Zapalenie wątroby toksyczne
Patofizjologia i mechanizm
Toksyczne zapalenie wątroby jest stanem zapalnym wywołanym przez działanie ksenobiotyków, takich jak alkohol, leki (np. paracetamol, izoniazyd, walproinian), substancje chemiczne i suplementy diety. Patogeneza obejmuje dysfunkcję cytochromu P450 (szczególnie CYP2E1 indukowanego przez etanol), stres oksydacyjny, dysfunkcję mitochondrialną oraz reakcje immunologiczne. Metabolity toksyczne, takie jak N-acetylo-p-benzochinonoimina (NAPQI) powstający z paracetamolu, prowadzą do uszkodzenia hepatocytów poprzez wyczerpanie glutationu, stres oksydacyjny i apoptozę. Uszkodzenie wątroby manifestuje się podwyższeniem enzymów wątrobowych: ALT >3x ULN, ALP >2x ULN oraz bilirubiny >2x ULN, z klasyfikacją uszkodzenia na hepatocytowe (R ≥ 5), cholestatyczne (R ≤ 2) lub mieszane (R 2-5). Toksyczne zapalenie może mieć przebieg ostry lub przewlekły, prowadząc do marskości i niewydolności wątroby, a w ciężkich przypadkach wymaga przeszczepienia narządu.
- Patogeneza zapalenia wątroby toksycznego
- Specyficzne mechanizmy toksycznego uszkodzenia wątroby
- Paracetamol jako przykład toksyczności dawkozależnej
- Idiosynkratyczne uszkodzenie wątroby
- Autoimmunologiczne aspekty toksycznego zapalenia wątroby
- Konsekwencje kliniczne toksycznego zapalenia wątroby
- Ostre i przewlekłe uszkodzenie wątroby
- Progresja do włóknienia i marskość wątroby
- Klasyfikacja uszkodzenia wątroby
- Typy i przyczyny toksycznego zapalenia wątroby
- Leki powodujące toksyczne zapalenie wątroby
- Substancje chemiczne i toksyny środowiskowe
- Zioła i suplementy diety
- Alkohol jako czynnik hepatotoksyczny
- Diagnostyka i leczenie toksycznego zapalenia wątroby
Patogeneza zapalenia wątroby toksycznego
Toksyczne zapalenie wątroby (zapalenie wątroby toksyczne) to stan zapalny wątroby występujący w odpowiedzi na działanie różnych substancji, takich jak alkohol, leki, substancje chemiczne czy suplementy diety. Wątroba, ze względu na swoją unikalną rolę metaboliczną i bliski związek z przewodem pokarmowym, jest szczególnie narażona na uszkodzenia wywołane przez ksenobiotyki i stres oksydacyjny12. Około 75% krwi dopływającej do wątroby pochodzi bezpośrednio z narządów przewodu pokarmowego i śledziony przez żyłę wrotną, co sprawia, że leki i inne substancje docierają do wątroby w prawie nierozcienczonej formie34.
Mechanizmy uszkodzenia wątroby
Patofizjologiczne mechanizmy hepatotoksyczności są nadal badane i obejmują zarówno mechanizmy wewnątrzkomórkowe, jak i zewnątrzkomórkowe5. Główne mechanizmy patogenetyczne odpowiedzialne za funkcjonalne i organiczne uszkodzenie wątroby przez substancje toksyczne to: stan zapalny, dysfunkcja cytochromu P450, dysfunkcja mitochondrialna i stres oksydacyjny6.
Uszkodzenie hepatocytów
Kowalencyjne wiązanie leków do białek wewnątrzkomórkowych może powodować zmniejszenie poziomu ATP, prowadząc do zaburzenia struktury aktyny. Dezorganizacja włókien aktynowych na powierzchni hepatocytu powoduje tworzenie się pęcherzyków i pękanie błony komórkowej78. Metabolity leków mogą podlegać różnym reakcjom chemicznym, w tym wiązaniu kowalencyjnemu, wyczerpaniu zredukowanego glutationu lub stresowi oksydacyjnemu, co wpływa na białka, lipidy i DNA9.
Dysfunkcja mitochondrialna
Niektóre leki hamują funkcję mitochondrialną poprzez podwójny wpływ zarówno na beta-oksydację, jak i produkcję energii, hamując syntezę dinukleotydu nikotynamido-adeninowego i dinukleotydu flawinoadeninowego, co prowadzi do zmniejszonej produkcji ATP10. Dysfunkcja mitochondriów uwalnia nadmierną ilość utleniaczy, które z kolei uszkadzają komórki wątroby1112. Mikropęcherzykowe stłuszczenie, niealkoholowe stłuszczeniowe zapalenie wątroby (NASH) i cytolityczne zapalenie wątroby wiążą się z dysfunkcją mitochondrialną, w tym upośledzeniem mitochondrialnej beta-oksydacji kwasów tłuszczowych, zahamowaniem oddychania mitochondrialnego i uszkodzeniem mitochondrialnego DNA13.
Aktywacja cytochromu P450
Wątroba wyraża wiele izoform cytochromu P450, w tym indukowany etanolem CYP2E1. CYP2E1, generuje reaktywne formy tlenu (ROS), aktywuje wiele ważnych toksykologicznie substratów i może być centralnym szlakiem, przez który etanol powoduje stres oksydacyjny14. Aktywacja niektórych enzymów w systemie cytochromu P-450, takich jak CYP2E1, prowadzi do stresu oksydacyjnego15. W wyniku metabolizmu leków mogą powstawać toksyczne metabolity pośrednie, jak na przykład N-acetylo-p-benzochinonoimina (NAPQI) powstająca podczas metabolizmu paracetamolu16.
Stres oksydacyjny i rola tlenku azotu
W toksyczności paracetamolu tlenek azotu (NO) wychwytuje anionorodnik ponadtlenkowy, tworząc nadtlenoazotyn, który powoduje nitrację białek i uszkodzenie tkanek. U myszy z nokautem indukowalnej syntazy tlenku azotu (iNOS) zapobiega się nitracji, ale niewychwycony anionorodnik ponadtlenkowy powoduje toksyczną peroksydację lipidów17. Stres oksydacyjny jest wytwarzany przez wyczerpanie ATP, któremu towarzyszy wzrost wewnątrzkomórkowego stężenia wapnia, co może prowadzić do nekrozy18.
Procesy zapalne i immunologiczne
Uszkodzenie hepatocytów i komórek przewodów żółciowych prowadzi do akumulacji kwasu żółciowego wewnątrz wątroby, co sprzyja dalszemu uszkodzeniu wątroby1920. Komórki nieparenchymalne, takie jak komórki Kupffera, magazynujące tłuszcz komórki gwiaździste i leukocyty (np. neutrofile i monocyty), również odgrywają rolę w mechanizmie uszkodzenia wątroby21.
Aktywacja komórek Kupffera i infiltracja neutrofili
Aktywacja komórek Kupffera i infiltracja neutrofili rozszerzają toksyczne uszkodzenie. Komórki Kupffera uwalniają reaktywne formy tlenu (ROS), cytokiny i chemokiny, które indukują ekstrawazcję i aktywację neutrofili22. W ostrum zapaleniu wątroby obserwuje się nekrozę wątroby oraz towarzyszące zapalenie. Nekroza ma zazwyczaj charakter upłynniający z zapadnięciem zrębu siateczkowego23.
Aktywacja limfocytów T cytotoksycznych
Kowalencyjne wiązanie leku do enzymu P-450 działa jako immunogen, aktywując limfocyty T i cytokiny oraz stymulując wieloaspektową odpowiedź immunologiczną2425. Kliniczny obraz zapalenia wątroby jest konsekwencją śmierci komórek spowodowanej przez zewnętrzny układ odpornościowy (np. cytotoksyczne limfocyty T) lub stres wewnątrzkomórkowy26.
Apoptoza hepatocytów
Aktywacja szlaków apoptotycznych przez receptor czynnika martwicy nowotworów alfa lub receptor Fas może wyzwolić kaskadę wewnątrzkomórkowych kaspaz, co prowadzi do programowanej śmierci komórki2728. Stres wewnątrzkomórkowy może prowadzić do apoptotycznej lub nekrotycznej śmierci komórki, w zależności od stopnia zaangażowania mitochondriów i równowagi czynników, które aktywują i hamują rodzinę białek Bcl 2 oraz kaspazy29.
Uszkodzenie przewodów żółciowych
Toksyczne metabolity wydzielane do żółci mogą powodować uszkodzenie nabłonka przewodów żółciowych3031. Leki, które wpływają na białka transportowe w błonie kanalikowej, mogą przerwać przepływ żółci. Utrata wypustek kosmkowych i przerwanie działania pomp transportowych, takich jak białko 3 związane z opornością wielolekową, uniemożliwiają wydzielanie bilirubiny, powodując cholestazę32.
Specyficzne mechanizmy toksycznego uszkodzenia wątroby
Paracetamol jako przykład toksyczności dawkozależnej
Paracetamol (acetaminofen) jest zwykle dobrze tolerowany w przepisanej dawce, ale przedawkowanie jest najczęstszą przyczyną polekowego uszkodzenia wątroby i ostrej niewydolności wątroby na całym świecie33. W dawkach terapeutycznych około 4% paracetamolu jest przekształcane przez cytochrom P450 w reaktywny toksyczny metabolit pośredni N-acetylo-p-benzochinonoiminę (NAPQI). NAPQI staje się nietoksyczny, gdy wiąże się z glutationem34.
Przedawkowanie paracetamolu występuje z powodu indukcji enzymu CYP, wyczerpania glutationu lub zahamowania glukuronidacji. Jeśli wystąpi którekolwiek z powyższych działań, NAPQI nie jest już w stanie wiązać się z glutationem. Zamiast tego NAPQI reaguje z grupą cysteinową białek hepatocytów, co prowadzi do utraty funkcji komórek i śmierci komórek35.
Idiosynkratyczne uszkodzenie wątroby
Istnieją dwa typy hepatotoksyczności: reakcja wewnętrzna, która jest zależna od dawki i przewidywalna (rzadziej spotykana), oraz reakcja idiosynkratyczna, która nie jest zależna od dawki i jest nieprzewidywalna (częściej spotykana)36. Podstawowy mechanizm reakcji idiosynkratycznej może być związany z polimorfizmem genetycznym systemu cytochromu P450 (CYP450), odpowiedzialnego za biotransformację leków w wątrobie37.
Istnieją przekonujące dowody, że w większości przypadków idiosynkratycznego polekowego uszkodzenia wątroby (DILI) układ odpornościowy wątroby odgrywa istotną rolę patogenetyczną38. Chociaż prawdopodobne jest, że większość idiosynkratycznych DILI jest wywołana przez układ odpornościowy, szczegóły dotyczące tego, jak lek wywołuje odpowiedź immunologiczną prowadzącą do DILI, są nieznane i prawdopodobnie różne dla różnych leków39.
Autoimmunologiczne aspekty toksycznego zapalenia wątroby
W niektórych przypadkach toksyczne zapalenie wątroby może mieć podłoże autoimmunologiczne. Suplementy diety i wspomagające odchudzanie zostały wykazane jako czynniki wywołujące zarówno ostre, jak i przewlekłe zapalenie wątroby4041. W tych przypadkach obraz kliniczny i patologiczny sugeruje, że zarówno ostre toksyczne zapalenie wątroby, jak i ostra postać autoimmunologicznego zapalenia wątroby mogą występować jednocześnie42.
Głównym czynnikiem przyczyniającym się do patogenezy autoimmunologicznego zapalenia wątroby jest niewydolność immunoregulacji w wyniku zmniejszonej funkcji i liczby regulatorowych limfocytów T (Tregs), z późniejszą masową rekrutacją komórek efektorowych stanu zapalnego, które powodują uszkodzenie wątroby43. Tregs wyrażają unikalne markery, w tym łańcuch receptora interleukiny-2 (IL-2R) (CD25), receptor czynnika martwicy nowotworów indukowany przez glikokortykosteroidy (GITR), CD62L, CTLA-4 i czynnik transkrypcyjny forkhead/winged helix (FOXP3), a także CD39, który jest odpowiedzialny za fosfohydrolizę nukleotydów zewnątrzkomórkowych, co prowadzi do wytwarzania immunosupresyjnej adenozyny i regulacji sygnalizacji purynergicznej44.
Konsekwencje kliniczne toksycznego zapalenia wątroby
Ostre i przewlekłe uszkodzenie wątroby
Toksyczne zapalenie wątroby może być ostre lub przewlekłe45. W ostrym zapaleniu wątroby wszystkie enzymy są zwykle zdecydowanie podwyższone46. Bardzo rozległą martwicę komórek wątroby nazywa się piorunującym zapaleniem wątroby. Prowadzi to do rozwoju encefalopatii wątrobowej, zespołu wykrzepiania wewnątrznaczyniowego (DIC), żółtaczki i hipoglikemii47.
Przewlekłe zapalenie wątroby charakteryzuje się zwłóknieniem okołowrotnym, infiltracją limfocytów i komórek plazmatycznych oraz okołowrotną apoptozą lub martwicą komórek wątroby48. Płytka graniczna, czyli warstwa komórek oddzielająca przestrzenie wrotne od miąższu wątroby, może zostać przerwana wraz z rozszerzeniem reakcji zapalnej z obszarów wrotnych do miąższu49.
Progresja do włóknienia i marskość wątroby
Stan zapalny związany z toksycznym zapaleniem wątroby może prowadzić do uszkodzenia wątroby i bliznowacenia. Z czasem to bliznowacenie, zwane marskością, utrudnia prawidłowe funkcjonowanie wątroby. W konsekwencji marskość prowadzi do niewydolności wątroby50. Toksyczne zapalenie wątroby może prowadzić do ostrego uszkodzenia wątroby (marskości) i przewlekłej niewydolności wątroby. W przypadku rozwoju niewydolności wątroby może być konieczne przeszczepienie wątroby51.
W przewlekłym zapaleniu wątroby stopniowo postępująca martwica komórek wątroby może powodować ciągłe podwyższenie wszystkich enzymów wątrobowych i kwasów żółciowych52. Progresja jest zwykle znacznie szybsza niż w regularnej formie przewlekłego zapalenia wątroby; przebieg tej choroby trwa tygodnie, a nie miesiące53.
Klasyfikacja uszkodzenia wątroby
Uszkodzenie wątroby jest definiowane jako wzrost poziomu ALT (aminotransferazy alaninowej) więcej niż trzykrotnie powyżej górnej granicy normy (ULN), poziomu ALP (fosfatazy alkalicznej) więcej niż dwukrotnie powyżej ULN lub całkowitej bilirubiny więcej niż dwukrotnie powyżej ULN, gdy jest związane ze zwiększonym poziomem ALT lub ALP54. Uszkodzenie wątroby jest dalej charakteryzowane jako hepatokomórkowe i cholestatyczne55.
W oparciu o wartość R = [aminotransferaza alaninowa (ALT) / górna granica normy (ULN)] / [fosfataza alkaliczna (ALP) / ULN], uszkodzenie wątroby można sklasyfikować jako:56
- Uszkodzenie hepatokomórkowe: wartość R ≥ 5 lub podwyższenie ALT ≥ 5-krotnie powyżej ULN57
- Uszkodzenie cholestatyczne: wartość R ≤ 2 lub podwyższenie ALP ≥ 2-krotnie powyżej ULN58
- Uszkodzenie mieszane: wartość R między 2 a 559
Typy i przyczyny toksycznego zapalenia wątroby
Leki powodujące toksyczne zapalenie wątroby
Ponad 900 leków, toksyn i ziół było zgłaszanych jako powodujące uszkodzenie wątroby, a leki odpowiadają za 20-40% wszystkich przypadków piorunującej niewydolności wątroby60. Około 75% idiosynkratycznych reakcji na leki prowadzi do przeszczepienia wątroby lub śmierci61. Ponad 1000 leków wykazało toksyczne działanie na wątrobę, z czego 16% to leki neuropsychiatryczne62.
Niektóre leki, które mogą powodować toksyczne zapalenie wątroby to:6364
- Paracetamol (Tylenol) – szczególnie w przypadku przedawkowania
- Aspiryna – zespół Reye’a to agresywna forma toksycznego zapalenia wątroby często związana ze stosowaniem aspiryny u dzieci
- Walproinian – toksyczność może również występować w tym wzorze
- Izoniazyd (INH)
- Thorazine
- Diazepam (Valium)
Substancje chemiczne i toksyny środowiskowe
Toksyczne zapalenie wątroby może być wywołane ekspozycją na określone chemikalia lub leki65. Niektóre substancje chemiczne i toksyny środowiskowe, które mogą powodować toksyczne zapalenie wątroby, to:6667
- Płyn do czyszczenia na sucho
- Klej
- Insektycydy i pestycydy
- Trujące grzyby
- Trutka na szczury
- Chloroform – przypadki toksycznego zapalenia wątroby zgłaszano u pracowników narażonych na chloroform68
- Toksyny roślinne69
Zioła i suplementy diety
Suplementy diety, w tym preparaty ziołowe i suplementy odżywcze, są szeroko stosowane bez recepty. W związku z tym rośnie zainteresowanie ryzykiem hepatotoksyczności związanej z tymi środkami70. Suplementy diety i wspomagające odchudzanie zostały wykazane jako powodujące ostre zapalenie wątroby w wyniku toksycznego uszkodzenia wątroby71.
Przykład: Polygonum multiflorum Thunb to zioło, które może powodować hepatotoksyczność i może prowadzić do ciężkiego polekowego uszkodzenia wątroby, a nawet śmierci72. Głównymi składnikami Shou-Wu-Pain są polifenole i antrachinony – te ostatnie są metabolizowane do antronów i wchłaniane w przewodzie pokarmowym, co może indukować uszkodzenie wątroby73.
Przyjmowanie zbyt dużej ilości witaminy A (więcej niż 40 000 IU dziennie) może powodować toksyczność wątroby witaminy A74.
Alkohol jako czynnik hepatotoksyczny
Picie zbyt dużej ilości alkoholu może powodować alkoholowe zapalenie wątroby75. Toksyczne zapalenie wątroby może być ostre lub przewlekłe. Alkoholowe zapalenie wątroby to inny typ toksycznego zapalenia wątroby76.
Diagnostyka i leczenie toksycznego zapalenia wątroby
Diagnostyka
Diagnoza toksycznego zapalenia wątroby opiera się głównie na zbieżności rozpoczęcia leczenia i rozwoju objawów oraz wykluczenia innych możliwych przyczyn77. Rozpoznanie zapalenia wątroby (ostrego, przewlekłego itp.) jest możliwe tylko na podstawie histologii wątroby78.
Badania laboratoryjne mogą wykazać ostre toksyczne zapalenie wątroby79. Inne przyczyny zapalenia wątroby, takie jak wirusowe, polekowe lub alkoholowe zapalenie wątroby, powinny zostać wykluczone80.
Szybka poprawa objawów klinicznych i postępująca normalizacja testów funkcji wątroby po wyeliminowaniu ekspozycji na czynnik toksyczny wspiera diagnozę81.
Leczenie
Pierwszym i najważniejszym krokiem w leczeniu toksycznego zapalenia wątroby jest identyfikacja i eliminacja substancji, która powoduje problem, takiej jak leki, zioła lub alkohol82. Wczesne rozpoznanie reakcji polekowych w wątrobie jest niezbędne do zminimalizowania uszkodzeń83.
Nie ma określonego leczenia wskazanego w polekowych chorobach wątroby. Leczenie jest w dużej mierze objawowe i oparte na objawach. Pierwszym krokiem jest przerwanie stosowania podejrzanego leku84.
Leczenie swoiste przeciwko polekowym uszkodzeniom wątroby ogranicza się do stosowania N-acetylocysteiny we wczesnych fazach toksyczności paracetamolu85. Pilne przeszczepienie wątroby należy rozważyć u pacjentów z zagrażającym życiu uszkodzeniem wątroby spowodowanym przez lek, zioło lub suplement diety86.
W wielu przypadkach toksyczne zapalenie wątroby jest uleczalne. Wątroba może z czasem zastąpić uszkodzone komórki, odwracając powstałe uszkodzenia87. Jeśli uszkodzenie jest łagodne do umiarkowanego, wątroba może potrzebować kilku tygodni lub miesięcy na wymianę uszkodzonych komórek i wyleczenie88.
Profilaktyka
Aby pomóc zapobiec toksycznemu zapaleniu wątroby, ważne jest wprowadzenie zdrowych zmian w stylu życia89. Należy porozmawiać z lekarzem o przyczynach toksyczności wątroby i o tym, jak można poprawić zdrowie wątroby90.
Biorąc pod uwagę, że wiele leków może uszkodzić wątrobę, ważne jest regularne monitorowanie wartości laboratoryjnych, aby zapobiec toksycznemu uszkodzeniu wątroby91.
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.