Οι ορμόνες του φύλου στην εξέλιξη της οξείας πειραματικής παγκρεατίτιδας

Abstract

Introduction: Experimental and clinical studies suggest that estrogen modulate the initiation and progress of inflammation. Data presented by many laboratories suggest that estrogen may attenuate part of the inflammatory response e.g. recruitment and adhesion of leukocytes to the endothelial cell and the activation of these cells in the tissues. Several categories of critical illness are reported to affect men and women differently. Men who sustained blunt trauma have a higher risk of developing MODS, ARDS and sepsis, higher mortality and longer stay in the ICU, compared to premenopausal women. Also, male patients have worse outcome after traumatic brain injury. Conversely, women have a higher acute mortality after primary angioplasty for acute myocardial infarction and after coronary bypass surgery. Aim: It is well known that inflammatory mediators contribute to the pathophysiology of acute pancreatitis. Since there is evidence that sex hormones modulate the process of inflammation, we investigated the influence of sex hormones in the severity of experimental acute pancreatitis, analyzing three pathological parameters, namely: edema, inflammation and necrosis of the pancreatic tissue. Material and method: We used 160 adult Wistar rats. Half of them were male and half female. Half of the male rats underwent orchiectomy and the rest of them, a sham operation. Respectively, half of the female rats underwent ovariectomy and the rest of them, a sham operation. Furthermore, the male gonadectomized rats received subcutaneously testosterone or placebo. The female ovariectomized rats received 17-β estradiol or placebo. The same procedure was carried out in male and female rats with sham operation. By following this method, 8 groups of 20 rats were developed. Acute pancreatitis was developed in half of the rats by intramuscular injection of caerulein. So the 8 groups of 20 rats became 16 groups of 10 rats each. Twelve hours after the initiation of acute pancreatitis, the rats were sacrificed. The pancreas of the sacrificed animals was examined histologically and the degree of pancreatic damage was classified examining 3 parameters (edema, inflammation, necrosis) according to the established scale of Schmidt. Results: The conclusions after study and statistical analysis of the different groups are as follows 1. The female rats with ovariectomy that received estrogen had milder degree of pancreatic damage compared with the female rats that had ovariectomy and did not receive estrogen. The difference was statistically significant in all the parameters (Edema: p=0,001, Inflammation: p=0,001, Necrosis: p=0,001). 2. The group of female rats with endogenous (without ovariectomy) estrogen and exogenous administration of estrogen compared with the group of female rats that had only endogenous estrogen (without ovariectomy) showed that the group of the excess of estrogen (endogenous and exogenous) presented milder pathologic pattern of acute pancreatitis. The difference was statistically significant (p=0,05) concerning the edema. 3. The female rats with ovariectomy and exogenous estrogen administration, presented milder degree of pancreatic damage compared with the male rats with orchiectomy and testosterone administration. The difference was statistically significant in edema (p=0,001), inflammation (p=0,001) and necrosis (p=0,001). 4. The group of the female rats which received exogenous estrogen and had undergone ovariectomy, had milder degree of pancreatic damage compared with the group of male rats with complete deficiency of testosterone (orchiectomy, no testosterone administration). The difference was statistically significant in inflammation (p=0,01) and necrosis (p=0,01). 5. The female rats that preserved their ovaries presented milder histologic pattern of acute pancreatitis compared with the male rats that preserved their testicles. The difference was statistically significant in edema (p=0,05), inflammation (p=0,0001) and necrosis (p=0,01). 6. The male rats with the influence of endogenous (testicles preserved) and exogenous testosterone, presented more severe pancreatic damage compared with the male rats that received testosterone. The difference was statistically significant in edema (p=0,05) and necrosis (p=0,05). 7. The group of male rats that had undergone orchiectomy and received testosterone showed no statistically significant difference compared with the group of males that preserved their testicles and did not receive testosterone. 8. The comparison of two groups that had no sexual hormonal influence (males with orchiectomy, females with ovariectomy), showed no statistically significant difference in the histological changes of acute pancreatitis. Conclusion: It is concluded from this experimental study that female sex hormones seem to have a beneficial effect on the severity of experimental acute pancreatitis. On the contrary, male sex hormones correlated negatively with the same process.

Εισαγωγή: Πειραµατικές και κλινικές µελέτες δείχνουν ότι τα δύο φύλα αντιδρούν διαφορετικά σε διάφορες νοσολογικές καταστάσεις. Υπάρχουν ενδείξεις ότι τα οιστρογόνα προάγουν την κυτταρική και χυµική ανοσιακή απόκριση ενώ η τεστοστερόνη ασκεί δυσµενή επίδραση. Οι επιπτώσεις της επίδρασης των φυλετικών ορµονών σε διάφορα νοσήµατα συνοψίζονται ως εξής: Οι άνδρες πολυτραυµατίες παρουσιάζουν µεγαλύτερη πιθανότητα να αναπτύξουν MODS, ARDS και σήψη, µακρύτερη παραµονή στη ΜΕΘ και µεγαλύτερη θνητότητα. ∆ιαπιστώθηκε επίσης ότι οι άνδρες έχουν χειρότερη έκβαση µετά από κρανιοεγκεφαλική κάκωση. Αντίθετα, οι γυναίκες εµφανίζουν υψηλότερη θνητότητα µετά από αγγειοπλαστική για οξύ έµφραγµα µυοκαρδίου και µετά από εγχείρηση για στεφανιαία παράκαµψη. Έχει διαπιστωθεί από πειραµατικές και κλινικές µελέτες ότι οι ορµόνες του φύλου είναι σηµαντικοί ανοσοτροποποιητές. Τα οιστρογόνα επιδρούν ανασταλτικά σε κάποιες φάσεις της φλεγµονώδους απόκρισης όπως είναι η συγκέντρωση και η προσκόλληση των λευκοκυττάρων στα ενδοθηλιακά κύτταρα και η ενεργοποίηση των κυττάρων αυτών στους ιστούς. Επιδρούν επίσης και στην έκφραση των κυτταροκινών, κυρίως της TNF-α και της IL1β. Σκοπός: Είναι γνωστό ότι στην παθογένεια της οξείας παγκρεατίτιδας συµβάλλει η δράση των φλεγµονωδών µεσολαβητικών ουσιών. Εφ’ όσον είναι αποδεκτό ότι οι ορµόνες του φύλου επιδρούν στην εξέλιξη της τοπικής και συστηµατικής φλεγµονής, διερευνήσαµε την επίδραση των ορµονών αυτών στη βαρύτητα της ΟΠ ελέγχοντας τρεις ιστοπαθολογικές παραµέτρους, το οίδηµα, τη φλεγµονή και τη νέκρωση του παγκρέατος. Υλικό και Μέθοδος: Στην πειραµατική αυτή εργασία χρησιµοποιήθηκαν τελικά 160 ενήλικες επίµυες Wistar εκ των οποίων οι µισοί ήταν άρρενες και οι µισοί θήλεις. Από τους άρρενες επίµυες οι µισοί υπεβλήθησαν σε γοναδεκτοµή (ορχεκτοµή) και οι άλλοι µισοί σε εικονική επέµβαση (λαπαροτοµία). Αντίστοιχα, από τους θήλεις, οι µισοί υπεβλήθησαν σε ωοθηκεκτοµή και οι άλλοι µισοί σε εικονική επέµβαση. Περαιτέρω, τα αρσενικά µε γοναδεκτοµή έλαβαν ανδρογόνα (υποδόρια χορήγηση τεστοστερόνης) ή εικονικό φάρµακο και τα αντίστοιχα θηλυκά, οιστρογόνα (ενδοπεριτοναϊκή έγχυση 17-β οιστραδιόλης) ή εικονικό φάρµακο. Το ίδιο ακριβώς έγινε και στους επίµυες µε εικονική επέµβαση. Με τον τρόπο αυτό αναπτύχθηκαν 8 οµάδες. Στο ήµισυ του αριθµού των πειραµατοζώων προκλήθηκε οξεία παγκρεατίτιδα µε χορήγηση κερουλεΐνης. Έτσι οι 8 οµάδες των 20 επίµυων που µελετήθηκαν, έγιναν 16 οµάδες µε 10 επίµυες έκαστη. Στις 12 ώρες µετά την πρόκληση της παγκρεατίτιδας, ακολούθησε η θανάτωση των πειραµατοζώων. Εν συνεχεία έγινε ιστολογική εξέταση του παγκρεατικού ιστού σε οπτικό µικροσκόπιο και ηµιποσοτική εκτίµηση τριών ιστοπαθολογικών παραµέτρων οι οποίες είναι: α. Οίδηµα, β. Φλεγµονή, γ. Νέκρωση. Η βαθµονόµηση των βλαβών έγινε σύµφωνα µε την καθιερωµένη κλίµακα του Schmidt. Αποτελέσµατα: Κατά τη σύγκριση των διαφόρων οµάδων επίµυων και τη στατιστική ανάλυση των αποτελεσµάτων, διαπιστώσαµε τα εξής: 1. Οι θήλεις επίµυες που ήταν υπό την επίδραση των εξωγενών οιστρογόνων (προηγηθείσα ωοθηκεκτοµή) εµφάνισαν ηπιότερη µορφή ΟΠ σε σχέση µε τους θήλεις επίµυες που δεν ήταν υπό την επίδραση οιστρογόνων καθόσον είχαν υποβληθεί σε ωοθηκεκτοµή και δεν έλαβαν εξωγενή οιστρογόνα. Η διαφορά ήταν στατιστικά σηµαντική και στις τρεις ιστοπαθολογικές παραµέτρους που εξετάσθηκαν (Οίδηµα p=0,001, Φλεγµονή p=0,001, Νέκρωση p=0,001). 2. ∆ύο οµάδες θήλεων επίµυων υπέστησαν την επίδραση οιστρογόνων αλλά σε διαφορετική ποσότητα καθόσον στη µία οµάδα επέδρασαν τα ενδογενή (άνευ ωοθηκεκτοµής) και εξωγενή οιστρογόνα, ενώ στην άλλη µόνο τα ενδογενή (άνευ ωοθηκεκτοµής) οιστρογόνα. Η οµάδα µε την ενισχυµένη επίδραση των οιστρογόνων παρουσίασε στατιστικά σηµαντική ηπιότερη βλάβη του παγκρέατος που αφορούσε στο οίδηµα του οργάνου (p=0,05). 3. Η οµάδα των θήλεων επίµυων που είχε υποβληθεί σε ωοθηκεκτοµή και είχε λάβει οιστρογόνα εξωγενώς, παρουσίασε µικρότερου βαθµού παγκρεατική βλάβη σε σχέση µε την οµάδα των αρρένων επίµυων που είχαν υποβληθεί σε ορχεκτοµή και έλαβαν τεστοστερόνη. Η διαφορά ήταν στατιστικά σηµαντική στο οίδηµα (p=0,001), στη φλεγµονή (p=0,001) και στη νέκρωση (p=0,001). 4. Η σύγκριση της οµάδας των θήλεων επίµυων που είχαν υποβληθεί σε ωοθηκεκτοµή αλλά είχαν λάβει εξωγενώς οιστρογόνα και της οµάδας των αρρένων που δεν είχαν καµία φυλετική ορµονική επίδραση (ορχεκτοµή, µη χορήγησης τεστοστερόνης), έδειξε ότι οι θήλεις επίµυες παρουσίασαν στατιστικά σηµαντική µικρότερη παγκρεατική βλάβη που αφορούσε στη φλεγµονή (p=0,01) και στη νέκρωση (p=0,05). 5. Οι θήλεις επίµυες που βρίσκονται υπό την επίδραση των ενδογενών οιστρογόνων (διατήρηση ωοθηκών), παρουσίασαν ηπιότερη ιστολογική εικόνα ΟΠ σε σχέση µε τους άρρενες επίµυες στους οποίους διατηρήθηκαν οι όρχεις. Η διαφορά ήταν στατιστικά σηµαντική στο οίδηµα (p=0,05), στη φλεγµονή (p=0,0001) και στη νέκρωση (p=0,01). 6. Συγκρίθηκαν δύο οµάδες αρρένων επίµυων εκ των οποίων η µία βρισκόταν υπό την επίδραση και της ενδογενούς τεστοστερόνης (άνευ ορχεκτοµής) και της χορηγηθείσας εξωγενούς τεστοστερόνης, ενώ η άλλη υπέστη την επίδραση µόνο της εξωγενούς τεστοστερόνης (προηγηθείσα ορχεκτοµή). Η οµάδα µε τη µεγαλύτερη επίδραση τεστοστερόνης (εξωγενή, ενδογενή) παρουσίασε στατιστικά σηµαντικά βαρύτερες αλλοιώσεις ΟΠ που αφορούσαν στο οίδηµα (p=0,05) και στη νέκρωση του παγκρέατος (p=0,05). 7. Η οµάδα των αρρένων επίµυων που έλαβε τεστοστερόνη (προηγηθείσα ορχεκτοµή) και η οµάδα των αρρένων στους οποίους διατηρήθηκαν οι όρχεις χωρίς εξωγενή χορήγηση τεστοστερόνης δεν παρουσίασαν στατιστικά σηµαντική διαφορά στη βαρύτητα της παγκρεατίτιδας, δείχνοντας ότι το αποτέλεσµα της δράσης της τεστοστερόνης είναι το ίδιο είτε η ορµόνη είναι ενδογενής, είτε είναι εξωγενής. 8. Οι οµάδες των επίµυων που δεν είχαν καµία φυλετική ορµονική επίδραση (άρρενες µε ορχεκτοµή, θήλεις µε ωοθηκεκτοµή), δεν παρουσίασαν καµία διαφορά στη βαρύτητα της ΟΠ, γεγονός που υποδηλώνει ότι η απουσία γεννητικής ορµονικής επίδρασης, εξοµοιώνει τους άρρενες και τους θήλεις επίµυες στη βαρύτητα των αλλοιώσεων της οξείας πειραµατικής παγκρεατίτιδας. Συµπέρασµα: Από την πειραµατική αυτή εργασία προκύπτει ότι τα οιστρογόνα ασκούν ευνοϊκή επίδραση στη βαρύτητα της πειραµατικής οξείας παγκρεατίτιδας, ενώ η τεστοστερόνη ασκεί δυσµενή επίδραση στην ίδια νοσολογική οντότητα. Οι επιδράσεις αυτές ελέγχθηκαν µε τη βαθµονόµηση τριών ιστοπαθολογικών παραµέτρων: το οίδηµα, τη φλεγµονή και τη νέκρωση του παγκρέατος.