Zapalenie osierdzia
Patofizjologia i mechanizm
Zapalenie osierdzia (pericarditis) to stan zapalny worka osierdziowego, obejmujący zarówno warstwę trzewną, jak i ścienną, najczęściej wywołany przez czynniki infekcyjne, autoimmunologiczne lub urazowe. Charakterystycznym objawem jest silny, zamostkowy ból w klatce piersiowej, obecny u ponad 90% pacjentów. Patofizjologia obejmuje uszkodzenie komórek mezotelialnych, zmniejszenie aktywności tkankowego aktywatora plazminogenu i fibrynolizy, co prowadzi do włóknikowego zapalenia i tworzenia zrostów. Proces zapalny może skutkować produkcją płynu surowiczego, ropnego lub włóknikowego, a także wysiękiem surowiczo-krwistym lub krwotocznym. Kluczową rolę w patogenezie odgrywa inflammasom NLRP3 i interleukina-1β, które aktywują odpowiedź zapalną, zarówno wrodzoną, jak i adaptacyjną, co jest szczególnie istotne w nawracającym zapaleniu osierdzia. Leczenie kolchicyną hamuje inflammasom NLRP3, zmniejszając produkcję IL-1β i IL-18, co potwierdza jej skuteczność w terapii.
- Patofizjologia zapalenia osierdzia (Zapalenie osierdzia)
- Mechanizmy zapalne w zapaleniu osierdzia
- Rola układu odpornościowego w patogenezie zapalenia osierdzia
- Rola inflammasomu i cytokin prozapalnych
- Mechanizmy zapalenia osierdzia w różnych etiologiach
- Zwężające zapalenie osierdzia i tamponada
- Czynniki transkrypcyjne i mediatory molekularne w patogenezie zapalenia osierdzia
- Predyktory i konsekwencje kliniczne
- Patogeneza zapalenia osierdzia – podsumowanie kluczowych punktów
Patofizjologia zapalenia osierdzia (Zapalenie osierdzia)
Zapalenie osierdzia (łac. pericarditis) oznacza stan zapalny worka osierdziowego otaczającego serce i stanowi najczęstszą patologię dotyczącą osierdzia. Zapalenie może objąć zarówno warstwę trzewną, jak i ścienną osierdzia. Ze względu na bogato unerwioną warstwę ścienną, osierdzie jest wysoce wrażliwe na zapalenie wywołane przez czynniki infekcyjne, autoimmunologiczne lub urazowe, co często skutkuje silnym zamostkowym bólem w klatce piersiowej, obserwowanym u ponad 90% pacjentów z zapaleniem osierdzia.12
Mechanizmy zapalne w zapaleniu osierdzia
Proces zapalny osierdzia rozpoczyna się od uszkodzenia komórek mezotelialnych osierdzia, co wiąże się z ostrym zmniejszeniem aktywności tkankowego aktywatora plazminogenu i zmniejszoną aktywnością fibrynolityczną. To prowadzi do włóknikowego zapalenia i tworzenia się zrostów, co stanowi potencjalny mechanizm włóknienia osierdzia.1 W większości przypadków ostrego zapalenia osierdzia, worek osierdziowy jest ostro zapalony i infiltrowany przez leukocyty wielojądrzaste (PMN) oraz wykazuje wzmożoną waskularyzację.12
Odpowiedź zapalna w zapaleniu osierdzia może prowadzić do produkcji płynu surowiczego, ropnego lub gęstego materiału włóknikowego.1 W zapaleniu osierdzia często występuje reakcja włóknikowa z wysiękiem i zrostami. Osierdzie może również rozwinąć wysięk surowiczo-krwisty lub krwotoczny.12
Zapalenie osierdzia może przebiegać jako proces ostry lub przewlekły. Ostre zapalenie osierdzia rozpoczyna się od ograniczonego zapalenia katarowego, a następnie włóknikowego, z małą ilością wysięku podlegającego wchłanianiu zwrotnemu, a włóknikowe pasma odkładają się na trzewnej i ściennej warstwie osierdzia (tzw. suche zapalenie osierdzia). Następnie może wystąpić całkowite zapalenie, a wysięk gromadzi się w dużych ilościach (zapalenie wysiękowe).1
Rola układu odpornościowego w patogenezie zapalenia osierdzia
Coraz więcej dowodów wskazuje na istotną rolę układu odpornościowego w rozwoju nawracającego zapalenia osierdzia. Istnieją podobieństwa między nawracającym zapaleniem osierdzia a chorobami autozapalnymi, takimi jak rodzinna gorączka śródziemnomorska (FMF) i zespół związany z okresowym zespołem zależnym od czynnika martwicy nowotworów (TRAPS). Zespoły te charakteryzują się pozornie nieprowokowanymi atakami zapalenia wieloukładowego z zapaleniem błon surowiczych, objawami ogólnoustrojowymi i wyraźnie podwyższonym CRP.1
W badaniach nad patofizjologią choroby autozapalnej skupiono się na kluczowej roli inflammasomu – kompleksu enzymatycznego, który w końcowym etapie aktywuje IL-1, potężną cytokinę zapalną.1 Badania autopsyjne sugerują rolę zarówno komórek mięśnia sercowego, jak i osierdzia w patogenezie zapalenia osierdzia i zwężenia.1
W przypadku idiopatycznego nawracającego zapalenia osierdzia odkryto, że istnieje odpowiedź zapalna wrodzonego układu odpornościowego, typowa dla chorób autozapalnych, dominujący udział ma interleukina-1 (IL-1).1 Dodatkowo, wykryto że odpowiedź zapalna adaptacyjnego układu odpornościowego, typowa dla chorób autoimmunologicznych, jest również zaangażowana, ponieważ obecność przeciwciał przeciwsercowych lub przeciwko dyskom wstawkowym była związana z większą liczbą nawrotów i hospitalizacji.1
Rola inflammasomu i cytokin prozapalnych
Najlepiej poznanym inflammasomem jest wszechobecny NLRP3 (białko zawierające domenę NACHT, powtórzenia bogate w leucynę i domenę pirynową 3), znany również jako kriopiryna.1 W kontekście ostrego zapalenia osierdzia, początkowy bodziec prowadzi do uwolnienia DAMPs (wzorce molekularne związane z uszkodzeniem) lub PAMPs (wzorce molekularne związane z patogenami), które wiążą się z komórkowymi receptorami rozpoznającymi wzorce (PRRs), aktywując w ten sposób kilka wewnątrzkomórkowych szlaków, które ostatecznie prowadzą do zwiększenia transkrypcji inflammasomu NLRP3.1
Interleukina-1β jest wytwarzana jako prekursorowe białko 269-AA i jest przetwarzana przez kaspazę-1 aktywowaną w inflammasomach do swojej dojrzałej aktywnej formy.1 Sygnalizacja interleukiny-1β odbywa się za pośrednictwem dwóch receptorów powierzchniowych: IL-1R1 i receptora IL-1 typu 2 (IL-1R2), receptora wabikowego.1
Obecność IL-1β, IL-6 i interferonu-γ w płynie osierdziowym, ale nie w osoczu, wskazuje na lokalny stan zapalny.1 Stymulacja zapalna może być wywołana przy braku choroby układowej lub uszkodzenia mięśnia sercowego przez błędnie skierowaną reakcję immunologiczną przeciwko mikroorganizmom, zwykle wirusowym, nawet gdy serologie są ujemne.1
Kolchicyna, stosowana w leczeniu zapalenia osierdzia, hamuje polimeryzację tubuliny, co z kolei hamuje ruchliwość, fagocytozę i degranulację białych krwinek. Ponadto hamuje interleukiny IL-1β i IL-18 poprzez ingerencję w kompleks białkowy inflammasomu NLRP3, który jest coraz częściej uznawany za odgrywający rolę w ostrym zespole wieńcowym, dnie moczanowej wywołanej kryształami i, co ważniejsze, w nawracającym idiopatycznym zapaleniu osierdzia.1
Mechanizmy zapalenia osierdzia w różnych etiologiach
Zapalenie osierdzia wirusowe
Wirusy kardiotropowe zwykle rozprzestrzeniają się do mięśnia sercowego i osierdzia drogą krwionośną i powodują ostre zapalenie z infiltracją leukocytów wielojądrzastych (PMN) oraz waskularyzację osierdzia. Może to powodować wysięk osierdziowy i włóknikowe zmiany osierdzia.1 W zapaleniu osierdzia wirusowym płyn osierdziowy jest najczęściej surowiczym, ma małą objętość i ustępuje samoistnie.1
Zapalenie osierdzia bakteryjne
Bakteryjne zapalenie osierdzia wynika z ciągłego rozprzestrzeniania się zakażenia w obrębie klatki piersiowej, albo de novo, albo po operacji lub urazie, rozprzestrzeniania się z infekcyjnego zapalenia wsierdzia, krwiopochodnego rozprzestrzeniania się zakażenia lub bezpośredniego wprowadzenia w wyniku urazu penetrującego lub operacji kardiochirurgicznej.1
Zapalenie osierdzia gruźlicze
Gruźlicze zapalenie osierdzia rozwija się poprzez rozprzestrzenianie się limfatyczne z okołotchawiczych, okołooskrzelowych lub śródpiersiowych węzłów chłonnych, lub przez ciągłe rozprzestrzenianie się z ogniska zakażenia w płucach lub opłucnej. Istnieją cztery stadia patologiczne: Etap 1: Obecność rozlanego osadzania włóknika, ziarniniaków i licznych prątków. Etap 2: Rozwój surowiczego lub surowiczo-krwistego wysięku osierdziowego z przewagą limfocytów z monocytami i komórkami piankowatymi. Etap 3: Absorpcja wysięku z organizacją ziarniniakowatego serowacenia i pogrubienia osierdzia w wyniku odkładania włóknika i kolagenu. Etap 4: Rozwój zwężającego zapalenia osierdzia. Przestrzeń osierdziowa zostaje zamknięta przez gęste zrosty z wyraźnym pogrubieniem warstwy ściennej i zastąpieniem ziarniniaków przez tkankę włóknistą.1
Zapalenie osierdzia mocznicowe
Zapalenie osierdzia w niewydolności nerek jest uważane za wynik zapalenia trzewnej i ściennej warstwy osierdzia przez toksyny metaboliczne takie jak mocznik, kreatynina, kwas moczowy, metyloguanidyna, guanidynooctan, parathormon, beta2-mikroglobulina i inne.12 Może być związane z krwotocznym lub surowiczym wysiękiem.1
Zapalenie osierdzia ponowotworowe
Mechanizm gromadzenia się płynu osierdziowego w nowotworach może być związany z zapaleniem osierdzia spowodowanym bezpośrednio przez komórki nowotworowe w osierdziu z powodu leczenia (tj. niektórych chemioterapii lub radioterapii) lub obstrukcji limfatycznego drenażu płynu osierdziowego przez złogi nowotworowe.1
Zwężające zapalenie osierdzia i tamponada
Wraz z ustępowaniem procesu zapalnego, wysięk zostaje wchłonięty, a w blaszkach osierdzia rozrasta się tkanka ziarnista, która następnie zostaje zastąpiona włóknami tkanki łącznej. Jeśli między blaszkami osierdzia tworzą się zrosty tkanki łącznej, a tkanka bliznowata wchłania całą jamę osierdzia, zaciska blaszkę trzewną i ścienną, co prowadzi do wyraźnego ucisku serca. Ten wynik wysiękowego zapalenia osierdzia nazwano zwężającym lub ściskającym zapaleniem osierdzia. W niektórych przypadkach w bliznowatym osierdziu odkłada się wapń i osierdzie ulega zwapnieniu, co przekształca się w sztywną, gęstą i nieruchomą torebkę (skorupę) otaczającą serce (tzw. „serce pancerne”).1
Zwężające zapalenie osierdzia występuje, gdy pogrubiałe włókniste osierdzie, z jakiejkolwiek przyczyny, utrudnia normalne napełnianie rozkurczowe.1 Prowadzi to często do zapalenia osierdzia, przewlekłego bliznowacenia włóknistego, zwapnienia i ograniczonego napełniania serca.1
W zwężającym zapaleniu osierdzia, łatwo rozciągliwe, cienkie ścienne i trzewne wyściółki osierdzia stają się zapalne, pogrubiałe i zlane. Z powodu tych zmian potencjalna przestrzeń między wyściółkami zostaje zamknięta, a komora traci rozciągliwość. Powrót żylny do serca staje się ograniczony, a napełnianie komory zostaje zmniejszone, z towarzyszącą niezdolnością do utrzymania odpowiedniego obciążenia wstępnego. Ciśnienia napełniania serca mają tendencję do wyrównywania się zarówno w komorach, jak i przedsionkach.1
Główną nieprawidłowością hemodynamiczną w zwężającym zapaleniu osierdzia jest utrata podatności osierdzia, z poleganiem na podwyższonych ciśnieniach komorowych w celu utrzymania napełniania serca i rzutu serca, co ostatecznie prowadzi do pierwotnej rozkurczowej niewydolności serca.1
Czynniki transkrypcyjne i mediatory molekularne w patogenezie zapalenia osierdzia
TGF-β (transformujący czynnik wzrostu beta) jest głównym regulatorem ekspresji składników macierzy pozakomórkowej i rozwoju włóknienia. Zwiększone poziomy TGF-β w płynie osierdziowym i surowicy opisano w różnych formach zapalenia osierdzia i wiązano je ze zwiększoną syntezą kolagenu.12
Ac-SDKP, który jak wiadomo zmniejsza sygnalizację TGF-β poprzez zmniejszenie transkrypcji TGF-β i fosforylacji Smad2 i Smad3 oraz ich translokację do jądra, może odgrywać rolę w ścieżce prowadzącej do włóknienia osierdzia.1 Obniżone poziomy Ac-SDKP mogą wynikać ze wzrostu aktywności enzymu konwertującego angiotensynę (ACE), który jak wiadomo degraduje Ac-SDKP.1
Wzrost CTGF (tkankowy czynnik wzrostu łącznotkankowy) był związany z odkładaniem ECM (macierzy pozakomórkowej) i przebudową osierdzia.1 Kaskada włóknienia jest wyzwalana po uszkodzeniu komórek nabłonkowych lub śródbłonkowych, co prowadzi do aktywacji kaskady krzepnięcia. Początkowa odpowiedź zapalna charakteryzuje się uwolnieniem różnych cytokin prozapalnych, w tym czynnika martwicy nowotworów-α (TNF-α).12
Predyktory i konsekwencje kliniczne
Chociaż predyktory progresji do zwężenia po ostrym zapaleniu osierdzia są słabo poznane, częstość występowania zwężającego zapalenia osierdzia jest znacznie zależna od etiologii zapalenia osierdzia.1 W przeciwieństwie do późnych prezentacji, zmniejszona podatność osierdzia we wczesnym przebiegu choroby (zwykle 3 miesiące) jest częściej spowodowana zapaleniem niż włóknieniem.1
Obecność IL-8 w osoczu może być czynnikiem predykcyjnym nawrotu podczas ostrego zapalenia osierdzia.1 Obiecującą rolę prognostyczną ma cząsteczka adhezji komórkowej antygenu rakowo-zarodkowego 1 (CEACAM1), która jest białkiem hamującym układ odpornościowy, oraz białko A związane z łańcuchem klasy I MHC (MICA), które wykazuje funkcję stymulującą układ odpornościowy u pacjentów z ostrym i nawracającym zapaleniem osierdzia.1
Szczególnie dużym wysiękom osierdziowym mogą towarzyszyć duże konsekwencje hemodynamiczne, w tym tamponada serca, gdy umiarkowany lub duży wysięk osierdziowy upośledza napełnianie serca, prowadząc do niskiego rzutu serca, a czasem wstrząsu i śmierci.1 Tamponada serca związana z ostrą chorobą osierdziową jest częstsza u pacjentów z nowotworowym, gruźliczym i ropnym zapaleniem osierdzia (60%) niż u pacjentów z ostrym wirusowym zapaleniem osierdzia (14%).1
Przedłużające się zapalenie osierdzia może prowadzić do utrzymującego się gromadzenia się płynu osierdziowego. W tym przypadku płyn tworzy grubą powłokę otaczającą mięsień sercowy. Ostateczną manifestacją może być zwężające zapalenie osierdzia.1
Patogeneza zapalenia osierdzia – podsumowanie kluczowych punktów
Zapalenie osierdzia jest najczęstszą chorobą osierdziową, o złożonej patofizjologii, która może wynikać z różnych przyczyn, w tym infekcji, chorób autoimmunologicznych, autozapalnych, urazów i wielu innych czynników.12 Niezależnie od etiologii, kluczowym mechanizmem jest zapalenie włóknistej i surowiczej błony osierdziowej pokrywającej serce, często prowadzące do wysięku osierdziowego i potencjalnych powikłań.1
Patogeneza zapalenia osierdzia obejmuje złożone mechanizmy immunologiczne i zapalne, z istotną rolą układu immunologicznego wrodzonego i adaptacyjnego. Szczególnie ważną rolę odgrywa inflammasom NLRP3 i interleukina-1β, której antagoniści okazują się skuteczni w leczeniu nawracającego zapalenia osierdzia.12
Zrozumienie molekularnych mechanizmów zapalenia osierdzia i postępu do zwężającego zapalenia osierdzia pozostaje niepełne, ale ostatnie badania sugerują, że po początkowym zapaleniu następuje nieprawidłowe gojenie z nadmierną odpowiedzią profibrogenną mediowaną przez TGF-β, prowadzącą do włóknienia osierdzia.12
Najgroźniejszymi powikłaniami zapalenia osierdzia są tamponada serca w krótkim okresie oraz zwężające zapalenie osierdzia w długim okresie, oba potencjalnie zagrażające życiu.12 Dlatego wczesne rozpoznanie i odpowiednie leczenie są kluczowe dla poprawy rokowania pacjentów z zapaleniem osierdzia.1
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.