Zapalenie przełyku
Patofizjologia i mechanizm
Zapalenie przełyku to stan zapalny błony śluzowej przełyku o zróżnicowanej etiologii, w tym refluks żołądkowo-przełykowy (GERD), eozynofilowe zapalenie przełyku (EoE), zapalenie wywołane lekami, infekcje oraz uszkodzenia popromienne i żrące. W patogenezie refluksowego zapalenia przełyku kluczową rolę odgrywa proces zapalny indukowany przez cytokiny, a nie bezpośrednie uszkodzenie kwasem. Mechanizm ten obejmuje aktywację HIF-2α i NF-κB, prowadzącą do migracji limfocytów T i produkcji cytokin prozapalnych, a także udział reaktywnych form tlenu (ROS) i peroksydacji lipidów. W EoE dominują mechanizmy immunoalergiczne z odpowiedzią Th2, gdzie cytokiny IL-4, IL-5, IL-9 i IL-13 indukują chemotaksję eozynofilów, hiperplazję komórek kubkowych oraz włóknienie nabłonka, z udziałem TGF-β1 i CAPN14, co prowadzi do upośledzenia bariery nabłonkowej i przebudowy przełyku. Zapalenie wywołane lekami, np. doksycykliną, bisfosfonianami czy NLPZ, wynika z miejscowego działania drażniącego i zaburzenia cytoprotekcji, natomiast infekcyjne zapalenie przełyku dotyczy głównie pacjentów z immunosupresją i może mieć etiologię bakteryjną, wirusową, grzybiczą lub pasożytniczą.
Patogeneza zapalenia przełyku
Zapalenie przełyku (esophagitis) to stan zapalny, charakteryzujący się obecnością stanu zapalnego w błonie śluzowej przełyku. Patogeneza zapalenia przełyku jest złożona i zależy od podtypu schorzenia. Wśród najczęstszych przyczyn wymienia się refluks żołądkowo-przełykowy, infekcje, uszkodzenia przez leki, promieniowanie oraz eozynofilowe zapalenie przełyku (EoE).1 Mechanizmy patofizjologiczne różnią się znacząco w zależności od czynnika etiologicznego.
Refluksowe zapalenie przełyku
Refluks żołądkowo-przełykowy jest najczęstszą przyczyną zapalenia przełyku. Tradycyjnie uważano, że kwas żołądkowy bezpośrednio uszkadza nabłonek przełyku, powodując „chemiczne oparzenie”. Nowsze badania sugerują jednak, że zapalenie refluksowe przełyku jest wynikiem procesów zapalnych mediowanych przez cytokiny, a nie bezpośredniego działania żrącego kwasu.12
W patogenezie refluksowego zapalenia przełyku kluczową rolę odgrywa zaburzenie równowagi między czynnikami szkodliwymi (epizody refluksu, kwasowość refluksatu, wrażliwość przełyku) a czynnikami obronnymi (oczyszczanie kwasu z przełyku, integralność błony śluzowej). Stopień uszkodzenia błony śluzowej jest proporcjonalny do częstości epizodów refluksu, czasu ekspozycji błony śluzowej przełyku na kwas oraz żrącego potencjału refluksatu.1
Nieefektywna bariera antyrefluksowa na poziomie połączenia żołądkowo-przełykowego jest najważniejszym czynnikiem w patogenezie refluksu. Gdy dochodzi do refluksu, odpowiednie oczyszczanie refluksatu jest niezbędne, aby zminimalizować czas kontaktu czynnika drażniącego z błoną śluzową przełyku.1
Mechanizm cytokinowy zapalenia refluksowego
Aktualny model patogenezy zapalenia refluksowego zakłada, że refluks treści żołądkowej nie niszczy bezpośrednio komórek nabłonkowych, ale raczej indukuje je do wydzielania cytokin prozapalnych.1 Badania wykazały, że najwcześniejszym objawem zapalenia przełyku jest naciek limfocytów w błonie podśluzowej, który dopiero później postępuje z udziałem neutrofilów i obejmuje powierzchnię nabłonka.1
Refluks indukuje aktywację czynnika indukowanego hipoksją (HIF)-2α, który wzmacnia aktywność transkrypcyjną czynnika jądrowego κB (NF-κB), powodując wzrost cytokin prozapalnych i migrację limfocytów T, co stanowi podstawowy mechanizm molekularny tego urazu mediowanego przez cytokiny.1 Ostatecznie to komórki zapalne uszkadzają błonę śluzową poprzez „sizzle” cytokinowe, a nie bezpośrednie działanie żrące kwasu.2
Reaktywne formy tlenu (ROS) i peroksydacja lipidów pochodzące głównie z neutrofilów, które są stymulowane i mobilizowane przez TNF-α i CINC-1, są również zaangażowane w patogenezę zapalenia przełyku wywołanego refluksem treści żołądkowo-dwunastniczej.1
Eozynofilowe zapalenie przełyku
Eozynofilowe zapalenie przełyku (EoE) jest przewlekłą chorobą zapalną o podłożu immunoalergicznym, charakteryzującą się naciekiem eozynofilowym w przełyku. Patofizjologia EoE nie jest w pełni poznana, ale znaczące dowody sugerują, że jest to zaburzenie alergiczne wywołane przez uczulenie na antygeny pokarmowe i/lub aeroalergeny.1
W patogenezie EoE kluczową rolę odgrywa odpowiedź immunologiczna typu Th2. Model patogenezy EoE zakłada, że antygeny, zarówno alergeny pokarmowe, jak i aerozolowe, są prezentowane w przełyku i stymulują odpowiedź Th2.1 Komórki Th2 wytwarzają cytokiny typu 2, takie jak IL-4, IL-5 i IL-13, które odgrywają kluczową rolę w patogenezie EoE.1
Rola cytokin w EoE
IL-13 odgrywa decydującą rolę w chemotaksji eozynofilów, hiperplazji komórek kubkowych, kurczliwości mięśni gładkich i odkładaniu kolagenu.2 IL-13 stymuluje komórki nabłonkowe przełyku do produkcji genu eotaksyny-3 (CCL26), który z kolei rekrutuje eozynofile z krwi obwodowej do tkanki.1
IL-5 jest głównym czynnikiem różnicującym eozynofile w szpiku kostnym, podczas gdy IL-9 odgrywa ważną rolę w aktywacji komórek ILC2 i komórek tucznych.1 TGF-β1, wytwarzany przez komórki tuczne, eozynofile i komórki nabłonkowe przełyku, jest kluczową cytokiną dla włóknienia nabłonka i transformacji komórek nabłonkowych.2
Eozynofile uwalniają peroksydazę eozynofilową (EPO), białko kationowe eozynofilów (ECP) i główne białko wiążące (MBP), które bezpośrednio powodują uszkodzenie tkanki i zaburzenia motoryki przełyku.1 Eozynofile produkują również IL-1, IL-3, IL-4, IL-5, IL-13, TGF-β, eotaksynę-3, RANTES, białko zapalne makrofagów 1 (MIP-1), czynnik martwicy nowotworów (TNF)-α, czynnik stymulujący tworzenie kolonii granulocytów i makrofagów (GM-CSF), czynnik aktywujący płytki (PAF) i leukotrien C4 (LTC4).1
Genetyka i mechanizmy molekularne w EoE
EoE ma podłoże genetyczne, co zostało szeroko udowodnione. Blanchard i wsp. zidentyfikowali fragment ludzkiego genomu, nazwany „transkryptomem EoE”, z zachowaną ekspresją wielu loci genowych w przełyku pacjentów z EoE. Wśród zachowawczo wyrażonych genów CCL26, kodujący eotaksynę 3 (chemoatraktant i aktywator eozynofilów), okazał się najbardziej skorelowany z innymi loci genów obejmującymi kompleks różnicowania naskórka (EDC), „gorący punkt” transkrypcyjny w genetycznym napędzie chorób atopowych.1
Jedno z największych badań GWAS ujawniło, że gen kalpainy 14 (CAPN14), kodujący proteazę cysteinową indukowaną przez IL-13, okazał się genem najbardziej skorelowanym z aktywnym EoE.1 CAPN14 to cytozoowa aktywowana wapniem proteaza cysteinowa, która została zidentyfikowana jako locus 2p23 w badaniach asocjacji genomowych (GWAS) EoE. Nadekspresja CAPN14 znacząco upośledza funkcję bariery nabłonkowej.1
Charakterystyczne dla EoE jest upośledzenie funkcji bariery nabłonka przełyku. Morfologia zapalnego nabłonka przełyku w EoE ma kilka cech, w tym hiperplazję strefy podstawnej w nabłonku przełyku, która zastępuje większość bardziej zróżnicowanej górnej warstwy komórek nabłonkowych, oraz pojawienie się poszerzonych przestrzeni międzykomórkowych (DIS) w warstwach suprabazalnych.2
Transformacja epithelialno-mezenchymalna w EoE
Transformacja nabłonkowo-mezenchymalna (EMT), czyli seria zmian, w których komórki nabłonkowe tracą swoje charakterystyczne właściwości (polarność, markery powierzchniowe i połączenia ścisłe itp.) i przekształcają się w komórki mezenchymalne, została wskazana w patogenezie włóknienia obserwowanego w EoE. Proces EMT w EoE wydaje się być napędzany przez TGF-β, co sugeruje proces mediowany przez eozynofile.1
TGF-β indukuje również produkcję periostyny przez fibroblasty. Periostyna może zatem utrwalać cykl zapalenia eozynofilowego w przełyku.1 Aktywacja eozynofilów i degranulacja mogą pośredniczyć w patogenezie EoE. W szczególności eozynofile indukują przebudowę przełyku za pośrednictwem szlaku TGF-β, prowadząc do włóknienia podśródbłonkowego, przejścia nabłonkowo-mezenchymalnego i dysfunkcji mięśni gładkich, a także zwiększają tempo proliferacji nabłonka w przełyku.1
Zapalenie przełyku polekowe
Patogeneza zapalenia przełyku wywołanego lekami obejmuje bezpośredni efekt drażniący i przerwanie barier cytoprotekcyjnych.1 Częstość występowania zapalenia przełyku wywołanego lekami szacuje się na 3,9 na 100 000 populacji rocznie, przy czym średni wiek wynosi 41,5 lat, a kobiety są dotknięte częściej niż mężczyźni.1
Mechanizmy uszkodzenia przełyku zależą od konkretnego leku:
- Doksycyklina gromadzi się w warstwie podstawnej nabłonka płaskiego przełyku, co sugeruje możliwy mechanizm miejscowego podrażnienia.1
- Bisfosfoniany, zwłaszcza alendronian, są dobrze znanymi przyczynami zapalenia przełyku. Chociaż krwawienie jest rzadkie, zapalenie i owrzodzenie z pogrubieniem ściany przełyku są często widoczne w endoskopii.2
- NLPZ zaburzają normalne działanie cytoprotekcyjne prostaglandyn na błonę śluzową żołądka i mogą mieć podobny wpływ na błonę śluzową przełyku.3
- Bisfosfoniany są miejscowym drażniącym środkiem dla przewodu pokarmowego, powodując chemiczne zapalenie żołądka. Przypuszcza się, że bisfosfoniany osłabiają ochronną, hydrofobową barierę śluzówkową przewodu pokarmowego, umożliwiając kwasowi żołądkowemu podrażnienie nabłonka.1
Zapalenie przełyku infekcyjne
Infekcyjne zapalenie przełyku jest najczęściej obserwowane u osób z obniżoną odpornością, ale było również zgłaszane u zdrowych dorosłych i dzieci. Szeroki zakres nieprawidłowości w obronie gospodarza może predysponować osobę do zakażeń oportunistycznych, takich jak neutropenia, zaburzenia chemotaksji i fagocytozy, zmiany w odporności humoralnej i upośledzona funkcja limfocytów T.1
Infekcyjne zapalenie przełyku może być spowodowane przez bakterie, grzyby, pasożyty i wirusy. Bakteryjne przyczyny infekcyjnego zapalenia przełyku są trudne do wyizolowania, ponieważ często mają charakter polimikrobialny i pochodzą z normalnej flory jamy ustnej.1
Pacjenci z chorobami układowymi (np. cukrzycą, dysfunkcją nadnerczy, alkoholizmem) oraz osoby w podeszłym wieku mogą być predysponowani do infekcyjnego zapalenia przełyku z powodu zmienionej funkcji immunologicznej.2
Żrące zapalenie przełyku
Żrące zapalenie przełyku rozwija się po spożyciu silnie kwaśnych lub zasadowych substancji chemicznych. Zasady (zwykle o pH 11,5-12,5), jak na przykład ług lub baterie, powodują martwicę upłynniającą. Kwasy (np. kwas solny) powodują martwicę koagulacyjną.1
W przebiegu żrącego zapalenia przełyku może dojść do perforacji przełyku, szczególnie w ciągu 10 dni, kiedy tworzenie się tkanki ziarninowej powoduje osłabienie ściany przełyku. Po około 3 tygodniach, w miarę postępu fibrynogenezy, może dojść do powstania zwężenia przełyku.1
Zapalenie przełyku popromienne
Patofizjologia zapalenia przełyku popromiennego obejmuje uszkodzenie DNA i śmierć komórek przez wysokoenergetyczne elektrony prowadzące do powstawania niestabilnych wolnych rodników tlenowych.1 Zapalenie popromienne może prowadzić do znaczących uszkodzeń i zwłóknienia przełyku.
Zapalenie przełyku – złożoność mechanizmów patofizjologicznych
Zapalenie przełyku jest złożonym stanem patologicznym, obejmującym różne mechanizmy w zależności od czynnika wywołującego. W refluksowym zapaleniu przełyku główną rolę odgrywa zapalenie mediowane przez cytokiny, a nie bezpośrednie działanie żrące treści żołądkowej. W eozynofilowym zapaleniu przełyku kluczowa jest odpowiedź immunologiczna typu Th2 z udziałem eozynofilów, komórek tucznych oraz limfocytów B i T. Zapalenie przełyku wywołane lekami wiąże się z bezpośrednim działaniem drażniącym na błonę śluzową, podczas gdy zapalenie infekcyjne zależy od rodzaju patogenu i stanu układu immunologicznego gospodarza.123
Zrozumienie złożonych mechanizmów patofizjologicznych zapalenia przełyku jest kluczowe dla opracowania skutecznych metod diagnostycznych i terapeutycznych, które będą ukierunkowane na podstawowe przyczyny choroby, a nie tylko na jej objawy.123
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.