Zvýšená proliferace buněk konečníku po zneužívání alkoholu Střevo

Diskuse

Naše výsledky poprvé ukazují, že silná chronická konzumace alkoholu, bez ohledu na druh konzumovaného alkoholického nápoje, má za následek významně zvýšila regeneraci sliznice konečníku. Tento významný rozdíl v regeneraci buněk byl prokázán třemi různými proliferačními markery. Kvantitativní analýza s barvením PCNA také poskytla informace o profilu této rektální hyperproliferace spojené s alkoholem. Jedním z důležitých determinantů charakterizujících význam hyperproliferace buněk krypty je rozsah expanze PC krypty. Za normálních podmínek dolní třetina krypty představuje PC, následuje funkční kompartment, kde je buněčné dělení značně redukováno a buňky se obecně diferencují, než dosáhnou lumen tlustého střeva. Expanze PC bez hyperplazie krypty, jak je tomu v tomto případě, je typické pro reparativní růst buněk po toxickém poškození sliznice a podobá se proliferativním změnám v konečníku experimentálních zvířat krmených chronickým alkoholem.12-14 Zkrácená doba přežití kryptových buněk pravděpodobně brání hyperplazii, protože chronická konzumace ethanolu zjevně vede k toxickému poškození buněk, a tudíž k sekundární kompenzační hyperproliferaci.13 Expanze PC je také spojena se zvýšeným rizikem rakoviny tlustého střeva a může představovat prediktivní marker pro zvýšené riziko rakoviny tlustého střeva, jak ukazuje na experimentálních zvířatech1617 i na lidech.1819

Kromě kvantitativní studie PCNA jsme zkoumali druhou skupinu pacientů a kontrol. U těchto subjektů jsme obarvili vzorky rektální biopsie na Ki67 a histon H3. Ki67 je jaderný nehistonový protein, který je exprimován v cyklických buňkách téměř po celý buněčný cyklus, s výjimkou časného G-1. Proto charakterizuje přibližně růstovou frakci hodnocené tkáně, 23 i když na poněkud nižší úrovni. Spolehlivé barvení buněk fáze S lze provést in situ hybridizací pro histon H3.24 Oba proliferační markery Ki67 a histon H3 vykazovaly výrazně zvýšené barvení v rektálních kryptách pacientů ve srovnání s kontrolami. To bylo spojeno s expanzí proliferativní zóny směrem k lumenu tlustého střeva. Bylo zjištěno, že procento H3 pozitivních buněk je přirozeně nižší ve srovnání s Ki67. Proto jsme u subjektů s nadměrným pitím potvrdili zvýšenou proliferaci buněk rektální sliznice třemi různými metodami. Jelikož vzorky zmrazené tkáně přinesly stejné výsledky pro Ki67 a histon H3 jako studie PCNA s tkáněmi fixovanými formalinem, lze artefakty fixace vyloučit.

V experimentálních studiích významná korelace mezi rychlostí produkce kryptových buněk a sliznicí Koncentrace acetaldehydu byly hlášeny v rektální sliznici zvířat, která chronicky konzumují ethanol. 1414 Acetaldehyd nacházející se v kolorektální sliznici a také v lumen tlustého střeva je produkován převážně fekálními bakteriemi. 122526 Tyto bakterie jsou schopné metabolizovat ethanol (který existuje v lumen tlustého střeva v podobných koncentracích jako v krvi) na acetaldehyd. Vzhledem k velkému počtu přítomných bakterií není divu, že koncentrace acetaldehydu v tlustém střevě jsou nejvyšší v těle, pokud se počítají na gram tkáně27, a je dobře prokázáno, že acetaldehyd se rychle váže na protein28 a dokonce na DNA, 29 což má za následek poškození buněk.30 Funkční kompartment rektálních krypt je skutečně menší a životnost buněk ve funkčním kompartmentu je snížena, což naznačuje destrukci buněk sliznice při chronickém podávání alkoholu krysám.13 Kromě toho byly rektální biopsie alkoholiků změněny histologie se zánětlivými infiltráty.31 Tento histologický rys se po třech týdnech abstinence vrací k normálu.31 Rovněž v horní části gastrointestinálního traktu experimentálních zvířat mohou být po perorálním podání acetaldehydu vyvolány hyperplastické a hyperproliferativní změny.15 Kromě toho, že může být acetaldehyd produkován fekálními bakteriemi je také slizniční alkohol dehydrogenáza c schopné generovat acetaldehyd.32 Pokud není acetaldehyd adekvátně dále metabolizován na acetát acetaldehyddehydrogenázou (ALDH), může se hromadit a jeho toxické účinky se mohou zhoršovat. Nedávná studie Yokoyama et al skutečně uvádí zvýšené riziko rakoviny konečníku u jedinců, kteří mají mutantní ALDH-2, který není schopen adekvátně odstranit acetaldehyd, což je další důležité zjištění zaměřené na karcinogenní nebo tumor podporující účinek acetaldehydu u lidí. 33

Dalším možným mechanismem zvýšené proliferace buněk u těžce pijících osob může být samotný odběr alkoholu, protože během hospitalizace a abstinence byly odebírány rektální biopsie.Vysoké množství alkoholu může inhibovat buněčnou proliferaci, přinejmenším v játrech, 34 zatímco mírná konzumace alkoholu vede k hyperproliferaci jater.35

Nenašli jsme žádný účinek chronické konzumace alkoholu na expresi p53, což není překvapivé, protože nadměrná exprese p53 je pozdní událostí v karcinogenezi, která je často pozorována u neoplastických polypů. Kromě toho alkohol neovlivnil expresi Rb1. U několika bazálních buněk byla slabá aktivita, ale mezi oběma skupinami nebyl žádný rozdíl. Je však třeba zdůraznit, že funkce Rb1 závisí na jeho fosforylaci, a to nelze pomocí použité metody objasnit.

Protokol bcl-2 je zapojen do regulace programované buněčné smrti tam, kde se staví proti indukci apoptózy.36 V normálních kolorektálních kryptách je pouze několik buněk na základně krypt pozitivních na bcl-2, což může představovat domnělé kmenové buňky.37 Protože požití alkoholu vede k hyperregeneraci sliznice a expanzi PC rektálních krypt bez změn protoonkogenu exprese se zdá, že chronická spotřeba ethanolu ovlivňuje časné události v rektální tumorigenezi. Výskyt hyperregenerace sliznic je podle Fearona a Vogelsteina skutečně tak časnou událostí.38 Nedostatek kyseliny listové by však mohl být dalším faktorem v situaci, kdy dochází k hyperproliferaci sliznic.3940 Ve skutečnosti se zdá, že existuje souvislost mezi vysokým příjmem alkoholu a nedostatkem folátu. a zvýšené riziko rakoviny tlustého střeva a konečníku.4142 V poslední době byly nízké hladiny folátů prokázány v rektální sliznici potkanů po chronickém požití alkoholu.43 Kvůli zvýšené potřebě folátů pro methylaci cytosinu a syntézu thymidinu za hyperproliferativních podmínek může být takový nedostatek folátu dalším relevantní faktor v rektální karcinogenezi spojené s alkoholem. Ve skutečnosti byla v nedávné době hlášena hypomethylace DNA v tlustém střevě po chronické konzumaci alkoholu.44 Kromě toho může být za místní nedostatek folátu odpovědný samotný acetaldehyd, protože acetaldehyd v koncentracích přítomných v tlustém střevě zničí folát.45

k vyhodnocení diferenciace epitelu jsme imunoznačili různé cytokeratiny. Buňky kolorektální krypty pacientů i kontroly vykazovaly obvyklý vzorec exprese cytokeratinu s pozitivním barvením pro cytokeratiny 8 a 19 a bez imunoreaktivity pro cytokeratiny 4 a 13, přičemž posledně uvedené se normálně exprimovaly ve skvamózních epitelích.46

Závěrem jsme zde poprvé prokázali zvýšenou proliferaci buněk sliznice s expanzí PC v rektálních kryptách pacientů s chronickým zneužíváním alkoholu. Toto je stav spojený se zvýšeným rizikem rakoviny konečníku.