Η επίδραση του άγχους και της εκλυτικής ορμόνης της κορτικοτροπίνης στη δραστηριοποίηση των σιτευτικών κυττάρων και στην αγγειακή διαπερατότητα στο δέρμα επίμυων

Abstract

Mast cells can be found everywhere in the human body, mostly perivascularily and adjacent to nerve endings. They are involved in many atopic diseases that often worsen by stress, like psychological asthma, psoriasis, irritable bowel disease and interstitial cystitis. Corticotropin releasing hormone (CRH) and its structural analogue Urocortin (UCN) are released in the brain under stress. They stimulate the pituitary-adrenal axis through CRH receptors (1 and 2) that results in glucocorticoids’ secretion with anti-inflammatory effects. Outside the Central Nervous System (CNS), CRH and Ucn have proinflammatory actions. We investigated the notion that acute stress may worsen several skin disorders, like atopic dermatitis, due to CRH acting directly on the peripheral mast cells. Acute stress by restraint in rats resulted in mast cell degranulation, which was clearly shown under optical and scanning electron microscope. Subcutaneous administration of CRH (0,1 μΜ) and Ucn (0,01 μΜ) induced mast cell degranulation and increased vascular permeability of the Evan’s Blue dye in a dose dependent manner. We evaluated the phenomenon both morphologically and fluorometrically by taking pictures of the skin or after isolating the dye with formamide, respectively. Local pretreatment with a CRH receptor blocker inhibited CRH action. The effects of CRH and/or Ucn in vascular permeability were stronger than those of known secretagoges Substance P or 48/80 in equimolar concentrations. Cromolyn, a mast cell stabiliser, inhibited CRH and Ucn effects in vascular permeability. In mast cell deficient mice (W/Wv) CRH and Ucn had no effect in vascular permeability. On the contrary, in the wild type, CRH and Ucn resulted in increased vascular permeability, confirming the involvement of mast cells in the process. Pretreatment of rat plural or peritoneal mast cells with CRH induced secretion only in high doses, confirming the notion that CRH effect differ in mast cells of different origin. Pretreatment of the skin with the histamine (H1) antagonist azelastine, largely inhibited CRH effect showing that -at least in the skin- histamine is heavily involved in the increase of vascular permeability after CRH or Ucn stimulation. Histamine is not the only compound secreted after CRH stimulation since this hormone was found to induce secretion of interleukin-6 (IL-6) from human mast cells. Western blot with antibodies against 1 and 2 receptors was used to identify the type of the receptor in rat skin and the extent of the mast cells involvement. New findings suggest that CRH is secreted locally in the skin after acute stress. Human umbilical cord mast cells were found to produce CRH at least 1000 times more than anywhere else in the human body which they secrete after stimulation. These findings increase the impact of mast cells in allergic and inflammatory diseases -mostly those that worsen with stress- since they can be stimulated not only by neural CRH or Ucn but by their own CRH, too. The latter proves that acute stress results in CRH and/or Ucn secretion in mast cells of the skin. These findings can lead us to possible therapeutic breakthroughs by using CRH receptor antagonists alone or in conjunction with mast cell secretion blockers.

Τα σιτευτικά κύτταρα βρίσκονται παντού στον οργανισμό και κυρίως περιφερικά των αγγείων και κοντά σε νευρικές απολήξεις. Συμμετέχουν σε πολλές ατοπικές ασθένειες, οι οποίες συχνά επιδεινώνονται με το άγχος, όπως το ψυχογενές άσθμα, αγχώδης γαστρίτιδα, σπαστική κολίτιδα και έκζεμα ή και ψωρίαση. Η εκλυτική ορμόνη της κορτικοτροπίνης (CRH ή CRF) και η ουροκορτίνη (Ucn) -ένα νέο μόριο με 47% ομοιότητα στη δομή του με την CRH- απελευθερώνονται αμέσως στον εγκέφαλο σε καταστάσεις άγχους (stress). Διεγείρουν τον υποφυσιακό άξονα (υποθάλαμος-υπόφυση-επινεφρίδια) δρώντας στους υποδοχείς της CRH (1 και 2) που οδηγεί στην έκκριση των γλυκοκορτικοειδών με παρελκόμενη αντιφλεγμονώδη δράση. Παραδόξως, η CRH και /ή η Ucn έχουν προφλεγμονώδη δράση εκτός του κεντρικού νευρικού συστήματος. Διερευνήσαμε την πιθανότητα, το οξύ άγχος να επιδεινώνει συγκεκριμένες δερματικές νόσους, όπως η ατοπική δερματίτιδα, μέσω της δράσης της CRH στα τοπικά σιτευτικά κύτταρα. Πρόκληση οξέος άγχους σε αρουραίους με ακινητοποίηση είχε ως αποτέλεσμα την αποκοκκίωση των δερματικών σιτευτικών κυττάρων, όπως φάνηκε στο οπτικό και ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Ενδοδερμική έγχυση CRH (0,1-10 μΜ) και Ucn (0,01-10 μΜ) οδήγησε σε αποκοκκίωση των σιτευτικών κυττάρων και αύξηση της αγγειακής διαπερατότητας στη χρωστική Evans blue, ανάλογα με τη χορηγούμενη δόση. Το φαινόμενο αυτό αξιολογήθηκε μορφολογικά, φωτογραφίζοντας το δέρμα και φθοριομετρικά μετά από απομόνωση της χρωστικής σε φορμαμίδη. Προεπώαση του σημείου ένεσης με τον μη πεπτιδικό ανταγωνιστή των υποδοχέων της CRH ανέστειλε τη δράση της CRH. Τα αποτελέσματα των CRH και Ucn στην αγγειακή διαπερατότητα ήταν ισχυρότερα από αυτά των γνωστών εκκριταγωγών των σιτευτικών κυττάρων 48/80 και παράγοντα Π, στις ίδιες συγκεντρώσεις. Τα αποτελέσματα των CRH, Ucn στην αγγειακή διαπερατότητα ανεστάλησαν από τον "σταθεροποιητή" των σιτευτικών κυττάρων, δινατριούχο χρωμογλυκίνη (χρωμολύνη). Η CRH και η Ucn δεν προκάλεσαν αύξηση της αγγειακής διαπερατότητας σε ποντίκια γενετικώς μη διαθέτοντα σιτευτικά κύτταρα ενώ αντίθετα προκάλεσαν αύξηση στα φυσιολογικά ποντίκια, επιβεβαιώνοντας ότι τα σιτευτικά κύτταρα ενέχονται στην διαδικασία. Επώαση εμπλουτισμένων σιτευτικών κυττάρων από το περιτόναιο ή τους πνεύμονες επίμυων με CRH δεν προκάλεσε έκκριση παρά σε μεγάλες δόσεις που σημαίνει ότι σιτευτικά κύτταρα από διαφορετικούς ιστούς διαφέρουν στην ικανότητά τους να δραστηριοποιηθούν με την CRH. Προδιεργασία των σημείων του δέρματος, όπου ενέθηκε η CRH και/ή η Ucn, με τους Η1 ανταγωνιστές, διφενυδραμίνη ή με αζελαστίνη, ευρέως ανέστειλε τη δράση της CRH, δείχνοντας ότι εμπλέκεται η ισταμίνη στην προκαλούμενη από την CRH ή Ucn αύξηση της αγγειακής διαπερατότητας, τουλάχιστον στο δέρμα. Η ισταμίνη μπορεί να μην είναι το μοναδικό μόριο που εκλύεται από την CRH, διότι η ορμόνη αυτή προκαλεί έκλυση και της ιντερλευκίνης 6 (IL-6) από ανθρώπινα σιτευτικά κύτταρα. Η μέθοδος Western χρησιμοποιήθηκε με αντισώματα που αναγνωρίζουν τους υποδοχείς 1 και 2 της CRH, σε δέρμα ποντικών με ή χωρίς σιτευτικά κύτταρα, για να ανιχνευθεί ο τύπος των υποδοχέων που συμμετέχουν και σε ποιο βαθμό συμβάλλουν τα σιτευτικά κύτταρα. Νέα ευρήματα της έρευνάς μας είναι ότι η CRH εκκρίνεται τοπικά στο δέρμα μετά από οξύ άγχος. Επίσης, τα σιτευτικά κύτταρα ομφάλιου λώρου αποδείχτηκε ότι συνθέτουν CRH σε επίπεδα σχεδόν χίλιες φορές περισσότερο από οπουδήποτε αλλού έχει αναφερθεί, την οποία και εκκρίνουν μετά από διέγερση. Τα ευρήματα αυτά αυξάνουν την σημαντικότητα της δράσης των σιτευτικών κυττάρων σε αλλεργικές καταστάσεις όπως και σε καταστάσεις φλεγμονής, ιδιαίτερα σε αυτές που επιδεινώνονται με το άγχος, μια και όχι μόνο μπορούν να ενεργοποιηθούν από νευρωνική CRH και Ucn, αλλά επίσης και από τη δική τους CRH. Αυτά τα ευρήματα αποδεικνύουν ότι το οξύ άγχος προκαλεί έκκριση της CRH ή/και της Ucn οι οποίες ενεργοποιούν δερματικά σιτευτικά κύτταρα. Τέτοια ευρήματα μπορούν να οδηγήσουν σε πιθανές θεραπείες με χρήση ανταγωνιστών των υποδοχέων της CRH, μόνων ή σε συνδυασμό με αναστολείς έκκρισης των σιτευτικών κυττάρων.