P ATOFIZJOLOGIA

1.5.1 Budowa prawidłowej tkanki wątrobowej

Tkanka wątrobowa zbudowana jest z elementów komórkowych oraz macierzy pozako-mórkowej. Osiemdziesiąt procent elementów komórkowych tkanki wątrobowej stanowią hepatocyty, pozostałą część nieparenchymalne komórki układu siateczkowo-śródbłonkowego (RES, reticulo-endothelial system), w skład którego wchodzą komórki śródbłonka, makrofagi (komórki Browicza-Kupffera) oraz komórki gwiaździste (zwane tak-że komórkami Ito, okołozatokowymi lub lipocytami).

Najmniejszą jednostką strukturalną wątroby jest płacik (zrazik) wątrobowy, który w przybliżeniu ma kształt pięcio- lub sześciokąta. W jego środkowej części przebiega żyła centralna. Pomiędzy płacikami znajdują się przestrzenie wrotne zawierające naczynia krwionośne i przewody żółciowe. Przestrzenie te stanowią szkielet łącznotkankowy wą-troby, gdzie następuje pierwszy etap spływu chłonki z przestrzeni okołozatokowych (Dis-sego). Hepatocyty w płaciku układają się w beleczki. W płaciku wątrobowym wyróżniamy 3 strefy: środkową (okołocentralną), pośrednią i obwodową (okołowrotną).

W normalnych warunkach w przestrzeniach oddzielających hepatocyty od naczyń zatokowych (przestrzeniach Dissego) znajduje się niewielka ilość (0,6% masy narządu) macierzy pozakomórkowej (ECM, extracellular matrix) [15, 16]. Macierz pozakomórkową

budują: kolagen, glikoproteiny, glikozaminoglikany, proteoglikany, białka macierzy ze-wnątrzkomórkowej oraz czynniki wzrostu. W prawidłowej wątrobie, głównie w torebce oraz w okolicy dużych naczyń, występuje kolagen typu I, III i V oraz XI (zwane tworzącymi włókna). W mniejszych ilościach spotykamy także kolagen typu IV, VI i XIV (zwany unduli-ną) oraz kolagen XVIII. Glikoproteiny oraz białka zawierają depozyty fibronektyny, lamini-ny, tenascylamini-ny, SPARC oraz czynnik von Willebranda. Proteoglikany zawierają głównie siar-czany heparanu, a także niewielkie ilości dekorinu, biglikanów, fibromoduliny, agrekanu, glypikanu, ksyndekanu i lumikanu [12, 17].

1.5.2 Budowa zmienionej w przebiegu włóknienia tkanki wątrobowej i procesy w niej zachodzące

W przebiegu włóknienia w wątrobie rośnie ilość oraz gęstość macierzy pozakomórkowej.

Zawartość kolagenu typu I, III i IV oraz VI wzrasta od 3 do 10 razy, podobnie glikoprotein oraz glikozamonoglikanów. Siarczany chondroityny i dermatanu zastępują siarczan hepa-ranu [17]. Zmiany te powodują wytwarzanie i odkładanie elementów łącznotkankowych odpowiedzialnych za powstanie blizny. Hepatocyty tracą mikrokosmki, zanikają kanały śródbłonkowe, w których odbywa się transport substancji z sinusoidów do hepatocytów.

Dochodzi także do aktywacji angiogenezy, w której uczestniczą czynniki wzrostu, takie jak:

PDGF (platelet-derived growth factor), VEGF (endothelial growth factor) oraz inne media-tory, jak: tlenek azotu i tlenek węgla. Wzrasta opór naczyniowy, obserwuje się uaktyw-nienie receptorów błon komórkowych, zwłaszcza integryn, które wpływają na pobudzenie i migrację komórek gwiaździstych. Uwalniane są czynniki wzrostu z przestrzeni pozako-mórkowej. Wzmożona sztywność tkanki, którą możemy ocenić w badaniach obrazowych, jest odzwierciedleniem wzrostu gęstości i ilości ECM [18, 19]. Na jej biologiczną aktywność wpływają integryny, białka adhezyjne, receptory macierzy komórkowej oraz cytokiny.

Najlepiej znaną cytokiną jest TGF-beta-1: która stymuluje transkrypcję kolagenu w ko-mórkach gwiaździstych.

Najważniejszą z komórek uczestniczących w procesie włóknienia jest komórka gwiaździsta zawierająca retinoidy (metabolity witaminy A). Jej aktywacja w miejscu naj-większego uszkodzenia tkanki wątrobowej powoduje jej przekształcenie w proliferujące-go, zdolnego do wytwarzania elementów macierzy łącznotkankowej miofibroblasta. Ko-mórki te uwalniają chemokiny oraz inne substancje zaburzające prezentację istotnych receptorów zapalnych, takich jak cząstki ICAM-1 (ryc. 1.1). Aktywacja komórek gwiaździ-stych prowadzi do wytwarzania, odkładania się macierzy łącznotkankowej oraz powstania blizny [20, 21].

Ważne znaczenie mają także limfocyty CD8+ oraz komórki śródbłonka sinusoidów, których obecność stanowi mikrośrodowisko dla aktywacji komórek gwiaździstych. Komór-ki biorące udział w fibrogenezie wywodzą się także z fibroblastów przestrzeni wrotnej, fibrocytów, komórek szpiku kostnego i powstają w wyniku przekształcenia nabłonka me-zenchymalnego [22, 23].

W warunkach fizjologicznych istnieje równowaga pomiędzy produkcją a degrada-cją macierzy pozakomórkowej. Włóknienie jest wynikiem zwiększonego wytwarzania tkanki łącznej, ale także niewydolności mechanizmów odpowiedzialnych za jej degradację.

W procesie rozpadu prawidłowej macierzy biorą udział metaloproteinazy należące do grupy wapniozależnych enzymów zdolnych do rozkładu substancji kolagenowych i nieko-lagenowych. Najważniejsze z nich to: metaloproteinaza macierzy typu 2 (gelatynaza) i typu 9 (gelatynaza 9), rozkładające kolagen typu IV oraz tkankowy inhibitor MT1-MMP 1 lub 2, uaktywniające MMP2. Znaczenie ma także stromelyzyna-1 rozkładająca proteogli-kany i glikoproteiny oraz uaktywniająca kolagenazy [18, 23].

Włóknienie jest procesem wieloetapowym, składa się z trzech podstawowych faz:

przedzapalnej (inicjacji zmian), zapalnej (utrwalenia zmian) i pozapalnej. W pierwszej z nich dochodzi do pobudzenia komórek gwiaździstych głównie na drodze parakrynnej po-przez martwicę i apoptozę hepatocytów. W tym procesie bierze udział insulinopodobny czynnik wzrostu 1 (IGF-1, insulin-like growth factor 1).

W drugiej z faz oprócz komórek gwiaździstych uczestniczą także leukocyty, płytki krwi, komórki śródbłonka sinusoidów, komórki Browicza-Kupffera. Te ostatnie oraz neu-trofile wytwarzają związki wolnorodnikowe, które dodatkowo stymulują komórki gwiaź-dziste, doprowadzając do ich przekształcenia w miofibroblasty. Wówczas następuje gro-madzenie się tkanki łącznej w przestrzeniach Dissego. Naczynia zatokowe nabywają nie-pełne błony podstawne, a sinusoidy strukturalne upodabniają się do naczyń kapilarnych.

W fazie pozapalnej miofibroblasty same wytwarzają cytokiny wywołujące efekty auto- i parakrynne. Uszkodzenie komórek śródbłonka stymuluje produkcję fibronektyny odpo-wiedzialnej za przekształcenie TGF-beta w formę aktywną, która jest jedną z najsilniej-szych profibrotycznych cytokin. Na tym etapie proces włóknienia staje się nieodwracalny.

Za aktywację genów powodujących fibrogenezę odpowiadają: transformujący czynnik wzrostu (TGF-beta), płytkowe czynniki wzrostu (PDGF- 1,2,3 i 4), endotelina 1, niektóre adipokiny, na przykład leptyna. W marskości przebudowie i nadmiernemu gromadzeniu macierzy łącznotkankowej towarzyszy zmiana architektoniki wątroby dotycząca organiza-cji komórkowej i naczyniowej narządu. Rozpoznanie opiera się na badaniu histopatolo-gicznym, w którym widoczna jest obecność guzków regeneracyjnych zastępujących pra-widłowy beleczkowy układ hepatocytów oraz przegród łącznotkankowych [24].

Rycina 1.1. Zmiany fenotypowe po aktywacji komórki gwiaździstej; zmodyfikowano za Scott L Friedman [21].