P R Gibson

Катедра по медицина на Университета Монаш и Катедра по гастроентерология, болница Box Hill, Box Hill, Виктория, Австралия

подход

J G Muir

Катедра по медицина на Университета Монаш и Катедра по гастроентерология, болница Box Hill, Box Hill, Виктория, Австралия

Лечението на активно възпаление на лигавицата при улцерозен колит остава предизвикателство. Текущите терапии имат ограничена ефикасност и могат да бъдат свързани с клинично значими неблагоприятни ефекти. Има място за нови терапевтични подходи. Докато почти всички наши настоящи фармакологични подходи включват атакуване на различни имунни и възпалителни пътища, за да се улесни изцелението, малко от настоящия арсенал на клинициста са насочени към повишаване или защита на епителната бариера на дебелото черво. Тази ситуация ще се промени ли?

Изследвания, датиращи от повече от 20 години, показват, че епителът на дебелото черво е с необичайна структура и функция при пациенти с улцерозен колит. Епителът включва клетки, които са метаболитно анормални (като дефицит на β-окисление 4 или сулфатиране на феноли 5), реагират необичайно на стрес (както се вижда от отговора in vitro след отделянето му от базалната мембрана 6, 7) и имат анормална клетъчна мембрана (като анормална пропускливост 8). Слузният слой е необичаен както по своята дебелина 9, така и по състав (като анормално гликозилиране на муцини 10-12 и аномалии на фосфолипидния компонент 13). Много от тези аномалии са независими от наличието на възпаление на лигавицата, въпреки че дали те са първични аномалии или вторични за други процеси, никога не е било окончателно доказано. Защо има такива аномалии - дали се случва автоимунно увреждане на епитела, дали може да има генетична основа за епителна структура или функция, дали има луминални фактори, които могат да предизвикат анормално поведение на епитела, или комбинация от някоя или всички от това е в основата на много проучвания и спекулации без категорични отговори.

Насочването на епителната бариера с цел намаляване на стимула към възпалителни събития, подобряване на зарастването на активно възпалена лигавица и предотвратяване на рецидив също са били обект на много спекулации и проучвания. Подходите варират от подобряване на регенеративната способност на епитела (като използването на растежни фактори 14, 15), до опити за подобряване на снабдяването с енергиен субстрат (използване на бутиратни клизми 16) и до засилване на лигавичната бариера (с пептиди с трилистници 15, 17 или инхибиране на бактериални сулфатази с бисмут 18). Нито един от тези подходи все още не е популяризиран от потенциална терапия за използване в редовната практика, тъй като например теоретичната основа е била погрешна, ефикасността е била ограничена или по-нататъшното развитие е било възпрепятствано от трудности с финансирането и търговски реалности. По-нататъшното внимание към слуз на дебелото черво ще промени ситуацията?

КОЛОНИЧНА СМЕС

От всички тези компоненти не е ясно какво е или е най-важно от функционална, патогенна или лечебна гледна точка. Голяма част от блясъка и вълнението са заобиколили муциновите гликопротеини и други секретирани протеини в слузта. Последните данни обаче сочат, че фосфолипидният компонент може да бъде критичен фактор, който може лесно да се модулира, когато лигавичната бариера отпадне.

ФОСФОЛИПИДИ

Фосфолипидите, основните липидни компоненти на слуз, са амфифилни молекули и съдържат полярна група на главата и неполярни въглеводородни (мастни киселини) опашки. Основните класове фосфолипиди включват фосфатидилхолин (PC), фосфатидилетаноламин, фосфатидилиностиол и фосфатидилсерин. В слузта на дебелото черво PC и лизофосфатидилхолин (LPC) са основните видове. 13 LPC е междинен продукт в метаболизма на PC, но се произвежда и след хидролизата на PC от фосфолипаза А2. 26 Ориентацията на липофилната област на фосфолипида и естеството на мастните киселини характеризират хидрофобността на слузния гел. 20 Опашките на мастните киселини се простират в лумена, за да образуват устойчив слой, който не се омокря. 20, 27 Те се простират и от лигавичната клетъчна страна на слузния гел. 27 В слуз, видовете PC обикновено съдържат една наситена (палмитинова киселина 16: 0 или стеаринова киселина 18: 0) и една ненаситена (олеинова киселина 18: 1 или линолова киселина 18: 2) мастна киселина с PC (т.е. PC 16: 0/18: 1 и PC 18: 0/18: 2). 13 Това контрастира с PC на белодробно сърфактант, дипалмитоилфосфатидилхолин, който съдържа две наситени мастни киселини, палмитинова киселина (PC 16: 0/16: 0). 19.

Произходът на PC в слуз не е установен и са необходими повече изследвания, за да се разбере как, кога и къде тези повърхностно активни фосфолипиди се синтезират, съхраняват и секретират. При проучвания върху животни има някои доказателства, че PC се секретира предимно от йеюнума и илеума, което предполага, че PC се доставя до слузта през лумена. 13 В тези проучвания приносът на PC, произведен чрез епител на дебелото черво, изглежда е минимален. Изглежда донякъде изненадващо и много малко вероятно локален източник на PC секреция в мукозния гел слой да не работи. Бокаловите клетки са очевидно място за по-нататъшно проучване. Подходи, използвани за разбиране на ролята на повърхностно активните фосфолипиди в стомашната лигавица и като белодробно сърфактант, могат лесно да бъдат използвани, за да се получи по-добро разбиране за производството на лигавичен PC в дебелото черво. Много неща бяха научени от използването на специални сонди и петна, специфични за липофилни области и фосфолипиди на основата на холин (вж. Lichtenberger 20), и тяхното приложение върху слуз на дебелото черво изглежда оправдано.

СЛИВНИ ФОСФОЛИПИДИ В УЛКЕРАТИВЕН КОЛИТ

Както е посочено по-горе, слузта е необичайна при пациенти с улцерозен колит. Съществуват обаче ограничени познания относно фосфолипидния компонент на слуз на дебелото черво при улцерозен колит. Наскоро бяха съобщени количествено по-малко PC и LPC в проби, взети от ректалната лигавица на пациенти с улцерозен колит, отколкото от здрави контроли и пациенти с болест на Crohn. 13 Това може да се дължи на намалено производство, увеличена повреда или и двете.

Ако наистина бокаловите клетки допринасят за съдържанието на РС в слуз на дебелото черво, те могат да играят повече от пасивна роля в изчерпването на слуз от РС. Изчерпването на бокаловите клетки е по-видната патологична характеристика на улцерозния колит, отколкото при колита на Crohn. Макар че това може просто да отразява прекомерната стимулация на бокаловите клетки да отделят слузта си, клетките също могат да имат дефект в способността им да включват PC в слузта, предлагайки друг кандидат за първична аномалия при улцерозен колит.

Контролът на биосинтезата на PC е ключ към апоптотичната програма, така че агентите, които индуцират апоптоза, да изключват биосинтезата на PC. 28 По-голямата част от смъртта на епителните клетки при улцерозен колит изглежда следва апоптотичен път. 29, 30 По този начин повишената апоптоза, която се появява в епитела, може да изчерпи пула на PC чрез инхибиране на неговата биосинтеза.

PC може да бъде унищожен в рамките на епитела, като по този начин изчерпва пула от PC, наличен за секреция в слуз, или може да бъде унищожен в самата слуз. Мукозната фосфолипаза А2 активност е повишена при пациенти с улцерозен колит или болест на Crohn 31, 32 и тази активност се намира в епитела. 33 Протеин киназа С, която участва в няколко пътища за предаване на сигнали, свързани с възпалителни реакции (вж. Браун и колеги 34), активира PC специфична фосфолипаза С в плазмената мембрана с последващо разпадане на РС. 35 Всъщност лигавицата на дебелото черво при пациенти с улцерозен колит има значително повишена активност на протеин киназа С във фракцията на частиците в сравнение с тази при нормални проби на лигавицата. 36 Вмъкването на флуоресцентни аналози на РС в плазмената мембрана на клетките, последвано от активиране на протеин киназа С с форболови естери, се използва за проследяване на движението на РС и неговите метаболити чрез флуоресцентна микроскопия. 37 Подобен подход може да се използва, за да се получи по-добро разбиране за съдбата на PC в слуз на дебелото черво при улцерозен колит и при здрави индивиди.

След като фосфолипидите влязат в слуз, те остават уязвими на действието на фосфолипази, които могат да бъдат от епителен произход или да произхождат от бактерии, свързани с лигавицата. В стомаха Helicobacter pylori колонизира лигавицата отчасти, като произвежда фосфолипази А1, А2 и С, и може да извлече фосфолипидите гостоприемници за собственото си защитно покритие. 20 H pylori може също да генерира високи концентрации на амониев йон, който се конкурира с фосфолипидите за отрицателно заредени места за свързване на гликопротеини. 20 Интригуващо е да се спекулира с възможната роля на бактерия, подобна на H pylori, която може да е отговорна (поне отчасти) за разграждането на лигавицата на дебелото черво при улцерозен колит. Голям брой бактерии се намират в изчерпания лигавичен слой на тези пациенти, 38, 39, но дали такива бактерии са ефективни производители на фосфолипази, не е известно.

Нетният резултат от намалената биосинтеза и увеличеното разграждане на фосфолипидите в лигавицата може да бъде PC гладна система при улцерозен колит с последващо изчерпване на PC, наличен за слуз. Всъщност наблюдението, че плазмените нива на фосфолипидите са ниски при пациенти с тежък улцерозен колит, подкрепя подобна концепция. 40 Ако тази ситуация се комбинира с прекомерно разрушаване на РС в самия слузен слой, способността на РС да предлага адекватна бариера и смазваща функция може да бъде сериозно нарушена. Може ли корекцията на фосфолипиден дефицит на лигавицата и/или слуз да има терапевтична стойност при улцерозен колит?

ФОСФОЛИПИДИ КАТО ТЕРАПИЯ

При популация от 60 пациенти с хронично активно заболяване, ефикасността на PC беше поразително добра в продължение на тримесечен период на лечение. В сравнение с отговор от 10% в групата на плацебо, 90% от групата, лекувана с фосфолипиди, са отговорили и 53% са били в ремисия след тримесечно лечение. Не са отбелязани клинично значими странични ефекти. Това твърде добре ли е, за да е истина?

Какво ще кажете за механизма на действие? Би било несигурно да се присвои тази ефикасност на подобрената хидрофобност и бариерната функция на слузта без потвърждаващи данни. Хидрофобността на лигавичния слой може да се определи количествено от „ъгъла на контакт“, след като върху повърхността на лигавицата се постави капка физиологичен разтвор. 27 Дали този прост тест може да се извърши върху биопсични проби или дори при колоноскопия е несигурно, но подобна оценка при пациенти с улцерозен колит изглежда си струва. Алтернативно, ефектите върху слуз може да са само незначителен играч в ефикасността. Попълването на епителния пул на PC, с неговите потенциални положителни ефекти върху подобряването на здравето на епитела, ограничаване на разрушаването на епитела и потискане на участието му с възпалителни механизми, както беше обсъдено по-горе, също може да бъде важен механизъм на действие.

БЪДЕЩИ НАСОКИ

Констатациите, че лечението с богат на PC фосфолипиди позволява излекуване на иначе труден за лечение улцерозен колит, отварят нов подход към лечението на улцерозен колит. Съществува важната необходимост да се потвърдят резултатите, като се използва по-подходящо плацебо (може би свободна ненаситена мастна киселина като линолова киселина вместо целулозата), да се определи подходящата доза и да се определи времевият ефект. Допълнителни въпроси са повдигнати от сложния характер на използваната фосфолипидна смес. Например, наблюдава ли се ефектът наистина поради PC компонента или активната част е незначителна част от фосфолипидната смес, като ненаситената мастна киселина? Трябва да се обърне внимание на въпроса как тази фосфолипидна смес постига своята ефикасност, особено дали действа чрез подсилване на слузта, както изглежда логично, или чрез други механизми.

Въпреки че много преди това се е съсредоточило върху муциновите гликопротеини, тази работа показва, че трябва да се обърне повече внимание на по-малко бляскавия липиден компонент, който не просто играе инертна структурна роля в слоя на слузния гел, а по-скоро е динамичен компонент на сложна бариерна система. Предполагаемата ефикасност на PC може да бъде подобрена чрез по-добро разпространение с помощта на разпръскващи агенти. Може би липозомите на PC могат да бъдат използвани за въвеждане на други терапии като противовъзпалителни лекарства или дори антисмислена РНК, които ще подпомогнат заздравяването на епитела - две на цената на една! Съществува и потенциал за въвеждане на фосфолипиди и видове мастни киселини, като арахидонова и маслена киселини, които могат да имат цитопротективни свойства. Добре дошли фосфолипиди в авангарда на улцерозен колит!