Μελέτη των μεταβολών του εντερικού φραγμού και της μικροβιακής αλλόθεσης σε ασθενείς με καρδιακή ανεπάρκεια και μειωμένο ή διατηρημένο κλάσμα εξώθησης

Abstract

Objectives: Although intestinal microbiota alterations (dysbiosis) have been described in heart failure(HF) patients, the possible mechanisms of intestinal barrier dysfunction leading to endotoxemia and systemic inflammation are not fully understood. Methods: In this study, we investigated the expression of the intestinal tight junction (TJ) proteins occludin and claudin-1 in patients with HF with reduced (HFrEF)or preserved ejection fraction (HFpEF) and their possible association with systemic endotoxemia and inflammation. Ten healthy controls and twenty eight patients with HF (HFrEF (n = 14), HFpEF(n = 14)) underwent duodenal biopsy. Histological parameters were recorded, intraepithelial CD3+T-cells and the expression of occludin and claudin-1 in enterocytes were examined using immunohistochemistry, circulating endotoxin concentrations were determined using ELISA, and concentrations of cytokines were determined using flow cytometry. Results: Patients with HFrEF or HFpEF had significantly higher serum endotoxin concentrations (p < 0.001), a significantly decreased intestinal occludin and claudin-1 expression (in HfrEF p < 0.01 for occludin, p < 0.05 for claudin-1, in HfpEF p < 0.01 occludin and claudin-1), and significantly increased serum concentrations of IL-6, IL-8, and IL-10 (for IL-6 andIL-10, p < 0.05 for HFrEF and p < 0.001 for HFpEF; and for IL-8, p < 0.05 for both groups) compared to controls. Occludin and claudin-1 expression inversely correlated with systemic endotoxemia(p < 0.05 and p < 0.01, respectively).Conclusions: Heart failure, regardless of the type of ejection fraction, results in a significant decrease in enterocytic occludin and claudin-1 expression, which may represent an important cellular mechanism for the intestinal barrier dysfunction causing systemic endotoxemia and inflammatory response.

Σκοπός: Παρόλο που έχουν περιγραφεί μεταβολές του μικροβιώματος του εντέρου (δυσβίωση) σε ασθενείς με καρδιακή ανεπάρκεια (ΚΑ), οι πιθανοί μηχανισμοί δυσλειτουργίας του εντερικού φραγμού που οδηγούν σε ενδοτοξιναιμία και συστηματική φλεγμονή δεν είναι πλήρως κατανοητοί. Μέθοδοι: Στην παρούσα μελέτη, διερευνήσαμε την έκφραση των εντερικών πρωτεΐνών των αποφρακτικών συνδέσεων- (tightjunctions-TJs) αποφραξίνη και κλωντίνη-1 σε ασθενείς με ΚΑ με μειωμένο (ΚΑμΚΕ) ή διατηρημένο κλάσμα εξώθησης (ΚΑδΚΕ) και την πιθανή συσχέτισή τους με τη συστηματική ενδοτοξαιμία και τη φλεγμονή. Δέκα υγιείς μάρτυρες και είκοσι οκτώ ασθενείςμε ΚΑ (ΚΑμΚΕ (n = 14), ΚΑδΚΕ (n = 14)) υποβλήθησαν σε βιοψία δωδεκαδακτύλου. Καταγράφησαν ιστολογικές παράμετροι, εξετάστηκαν τα ενδοεπιθηλιακά CD3+ Τ-κύτταρα και η έκφραση της αποφραξίνης και της κλωντίνης στα εντεροκύτταρα με τη χρήση ανοσοϊστοχημείας, προσδιορίστηκαν οι κυκλοφορούσες συγκεντρώσεις ενδοτοξίνης με τη χρήση ELISA και οι συγκεντρώσεις των κυτταροκινών με τη χρήση κυτταρομετρίας ροής. Αποτελέσματα: Οι ασθενείς με ΚΑμΚΕ ή ΚΑδΚΕ είχαν σημαντικά υψηλότερες συγκεντρώσεις ενδοτοξίνης στον ορό (p < 0,001), σημαντικά μειωμένη εντερική έκφραση αποφραξίνης και κλαυντίνης-1 (σε ΚΑμΚΕ p < 0,01 για αποφραξίνη, p < 0,05 για κλωντίνη-1, σε ΚΑδΚΕ p < 0.01 για αποφραξίνη και κλωντίνη-1) και σημαντικά αυξημένες συγκεντρώσεις IL-6, IL-8 και IL-10 στον ορό (για την IL-6 και την IL- 10, p < 0,05 για την ΚΑμΚΕ και p < 0,001 για την ΚΑδΚΕ, και για την IL-8, p < 0,05 και για τις δύο ομάδες) σε σύγκριση με τους μάρτυρες. Η έκφραση της αποφραξίνης και της κλωντίνης-1 συσχετίστηκε αντίστροφα με τη συστηματική ενδοτοξαιμία (p < 0,05 και p < 0,01, αντίστοιχα). Συμπεράσματα: Η καρδιακή ανεπάρκεια, ανεξαρτήτως του τύπου του κλάσματος εξωθήσεως, έχει σαν αποτέλεσμα σημαντική μείωση της έκφρασης της εντερικής αποφραξίνης και κλωντίνης-1, και μπορεί να αντιπροσωπεύει έναν σημαντικό κυτταρικό μηχανισμό για τη δυσλειτουργία του εντερικού φραγμού που προκαλεί συστηματική ενδοτοξιναιμία και φλεγμονώδηαντίδραση.