Μελέτη της επίδρασης του προκαλούμενου από αποφρακτικό ίκτερο οξειδωτικού στρες στις αποφρακτικές συνδέσεις του αιματοεγκεφαλικού φραγμού

Abstract

Hepatic encephalopathy in a complicate neuro-psychiatric syndrome which is common under hepatic cirrhosis. Various pathological and toxic lesions can deteriorate liver function in such way, so hepatic encephalopathy can be inflicted. Oxidative stress is involved in pathogenesis of hepatic encephalopathy in several protocols. Moreover the development of increased oxidative stress in the context of obstructive cholestasis has been proven in various rats' organs including the brain. The present study aimed to detect alterations of tight junction-associated occludin in rat brain capillaries. To accomplish that we have used a rats bile duct ligation experimental model (BDL). In experiment 1, occludin expression was evaluated by Western blot analysis. In this experiment were used five BDL and five sham rats. The experimental animals were sacrificed ten days after the operation. Western blot analysis revealed significant decrease of occlidins amount in BDL rats compared to the sham rats. In experiment 2, nine BDL and nine sham animals were used. Three animals from each group were sacrificed during the first, fifth and tenth post-operate day. The results of occludin level to these animals were associated with the in vivo superoxide radical production. The results indicated that occludin level in BDL animals, as opposed to sham-operated, was significantly reduced at every time point studied, being lowest in the rats remaining on BDL condition for 10 days. Moreover, it was demonstrated that the time-dependent reduction of occludin level in the brain endothelial was significantly correlated with the time dependent increase of brain superoxide radical level, implying a relationship between these two abnormalities. In conclusion, the evidence presented herein suggests for first time the implication of occludin in pathophysiology of hepatic encephalopathy under extra-hepatic cholestasis. This phenomenon occur due to the reduce of occludin level to cerebral endothelial cells’ tight junctions under cholestatic jaundice, which drives to lift of brain-blood barrier.

Η ηπατική εγκεφαλοπάθεια είναι ένα σύνθετο νευροψυχιατρικό σύνδρομο το οποίο εκδηλώνεται κυρίως σε συνθήκες ηπατικής κίρρωσης. Διάφορες παθολογικές και τοξικές καταστάσεις μπορεί να επηρεάσουν την ηπατική λειτουργία σε τέτοια βαθμό ώστε να προκληθεί ηπατική εγκεφαλοπάθεια. Το οξειδωτικό στρές έχει ενεπλακεί σε διάφορες μελέτες στην παθογένεση της ηπατικής εγκεφαλοπάθειας. Επιπλέον, η ανάπτυξη αυξημένου οξειδωτικού στρές υπό την επίδραση αποφρακτικού ικτέρου έχει μετρηθεί σε διάφορα όργανα πειραματοζώων, συμπεριλαμβανομένου και του εγκεφάλου. Ο σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν να ανιχνεύσει της αλλαγές στις αποφρακτικές συνδέσεις των τριχοειδικών αγγείων του εγκεφάλου που συσχετίζονται με την οκκλουδίνη. Για να το επιτύχουμε αυτό χρησιμοποιήσαμε ένα μοντέλο απολίνωσης του κοινού χοληδόχου πόρου (BDL) σε πειραματόζωα (αρουραίους). Στο πείραμα 1 η έκφραση της οκκλουδίνης εκτιμήθηκε μέσω της μεθόδου ποσοτικοποίησης κατά Westernblot. Σε αυτό το πείραμα χρησιμοποιήθηκαν πέντε (BDL) και πέντε ψευδώς χειρουργηθέντα πειραματόζωα (sham). Τα πειραματόζωα θανατώθηκαν δέκα ημέρες μετα το χειρουργείο. Στην κατά Westernblot ποσοτικοποίηση παρατηρήθηκε μεγάλη μείωση της ποσότητας της οκκλουδίνης στα BDL πειραματόζωα σε σχέση με τα sham. Στο πείραμα 2 χρησιμοποιήθηκαν εννέα BDL και εννέα sham πειραματόζωα. Τρία πειραματόζωα από τις δύο παραπάνω ομάδες θανατώθηκαν την πρώτη, την πέμπτη και τη δέκατη μετεγχειρητική ημέρα. Τα επίπεδα οκκουδίνης σε αυτά τα πειραματόζωα συσχετιστήκαν με τις τιμές τηςinvivo μέτρησης των ελευθέρων ριζών οξυγόνο. Τα αποτελέσματα ανέδειξαν ότι η τιμή της οκκλουδίνης στα BDL ζώα ήταν σημαντικά μειωμένη σε σχέση με τα sham όλες τις χρονικές στιγμές που έγιναν οι μετρήσεις, ενώ οι χαμηλότερες τιμές καταγράφηκαν στα πειραματόζωα που παρέμειναν υπό αποφρακτικό ίκτερο για δέκα ημέρες. Επιπλέον καταδείχθη ότι η χρονικά συσχετιζόμενη μείωση των επιπέδων της οκκλουδίνης στα ενδοθηλιακά κύτταρα του εγκεφάλου συσχετίζεται με τα αυξανόμενα επίπεδα ελευθέρων ριζών οξυγόνου της ημέρες μετά το χειρουργείο, φανερώνοντας τη σχέση μεταξύ αυτών των δύο φαινομένων. Συμπερασματικά, η παρούσα μελέτη πρώτη παραθέτει στοιχεία που προτείνουν την εμπλοκή της οκκλουδίνης στην παθοφυσιολογία της ηπατικής εγκεφαλοπάθειας σε συνθήκες εξωηπατικής χολόστασης. Αυτό γίνεται μέσω της μείωσης των επιπέδων τις οκκλουδίνης στις αποφρακτικές συνδέσεις των ενδοθηλιακών κυττάρων του εγκεφάλου υπο την επίδραση του χολοστατικού ικτέρου, η οποία οδηγεί σε άρση του αιματο-εγκεφαλικού φραγμού.