T.C. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ TIP FAKÜLTESİ İÇ HASTALIKLARI ANABİLİM DALI GASTROENTEROLOJİ BİLİM DALI Tez Yöneticisi Prof. Dr. Gülbin ÜNSAL KRONİK VİRAL HEPATİTLİ HASTALARDA NONİNVAZİV SERUM BELİRTEÇLERİNİN KARACİĞER FİBROZİS DERECESİNİ BELİRLEMEDEKİ ROLLERİ (Yandal Uzmanlık Tezi) Uzm. Dr. Dilek TUCER EDİRNE 2008
TEŞEKKÜR Tez konusu seçimimde ve oluşturulmasında emeği geçen değerli hocam Sayın Prof. Dr. Gülbin ÜNSAL DÖKMECİ ye, Uzmanlık eğitimime katkılarından dolayı Gastroenteroloji Bilim Dalı öğretim üyesi Prof. Dr. Ahmet TEZEL, Doç. Dr. A.RızaSOYLU, Yard. Doç. Dr. Hasan ÜMİT ve İç Hastalıkları Anabilim Dalı Öğretim üyeleri ne, Tezimin hazırlanmasında emeği geçen Hematoloji Bilim Dalı Başkanı Prof. Dr. Muzaffer DEMİR, Patoloji Anabilim Dalı Başkanı Prof. Dr. Kemal KUTLU, Öğretim üyesi Yard. Doç. Dr. Ufuk USTA, ve Hematoloji laborantı Şennur AZCAN ya, Birlikte çalışmaktan mutluluk duyduğum tüm İç Hastalıkları uzman, asistan ve hemşirelerine teşekkürü borç bilirim.
İÇİNDEKİLER GİRİŞ VE AMAÇ... 1 GENEL BİLGİLER... 4 KARACİĞER HİSTOLOJİSİ... 4 KARACİĞER FİBROZİSİ... 5 KUPFFER HÜCRESİ... 5 HEPATİK STELLAT HÜCRE (HSH)... 6 EKSTRASELLÜLER MATRİKS... 6 FİBROZİS PATOGENEZİ... 9 İYİLEŞME SÜRECİ VE TEDAVİ SEÇENEKLERİ... 12 KARACİĞER FİBROZİSİNDE KULLANILAN TANI METODLARI... 16 GEREÇ VE YÖNTEMLER... 24 BULGULAR... 29 TARTIŞMA... 55 SONUÇLAR... 66 ÖZET... 68 SUMMARY... 70 KAYNAKLAR... 72
SİMGE VE KISALTMALAR A1G A2M ALP ALT Apo A1 AST AT-II CD95 CINC CT ESM EGF ET-1 FGF GGT NO HA HGF HIV HSH IL IFN- : Alfa-1 globulin : Alfa-2 makroglobulin : Alkalen fosfotaz : Alanin aminotransferaz : Apolipoprotein A1 : Aspartat aminotransferaz : Anjiotensin-II : Clusters of differentiation : Cytokine induced neutrophil chemoattractant : Computed tomografi : Ekstrasellüler matriks : Epidermal growth factor : Endotelin-1 : Fibroblast growth factor : Gama glutamil transpeptidaz : Nitrik oksit : Hyalüronik asit : Hepatocyt Growth Factor : Human immunodeficiency virus : Hepatik stellat hücre : Interleukin : Interferon alpha
IFN-γ ILGF-1 INR MCP-1 M-CSF MMP MR NASH N-CAM PIIINP PAF PAI-1 PCR PDGF PDGF-BB PG PICP PTZ ROS USG TIMP-1 TGF-β1 TGF-α TNF- YKL-40 : Interferon gamma : Insulin-like growth factor-1 : International normalized ratio : Monocyte chemotactic protein-1 : Macrophage colony stimulating factor : Matriks metalloproteinaz : Manyetik rezonans : Non alkolik steatohepatit : Neural cell adhesion molecule :Amino terminal peptide of procollagen III : Platelet aktivator faktör : Plasminojen aktivator inhibitor-1 : Polymerase chain reaction : Platelet-derived growth factor : Platelet derived growth factor-bb : Prostoglandin : Prokollogen-I karboksi terminal peptid : Protrombin zamanı : Reactive oxygen species : Ultrasonografi : Tissue ihibitor of matrix metalloproteinase : Transforming growth factor-beta1 : Transforming growth factor-alpha : Tumor necrosis factor : Condrex
GİRİŞ VE AMAÇ Günümüzde kronik karaciğer hastalıkları kardiyak, genetik ve otoimmün gibi nedenlerin sonucu olarak görülüyorsa da, sirozluların çoğunda esas neden kronik hepatit B ve C enfeksiyonunun yanı sıra alkol bağımlılığıdır. Bazı olgularda bu etkenler birlikte olmakta, hastalığın seyrini daha da olumsuz etkilemektedir. Bu birliktelik gelişmiş toplumlarda viral etkenlerle birlikte alkol kullanımı, geri kalmış ülkelerde ise kronik viral hepatite eşlik eden HIV (Human Immunodeficiency Virus) enfeksiyonu ile olmaktadır (1). Ülkemizde ise enfekte olguların ve ailelerin tam olarak belirlenememesi, hastalıkta anne ve aile içi bulaşın enfeksiyonun yayılmasında ve kronikleşmesindeki önemli rolünün yanı sıra toplumuzda alkol alışkanlığının yaygınlaşması konunun önemini artırmaktadır. Hepatit B ve C enfeksiyonuna bağlı akut ve kronik hepatitler, hatta erken evrede karaciğer sirozu klinikte silik semptomlarla seyretmekte ve çoğu kez fark edilmeden geçirilmektedir. Ancak siroz dekompanse olduktan sonra klinikte ölümcül komplikasyonlar ortaya çıkmakta ve transplantasyonuna kadar uzayan önemli psikolojik ve ekonomik kayıplara neden olmaktadır. Akut hepatit döneminde tanı konan az sayıdaki olguda transaminaz yüksekliğinin 6 aydan uzun sürmesi ve 6-12 ayda bağışıklığın tam olarak oluşmaması hepatitin kronikleştiğini düşündürmektedir (2). Bunun yanı sıra kronik hepatit B özellikle de hepatit C enfeksiyonu çoğu kez bir transfüzyon veya operasyon hazırlığı sırasında transaminaz yüksekliği ve viral göstergelerin pozitif bulunması ile tesadüfen tanımlanmaktadır. İyileşebilir olan kronik hepatitin siroza dönüşüm süreci tam olarak bilinmemekle birlikte ortalama 10-15 yıl olduğu kabul edilmektedir (1). Bu sırada tanıda kullanılan klasik laboratuvar yöntemleri karaciğer dokusundaki nekroinflamasyonu kısmen değerlendirmekle birlikte fibrozis hakkında bilgi vermemektedir. Ayrıca kronik hepatitin 1
karakteristik histopatolojik bulgusu olan nekroenflamasyonun tamamen iyileşebileceği, ileri evre fibrozisin yani sirozun dönüşümsüz olduğu bilinmektedir. Geçen yüzyılın sonlarına kadar sadece semptomatik olduğunda tedavi edilen kronik karaciğer hastalıklarının seyri, transplantasyonun yanısıra interferon ve nükleozid analoglarının kullanılmaya başlaması ile umut vermektedir (3-5). Yapılan bir çok çalışmada immünmodülatör ve antivirallerin, nekrozun yanı sıra evre I-IV fibrozisi de iyileştirdiği belirtilmektedir. Ancak bu tedavilerin önemli yan etkileri, düzenli olarak uzun süreli kullanım gerekliliği ve pahalı olmaları kullanım alanlarını sınırlamaktadır. Tedavi endikasyonun belirlenmesinde ve takibinde diğer tüm laboratuvar kriterlerinin yanı sıra histopatolojik olarak nekroinflamasyon ve özellikle fibrozisin değerlendirilmesi gerekmektedir. Bu nedenle olgulara en az bir kez, uygulaması zor ve invaziv bir yöntem olan karaciğer biyopsisini gereksinimi ortaya çıkmaktadır (6). Geçen yüzyılın başından beri tıbbın hizmetinde olan karaciğer biyopsisi perkütan, laparaskopi, laparatomi ve wedge biyopsi yöntemleri ile uygulanmaktadır (7,8). Karaciğer iğne biyopsinin zorluğunun yanı sıra olgularda çoğu zaman koagülasyon bozukluğunun bulunması, histopatolojik bulguların doku içinde hetorojen dağılımı ve farklı değerlendirmeler çekinceleri dahada artırmaktadır (9). Bunun sonucu olarak tedavide yeni moleküller denenirken dokudaki nekrozu özellikle fibrozisi gösteren indeks parametreler ve artmış fibrozisin serum belirteçleri geliştirilmeye çalışılmaktadır. Fibrotik indeks olarak birkaçı birlikte değerlendirilerek kullanılan klasik labratuvar yöntemlerinin arasında biluribin düzeyi, protrombin aktivitesi, AST (Aspartat aminotransferaz) / ALT (Alanin aminotransferaz) oranı, Apo A1 (Apolipoprotein A1), A2M (alfa-2 makroglobulin), haptoglobülin düzeylerinin ölçümü gelmektedir (10). Hızla gelişen teknoloji ile kronik viral hepatitlerde tanı ve tedavi olasılıklarının artması hatta transplantasyon sonrası da bunlara ihtiyaç duyulması noninvaziv fibrotestlerin araştırılmasını gerektirmektedir. Henüz hiçbirinin biyopsiye üstünlüğü kesinleşmemekle birlikte gelişmiş ülkelerde deneysel modellerin yanısıra kronik viral ve alkolik hepatitli olgularda yapılan klinik çalışmalarda HA (Hyalüronik asit), TIMP-1 (Tissue ihibitor of matrix metalloproteinase), PIIINP (Amino terminal peptide of procollagen III), YKL-40 (Condrex) gibi serumdaki bir çok olası fibröz belirteçlerin değerliliği araştırılmaktadır. Ülkemizde ise az sayıda bazı klinik çalışmada HA, PGA (protrombin indeks, GGT (gamaglutamil transpeptidaz), Apo A1 kombinasyonu) ve PGAA (PGA ve A2M kombinasyonu) skorlarının anlamlı olabileceği ileri sürülmektedir (11,12). 2
Bu çalışmada perkütan iğne biyopsisi ile hepatit B ve hepatit C ye bağlı kronik hepatit tanısı alan olgularda karaciğerdeki fibrozis belirteci olabileceği ileri sürülen TIMP-1 ve YKL- 40 ın serum değerlerinin ne oranda fibrozisi yansıttığının ve klasik biyokimyasal karaciğer indeksleri ile ilişkisinin incelenmesi amaçlandı. 3
GENEL BİLGİLER KARACİĞER HİSTOLOJİSİ Karaciğerdeki hücrelerin 2/3 ünü hepatositler oluşturur. Geri kalan hücreler; kupffer hücreleri (retiküloendotelial sistemin hücreleri), stellat hücreler (İto veya yağ biriktirici hücreler), endotelial hücreler, safra kanal hücreleri, kan damarları ve destek yapılardır. Işık mikroskobunda lobüler yapı gösterir (13). En küçük fonsiyonel ünitesi asinus lardır. Köşelerde portal alanlar ve ortada santral venin yer aldığı yapı lobül olarak isimlendirilir. Portal alan, hepatik ven ve arter ile safra kanalı, lenfatikler, bir miktar kollajen ve destek dokusu içerir (14). Bir portal aralık ile komşu iki santral ven arasında kalan üçgen yapı asinus olarak adlandırılır. Bu ana çatı üzerinde, hepatositler biri diğerinin üzerinde olacak şekilde yerleşmesi ile plate-kordon denilen duvarlar yaparak portal aralıktan santral vene doğru uzanırlar. Hepatosit kordonlarını birbirinden ayıran dar aralık, sinuzoidal aralık olup, portal aralıktan santral vene doğru kan akımı olur. Safra akımı ise kan akımının tersine santral venden portal mesafeye hepatositler arasından akmaktadır. Sinuzoidlerin endotelyal yüzeyi ve hepatositler arasında disse aralığı bulunur. Hepatositlerin basolateral yüzü disse aralığı ile komşudur. Hepatositin apikal yüzü ise, safra bileşiklerinin salgılandığı kanaliküler membranları teşkil eder. Bu kanaliküller portal alanları ağ gibi sarar (15). Disse aralığında; hepatosit villusları, endotelden filtre edilen plazma, fibronektin, proteoglikanlar ve kollajen bulunur. Disse aralığındaki kollajen fibriller (özellikle tip I ve tip IV kollajen) hepatositlere destek için çatı özelliği taşır. Bu çatı yapısı hasarlanır ise, iyileşme süreci fibrozise yol açar. Fibrozisin ilerlemesi ise siroz ile sonuçlanır. Erken dönemde fibrozis geri dönüşümlü iken siroz geliştiğinde kalıcı hale gelir (14). 4
KARACİĞER FİBROZİSİ Fibrozis; parankimal organlarda bağ dokusunun aşırı birikimini tanımlamak için kullanılan bir terimdir. Fibrozisin oluşum mekanizmasında interstisyel kollajen başta olmak üzere diğer matriks bileşenlerinin birikimi rol oynar (16). Normalde ekstrasellüler matriks yapımı ve yıkımı dengeliyken fibrozis sürecinde bu denge bozulur. Karaciğer fibrozisi, ilerleyici karaciğer hasarının göstergesidir. Karaciğer hasarına yol açan bütün etkenler karaciğerde enflamasyon ve nekrozla birlikte fibrozise yol açarlar. Akut olaylarda geri dönüşümlü olan fibrozis, kronik zedelenme sürecinde rejenerasyon nodülleri ve fibröz bantların oluşumu ile portal hipertansiyon ve karaciğer fonksiyon bozukluğunun komplikasyonları ile seyreden siroza kadar ilerler. Karaciğer fibrozisine yol açan etkenler arasında; viral hepatitler (B, C, D), metabolik nedenler (hemakromatozis, alfa-1 antitripsin eksikliği, wilson hastalığı, galaktozemi, tirozinemi, Tip IV glikojen depo hastalığı), hepatik venöz obstrüksiyon, toksin ve ilaçlar (alkol, amiodaron, metotreksat vs.), primer biliyer siroz, nonalkolik steatohepatit (NASH), otoimmun hepatit, helmintler (şistozomiazis) ve kriptojenik sirozlar sayılabilir (14,17). Fibrozis sürecinde birçok hücre tipi ve değişik faktörler rol oynamaktadırlar. Hepatik stellat hücreler (HSH) ve kupffer hücreleri fibroziste rol oynayan esas hücrelerdir. KUPFFER HÜCRESİ (Karaciğer Makrofaj Hücresi) Kemik iliğinden gelen monositer seriye ait hücrelerdir. Vücutta yer alan en sabit makrofaj grubudur. Genelde, büyük ve daha yüksek aktiviteye sahip olanlar lobül periferinde portal sahalara yakın yerleşim gösterirken küçük olanları santral ven e yakın lokalize olur (18). Temel olarak A vitamini, yağ depolanması ve hücreler arası ilişkilerde rol oynar. Kupffer hücresi, uzantıları aracılığı ile, sinuzoid içerisinde bulunan tüm hücreler (pit hücreleri, endotel hücreleri) ve endotelde bulunan fenestrasyonlar yolu ile hepatosit ve yağ depolayan hücreler ile temas eden membranlara sahiptir. Kupffer hücreleri ve sinüzoid endotelial hücreler Fc reseptörlerine sahiptir ve immun komplekslerin temizlenmesinde rol oynarlar. Prostoglandinler (PG), interlökinler (IL), tumor nekrosis factor (TNF) gibi sitokinler salgılarlar. Endotoksinlerden olan lipopolisakkaritlerin temizlenmesi, anafilotoksin olan C5a ya etkisi ile PG ve tromboksan salgılatılması, atrial natriüretik peptidin fagositik aktivitesinin arttırılması, tümör hücrelerinin fagositozu gibi etkilere sahiptir (18,19). Fibrozisteki asıl etkisi ise fibrozis sürecindeki matriks üretiminde en etkili uyaran olan TGF-β1 in üretimidir. Aktive kupffer hücrelerinin ürettiği TGF-β1, stellat hücreleri aktive 5
ederek kollajen üreten myofibroblastik hücrelere değişimini sağlar. Ayrıca matriks metalloproteinaz-9 (MMP-9) sekresyonu ile latent TGF-β1 i aktive ederler ve HSH in kollajen sentezini arttırırlar. Oksidatif stres sonucu oluşan reaktif oksijen metabolitlerinin (ROS) kaynağıdırlar ve oluşan metabolitler HSH aktivasyonunda rol oynar. Proenflamatuvar sitokinlerin yanı sıra, antienflamatuvar sitokinler de üretirler. Ayrıca ROS un oluşturduğu etkiyi nötralize etmek üzere nitrik oksit (NO) üretimi de olur (18-20). HEPATİK STELLAT HÜCRE (HSH) Hepatik stellat hücre (HSH), perisünisoidal, subendotelyal bölgede hepatositlerin üzerinde yer alan yıldızımsı uzantıları olan mezenkimal kökenli bir hücredir. Tüm karaciğer hücrelerinin %15 ini oluştururlar (17). Bu hücreler A vitamini depolayan hücre, liposit, İTO hücreleri olarak da bilinir. Fonksiyonları arasında; ekstrasellüler matriks (ESM) komponentlerinin sentezi, bunların yıkımında rol alan MMP ların ve inhibitörlerinin sentezi ve ESM in yapılanması, çeşitli büyüme faktörleri ve sitokinlerin sentezi, sinüzoid lümenin kontraksiyon ve dilatasyonu ile kan akımı ve portal basıncın düzenlenmesi, karaciğer rejenerasyonu ve yara iyileşme cevabında fibröz matriksin oluşması bulunur (21). Stellat hücreler herhangi bir uyaran ile aktive olmadan önce (sessiz formu), sitoplazmik yağ damlacıkları, retinoid depoları içeren uzun sitoplazmik çıkıntıları ile sinüzoidleri saran, bazal membran tipi matriks sentezi yapan hücrelerdir (17,22). Aktive olduğunda ise kontraktilite, proliferasyon, fibröz matriks üretimi, normal matriks yıkımı, diğer hücrelerin kemotaksisi gibi özellikler kazanan myofibroblastlara dönüşür. Sitoplazmik uzantılarını, vitamin A ve yağ depolayıcı özelliğini kaybederler. Hepatik stellat hücre aktivasyonunun başlangıcında zedelenmiş hepatosit, endotel, kupffer hücreleri, trombosit ve enflamatuvar hücrelerden gelen parakrin büyüme faktörleri, sonrasında otokrin faktörler rol oynar (17). Hepatik stellat hücre; kollajen Tip I ve III ile, kollajen Tip VI, fibronektin, laminin, tenaskin, undulin, hyalüronat, proteoglikanlar ve otokrin olarak TGF-β salgılar (23-25). Ayrıca cytokine-induced neutrohil chemoattractant, monocyte chemotactic protein-1 (MCP-1) ve macrophage colony-stimulating factor (M-CSF) kemoatraktan salgılayarak diğer monosit, makrofaj, lenfosit ve aktive HSH leri enflamasyon bölgesine çeker (23,26). EKSTRASELLÜLER MATRİKS (ESM) Sinüzoidleri döşeyen endotel ile hepatosit hücrelerinin arasını dolduran, portal alan ve santral ven çevresinde bulunan jelatin yapısında bir destek dokusudur (25). Sinüzoidlerin 6
çevresindeki ESM, kan akımı ve parankim arasındaki öncül bölgedir. Bu nedenle ESM de oluşan değişiklikler karaciğerin yapı ve fonksiyonlarını önemli ölçüde etkiler. Sinüzoidlerle ilişkisi olan tüm hücreler matriksin yapımına katkıda bulunurlar. Karaciğerdeki her hücre, hücre dışı matriks üretebilse de stellat hücre, sinüzoid endotelial hücreler ve safra kanalikülü epitel hücreleri matriksin öncül hücreleri olarak tanımlanmıştır. Fakat en çok stellat hücreler matriks sentezlerler. Hücre proliferasyonu, migrasyonu, albumin gen ekspresyonu, sinüzoidlerin fenestrasyonunun oluşması, karaciğer rejenerasyonu, solüt transportu, çeşitli mediyatörlerin depolanması ve salınımı gibi fonksiyonları vardır (25). Ekstrasellüler matriks yapımı ve yıkımı denge halindedir. Matriks metalloproteinazlar matriks yıkımından sorumludur. Dokuda bulunan matriks metalloproteinaz inhibitörleri (Tissue Inhibitor of Matrix Metalloproteinases: TIMP) ise oluşan matriksin yıkımının engellenmesini sağlarlar. Matriks metalloproteinazlar ve TIMP matriksin yapım ve yıkımını sürekli denge halinde tutarlar. Matriks metalloproteinazlar; 1.interstisyel kollajenazlar (MMP- 1,8,13) 2.Jelatinazlar (MMP-2,9= tip IV kollajenaz) 3.Stromelizin 4.Membran tipi 5.Metalloelastaz olmak üzere subtiplere ayrılır. Ekstrasellüler matriks; kollajenler, glikokonjugatlar (glikoproteinler, proteoglikanlar) ve glikozaminoglikan (hyalüronat) gibi makromoleküllerden oluşur Ekstrasellüler Matriks Bileşenleri 1) Proteinler: a- Kollajen: Tip I, III, IV, V, VI b- Elastin 2) Glikokonjugatlar: a- Yapısal glikoproteinler: fibronektin, laminin, undulin, nidojen (entaktin), tenaskin, merosin b-proteoglikanlar: Heparan sülfat, kondroitin-4-sülfat, kondroitin-6-sülfat, dermetan sülfat, perlekan, endoglin, syndekan, decordin, biglycan 3) Glikozaminoglikanlar: Hyalüronat 1) Proteinler: Kollajenler: Bağ dokunun esas bileşeni olan kollajen 5 tiptir. Tip I, II ve tip III fibriler kollajendir. En fazla kollajen, disse aralığındaki subendotelyal boşluğu dolduran ESM yapısında bulunur. Sinüzoidlerin çevresinde düşük yoğunluklu, bazal membran tipi tip IV kollajen varken, portal alan ve büyük damarların çevresinde fibriler kollajen (Tip I, III, V kollajen) bulunur. Portal alan ve fibröz septalarda görülen skar dokusunun en yaygın kollajeni tip I kollajendir. Portal mesafenin ikinci sık kollajeni ise tip III kollajendir (27). 7
Hasarı takiben kollajen tip III artmakta ancak daha sonra sirotik karaciğerdeki kollajenlerin %60-70 ini oluşturacak olan kollajen tip I, tip III ün yerini almaktadırlar. Ayrıca tip IV ve VI kollajen, laminin, fibronektin ve undulinde de artış mevcuttur (25). Hücre kültürü çalışmalarında, tip I ve tip III kollajenler, prokollajen denen üçlü helikal yapılı ön moleküller olarak sentezlenir. Bu ön moleküller, aminoterminal (N-terminal) ve karboksi terminal (C-terminal) uçlarında kollajen olmayan peptid uzantılar içermektedirler. Bu nedenledir ki, fibrozis süreci içinde prokollajen III aminoterminal peptid (PIIINP) düzeyleri belirgin yüksek bulunmaktadır. Elastin: Elastin protein yapısında olup kan damarlarının duvarlarında ve karaciğer kapsülünde bulunur. Karaciğer fibrozunda elastin düzeyi kollajen ile birlikte artar (28). 2) Glikokonjugatlar : a- Glikoproteinler: Dallanmış kısa oligosakkarit zincirlerinin kovalent olarak bağlandığı proteinlerdir. Hücrelerin, hücreler arası matriks komponentlerine yapışmasını sağlarlar. Fibronektin; İki polipeptit zincirden oluşur. Disse mesafesinde yoğun olarak bulunur ve burada kollajene bağlanır. Kollajen, fibrin ve heparinin hücrelere bağlanmasını sağlayan mediatördür. Trombüs organizasyonu ve yara iyileşmesinde rol oynar (24,27,29). Nidojen (Entaktin); Bazal membranların önemli bir öğesidir ve laminin, tip IV kollajen, perlekan ve fibulinler ile kompleksler oluşturma yeteneğinden dolayı bazal membranların şekillenmesinde önemli bir rol oynar. Nidojen, lamininine bağlandıgı zaman, proteolizisten etkilenmez ve lamininin hücrelere bağlanmasını kolaylaştırırarak, lamininin polimerizasyonunu etkiler (30). Vitronektin; Plazma ve ESM yapısında bulunan bir glikoproteindir. İşlev açısından fibronektine benzerdir (24,31). Laminin; Hepatik stellat hücreler tarafından sentezlenen nonkollajen glikoproteindir. Bazal membranda depo edilir ve kollajen Tip IV gibi dağılım gösterir. Epitel hücrelerinin bazal laminaya bağlanmasını sağlar (19,27). Laminin in serum seviyesi ve pepsine dirençli Laminin fragmanı alkol ve viral hepatitlere bağlı kronik KC hastalığında yüksektir (32). Undulin (Kollajen XIV); Tip I ve Tip II kollajenle birlikte olan üç zincirli polipeptittir. Portal alanlarda bulunur (27). Tenaskin; Ekstraselüler matriks glikoproteini olup, değişik dokularda genellikle MMP ile birlikte sentezlenmektedir. Çeşitli hücrelerin migrasyonu ve proliferasyonunda, ayrıca anjiogenezde rol oynar (33). 8
b- Proteoglikanlar: Karbonhidrat içeriği protein içeriğinden fazla olan ve daima bir sülfat grubu içeren heteropolisakkarit yapılardır. Çeşitli tipleri vardır. Bunlar; heparan sülfat, heparin, kondroitin sülfat, keratan sülfat, dermatan sülfat, perlekan, endoglin, syndekan, decordin, biglycan dır. Karaciğerde en çok heparan sülfat bulunur. Hücre yüzey reseptörleri ve büyüme faktörleri, kollajenler, fibronektin ve laminin gibi makromoleküller arasındaki iletişimi sağlar (14-24). Fibrozis sürecinde dermatan ve kondroitin sülfatta artış gözlenirken, heparin ve heparan sülfatta azalma ortaya çıkmaktadır (25). 3) Glikozaminoglikanlar: Tekrarlayan disakkarit zincirlerinden oluşan, sülfat içermeyen proteoglikandır. Sülfatsız olan halüronik asitin diğerlerinden farkı, protein molekülüne bağlanmamasıdır. Hyalüronik asit, hepatik stellat hücreler tarafından sentez edilip, karaciğer sinüzoid hücreleri tarafından yıkılırlar (24,34). Karaciğer fibrozisinde kondroitin sülfat ve dermatan sülfat ile birlikte miktarı artar. FİBROZİS PATOGENEZİ Karaciğer fibrozisinde, hem ekstrasellüler matriksin kendisi hem de aktive olmuş hücrelerin salgıladığı sitokinler aracılığı ile meydana gelen bir dizi olay ekstrasellüler matriks yapımında artış ve içeriğinde değişime yol açar. Bu değişim sonucunda kollajen birikimi gözlenir. Sirotik karaciğer normalden daha fazla ESM bileşeni içerir. ESM birikiminin esas uyaranı HSH dir. Karaciğer hasarını takiben HSH ler prolifere olarak myofibroblastlara dönüşerek kollajen ve kollajen olmayan ESM bileşenlerini, büyüme faktörleri ve çeşitli sitokinleri sentezlerler. Disse aralığında erken dönemde kollajen tip III ve V, fibronektin, kronik süreçte ise kollajen tip I ve IV, undulin, elastin, laminin ve hyalüronik asit artar. Ayrıca dermatan sülfat, kondroitin sülfat ve heparan sülfat gibi proteoglikanlar da artar. Kollajenler arasında tip I kollajen ise en fazla artan kollajendir (35). Hepatik Stellat Hücrelerin Aktivasyonu Hepatik stellat hücre aktivasyonunun başlangıç döneminde parakrin, sonraki dönemlerde otokrin faktörler rol oynamaktadır. Başlangıç döneminde zedelenmiş hepatosit, endotel, Kupffer hücreleri ve trombositler tarafından oluşturulan parakrin uyarılar sonucunda HSH gen ekspresyon değişiklikleri olur ve çeşitli uyarılara karşı duyarlı hale gelir. Hepatik stellat hücreler trasforming TGF-β, platelet derive growth factor (PDGF), Angiotensin-II (AT- 9
II), leptin, IL-1 ve TNF- gibi çeşitli sitokinler ile aktive olurlar (36). Kupffer hücreleri ise makrofajlar tarafından uyarılarak çeşitli enflamatuvar ve antienflamatuvar sitokin üretirler. Hepatik stellat hücrelerin uyarılması ve matriks sentezinin artışını TGF-β ve MMP-9, proliferasyonu ise TGF-α ile sağlarlar. Kupffer hücreleri ayrıca reaktif oksijen metabolitleri (ROS) ve nitrik oksit (NO) kaynağıdırlar. Hepatik stellat hücre aktivatörleri Tablo 1 de gösterilmiştir. Tablo 1. Hepatik stellat hücre aktivatörleri Endotel hücreleri Fibronektin TGF-β ET-1 PAF IL-1 Trombositler PDGF TGF-β EGF HEPATİK STELLAT HÜCRE AKTİVATÖRLERİ Kupffer hücresi SOR MMP-9 TGF-β TGF-α TGF-β Leptin Nötrofiller ROS EGF: Epidermal growth factor, PAF: Platelet Activiting factor, ET: Endothelin, ROS: Reactive oxygen species, MMP: Matrix mealloproteinase, TGF-α, β: Transforming growth factor-alpha, beta1, PDGF: Platelet-derived growth factor, IL-1: İnterleukin. Hepatositler tarafından laminin, insülin-like growth faktör-1 (ILGF-1) ve lipit peroksitlerinin salınması fibrogenezise katkıda bulunur. Humoral immunitenin artışı önemli bir faktör olup, lökositler tarafından salgılanan IL-4,5,6,13 ile sağlanır. Hücresel immuniteyi arttıran interferon-gamma (IFN-δ), TNF ve IL-2 ise azalır (37). Tüm bu parakrin uyarılarla aktive olan HSH ler proliferasyon, kontraktilite, matriks üretimi, matriks yıkımı, kemotaksis gibi fonksiyonlar ve kendini otokrin olarak uyarabilme yeteneği kazanır. 10
Proliferasyon HSH proliferasyonunu en çok trombositlerden salınan PDGF sağlar. Proliferasyonu uyaran diğer faktörler ise; vascular endotelial growth factor (VEGF), ET-1, EGF, IGF-1 ve fibroblast growth factor (FGF) dür. Trombin, arginin-vazopressin, AT-II gibi vazokonstriktörler HSH ler üzerine mitojenik etkilidirler (17,21). Kontraktilite ET-1 kontraktiliteyi uyaran en önemli faktördür (3). NO, ET-1 in antagonisti olup, fibrozis sürecinde ET-1 artarak, NO azalmaktadır (21,38,39) Fibrogenezis En etkili uyaran TGF-β dır (17). Fibrozis sürecinin ilerlemesi ile birlikte HSH lerden de otokrin olarak salgılanmaya devam eder. Hepatik stellat hücrelerden tip 1 ve tip 3 kolojen, fibronektin, laminin, connective Tissue Growth Factor (CTGF) sentezini uyarır. Trombospondin, tissue plasminogen activator (tpa) ve MMP gibi uyaranlar varlığında aktif forma dönüşür. Ayrıca TIMP ve MMP sentezini uyararak matriks bileşimini değiştirir (35). Kemotaksis ve Hücre Yüzey Reseptörlerinin Modülasyonu İntegrinler, discoidin domain reseptör ve dystroglycan gibi spesifik membran reseptörleri matriks ile intrasellüler sinyal ileti yolları arasındaki ilişkiyi sağlayarak HSH leri aktive ederler (37). Hepatik stellat hücreler ise cytokine-induced neutrophil chemoattractant (CINC), MCP-1 ve M-CSF gibi kemoatraktanlar salgılayarak monosit, makrofaj ve lenfositleri enflamasyon bölgesine çekerler (17, 21). Retinoid Kaybı Normalde vitamin A, karaciğerde, retinil esterleri olarak HSH de depo edilir. Fibrozis sürecinde başında HSH ler stoplazmik vitamin A depolarını kaybederler (20,21,40). Matriks Yıkımı ve Yeniden Yapılanma ESM miktarı artarken bazal membran tipi kollajen yerine, fibriler interstisyel tip kollajen miktarı artmaktadır. Kronik hasarlanmada matriks yıkımını önleyen TIMP düzeyi artarak, yıkımdan sorumlu MMP sentezi azalmaktadır. TIMP/MMP oranındaki bu artış fibrozisin ilerlemesine katkıda bulunur. Fibrozis gelişiminde; MMP-2,9 ve TIMP-1 düzeyi 11
artarken, MMP-1 azalmaktadır. Sonuçta bazal membran tipi kollajen yıkılmakta, fibröz matriks yıkımı azalmaktadır (37). Sitokin Salınımı İnterlökinler (IL-4, IL-6, IL-8, IL-6 ilişkili sitokin), prostaglandinler (PG D2, PG E2), TNF-α, TGF-α ve TGF-β, INF-α, INF-δ, PDGF, ILGF-1, M-CSF, MCP-1, PAF ve FGF enflamasyon ve fibrozis sürecinde rol oynayan sitokinlerdir (26,41). Plazmin antifibrotik bir sitokin olup, HSH ler PAI-1 (plazminojen aktivatör inhibitör) yoluyla fibrozis gelişimine katkıda bulunurlar. Aktive hepatik hücreler tarafından sentezlenen mediyatörler Tablo 2 de gösterilmiştir. Tablo 2. Hepatik stellat hücreler tarafından sentezlenen mediyatörler (37) Aktive HSH tarafından sentezlenen mediyatörler Alfa düz kas aktin PrP Synaptophysin Laminin Netsin Fibronektin Demsin TGF-β1 MCP-1 N-CAM M-CSF CINC GFAP Tip I-III kollajen PrP: Prion protein, N-CAM: Neural Cell Adhesion molecule, CINC: Cytokine induced neutrophil chemoattractant, GFAP: Glial fibrillary asidik protein, TGF-β1: Transforming growth factor-beta1, MCP-1: monocyte chemotactic protein-1, M-CSF: Macrophage colony-stimulating factor. İYİLEŞME SÜRECİ VE TEDAVİ SEÇENEKLERİ Herhangi bir etkenle ortaya çıkan karaciğer hasarında, enflamasyon süreci, fibrozise ilerler. İyileşme süreci, ESM komponentlerinin yıkımı ve yeniden yapılanması ile gerçekleşir. Etken ortadan kaldırılamaz ve fibrozis süreci ilerlemeye devam ederse histopatolojik ve klinik tablo sirozla sonuçlanır. Etyoloji ne olursa olsun siroz gelişimi için gereken süre ortalama 10-20 yıldır. İlk olarak 1970 yıllarında fibrozisin geri dönüşümlü olabileceği bildirilmiştir. Etken ortadan kalktığında fibrozis süreci geri dönüşümlü olabileceğine ve aktive olan HSH ler ya sakin HSH lere dönüşmekte veya apoptozis ile ortadan kalkmaktadır (42). 12
Fibrozun geri dönüşümlü olabileceğine dair ana belirteçlerden birisi, apoptozis ile HSH lerin temizlenmesidir ki, bu da TIMP-1 in azalan üretimini gerektirmektedir (43). Hepatik stellat hücrelerin yüzeyinde bulunan ölüm reseptörleri Fas, Fas-ligand, nerve growth factor reseptör (NGFR) uyarılmasıyla apoptozis uyarılır. Aktive olmuş MMP-2 de apoptozisi uyarır. Akut karaciğer hasarında HSH lerdeki CD95 (clusters of differentiation) ve CD95L ekspresyonunda artış gösterilmiştir. Bu artışla birlikte hücrelerde apoptozis meydana gelir. Kronik karaciğer hasarında ise artmış olan TGF-β1 ve TNF-α apoptozisi engellemektedir (26). Kollajen-I in yıkımı, fibrozisin gerilemesi ve HSH apoptozisinin gerçekleşmesi için gereklidir. Matriks metalloproteinaz-13 interstisyel kollajenaz olup, MMP-2 ve MMP-14 de kollajenolitik özellik taşımaktadır. Fibrozis sürecinde TIMP-1 ve TIMP-2 artmakta ve fibrozisin geri dönüşüm evresinde bu durum gerilemektedir (14,43). Natural killer (NK) hücreler, ilaca bağlı hepatotoksisitede, viral klirensin sağlanmasında, IFN-γ a bağlı karaciğer fibrozisinin engellenmesinde ve fibrozisin gerilemesinde önemli rol oynarlar. Natural killer hücreler İnterferon-γ ile aktive olduktan sonra, HSH lerin hızla ölümüne neden olurlar (36). Kronik viral hepatitli olgularda alkol alımı, diğer bir virüs ile koenfeksiyon, transplantasyon sonrası dönemde immunsupressif kullanımı ile NK aktivitesinin azalması, fibrozisin progresyonuna neden olmaktadır. Karaciğer fibrozisi basamakları ve apoptozis Şekil 1 de özetlenmiştir (42). Siroz evresi fibrozisin geri dönüşümü açısından önem taşır. Erken evre siroz olgularında tedavide fibrojenik uyarıların etkin ve uzun süreli ortadan kaldırılması durumunda sirozun geri dönüşümlü olabileceği kabul edilmektedir. Bu nedenle tedavide hedef; fibrozis gelişiminde rol oynayan HSH aktivasyonunun ve matriks sentezinin engellenmesi, matriks yıkımının sağlanması, enflamasyonun baskılanması, proliferatif ve fibrojenik mediyatörlerin nötralize edilmesi olmalıdır. Yapılan bazı çalışmalarda tedavide IFN-γ/ kullanılması ile NK aktivitesi arttığı ve fibrozis iyileştiği gösterilmiştir (36). Tedavide Asıl Hedefler (16,20,42,44,45); a) Primer hastalığın tedavisi b) Hepatik enflamasyonun ortadan kaldırılması: -Kortikosteroidler? -TNF antagonistleri -Kolşisin? -Malotilate? -IL-1 antagonisti, IL-12, IL-10 13
-Ursodeoksikolik asit -Thielavia minor (OPC-15161) -Karaciğer koruyucuları: Caspase inhibitörleri, HGF (Hepatocyt Growth Factor) mimetikler c) HSH aktivasyonunun engellenmesi: -Alfa IFN -Angiotensin-1 reseptör antagonistleri -Angiotensin konverting enzim inhibitörleri -Antioksidanlar: Vitamin E, resveratrol, quersetin, N-asetil sistein, flavanoid, slymarin, baicalin, AT-1 reseptör antagonistleri, -Sitokin aracılı tedavi: TGF-β antagonistleri, ET reseptör antagonistleri (bosentan), intrasellüler sinyal yolu inhibitörleri (δ-linoleic asit, lipooksijenaz inhibitörleri, simvastatin, pentoksifilin) -PPARδ agonistleri (peroxisome proliferator activated receptor) -Aldesteron antagonistleri -PDGF antagonistleri -Sodyum değiştirici inhibitörler (Cariporide) -Plazmin/trombin reseptör antagonistleri -NO deriveleri -İntegrin antagonistleri -HGF mimetikler -CTGF/CNN antagonistleri (Connective tissue growth factor, cystein rich 61) -SMAD7 agonistleri (mothers against DPP homolog) d) Matriks yıkımının sağlanması -Gliotoksin -NGF agonistleri (Nerve growth factor) -TIMP antagonistleri -TGFβ inhibitörleri -Transglutaminaz veya kollajenaz inhibitörleri 14
Karaciğer hasarı Etanol metabolizması ETANOL HCV KOLESTAZ METABOLİK SENDROM barsak geçirgenliği Protein yıkımı Azalmış SA atılımı Bozulmuş glikoz metabolizması Yağ birikimi bozulmuş lipid metabolizması mediyatörler asetaldehit Safra asiti glikoz adipositokin FFA T Hüc hepatosit Bilier hücre kupffer İnflamasyon dönemi aktivasyon Hcv protein MHCI/II aktivasyon SOR TGF-β TNF-α EGF IGF SOR TGF-β TNF-α EGF IGF Sessiz HSH aktive HSH Aktive HSH SOR TGF-β ET-1 PAF AT-II MCP-1 IL-10/IL-8 fibrogenezis TNF-α Fas ligand stimülasyon Kc hasarının devamı stimülasyon devam eden İnflamasyon Hepatosit apoptozisi Fibrotik hücre birikimi stimülasyon ESM sentezi Karaciğer hasarında inhibisyon Fibroziste gerileme Heaptosit rejenerasyonu Fas ligand TIMP TNF α HSH apoptozisi TIMP-1 TIMP-3 ESM yapılanması stimülasyon Şekil 1. Karaciğer fibrozisi patogenezi (42) 15