους αδένες της περιοχής του άντρου (πυλωρικοί) οι οποίοι κατανέμονται στην περιοχή του άντρου και περιπυλωρικά. Ο πληθυσμός των κυττάρων τους περιλαμβάνει κύτταρα ενδοκρινικά, κύτταρα G (παράγουν γαστρίνη), και βλεννοπαραγωγά. Το HCl, ο ενδογενής παράγοντας και τα περισσότερα γαστρικά ένζυμα παράγονται στους οξυντικούς αδένες. Τυπικά, κάθε οξυντικός αδένας αποτελείται από τρία μέρη, τον ισθμό, τον αυχένα και τη βάση. Ο ι- σθμός και ο αυχένας αποτελούνται κυρίως από τοιχωματικά και βλεννοπαραγωγά κύτταρα ενώ στη βάση ευρίσκονται κυρίως θεμέλια κύτταρα. Τα ενδοκρινικά κύτταρα [τύπου D που παράγουν σωματοστατίνη, εντεροχρωμαφινικά (enterochromaffin cells), κύτταρα τύπου εντεροχρωμαφινικών (enterochromaffin-like cells) που παράγουν ισταμίνη)] ανευρίσκο- 12

νται διάσπαρτα ανάμεσα στα κύτταρα των οξυντικών αδένων, σε όλο το μήκος αυτών (σχήμα 1). Το τοιχωματικά κύτταρα αποτελούν τα κυρίως κύτταρα των οξυντικών αδένων και παράγουν ενδογενή παράγοντα (IF) και Η + με ρυθμό της τάξης 3x10 6 /sec. Η έκκριση οξέος λαμβάνει χώρα ως απάντηση, 5-10 min μετά τη διέγερση από τα διάφορα γαστρικά ερεθίσματα. Τα τοιχωματικά κύτταρα έχουν μεγάλα μιτοχόνδρια και πλούσιο δίκτυο μικροκαναλιδίων στο κυτταρόπλασμα το οποίο ευρίσκεται σε επαφή με τον αυλό. Η επιφάνεια του τοιχωματικού κυττάρου που ευρίσκεται προς το μέρος του αυλού παρουσιάζει μικρολάχνες όταν το κύτταρο ευρίσκεται σε μη εκκριτική φάση. Κατά την εκκριτική φάση του κυττάρου το σύστημα μικροκαναλιδίων εξαφανίζεται καθώς συγχωνεύεται με την επιφανειακή μεμβράνη του τοιχωματικού κυττάρου αφήνοντας στη θέση του μεγαλύτερα ενδοκυττάρια καναλίδια τα οποία επαλείφονται από μικρότερες μικρολάχνες. Τα βλεννοπαραγωγά κύτταρα του αυχένα των οξυντικών αδένων ευρίσκονται δίπλα στα τοιχωματικά κύτταρα και παράγουν βλέννη, η ο- ποία διαφέρει από την αντίστοιχη του καλυπτηρίου επιθηλίου επειδή είναι όξινη και σουλφυλιωμένη καθώς και πεψινογόνο τύπου ΙΙ (PGII). Τα κύτταρα αυτά λειτουργούν ως πρόδρομα αρχέγονα κύτταρα από τα ο- ποία προέρχονται τα καλυπτήρια βλεννοπαραγωγά, τοιχωματικά, θεμέλια και ενδοκρινικά κύτταρα. 13

Σχήμα 1. Σχηματική αναπαράσταση γαστρικού αδένα του οξυντικού επιθηλίου. Τα συνεχόμενα βέλη υποδεικνύουν τις αλληλουχίες της παρακρινούς δράσης της γαστρίνης στα αργυρόφιλα (ECL) κύτταρα (ισταμίνης και Reg), στα D κύτταρα (σωματοστατίνης) και στα τοιχωματικά (υποδοχείς EGF). Τα βέλη αντιπροσωπεύουν διεγερτική και οι γραμμές χωρίς βέλη ανασταλτική δράση. (Από: Dimaline R and Varro A. Exp Physiol 2007;92:591-601) Τα θεμέλια κύτταρα έχουν πυραμιδοειδές σχήμα και ευθύνονται για την παραγωγή των πεψινογόνων Ι και ΙΙ. Το κυτταρόπλασμά τους είναι πλήρες ριβοσωματίων και του προσδίδουν έντονη βασεόφιλη χρώση. Το κυτταρόπλασμα που ευρίσκεται προς το μέρος του αυλού περιέχει ζυμογόνα κοκκία. Τα πεψινογόνα Ι και ΙΙ απελευθερώνονται με εξωκυττάρωση στον γαστρικό αυλό όταν η μεμβράνη των ζυμογόνων κοκκιών ε- νώνεται με την εξωτερική μεμβράνη του κυττάρου προς την επιφάνεια του αυλού. Πρόσφατα αναφέρθηκε ότι τα θεμέλια κύτταρα περιέχουν ενδογενή παράγοντα και λεπτίνη, μια ορμόνη η οποία ανευρίσκεται στα 14

κύτταρα του λιπώδους ιστού, αλλά η σημασία αυτών των ευρημάτων παραμένει άγνωστη 2. Τα ενδοκρινικά ή εντεροενδοκρινή κύτταρα περιλαμβάνουν: α) κύτταρα με ενδοκρινή δράση που ασκείται με εξωκυττάρωση των ουσιών που παράγουν στο αίμα και β) κύτταρα που ασκούν παρακρινή δράση στα εγγύς κύτταρα-στόχους. Τα κύτταρα αυτά έχουν επίσης ταξινομηθεί με βάση την κοκκιώδη χρώση που προσλαμβάνουν με χρώση αργύρου ή χρωμίου. Τα κύτταρα που προσλαμβάνουν χρώση αργύρου χωρίς παρουσία αναγωγικού παράγοντα ονομάζονται αργενταφινικά. Τα αργενταφινικά κύτταρα τα οποία στη συνέχεια χρώνυνται με χρώση διχρωμιούχου καλίου ονομάζονται εντεροχρωμαφινικά (EC cells enterochromaffin cells). Σε αυτήν την κατηγορία ανήκουν τα D-κύτταρα που παράγουν σωματοστατίνη και τα κύτταρα που παράγουν σεροτονίνη. Ευρίσκονται διάσπαρτα σχεδόν σε όλους τους γαστρικούς αδένες, ασκούν δε τη δράση τους εκκρίνοντας τα προϊόντα τους στο εξωκυττάριο υγρό εγγύς σε κύτταρα στόχους. Τα εντεροενδοκρινή κύτταρα που προσλαμβάνουν χρώση αργύρου παρουσία κάποιου αναγωγικού παράγοντα ονομάζονται αργυρόφιλα (ECL-enterochromaffin like cells) και περιέχουν κυρίως κοκκία ισταμίνης. Τα ECL κύτταρα που παράγουν ισταμίνη βρίσκονται στους οξυντικούς αδένες και ασκούν τη δράση τους εκκρίνοντας ισταμίνη στο εξωκυττάριο υγρό 3. Οι αδένες της περιοχής του άντρου αποτελούνται κυρίως από επιθηλιακά κύτταρα παραγωγής βλέννης και ενδοκρινικά κύτταρα. Τα ενδοκρινικά κύτταρα, τα οποία καθ υπεροχήν είναι κύτταρα G στους γαστρικούς αδένες του άντρου, ευρίσκονται μέσα σε καταδύσεις των γαστρικών αδένων και εντός του βασικού κυτταροπλάσματός τους περιέχονται κοκκία γαστρίνης. Η γαστρίνη, σημαντική ορμόνη για τη λειτουργία της πέψης απελευθερώνεται στο αίμα μεταγευματικά μετά τη διέγερση που προκαλούν η γαστρική διάταση, ο ερεθισμός του πνευμονογαστρικού και 15

τα διαιτητικά αμινοξέα και πεπτίδια. Οι μικρολάχνες της κορυφαίας επιφάνειας του πυραμιδοειδούς κυττάρου G φέρουν υποδοχείς αμινοξέων και πεπτιδίων και έτσι διεγείρεται η έκκριση γαστρίνης στο αίμα και στον αυλό. Εγγύς των G κυττάρων, ανευρίσκονται τα κύτταρα D τα οποία α- σκούν παρακρινή δράση στα ECL και στα τοιχωματικά κύτταρα. 16

Στοιχεία φυσιολογίας ΓΑΣΤΡΙΚΗ ΕΚΚΡΙΣΗ Ο στόμαχος εκκρίνει ύδωρ, ηλεκτρολύτες (Η +, Κ +, Νa +, Cl -, HCO3 - ), ένζυμα (πεψίνη, λιπάση), γλυκοπρωτεΐνες (βλέννη, ενδογενής παράγοντας) και ιχνοστοιχεία (χαλκός, μαγνήσιο, ψευδάργυρος). Τα αναφερθέντα Η + εκκρίνονται από τα τοιχωματικά κύτταρα, η δε έκκρισή τους ρυθμίζεται από πλήθος μηχανισμών/ορμονών που δρουν είτε διεγερτικά είτε ανασταλτικά στο τοιχωματικό κύτταρο μέσω υποδοχέων της βασικής μεμβράνης του τοιχωματικού κυττάρου. Διέγερση έκκρισης Η + Οι πεπτιδικοί δεσμοί των πρωτεϊνών της τροφής, κατά προτίμηση αυτοί που συνδέονται με αρωματικά αμινοξέα, υδρολύονται από την πεψίνη στο γαστρικό αυλό και τα πεπτίδια διασπώνται σε αμινοξέα. Στη συνέχεια, τα αμινοξέα του γαστρικού αυλού, κυρίως η φαινυλαλανίνη και η τυροσίνη, αποκαρβοξυλιώνονται σε αμίνες, προσλαμβάνονται από τα κύτταρα G του άντρου, τα οποία διεγείρονται και εκκρίνουν γαστρίνη στην κυκλοφορία. Η γαστρίνη αποτελείται από μια ομάδα πολυπεπτιδίων που προέρχονται από τη διάσπαση μιας πρόδρομης μορφής της που αποτελείται από 101 αμινοξέα. Το τελικό καρβοξυλικό τετραπεπτίδιο G-4 είναι απαραίτητο για τη βιολογική δράση της γαστρίνης και κατά συνέπεια, όλα τα πολυπεπτίδια που περιέχουν το G-4 είναι βιολογικώς ενεργά 3. Η γαστρίνη συνδέεται με τους υποδοχείς Β της χολοκυστοκινίνης (CCK) που ευρίσκονται στη βασική μεμβράνη του ECL κυττάρου που παράγει ισταμίνη και στη βασική μεμβράνη του τοιχωματικού κυττάρου δρώντας διεγερτικά στην έκκριση Η +. Η ισταμίνη συνδέεται στους Η 2 υ- ποδοχείς ισταμίνης στη βασική μεμβράνη των τοιχωματικών κυττάρων τα οποία διεγείρονται προς έκκριση Η +. Παράλληλα, η γαστρίνη έχει και 17

ανασταλτική δράση, μέσω μηχανισμού αρνητικής επανατροφοδότησης, η δε περίσσειά της συνδέεται με τους υποδοχείς χολοκυστοκινίνης Α (CCK Α )στη βασική μεμβράνη των κυττάρων D προς έκκριση σωματοστατίνης που ασκεί ανασταλτική δράση στην έκκριση γαστρίνης (σχήμα 2). Σε ph του γαστρικού αυλού <3, η διέγερση της γαστρίνης αναστέλλεται με επιπρόσθετο μηχανισμό αρνητικής επανατροφοδότησης. Τα Η + ιονίζουν τις αμίνες που προέρχονται από τα αμινοξέα της τροφής και τα κύτταρα G δεν διεγείρονται. Επιπλέον τα Η + του γαστρικού αυλού φαίνεται ότι διεγείρουν νευρικές απολήξεις με νευροδιαβιβαστή το calcitonin gene related peptide (CGRP), οι οποίες μεταφέρουν διεγερτικές ώσεις στα κύτταρα D και επάγουν την έκκριση σωματοστατίνης 4. Η αναστολή της έκκρισης της γαστρίνης γίνεται και έμμεσα από τη CCK που απελευθερώνεται στο αίμα όταν τα εισερχόμενα στο δωδεκαδάκτυλο αμινοξέα και λιπαρά οξέα διεγείρουν ενδοκρινικά κύτταρα. Η δράση αυτή της CCK ασκείται με σύνδεσή της με στη βασική μεμβράνη των κυττάρων D 5. 18

Σχήμα 2: Σχηματική αναπαράσταση των 3 κύριων αλληλουχιών οι οποίες ε- λέγχουν τη λειτουργία των τοιχωματικών κυττάρων in vivo: γαστρίνηςισταμίνης, χολοκυστοκινίνης (CCK)-σωματοστατίνης και ακετυλοχολίνης (Ach). Τα κύτταρα G εκλύουν γαστρίνη η οποία συνδέεται με υποδοχείς CCK B στα εντεροχρωμαφινικά κύτταρα (ECL), τα οποία διεγειρόμενα εκλύουν ισταμίνη. Η ισταμίνη συνδεόμενη στους Η2 υποδοχείς στην επιφάνεια του τοιχωματικού κυττάρου δρα διεγερτικά στην έκκριση οξέος. Η χολοκυστοκινίνη του πλάσματος δρα στους CCK 1 υποδοχείς στην επιφάνεια των κυττάρων D προς έκκριση σωματοστατίνης, η οποία δρα ανασταλτικά στα κύτταρα G, στα ECL κύτταρα και στα τοιχωματικά μέσω των υποδοχέων sst 2. Η ακετυλοχολίνη δρα ρυθμιστικά στη γαστρική έκκριση μέσω των μουσκαρινικών υποδοχέων Μ 3 στα τοιχωματικά κύτταρα ή των υποδοχέων Μ 2 ή των Μ 4 στην επιφάνεια των κυττάρων D. Επιπλέον υπάρχουν αλληλεπιδράσεις ανάμεσα στους υποδοχείς Η 2 και Μ 3 και μεταξύ των υποδοχέων sst 2 και CCK 2 στα τοιχωματικά κύτταρα. (Από: Chen D, et al. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 2006;291: G539- G544) Κατά την κεφαλική φάση της γαστρικής έκκρισης και της διέγερσης έκκρισης της γαστρίνης υπάρχουν διεγερτικές όσο και ανασταλτικές νευρικές οδοί μέσω του πνευμονογαστρικού νεύρου. Οι ανασταλτικές νευρικές ώσεις ασκούνται στο κύτταρο G μέσω μουσκαρινικών χολινεργικών υποδοχέων. Αντίθετα, δεν έχουν ταυτοποιηθεί πλήρως οι διεγερτικές ώσεις. Οι χολινεργικοί νευρώνες φαίνεται ότι ασκούν διπλή δράση, ανασταλτική και κατασταλτική, στην έκκριση γαστρίνης: άμεση ανα- 19

σταλτική δράση στα κύτταρα G 3 ενώ παράλληλα έμμεσα επάγουν την έκκρισή της αναστέλλοντας τη δράση των κυττάρων D και την έκκριση σωματοστατίνης 6. Η ακετυλοχολίνη απελευθερώνεται από μετα-γαγγλιονικούς νευρώνες των οποίων ο κυτταρικός πληθυσμός ευρίσκεται στο υποβλεννογόνιο πλέγμα του Meissner. Η νεύρωση αυτών των κυττάρων γίνεται από μακρές προγαγγλιακές ίνες του πνευμονογαστρικού και από νευρώνες που συμμετέχουν σε τοπικά αντανακλαστικά. Η ακετυλοχολίνη, δεσμευόμενη σε Μ 1 υποδοχείς είναι ο κύριος νευροδιαβιβαστής της μεταγαγγλιονικής οδού ενώ η σύνδεσή της σε Μ 3 υποδοχείς στη βασική μεμβράνη των τοιχωματικών κυττάρων διεγείρει την έκκριση Η +. Το νευροπεπτίδιο GRP φαίνεται να αποτελεί σημαντικό νευροδιαβιβαστή της χολινεργικής οδού του πνευμονογαστρικού 7. Άλλοι μελετηθέντες νευροδιαβιβαστές που παίζουν ρόλο στη γαστρική έκκριση περιλαμβάνουν: CGRP 4,8, PACAP (pituitary adenylate cyclase-activating peptide) 9, NO 10 και νορεπινεφρίνη. Τα ECL κύτταρα βρίσκονται στη βάση των οξυντικών αδένων και δεν επικοινωνούν με τον αυλό. Παράγουν ισταμίνη από ιστιδίνη με δράση του ενζύμου δεκαρβοξυλάση της ιστιδίνης. Η γαστρίνη, η CCK και η ακετυλοχολίνη δρουν διεγερτικά στο ECL κύτταρο προς παραγωγή ισταμίνης αυξάνοντας την ενδοκυττάρια συγκέντρωση Ca 2+. To PACAP είναι πιθανόν ότι δρα διεγερτικά στα ECL κύτταρα αυξάνοντας το ενδοκυττάριο camp 9 ενώ σημαντική αναστολή ασκείται στα ECL κύτταρα από τη σωματοστατίνη η οποία προκαλεί ελάττωση της ενδοκυττάριας συγκέντρωσης του camp. Πειραματικές μελέτες δείχνουν ότι η έκκριση ισταμίνης πιθανόν ρυθμίζεται με μηχανισμό αρνητικής επανατροφοδότησης μέσω σύνδεσης με Η 3 υποδοχέα στη βασική μεμβράνη του ECL κυττάρου 6. Η ισταμίνη στην περιοχή του πυλωρού δυνατόν έμμεσα να διεγείρει την έκκριση γαστρίνης επειδή συνδεόμενη με Η 3 υποδοχείς στην επιφά- 20

νεια του D κυττάρου ασκεί ανασταλτική δράση στην έκκριση σωματοστατίνης ενώ η σωματοστατίνη αναστέλλει την αναφερθείσα έκκριση της γαστρίνης και της ισταμίνης 6. Συνοψίζοντας, στη βασική μεμβράνη του τοιχωματικού κυττάρου υφίστανται τρεις τύποι υποδοχέων που συνδεόμενοι διεγείρουν την έκκριση Η + : Μ 3 για ακετυλοχολίνη, Η 2 για ισταμίνη και CCK B. Οι υποδοχείς αυτοί έχουν επτά διαμεμβραννικούς τομείς, τυπικό αναγνωριστικό υποδοχέων ειδικών για πρωτεΐνη G 6. Όταν ο Μ 3 υποδοχέας συνδεθεί με ακετυλοχολίνη, αυξάνεται η ενδοκυττάρια συγκέντρωση του Ca 2+, με μεταφορά από το εξωκυττάριο υ- γρό στο κυτταρόπλασμα ή με ενεργοποίηση του συστήματος της τριφωσφορικής ινοσιτόλης (IP 3 ). Η χαμηλής στερεοχημικής ειδικότητας σύνδεση μιας πρωτεΐνης G με υποδοχέα Μ 3 ενεργοποιεί τη φωσφολιπάση C, η οποία μετατρέπει τη διφωσφορική φωσφατιδυλοϊνοσιτόλη σε διακυλογλυκερόλη και IP 3. Η IP 3 τελικά αυξάνει την κυτταροπλασματική συγκέντρωση Ca 2+ με απελευθέρωση από το ενδοπλασματικό δίκτυο 6,8,11. Ο Η 2 υποδοχέας στη μεμβράνη του τοιχωματικού κυττάρου συνδέεται με μια πρωτεΐνη G με ένα μόριο αδενυλικής κυκλάσης και όταν διεγερθεί μετά τη σύνδεσή του με ισταμίνη, η αδενυλική κυκλάση μετατρέπει το κυτταροπλασματικό ATP σε camp. Η ισταμίνη ενεργοποιεί επίσης το μηχανισμό αύξησης ενδοκυτταρίου Ca 2+ μέσω IP 12,13 3. Ο υποδοχέας CCK B μετά τη σύνδεσή του με γαστρίνη ή χολοκυστοκινίνη επίσης αυξάνει το ενδοκυττάριο Ca 2+ μέσω του συστήματος της IP 3. Η δράση αυτή αναστέλλεται από ανταγωνιστές του υποδοχέα CCK B και από Η 2 ανταγωνιστές. Υποδοχείς CCK B ευρίσκονται και στην επιφάνεια του ECL κυττάρου 3. 21

Αναστολή έκκρισης Η + Η σωματοστατίνη παράγεται από ένα πεπτίδιο προσωματοστατίνης από τα κύτταρα D του στομάχου και του εντέρου. Το πεπτίδιο αυτό διασπάται σε δυο ενεργά πεπτίδια σωματοστατίνης τα S-14 και S-28. Το S- 14 κατ εξοχήν παράγεται στο στόμαχο και ασκεί τοπική παρακρινή δράση ενώ το S-28 εκλύεται μεταγευματικά στην κυκλοφορία κυρίως από τα κύτταρα του εντέρου χωρίς να έχει αποδειχθεί ότι δρα ανασταλτικά στην έκκριση γαστρίνης 3,7. Τα κύτταρα D διεγείρονται από την χολοκυστοκινίνη μετά σύνδεσή της με υποδοχέα CCK Α στην μεμβράνη τους. Τα κύτταρα D διεγείρονται επίσης με την αύξηση της ενδοαυλικής συγκέντρωσης Η +. Τα Η + δρουν πιθανώς διεγείροντας νευρικές απολήξεις με νευροδιαβιβαστή το CGRP, οι οποίες μεταφέρουν διεγερτικές ώσεις στα κύτταρα D 4. Είναι επίσης πιθανόν ότι υφίσταται μηχανισμός αρνητικής επανατροφοδότησης από τα κύτταρα G στα κύτταρα D όταν αυξάνεται η συγκέντρωση γαστρίνης στο εξωκυττάριο υγρό. Η CCK παράγεται από ενδοκρινικά κύτταρα του δωδεκαδάκτυλου ως απάντηση στα αμινοξέα και λιπαρά οξέα της τροφής. Η CCK και η γαστρίνη είναι εξίσου ισχυρές ορμόνες και συνδέονται ισχυρά με τους αντίστοιχους υποδοχείς στα τοιχωματικά κύτταρα. Εντούτοις, η CCK προκαλεί ασθενή έκκριση Η+ επειδή εκτός από τους CCK B συνδέεται και με τους CCK Α υποδοχείς στην επιφάνεια των D κυττάρων 4,14-17. Η σεκρετίνη απελευθερώνεται στην κυκλοφορία από τα κύτταρα S του δωδεκαδακτύλου ως απάντηση στην είσοδο Η + από το στόμαχο στο δωδεκαδάκτυλο. Η σεκρετίνη διεγείρει την παγκρεατική έκκριση HCO 3 με σκοπό τη διατήρηση σχετικά ουδέτερου ph στο δωδεκαδάκτυλο ενώ παράλληλα αναστέλλει την περαιτέρω έκκριση Η +. Η δράση της σεκρετίνης στη γαστρική έκκριση Η + φαίνεται ότι αναστέλλεται από την εξωγενή χορήγηση ινδομεθακίνης, υποδηλώνοντας τον πιθανό ρόλο των προ- 22

σταγλανδινών σε αυτό το μηχανισμό. Άλλα πεπτίδια, όπως GLP (Glucagon-like peptide-1) και GIP (Gastric inhibitory peptide), τα οποία έχουν ανάλογες σειρές αμινοξέων με τη σεκρετίνη επίσης αναστέλλουν την έκκριση Η + όταν χορηγούνται εξωγενώς. Το ίδιο ισχύει και για τα νευροπεπτίδια PACAP και VIP (vasoactive intestinal peptide) 9. Πρόσφατα, και άλλα πεπτίδια του γαστρεντερικού σωλήνα έχουν αποδειχθεί ως ανασταλτικά της γαστρικής έκκρισης Η + αλλά ο ρόλος τους στη φυσιολογική ρύθμιση της γαστρικής έκκρισης παραμένει ασαφής. Αυτά περιλαμβάνουν: τα GLP-2 και YY, που παράγονται από τα ειλεοκολονικά κύτταρα L, τα NPY και CGRP, και την οικογένεια πεπτιδίων epidermal growth factor (EGF) που περιλαμβάνει EGF και transforming growth factor-α (TGF-a) 18. Τα ανάλογα της προσταγλαδίνης Ε, όπως η μισοπροστόλη φαίνεται ότι αναστέλλουν τη γαστρική έκκριση στον ίδιο βαθμό με τους αναστολείς Η 2 υποδοχέων. Τα τοιχωματικά κύτταρα φέρουν υποδοχείς προσταγλαδίνης Ε 2 οι οποίοι όταν διεγερθούν έχουν αντίθετη δράση από αυτή των υποδοχέων Η 2, ελαττώνοντας τη δραστηριότητα της αδενυλικής κυκλάσης, του ενδοκυτταρίου camp και της πρωτεϊνικής κινάσης Α. Ορισμένοι αναστολείς της κυκλοοξυγενάσης και των προσταγλαδινών, όπως η ινδομεθακίνη, όταν χορηγούνται εξωγενώς αυξάνουν, σε μέτριο βαθμό τη βασική γαστρική έκκριση Η +3,19, ο δε ακριβής ρόλος των προσταγλαδινών στη ρύθμιση της φυσιολογίας έκκρισης γαστρικού οξέος εξακολουθεί να παραμένει αδιευκρίνιστος. Αντλία πρωτονίων Η μεταφορά Η + από το τοιχωματικό κύτταρο στο γαστρικό υγρό διεκπεραιώνεται από την αντλία πρωτονίων Η + /Κ + -ATPάση, ένζυμο το οποίο ευρίσκεται στις μικρολάχνες της επιφάνειας του τοιχωματικού κυττάρου όπως και η καρβονική ανυδράση. Οι αντλίες πρωτονίων μεταφέ- 23

ρουν ενεργητικά Η + από το ενδοκυττάριο χώρο στο γαστρικό αυλό, ενάντια σε ηλεκτροχημική ωσμωτική διαφορά συγκέντρωσης Η + της τάξης του 10 6. Η μεταφορά Cl - λαμβάνει χώρα επίσης αντίθετα προς τις υψηλές συγκεντρώσεις Cl - του γαστρικού αυλού από ενεργό «συμμεταφορέα» Cl - και Κ +. Κατά συνέπεια, αυτή η μεταφορά ιόντων απαιτεί ενέργεια την οποία τα τοιχωματικά κύτταρα παράγουν στο πλούσιο σε μιτοχόνδρια κυτταρόπλασμά τους. Σχήμα 3: Σχηματική αναπαράσταση των αντιδράσεων στο τοιχωματικό κύτταρο και της διακίνησης ιόντων προς τον αυλό. (Από: De Beus AM, et al. Biophys J 1993; 65:362-78) Η αντλία πρωτονίων Η + Κ + ΑΤΡάση μεταφέρει Η + σε ανταλλαγή με Κ +. Τα Η + δημιουργούνται στο εσωτερικό του τοιχωματικού κυττάρου από τη συνένωση δυο μορίων Η 2 Ο τα οποία αποδίδουν Η 3 Ο - και ΟΗ -. Τα ΟΗ - αντιδρούν με CO 2 με τη δράση της καρβονυνικής ανυδράσης ΙΙ σχηματίζοντας HCO - 3. Μια αναλογία HCO - 3 μεταφέρεται στο γαστρικό αυλό ενώ τα περισσότερα ανταλλάσσονται στη βασική μεμβράνη του τοιχωματικού κυττάρου με Cl - ώστε το ενδοκυττάριο ph να διατηρείται προς το αλκαλικό ~7,5. Το Η 2 Ο μεταφέρεται πιθανότατα παθητικά στο γαστρικό αυλό ακολουθώντας την ενεργή μεταφορά ιόντων (σχήμα 3). 24

Σχήμα 4. Σχηματική αναπαράσταση της γαστρικής H,K-ATPάσης. Η αντλία αποτελείται από μια α-υποομάδα η οποία διατρέχει την κυτταρική μεμβράνη 10 φορές και από μια β-υποομάδα η οποία διατρέχει μόνο άπαξ την κυτταρική μεμβράνη. Η α-υποομάδα ευθύνεται για όλες τις ενζυμικές δραστηριότητες της αντλίας, είναι το μέρος της αντλίας το οποίο δεσμεύεται από τους αναστολείς ενώ υφίσταται παροδική φωσφορυλίωση κατά την υδρόλυση του ΑΤΡ. Η υποομάδα β υφίσταται γλυκοσυλίωση και περιέχει την επαναλαμβανόμενη ακολουθία τυροσίνης στο καρβοξυτελικό της άκρο η οποία παίζει κριτικό ρόλο στη λειτουργία της αντλίας. (Από: Caplan M. J Clin Gastroenterol 2007; 41(s2):s217-s222.) Η αντλία πρωτονίων Η + Κ + ΑΤΡάση (σχήμα 4) είναι ένα διμερές μόριο που αποτελείται από δυο πολυπεπτιδικές αλυσίδες α και β. Οι α- νταγωνιστές της αντλίας πρωτονίων είναι ασθενείς βάσεις που μετά την απορρόφησή τους βρίσκονται στο δίκτυο καναλιδίων του κυτταροπλάσματος όπου ιονίζονται προς την ενεργή τους μορφή (σουλφοναμίδες). Οι σουλφοναμίδες συνδέονται με τις σουλφυδριλικές ομάδες της κυστεΐνης της α-αλύσου με αποτέλεσμα τα κανάλια μεταφοράς ιόντων Η + και Κ + να καθίστανται ανενεργά 3. Η αντλία πρωτονίων αποτελεί το τελευταίο «επίπεδο» της διαδικασίας γαστρικής έκκρισης. Κατά συνέπεια, η ανα- 25

στολή της γαστρικής έκκρισης που επιτυγχάνεται με ανταγωνιστές της αντλίας (PPIs) είναι ολική και μη σχετιζόμενη με την οδό της γαστρικής διέγερσης, μη σχετιζόμενη με συγκεκριμένη ομάδα ειδικών υποδοχέων 20. Έκκριση λοιπών ηλεκτρολυτών (K +, Na +, Cl - ) Εκτός από το Η +, το γαστρικό υγρό περιέχει άλλα δυο κύρια κατιόντα: K + και Na +. Το K + στο γαστρικό υγρό δυνατόν να υφίσταται σε τετραπλάσιες συγκεντρώσεις σε σχέση με τη συγκέντρωση K + στο πλάσμα. Ενώ μια μικρή ποσότητα προέρχεται από άλλες πηγές, η κύρια ποσότητα K + προέρχεται από τα τοιχωματικά κύτταρα με την ενεργή μεταφορά της Η + Κ + ΑΤΡάσης. Η συγκέντρωση Na + στο γαστρικό χυμό γενικά είναι αντιστρόφως ανάλογη της αντίστοιχης των Η +. Επειδή το Na + δεν εκκρίνεται από τα τοιχωματικά κύτταρα αποτελεί αξιόπιστο δείκτη της λοιπής γαστρικής λειτουργίας. Όταν η έκκριση γαστρικού οξέος διεγείρεται, οι συγκεντρώσεις Η +, K + και Cl - αυξάνονται ενώ η συγκέντρωση Na + μειώνεται. Το Cl - στο γαστρικό χυμό προέρχεται από τοιχωματικά και μη τοιχωματικά κύτταρα, και κατά τη διέγερση έκκρισης Η +, οι συγκεντρώσεις Cl - συχνά υπερβαίνουν τις αντίστοιχες του πλάσματος υποδηλώνοντας την ενεργό έκκριση Cl - από τα τοιχωματικά κύτταρα. Πεψινογόνα και άλλες γαστρικές πρωτεάσες Τα πεψινογόνα, γνωστά και ως ζυμογόνα, είναι πολυπεπτιδικά προένζυμα τα οποία ανήκουν σε οικογένεια πολυπεπτιδίων, τις γαστρικές ασπαρτικές πρωτεάσες. Τα πεψινογόνα μετατρέπονται με τη δράση του γαστρικού οξέος στο γαστρικό χυμό σε πεψίνες, οι οποίες περιέχουν δυο ενεργές ασπαρτικές ρίζες. Μετά την εκκίνηση της μετατροπής, η αντίδραση αυτοκαταλύεται μετατρέποντας αυτόματα τα πεψινογόνα σε πεψίνες. Με την εφαρμογή της μεθόδου της ηλεκτροφόρησης απομονώνονται από το γαστρικό βλεννογόνο αρκετά πρωτεολυτικά ένζυμα. Το πεψινο- 26

γόνο το οποίο παράγεται μόνο από τα θεμέλια και τα βλεννογόνια κύτταρα του οξυντικού επιθηλίου είναι γνωστό ως πεψινογόνο Ι (PGI, pepsinogen I) και έχει πέντε ισοένζυμα. Εκτός από αυτά, απομονώνονται τα PGIΙ (2 ισοένζυμα) τα οποία εκκρίνονται από τους καρδιακούς, οξυντικούς, πυλωρικούς και δωδεκαδακτυλικούς (Brunner) αδένες. Τα PGIΙ αποτελούν το 20% περίπου των γαστρικών πεψινογόνων. Οι πεψίνες Ι και ΙΙ έχουν βέλτιστο ph δράσης μεταξύ 1,8 και 3,5. Οι πεψίνες απενεργοποιούνται αναστρέψιμα σε ph > 5 ενώ μετουσιώνονται μη αναστρέψιμα σε ph 7-8. Οι πεψίνες διασπούν τους πεπτιδικούς δεσμούς, κατά προτίμηση μεταξύ αμινοξέων φαινυλαλανίνης και τυροσίνης, ελευθερώνοντας έτσι τα πιο ισχυρά αμινοξέα που διεγείρουν την έκκριση γαστρίνης. Επιπλέον, το γαστρικό οξύ καταλύει την ενεργοποίηση του πεψινογόνου προς πεψίνη και μετουσιώνει τις πρωτεΐνες των τροφών διευκολύνοντας την πέψη. Μελέτες in vitro με θεμέλια κύτταρα ή οξυντικούς αδένες ταυτοποίησαν παράγοντες που ρυθμίζουν την έκκριση των πεψινογόνων. Ανάλογα του camp και ουσίες που αυξάνουν τη συγκέντρωση του ενδοκυτταρίου camp στα θεμέλια κύτταρα (σεκρετίνη, VIP, φορσκολίνη, προσταγλανδίνη Ε 2 και ισοπροτερενόλη) αυξάνουν τη σύνθεση των πεψινογόνων. Επίσης, την έκκριση των πεψινογόνων διεγείρουν παράγοντες οι οποίοι αυξάνουν το ενδοκυττάριο Ca ++ (ανάλογα ακετυλοχολίνης, CCK, cgrp, λευκοτριένη Β 4 ). Οι παράγοντες που διαμεσολαβούνται από Ca ++ διεγείρουν επίσης την έκκριση της συνθετάσης του ΝΟ επάγοντας την παραγωγή του ΝΟ και της κυκλικής μονοφωσφορικής γουανοσίνης (cgmp) 18. Η ισχυρότερη διέγερση για παραγωγή πεψίνης in vitro από τα θεμέλια κύτταρα γίνεται με τη σύνδεση της ακετυλοχολίνης με μουσκαρινικό υποσδοχέα (πιθανά Μ 3 ), της CCK (υποδοχέας CCK A ) και της ισταμίνης (υποδοχέας Η 2 ) στην κυτταρική μεμβράνη των θεμελίων κυττάρων. 27

Οι αυξητικοί παράγοντες EGF και TGF-α επίσης διεγείρουν in vitro την έκκριση πεψινογόνων μέσω τυροσινικής κινάσης. In vivo, η έκκριση των πεψινογόνων διεγείρεται από ανάλογα ακετυλοχολίνης, ισταμίνη, γαστρίνη, και σεκρετίνη, ενώ αναστέλλεται από τη σωματοστατίνη. Η γαστρίνη είναι ισχυρός διεγέρτης έκκρισης των πεψινογόνων in vivo, πιθανόν μέσω σύνδεσης με υποδοχέα CCK Β στα ECL κύτταρα, τα οποία ακολούθως εκκρίνουν ισταμίνη 3. Γαστρική λιπάση Εκτός από τα αναφερθέντα πρωτεολυτικά ένζυμα, στο γαστρικό χυμό εκκρίνεται η γαστρική λιπάση, η οποία προκαλεί έναρξη της πέψης των τριγλυκεριδίων της τροφής. Η λιπάση είναι πολυπεπτίδιο που αποτελείται από 379 αμινοξέα. Στο αμινοξύ 308 βρίσκεται η Ν- γλυκοσυλιωμένη ασπαραγίνη, η οποία προστατεύει την ανθρώπινη γαστρική λιπάση από την πρωτεολυτική δράση των πεψινογόνων του γαστρικού χυμού. Η γαστρική λιπάση παρουσιάζει διαφορετικές ιδιότητες από την παγκρεατική λιπάση. Έχει βέλτιστο ph δράσης 4,5-5,5 και αντίθετα προς την παγκρεατική λιπάση δεν αναστέλλεται η δράση της από τα μικύλια του χολικού οξέος και δεν απαιτείται για τη δράση της η παρουσία συλιπάσης. Η αναλογία έκκρισης γαστρικής λιπάσης σε σχέση με την παγκρεατική λιπάση που εκκρίνεται μετά το γεύμα είναι μικρή. Ε- ντούτοις, η δράση της είναι ίδια ή και μεγαλύτερη από την αντίστοιχη της παγκρεατικής επειδή επί απουσίας του παγκρεατικού ενζύμου δυνατόν να επάγει μεγάλο μέρος της λιπόλυσης 21. Η παρουσία λίπους στο λεπτό έντερο αναστέλλει την έκκριση της γαστρικής λιπάσης με ορμονικό μεσολαβητή το GLP-1 3,22. 28

Ενδογενής παράγοντας (ΙF) Αποτελεί μια γλυκοπρωτεΐνη 50kd η οποία κυρίως εκκρίνεται από τα τοιχωματικά κύτταρα, και σε μικρότερο βαθμό από θεμέλια και ενδοκρινή κύτταρα. Όλοι οι παράγοντες που δρουν ανασταλτικά ή διεγερτικά στη γαστρική έκκριση, επηρεάζουν με τον ίδιο τρόπο την έκκριση του παράγοντα αν και η διέγερση της έκκρισής του διαρκεί λιγότερο από την έκκριση οξέος. Ο IF δεσμεύει την κοβαλαμίνη (Β 12 ) ώστε να διευκολύνει την α- πορρόφησή της και έχει δομικές ομοιότητες με την τρανσκοβαλαμίνη (TCB-II). Η κοβαλαμίνη απελευθερώνεται από τις τροφές στο γαστρικό χυμό με τη δράση της πεψίνης. Εντός του γαστρικού υγρού ανευρίσκονται 2 είδη πρωτεϊνών ικανών να δεσμεύσουν την κοβαλαμίνη: ο IF και οι παράγοντες R-δεσμευτές. Οι τελευταίοι παράγοντες έχουν μεγαλύτερη δεσμευτική ικανότητα από την αντίστοιχη του IF, το δε μεγαλύτερο μέρος της κοβαλαμίνης δεσμεύεται από τους R-δεσμευτές. Τα συμπλέγματα αυτά εντός του δωδεκαδακτύλου διασπώνται με τη δράση της παγκρεατικής θρυψίνης, απελευθερώνεται η κοβαλαμίνη και συνδέεται με τον IF. Το τελευταίο σύμπλεγμα είναι ανθεκτικό στην πρωτεολυτική δράση των παγκρεατικών ενζύμων και τελικά μεταφέρεται στον τελικό ειλεό όπου δεσμεύεται στον αντίστοιχο υποδοχέα με τελικό αποτέλεσμα την εντερική απορρόφηση της κοβαλαμίνης 3. 29

«ΑΜΥΝΑ» ΤΟΥ ΓΑΣΤΡΙΚΟΥ ΒΛΕΝΝΟΓΟΝΟΥ Στο παρελθόν τα έλκη και οι διαβρώσεις του γαστρικού βλεννογόνου αποκλειστικά αποδίδονταν παθογενετικά σε υπέρμετρη παραγωγή γαστρικού οξέος, όλες δε οι θεραπευτικές στρατηγικές (βαγοτομή, χορήγηση αντιχολινεργικών, ανταγωνιστών Η 2 υποδοχέων, αντιόξινων και πιο πρόσφατα PPIs) στόχευαν στην καταστολή της έκκρισης «επιθετικού» γαστρικού οξέος. Η ανακάλυψη των προσταγλαδινών που δρουν προστατευτικά στη διατήρηση της ακεραιότητας του γαστρικού βλεννογόνου, και η παρατήρηση της παρουσίας ελκών σε ασθενείς με φυσιολογική έκκριση γαστρικού οξέος, οδήγησαν στο συμπέρασμα ότι μόνη η υπερέκκριση γαστρικού οξέος δεν είναι ήταν αρκετή στην παθογένεσή τους. Στη συνέχεια, η ανακάλυψη του HP και της σημασίας του στην παθογένεια του πεπτικού έλκους οδήγησαν στη θεώρηση ότι η διάσπαση της συνέχειας του γαστρικού επιθηλίου οφείλεται περισσότερο στην διαταραχή της ισορροπίας «αμυντικών» και «επιθετικών» παραγόντων. Ο όρος «γαστρική άμυνα» αναφέρεται στο σύνολο των μηχανισμών που επιτρέπουν στο βλεννογόνο να εκτίθεται συχνά σε ουσίες με διαφορετικό ph, οσμωτικότητα, θερμοκρασία, και σε βακτήρια, διατηρώντας την ακεραιότητά του. Η φλεγμονώδης απόκριση αποτελεί σημαντική διαδικασία της γαστρικής άμυνας. Ο βλεννογόνος δεν είναι απρόσβλητος στις ουσίες αυτές με τις οποίες έρχεται σε επαφή (π.χ. τροφές). Αντίθετα, επιφανειακές βλάβες συμβαίνουν συχνότατα αλλά υπάρχει η δυνατότητα ταχείας αποκατάστασης (restitution), η οποία περιορίζει τις βλάβες στο γαστρικό επιθήλιο αναστέλλοντας την είσοδο των «βλαπτικών» ουσιών στην κυκλοφορία. Διαταραχή της φλεγμονώδους απόκρισης οδηγεί στην δημιουργία γαστρικών βλαβών και διαταραχή της διαδικασίας αποκατάστασης 23. 30

Τα στοιχεία τα οποία απαρτίζουν την άμυνα του γαστρικού βλεννογόνου είναι: α) Παράγοντες οι οποίοι εκκρίνονται από τον βλεννογόνο ενδοαυλικά όπως οξύ, διττανθρακικά, βλέννη, ανοσοσφαιρίνες, άλλες ουσίες με αντιβακτηριδιακές ιδιότητες (λακτοφερρίνη, ντεφενσίνες), και επιφανειοδραστικά φωσφολιπίδια. β) Το γαστρικό επιθήλιο το οποίο είναι ιδιαίτερα ανθεκτικό στην βλάβη που προκαλείται από οξέα και δεν επιτρέπει την παθητική διάχυση. Η επιθηλιακή βλάβη αποκαθίσταται τάχιστα με μετανάστευση υγιών επιθηλιακών κυττάρων από τα γαστρικά βοθρία της περιοχής που έχει υποστεί βλάβη 24 γ) Η βλεννογόνιος μικροκυκλοφορία η οποία ρυθμίζεται από τις απαγωγές νευρικές απολήξεις του βλεννογόνου και του υποβλεννογόνιου. Η είσοδος οξέων ή τοξινών στο βλεννογόνο έχει αποτέλεσμα την αύξηση της βλεννογόνιας μικροκυκλοφορίας που είναι κριτικής σημασίας στην αποκατάσταση της βλάβης. δ) Το βλεννογόνιο ανοσιακό σύστημα, το οποίο αποτελείται από κύτταρα όπως μαστοκύτταρα και μακροφάγα τα οποία διεγείρονται από την είσοδο ξένων παραγόντων στο γαστρικό βλεννογόνο και συντονίζουν την κατάλληλη τοπική φλεγμονώδη απάντηση για την εξουδετέρωσή τους. ε) Η ικανότητα του βλεννογόνου να αποκαθίσταται. Όταν η βλάβη του βλεννογόνου επεκτείνεται σε βαθύτερες στιβάδες, ο βλεννογόνος αποκαθιστά τις δομές των γαστρικών αδένων, του νευρικού πλέγματος και της μικροκυκλοφορίας. Υπάρχουν πολλές ενδείξεις ότι διάφοροι χυμικοί και αυξητικοί παράγοντες παίζουν σημαντικό ρόλο στο συντονισμό της φλεγμονώδους διαδικασίας και της φάσης αποκατάστασης. Αυτοί οι παράγοντες εκλύονται από το επιθήλιο αλλά και από κύτταρα του χορίου(μαστοκύτταρα, λεμφοκύτταρα, νευρώνες και ινοβλάστες) (σχήμα 5). 31

Γαστρικό υγρό Οξύ Πρωταρχικός ρόλος της γαστρικής έκκρισης οξέος είναι η εξουδετέρωση των βακτηριδίων της τροφής. Με εξαίρεση το Hp, το όξινο γαστρικό περιεχόμενο είναι πολύ αποτελεσματικό στην παρεμπόδιση της εγκατάστασης αποικιών βακτηριδίων στο γαστρικό αυλό. Έχει βρεθεί ότι υφίσταται αντίστροφα ανάλογη σχέση μεταξύ του βακτηριδιακού φορτίου του στομάχου και της γαστρικής οξύτητας 25, καταστάσεις δε υποχλωρυδρίας και αχλωρυδρίας προδιαθέτουν για ανάπτυξη σημαντικών παρασιτικών και βακτηριδιακών λοιμώξεων. Επιπρόσθετος σημαντικός ρόλος του γαστρικού οξέος είναι η αναστολή της παρουσίασης μεγάλης ποσότητας αντιγόνων στο λεπτό έντερο. Η έκκριση οξέος φαίνεται να διεγείρεται όταν υλικό πλούσιο σε αντιγονικό φορτίο βρεθεί στο γαστρικό αυλό ενώ παράλληλα αναστέλλεται η προώθηση του γαστρικού περιεχομένου στο δωδεκαδάκτυλο παρατείνοντας έτσι την έκθεση και αναστολή του αντιγονικού υλικού σε όξινο ph 26. Σχήμα 5. α) Οι μηχανισμοί της γαστρικής άμυνας (έκκριση βλέννης και διττανθρακικών, μεταφορά ιόντων, απαγωγές νευρικές ίνες και υποβλεννογόνιος αιματική ροή) β) Η ακολουθία της καπσακαΐνης. Η βλεννογονική απάντηση στο οξύ του αυλού μεσολαβείται από την ακολουθία που περιλαμβάνει χημειο- 32

ευαίσθητους στο οξύ υποδοχείς, απαγωγές νευρικές ίνες και μηχανισμούς με μεσολαβητές το ΝΟ και το cgrp. Η σύνθεση προσταγλανδινών εμπλέκεται στην παραγωγή της γαστρικής βλέννης. Με πλάγια στοιχεία είναι οι παράγοντες που δρουν ανασταλτικά. (Από: Wallace JL and Granger N. Faseb J 1996;10:731-740) Βλέννη και διττανθρακικά Η βλέννη και τα διττανθρακικά καλύπτουν όλο το γαστρικό βλεννογόνο εν είδει στιβάδας πάχους 0,2-0,6 mm. Η στιβάδα αυτή αποτελείται κατά 95% από ύδωρ και 5% από γλυκοπρωτεΐνη πλούσια σε θρεονίνη και σερίνη. Τα επιφανειακά βλεννοπαραγωγά κύτταρα παράγουν σουλφυλιωμένα όξινα είδη βλέννης που χρώνυται με Alcian Blue αλλά και ουδέτερη βλέννη που χρώνυται με περιοδική acid-sciff χρώση. Τα βλεννοπαραγωγά κύτταρα στον αυχένα των γαστρικών αδένων παράγουν κατεξοχήν ουδέτερη βλέννη. Το μόριο της γλυκοπρωτεΐνης είναι ένα τετραμερές μοριακού βάρους περίπου 2000 kd. Κάθε μια από τις τέσσερις υ- ποομάδες περιέχει πλάγιες αλύσους υδατανθράκων (Ν-ακέτυλογλυκοσαμίνη, Ν-ακέτυλο-γαλακτοσαμίνη, γαλακτόζη, φουκόζη και σιαλικά όξέα). Με την πρόοδο της ηλικίας η περιεκτικότητα της γαστρικής βλέννης σε σιαλικά οξέα ελαττώνεται. Οι τέσσερις αυτές υποομάδες συνδέονται με δισουλφιδικούς δεσμούς με τον πρωτεϊνικό πυρήνα. Εάν οι δισουλφιδικοί δεσμοί διασπαστούν με τη δράση της πεψίνης ή της Ν- ακετυλοκυστεΐνης, το μόριο της γλυκοπρωτεΐνης διαλύεται στις 4 υποομάδες και αποπολυμερίζεται χάνοντας την ιξώδη σύσταση. Κατά συνέπεια, η γαστρική βλέννη αποτελείται από 2 στιβάδες: μια λεπτή, παχύρευστη, προσκολλημένη στο γαστρικό βλεννογόνο και μια λεπτόρευστη που αναμιγνύεται με το γαστρικό περιεχόμενο. Υπό κανονικές συνθήκες η παχύρρευστη βλέννη διαρκώς εκκρίνεται από τα κύτταρα του μονόστιβου κυλινδρικού επιθηλίου και διαρκώς αποδομείται σε λεπτόρρευστη με τη δράση της πεψίνης. 33

Συνοψίζοντας, η στιβάδα αυτή σχηματίζει έναν «φραγμό» επαλείφοντας το βλεννογόνο. Το γαστρικό οξύ διαχέεται στη στιβάδα της βλέννης από τον αυλό προς το επιθήλιο και όταν πλησιάσει την επιφάνεια του επιθηλίου έχει ουδέτερο ph. Σχετικές πρώιμες μελέτες δείχνουν ότι το ph διαβαθμίζεται κατά μήκος της στιβάδας βλέννης και διττανθρακικών και ενώ είναι περίπου 2 στο γαστρικό αυλό, παραμένει σχεδόν ουδέτερο στην επιφάνεια του επιθηλίου 27-29. Εντούτοις, νεότερες μελέτες αμφισβητούν ορθότητα της υπόθεσης ότι η διαβάθμιση του ph κατά μήκος της στιβάδας της βλέννης αποτελεί τον κύριο προστατευτικό μηχανισμό του γαστρικού επιθηλίου επειδή αφενός δεν δύναται απόλυτα να τεκμηριωθεί ότι η στιβάδα βλέννης-διττανθρακικών καλύπτει πλήρως το βλεννογόνο, αφετέρου, όταν το ph μειωθεί < 2 (που συμβαίνει συχνά υπό φυσιολογικές συνθήκες) η διαβάθμιση κατά μήκος της στιβάδας βλέννηςδιττανθρακικών παύει να υφίσταται 29. Όμως, το επιθήλιο παραμένει ανθεκτικό στο γαστρικό υγρό (οξύ και πεψίνη) 30. Επιπλέον, η μεγαλύτερη συγκέντρωση υδροχλωρικού οξέος και πεψίνης παρατηρείται στους γαστρικούς αδένες, στην περιοχή των τοιχωματικών κυττάρων. Στην περιοχή αυτή δεν υπάρχουν βλεννοπαραγωγά κύτταρα, υποδηλώνοντας την ύπαρξη επιπρόσθετων προστατευτικών μηχανισμών 30-32. Πειραματικές μελέτες δείχνουν ότι καθώς διεγείρεται η γαστρική έκκριση αυξάνει η υδροστατική πίεση μέσα στον αυλό των ιδίως γαστρικών αδένων αποτελώντας την κινητήρια δύναμη που προωθεί το οξύ και την πεψίνη διαμέσου «καναλιών» της στιβάδας βλέννης. Επιπλέον υπάρχει δίκτυο λείων μυϊκών ινών πέριξ του γαστρικού αδένα το οποίο συσπώμενο πιθανόν συμμετέχει στην αύξηση της υδροστατικής πίεσης στον αυλό του γαστρικού αδένα 33. Με βάση τα πειραματικά αυτά δεδομένα, διατυπώθηκε η υπόθεση ότι όταν το υδροχλωρικό οξύ έρθει σε επαφή με τη βλέννη δημιουργούνται «πόροι» διαμέσου των οποίων, με τη βοήθεια 34