eISSN: 1897-4317
ISSN: 1895-5770
Gastroenterology Review/Przegląd Gastroenterologiczny
Bieżący numer Archiwum Artykuły zaakceptowane O czasopiśmie Bazy indeksacyjne Prenumerata Kontakt Zasady publikacji prac
NOWOŚĆ
Portal dla gastroenterologów!
www.egastroenterologia.pl
SCImago Journal & Country Rank
3/2008
vol. 3
 
Poleć ten artykuł:
Udostępnij:
więcej
 
 

Ocena stężenia TNF-α w surowicy dzieci z nieswoistymi zapaleniami jelit

Urszula Grzybowska-Chlebowczyk
,
Jacek Pająk
,
Halina Woś
,
Bożena Gabryel
,
Sabina Więcek
,
Maciej Kajor

Przegląd Gastroenterologiczny 2008; 3 (3): 149–153
Data publikacji online: 2008/06/09
Plik artykułu:
Pobierz cytowanie
ENW
EndNote
BIB
JabRef, Mendeley
RIS
Papers, Reference Manager, RefWorks, Zotero
AMA
APA
Chicago
Harvard
MLA
Vancouver
 
 

Wstęp
Cytokinami nazywa się hormonopodobne peptydy i niskocząsteczkowe białka wpływające na funkcje komórek i warunkujące ich wzajemne oddziaływanie. Są one wytwarzane głównie przez komórki układu odpornościowego – aktywowane limfocyty i makrofagi. Czynnik martwicy nowotworów a (TNF-α) jest cytokiną o właściwościach immunomodulujących i przeciwnowotworowych. Syntezę i wydzielanie TNF-α, stymulują głównie toksyny bakteryjne w wyniku aktywacji receptorów CD14 i CD11/18 [1, 2]. Głównym czynnikiem indukującym syntezę i uwalnianie TNF-α w makrofagach są lipopolisacharydy błon komórkowych bakterii Gram-ujemnych. Limfocyty T i B po stymulacji wykazują również wzmożoną syntezę i uwalnianie TNF-α. W przebiegu reakcji typu późnego TNF-α jest uwalniany z ziarnistości mastocytów. W komórkach Panetha w jelicie cienkim stwierdzono obecność mRNA dla TNF-α [3–5]. Cytokina ta działa plejotropowo i jest określana jako centralny regulator wielu reakcji biologicznych. Działa prozapalnie i immunoregulatorowo, powoduje wzrost przepuszczalności małych naczyń. Przez pobudzenie komórek T, eozynofili oraz indukcję endotelialnych cząstek adhezyjnych inicjuje ruch krążących komórek zapalnych do tkanek. Czynnik TNF-α bierze udział w patogenezie ostrych stanów zapalnych spowodowanych przez bakterie, tj. wstrząsu endotoksycznego, posocznicy oraz przewlekłych stanów zapalnych, takich jak nieswoiste zapalenia jelit. Odgrywa dużą rolę w powstawaniu wielu objawów klinicznych charakterystycznych dla choroby Leśniowskiego-Crohna oraz wrzodziejącego zapalenia jelita grubego [6–8]. Jelito jest ważnym organem immunologicznym zawierającym sieć komórkową wydzielającą peptydy, białka i inne czynniki obronne. Czynniki genetyczne mogą mieć udział zarówno w zwiększonej penetracji bakterii i ich produktów, jak i zaburzonej śluzówkowej odpowiedzi immunologicznej na te produkty bakteryjne [9, 10].
Cel pracy
Celem pracy była ocena stężenia TNF-α w surowicy dzieci z nieswoistymi zapaleniami jelit oraz próba wykazania związku jego stężenia z wybranymi objawami klinicznymi i mutacją genu NOD2/CARD15.
Materiał i metody
Badaniami objęto 78 dzieci w wieku 4–18 lat (średnia 14 lat), 38 z chorobą Leśniowskiego-Crohna, 40 z wrzodziejącym zapaleniem jelita grubego. Rozpoznanie choroby ustalono na podstawie kryteriów Porto (badanie podmiotowe, przedmiotowe, badania laboratoryjne, immunologiczne, radiologiczne, endoskopowe górnego i dolnego odcinka przewodu pokarmowego, histopatologiczne). Grupę kontrolną stanowiło 23 dzieci w podobnym przedziale wiekowym z zaburzeniami czynnościowymi przewodu pokarmowego. Charakterystykę kliniczną badanych dzieci przedstawiono w tab. I. Zawartość TNF-α w surowicy oznaczano metodą immunoenzymatyczną (ELISA), wykorzystując zestawy do określania cytokin firmy Bender MedSystems (Austria). Ekstynkcję odczytywano w czytniku do mikropłytek Multiscan RC (Labsystems, Finlandia). Z uzyskanych wartości ekstynkcji obliczono stężenia cytokin w stosunku do krzywej wzorcowej wykonywanej oddzielnie dla każdej serii oznaczeń. Najniższe stężenie oznaczalne w zestawach dla TNF-α wynosiło 3,83 pg/ml. Oznaczenia TNF-α wykonano w Zakładzie Farmakologii Klinicznej Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach. Badanie zostało zatwierdzone przez Komisję Bioetyczną Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach.
Metody analizy statystycznej
Ponieważ rozkład większości zmiennych różnił się istotnie od rozkładu normalnego (test Kołmogorowa-Smirnowa, p<0,05), do ich opisu stosowano medianę (zakres), a do weryfikacji hipotez – testy nieparametryczne. Różnice między podgrupami w odniesieniu do zmiennych numerycznych weryfikowano z użyciem testu U Manna-Whitneya. W przypadku występowania więcej niż dwóch podgrup w pierwszym etapie stosowano test Kruskala-Wallisa. Jeżeli wartość p w tym teście wynosiła <0,05, w dalszej części podgrupy porównywano parami z zastosowaniem testu U Manna-Whitneya. Zależności między dwoma zmiennymi numerycznymi weryfikowano z zastosowaniem testu korelacji rang Spearmana.
Wyniki
Stężenie TNF-α w grupie dzieci z chorobą Leśniowskiego-Crohna było znamiennie statystycznie wyższe w porównaniu ze stężeniami u dzieci z wrzodziejącym zapaleniem jelita grubego i w grupie kontrolnej (tab. II). W analizie statystycznej badano związek TNF-α z aktywnością choroby i stanem odżywienia badanych dzieci. Nie stwierdzono znamiennie statystycznych różnic TNF-α w zależności od stanu odżywienia i przebiegu choroby w badanych grupach dzieci (tab. III). Nie potwierdzono związku między obecnością poszczególnych mutacji genu NOD2/CARD15 ze stężeniem TNF-α w badanych grupach. Również w analizie stężenia TNF-α u wszystkich dzieci z co najmniej jedną mutacją genu NOD2/CARD15 (R702W, G908R i L1007fs) nie wykazano znamiennych statystycznie różnic (tab. IV).
Omówienie
Czynnik TNF-α jest wydzielany w błonie śluzowej przewodu pokarmowego i stanowi ważny mediator zapalenia w nieswoistych zapaleniach jelit. Badania dotyczące jego stężeń w przebiegu nieswoistych zapaleń jelit zarówno w surowicy chorych, jak i w zmienionej zapalnie błonie śluzowej jelit są niejednoznaczne. W badaniach własnych wykazano znamiennie statystycznie wyższe stężenia TNF-α w surowicy dzieci z chorobą Leśniowskiego-Crohna w porównaniu z pozostałymi grupami badanych. Podobne wyniki przedstawił Murch. Również w jego badaniach stężenie TNF-α było podwyższone, przede wszystkim w okresach zaostrzenia choroby, w porównaniu z okresami remisji. MacDonald stwierdził wysokie stężenie TNF-α w błonie śluzowej jelit związane z nasileniem zmian zapalnych, które jednak nie korelowało ze stężeniem w surowicy. Również Olson wykazał wysoką ekspresję TNF-α w bioptatach błony śluzowej jelit u dzieci z nieswoistymi zapaleniami jelit [11, 12]. W przebiegu nieswoistych zapaleń jelit cytokina ta może być odpowiedzialna za wiele objawów klinicznych: • gorączkę – jest endogennym pirogenem wywołującym wzrost temperatury, bezpośrednio wpływając na neurony podwzgórza i pośrednio przez indukuję wydzielania interleukiny 1 (IL-1), • zapalenie stawów – wywołuje apoptozę chondrocytów chrząstki wzrostowej i hamuje ich proliferację, • wyniszczenie – wywiera potencjalnie kataboliczny efekt na komórki tłuszczowe (hamuje aktywację lipazy lipoproteiny) i mięśniowe, skutkując lipolizą i glikogenolizą, znacznie wpływa na metabolizm kolagenu, a także jest odpowiedzialna za brak łaknienia (efekt anorektyczny) i wpływa na wzrost katabolizmu białkowego, • niedobór wzrostu – obniża insulinowy czynnik wzrostu 1 (ang. insulin like growth factor 1 – IGF-1) przez redukcję ekspresji receptorów hormonu wzrostu GH w hepatocytach; razem z IL-1 może wywołać stan oporności IGF-1 systemowo lub na poziomie chrząstki wzrostowej [13, 14]. U badanych przez autorów niniejszej pracy dzieci nie występowała zależność stężenia TNF-α w surowicy z aktywnością choroby. Ze względu na rolę, jaką odgrywa TNF-α w procesach zapalnych i jego udział w etiopatogenezie niedożywienia u dzieci z nieswoistymi zapaleniami jelit, autorzy przeprowadzili analizę związku stężenia TNF-α ze stanem odżywienia, która jednak nie dała wyniku pozytywnego. Podobne wyniki uzyskał Hyams. Nie zaobserwował korelacji stężenia TNF-α ze stanem odżywienia oraz z aktywnością choroby u dzieci z chorobą Leśniowskiego-Crohna [15–17]. W patogenezie tej choroby mutacje genu NOD2/CARD15 ściśle wiążą się z wydzielaniem cytokin prozapalnych, głównie TNF-α. Gen NOD2/CARD15 jest składową wrodzonego układu immunologicznego, regulującego odpowiedź na patogeny bakteryjne. Ponadto koduje wewnątrzkomórkowe czynniki ważne w odpowiedzi zapalnej na peptydoglikany bakteryjne. Produkt genu NOD2/CARD15 aktywuje transkrypcję czynnika jądrowego NFkb po stymulacji przez lipopolisacharydy ściany komórkowej bakterii. W komórkach niepobudzonych kompleks NFkb łączy się z inhibitorem. Aktywne bodźce przez lipopolisacharydy i TNF-α indukują fosforylację, prowadząc do proteolitycznego rozkładu inhibitora NFkb. Uwolniony kompleks ulega przemieszczeniu do jądra komórkowego, gdzie inicjuje transkrypcję genów prozapalnych. Mutacja genu NOD2/CARD15, której skutkiem jest obniżenie aktywacji NFkb w monocytach, makrofagach lub komórkach dendrytycznych (po ekspozycji na produkty bakteryjne) może powodować napływ różnych cytokin prozapalnych i innych czynników zaburzających homeostazę mikrośrodowiska jelitowego [18–20]. Regulacja odpowiedzi immunologicznej na antygeny jelitowe pozwala zrozumieć patogenezę choroby Leśniowskiego-Crohna. Głównym mechanizmem patogenetycznym w tym przypadku jest odpowiedź immunologiczna komórek Th1 uwalniających duże liczby interferonów IFN-g i TNF-α. Stężenie cytokin, które powodują różnicowanie komórek Th do Th1, głównie IL-12 i IL-18, jest znacznie podwyższone w błonie śluzowej osób z chorobą Leśniowskiego-Crohna. Komórki T w prawidłowej blaszce właściwej błony śluzowej jelita pochodzą z kępek Peyera i ulegają apoptozie. W chorobie Leśniowskiego-Crohna są one odporne na apoptozę, akumulują się i są przyczyną zapalenia oraz uszkodzenia tkanek. Błona śluzowa jelita pacjentów z chorobą Leśniowskiego-Crohna zawiera małą liczbę cytokin zapobiegających apoptozie IL-2, IL-6, IL-12, IL-15, IL-18 [21–23]. W badaniu autorzy nie stwierdzili różnic w zakresie stężenia TNF-α w zależności od obecności poszczególnych mutacji genu NOD2/CARD15. Halme i wsp. wykazali natomiast związek mutacji L1007fs z małym wydzielaniem cząstek TNF w monocytach krwi obwodowej pacjentów z chorobą Leśniowskiego-Crohna [24]. Wydaje się, że konieczne są dalsze badania związku mutacji genu NOD2/CARD15 z wydzialaniem TNF-α u chorych z nieswoistymi zapaleniami jelit.
Wnioski
Wykazano wyższe stężenie TNF-α u dzieci z chorobą Leśniowskiego-Crohna. Nie stwierdzono jednak związku z występowaniem objawów klinicznych oraz mutacją genu NOD2/CARD15 u badanych dzieci. Praca została sfinansowana z projektu badawczego Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego nr 0881/PO5/2005/29.
Piśmiennictwo
1. Jędrzejczak WW. Komórki, cytokiny, receptory i choroby. W: Cytokiny. Zastosowanie kliniczne. Jędrzejczak WW, Podolak-Dawidziak M (red). Volumed, Wrocław 1997; 33-51. 2. Robak T. Biologia i farmakologia cytokin. Wydawnictwo Naukowe PWN, Waszawa-Łódź 1995. 3. Hale KK, Smith CG, Baker SL i wsp. Mutlifunctional regulation of the biological effects of TNF-αlpha by the soluble type and type II TNF receptors. Cytokine 1995; 7: 26-38. 4. Bischoff SC, Lorentz A, Schwengberg S i wsp. Mast cells an important cellular source of tumour necrosis factor alpha in human intestinal tissue. Gut 1999; 44: 643-52. 5. Wershil BK. Immune mediators and cytokines in gastrointrestinal inflammation. Curr Opin Gastroenterol 1992; 8: 975-82. 6. Rabinovici R, Renz J, Esser KM i wsp. Serum tumor necrosis factor-alpha profile in trauma patients. J Trauma 1993; 35: 698-702. 7. Gogos CA, Drosou E, Bassaris HP, Skoutelis A. Pro-versus anti-inflammatory cytokine profile in patients with severe sepsis a marker for prognosis and future therapeutic options. J Infect Dis 2000; 181: 176-80. 8. MacLindon ME, Mahida. Pro-inflammatory cytokines in inflammatory bowel disease. Aliment Pharmacol Ther 1996; 10: 72-4. 9. Yuan Q, Walker WA. Innate immunity of the gut: mucosal defense in health and disease. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2004; 38: 463-73. 10. Shanahan F. Crohn`s disease. Lancet 2002; 359: 62-9. 11. Olson AD, Ayass M, Chensue S. Tumor necrosis factor and IL-1beta expression in pediatric patients with inflammatory bowel disease. J Pediatr Gastroenterol Nutr 1993; 16: 241-6. 12. MacDonald TT, Hutchings P, Choy MY i wsp. Tumor necrosis factor-alpfa and interferon-gamma production measured at the single cell level in normal and inflamed human intestine. Clin Exp Immunol 1990; 81: 301-5. 13. Ballinger AB, Camacho-Hübner C, Croft NM. Growth failure and intestinal inflammation. Q J Med 2001; 94: 121-5. 14. Wong SC, Macrae VE, McGrogan P, Ahmed SF. The role of pro-inflammatory cytokines in inflammatory bowel disease growth retardation. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2006; 43: 144-55. 15. Resta-Lenert S, Barrett KE. Probiotics and commensals reverse TNF-αlfa and IFN-gamma induced dysfunction in human intestinal epithelial cells. Gastroenterology 2006; 130: 731-46. 16. Murch SH, Lamkin VA, Savage MO i wsp. Serum concentrations of tumor necrosis factor alfa in childhood chronic inflammatory bowel disease. Gut 1991; 32: 913-7. 17. Hyams JS, Treem WR, Eddy E i wsp. Tumor necrosis factor – alfa not elevated in children with inflammatory bowel disease. J Pediatr Gastroenterol Nutr 1991; 12: 233-6. 18. Chamaillard M, Philpott D, Girardin SE i wsp. Gene-environment interaction modulated by allelic heterogeneity in inflammatory disease. PNAS 2003; 100: 3455-60. 19. Inohara N, Nunez G. The NOD: a signaling module that regulates apoptosis and host defense against pathogens. Oncogene 2001; 20: 6473-81. 20. Gutierrez O, Pipaon C, Inohara N i wsp. Induction of Nod2 in myelomonocytic and intestinal epithelial cells via nuclear factor-kB activation. J Biol Chem 2002; 277: 41701-5. 21. MacDonald TT, Path FR, DiSabatino A i wsp. Immunopathogenesis of Crohn’s disease. J Parent Enter Nutr 2005; 29: 118-25. 22. Blumberg RS, Saubermann LJ, Strober W. Animal models of mucosal inflammation and their relation to human inflammatory bowel disease. Curr Opin Immunol 1999; 11: 648-56. 23. MacDonald TT, Monteleone G, Pender SL. Recent developments in the immunology of inflammatory bowel disease. Scand J Immunol 2000; 51: 2-9. 24. Halme L, Turumen U, Paavola-Sakki P i wsp. CARD15 frameshift mutation in patietns with Crohn disease is associated with immune dysregulation. Scand J Gastroenterol 2004; 12: 1243-9.
Copyright: © 2008 Termedia Sp. z o. o. This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International (CC BY-NC-SA 4.0) License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/), allowing third parties to copy and redistribute the material in any medium or format and to remix, transform, and build upon the material, provided the original work is properly cited and states its license.
© 2019 Termedia Sp. z o.o. All rights reserved.
Developed by Bentus.
PayU - płatności internetowe