Ενδοτοξιναιμία και βακτηριακή μετακίνηση σε πειραματικό αποφρακτικό ίκτερο: δυνατότητες αναστολής του φαινομένου με χορήγηση φαρμακευτικών ουσιών

Abstract

In this study we investigated the phenomenon of bacterial translocation, endotoxemia into an experimental model of obstructive jaundice, as well as the changes that are taking place both in the intestinal flora and intestinal mucosa. Using the same model, we attempted to inhibit the above phenomena by affecting to three factors, that they are responsible for their occurrence. The first factor is endotoxin, which remains free into the intestinal lumen (it is able to pass the intestinal barrier), because of the absence of the bile acids that bind it to non-absorptive complexes. The second factor is the bacterial population, which presents an increase by ten times in the obstructive jaundice. On one hand, more bacteria produce more endotoxin that remains free, on the other hand, there is a possibility for the intestinal block to be break, because of the large number of bacteria. The third factor that was been examined is the intestinal mucosa that forms the anatomic integrity of the intestinal block. Histologically, it was observed an atrophia in the obstructive jaundice, swelling of the intestinal mucosa and in general an image equivalent to both anatomic and functional disorder. We examined the above factors each one of them separately. The endotoxin factor by administering per os lactuloze, which has the property to bind the endotoxin and do not permit to her to pass out of the lumen, as it does with the bile acids. The bacterial population factor, by administering a mixture of antibiotics (neomycin and cephalozine) which are not absorptive by the gut, but they remain and act locally in the lumen of the gut. Finally, the intestinal mucosa factor, by administering growth factors (growth hormone and IGF-I) which have trophic action increasing therefore the metabolism and the proliferation of epithelial cells. The results of every phase of the study were as follows: In obstructive jaundice, a serious degree of endotoxemia is taking place with an increase of endotoxin of portal and systemic circulation over fifteen times and a serious degree of bacterial translocation outside the intestinal lumen. Percentages of positive cultures of mesenteric lymph nodes 65-77% compare to 15-20% of the normal ones and of the 30-36% compare to 0-5% of the normal ones (non-jaundiced). When we had a liver positive culture, we always had the same positive one, to the corresponding lymph nodes, and particularly an isolation to the same bacterial type. The bacterial population of the intestinal flora, presented a ten times increase without any alteration of the bacterial species. The histologic image of the intestinal mucosa, showed atrophia, swelling and inflammatory cells filtration. This image may not show clearly a specific injury of the mucosa, however it is indicative of the mucosa integrity disorder and it is possible to become clear through an electronic microscope use. The lactuloze administration per. os, induced a reduction of endotoxemia in a significant degree. Despite this, the bacterial translocation has not been modified and remained to the same levels, as the group that had not been treated with lactuloze. The bacteria of the lumen had not beenaffected almost at all, as well as the histologic image of the mucosa remained the same. The non-absorptive antibiotics per. os., induced a significant decrease of endotoxemia. The endotoxin values that were marked, was simply the double of non-jaundiced ones. Here we have not affection to the bacterial translocation, which remained to the same levels as the previous phases. However, the positive cultures percentage of the liver, is decreased from 36% to 9%. Significant was also the decrease to the number of intestinal bacteria, to values under of the normal ones. The histologic image of the mucosa remained the same. In the case of growth factors significant changes has occurred as well. The growth hormone, induced a decrease to the endotoxemia phenomenon to values from 15 times to three times of normal ones. The positive lymph nodes cultures, was reduced from 65% to 33% and the liver ones, from 30% to 8%. The bacteria of the gut have not presented a significant alteration. We have examined two other parameters during the growth hormone phase, DNA and cell proteins of the mucosa as well presented interesting changes. DNA that presented a value reduction before GH administration, reverted to the same levels as the normal ones, while the reduced value of protein showed a slower rate increase. The last findings indicate that, the atrophic and mobilized mucosa of the jaundiced, using GH starts to be reactivated, in order to restore atrophic alterations. This was confirmed by the histologic image of mucosa, which presented an increase of mitoses to values above of the normal ones. The IGF-I managed to decrease endotoxemia as well, as GH did, for the bacterial translocation while in lymph nodes it induced a decrease from 65% to 43%, on the other hand, it has affected the bacterial translocation towards liver, which was found to be 30%. The number of intraluminal bacteria, has not showed a statistically significant alteration, while DNA and protein showed a similar increase as the GH levels, similarly there was an increase to mitoses and to mucosa villi height. Apoptosis in the small bowel of rats is increased after bile duct ligation, refllecting the antiapoptotic effect of bile on the intestinal mucosa, which can be compensated by GH or IGF-1 administration, in the case of the lack of bile effects on intestinal epithelium.

Ο σκοπός της μελέτης ήταν να εξετάσουμε, σε ένα πειραματικό μοντέλο αποφρακτικού ίκτερου, το φαινόμενο της βακτηριακής μετακίνησης, της ενδοτοξιναιμίας, καθώς και τις μεταβολές οι οποίες συμβαίνουν στην εντερική χλωρίδα και στον εντερικό βλεννογόνο. Στο ίδιο μοντέλο προσπαθήσαμε να αναστείλουμε τα ανωτέρω φαινόμενα, επιδρώντας σε τρεις παράγοντες πουπιθανότατα ευθύνονται για την εμφάνιση τους. Ο ένας παράγων είναι η ενδοτοξίνη, η οποία παραμένει ελεύθερη μέσα στον αυλό (δυνάμενη να περάσει το εντερικό φραγμό), διότι απουσιάζουν τα χολικά οξέα που την δεσμεύουν σε μη απορροφήσιμα σύμπλοκα. Ο δεύτερος παράγων είναι ο βακτηριδιακός πληθυσμός, ο οποίος αυξάνει κατά δέκα φορές στον αποφρακτικό ίκτερο. Περισσότερα βακτηρίδια, αφ' ενός παράγουν περισσότερη ενδοτοξίνη, η οποία παραμένει αδέσμευτη, αφ' ετέρου υπάρχει πιθανότητα να προκαλούν διάσπαση του εντερικού φραγμού λόγω του μεγάλου αριθμού τους. Ο τρίτος παράγοντας που εξετάσθηκε είναι ο εντερικός βλεννογόνος, ο οποίος αποτελεί την ανατομική οντότητα του εντερικού φραγμού. Ιστολογικά παρατηρήθηκε στον αποφρακτικό ίκτερο ατροφία, οίδημα του εντερικού βλεννογόνου και γενικά μια εικόνα συμβατή με ανατομική και λειτουργική αποδιοργάνωση. Κάθε ένας από του ανωτέρω παράγοντες μελετήθηκε και αξιολογήθηκε με του παρακάτω τρόπους: Για τον παράγοντα "ενδοτοξίνη" χορηγήθηκε, από το στόμα λακτουλόζη, η οποία έχει την ιδιότητα να δεσμεύει την ενδοτοξίνη και να μην την αφήνει να περάσει εκτός του αυλού, όπως υπό φυσιολογικές συνθήκες κάνουν και τα χολικά οξέα. Για τον παράγοντα "βακτηριδιακό πληθυσμό" χορηγήθηκε μίγμα αντιβιοτικών (νεομυκίνη και κεφαζολίνη), που δεν απορροφώνται από το έντερο, αλλά παραμένουν και δρουν τοπικά στον αυλό του εντέρου. Και τέλος για τον παράγοντα "εντερικό βλεννογόνο" χορηγήθηκαν αυξητικοί παράγοντες (GH και IGF-1), οι οποίοι έχουν τροφική δράση αυξάνοντας το μεταβολισμό και τον πολλαπλασιασμό των επιθηλιακών κυττάρων. Τα αποτελέσματα της κάθε φάσης της μελέτης του αποφρακτικού ίκτερου είχαν ως εξής: 1) σοβαρού βαθμού ενδοτοξιναιμία, με αύξηση ενδοτοξίνης πυλαίας και συστηματικής κυκλοφορίας πάνω από δεκαπέντε φορές. 2) Σημαντικού βαθμού βακτηριακή μετακίνηση εκτός του εντερικού αυλού. 3) Ποσοστά θετικών καλλιεργειών των μεσεντερίων λεμφαδένων 65-77% έναντι 15-20% των φυσιολογικών και του ήπατος 30-36% έναντι 0-5% των φυσιολογικών (μη ικτερικών). Όταν υπήρχε θετική καλλιέργεια ήπατος, υπήρχε πάντα και θετική καλλιέργεια στους αντίστοιχους μεσεντέριους λεμφαδένες και μάλιστα αναπτύσσοντο ιδίου τύπου βακτηρίδια. 4) Ο πληθυσμός των βακτηριδίων της εντερικής χλωρίδας στους ικτερικούς επίμυες παρουσίασε αύξηση κατά δέκα φορές, χωρίς να αλλάξει το είδος των μικροβίων. 5) Η ιστολογική εικόνα του εντερικού βλεννογόνου έδειξε ατροφία, οίδημα και διήθηση από φλεγμονώδη κύτταρα. Η εικόνα αυτή μπορεί να μην δείχνει σαφώς συγκεκριμένη βλάβη του βλεννογόνου, είναι όμως ενδεικτική διαταραχής της ακεραιότητας του βλεννογόνου. Η χορήγηση της λακτουλόζης από το στόμα προκάλεσε μείωση της ενδοτοξιναιμίας σε σημαντικό βαθμό. Οι τιμές ενδοτοξίνης στο αίμα, ήτανμόλις τριπλάσιες αυτών των μη ικτερικών. Παρά το γεγονός αυτό, η βακτηριακή μετακίνηση δεν τροποποιήθηκε και παρέμεινε στα ίδια επίπεδα με την ομάδα που δεν πήρε λακτουλόζη. Τα βακτηρίδια του αυλού δεν επηρεάσθηκαν σχεδόν καθόλου, η δε ιστολογική εικόνα του βλεννογόνου παρέμεινε ίδια. Η χορήγηση των μη απορροφήσιμων αντιβιοτικών από το στόμα, προκάλεσε σημαντική μείωση της ενδοτοξιναιμίας. Οι τιμές ενδοτοξίνης που σημειώθηκαν ήταν απλώς διπλάσιες των μη ικτερικών. Δεν επηρεάσθηκε και εδώ καθόλου η βακτηριακή μετακίνηση στους λεμφαδένες, η οποία παρέμεινε στα ίδια επίπεδα με τις προηγούμενες φάσεις. Ελαττώθηκε όμως το ποσοστό των θετικών καλλιεργειών του ήπατος, από 36% στο 9%. Σημαντική ήταν η μείωση και στον αριθμό των εντερικών βακτηριδίων σε τιμές κάτω από αυτές των φυσιολογικών. Η ιστολογική εικόνα του βλεννογόνου παρέμεινε η ίδια. Στην περίπτωση της χορήγησης αυξητικών παραγόντων, σημειώθηκαν επίσης σημαντικές μεταβολές. Η GH προκάλεσε μείωση του φαινομένου της ενδοτοξιναιμίας, σε τιμές από δεκαπενταπλάσιες σε τριπλάσιες του φυσιολογικού. Οι θετικές καλιέργειες των λεμφαδένων ελαττώθηκαν από 65% στο 33% και του ήπατος από 30% στο 8%. Τα βακτηρίδια του εντέρου δεν παρουσίασαν σημαντική αλλαγή. Δύο άλλες παραμέτρους που εξετάσαμε στην φάση των αυξητικών παραγόντων ,το DNA και την πρωτείνη των κυττάρων του βλεννογόνου, παρουσίασαν και αυτές ενδιαφέρουσες μεταβολές. Το DNA που παρουσίαζε μία μείωση των τιμών πριν τη χορήγηση της GH επανήλθε στα ίδια επίπεδα με αυτά των φυσιολογικών, ενώ η μειωμένη τιμή της πρωτείνης παρουσίασε αύξηση με μικρότερο ρυθμό. Τα τελευταία ευρήματα υποδηλώνουν ότι, ο ατροφικός και υποκινητικός βλεννογόνος των ικτερικών με τη χρήση της GH αρχίζει να επαναδραστηριοποιείται με σκοπό να αποκαταστήσει τις ατροφικές αλλοιώσεις. Αυτό επιβεβαιώθηκε και με την ιστολογική εικόνα του βλεννογόνου, ο οποίος παρουσίασε αύξηση των μιτώσεων στις κρύπτες σε τιμές πάνω από αυτές του φυσιολογικού. Η χορήγηση IGF-1 προκάλεσε μείωση της ενδοτοξιναιμίας. Στην βακτηριακή μετακίνηση, ενώ στους λεμφαδένες προκάλεσε ελάττωση από 65% στο 43%, δεν επηρέασε καθόλου την βακτηριακή μετακίνηση προς το ήπαρ η οποία ευρέθη 30%. Ο αριθμός των ενδοαυλικών βακτηριδίων δεν παρουσίασε στατιστικά σημαντική μεταβολή, ενώ το DNA και η πρωτείνη παρουσίασαν αύξηση σε επίπεδα παρόμοια με αυτά της GH. Ιστολογικά παρατηρήθηκε αύξηση των μιτώσεων στις κρύπτες καθώς και αύξηση του ύψους των λαχνών του βλεννογόνου. Η απόπτωση στο λεπτό έντερο των επιμύων, αυξάνεται μετά την απολίνωση του χοληδόχου πόρου αντανακλώντας την αντιαποπτωτική επίδραση της χολής πάνω στον εντερικό βλεννογόνο. Ο ρυθμός απόπτωσης στον εντερικό βλεννογόνο ελαττώνεται μετά τη χορήγηση GH ή IGF-I.