T.C. SAĞLIK BAKANLIĞI HASEKİ EĞİTİM VE ARAŞTIRMA HASTANESİ 2.CERRAHİ KLİNİĞİ Şef:Doç.Dr.İshak Sefa TÜZÜN DENEYSEL AKUT PANKRETİT MODELİNDE DÜŞÜK MOLEKÜL AĞIRLIKLI HEPARİN VE HESPERİDİN İN KORUYUCU ETKİSİ VE L-ARGİNİN E ÜSTÜNLÜĞÜ UZMANLIK TEZİ DR.SEHER ÖZKAN İSTANBUL 2008
TEŞEKKÜR Bana ve diğer tüm asistan arkadaşlarıma cerrahi sanatını sabır ve özveriyle, sevdirerek öğreten, kendi tecrübelerinden bizim en iyi şekilde faydalanmamız için elinden gelen tüm gayreti sarfeden, çalışkanlılık ve azmiyle hepimize örnek olan değerli hocam Sayın Doç.Dr.İ.Sefa TÜZÜN e, Eğitimim sırasında bilgi, yardım ve ilgilerini hiçbir zaman esirgemeyen, tez çalışmalarım sırasında büyük destek gördüğüm şef muavinim Sayın Doç.Dr.Gürsel SOYBİR e, yetişmemde büyük katkıları olan uzmanlarıma, uyum içinde çalıştığım asistan arkadaşlarıma, ameliyathane ve servis hemşirelerine, Hayatımın her alanında destek ve yardımlarından dolayı sevgili dostlarım ve aileme teşekkürlerimi sunuyorum. Dr.Seher ÖZKAN
İÇİNDEKİLER Sayfa 1.GİRİŞ...1 2.GENEL BİLGİLER...3 3.MATERYAL VE METOD...53 4.BULGULAR...56 5.TARTIŞMA...60 6.SONUÇ...66 7.KAYNAKLAR...67
GİRİŞ Normal şartlar altında kendi dokusu içinde inaktif olarak bulunan sindirim enzimlerinin etyolojik faktörle aktif hale geçerek pankreası sindirmeleri sonucu ortaya çıkan ve lokal, rejiyonel ve sistemik etkileri ile komplikasyonlara yol açabilen nonbakteriyel inflamasyona akut pankreatit denir (1). Tanımlanmasının üzerinden bir asırdan daha fazla süre geçmiş olmasına ve bu süre içinde yapılmış olan oldukça fazla klinik ve deneysel çalışmalara rağmen, akut pankreatitin patogenezi, etyolojik faktörler ile patogenez arasındaki direk ilişki ve tedavisi konusunda hala kesin görüşler yoktur. Ayrıca sahip olduğu yüksek morbidite ve mortalite ile akut pankreatit günümüzde tıbbın en önemli problemlerinden biridir (2,3,4). Akut pankreatitin fizyopatolojisini aydınlatmak üzere yapılan birçok deneysel çalışma bize aynı zamanda geniş yelpazede birçok ajanı çalışma ve deneme fırsatı vermektedir. Deneysel modellerde safra taşları, iskemi, alkol, endotelyel travma ve artmış kapiller permeabilite gösterilmiş mekanizmalar arasındadır (5). Akut pankreatit patogenezinde rol aldığı gösterilen diğer önemli bir faktör de serbest oksijen radikalleridir (6,7,8). Cerulein ile indüklenen pankreatit, deneysel pankreatit modelleri arasında tekrar edilebilen bir metod olup, genelde en sık tercih edilen bir modeldir (9). Cerulein asiner hücrelerde bir takım değişikliklere sebep olmakta ve bu da çok fazla miktarda serbest oksijen radikallerinin oluşumuna neden olmaktadır (10). Oksijen kaynaklı stabil olmayan reaktif toksik metabolitler, lipit peroksidasyonu ile enzimlerin ve proteinlerin denatürasyonuna sebep olurlar (11). Akut pankreatitin deneysel ve klinik formlarında fizyopatolojik olaylar henüz tam anlaşılmamış olup bu alanda tartışmalar ve geniş araştırmalar devam etmektedir. 1
Pankreatitin oluşumu ve seyri esnasında doku perfüzyonu oldukça önemlidir. Doku perfüzyonunu kapiller mikrotrombüsler ve kapiller akım direkt olarak etkilemektedir. Dolayısıyla kapiller vazodilatasyon, hiperpermeabilite, ve platelet agregasyonu pankreatit fizyopatolojisinde önemli bir yer tutmaktadır. L-Arginin NO donörü olarak mikrosirkülasyona direkt etki göstermektedir. Enoksaparin etkin bir kapiller perfüzyon ve permeabilite arttırcı, platelet agregasyon inhibitörüdür. Ayrıca oldukça etkin bir serbest oksijen radikal temizleyicisidir. Hesperidin ise oldukça etkin bir antienflamatuar ve serbest radikal temizleyici ve doku perfüzyon arttırıcı ajandır. Deneysel pankreatit modellerinde etkinliği gösterilmiş olan L-Arginin bu çalışmada kullanılma nedeni ise; araştırdığımız enoksaparin ve hesperidinin etkilerinin ne derece olduğu ve L-Arginin e üstün olup olmadığının kıyaslanmasıdır. 2
GENEL BİLGİLER TARİHÇE Akut pankreatit çok eski zamanlardan beri bilinen bir hastalıktır.pankreasın, 19.yüzyılın ortalarında sindirim sistemi ile ilgili bir organ olduğunun anlaşılmasından sonra, inflamatuar hastalıklarının da önemi ortaya çıkmıştır. 1886 da Senn (12) pankreas apsesi veya gangreninde cerrahi tedaviden bahsetmiştir. Akut pankreatitin doğru olarak ilk tanımlanması ve sınıflandırılması üç yıl sonra, 1889 da Fitz (13,14) tarafından yapılmıştır. Hastalığı hemorajik, süpüratif ve gangrenöz olmak üzere üç tabloda sınıflandırmıştır. Opie (15) 1901 de akut pankreatitden ölmüş bir hastanın ampulla vaterisinde safra taşı bulunduğunu otopsi ile göstererek, safra taşı pankreatiti hakkında ilk bilgileri vermiştir. Opie ve Halsted (15,16,17) buradan yola çıkarak pankreatit etyopatogenezinde hala tartışılmakta olan birleşik kanal teorisini ortaya attılar. 1925 de Moynihan (18) akut pankreatite bağlı morbidite ve mortalitenin önemini batın içi organlara bağlı olarak meydana gelen felaketlerin en kötüsü şeklinde tarif ederek belirtmiştir. 19. ve 20. yüzyılda pankreatit ile alkol ve diğer etkenler arasındaki ilişki üzerine pek çok araştırma yapılmış ve son 20-30 yılda araştırmalar pankreas içi enzimlerin nasıl aktif hale geçtikleri üzerine odaklanmıştır. Pankreatitin medikal tedavisinde birçok madde denenmiş olmasına rağmen, bu tedaviler supportif olmaktan ileri gidememişlerdir (19). PANKREAS ANATOMİSİ Pankreas midenin arkasında, sağında duedonum, solunda dalak olmak üzere retroperitonda transvers olarak uzanır. Pankreas kabaca, unsinat prosesle birlikte olan baş, boyun, gövde ve kuyruk kısımlarına bölünür. Baş orta hatta 2. lumbar vertebra hizasına kadar uzanır. Başın posterior yüzeyi sağ böbreğin medial kenarının yanında, sağ renal damarların ve inferior vena kavanın üzerinde bulunur. Uncinat proces, portal ven ve süperior mezenterik damarların arkasında posteriora ve bezin başının soluna uzanır. Bezin gövdesiyle başını birleştiren boyun süperior mezenterik damarlar ve portal venin önündedir. Süperior mezenterik ven ve portal ven ön yüzü ile pankreas boyun kısmı posterioru arasında dallar yoktur. Pankreasın gövdesi 1. lumbar vertebra hizasında uzanır ve süperior mezenterik venin sol sınırından başlar. 3
Posterior yüzü aorta, sol adrenal bez ve böbrek, sol renal damarlar ve üst sınırında uzanan splenik arter ve venle temas halindedir. Pankreasın kuyruğu 12. thorasik vertebra hizasında uzanır ve ucu genellikle dalak hilusuna ulaşır (20). Safra ve pankreatik kanallar Ana safra kanalı doudenuma giderken pankreas başının posteriorundan geçer ve vakaların %70 inden fazlasında kısmen veya tam olarak pankreas ile sarılır. Kanal duodenal duvara girer ve burada 1,5 cm kadar ilerler. Ana pankreatik kanal (Wirsung) pankreas kuyruğundan başlar ve safra kanalının altından duodenal duvara girer. İki kanal ortak kanal şeklinde birleşmeden önce birkaç milimetre boyunca yan yana uzanır. Tek pankreatikobilier kanal, ikinci veya üçüncü lomber vertebra hizasında duedonumun ikinci kısmının posteromedial duvarındaki Vater papillasından duodenal lümene açılır. Vater ampullası papilla içindeki ortak pankreatikobilier kanalın genişlemesidir ve iki kanalın birleşim yerinin distalindedir. Ampulla vakaların % 90 nında bulunur ve genellikle oldukça kısadır (5 mm veya daha az). İnsanların %10 unda herbir kanal duedonuma ayrı ayrı boşalır ve ampulla bulunmaz. Ortak kanal olduğu zaman safra taşı pankreatitinin patogenezinde önemli olabilir çünkü taş ampullada yerleşip kanalları tıkayabilir.aksesuar pankreas kanalı (Santorini) genellikle pankreas başının ön ve üst kısımlarını drene eder. Vakaların %60 ında duedonuma Vater papillasının 2 cm kranial ve hafifçe anteriorundaki minör papilladan girer. Aksesuar kanal Wirsung kanalıyla sıklıkla bağlantı gösterdiğinden drenaj minör veya majör papilladan olabilir. Minör papilla her zaman gastroduodenal arterin duedonumun arkasına geçttiği noktanın distalinde bulunur. Duktal anatomide çok değişik varyasyonlar olabilir ancak yanlızca normal insanların %10 kadarında görülen pankreas divicium nadiren hastalığa yol açabilir. Erişkinlerde ana pankreatik kanal pankreas başında 3-4 mm, gövdede 2-3 mm ve kuyrukta da 1-2 mm çapındadır (21). Pankreasın Arteryel Kanlanması Pankreasın kan akımı çöliak truncus ve süperior mezenterik arterden sağlanır. Genelde kanlanmanın en fazla olduğu yer pankreas başıdır, korpus ve kuyrukta daha azdır; boyun kanlanmanın en az olduğu yerdir. 4
Pankreas başı ve duodenumum konkav yüzü pankreatikoduodenal arteryel arkadın iki dalı (anterior ve posterior) ile beslenir. Her iki damarın ligasyonu duodenal iskemi ve nekroza yol açar. Tüm büyük arterler kanalların arasında yer alır. 1.Pankreatik arkad: Gastroduodenal arter, anterior süperior ve posteor süperior pankreatikoduodenal arteri oluşturmak için ayrılır. Anterior inferior pankreatikoduodenal arter pankreas boynunun alt kenarından veya üzerinden süperior mezenterik arterden çıkar.posterior inferior arterler ana truncusu oluşturabilir. Jejunal dalların bağlanması duedonum 4. kıtasının beslenmesi için tehlikeli olur. 2.Dorsal pankreatik arkad: Dorsal pankreatik arkad boynun arkasında yer alır, sıklıkla splenik venin arkasındadır. 3.Transvers pankreatik arkad: Transvers(inferior) pankreatik arter dorsal pankreatik arterin sol dalıdır ve pankreasın gövde ve kuyruğunu besler. 4.Splenik arterin dalları: Splenik arter pankreas gövdesinin posterior yüzünde ve kuyruğunda yer alır. Splenik arterin 2-10 arası dalları transvers pankreatik arterle anastomoz yapar. Bunların en büyüğü olan büyük pankreatik arter (Von Haller) pankreas kuyruğunu besleyen ana arterdir (21). Pankreasın Venöz Drenajı Pankreasın venleri genellikle arterlere paraleldir ve arterlere göre daha yüzeyeldir. Hem arter hem de venler kanalların arkasındadır. Venler portal ven, splenik ven, süperir ve inferior mezenterik vene boşalır. Hepatik portal ven pankreasın boynunun arkasında, süperior mezenterik ve splenik venin birleşmesinden meydana gelir. Vena kava inferiorun önünde yer alan portal ven koledok ile sağa, hepatik arter ise sola yönelir (21). 5
Pankreasın Lenfatik Drenajı Pankreasın lenfatik drenajı zengindir ve genellikle tüm yönlerde venöz drenajı izler. Pankreasın üst sınırında yerleşen süperor nodlar bezin ön ve üst yarısından lenfi toplarlar. Baş ve gövdenin inferior sınırı boyunca inferior nodlar alt yarının ön ve posterior yarısını drene ederler. Anterior nodlar pankreas başının ön yüzünü drene ederler. Pilorun altında, pankreas ve duodenum arasındaki yarıkta önde ve transvers kolonun mezenter kökünde yerleşmişlerdir. Posterior nodlar başın posterior yüzeyini drene ederler. Pankreas ve duodenum arasındaki yarıkta posteriorda, koledok, aortada çölyak arter ve süperior mezenterik arterin çıkış yerleri boyunca yerleşmişlerdir. Splenik nodlar pankreasın kuyruğunu drene ederler. Lenfatik drenaj, en sık baş kısmında gözüken pankretik kanserin yayılması açısından önemlidir (20). Pankreasın İnervasyonu Pankreas splanknik sinirlerle sempatik ve vagus yoluyla parasempatik inervasyona sahiptir (posterior vagus gövdesinin çölyak dalı).sinirler genellikle kan damarlarını ve pankreatik asinüslere giden pankreatik duktusları izlerler. Splanknik sinirler aynı zamanda çölyak plexus ve ganglionlardan geçen visseral afferent ağrı liflerini taşırlar. Vagusun afferent liflerinin pankreatik ağrıda tutulup tutulmadığı bilinmemektedir (20). PANKREASIN FİZYOLOJİSİ Ekzokrin Fonksiyon Pankreas günde 1-2 L kadar 20 den fazla farklı sindirim enzimi içeren berrak, sulu, alkalin (ph 8.0-8,3) bir sıvı salgılar. Bu elektrolitten zengin sıvı plazma ile izoozmotiktir ve esas olarar sentroasiner hücreler ve daha küçük pankreatik kanalların duvarlarını yapan hücreler tarafından sekretine yanıt olarak salgılanır. Bu sıvının esas katyonları her zaman plazmada bulunanlara benzer konsantrasyonlarda olan sodyum ve potasyumdur. Esas anyonların (bikarbonat ve klorür) konsantrasyonları ise değişiklik gösterir. Salgılama uyarısı minimal olduğu zaman klorür konsantrasyonu yüksektir (110 mmol/l) bikarbonatın düşüktür (50 mmol/l). Salgılama uyarısı maksimal olduğu zaman bikarbonat konsantrasyonu yükselir (140 mmol/l) klorür konsatrasyonu düşer (20 mmol/l). Böyle yüksek konsantrasyonlarda bikarbonat sekresyonu aktif transport gerektirir. İki anyonun karşılıklı ilişkisi kısmen intraduktal bikarbonatın interstisyel klorürle pasif değişimi yoluyla olur. 6
Bu değişim, sıvı büyük pankreatik kanaldan duodenuma doğru ilerlerken gerçekleşir. Daha yavaş akım hızlarında değişim olması için daha fazla fırsat vardır ve daha fazla bikarbonat kaybı olur. Alkalin pankreas sıvısı duodenumdaki gastrik sıvının nötrolize olmasına yardımcı olur ve pankreatik sindirim enzimlerinin aktive olması için optimal ph yı sağlar. Sindirim enzimleri pankreatik asiner hücrelerde sentezlenerek depolanır ve kolesistokinine ve vagal kolinerjik uyarıya yanıt olarak salgılanır. Pankreatik enzimler proteolitik (tripsin, kemotripsin, karboksipeptidaz, ribonükleaz, deoksiribonükleaz ve elastaz), lipolitik (lipaz, kolipaz ve fosfolipaz A2), amilolitiktirler (amilaz). Her ne kadar lipaz ve amilaz aktif formda salgılanmaktaysa da proteolitik enzimler ve fosfolipaz A2 inaktif zimojenler olarak salgılanır. Tripsinojenin tripsine aktivasyonu, duodenal enzim enterokinazla karşılaştığında olur. Daha sonra tripsin diğer zimojenleri aktif forma dönüştürür. Barsaklarda proteolitik enzimler proteinleri peptidlere sindirir, lipaz yağları gliserol ve yağ asitlerine parçalar, fosfolipaz A2 bilier lesitinin lizolesitine dönüşümünü katalizler ve amilaz da nişastayı disakkaritler ve dekstrine çavirir. Enzim sentezi, düzensiz endoplazmik retikuluma bağlı polizomlarda yeni oluşmuş enzimlerin çeşitli subselüler kompartmanlarda dolaşarak zimojen granülleri şeklinde depolanmasıyla son bulur. Gerek duyulmayan intraselüler bileşenleri yıkan lizozomal enzimler de benzer bir işlemle sentezlenirler. Sindirim enzimlerinden izole edilerek lizozom denilen başka subselüler yapılarda ayrı olarak depolanırlar. Salgılama uyarısı, zimojen granül membranının asiner hücre apikal membranıyla birleşmesine yol açar ve enzimler duktuslara boşaltılırlar. Lizozomal enzimlerin (katepsin B) hücre içinde birleşmeleri durumunda tripsinojeni aktive edebildiklerine ilişkin deneysel kanıtlar bulunmamaktadır. Yani lizozomal enzimlerin inaktif sindirim enzimlerinden ayrılması, enzim aktivasyonunu izleyebilen hücresel zedelenmeyi önlemek için önemli olabilir. Bu şekilde anormal intraselüler enzim aktivasyonu insanlarda olabilirliği bilinmemekle birlikte pekçok deneysel hayvan modelinde pankreatit nedeni gibi gözükmektedir. 7
Ekzokrin pankreas salgısının kontrolünde diğer vücut sistemlerinde olduğu gibi hormonal ve sinirsel olmak üzere iki ana mekanizma söz konusudur. Ancak her iki sistem arasındaki yakın etkileşimden dolayı bu ayrım mutlak olmaktan uzaktır. Hormonal kontrolün temel elemanları sekretin ve kolesistokinindir. Sekretin duodenumun asidifıkasyonu sonucu ince bağırsaktaki yüzey epitel hücrelerinden salınmaktadır. 27 amino asidli bu polipeptid 1902 yılında ilk tanımlanan hormon olup keşfi endokrinolojinin doğmasına yol açmıştır. Bikarbonat salınımını çok şiddetli, enzim salınımını ise daha zayıf bir biçimde uyarmaktadır. İkinci temel eleman kolesistokinin (pankreozmin) 33 amino asidli bir polipeptid olup ince barsak kript hücrelerinin aminoasitlerle karşılaşması sonucu salınmaktadır. Enzimden zengin pankreas salgısına yol açmakta, bikarbonat salınımını ise zayıfça uyarmaktadır. Bu iki temel hormonun dışında gastrin, pankreatik polipeptid, glukagon gibi diğer hormonlar da ekzokrin pankreas salgısına etkili iseler de bu etkileri oldukça azdır. Ekzokrin pankreas salgısının kontrolünde ikinci ana mekanizma sinirsel kontrol olup vagusun uyarılması sonucu asetilkolinin asiner hücrelere doğrudan etkisi ve dolaylı olarak da mideden asid salınımı ile etkisini gösterir. Trunkal vagotominin pankreas salgısını azalttığı, proksimal gastrik vagotominin ise salgı üzerine bir etkisinin olmadığı gösterilmiştir (20,22). Endokrin fonksiyonu Langerhans adacıkları pankreas kitlesinin %1-2 kadarını oluşturular ancak toplam pankreatik kan akımının %20 sini alırlar. Pankreatik parankim boyunca yayılmışlardır ancak hormon salgılayan hücrelerin bazıları özel alanlarda toplanmışlardır. Hücrelerin %60-80 ini oluşturan insülin salgılayan hücreler eşit dağılmışlardır ve genellikle her adacığın merkezinde yerleşmişlerdir. Etraflarında glukagon (adacık hücrelerinin %15-20 si), somatostatin (%5-10) veya pankreatik polipeptid (%15-20) salgılamak üzere özelleşmiş diğer hücrelerle katman şeklinde çevrelenmiştir. Bu son hücreler esas olarak pankreas başı adacıklarında bulunurlar. Glukagon hücreleri esas olarak bezin gövde ve kuyruk kısmında olur. 8
İnsülin: İnsülin iki polipeptid zincirinden oluşan 51 aminoasitlik bir peptiddir. Bir prekürsör olan proinsülin aracılığıyla beta hücrelerinden sentezlenir. İnsülin tüm vücut hücrelerine glukoz alımını arttırarak, glukoneogenezi inhibe ederek kan glukoz düzeyini düşürür. Ayrıca lipogenezi uyarır, lipolizi inhibe eder ve protein sentezini arttırır. Her ne kadar insülin sekresyonunu yöneten faktörler çok sayıda ve de karmaşıksa da en önemlisi hücre dışı kan glukoz konsantrayonunun yükselmesidir. Aminoasitler (örn;arginin) ve serbest yağ asitleri de dahil diğer substratlarda insülin salgılanmasını uyarırlar. Hormonun öncelikle etki alanları karaciğer, kas ve yağ hücreleridir. Glukagon: Glukagon, adacıkların alfa hücrelerinde sentezlenen tek zincirli 29 aminoasitli bir peptiddir. Hepatik glikojenolizis ve glukoneogenezisle kan glukozunu arttırır. Böylece glukagonun etkileri insülininkileri karşılayacak şekildedir. Glukagon ayrıca mide, duedonum ve Oddi sfinkteri gibi düz kasların dilatasyonunu sağlar. Hormon düşük glukoz konsantrasyonu, aminoasitler, katekolaminler, sempatik sinir sistemi ve CCK ile salgılanır. İnsülin ve hiperglisemi glukagon salgılanmasını inhibe eder. Somatostatin: Somatostatin adacıkların delta hücrelerinden sentezlenen 14 aminoasitlik bir peptiddir. Hem oral hem de intravenöz besinler somotostatin salınmasını uyarırlar. Nöral ve humoral mekanizmalar etkili olur. Hormon insülin salgılanmasını inhibe eder, kendi salgılanması da insülin tarafından inhibe olur. Glukoz homeostazisinin önemli bir lokal parakrin düzenleyicisi olarak etki edebilir. Somatostatinin çoğu inhibitör olan geniş bir aktive spektrumu vardır. Bunlar arasında gastrin, sekretin, VİP, PP, gastirk asit, pepsin, pankreatik enzimler ve glukagon salgılarının baskılanması vardır. Somatostatin ayrıca intesitinal, bilier, gastrik motiliteyi inhibe eder. Pankreatik Polipeptid: Pankreatik polipeptid PP hücreleriden çıkan 36 aminoasitlik bir peptiddir. Oral yoldan alınan protein, vagal kolinerjik stimülasyon ve hipogliseminin hepsi PP salgılanması için güçlü uyarıcılardır. PP pankreatik ekzokrin fonksiyonu inhibe eder (20). 9
AKUT PANKREATİT Etyoloji Akut pankreatit gelişiminde en sık belirlenen nedenler safra taşları, alkolizm ve travmadır. Bunların yanında duktal obstruksiyon, bez enfeksiyonları, ilaçlar, hiperlipoproteinemi veya hipertrigliseridemi ve hiperparatroidi nedenler arasında sayılabilir.bu nedenler arasında safra taşı ve kronik alkolizm tüm pankreatit vakalarının %60-80 nini kaplar (23,24). Akut pankreatit etyolojisini şu şekilde sınıflandırabiliriz: 1.Mekanik etkenler: a) Safra yolları hastalıkları b) Duodenal obstruksiyon c) Pankreatik kanal obstruksiyonu d) Posttravmatik(künt, delici, operatif ) ve ERCP sonrası 2.Metabolik ve endokrinolojik etkenler: a) Alkolizm b) Hiperlipidemi/Hipertrigliseridemi c) Hiperkalsemi d) Bazı kimyasal, farmakolojik ve toksik maddeler e) Primer hiperparatroidizm f) Diabet koması 3.Vasküler etkenler (Ateroembolizm, kollajen hastalıklara bağlı vaskülitler) 4.Bakteryel, viral ve parazitik enfestasyonlar 5.Beslenme bozuklukları 6.Herediter faktörler 7.Radyasyona bağlı enflamasyon ve nekroz 8.İmmünolojik etkenler 9.İdiopatik pankreatit 10
Bu etkenler arasında klinik olarak en sık karşımıza çıkan durumları ele alacak olursak; 1.Safra yolu hastalıkları: Akut pankreatitli hastaların 2/3 ünde safra yollarında taş bulunur. Safra taşları ve pankreatit arasındaki bu ilişki, ilk olarak 1901 de Opie tarafından ortak kanal teorisi ile tanımlanmıştır (16). Bu teoriye göre ana safra kanalı ve pankreas kanalının ortak bir kanal halinde duodenuma açılması halinde, ampulla vateriye yerleşen bir safra taşının burayı tıkaması sonucunda meydana gelen safra reflüsünün akut pankreatite yol açtığı bildirilmiştir (25). Acosta ve Ledesma (26), akut pankreatitli hastaların feçes inclemelerinde %75 oranında safra taşlarını izole ederek safra taşı migrasyon teorisini (26) ortaya atmışlardır. Bu teoriye göre, safra yollarındaki taşın duodenuma geçişi sırasında papillada geçici tıkanmaya bağlı safra reflüsünün akut pankreatite yolaçabileceği belirtilmiştir. Bu araştırıcılara göre; -safra kesesi içindeki taşların sayılarının birden çok olması, -taşların boyutlarının küçük ve sistik kanalın geniş olması, -koledokta taş bulunması, -koledok ile wirsung kanalları arasındaki açının geniş olması, -müşterek kanalın ortalama 5mm den uzun olması, akut pankreatit yönünden risk faktörü olarak kabul edilmektedir. Her iki teoride de (16,26) yer alan safra reflüsü sonucunda, safra ya kendisi doğrudan pankreas hücrelerini harap ederek ya da pankreatik sindirim enzimlerini aktive ederek pankreatite neden olmaktadır. Reber (27), safra tuzlarının pankreasta duktal mukoza bariyerini hasara uğrattığını ve bunun sonucunda sindirim enzimlerinin duktustan parankim içine geçtiklerini göstermişlerdir. Hastaların çok büyük bir bölümünde müşterek biliopankreatik kanalın çok kısa olduğunun gösterilmesi (28) ve pankreatik sekresyon basıncının biliyer sekresyon basıncından fazla olduğunun saptanması sonucunda, distal obstrüksiyonda safranın pankreas içine değil de, pankreas sıvının safra yolları içine reflü oluşturması gerektiğinin anlaşılması (29) ortak kanal teorisinin önemini yitirdiği izlenimi vermiştir. 11
Ancak daha sonra yapılmış olan çalışmalarda safra taşı pankreatiti geçirmiş olan hastaların %90 ında kolanjiografik olarak müşterek kanal gösterilmiş ve bu oran pankreatit anamnezi olmadan safra yollarında taş bulunan hastalar için %30 olarak tespit edilmiştir (30). Ayrıca pankreatit anamnezi bulunup kolesistektomi sırasında rutin olarak kolanjiografi çekilen bir başka seride %60 oranında pankreatik duktusa reflü saptanmıştır (31). Bu bulgularla, safra taşı pankreatitinde ortak kanal teorisi ve safra taşı migrasyonu teorisinin halen geçerliliğini koruduğunu söyleyebiliriz. Akut pankreatit patogenezinde ileri sürülen bir başka teoride doudenal reflü teorisidir(32). Deneysel bir çalışmada, aktive olmuş sindirim enzimlerinin, doudenal içeriğin veya safratripsin karışımının doğrudan pankreatik duktal sistem içine retrograd olarak enjekte edilmesi sonucunda pankreatitin oluştuğunun görülmesi, duodenum içi basıncının arttığı durumlarda oddi sfinkterinde bir yetersizlik de mevcutsa aktif enzimlerin pankreas kanalına geçerek akut pankreatit oluşturabileceği fikrini ortaya çıkarmıştır. Bu düşünce bir akut pankreatit yöntemi olan kapalı duodenal loop yöntemi (Pfeffer yöntemi) (33) ile de desteklenmiştir. Burada bahsedilen duodenal reflü teorisine göre taşın safra yollarından doudenuma geçişi sırasında oddi sfinkterindeki müsküler bariyerde hasar oluşmakta ve duodenal içerik pankreas içine girebilmektedir. Sfinkteroplasti, pankreatikojejunostomi gibi ameliyatlar ve ERCP sonrası meydana gelen pankreatitler de bu teori ile açıklanabilmektedir. Akut pankreatit patogenezinde öne sürülen tıkanma-salgılanma teorisine (21) göre; safra taşının pankreas duktusunu tıkayarak pankreatit yapabileceği gösterilmeye çalışılmıştır. Bu obstruksiyon sonucunda duktal hipertansiyon, küçük duktuslarda rüptür ve pankreas sıvısının parankim içine sızması olayı meydana gelir. Fakat akut pankreatit oluşmaz. Çünkü parankime sızan enzimler halen inaktif durumdadırlar. Nitekim pankreas kanalının ağzının tam olarak bağlanması ile yapılmış olan çalışmalarda pankreasda sadece atrofi gelişmiştir. Bu teoriye göre pankreatit oluşabilmesi için, duktal obstruksiyonun yanında aşırı sekrasyona neden olabilecek durumlar veya iskemiye sebebiyet verebilecek damarsal patalojiler gibi ek etkenler gerekmektedir. 12
Akut pankreatit patogenezinde öne sürülen bir başka teori de; geriye sızma teorisidir. Pankreas kanallarında, pankreas içeriğinin digestif etkisine karşı koruyucu bir engel vardır. Bu durum mide asidi ile mide mukozası arasındaki ilişkiye benzemektedir. Ancak safra tuzları, alkol ve aspirin bu engeli zayıflatmakta ve hatta oradan kaldırabilmektedir. Sonuç olarak duktus epiteli 20.000 Dalton büyüklüğündeki moleküllerin dahi çevre dokuya geçmesini engellemez hale gelmektedir. Pankreas enzimlerinin çoğu bu molekül büyüklüğündedir ve koruyucu engelin kalktığı hallerde çevre dokuya kolaylıkla geçerek akut pankreatiti başlatabilmektedir. 2.Alkolizm: Alkole bağlı pankreatit erkeklerde ve batılı ülkelerde, safra taşı pankreatiti ise kadınlarda Asya ve afrika ülkelerinde sık görülmektedir (34). Alkolik hastaların %0,9-9,5 inde klinik pankreatit görülür. Alkolün pankreatiti patogenezindeki rolü tam olarak aydınlatılamamıştır. Kendisi ya da metabolitlerinin pankreas üzerine direkt veya indirekt olarak toksik etkili olduğu sanılmaktadır. Pankreas sekresyonunu stimüle ederek ve oddi sfinkterinde de spazm yaparak duktal hipertansiyona sebep olmaktadır. Ayrıca sekrasyonun viskozitesini arttırarak protein çökeltilerine yol açmakta ve böylece duktal akım bozulmaktadır (35). Mide asit sekresyonunu arttırıp duodenumdan aşırı miktarda kolesistokinin salgılanmasına neden olarak pankreatit gelişimine yardımcı olmaktadır. Ayrıca alkolik hastalarda serum lipidlerinin yüksek olması nedeniyle alkolün hiperlipidemi yaparak pankreatit oluşturduğu da savunulmuştur (36). Sonuç olarak alkol tek başına değil de bazı yardımcı faktörler ile birlikte akut pankreatite neden olmaktadır. 3.Travma: Künt karın travmalarının %1-3 ünde pankreasın vertebralara karşı sıkışması sonucu pankreatik yaralanma meydana gelir. -Delici yaralanmalarda duktal yaralanma olabilir. -Travmatik pankreatitin en önemli nedenlerinden birisi de operatif travma dır. Klinikte saptanan pankreatitin yaklaşık %8 ini teşkil eder. Koledok eksplorasyonu, splenektomi, sfinkteroplasti, kolektomi, distal gatrektomi, ERCP, kardio-pulmoner by-pass, pankreasın perkütan iğne biyopsisi, translomber aortografi, transüretral prostat rezeksiyonları gibi girişimlerden sonra akut pankreatit görülebildiği bildirilmiştir. 13
4.Hiperlipidemi: Süt görünümündeki serum ile akut pankreatit arasında yakın bir ilişki olabileceği düşünülmüş, bu görünümün hiperlipidemi ile olan ilişkisi ve hipertrigiliserideminin akut pankreatiti başlatma mekanizması, bir dizi deneysel çalışmadan sonra açıklanmıştır. Buna göre, pankreas lipazı pankreas içinde ve çevresinde yüksek miktarda bulunan trigliseridleri serbest yağ asitlerine dönüştürürler. Serbest yağ asitleri toksik maddelerdir ve asini hücrelerini ve kapillerleri tahrip ederek akut pankreatite yol açarlar. Bu teoriyi doğrulayan olgular Frederickson sınıflamasına(16) göre Tip 1,4 ve 5 familial hiperlipoproteinemisi olan hastalarda görülen pankreatitlerdir. Şilomikronların ve çok düşük dansiteli lipoproteinlerin arttığı bu durumlarda, pankreatik lipaz tarafından çok fazla miktarda toksik yağ asidi serbestleşmekte ve pankreatik kapiller dolaşıma katılmaktadır (37). Lipoprotein değerlerinin normale getirilmesi ile akut pankreatit tablosu da düzelmektedir. Aynı şekilde östrojen verilen bazı kadınlarda, prostat kanseri nedeniyle orşiektomi yapılılarak östrojen uygulanan erkeklerde ve kronik böbrek yetmezliğine bağlı oluşan hipertrigliseridemiden sonra ortaya çıkan akut pankreatit bu yolla izah edilmektedir. Akut pankreatitlerin ne kadarının hiperlipidemiye bağlı olduğu kesinlikle saptanmış değildir. Literatürde %4 ile %53 arasında değişen sayılara rastlanmaktadır. 5.Hiperkalsemi: Genellikle hiperparatiroidizmle birlikte pankreatite neden olur. Kalsiyum taşlarının pankreasta intraduktal presipitasyonu, kalsiyumun bazı pankreas enzimlerini aktif hale getirmesi ve asiner hücrelerde sentez ve sekresyon fazındaki etkileri sonucu pankreatit gelişir (37). 6.İlaçlar: Direkt ya da indirekt toksik etkileri nedeniyle akut pankreatite neden olduğu sürülen pek çok ilaç ve kimyasal madde mevcuttur. Tiazid türevi diüretikler, furosemid, azatiopirin, L-asparaginaz, 6-merkaptopürin, östrojenler, östrojen içeren doğum kontrol hapları, metildopa, sulfonamidler, tetrasiklinler, prokainamid, kortikosteroidler, kalsiyum, histamin, rifampisin, isoniazid, salisilat, kontrast maddeler, parasetamol ve indometazin örnek olarak gösterilebilir (38). 14
7.Enzim otoaktivasyonu: Akut pankreatit, pankreas dokusunun kendi enzimleri tarafından sindirime uğratılması sonucu oluşur (37). Normalde inaktif olarak sentezlenen pankreas enzimleri, yapıdan bir peptid zinciri ayrıldıktan sonra aktif hale geçerler ve bu işlem duedonum içinde enterokinaz tarafından başlatılır (38). Pankreas tarafından sentezlenen tripsin, kimotripsin, karboksipeptidaz, elastaz, fosfolipaz A, amilaz ve lipazdır. Amilaz ve lipaz aktif şekilde salgılanırlar. Enterokinaz tarafından aktif hale geçen tripsin geri kalan enzimleri aktif hale getirir. Ayrıca erken aktif hale gelen enzimleri inhibe ederek koruma mekanizması oluşturan bazı proteaz inhibitörleri de ( Alfa-1 antitripsin ve alfa-2 makroglobulin) mevcuttur. Otodigesyonda en önemli göreve sahip olan tripsin herhangibir nedenle pankreas içinde aktif hale geçerse pankreatit süreci başlamış olur. Bu süreci başlatan etkenler ise safra reflüsü, duodenum içeri reflüsü, alkolizm gibi etyolojide bahsedilmiş olan durumlardır. Hayvan deneylerinde, supramaksimal dozda cerulein ile pankreas sekresyonunu arttırarak veya ethioninle tamamlanmış kolinden fakir diyet ile besleyerek oluşturulan pankreatitlerde tripsinojen pankreas içindeki otoaktivasyonunu göstermek mümkün olmuştur. ŞEKİL 1: Pankreatit ve etyopatogenezi Safra taşı ve çamur Oddi sfinkter spazmı Somatostatin ve kolesistokinin (IB,ID,IE,IIA) (IB) Biliopankreatik reflü Duodenopankreatik reflü (ID) Basınç ve ozmotik Serbest oksijen radikal Alkol ve ilaçlar(ia) etkiler hasarı (IC) Hipotermi (IC,IIB,IIC) Proteazlar ve sitokinler Pankreatik selüler ve Eikasanoidler Kininler( IC,IIB;IIC) vasküler hasar(if,iia) (IC,IIC) Pankreatik nekroza ve multipl organ yetmezliğine gidiş (IC,ID) 15
DENEYSEL AKUT PANKREATİT PATOFİZYOLOJİ: Ekzokrin pankreasın iki ana komponenti bulunur. Bunlar: a.duktal komponent, sekretin stimülasyonu ile sıvı ve elektrolit salgılar, b.asiner hücre komponenti, kolesistokinin veya muskarinik kolinerjik stimülasyon ile sindirim enzimlerini salgılar. Sindirim enzimleri, lizozomal enzimler ve diğer bazı proteinler, asiner hücre içinde endoplazmik retikuluma tutunmuş ribozomlarda sentezlenir, daha sonra Golgi cisimciğine taşınırlar. Sindirim enzimleri burada önce glikozillenir, sonra vakuoller içine paketlenir. Bu vakuoller giderek konsantre edilerek olgunlaşır ve zimojen granülleri adını alır. Enzim vakuolleri asiner hücrenin apikal yüzeyinden kanal lümenine ekzositoz ile boşaltılırlar. Diğer enzimler, örneğin lizozomal hidrolazlar, ayrı bir yapı içine, lizozomlar içinde paketlenir. Golgi kompleksinde lizozomal enzimler sindirim enzimlerinin aksine fosforlanır. Böylece sindirim enzimleri ve hidrolazlar farklı yapılarda paketlenmek için etiketlenmiş olurlar. Sindirim enzimleri ile lizozomal enzimlerin birbirinden ayrı vakuoller içinde taşınmaları önemlidir. Çünkü, özellikle lizozomal enzimlerden katepsin B enzimi, aynı ortamda bulunmaları halinde tripsinojeni aktif tripsine dönüştürebilmektedir. Bu dönüşüm hücre ölümüne neden olabildiğinden, akut pankreatitte görülen asiner nekrozun temel mekanizmasını oluşturduğuna inanılmaktadır. Bugün için akut pankreatitte ortaya çıkan histopatolojik değişikliklerden aktive olmuş sindirim enzimlerinin, özellikle tripsinin sorumlu olduğu hipotezi yaygın kabul görmüştür. Fizyolojik koşullarda tripsinojen, enterokinaz enzimi tarafından aktif tripsine dönüştürülmektedir. Patolojik koşullar altında ise tripsin aktivasyonunun pankreas dokusunda üç farklı yerde olabileceğine dair hipotezler ortaya atılmıştır. a.pankreas kanalı içinde, b.pankreas parankimi içinde, c.asiner hücreler içinde. 16
Yapılan birçok deneysel çalışma sindirim enzimlerinin asiner hücreler içinde aktive edildiğini ve akut pankreatit oluşması için mekanizmayı tetiklediğini göstermektedir. Bunlardan, kolinden fakir %0,5 etionin eklenmiş diyet modeli ile yapılan çalışmalarda, protein ve sindirim enzimlerinin sentezinde, sentezlenen proteinlerin endoplazmik retikulumdan Golgi kompleksine ve buradan zimojen granüllere taşınmasında patoloji bulunmazken, sentezlenen enzimlerin kanala atılımının durduğu saptanmıştır. Sentez devam ederken sekresyonun inhibe olması hücre içinde zimojen granüllerinin ve lizozomların artışına neden olmaktadır. Elektron mikroskobik çalışmalarda hücre içinde artan bu yapıların birbirleri ile birleştiği (krinofaji) ve büyük vakuoller oluşturduğu saptanmıştır. Kolinden fakir etionin eklenmiş diyetle oluşturulan pankreatit modeli dışında, serulein, kanal ligasyonu, pankreas kanalının hidrojen peroksit ile perfüzyonu ve hiperkalsemi ile oluşturulan akut pankreatit modellerinde de benzer ultrastrüktürel bulgular saptanmıştır. İnsan pankreatitinde de zimojen granüllerinin hücre içinde birleşmeleri ve otofagozomların oluşması deneysel pankreatit modelleri ile insan pankreatiti arasında bir benzerlik olduğunu düşündürmektedir. Tüm bu bulgular ışığında Steer ve arkadaşları akut pankreatitte tetiği çeken mekanizmanın, lizozomal hidrolazların vakuoller içinde sindirim enzimlerini aktive etmesi olduğunu ileri sürmüştür. Daha önce de değindiğimiz gibi katepsin B enzimi tripsinojeni aktif tripsine dönüştürebilmektedir. Böylece, zimojen granülleri ile lizozomların patolojik olarak birleşmesi tripsinin, katepsin B ile aktive edilmesine ve sonuçta hücre hasarına neden olmaktadır. Akut pankreatit patogenezi ile ilgili yapılacak çalışmalarda seçilecek pankreatit modeli, hücre içi değişikliklerin oluşmasına imkan verecek sürede gelişmelidir. Bu nedenle hızlı gelişen pankreatit modelleri, örneğin intraduktal safra enjeksiyonu, patogenez çalışmaları için uygun görünmemektedir. Bu çalışmalar için en uygun modeller ödematöz pankreatit modelleri (örneğin serulein pankreatiti) ve uzun sürede gelişen hemorajik nekrotizan (örneğin diyet pankreatiti) pankreatit modelleridir. 17
AKUT PANKREATİTTE DENEYSEL MODELLER İn vivo teknik kullanılarak, deneysel olarak indüklenebilen altı çeşit pankreatit modeli vardır (39): 1-İmmünolojik 2-Sekretuar bir ajanla indüklenen 3-Diyetle indüklenen 4-Duktal enjeksiyonla indüklenen 5-Duktus ligasyonu ile indüklenen 6-Mikrovasküler olarak indüklenen İn vitro modeller; 1.İzole organ perfüzyonu 2.Hücre kültürü 18
TABLO 1 : Akut pankreatitde deneysel modeller Hayvan Türleri Pankreatitin Derecelenmiş morfolojik tipleri cevap İmmünolojik.Toksinler (Arthus) Tavşan, keçi Nekrotizan Yok.Serum (Complement) Fare, Sıçan, Domuz, Köpek ödematöz Yok Sekretuar Diyet.Cerulein Sıçan, Köpek Ödematöz Var.Cerulein Fare Nekrotizan Yok.Scorpiotoxin Köpek Ödematöz,Nekrotizan Var.Kolinesteraz Köpek Ödematöz Var.Kolin içermeyen etiyoninden zengin diyet Fare Nekrotizan Yok Etiyoninden zengin diyet Sıçan, Köpek, Fare Ödematöz Yok Duktal injeksiyon Duktal perfüzyon Sıçan, Kedi Ödematöz, Nekrotizan Var.Taurokolat Sıçan, Köpek Ödematöz, Nekrotizan Var.Safra Köpek Hemorajik Yok Duktus Ligasyonu.Oddi sfinkteri Opossum Nekrotizan, Hemorajik Yok Safra duktusu Opossum Ödematöz, Hipersekretuar Yok.Pankreatik duktus Opossum Ödematöz, Atrofik Yok.Safra ve pankreatik duktus Köpek, Sıçan Nekrotizan, Hemorajik Yok.Kapalı duodenal loop ve Gastroduodenostomi Köpek Ödematöz, Hemorajik Var.Kapalı duodenal loop ve intraduodenal tüp Sıçan Hemorajik Yok Vasküler.Geçici kapalı duodenal loop Ve tripsin ve taurokolat Sıçan Ödematöz Var.Arteryel oklüzyon Köpek Nekrotizan Yok.Venöz oklüzyon Sıçan, Köpek Nekrotizan Yok.Mikrosferler ; Sıçan Ödematöz, Nekrotizan Yok İsole organ perfüzyonu Köpek Ödematöz, Nekrotizan Var Organ Kültürü Tavşan Ödematöz Yok Hücre Kültürleri Sıçan, İnsan Çalışılmamış Var 19
İmmünolojik pankreatit (Model IA-Şekil-1): (39) 1955 yılında Thal(40) tavşanların pankreasında Arthus reaksiyonu ile değişik derecelerde indükleme yapmıştır. Hayvanlara başlangıçta 1 gr IV ovalbumin (20ml salin içerisinde) vermiş sonra da 5 günlük aralarla SC olarak 200mg vermiştir. 4. hafta da sensitize olan hayvanların pankreasına 0,5ml ovalbumin intraduktal olarak verildiğinde akut interstisyel pankreatit oluştuğunu gözlemiştir. 8. hafta hayvanların ileri derecede sensitize olduğunu düşünerek yine 0,5ml ovalbumin intraduktal vererek pankreatik nekroz oluşturmuştur. Thal (40) bu modellerin insanda interstisyel ve nekrotik formlara karşılık geldiğini söylemiştir. Diğer taraftan meningokok ve E. coli endotoksinleri tavşan pankreasına intraduktal olarak verilmiş, bundan 24 saat sonra aynı toksinin 1/40'lık dilüsyonundan 2cc'lik miktar IV olarak verilerek Schwartzmann reaksiyonu (41) oluşturulmuştur. 2. enjeksiyondan 4-24 saat sonra tüm hayvanlar ölmüştür ve bu da akut hemorajik pankreatit modeli olarak yorumlanmıştır. Bu modellerdeki esas problem diğer organ sistemlerinde oluşan nonspesifik generalize immünolojik cevap ve yüksek derecede olan erken mortalitedir. Daha sonraları Nevalainen (42) daha yeni bir model bulmuştur. 1ml taze tavşan serumu hem intraperitoneal olarak hem de pankreatik duktus içerisine (ratlarda) verilmesi akut nekrotizan pankreatit yapmaktadır. Bu muhtemelen kompleman aracılığı ile olan bir etkidir. Elektron mikroskobu ile yapılan çalışmalarda kısa süre içerisinde oluşan membran hasarının osmotik hasara, hücre ölümüne ve asiner hücrelerin nekrozuna yol açmaktadır. İmmünolojiye dayanan daha birçok modeller de bildirilmiştir. Bunlar asiner hücre antiserumlarının ratlara intraduktal verilmesiyle başlangıçta orta derecede bir inflamatuar cevap ortaya çıkartan ve 16 saatten sonra da ekstrapankreatik yağ nekrozları ile birlikte şiddetli pankreatitlerin oluştuğu bir modeldir. Lezyonların nonspesifik oluşu ve dereceli bir cevap alınamayışı yüzünden immünolojik modeller geniş çapta kullanılmamaktadır. Cerrahi de bu modele fizyopatolojik ve morfolojik açıdan yaklaşılabilen veya benzetilebilen durum toksinlerin veya drogların sebeb olduğu erken ödematöz akut pankreatitlerdir. Bu modellerin diğer bir dezavantajları da önemli ölçüdeki endokrin etkisidir. Bu modelde Langerhans adacıkları da olaya katılmaktadır ve bu da sekonder diabet yapmaktadır. Sekonder diabetlerin alındığı klinik akut pankreatitlere yaklaşım için bu model bu yan etkisi nedeniyle bir avantaj kazandırabilir. 20
2.Sekretuar bir ajanla indüklenen pankreatit (Model IB-Şekil-1):(39) Ratlarda pankreatit, SC veya IV olarak verilen ve pankreatik asiner otoliz yapacak seviyelere kadar proteolitik enzimleri arttıran ajanlarla indüklenebilir. Bu ajanların IV yolla verilmesi santral venöz kanülasyon gerektirmektedir. Cerulein saatte kg başına 5 ila 10 µgr dozunda 4 ila 24 saatlik periyotlarda salin solüsyonu içerisinde IV olarak verilebilir ya da saatte kg başına 50 µgr kadar çıkan dozda 3 saat boyunca SC olarak verilebilir. Bu modelde progressif interstisyel ödem oluşmaktadır. Ödem infüzyondan 1 saat sonra başlamakta ve 12. saatte maksimum olmaktadır. Plazma amilaz seviyeleri 3,6 ve 12 saatlik infüzyonlarda kontrol değerlerine göre giderek artmakta ve 10 katına ulaşmaktadır. Ancak 24 saat sonra pankreatik lobüller cerulein'in in vitro etkisine total olarak duyarsız kalmaktadırlar. Ratlarda cerulein ile indüklenen pankreatit erişkinin sıkıntılı solunum sendromu (ARDS) benzeri akciğer injürisi oluştururlar. Burada artmış pulmoner mikrovasküler permeabilite vardır ve alveoler hücre injürisinin histolojik görüntüleri oluşur. Bu model bir takım avantajlar getirmektedir. Bir kere pankreatit derecesi kolaylıkla kontrol edilebilmektedir ve bu seviye sınırlandırılabilmektedir. Bu model ratta, farede ve köpekte uygulanabilir. Bu model diyetle indüklenen bir model eşliğinde de uygulanabilir. Böyle bir modelde lizozomal hidrolazlar ile tripsinojen aktive edilmekte ve pankreatitde alternatif bir patogenez ortaya çıkmaktadır. Cerrahi akut pankreatitdeki asiner hücrelerin strüktürel değişiklikleri, ratlardaki hormon ile indüklenen pankreatitdeki bir çok özelliği paylaşmaktadır. Bu model pankreatite bağlı gelişen pulmoner injürinin patogenezisinin araştırılmasında da kullanılabilir. Pulmoner injürinin strüktürel görünüşü ARDS'nin erken evrelerinde görülen ile aynıdır. Özellikle polimorfonükleer lökositlerin pulmoner mikro damarlar içerisinde kümelenmesi hormon ile indüklenen pankreatitlerin erken evresinde görülmektedir ve bu, pankreatite bağlı akciğer injürisinin patogenezinde önemli bir faktör olarak gösterilmektedir. Cerulein sağlıklı insanlarda supramaksimal dozlardaki infüzyonu serum amilaz seviyesindeki yükselmeyi de içeren pankreatitin işaretlerini ortaya çıkarmaktadır. Bu supramaksimal stimülasyon modelleri tedaviden ziyade asiner fonksiyonların selüler çalışmaları alanında uygundur. 21
Bu model genelde ödematöz pankreatitin erken safhalarını değerlendirmede kullanışlıdır ve pankreatit fizyopatolojisindeki endokrin değişikliklerin (sekretin ve kolesistokinin seviyeleri gibi) değerlendirmede kolaylık sağlar. Bu model aynı zamanda nekrotizan pankreatitin çok erken evrelerinde yapılan kontrastlı komputerize tomografinin pankreatik nekrozu daha da kötüleştirebileceğini göstermek amacıyla da kullanılabilir. İnsanlar üzerindeki bu çalışmanın sonuçları da ilgiyle beklenmektedir. 3- Diyetle indüklenen pankreatit (Model IC-Şekil-1): (39) Nekrotik akut hemorajik pankreatit dişi farelerde kolinden kısıtlı etioninden destekli diyet kullanılarak indüklenmiştir (CDE diyeti). Erkek fareler DL-etionin içeren CDE diyeti ile indüklenmeye hassas bulunmamıştır. Cinsiyet farkı östrojen etkisine veya nötralize aktif pankreatik enzim kapasitesinin azalmasına bağlı olabilir. Pankreatik ve peripankreatik inflamasyonun makroskopik ve histolojik görüntüsü diyetle indüklenen pankreatitin klinik ve biyokimyasal seyri kadar insan hastalığının tablosunu yansıtmaktadır. Asit, asidoz, hipoksi ve hipovolemi hem bu modelde hem de insan pankreatitinde bulunmaktadır. Bu model pankreatit, oksijenden derive edilen serbest radikal hasarının çalışılması için uygundur. Dezavantajları ise zedelenmenin miktarının cinsiyet, yaş, farenin ağırlığı, CDE diyetinin alımının gruplar arasında eşit olması gerektiğidir. Bununla birlikte bu model muhtemelen akut hemorajik pankreatit için en basit çalışmadır. Diğer dezavantajları yağlı karaciğerin ve parotitis gibi multipl organ yetmezliğinin ne kadar olduğunun kesin olmamasıdır. Belirgin hiperglisemi ve hipokalemi ile birlikte endokrin bozukluk vardır. Pankreatik ve peripankreatik inflamasyonun makroskopik ve histolojik görüntüsü klinik ve biyokimyasal gidiş kadar diyetle indüklenen pankreatitde insan hastalığını yansıtmaktadır. 22
4-Duktal injeksiyonla indüklenen pankreatit (Model JD-Şekil-1): (39) Düşük basınçlı duktal perfuzyon modeli, bir başka seçenektir. Laparatomiden sonra pankreatik duktus bezin baş ve kuyruğundan kanüle edilip sodyum glikodeoksikolat 15mmol/l, akut ödemli pankreatit oluşturmak için 0,5ml/saat verilir. Ana pankreatik kanal, etanolun intragastrik verilmesi, pankreatik sekresyonun tıkalı kanala stimülasyonu veya akut hiperkalsemi yaratılması ile geçirgen hale getirilebilir. Aktif pankreatik enzimlerin bir kateter yolu ile kanala perfüze edilmesi akut ödematöz pankreatit yapar. Prostaglandin E2 nin simultan infuzyonu akut hemorajik pankreatit oluşturur. Histolojik olarak pankreatitin karakteristik değişiklikleri 24 saat sonra görülür. Bunlar nekroz, polimorfonükleer lökosit infiltrasyonu, hemoraji ve ödemdir. IV sekretuar tekniğin daha ileri avantajı pankreatik sıvı üretiminin ve kanal basıncının ölçülmesini sağlamasıdır. Bir başka teknik de pankreatik kanala 0,6ml sodyum taurokolat (%1,2-5 solüsyon) verilerek ratlarda pankreatit oluşturulabilir. Bu model pankreatik sıvının analiz için toplanmasına olanak sağlar, fakat basınç kayıtları teknik olarak zordur. Bir diğer model de intraduktal düşük konsantrasyonda glikodeoksikolik asid ile birlikte IV cerulein enjeksiyonu yapılarak orta derecede şiddetli, akut pankreatit geliştirilir. Bu bezin bütün alanlarını etkiler ve çabuk yapılabilir. Bu modeller pankreatit gelişimini düşük morbidite ve mortalite hızları ile (%5-l0) sağlar. Ödematöz veya hemorajik pankreatit farmakolojik manüplasyonla yaratılabilir. Bu düşük basınçlı duktal perfüzyon modelinde şu etyolojik faktörlerin oluşturduğu pankreatit modeline karşılık gelir. Kanal obstrüksiyonu, safra reflüsü, etanol alımı ve hiperkalsemi. Histolojik değişiklikler ve oluşan pankreatit süresi, insanda gelişen pankreatite çok benzerlik gösterir. Kedilerde bu modelle oluşturulan akut pankreatit 12 saat civarında gelişip bir haftadan az sürer. Bu model akut pankreatit; infekte nekrotik pankreatitin sistemik etkileri ve intrasellüler erken patogenetik değişiklikleri açıklamak üzere kullanılmıştır. Temel dezavantajları komplex oluşu, pahalı oluşu ve düşük mortalite oranı nedeniyle ölümün bir son nokta olarak değerlendirilememesidir. 23
5-Duktus ligasyonu ile indüklenen pankreatit (Model IE-Şekil-I): (39) Pankreatit, basit bir şekilde safra kanalının çevresine, tam duodenuma girdiği noktada bir ligatür yerleştirilerek indüklenebilir. Bu farede posthepatik obstrüktif sarılık ve kolanjite neden olduğu kadar erken pankreatit de oluşturur. Farede ana biliopankreatik kanalın ligasyonu, hemoraji, lökosit infiltrasyonu ve akciğer, mide ve böbrek mikrotrombozu ile multipl organ yetmezliği klinik sendromunu oluşturabilir. Başka çalışma grupları, sadece pankreatik kanalı, veya safrayı ve pankreatik kanalı ayrı ayrı ya da ana biliopankreatik kanalı bağlayarak hemorajik nekrotizan pankreatit oluşturmuşlardır. Bu seriler akut pankreatit ana kanal teorisine yeni kanıtlar eklemiştir. Bu deneysel modelde pankreatit patogenezi için safra reflüsünün gerekli olmadığı görülmektedir. Bu modelin avantajı basitliği, nonspesifik sistemik etkilere sebep olabilecek ilaç kullanımından sakınılması ve ayrıca teorik olarak bilier pankreatik reflü ile olan akut bilier pankreatitin doğal seyri ile paralellik göstermesidir. Kanal ligasyonunun bir başka çeşidi Seidel(43), Pfeffer(44)'in kapalı duodenal loop modelidir. Kısaca duodenumun ilk l0cm'si anestezi altındaki köpekte pilorun hemen distalinden ve duodenumun ikinci ve üçüncü kısmından bölünerek izole edilir. Ana safra kanalı bağlanır ve gastrik akımı yeniden oluşturmak için gastroduodenostomi yapılır. 4 saatte pankreatik ödem, 9 ila 12 saat arasında hemorajik pankreatit meydana gelir. Oluşturulan pankreatitin benzer mekanizması klinikte aktif pankreas enzimlerinin duodenopankreatik reflüsü ile duodenal loopun aşırı distansiyonu ile oluşur. Kanal ligasyonu ile indüklenen pankreatitin temel klinik gidişi, Polya tipi gastrektomiyi takiben oluşan pankreatitle korelasyon göstermesidir. Bununla birlikte model teknik olarak hantal ve pahalıdır. Gastroduodenostomiye ihtiyaç göstermeksizin, gastrointestinal devamlılığı yeniden oluşturmak üzere kapalı duodenal loopu çaprazlayan bir plastik tüpün kullanıldığı modifiye bir modelde, klasik Pfeffer modelinden daha ucuz ve daha kolay olmasına rağmen eşlik eden duodenal duvar nekrozu ve pankreatik ve peritoneal sepsis sıklıkla bu modeli komplike hale getirerek sonuçların yorumunu güçleştirir. 24
6- Mikrovasküler olarak indüklenen pankreatit (Model IF-Şekil-1): (39) Klinik akut pankreatitin erken patofizyolojisinde bu mikrovasküler değişikliklerin önemli olabileceğine inanılmakta olup belirli modeller bu mekanizmaya bağlı olarak geliştirilmiştir. Akut hemorajik pankreatit kısmi olarak farenin pankreasının arteryel dolaşımı tıkanarak indüklenebilmektedir. Splenik arter steromikroskop altında mikrokanül ile kanüle edilir. Artere 20 µm çaplı polistren mikrosferler (0,5ml) (yaklaşık 200 000 damla) infüze edilir. Kanül yerleştirilir ve damar bağlanır. Pankreastaki değişiklikler immünohistokimyasal tekniklerle 30 dk. gibi erken bir sürede saptanır. Böylece belirgin ödem, inflamatuar hücre infiltrasyonu, hemoraji ve dokudaki yağ nekrozu olayları 24 saat boyunca daha iyi izlenir. Bu tekniğin önemli bir avantajı % 10'dan az mortalite gibi düşük bir mortalite hızı olmasıdır. Bu modelin 3 haftadan sonra kronik aktif pankreatit geliştirebileceğini öneren kanıtlar da vardır. Direkt pankreatik arteryel veya venöz oklüzyonu içeren daha eski modeller kullanılmamaktadır. Pankreatik mikrodolaşımın bozulmasıyla pankreatitin indüksiyonu klinikte nadir bir olaydır. Poliarterit ve benzer durumlarda görülebilir, koagülopati ve mikrovasküler trombozun bir sonucu olarak akut pankreatitte görülebilen mikrodolaşım bozukluğu nedeniyle ilgi çeker. Daha ötesi bu model daha kronik çalışmalar için adapte edilebilir ve akut relaps gösteren pankreatit çalışmalarında uygun kullanım sağlayabilir. Diğer bir avantajı minimal endokrin bozukluklar olup, adacıklar korunur ve kanal basınç değişikliklerini içermez. 7- İzole organ perfüzyonu (Model IIA-ŞekiI-1): (39) Bu model Johns Hopkins laboratuarlarında (45) araştırılarak geliştirilmiştir ve yayınlanmış verilerin çoğu bu enstitüde yapılmıştır. Köpekte yapılan bu modelde,kısa duodenumun güdüklü pankreas izole edilerek, splenik arter, superior mezenterik arter ve portal vene perfüzyon kateterleri yerleştirilir. Pankreatik kanal kanüle edilir. Bu doku, ısı ve nemin kontrol edildiği koşullarda, oksijene edilmiş perfüzyon devresine bağlanır. Bu model ile ve sekretin stimülasyonu, serbest yağ asidi infüzyonu ya da 2 saatlik sıcak iskemi ile kısmi kanal obstrüksiyonu oluşturularak, safra taşı, alkolik ve iskemik pankreatit modelleri oluşturulabilir. Bu modelin sistemik değişikliklerden bağımsız olduğu tartışılabilmesine rağmen, 4 saatlik sürede fonksiyonel engellemeye neden olan, ağır işleyen ve hatalı bir yöntemdir. İnsan hastalığı ile benzerliği kısıtlıdır. 25
8-Organ kültürü (Model IIB-Şekil-1): (39) İn vitro explant bir modelde non-perfilze tavşan kullanılarak, etanol ile, pankreatik ekzokrin sekresyonun kontrolü çalışmaları vardır. Bu tek başına pankreatit çalışmaları için uygun değildir. 9- Hücresel sistem (Model IIC-Şekil-1): (39) Pankreatitin moleküler ve hücresel patolojisi deney modelleri ve insandaki otopsi çalışmaları ile henüz çözülmemiştir. Pankreas kanseri araştırmalarında hücre serileri kullanılabilir. Pankreatik explantlardan elde edilen benzer serilerde, toksik stimulus, sitokinlerin gen transkripsiyonu ve ısı şoklu proteinler gibi hücresel ve erken moleküler olayları araştırmada kullanılabilir. Böylece izole selüler tutulumun, tüm organ hasarma dönüşümün ayrıntılı mekanizmaları açığa çıkarılabilir. Bu yaklaşımın avantajı insan pankreasının direkt olarak çalışılabilmesidir. İnsan kadavra pankreas explantlanndan (l-2mm'lik) organ kültürü yapılabilir. 2mm/l metünitrozüre ile haftada 2 kez 1 saatlik muamele ile 6 ay kültüre edilir. Kültürün 0,2,4,8,12,16 ve 26 haftalardan sonraki klonal büyümeleri tripsin ile dağıtılabilir ve hücre serileri geliştirilebilir. Bunlar toksik stimulusa akut inflamasyon cevabının patogenezi için kullanılabilir. Bütün ex vivo modeller akut cerrahi pankreatitin tüm sistemik gidişinin çalışılmasında kısıtlı rol alırlar. Bununla birlikte şekil 1 'de gösterilen basamakların belli referansları ile uygulanabilir. Sistem tamamen izole edilebildiği için, modeli karıştırabilecek herhangi bir endokrin bozukluk olmaması potansiyel bir avantajdır. 26