Kepenų fibrozės mechanizmai: HSC ląstelės, TGF-beta1 ir silibino antifibrotinis poveikis

Kas yra kepenų fibrozė ir kaip ji vystosi

Kepenų fibrozė yra reversibilus patologinis procesas, kurio metu normalų kepenų audinį keičia kolageno ir kitų ekstraląstelinės matricos (ECM) baltymų kaupiniai. Skirtingai nuo cirozės, kuri yra galutinė ir sunkiai atstatoma stadija, fibrozė ankstyvose stadijose potencialiai gali regresuoti. Fibrozę sukelia įvairūs lėtiniai pažeidimai: alkoholis, virusinis hepatitas B ir C, nealkoholinė riebalinė kepenų liga (NAFLD), autoimuninės ligos ir medžiagų apykaitos sutrikimai. Nepriklausomai nuo priežasties, fibrozės vystymosi kelias yra panašus. Pažeidus hepatocitus, išsiskiria uždegimo mediatoriai ir reaktyvios deguonies formos (ROS). Šie signalai aktyvuoja Kupferio ląsteles — kepenų makrofagus — kurios gamina TGF-beta1, PDGF (trombocitų kilmės augimo faktorius) ir TNF-alfa. Šie citokinai aktyvuoja hepatines stellatines ląsteles (HSC), kurios tampa pagrindiniais fibrozės vykdytojais. Svarbu suprasti, kad fibrozė yra ne tik struktūrinis pokytis — ji fundamentaliai keičia kepenų architektūrą, pažeidžia kraujo tiekimą į hepatocitus per sinusoidus ir sutrikdo normalią kepenų funkciją. Progresavusi fibrozė tampa ciroze, kai kepenų struktūra tampa neartatoma.

Hepatinės stellatinės ląstelės (HSC): fibrozės pagrindiniai vykdytojai

HSC — tai specialios kepenų ląstelės, sėdinčios Disse erdvėje tarp hepatocitų ir sinusoidų endotelio ląstelių. Sveikose kepenyse jos yra ramybės būsenos ir kaupia vitamino A riebalų lašelius, atlieka retinoidų metabolizmo ir kepenų sinusoidų tonuso reguliavimo funkcijas. Pažeidimo sąlygomis HSC aktyvuojasi ir transformuojasi į miofibroblastus — kontraktilius, kolagenui gaminančius ląsteles. Šis aktyvacijos procesas yra fibrozės pagrindas. Aktyvuotos HSC praranda vitamino A lašelius, įgyja alfa-lygiojo raumens aktino (α-SMA) ekspresija, pradeda intensyviai gaminti kolageno I ir III tipus, fibronektiną ir kitas ECM molekules. Tuo pačiu metu jos pradeda gaminti metaloproteazių inhibitorius (TIMP-1, TIMP-2), kurie slopina natūralų kolageno skaidymą. Tai sukuria nevienalytį balansą: kolageno gamyba žymiai viršija jo skaidymą. HSC aktyvacija yra daugiapakopis procesas, reikalaujantis kelių signalų. Pagrindinis iš jų yra TGF-beta1, tačiau svarbų vaidmenį atlieka ir oksidacinis stresas (4-hidroksinenonalas), PDGF, angiotenzinas II ir lepinas. Supratimas apie šias signalizacijos kaskadas atveria galimybes antifibroziniam gydymui.

TGF-beta1: pagrindinis fibrozės citokinų

TGF-beta1 (transformuojantis augimo faktorius beta-1) yra laikomas galingiausiu profibrotiniu citokinu kepenyse. Jo gamybą skatina Kupferio ląstelės, aktyvuotos HSC ir pažeisti hepatocitai. TGF-beta1 veikia per Smad baltymų sistemą: prisijungęs prie receptoriaus, jis aktyvuoja Smad2 ir Smad3 fosforilaciją. Šie fosforilinti Smad baltymai sudaro kompleksą su Smad4 ir patenka į ląstelės branduolį, kur aktyvuoja kolageno genų transkripciją. Smad3 yra ypač svarbus — jo aktyvacija tiesiogiai koreliuoja su fibrozės progresavimu. TGF-beta1 taip pat slopina apsaugines apoptozės reakcijas aktyvuotose HSC — tai reiškia, kad pažeistose kepenyse HSC miofibroblastai ilgiau išlieka gyvi ir gamina kolagenį. Be Smad kelio, TGF-beta1 aktyvuoja ir Smad-nepriklausomus kelius: MAPK (ERK, p38, JNK) ir PI3K/AKT, kurie papildomai skatina HSC aktyvaciją ir kolageno sintezę. Visi šie mechanizmai daro TGF-beta1 pagrindiniu terapiniu taikiniu antifibrozinėms strategijoms. Silibino poveikis TGF-beta1 signalizacijai yra vienas iš geriausiai ištyrinėtų jo antifibrotinių mechanizmų.

Silibino antifibrotinis poveikis: molekuliniai mechanizmai

Silibinas veikia kepenų fibrozę keliais lygmenimis, tiesiai nukreipdamas į HSC aktyvacijos ir TGF-beta1 signalizacijos kelius. Pirma ir svarbiausia — silibinas slopina TGF-beta1/Smad3 signalizacijos kaskadą. 2012 m. Zheng ir bendraautorių tyrimas (Liver Int) parodė, kad silibinas geba tiesiogiai slopinti Smad3 fosforilaciją hepatinėse stellatinėse ląstelėse, taip mažindamas kolageno genų transkripciją. Šis poveikis pastebėtas ir in vitro, ir in vivo modeliuose. Antra — silibinas mažina oksidacinį stresą HSC, o tai sumažina jų aktyvacijos signalus. Kepenų fibrozės modeliuose silibinas žymiai sumažina 4-hidroksinonenalo (4-HNE) lygį — šis lipidų peroksidacijos produktas yra vienas iš galingiausių HSC aktyvatorių. Trečia — silibinas skatina aktyvuotų HSC apoptozę. 2003 m. Boigk ir kt. tyrimas (Hepatology) parodė, kad silibinas selektyviai skatina aktyvuotų (bet ne ramybės) HSC apoptozę per kaspazės-3 kelią, tai ypač svarbu fibrozės regresijai. Ketvirta — silibinas skatina metaloproteazių (MMP-2, MMP-9) aktyvumą, didinant natūralų kolageno skaidymą, ir slopina jų inhibitorius TIMP-1 bei TIMP-2.

Klinikiniai fibrozės tyrimai su silimarinu ir praktinės išvados

Klinikiniai duomenys apie silimarino antifibrozinį poveikį yra perspektyvūs, nors ir riboti lyginant su gyvuliniais modeliais. 2010 m. Ferenci ir kt. atsitiktinių imčių kontroliuojamas tyrimas (J Hepatol) su 459 cirozės pacientais parodė, kad aukštos dozės silimarinas (420 mg/d.) žymiai sumažino kepenų susijusią mirtingumą pacientams su alkoholine ciroze. Fibrozės histologiniai rodikliai tiriant biopsijas taip pat pagerėjo, nors statistinis reikšmingumas buvo ribinis. 2014 m. Dehmlow ir kt. apžvalgoje susumuota, kad silimarinas geriausiai veikia kaip fibrozės progresavimo stabdys ankstyvose stadijose, o vėlyvosios cirozės atveju poveikis yra mažesnis. Bioprieigos problema išlieka svarbi: standartinis silimarino ekstraktas pasiekia kepenų audinius žymiai mažesnėmis koncentracijomis nei reikalinga fibrozės mechanizmams slopinti. Fitosominė forma (Siliphos) ar intraveninis silibinas (Legalon SIL) demonstruoja reikšmingai geresnę terapinę koncentraciją kepenyse. Praktiškai tai reiškia, kad antifibrozinis poveikis labiau tikėtinas vartojant aukštesnio bioprieinamumo formulas. Dozavimo rekomendacijoms ir formos pasirinkimui esant nustatytai kepenų fibrozei būtina konsultuotis su gydytoju.

Dažni klausimai