PRACE ORYGINALNE Paweł Sendur 1,2 Piotr Ceranowicz 1 Ryszard Sendur 1 Jakub Cieszkowski 1 Zygmunt Warzecha 1 Artur Dembiński 1 1 Zakład Fizjologii Klinicznej Katedry Fizjologii, Uniwersytet Jagielloński, Collegium Medicum w Krakowie Kierownik Zakładu Fizjologii Klinicznej UJCM: Prof. dr hab. Artur Dembiński 2 Katedra Anestezjologii i Intensywnej Terapii, Uniwersytet Jagielloński, Collegium Medicum w Krakowie Kierownik Katedry Anestezjologii i Intensywnej Terapii UJCM: Prof. dr hab. Janusz Andres Dodatkowe słowa kluczowe: niesterydowe leki przeciwzapalne uszkodzenia jelita cienkiego mikrokrążenie jelitowe tachykininy Additional key words: non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) intestinal lesions intestinal microcirculation tachykinins Badania były finansowane ze środków Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego (projekt K/ZDS/000989) Adres do korespondencji: Dr n. med. Ryszard Sendur Katedra Fizjologii UJCM, 31-531 Kraków ul. Grzegórzecka 16 Tel.: (+48-12) 4211006; e-mail: mpcerano@cyf-kr.edu.pl Udział endogennych tachykinin w powstawaniu uszkodzeń błony śluzowej jelita czczego wywołanych niesterydowymi lekami przeciwzapalnymi Involvement of endogenous tachykinins in the development of jejunal mucosa injury induced by on-steroidal anti-inflammatory drugs Dotychczasowe badania wykazały, że tachykininy, największa rodzina neuropeptydów, wpływają na rozwój uszkodzeń błony śluzowej żołądka i jelita grubego. Celem pracy było określenie wpływu antagonistów receptorów tachykininowych na rozwój uszkodzeń błony śluzowej jelita czczego. Materiał i metody: Uszkodzenia błony śluzowej były wywoływane za pomocą niesterydowych leków przeciwzapalnych (NSAIDs): indometacyny i/lub celecoxibu podanych dożołądkowo. Antagoniści receptorów NK-1 (SR140333), NK-2 (SR 48968) oraz NK-3 (SR142801) byli podawani dootrzewnowo dwukrotnie: 30 min przed podaniem NSAIDs i ponownie po 24 godzinach, 30 min. przed zakończeniem badań. Wyniki: Podanie indometacyny, względnie selektywnego inhibitora cyklooksygenazy-1 (COX-1) wywoływało uszkodzenie śluzówki jelita czczego. Powierzchnia uszkodzeń w odcinku dystalnym jelita czczego była 8-krotnie większa niż w jego części proksymalnej. Efekt ten był skojarzony ze znamienną redukcją przepływu krwi przez błonę śluzową, jak też wzrostem w niej stężenia prozapalnej interleukiny-1β (IL-1β). Podanie samodzielne colecoxibu, będącego selektywnym inhibitorem COX-2, nie wywoływało uszkodzeń błony śluzowej jelita czczego, jak też nie miało wpływu na przepływ krwi i stężenie IL-1β w tej błonie. U szczurów, którym podano indometacynę łącznie z celecoxibem powierzchnia uszkodzeń była największa. Efekt ten był połączony z największą redukcją przepływu krwi przez błonę śluzową jelita i najwyższym stężeniem IL-1β. Podanie antagonisty receptora NK-1 (SR 140333) redukowało uszkodzenie jelita czczego wywołane indometacyną podaną samodzielnie lub w kombinacji z celecoxibem. Efektowi temu towarzyszyło obniżenie stężenie IL-1β w błonie śluzowej, natomiast SR 140333 pozostawał bez wpływu na przepływ krwi Previous studies have shown that tachykinins, the largest family of neuropeptides, affect the development of mucosal damage in the stomach and colon. The aim of the study was to assess the influence of tachykinins receptors antagonists on the development of the mucosa injury in the proximal and distal jejunum. Material and Methods: Mucosal damage was induced by administration of non-steroidal anti inflammatory drugs (NSAIDs), indomethacin, celecoxib or combination of indomethacin plus celecoxib given intragastrically. NK-1 receptor antagonist (SR 140333), NK-2 receptor antagonist (SR 48968) and NK-3 receptor antagonist (SR 142801) were administered intraperitoneally twice, 30 min before treatment with NSAID and again 24 h later, 30 min before the end of the experiment. Results: Administration of indomethacin, a relatively selective inhibitor for cyclooxygenase-1 (COX-1), induced mucosal lesions in the jejunum. Lesions area in the distal jejunum was 8-fold bigger than in the proximal jejunum. This effect was associated with a significant reduction in mucosal blood flow and an increase in mucosal concentration of pro-inflammatory interleukin-1β (IL-1β). Celecoxib, selective inhibitor for COX-2 failed to induce mucosal lesions and did not affect the mucosal blood flow and IL-1β concentration in the proximal and distal jejunum. In rats treated with a combination of indomethacin plus celecoxib, ulcers reached maximal area. This effect was associated with the highest concentration of mucosal IL-1β and maximal reduction in mucosal blood flow. Administration of NK-1 receptor antagonist, SR 140333 reduced jejunal damage induced by indomethacin given alone or in combination with celecoxib. This effect was associated with significant reduction in mucosal concentration of IL-1β. Effect of SR 140333 on mucosal 48 Przegląd Lekarski 2013 / 70 / 2 P. Sendur i wsp.
przez błonę śluzową jelita czczego. Podanie antagonistów receptorów NK-2, jak i NK-3 nie miało wpływu na uszkodzenia błony śluzowej jelita czczego wywołane przez NSAIDs, jak też na przepływ krwi i stężenie IL-1β w tej błonie. Wnioski: Blokada receptorów NK-1 chroni śluzówkę jelita czczego przed uszkodzeniami wywołanymi NSAIDs i hamuje rozwój lokalnego odczynu zapalnego, co dowodzi udziału endogennych tachykinin w uszkadzającym działaniu NSAID na błonę śluzową jelita czczego. blood flow was statistically insignificant. Neither NK-2 nor NK-3 receptor inhibitor affected mucosal blood flow, IL-1β concentration area of NSAIDs-induced mucosal damage in the jejunum. Conclusions: Blockade of NK-1 receptor protects the jejunum against NSAIDs-induced mucosal injury and reduces local inflammation. This observation indicates the involvement of endogenous tachykinins in deleterious effects of NSAID. Wstęp Tachykininy są dużą rodziną mediatorów utworzoną przez grupę ponad 40 różnych peptydów. Pierwszą odkrytą tachykininą była 11-aminokwasowa substancja P (SP), którą wyizolowano z mózgu i jelit konia [17, 18]. Następnie w komórkach zwojów rdzenia kręgowego świni odkryto neurokininę A i neurokininę B [1,2,17]. Wymienione powyżej peptydy oraz hemokinina-1, endokinina A i endokinina B są najważniejszymi przedstawicielami rodziny tachykininowej. Poza układem nerwowym, obecność tachykinin wykazano w komórkach prekursorowych limfocytów B i T oraz w płucach, wątrobie, śledzionie, nerkach, nadnerczach i gonadach. Za kodowanie tachykinin odpowiedzialne są trzy geny TAC1, TAC3 i TAC4. Tachykininy cechuje wspólna czteroaminokwasowa sekwencja przy C-końcu łańcucha polipeptydowego: Phe-X-Gly-Leu-Met-NH 2 [2,18]. Efekty biologiczne tachykinin zachodzą za pośrednictwem trzech typów receptorów: NK-1, NK-2 i NK-3. Do receptora NK-1 największe powinowactwo wykazuje SP, w mniejszym stopniu wiąże się z tym receptorem neurokinina A i neurokinina B. Największe powinowactwo do receptorów NK-2 wykazuje neurokinina A, a następnie neurokinina B i SP. Natomiast receptory NK-3 najłatwiej wiążą się z neurokininą B, a w mniejszym stopniu z neurokininą A i SP [2]. Obecność receptorów dla tachykinin wykryto w błonach komórkowych komórek nabłonkowych, nerwowych, mięśniowych oraz należących do układu immunologicznego. Receptory NK-1 występują zarówno w tkankach obwodowych, jak i w centralnym układzie nerwowym. Receptory NK-2 występują głównie w tkankach obwodowych, a receptory NK-3 występują głównie w centralnym systemie nerwowym. Efekty działania tachykinin zostały stwierdzone m. in. w obrębie układu nerwowego, oddechowego, w przewodzie pokarmowym oraz układzie moczowym [1,2,4,14]. Tachykininy wpływają na regulację narządowego przepływu krwi, uczestniczą w regulacji odpowiedzi immunologicznej i zapalnej, obkurczają mięśnie gładkie pochodzenia pozanaczyniowego, zwiększają przepuszczalność naczyń krwionośnych, wpływają na czynność wydzielniczą gruczołów wydzielania zewnętrznego i wewnętrznego [1,2,5,6,19]. Ważnym efektem działania tachykinin jest udział w przewodzeniu czucia bólu oraz modyfikacji przewodzenia informacji czuciowej w autonomicznym układzie nerwowym [16,18]. Związek tachykinin z komórkami układu nerwowego, jak i układu odpornościowego wskazuje na ich wpływ na mechanizmy ochrony narządowej, w tym na modyfikację mechanizmów protekcyjnych w obrębie przewodu pokarmowego [12,14,18]. Rozmieszczone w strukturach ściany jelita cienkiego włókna nerwowe zawierające tachykininy są pochodzenia zarówno zewnętrznego jako tzw. pierwotne zewnętrzne neurony wstępujące (EPAN extrinsic primary afferent neurons), jak też wywodzą się z enterycznego układu nerwowego jako tzw. pierwotne wewnętrzne neurony wstępujące (IPAN intrinsic primary afferent neurons) [1]. Ciała komórkowe neuronów EPAN zlokalizowane są w zwojach grzbietowych rdzenia kręgowego lub jądrze nerwu błędnego. Neurony EPAN mają swoje zakończenia w ścianach naczyń krwionośnych w warstwie podśluzówkowej przewodu pokarmowego i posiadają duże znaczenie dla mechanizmu protekcji błony śluzowej żołądka i jelit. W tych efektach ochronnych uczestniczą neurony pochodzenia rdzeniowego, jak i wagalnego [1,9,10]. Neurony zawierające tachykininy służą jako dośrodkowe nerwy czuciowe, ale wykazują również zdolność do przewodnictwa odśrodkowego w ramach odruchu włókienkowego [18]. Do mediatorów uwalnianych w ramach odruchu włókienkowego należą: peptyd pochodny genu kalcytoninowego (calcitonin generelated peptide CGRP), jak i tachykininy takie jak: SP, NK-A i NK-B [1, 2, 16]. Wcześniejsze badania wykazały, że receptory NK-1 i NK-2 biorą udział w kotransmisji sygnałów z komórek śródmiąższowych Cajala do komórek mięśniówki gładkiej jelit, co umożliwia modyfikacje motoryki jelit [14,17]. Ponadto endogenne tachykininy działając na receptory NK-1 zlokalizowane na powierzchni makrofagów jelitowych, limfocytów T oraz mastocytów powodują uwalnianie prozapalnych cytokin, takich jak interleukina-1 (IL-1), IL-6, IL-8 oraz czynnik martwicy guzów-α (tumor necrosis factor-α TNF-α), co prowadzi do pobudzenia odpowiedzi zapalnej w błonie śluzowej i warstwie mięśniowej jelit. Użycie w modelu doświadczalnym antagonisty receptora NK-1 lub zwierząt pozbawionych ekspresji NK-1 receptorów (knock-out) wykazało, że aktywacja NK-1 receptora jest kluczowa dla wywołania eksperymentalnego zapalenia jelita grubego [4]. Nie jest natomiast znana rola tachykinin w procesach zapalnych jelita cienkiego. Dlatego celem naszych badań było określenie wpływu podawania antagonistów receptorów NK-1, NK-2 oraz NK-3 na rozwój uszkodzeń błony śluzowej jelita czczego. Materiał i metody W badaniach użyto 160 samców szczurów rasy Wistar o masie ciała 180 220 g podzielonych losowo na 16 grup. Zwierzęta przed wywołaniem uszkodzeń błony śluzowej były głodzone przez 24 h z pozostawieniem swobodnego dostępu do wody. Badania uzyskały akceptację Komisji Bioetycznej Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie oraz I Lokalnej Komisji Etycznej d/s Badań na Zwierzętach. W badaniach użyto niepeptydowych antagonistów receptorów tachykininowych wyprodukowanych przez Sanofi-Aventis Recherche (Montpellier, Francja): antagonistę receptora NK-1 (SR 140333; Nolpitantium), antagonistę receptora NK-2 (SR 48968; Seredutant) i antagonistę receptora NK-3 (SR 142801, Osanetant). Antagoniści byli podawani dootrzewnowo (i.p.) dwa razy dziennie w dawce 0,1 μmol/kg/podanie. Pierwszą dawkę podawano 30 minut przed podaniem indometacyny lub celecoxibu lub ich kombinacji, a drugą dawkę 30 minut przed znieczuleniem i ostatecznym zakończeniem badań. W grupie kontrolnej podawano w tym samym czasie placebo (sól fizjologiczną). Uszkodzenia błony śluzowej jelita czczego wywoływano za pomocą niesterydowych leków przeciwzapalnych: indometacyny (Indomethacin, Sigma-Aldrich, USA) i/lub celecoxibu (Celebrex, Pfizer, USA), które były podawane jednorazowo pojedynczo lub we wzajemnej kombinacji dożołądkowo w dawce 10 mg/kg. Eksperyment kończono po upływie 24h od podania niesterydowych leków przeciwzapalnych. Przed zakończeniem eksperymentu zwierzęta były znieczulane pentobarbitalem sodu (Vetbutal, Vetoquinol Biowet Puławy, Polska) podawanym dootrzewnowo w dawce 50 mg/kg. Po otwarciu jamy brzusznej uwidaczniano jelito cienkie celem pomiaru przepływu krwi w błonie śluzowej odcinka proksymalnego i dystalnego jelita czczego. Przepływ krwi mierzono używając przepływomierza laserowego (Periflux 4001 Master monitor, Perimed AB, Jarfalla, Szwecja) i uzyskane wartości wyrażono jako % zmiany w stosunku do grupy kontrolnej. Następnie po wycięciu jelita cienkiego i jego przemyciu 2% roztworem formaliny, rozcinano wzdłuż jelito czcze po stronie przeciwległej do przyczepu krezkowego. Mierzono powierzchnię uszkodzeń błony śluzowej w odcinku proksymalnym i dystalnym jelita cienkiego, a następnie pobierano wycinki błony śluzowej jelita celem określenia w niej stężenia prozapalnej interleukiny- 1β (IL-1β). Stężenie IL-1β określano stosując zestaw Biosource Cytoscreen rat IL-1β Kit (Biosource International, Camarillo, USA) i wyrażano w ng/g tkanki. Ocena znamienności statystycznej była dokonywana poprzez analizę wariancji (ANOVA), a następnie testem Tukey a. Różnicę uznawano jako statystycznie zna- Przegląd Lekarski 2013 / 70 / 2 49
mienną, gdy p było mniejsze niż 0,05. Wyniki Zastosowane antagonistów receptorów tachykininowych bez podawania NSAID nie wywoływało uszkodzeń błony śluzowej jelita czczego (rycina 1 i 2), jak też nie miało znamiennego wpływu na przepływ krwi przez tą błonę (rycina 3 i 4), ani na stężenie prozapalnej IL-1β (rycina 5 i 6). Podanie indometacyny w pojedynczej dawce 10 mg/kg wywoływało rozsiane krwotoczne uszkodzenia błony śluzowej jelita czczego. Występowały one w większości w okolicy przykrezkowej, głównie w odcinku dystalnym tego jelita. Po 24 godzinach od podania indometacyny średnia powierzchnia uszkodzeń błony śluzowej w proksymalnym odcinku jelita czczego wynosiła 8,0 ± 0,7 mm 2 (rycina 1), podczas gdy w odcinku dystalnym aż 64,1 ± 4,0 mm 2 (rycina 2). Wywołanym przez indometacynę uszkodzeniom jelita czczego towarzyszyło zmniejszenie przepływu krwi przez błonę śluzową jelita czczego i zwiększenie w niej stężenia prozapalnej IL-1β. Przepływ krwi przez błonę śluzową był zredukowany w stosunku do grupy kontrolnej o 22% w odcinku proksymalnym jelita czczego (ryc. 3) i o 34% w odcinku dystalnym tego jelita (ryc. 4). Natomiast stężenia prozapalnej IL-1β były podwyższone w stosunku do kontroli o 116% w odcinku proksymalnym (ryc. 5) i Rycina 1 Powierzchnia uszkodzeń błony śluzowej w proksymalnym odcinku jelita czczego po podaniu samodzielnym lub w kombinacji placebo (0,9% NaCl), indometacyny, Mean lesion area of the mucosa in the proximal jejunum after treatment with placebo (0.9% NaCl), indomethacin, celecoxib, SR 140333 (NK-1 receptor antagonist), SR 48968 (NK-2 receptor antagonist) or SR142801 (NK-3 receptor antagonist) given alone or in their combination. Mean ± SEM. a P<0.05 compared to control; b P<0.05 compared to indomethacin + placebo; c P<0.05 compared to indomethacin + celecoxib + placebo. Rycina 2 Powierzchnia uszkodzeń błony śluzowej w dystalnym odcinku jelita czczego po podaniu samodzielnym lub w kombinacji placebo (0,9% NaCl), indometacyny, Mean lesion area of the mucosa in the distal jejunum after treatment with placebo (0.9% NaCl), indomethacin, celecoxib, SR 140333 (NK-1 receptor antagonist), SR 48968 (NK-2 receptor antagonist) or SR142801 (NK-3 receptor antagonist) given alone or in their combination. Mean ± SEM. a P<0.05 compared to control; b P<0.05 compared to indomethacin + placebo; c P<0.05 compared to indomethacin + celecoxib + placebo. Rycina 3 Przepływ krwi przez błonę śluzową w proksymalnym odcinku jelita czczego po podaniu samodzielnym lub w kombinacji placebo (0,9% NaCl), indometacyny, średnią ± SEM. a P<0,05 w porównaniu z kontrolą. Mucosal blood flow in the proximal jejunum after treatment with placebo (0.9% NaCl), indomethacin, celecoxib, SR 140333 (NK-1 receptor antagonist), SR 48968 (NK-2 receptor antagonist) or SR142801 (NK-3 receptor antagonist) given alone or in their combination. Mean ± SEM. a P<0.05 compared to control. Rycina 4 Przepływ krwi przez błonę śluzową w dystalnym odcinku jelita czczego po podaniu samodzielnym lub w kombinacji placebo (0,9% NaCl), indometacyny, celecoxibu, SR 140333 (antagonista receptorów NK-1), SR 48968 (antagonista receptorów NK-2) lub SR142801 (antagonista receptorów NK-3). Wartości stanowią średnią ± SEM. a P<0,05 w porównaniu z kontrolą. Mucosal blood flow in the distal jejunum after treatment with placebo (0.9% NaCl), indomethacin, celecoxib, SR 140333 (NK-1 receptor antagonist), SR 48968 (NK-2 receptor antagonist) or SR142801 (NK-3 receptor antagonist) given alone or in their combination. Mean ± SEM. a P<0.05 compared to control. 50 Przegląd Lekarski 2013 / 70 / 2 P. Sendur i wsp.
Rycina 5 Stężenie interleukiny-1β w błonie śluzowej w proksymalnym odcinku jelita czczego po podaniu samodzielnym lub w kombinacji placebo (0,9% NaCl), indometacyny, celecoxibu, SR 140333 (antagonista receptorów NK-1), SR 48968 (antagonista receptorów NK-2) lub SR142801 (antagonista receptorów NK-3). Wartości stanowią średnią ± SEM. a P<0,05 w porównaniu z kontrolą; b P<0,05 w porównaniu z grupą zwierząt, u których zastosowano indometacynę + placebo; c P<0,05 w porównaniu z grupą zwierząt, u których zastosowano indometacynę.+ celecoxib + placebo. Concentration of interleukin-1β in the mucosa the proximal jejunum after treatment with placebo (0.9% NaCl), indomethacin, celecoxib, SR 140333 (NK-1 receptor antagonist), SR 48968 (NK-2 receptor antagonist) or SR142801 (NK-3 receptor antagonist) given alone or in their combination. Mean ± SEM. a P<0.05 compared to control; b P<0.05 compared to indomethacin + placebo; c P<0.05 compared to indomethacin + celecoxib + placebo. Rycina 6 Stężenie interleukiny-1β w błonie śluzowej w dystalnym odcinku jelita czczego po podaniu samodzielnym lub w kombinacji placebo (0,9% NaCl), indometacyny, Concentration of interleukin-1β in the mucosa the distal jejunum after treatment with placebo (0.9% NaCl), indomethacin, celecoxib, SR 140333 (NK-1 receptor antagonist), SR 48968 (NK-2 receptor antagonist) or SR142801 (NK-3 receptor antagonist) given alone or in their combination. Mean ± SEM. a P<0.05 compared to control; b P<0.05 compared to indomethacin + placebo; c P<0.05 compared to indomethacin + celecoxib + placebo. 130% w odcinku dystalnym. Podanie celecoxibu, selektywnego inhibitora COX-2, nie wywoływało znamiennych statystycznie uszkodzeń błony śluzowej jelita czczego (rycina 1 i 2), jak również nie miało znamiennego statystycznie wpływu na przepływ krwi przez błonę śluzową tego jelita (rycina 3 i 4) oraz stężenia zawartej w niej prozapalnej IL-1β (rycina 5 i 6). Wspólne podanie indometacyny i celecoxibu wywoływało największe uszkodzenia błony śluzowej jelita czczego. Powierzchnia owrzodzeń w odcinku proksymalnym jelita czczego osiągała wartość 44,0 ± 1,8 mm 2 (rycina 1), a w odcinku dystalnym tego jelita 112,1 ± 9,0 mm 2 (rycina 2). Uszkodzeniom tym towarzyszyło znamienne statystycznie zmniejszenie przepływu krwi przez błonę śluzową, w odcinku proksymalnym jelita czczego o 25% (rycina 3), a w odcinku dystalnym o 43% (rycina 4). Poziom IL-1β osiągał w tej grupie zwierząt najwyższe wartości zarówno w proksymalnej, jak i dystalnej części jelita cienkiego i był wyższy w stosunku do grupy kontrolnej odpowiednio o 131 (rycina 5) i 162 (rycina 6). Zastosowanie SR 140333, antagonisty receptora NK-1, przed podaniem indometacyny zmniejszało wielkość uszkodzeń wywołanych indometacyną w odcinku proksymalnym i dystalnym jelita czczego odpowiednio o 38% (rycina 1) i 44% (rycina 2). Towarzyszyła temu znamienna redukcja zawartości IL-1β odpowiednio o 28% (rycina 5) i 30% (rycina 6). Natomiast zastosowanie SR 140333 pozostawało bez wpływu na przepływ krwi w błonie śluzowej jelita czczego zwierząt, którym podano indometacynę (rycina 3 i 4). Podobnie korzystny wpływ podawania SR 149333 na stan błony śluzowej jelita czczego obserwowano u zwierząt, u których wywoływano uszkodzenia tej błony za pomocą indometacyny podawanej wspólnie z celecoxibem. W odcinku proksymalnym jelita czczego dochodziło do zmniejszenia powierzchni uszkodzeń o 30% (rycina 1), a w odcinku dystalnym o 25% (rycina 2). Efektom tym towarzyszyło zmniejszenie stężenia IL-1β odpowiednio o 30 i 27% (rycina 5 i 6), natomiast nie dochodziło do znamiennej statystyczne zmiany przepływu krwi (rycina 3 i 4). Zastosowanie SR 48968, jak i SR 142801, będących odpowiednio antagonistami receptorów NK-2 i NK-3 było bez wpływu na wywoływane podawaniem NSAID uszkodzenia błony śluzowej jelita czczego (rycina 1 i 2), przepływ krwi przez błonę śluzową tego jelita (rycina 3 i 4), jak i też na stężenie w błonie śluzowej prozapalnej IL-1β (rycina 5 i 6). Omówienie Otrzymane przez nas wyniki dowodzą, że blokada receptorów NK-1 chroni jelito czcze zarówno przed skutkami uszkadzającego działania nieselektywnego inhibitora COX-1, jak i przed działaniem kombinacji nieselektywnego inhibitora COX-1 z selektywnym inhibitorem COX-2. Nasze badania wykazały też, że efekt ten nie jest związany ze zmianami lokalnego przepływu krwi. Brak efektów ochronnych po podaniu antagonistów receptorów NK-2 i NK-3 dowodzi, że receptory te, w przeciwieństwie do receptorów NK-1, nie uczestniczą w mechanizmach lokalnego rozwoju stanu zapalnego. Jak wykazały wcześniejsze badania, szkodliwy wpływ NSAID na błonę śluzową jelita ma charakter wieloczynnikowy. Działanie NSAID prowadzi w pierwszym rzędzie do zahamowaniu syntezy prostaglandyn, co znosi ich działanie protekcyjne w przewodzie pokarmowym [3,20]. Ważną rolę w szkodliwym działaniu NSAID odgrywają też stres oksydatywny oraz zaburzenia przepływu krwi w krążeniu jelitowo-wątrobowym, a szczególnie jego mikrokrążenie [20]. Wywołane podaniem NSAID wczesne zmiany w komórkach śródbłonkowych ścian naczyń krwionośnych błony śluzowej wydają się mieć kluczowe znaczenie dla zrozumienia mechanizmu zmian zachodzących w samym nabłonku, jak i głębszych warstwach ściany jelita. Kelly i wsp. udowodnili, że najwcześniejszym miejscem zmian morfologicznych zachodzących w wyniku ekspozycji na indometacynę jest sieć naczyń kosmka, a redukcja mikrokrążeniowego przepływu krwi w błonie śluzowej jelita jest główną przyczyną obserwowanych uszkodzeń [11]. Autorzy ci wykazali, iż dziesięciominutowa ekspozycja na indometacynę pozostaje bez wpływu na nabłonek jelitowy, ale wywołuje wakuolizację komórek śródbłonka i rozwój palczastych wypustek do światła naczyń kosmków, szczególnie w warunkach redukcji przepływu krwi. W chwili ustania przepływu stopień zmian w naczyniach kosmków wykazuje ścisłą korelację ze stopniem degeneracji nabłonka jelitowego. Używając selektywnego inhibitora COX- 2 (celecoxib) wykazaliśmy, że samo zahamowanie COX-2 nie jest w stanie wywołać u szczura uszkodzenia błony śluzowej jelita czczego. Z drugiej jednak strony istnieją obserwacje dokonane u pacjentów leczonych selektywnymi inhibitorami COX-2, u których wykryto, przy użyciu endoskopii kapsułko- Przegląd Lekarski 2013 / 70 / 2 51
wej, występowanie uszkodzeń błony śluzowej jelit podobne do tych, jakie występują typowo u osób leczonych nieselektywnymi inhibitorami COX-1 [8]. Przyczyny tych różnic mogą wynikać z różnic gatunkowych, jak i czasu ekspozycji na inhibitory COX-2. Błona śluzową przewodu pokarmowego jest ustawicznie narażona na działanie czynników uszkadzających, takich jak kwaśny sok żołądkowy, alkaliczny sok trzustkowy, enzymy trawienne, urazy mechaniczne ze strony treści pokarmowej, czy zawarte w tej treści czynniki toksyczne. Dlatego też w utrzymaniu integralności błony śluzowej przewodu istotną rolę odgrywają ustawiczne gojenie mikrourazów tej błony. Wcześniejsze badania wykazały, że podawanie blokerów COX-2 w okresie po wywołaniu uszkodzeń błony śluzowej jelit prowadzi do upośledzenia gojenia tych uszkodzeń [3,7]. Obserwacja ta dowodzi udziału COX-2 w procesach naprawczych błony śluzowej jelit i tłumaczy, dlaczego przewlekłe stosowanie tych środków związane jest z występowaniem uszkodzeń błony śluzowej [7]. Głównym odkryciem prezentowanych badań jest obserwacja, że blokowanie receptorów NK-1 hamuje rozwój uszkodzeń błony śluzowej jelita czczego wywołanych stosowaniem NSAID. Odkrycie to harmonijnie współgra z wcześniejszymi doniesieniami, że zastosowanie antagonistów receptorów NK-1 znacząco redukuje rozwój infekcyjnych zapaleń i uszkodzeń jelita grubego [4,13,15]. Obserwacja ta wskazuje, że endogenne tachykininy uczestniczą w rozwoju lokalnych stanów zapalnych w obrębie całego obszaru jelitowego przewodu pokarmowego. Wcześniejsze badania wykazały, że receptory NK-1 występują na błonie komórkowej komórek nabłonka błony śluzowej kosmków jelita cienkiego [14,18]. Istnieje w związku z tym możliwość, że ochronne działanie podawania antagonistów receptorów NK-1 na błonę śluzową jest wynikiem bezpośredniego działania tych blokerów na komórki błony śluzowej jelita czczego. Przeciwko tej koncepcji przemawia jednak fakt, że gęstość rozmieszczenia receptorów NK-1 na komórkach epitelialnych jest dużo niższa, niż na występujących w obrębie jelita cienkiego komórkach odpornościowych (makrofagi i limfocyty T) [12, 14], czy też zawartych w przewodzie pokarmowym włóknach enterycznego układu nerwowego [17]. Głównym źródłem tachykinin w jelicie cienkim wydają się być rdzeniowe aferentne czuciowe włókna nerwowe posiadające błonowy receptor TRPV1 i uwalniające różne neuromediatory, wśród których szczególną rolę wydaje się pełnić substancja P [10, 17]. Uwalnianie substancji P prowadzi do lokalnej aktywacji makrofagów i limfocytów T oraz rozwoju lokalnego stanu zapalnego [12]. Nasze obecne badania są w pełnej zgodności z tymi obserwacjami i dostarczają dodatkowych informacji o roli receptorów NK-1 w lokalnym rozwoju zapaleń jelita cienkiego. Wykazaliśmy, że ochronne działanie antagonistów receptorów NK-1 na błonę jelita czczego istotnie obniża lokalny poziom prozapalnej interleukiny 1β, co wydaje się być głównym mechanizmem ich działania ochronnego w tym obszarze przewodu pokarmowego. Wnioski 1. Blokada receptorów tachykininowych NK-1 chroni błonę śluzową jelita cienkiego przed uszkodzeniami wywołanymi NSAID i hamuje rozwój lokalnego odczynu zapalny, co dowodzi udziału endogennych tachykinin w uszkadzającym działaniu NSAID na błonę śluzową jelita czczego. 2. Powyższa obserwacja sugeruje, że blokowanie receptorów NK-1 może być pomocna w leczeniu klinicznych stanów zapalnych jelit. Bibliografia: 1. Blackshaw L.A., Brookes S.J., Grundy D. et al.: Sensory transmission in the gastrointestinal tract. Neurogastroenterol. Motil. 2007, 19 (Suppl. 1), 1. 2. Brain S.D., Cox H.M.: Neuropeptides and their receptors: innovative science providing novel therapeutic targets. Br. J. Pharmacol. 2006, 147 (Suppl. 1), S202. 3. Brzozowski T., Konturek P.C., Konturek S.J. et al.: Role of prostaglandins in gastroprotection and gastric adaptation. J. Physiol. Pharmacol. 2005, 56, (Suppl. 5), 33. 4. Gad M., Pedersen A.E., Kristensen N.N. et al.: Blockage of the neurokinin 1 receptor and capsaicininduced ablation of the enteric afferent nerves protect SCID mice against T-cell-induced chronic colitis. Inflamm. Bowel. Dis. 2009, 15, 1174. 5. Goode T., O Connel J., Anton P. et al.: Neurokinin-1 receptor expression in inflammatory bowel disease: molecular quantitation and localisation. Gut 2000, 47, 387. 6. Graham G.J., Stevens J.M., Page N.M. et al.: Tachykinins regulate the function of platlets. Blood 2004, 104, 1058. 7. Hatazawa R., Ohno R., Tanigami M. et al.: Roles of endogenous prostaglandins and cyclooxygenase isozymes in healing of indomethacin-induced small intestinal lesions in rats. J. Pharmacol. Exp. Ther. 2006, 318, 691. 8. Hawkey C.J.: COX-2 chronology. Gut 2005, 54, 1509. 9. Holzer P.: Efferent-like roles of afferent neurons in the gut: blood flow regulation and tissue protection. Auton. Neurosci. 2006, 125, 70. 10. Holzer P.: Role of visceral afferent neurons in mucosal inflammation and defense. Curr. Opin. Pharmacol. 2007, 7, 563. 11. Kelly D., Anthony A., Piasecki C. et al.: Endothelial changes precede mucosal ulceration induced by indomethacin: an experimental study in the rat. Aliment. Pharmacol. Ther. 2000, 14, 489. 12. Koon H.W., Pothoulakis C.: Immunomodulatory properties of substance P: gastrointestinal system as a model. Ann. N.Y. Acad. Sci. 2006, 1088, 23. 13. Koon, H.W., Zhao, D., Zhan Y. et al.: Substance P stimulates cyclooxygenase 2 and prostaglandin E2 expression through JAK-STAT activation in human colonic epithelial cells. J. Immunol. 2006, 176, 5050. 14. Lecci A., Capriati A., Altamura M. et al.: Tachykinins and tachykinin receptors in the gut, with special reference to NK2 receptors in human. Auton. Neurosci. 2006, 126, 232. 15. Martin G.R., Wallace J.L.: Gastrointestinal inflammation: a central component of mucosal defense and repair. Exp. Biol. Med. (Maywood), 2006, 231, 130. 16. O Connor T.M., O Connell J., O Brien D.I. et al.: The role of substance P in inflammatory disease. J. Cell Physiol. 2004, 201, 167. 17. Sanger G.J.: Neurokinin NK1 and NK3 receptors as targets for drugs to treat gastrointestinal motility. Br. J. Pharmacol. 2004, 141, 1303. 18. Shimizu Y., Matsuyama H., Shiina T. et al.: Tachykinins and their function in the gastrointestinal tract. Cell Mol. Life Sci. 2008, 65. 295. 19. Walsh D.A., Mc Williams D.: Tachykinins and the cardiovascular system. Curr. Drug Targets 2006, 7, 1031 20. Whittle B.J.: Mechanisms underlying intestinal injury induced by anti-inflammatory COX inhibitors. Eur. J. Pharmacol. 2004, 500, 427. 52 Przegląd Lekarski 2013 / 70 / 2 P. Sendur i wsp.