Podstawy komórkowe gastroparezy – ICC, mięśnie gładkie i zapalenie

Zmiany na poziomie komórkowym i molekularnym stanowią kluczowy element patogenezy gastroparezy. Badania histopatologiczne ujawniają niejednorodne i niespójne defekty w morfologii neuronów jelitowych, mięśni gładkich i komórek śródmiąższowych Cajala, a także zwiększone poziomy komórek zapalnych1. Te odkrycia wskazują na heterogenną patogenezę choroby, w której różne mechanizmy komórkowe mogą dominować u różnych pacjentów.

Komórki śródmiąższowe Cajala – pacemaker żołądka

Komórki śródmiąższowe Cajala (ICC) odgrywają fundamentalną rolę jako komórki rozrusznikowe przewodu pokarmowego. Generują one wolne fale w żołądku i przekazują je do mięśni gładkich, umożliwiając fazowe skurcze2. Utrata ICC jest rzeczywiście jednym z głównych odkryć histologicznych w gastroparezie cukrzycowej.

Rytmy elektryczne żołądka (wolne fale) są generowane przez ICC i rozprzestrzeniają się wokół i w dół żołądka w kierunku odźwiernika3. W gastroparezie występuje ubożenie ICC w całym żołądku, bardziej widocznie w zwieraczu odźwiernikowym. Badania wykazały, że wśród 14 pacjentów z oporną gastroparezą, 5 wykazało brak ICC, a 9 miało stosunek ICC do komórek normalnych wynoszący 20%4.

Kluczowe odkrycie: Współczesne badania ujawniły, że główną jednostką rozrusznikową żołądka nie są tylko komórki Cajala, ale całe syncytium składające się z komórek mięśni gładkich, komórek śródmiąższowych Cajala i komórek PDGFR+. To syncytium elektryczne kontroluje skurcze żołądka.

Utrata syntazy neuronalnego tlenku azotu (nNOS) jest znacząco związana z utratą ICC w żołądku4. Jako że tlenek azotu działa jako ważny czynnik przetrwania dla komórek śródmiąższowych Cajala, utrata tych komórek rozrusznikowych w przewodzie pokarmowym może prowadzić do hipomotoryki odźwiernika5.

Uszkodzenia mięśni gładkich i fibroza

Oprócz utraty ICC, badania wykazały zwiększoną fibrozę mięśni gładkich i zmniejszenie liczby neuronów jelitowych w gastroparezie6. Zaburzenia opróżniania żołądka mogą wynikać z zaburzonej relaksacji dna żołądkowego w odpowiedzi na bolus pokarmowy, zaburzeń funkcji skurczowej trzonu i odźwiernika spowodowanych zanikiem komórek stymulogennych (wyzwalających) i warstwy mięśniowej gładkiej ściany żołądka7.

Nieprawidłowości histologiczne ściany żołądka znajduje się u większości pacjentów z gastroparezą i obejmują zmniejszenie liczby komórek śródmiąższowych Cajala, zanik zwojów nerwowych, nacieki zapalne makrofagów i limfocytów, wzrost tkanki łącznej włóknistej7. Ponadto stwierdzono, że stosunek makrofagów prozapalnych (M1) i przeciwzapalnych (M2) jest zmieniony w gastroparezie.

Procesy zapalne i dysregulacja immunologiczna

Ostatnie badania podkreślają potencjalną rolę komórek immunologicznych w patofizjologii gastroparezy4. Pacjenci z gastroparezą wykazują zmiany w naciekach komórek immunologicznych błony śluzowej i ekspresji cytokin8.

Zwiększona zlokalizowana infiltracja komórek zapalnych jest zauważalna, a jedną z możliwości jest to, że stagnacja żołądkowa jest związana z infiltracją makrofagów i limfocytów T CD8 w blaszce właściwej, infiltracją nieobserwowalną u pacjentów z dyspepsją czynnościową, ale bez gastroparezy9.

Mechanizm zapalny: Dysregulacja wrodzonego układu immunologicznego i uszkodzenie komórek śródmiąższowych Cajala oraz innych składników układu nerwowego jelitowego poprzez mediatory parakrynne i stres oksydacyjny prawdopodobnie stanowią centrum patogenezy gastroparezy.

Zmiany immunologiczne wydają się odgrywać ważną rolę w mechanizmie uszkodzenia. Uszkodzenie i utrata komórek śródmiąższowych Cajala, komórek mięśni gładkich i komórek podobnych do fibroblastów, składających się na syncytium elektryczne jelita, zostały powiązane ze zmniejszoną liczbą przeciwzapalnych makrofagów M2, które pośredniczą w naprawie komórek10.

Molekularne podstawy dysfunkcji

Badanie zmian komórkowych u pacjentów z gastroparezą cukrzycową (n = 20) i idiopatyczną (n = 20), odwołujące się do próbek biopsji pełnej grubości, odkryło, że 83% pacjentów z gastroparezą miało nieprawidłowości histologiczne, takie jak utrata ICC i wzrost immunoreaktywności CD45 i CD6811.

Zaburzenie szlaków neuronalnych azotergicznych, w tym komórek immunoreaktywnych neuronalnej syntazy tlenku azotu (nNOS) w splocie mięśniowo-jelitowym żołądka, jest postulowane jako ważny mechanizm patofizjologiczny w gastroparezie i może prowadzić do dysfunkcji zwieracza odźwiernikowego lub skurczu zwieracza odźwiernikowego5.

Różnice między typami gastroparezy na poziomie komórkowym

Wykorzystując biopsje żołądka pełnej grubości, utrata komórek śródmiąższowych Cajala (ICC) została zidentyfikowana jako częste odkrycie patologiczne związane z opóźnionym opróżnianiem żołądka w gastroparezie cukrzycowej, ale nie idiopatycznej12. Jednak utrata ICC lub nerwów jelitowych nie korelowała z nasileniem objawów.

W przeciwieństwie do tego, nasilenie kliniczne i nudności były związane z naciekiem immunologicznym mięśniowo-jelitowym wśród pacjentów z gastroparezą idiopatyczną12. Te badania oferują nadzieję na przyszłość opartą na udowodnionych korelacjach kliniczno-patologicznych.

Nowe koncepcje syncytium elektrycznego

Odkrycie syncytium składającego się z komórek mięśni gładkich, komórek śródmiąższowych Cajala i komórek PDGFR+ jako głównej jednostki rozrusznikowej żołądka oraz przeciwciał neuronalnych skierowanych przeciwko zwojom mięśniowo-jelitowym żołądka zmieniło nasze rozumienie z choroby dysmotoryki na spektrum dysfunkcji neuroimmunologicznej z komponentem autoimmunologicznym13.

Te odkrycia nie tylko pomagają nam lepiej zrozumieć patogenezę, ale także otwierają możliwości ukierunkowanej immunoterapii w wybranych opornych przypadkach13. Szeroki zakres nieprawidłowości neuroimmunologicznych żołądka znajduje się u pacjentów z gastroparezą.

Zaburzenia na poziomie receptorowym

W gastroparezie zmniejszone poziomy tlenku azotu mogą przyczyniać się do zwiększonego napięcia zwieracza odźwiernikowego9. Nieprawidłowy poziom neurotransmiterów odpowiedzialnych za skurcz mięśni jelitowych, takich jak grelina, motylina i substancja P, może prowadzić do skurczu zwieracza odźwiernikowego14.

Nierównowaga tych hormonów żołądkowych może powodować zaburzoną akomodację dna, skurcz zwieracza odźwiernikowego i dysmotorykę żołądka prowadzącą do gastroparezy14. Wszystkie kluczowe dysmotoryki żołądka, w tym hipomotoryka odźwiernika i dwunastnicy, zaburzona akomodacja dna i skurcz zwieracza odźwiernikowego, oddziałują ze sobą.

Ta dysmotoryka może wynikać z wielu przyczyn, w tym cukrzycy z powikłaniami mikronaczyniowymi, uszkodzenia nerwu błędnego, infekcji wirusowych, zaburzeń metabolicznych, zaburzeń nerwowo-mięśniowych, niektórych leków, niektórych operacji brzusznych i klatki piersiowej14. Jednak pomimo lepszego zrozumienia jej patofizjologii, większość gastroparez nadal ma nieznaną przyczynę.

Pytania i odpowiedzi

Czym jest syncytium elektryczne jelita i dlaczego jest ważne?

To zespół komórek składający się z mięśni gładkich, komórek Cajala i komórek PDGFR+, które wspólnie generują i przewodzą fale elektryczne kontrolujące skurcze żołądka. Jego uszkodzenie prowadzi do zaburzeń rytmu i koordynacji ruchów żołądka.

Jak procesy zapalne wpływają na rozwój gastroparezy?

Zapalenie prowadzi do infiltracji makrofagów i limfocytów T CD8, zaburzenia równowagi między prozapalnymi (M1) i przeciwzapalnymi (M2) makrofagami oraz uszkodzenia komórek Cajala i neuronów jelitowych poprzez mediatory zapalne i stres oksydacyjny.

Dlaczego utrata komórek Cajala ma różne znaczenie w różnych typach gastroparezy?

W gastroparezie cukrzycowej utrata ICC koreluje z opóźnionym opróżnianiem żołądka, podczas gdy w idiopatycznej większe znaczenie mają procesy zapalne. To wskazuje na różne mechanizmy patogenetyczne w zależności od etiologii.

Co to są komórki PDGFR+ i jaka jest ich rola?

To nowo odkryte komórki będące częścią syncytium elektrycznego jelita, współpracujące z komórkami Cajala i mięśniami gładkimi w generowaniu i przewodzeniu sygnałów elektrycznych kontrolujących motorykę żołądka.

Czy fibroza mięśni gładkich jest odwracalna?

Fibroza mięśni gładkich jest procesem trudno odwracalnym, dlatego wczesne rozpoznanie i leczenie gastroparezy jest kluczowe. Niektóre terapie mogą spowolnić progresję, ale całkowite odwrócenie zmian włóknistych jest mało prawdopodobne.

Reklama
Reklama