Патогенез гострого панкреатиту
При ОП різні стимулюючі впливи призводять до патофізіологічних змін в ацинарних клітинах, але зрештою процес трансформується на послідовність закономірних подій. Сучасна ургентна панкреатологія вимагає від лікарів значного обсягу знань, що перевищує загальну тезу про «аутоперетравлення ПЖ та ферментативний гідроліз навколишніх тканин», оскільки знання точних патофізіологічних механізмів — запорука призначення повноцінної патогенетичної терапії.
Протеази (наприклад, трипсин, хімотрипсин, карбоксипептидази та еластазу) та фосфоліпазу ацинарних клітин у нормі синтезуються у неактивній зимогенній формі та накопичуються у цитоплазмі в однойменних гранулах. Через апікальний екзоцитоз зимогенні гранули з ацинарних клітин переміщуються в просвіт дрібних проток ПЗ і разом з рідким секретом проникають у ГПП та ДПК, де ентерокіназа запускає каскад активації панкреатичних зимогенів. Існують кілька ендогенних інгібіторів протсаз (а1-антитрипсин, в2-макроглобулін та ПІТ), які в нормі присутні в тканинах ПЗ, її секреті, а також у сироватці крові в кількості, достатній для надання протективного ефекту при передчасній або неадекватній активації травних.
Хоча точні механізми, що ініціюють ГП у людини, досі невідомі, у кількох моделях на тваринах вивчено послідовність патологічних процесів при ГП. Несвоєчасна потужна активація протеаз призводить до того, що ендогенні антипротеазні системи стають неспроможними. Їх потужностей перестає вистачати для адекватного запобігання прогресуючій аутоактивації протеаз. При експериментальному моделюванні ВП було показано, що зимогенні гранули розташовуються поруч із лізосомами, а згодом зливаються зними, утворюючи цитоплазматичні вакуолі («зимогенні озера»).
Теорія первинного клітинного ушкодження (теорія активації ферментів) заснована на припущенні про можливість прямого патологічного впливу на клітини екзокринної паренхіми та розглядає основні механізми патогенезу ГП. Відповідно до неї первинне клітинне пошкодження призводить до індукції активності внутрішньоклітинних лізосомальних ферментів та ліпідпероксидази, збільшення кількості вільних радикалів кисню.
У умовах стає можливою передчасна активація панкреатичних проферментів. Ці припущення побічно підтверджують результати досліджень: у панкреатичному соку були знайдені с-інгібітори протеаз, здатні зв'язуватися з трипсинами панкреатичного соку хворих на ХП, що передбачає можливість часткової активації зимогенів in situ.
Справді, були створені експериментальні моделі ОП, де продемонстровано, що активація травних проферментів може відбуватися всередині ацинарних клітин. Так, порушення нормального процесу секреції в них розглядали як початковий механізм патогенезу ОП. У багатьох експериментальних моделях ГП на тваринах, у тому числі при надмаксимальній стимуляції церулеїном та обструкції ГПП, демонстрували блок фізіологічної секреції зимогенів у просвіт ацинусів. Виявилося, що травні ферменти та лізосомальні гідролази мігрують до базолатеральної частини ацинарної клітини. Таким чином, на ранніх стадіях ГП, викликаного стимуляторами секреції, відзначають контакт травних проферментів та лізосомальних гідролаз у межах великої цитоплазматичної вакуолі.
Механізм утворення вакуолі внаслідок злиття зимогенних гранул та лізосом називають кринофагією. При церулеїн-індукованому ВПвакуолі формуються і в результаті кринофагії, і внаслідок порушення нормальних механізмів сортування, при яких у процесі внутрішньоклітинного транспорту відбувається відокремлення лізосомальних гідролазів від травних зимогенів. Злиття зимогенних гранул та лізосомальних гідролаз може призвести до активації травних ферментів.
Дійсно, було визначено, що лізосомальний фермент катепсин здатний активувати трипсиноген in vitro і в експериментальній моделі. Трипсин, своєю чергою, активує й інші зимогени травних ферментів. Таким чином, злиття зимогенних гранул та лізосом може завершитися інтравакуольною активацією травних ферментів. Крім того, існують експериментальні дані, що інгібування катепсину В запобігає активації трипсиногену і зменшує вираженість ОП у мишей з віддаленим геном, що кодує катепсин В. Одна з важливих ланок теорії - положення про підвищену активність лізосомальних ферментів у панкреатичному соку, що дозволяє припустити можливість внутрішньо трипсиногену.
Активацію панкреатичних ферментів розглядають як результат взаємодії між гідролазами та зимогенами. Активовані ферменти викликають руйнування клітин паренхіми, прогресуючий фіброз та розвиток обструкції (вторинної щодо процесів розвитку локального фіброзу). Важливий момент у реалізації первинного пошкодження — «поломка» механізмів самозахисту ПЗ, оскільки на неушкоджену тканину ферменти не діють.
Теорія аутоактивації трипсиногену
Останнім часом вважають, що теорія злиття зимогенних гранул і лізосом доведена лише в експериментальних моделях на гризунах і жодною мірою не може бути застосована до людини. Крім того, досі не проведенодосліджень, що підтверджують наявність такого механізму в людини. Це дозволило припустити, що аутоактивації трипсиногена — унікальна особливість людського ферменту. Безумовно, на виникнення цієї теорії вплинули наукові відкриття в галузі мутацій генів катіонічного трипсиногену та ПІТ.
Згідно з цією теорією, активація трипсиногену відбувається звичайним шляхом при низьких значеннях рН і стає патологічною лише при блоці секреції. Як відомо, у нормі фракцію людського трипсиногену активує трипсин, який може каталізувати каскад активації всіх інших проензимів. Цей процес регулюють дві різні лінії захисту, перша з яких – ПІТ
DC. Wliitcomb та співавт. припускають, що передчасна активація трипсину грає основну роль розвитку панкреатиту в людини. Як зазначено у главі 3, було ідентифіковано дві мутації трипсиногену, що перешкоджають інактивації трипсину у хворих на НП. При надмірній активації трипсиногену змінюється мутована ділянка гена R122H трипсину, тому останній не може бути інактивований.
Це призводить до запуску каскаду активації ферментів, аутодеструкції паренхіми ПШ та, зрештою, до панкреатиту. Прихильники теорії припускають, що мутації генів катіонічного трипсиногену та ПІТ видозмінюють перебіг захворювання, можливо, знижуючи поріг для реалізації інших генетичних факторів, впливу навколишнього середовища, але не є безпосередньою причиною захворювання.
Теорія активації хемокінів також заснована на припущенні, що допускає можливість прямого патологічного впливу на ациноцити, і служить логічним продовженням теорії первинного ушкодження клітин, що виникла в результаті досліджень останніх років. Відповідно до цієї теорії, незалежновід етіології панкреатиту первинні патофізіологічні механізми діють лише на рівні ацинарних клітин.
Первинне пошкодження останніх призводить до інтрапанкреатичної активації трипсиногену та блоку секреції ферментів. Надалі дуже швидко (в межах декількох хвилин) відбувається виділення радикалів кисню, що призводить до оксидативного стресу, пошкодження мембран клітинних органел та ациноцитів. Запущений механізм перекисного окислення ліпідів призводить до виснаження внутрішньоклітинних антиоксидантних систем, зменшення вмісту глутатіону та вітамінів А, Е, С, переміщення ядерного фактора kappa B (NF-kappa B) у ядра.
Транслокація NF-kappa яскраво продемонстрована в декількох моделях експериментального ГП, викликаного, наприклад, церулсином, таурохолатом, перев'язкою термінального відділу загальної жовчної протоки (модель біліарної ГП).
У межах перших 30 хв NF-kappa В індукує транскрипцію в ядрі декількох гепів-мішеней з подальшою внутрішньокпетковою транскрипцією хемокінів - моноцитарного хемотаксичного білка (МСР-1), ІЛ-8, інтерферон-індукуючого білка та ін. цитокінів - ІЛ-1, ІЛ-6, фактор некрозу пухлини а і міжклітинних молекул адгезії. В результаті експресії та викиду апіноцитами хемокінів відбувається активація та інтрапанкреатична інвазія моноцитів, макрофагів, Т-лімфоцитів та поліморфноядерних нейтрофілів, які експресують уже власні прозапальні медіатори, включаючи хемокіни, цитокіни, оксид азот.
Прогресуючий путрипанкреатичний прозапальний каскад може активізувати купферівські клітини печінки (макрофаги), яких вважають головними системними джерелами прозапальних цитокінів. Останні стимулюють системнийзапальний синдром та поліорганну недостатність. В експериментальній моделі ВП блокада купферівських клітин печінки сприяє зменшенню плазмової концентрації прозапальних цитокінів, розвитку гострого респіраторного дистрес-синдрому та, як наслідок, підвищення смертності.
У пацієнтів з ОП можлива друга хвиля запального ушкодження, обумовлена впливом інфекційного фактора — вторинного джерела запальних медіаторів, які посилюють системну запальну відповідь (гіпотеза «другого удару»).
Існують експериментальні дослідження, що доводять, що лише переміщення NF-kappa В нездатне стимулювати активацію трипсиногену. Саме тому висловлено припущення, що інтрапанкреатична транскрипція прозапальних цитокінів – неспецифічна реакція на активацію трипсиногену, внутрішньопротокову гіпертензію, оксидативний стрес, ішемію та ін.
Відповідно до сучасного розуміння патогенезу ВП виділяють дві основні фази захворювання. Перша фаза зумовлена формуванням протягом перших 2 тижнів від моменту початку захворювання генералізованої запальної реакції, коли виникає абактеріальний аутоліз і некробіоз ПЗ, заочеревинної клітковини, а також ферментативний асцит-перитоніт. Тяжкість стану хворих обумовлена вираженою панкреатогенною токсемією. У частини пацієнтів протягом 72 годин від початку захворювання розвивається панкреатогенний шок і рання поліорганна недостатність, яка є основною причиною смерті у ці терміни 30-40% хворих. При стерильних формах панкреонекрозу летальність варіює від 0 до 11%.
Друга фаза ОП пов'язана з розвитком пізніх постнекротичних інфекційних ускладнень та обумовлена активацією та продукцією запальних субстанцій (аналогічних таким у першій фазі), атакож дією бактеріальних токсинів. У цей період основу патогенезу становить якісно новий етап формування системної запальної реакції – септичний (інфекційно-токсичний) шок та септична поліорганна недостатність. Найбільшу летальність реєструють з закінчення першого тижня захворювання, що пов'язані з розвитком інфікованого панкреонекрозу, у якому летальність становить 40—70%.
Існує пряма залежність між масштабом некрозу, обсягом ураження паренхіми ПЗ, поширеністю некротичного процесу в парапанкреатичній жировій клітковині та заочеревинному просторі та ймовірністю їх контамінації та інфікування ендогенною мікрофлорою. Середня частота інфікування при панкреонекрозі становить 40-70%. Інфікований панкреонекроз виявляють у 24% хворих на 1-й тиждень захворювання, у 36% - на 2-й, у 71% - на 3-й тиж і у 47% хворих - на 4-й тиж захворювання.
При дослідженні видалених на операції некротичних тканин встановлено, що 75% бактерій – представники грамнегативної мікрофлори. Відбувається інфікування асептичних зон панкреонекрозу умовно-патогенною кишковою мікрофлорою.