名古屋大学博士学位論文 学位の種類 : 博士(医学)(論文) 学位授与年月日:平成7年12月20日 北川喜己氏の博士論文として提出された

Introduction: Derangement of systemic and mucosal immunity, which are the integral components of the immune system, increases the risk of septic complications in patients postoperatively. The aims of this study were to investigate the integrity of systemic immunity as well as the mucosal immune system in patients with pancreatic cancer (PC), chronic pancreatitis (CP) and obstructive jaundice (OJ).Method: Healthy controls, as well as four groups of patients were studied. These included; jaundiced patients with PC, jaundiced patients secondary to benign disease (choledocholithiasis), non-jaundiced patients with PC and non-jaundiced patients with CP. The study evaluated the nutritional status including anthropometric measurements and the serum proteins: retinal binding protein (RBP), transferrin (TRF) and prealbumin (PALB). This study also evaluated systemic immunity in terms of total lymphocyte count, lymphocyte subsets (CD4+, CD8+, CD25+and CD56+), tumour necrosis factor alpha (TNF- alpha), interleukin-1alpha (IL-1 alpha) and complement components; and mucosal immunity in terms of CD3+, CD4+, CD8+, CD20+, CD57+, CD68+ and mast cells. Results: 78 patients were recruited (including 39 males) as follows: normal controls (n=17), benign OJ (n=9), patients with PC with jaundice (n=23), non-jaundiced patients with PC (n=20) and CP (n=9). Circulating CD25+ and CD4+ were significantly lower in the PC group whereas CD8+ showed increased levels in the same patients with a significant decrease in OJ patients when compared with controls. Circulating CD56+ showed no statistically significant difference between all four groups. In addition, IL-1 and TNF-alpha showed no statistically significant difference in all groups when compared with the control group. Also, C3 and CH50 showed significantly raised levels in PC with jaundice when compared with the control group. On the other hand mucosal lymphocyte subsets showed no statistically significant difference among all groups in comparison with the control group. As for prealbumin and transferrin, both showed significantly low levels in OJ, PC with jaundice and with PC when compared to healthy controls. Survival analysis for both PC groups was carried out and showed no difference in terms of age, however PC patients who survived over 13 months showed increased levels of prealbumin as well as low levels of CH50.Conclusion: Patients with PC both with and without jaundice showed some signs of altered and dysfunctional systemic immunity as well as a reduction in serum proteins. These findings may have implications on the disease progression and postoperative complications. This may warrant therapeutic interventions to restore nutrition and improve immunity before major surgical intervention is planned which could result in improving prognosis.

No description available.

No description available.

Οι ασθενείς με αποφρακτικό ίκτερο έχουν αυξημένη συχνότητα επιπλοκών και θανάτου ιδιαιτέρως μετά από επεμβατικούς διαγνωστικούς ή θεραπευτικούς χειρισμούς. Ο νετερικός βλεννογόνος αποτελεί ανατομικό και λειτουργικό φραγμό ο οποίος περιορίζει εντός του αυλού τα βακτηρίδια και τις ενδοτοξίνες εμποδίζοντας τους την δίοδο στη συστηματική κυκλοφορία και την διασπορά τους. Υπάρχουν όμως παθολογικές καταστάσεις κατά τις οποίες ο εντερικός βλεννογόνος ανεπαρκεί επιτρέποντας την είσοδο στην κυκλοφορία και την διασπορά ενδοτοξινών και ενερικών μικροβίων – το φαινόμενο είναι γνωστό με τον όρο βακτηριακή μετακίνηση (bacterial translocation) – με αποτέλεσμα σηπτικές επιλοκές, ανεπάρκεια πολλαπλών οργάνων και υψηλή θνητότητα. Πειραματικές και κλινικές μελέτες έδειξαν ότι ο αποφρακτικός ίκτερος προκαλεί δυσλειτουργία του βλεννογόνιου εντερικού φραγμού με αποτέλεσμα την ενδοτοξιναιμία και βακτηριακή μετακίνηση που διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο στην ανάπτυξη επιπλοκών στους ασθενείς με αποφρακτικό ίκτερο. Η έκθεση στην ενδοτοξίνη είναι σημαντική γιά την ανάπτυξη του ανοσοποιητικού συστήματος του ξενιστή, αλλά όταν εκτεθεί σε υψηλές συγκεντρώσεις τα αποτελέσματα είναι επιβλαβή. Υπό φυσιολογικές συνθήκες ο εντερικός φραγμός εμποδίζει την δίοδο των μικροβίων στο στείρο περιβάλλον της περιτοναικής κοιλότητας, της πυλαίας φλέβας και της συστηματικής κυκλοφορίας. Στο ήπαρ ο πληθυσμός των κυττάρων Kuppfer αποτελεί τον κύριο όγκο του δικτυοενδοθηλιακού συστήματος κι είναι στρατηγικά τοποθετημένος στην συμβολή του συστήματος της πυλαίας για την εξουδετέρωση κι απομάκρυνση ενδοτοξινών και βακτηριδίων της πυλαίας. Λειτουργικές διαταραχές είτε του εντερικού βλεννογόνου είτε των κυττάρων Kuppfer -λόγω κατασταλμένης εκκαθαριστικής ικανότητας εξαιτίας της χολόστασης - έχει ως αποτέλεσμα την διαφυγή ενδοτοξινών και μικροβίων αρχικά στους μεσεντέριους λεμφαδένες, στην πυλαία και στην συνέχεια μέσω της συστηματικής κυκλοφορίας σε απομακρυσμένα όργανα. Ο σκοπός της διατριβής αυτής είναι η επιβεβαίωση και η μελέτη της ενδοτοξαιμίας και βακτηριακής μετακίνησης στο πειραματικό μοντέλο του αποφρακτικού ικτέρου , καθως και η προσπάθεια αποτροπής του φαινομένου μέσω χορήγησης τροφικών κι ανοσοδιεγερτικών παραγόντων και συγκεκριμένα γλουταμίνης κι αργινίνης. Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης επιβεβαίωσαν την ύπαρξη πυλαίας και συστηματικής ενδοτοξιναιμίας και βακτηριακής μετακίνησης στην εξωηπατική απόφραξη των χοληφόρων. Παρατηρήθηκε επίσης αύξηση της απόπτωσης στον εντερικό βλεννογόνο όπως τεκμηριώθηκε με βάση την μορφομετρική ανάλυση και τις μετρήσεις DNA και πρωτείνης, μηχανισμός που οδηγεί στην περαιτέρω ατροφία του βλεννογόνου πιθανώτατα μέσω διαταραχής στην αναλογία κυτταρικού πολλαπλασιασμού και κυτταρικού θανάτου. Η γλουταμίνη διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στον εντερικό μεταβολισμό, δομή και λειτουργία όπως και σε αλλα ταχέως πολλαπλασιαζόμενα κύτταρα Η χορήγησή της φαίνεται να ελαττώνει την ΒΜ και να βελτιώνει την επιβίωση σε αρκετά μοντέλλα σήψης εντερικής προελεύσεως πιθανώς με τροφική δράση στον εντερικό βλεννογόνο και στα κύτταρα του ανοσοποιητικού Η αργινίνη, ειναι σημαντικό αμινοξύ για την λειτουργια των λεμφοκυττάρων και βελτιώνει την κυτταρική απάντηση του ανοσοποιητικού όταν χορηγηθεί τοσο σε ανθρώπους όσο και σε πειραματοζωα. Η αργινίνη όμως, επιπλέον συγκεντρώνει το ενδιαφέρον των μελετητών γιατι αποτελεί πρόδρομο μόριο του μονοξειδίου του αζώτου, μόριο με πολλαπλές λειτουργίες τόσο στην ανοσία και φλεγμονή όσο και στη εντερική διαπερατότητα και βακτηριακή μετακίνηση Η χορήγηση των δύο αυτών ανοσοθρεπτικών αμινοξέων μείωσε την ενδοτοξιναιμία και βακτηριακή μετακίνηση δρώντας πιθανώς τόσο στο ανοσοποιητικό σύστημα όσο και στην ακεραιότητα του εντερικού βλεννογόνου με μείωση της απόπτωσης και στην περίπτωση της γλουταμίνης παράλληλη αύξηση του κυτταρικού πολλαπλασιασμού, όπως αναδείχθηκε στην μέτρηση των μιτώσεων και στην αύξηση του εντερικού DNA και πρωτείνης. Σε περιπτώσεις εξωηπατικής απόφραξης των χοληφόρων έχει παρατηρηθεί σημαντική καταστολή του ανοσοποιητικού συστήματος με επίδραση τόσο στα Τ-κύτταρα όσο και στα κύτταρα Kuppfer. Προηγούμενες αναφορές στη δυσλειτουργία της κυτταρικής ανοσίας εισηγούνται ότι η καταστολή της δραστηριότητας των Τ-κυττάρων έχουν άμεσο αποτέλεσμα στη συστηματική ενδοτοξιναιμία, ενώ η καταστολή του μιτογονικού ερεθίσματος των Τ- κυττάρων συμβαίνει δευτερογενώς ως αποτέλεσμα βακτηριακής μετακίνησης. Στη δική μας μελέτη η χορήγηση των ανοσοθρεπτικών αυτών πεπτιδίων ελάττωσε την βακτηριακή μετακίνηση και βελτίωσε σημαντικά τις ιστολογικές αλλοιώσεις που προκαλεί η εξωηπατική χολόσταση στα πυλαία διαστήματα του ήπατος με πιθανώτερο αιτιοπαθογενετικό μηχανισμό την μείωση της ενδοτοξιναιμίας στην πυλαία φλέβα. Συμπερασματικά τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης επιβεβαιώνουν την ενδοτοξιναιμία και βακτηριακή μετακίνηση στον πειραματικό αποφρακτικό ίκτερο και δείχνουν πως η χορήγηση ανοσοθρεπτικών αμινοξέων όπως η γλουταμίνη και αργινίνη περιορίζουν το φαινόμενο με παράλληλη βελτίωση της ιστολογικής εικόνας τόσο τού ήπατος όσο και του λεπτού εντέρου. / Invasive diagnostic and therapeutic procedures in the presence of obstructive jaundice are associated with a high morbidity and mortality rate, primarily due to septic complications and renal impairement. Bacterial translocation is known as the passage of viable bacteria or endotoxins from the gut to the mesenteric lymph nodes and other organs which may commence or exacerbate the septic state. This study was undertaken to investigate the influence of experimental obstructive jaundice in wistar rats on portal and systematic (aortal) endotoxaemia, on bacterial translocation (ΒΤ) to mesenteric lymph nodes and distant organs, and on liver and ileal histology and apoptosis. In addition, in an attempt for therapeutic intervention we have explored the possible beneficial effect of immunonutrition in obstructive jaundice by administration of glutamine or arginine per os. The amino-acid glutamine although non essential and in abundance, is required as an enterocyte fuel while it seems to possess anabolic properties for the liver, skeletal muscle, intestinal mucosa and the immune system (e.g. lymphocytes, macrophages) and its supplementation has resulted in beneficial clinical outcomes. Glutamine supplements have been used to protect the intestinal mucosa and enhance the immune system. Various authors have postulated that glutamine may prevent or attenuate BT. Arginine plays an important role in many functions including protein synthesis and katabolism. Arginine is important in the function of lymphocytes and improves cellular immune response when administered. In addition it is the sole precursor amino acid in the generation of the immunity-enhancing agent nitric oxide (NO) by NO-synthase. In animals and humans in sepsis plasma L-arginine concentrations are markedly low, may become an indispensable amino acid, and low arginine concentrations are correlated with a worse prognosis. Arginine deficiency was demonstrated in bile duct ligated rats. Dietary L- arginine has been shown to enhance the immune system and wound healing. In obstructive jaundice the absence of intraluminal bile deprives the gut from its bacteriostatic, endotoxin neutralizing and mucosal trophic effect leading to increased intestinal bacterial and endotoxin load together with mucosal atrophy. These alterations promote bacterial and endotoxin translocation into the portal circulation and subsequently, through a decreased clearance capacity of Kupffer cells due to cholestasis, into the systemic circulation. Systemic endotoxaemia activates further a systemic inflammatory response, with dysfunctions of remote organs which in a vicious circle aggrevates the intestinal barrier dysfunction and liver injury. Sevenry-five male Wistar rats were randomly divided in four groups (15 each): I controls, II sham operated, III bile duct ligation (BDL), IV BDL + glutamine (3%in drinking water) and V BDL + arginine (2% in drinking water). Ileal samples for histology, DNA and protein content, liver biopsies, mesenteric lymph nodes (MLN) for cultures, portal and systemic blood samples for endotoxin measurements were obtained 10 days later. Compared to control, a significant increase in contaminated MLN and liver samples and in endotoxaemia was noted in group III (P < 0.01) which was significantly reduced in group IV and V (P < 0.05). Group IV presented also a significantly higher number of mitoses/crypt (M/c) , less apoptotic body counts (as did group V) and a higher DNA content compared to group III (P < 0.05). Liver biopsies from group III displayed typical changes of large duct obstruction that were significantly improved after glutamine or arginine treatment, with decreased ductular proliferation. Two main features highlight the forementioned dual role of the liver in sepsis: the first is the importance of the liver blood supply and particularly the portal flow, which arises from the splachnomesenteric vascular bed, a region especially subject to vasoconstriction and bacterial translocation. The second is the cellular heterogenicity of the liver, which is mainly hepatocytes, Kupffer cells, and endothelial sinusoidal cells. All of these cell types are involved in the immune, anti-infectious, and metabolic responses through multiple cell cross-talk and interactions. We had a beneficial effect on alterations of portal triads in the liver of glutamine or arginine supplemented rats. The mechanisms involved are not fully elucidated but possible explanations could be either the reduction of BT or an immunostimulatory up regulation by administered two immunonutrients. In conclusion, the present study verifies the increased incidence of bacterial and endotoxin translocation in experimental obstructive jaundice. Apoptosis in the small bowel of bile duct ligated rats is also increased. Oral administration of glutamine or arginine was shown to reduce both BT and endotoxaemia, improved histology in the terminal ileum and liver and also decreased apoptosis in the small bowel in extrahepatic experimental jaundice. These findings offer further insight in the pathophysiology of obstructive jaundice and suggest important biological effects of immunonutrition. Understanding the pathophysiology of barrier alterations in obstructive jaundice at the cellular and molecular level will allow novel treatment approaches and a better prognosis for patients in clinical settings.

Contemporary hepatobiliary surgery practice must accurately assess operative risk in increasingly elderly populations with greater co-morbidity. Current methods fail to identify patients at high risk of postoperative complications. Cardiopulmonary exercise testing (CPET) derived anaerobic threshold (AT) and ventilatory equivalence of carbon dioxide (VE/VCO2) are validated predictors of postoperative outcome in major intra-abdominal surgery and outperform contemporary tools of risk evaluation. Despite evidence of improved in-hospital postoperative survival in large centres offering complex curative hepatobiliary surgery, morbidity remains high and long-term survival in the high-risk subset remains poor. This thesis investigated the role of validated CPET-derived markers in predicting perioperative outcomes for a high-risk hepatobiliary surgery population. It was also utilised to study the impact of malignant obstructive jaundice on peripheral oxygen extraction. In a prospective cohort of high-risk patients undergoing liver resection, an AT of 9.9 ml O2/kg/min predicted in-hospital mortality and long-term survival. Below this threshold, AT was 100% sensitive and 75.9% specific for in-hospital mortality (PPV 19%, NPV 100%). Long-term survival below the threshold of 9.9 was significantly worse when compared to those above (mortality HR 1.81). The VE/VCO2 was the most significant predictor of postoperative complications and a threshold of 34.5 provided 84% specificity and 47% sensitivity (PPV 76%, NPV 60%). Amongst the high-risk pancreaticoduodenectomy patients, VE/VCO2 was the single most predictive marker of in-hospital postoperative mortality with an AUC of 0.850 (p=0.020); a threshold value 41 was 75% sensitive and 94.6% specific (PPV 50%, NPV 98.1%). The VE/VCO2 41 was also the only predictor of poor long-term survival (HR 1.90). Notably, AT, Revised Cardiac Risk Index and Glasgow Prognostic Score did not predict outcome after pancreaticoduodenectomy. Patients with malignant obstructive jaundice, evaluated for peripheral oxygen extraction using CPET, showed lower mean peak oxygen consumption (peak VO2) at 63±17.4% of the predicted value. This was noted in absence of any significant pre-existing cardiopulmonary disease and normal respiratory reserve. Normal patterns of oxygen extraction were seen at rest, during incremental work rate and peak exercise levels. Levels of oxygen partial pressure and saturation exceeded baseline values after exercise signifying normal microcirculatory responses. Thus, aerobic capacity was limited by dysfunction in delivery (cardiac output) rather than oxygen extraction. CPET provides useful prognostic adjuncts for early and long-term outcomes in the high-risk patients undergoing major hepatobiliary surgery. These findings provide useful tools for perioperative optimisation of the high-risk patient and plan appropriate level of postoperative care to address mortality and morbidity after surgery.

Most patients with pancreatic cancer will present with metastatic or locally advanced disease. Unfortunately, most patients with localized disease will experience recurrence even after multimodality therapy. As such, pancreatic cancer patients arrive at a common endpoint where decisions pertaining to palliative care come to the forefront. This article summarizes surgical, endoscopic, and other palliative techniques for relief of obstructive jaundice, relief of duodenal or gastric outlet obstruction, and relief of pain due to invasion of the celiac plexus. It also introduces the utility of the palliative care triangle in clarifying a patient's and family's goals to guide decision making.

Ο στόχος της παρούσας μελέτης είναι να διερευνηθεί η σχέση μεταξύ του οξειδωτικού στρες και του ικτέρου στα θηλαστικά in vivo, χρησιμοποιώντας ένα πειραματικό μοντέλο αποφρακτικού ικτέρου στους αρουραίους, καθώς επίσης και στο αίμα ανθρώπων με τον αποφρακτικό ίκτερο κακοήθους προέλευσης. Ειδικότερα, το οξειδωτικό στρες αξιολογήθηκε άμεσα με τη μέτρηση του σχηματισμού της ελεύθερης ρίζας του σουπεροξειδίου (του κεντρικού παράγοντα του οξειδωτικού στρες) και έμμεσα από την υπεροξείδωση λιπιδίων στις διαφορετικές περιοχές εγκεφάλου και σε ορισμένα εσωτερικά όργανα των αρουραίων (έντερο, συκώτι, καρδιά και νεφρό) και στο πλάσμα των ανθρώπων με τον αποφρακτικό ίκτερο. Διαπιστώθηκε ότι η ελεύθερη ρίζα του σουπεροξειδίου αυξάνεται στον εγκεφαλικό φλοιό 67%, τον μεσεγκέφαλο 37%, το συκώτι 75%, το νεφρό 87%, το έντερο 124% και στο ανθρώπινο αίμα 33%, ενώ τα λιπιδικά υπεροξείδια αυξήθηκαν στο νεφρό 30%, το έντερο 15% και το αίμα 128%. Η αύξηση στην ελεύθερη ρίζα του σουπεροξειδίου στο ανθρώπινο αίμα αποδόθηκε στην οξειδάση της ξανθίνης επειδή μειώθηκε στα επίπεδα των μαρτύρων όταν προεπωάστηκε με τον ειδικό αναστολέα της, την αλλοπουρινόλη. Η μελέτη είναι σημαντική όχι μόνο επειδή αποκαλύπτει τον κεντρικό ρόλο της ελεύθερης ρίζας του σουπεροξειδίου στους παθολογικές καταστάσεις όπως ο ίκτερος, αλλά και επειδή εισάγει την ελεύθερη ρίζα του σουπεροξειδίου ως έναν νέο κλινικό δείκτη στους ανθρώπους. / The aim of the present study is to investigate the relationship between oxidative stress and jaundice in mamals in vivo, using an experimental obstructive jaundice model in rats, as well as in the blood of humans with obstructive jaundice of malignant origin. In particular, oxidative stress was assessed directly by measuring the rate of formation of superoxide radical (the central factor of oxidative stress), and indirectly by lipid peroxidation in different brain areas and in certain internal organs of rats (gut, liver, heart and kidney) and in plasma of humans with obstructive jaundice. It was found that superoxide radical was elevated in the cerebral cortex 67%, midbrain 37%, liver 75%, kidney 87%, gut 124% and in human blood 33%, while lipid peroxides were elevated in kidney 30%, gut 15% and blood 128%. The increase of superoxide radical in human blood was attributed to xanthine oxidase because it was decreased to control levels by its specific inhibitor allopurinol. The study is important not only because it uncovers the central role of superoxide radical in pathological conditions such as jaundice, but also because it introduces superoxide radical as a new clinical marker in humans.

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. / 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.

ΣΚΟΠΟΣ: Σήμερα είναι πλέον γνωστό ότι το χολοστατικό ήπαρ είναι πιο ευαίσθητο στην ισχαιμία από το φυσιολογικό ήπαρ. Η ηπατική αναγέννηση μετά μερική ηπατεκτομή (ΡΗχ) ρυθμίζεται από διάφορους παράγοντες οι οποίοι ενεργοποιούν ή αναστέλλουν τον πολλαπλασιασμό των ηπατοκυττάρων. Ένα από τα κυτταρικά στοιχεία που συμβάλλει στην αναγέννηση του ήπατος είναι το ηπατοκύτταρο με χολαγγειακή μορφολογία (DΗ). Από την άλλη μεριά, η απόπτωση φαίνεται να παίζει ένα σημαντικό ρόλο στον κυτταρικό πολλαπλασιασμό και στην ηπατική αναγέννηση. Στην παρούσα μελέτη, μετά από Ρηχ σε φυσιολογικούς ποντικούς και σε άλλους με ίκτερο, με ή χωρίς επιπλέον ισχαιμία, ερευνήσαμε: α) τα ιστοπαθολογικά χαρακτηριστικά της ισχαιμικής ηπατικής βλάβης και αναγέννησης, β) το δυνητικό ρόλο των ηπατοκυττάρων με χολαγγειακή μορφολογία κατά τη διάρκεια της ηπατικής αναγέννησης και γ)την έκφραση των γονιδίων bcl-2 και bax, τα οποία σχετίζονται με την απόπτωση, καθώς και την παρουσία της απόπτωσης. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ: Η μελέτη συμπεριέλαβε 140 ποντικούς Wistar οι οποίοι χωρίστηκαν σε 14 ομάδες: Ι –control, II - εγχείρηση sham. III-IV-V-παροδικός αγγειακός αποκλεισμός ηπατικής αρτηρίας και πυλαίας φλέβας (ολική ηπατική ισχαιμία) (TLI) για 15-30-60 λεπτά αντίστοιχα. VI - απολίνωση του κοινού χοληδόχου πόρου (BDL) για 10 ημέρες, VII-VIII-ΙΧ-BDL-ΤLI-ΡΗχ. Χ-μερική ηπατεκτομή (ΡΗχ 68%}, XI- ΡΗχ + TLI (30 min), XII-BDL+ΡΗχ, XIII-BDL+ ΡΗχ+TLI (30 min) και XIV- BDL+TLI (30 min) + ΡΗχ. Τα ζώα θυσιάστηκαν 24 και 48 ώρες μετά από Ρηχ, με εξαίρεση τις περιπτώσεις όπου η κατάσταση υγείας ήταν κρίσιμη. Η μελέτη του ηπατικού ιστού περιελάμβανε: (α) Η&Α stain, (β) υβριδισμό in situ (ανίχνευση mRΝΑ των bcl-2 και bax σε παραφίνη, (γ) ανάλυση Western Blot για τη μελέτη των πρυτεϊνικών επιπέδων των bcl-2 και bax, (δ) in situ υβριδισμός (TUNEL) για την ανίχνευση παραγόντων απόπτωσης, (ε) ανοσοϊστοχημικά stains σε παραφίνη (μέθοδος στρεπταβιδίνης-βιοτίνης) με σκοπό να μελετηθεί η έκφραση των ακόλουθων αντιγόνων: κυτοκερατίνη 7 και 19 (χολικός φαινότυπος), ηπατοκυτταρίκή και α1-σντιθρυψίνη (ηπατοκυτταρικός φαινότυπος), βιμεντίνη, CD34, α-φετοπρωτείνη, GST-π(γλουταθειονιν-S-τρανσφεράση-π). Κι67 (κυτταρικός πολλαπλασιασμός), bcl-2 και bax (γονίδια απόπτωσης). ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Ήπαρ από ποντικούς α)με TLI ανέπτυξε βλάβες ηπατικής ισχαιμίας, β)με BDL βλάβες ηπατικής απόφραξης, γ)με BDL+TLI ανέπτυξαν βλάβες ηπατικής ισχαιμίας μαζί με αλλαγές λόγω απόφραξης των χοληφόρων. Το ποσοστό του επηρεασμένου ηπατικού παρεγχύματος (%ηπατικής νέκρωσης) ήταν υψηλότερο στις ομάδες με TLI+BDL. Σε αυτές τις ομάδες, ο ηπατοκυτταρικός δείκτης (δείκτης πολλαπλασιασμού) του Κi67 ήταν μικρότερος από τον αντίστοιχο της ομάδας χωρίς TLI. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει ότι το χολοστστικό ήπαρ είναι πιο ευαίσθητο στην ισχαιμία κι εκδηλώνει μειωμένη αναγεννητική ικανότητα, συγκρινόμενο με μη χολοστατικό ήπαρ. Βιοψίες ήπατος έδειξαν χαρακτήρες ηπατικής αναγέννησης προερχόμενης από τη ζώνη 2, η οποία επεκτεινόταν στη ζώνη 1 και κάποιες φορές στη ζώνη 3. Ανοσοϊστοχημικές αναλύσεις ανέδειξαν κύτταρα θετικά στο ΑΕ1 και κύτταρα θετικά στο ΗΕΡΡΑΡ. Σε όλες τις ομάδες με TLI τα ηπατοκύτταρα χολαγγειακής μορφολογίας εμφανίζονταν κυρίως σε περιοχές περι-πυλαίες. Εξέφραζαν κυτοκερατίνες 19 και 7, ηπατοκυτταρίκή και α1-αντιθρυψίνη ενώ εμφάνιζαν και συνδυασμένη έκφραση CΚ7/CΚ19 και ηπατοκυτταρική ή ΑΕ1/CΚ19 και α1-αντιθρυψϊνη. Το ποσοστό των κυττάρων αυτών ήταν ευθέως ανάλογο με το χρόνο επιβίωσης των ζώων (r=0,354, ρ<0,05). Όσον αφορά την απόπτωση, προ ηπατεκτομής, τα επίπεδα του bcl-2 ( πρωτεΐνη ή mRΝΑ) ήταν υψηλότερα σε ποντικούς με ίκτερο απ' ό,τι στους ποντικούς controls. Επιπλέον τα επίπεδα του bax (πρωτεΐνη ή mRΝΑ) και ο σωματικός δείκτης απόπτωσης (ΑΒΙ) ήταν υψηλότερα σε χολοστατικό ήπαρ. Μετά ηπατεκτομή, παρατηρήθηκε πρώιμη ελάττωση των επιπέδων πρωτεϊνών και mRΝΑ του γονιδίου bcl-2 και μια ύστερη αύξηση του προ-αποπτωτικού γονιδίου bax και του ΑΒΙ, σε σύγκριση με τα controls. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ: Σε περιπτώσεις αποφρακτικού ίκτερου (χολαγγειοπάθεια), η ηπατική ισχαιμία καθιστά το όργανο πιο ευαίσθητο σε ενδεχόμενη βλάβη, καθώς προκαλεί ευρύτερη νέκρωση παρεγχύματος και ελαττώνει το ρυθμό πολλαπλασιασμού των ηπατοκυττάρων, Η διεργασία αναγέννησης του ήπατος επιτελείται κυρίως μέσω του πολλαπλασιασμού μη νεκρωτικών κυττάρων τα οποία εκφράζουν ηπατοκυτταρικά ή χολαγγειακά επιθηλιακά χαρακτηριστικά. Σε τέτοιες περιπτώσεις, το κύριο στοιχείο της ηπατικής αναγέννησης αποτελεί η παρουσία των ηπατοκυττάρων με χολαγγειακή μορφολογία (κύτταρα που εκδηλώνουν φαινότυπο ενδιάμεσο μεταξύ κυττάρων χολαγγειακής και ηπατικής προέλευσης) και η διαφοροποίηση τους σε ώριμα ηπατοκύτταρα. Τέλος, η απόπτωση έχει ρόλο στο χολοστατικό ήπαρ με ή χωρίς επιπλέον ισχαιμία και πιστεύεται ότι μπορεί να συμβάλλει στην παρουσία κατεσταλμένης αναγεννητικής απόκρισης που παρατηρήθηκε σε ήπαρ ποντικών με ίκτερο μετά από μερική ηπατεκτομή. / AIM: Today, it is known that cholestatic liver is more susceptible to ischemia than normal liver. Liver regeneration after partial hepatectomy (PHx) is regulated by several factors that activate or inhibit hepatocyte proliferation. One of the cellular elements that contributes to liver regeneration is ductular hepatocyte (DH). On the other hand, apoptosis seems to play an important role in cellular proliferation and liver regeneration. In this study and. after PHx. in normal and jaundiced rats with or without superimposed ischemia, we assessed a) the histopathologic features of hepatic Ischemic damage and liver regeneration, b) the potential role of ductular hepatocytes during liver regeneration and c) the expression apoptosis-asscciated genes bcl-2 and bax. and the presence of apoptosis, MATERIALS £ METHODS: The study comprised 140 male Wistar rats, assigned randomly in 14-groups: l-controls. ll-sham. Ill-IV-V-cIamping of hepatic artery and portal vein (total liver Ischemia-TLI) for 15-30-60 min respectively. Vl-common bile duct ligation (BDL) for lOdays. VII-VIII-IX-BDL-TLI-X-partial hepatectomy(PHx-68%). XI-PHx+TLI(30min). XU-BDL+PHx. XIII-BDL+PHx+TLI(30min) and XIV-BDL+TLI (30min)+PHx. Animals were sacrificed 24 and 48hrs after PHx unless their condition was critical. Liver tissue evaluation Included: (a) H&E stain, (b) in situ hybridization (detection of bcl-2 and bax mRNA) in paraffin sections, (c) Western blot analysis for the evaluation of bcl-2 and bax protein levels, (d) in situ hybridization (TUNEL) for the detection of apoptotic bodies, and (e) immunohistochemical stains (streptavidin-biotin method) in paraffin sections, in order to evaluate the expression of the following antigens: cytokeratins 7 and 16 (biliary phenotype), Hepatocyte and a 1-antitrypsin (hepatocytic phenotype), vimentin, CD34, alpha-fetoprotein, GST-pi (glutahione-S-trarsferase-pi), Ki67 cell proliferation), bcl-2 and bax (apoptotlc genes). RESULTS: Sections from rats a) with TLI developed changes of liver ischemia, b) with BDL changes of liver obstruction and c) with BDL+TLI developed changes of ischemia together with changes of biliary obstruction. The total liver parenchymal area affected (% liver necrosis} was higher in groups with TLI+BDL. In these groups the Ki67 hepatocytic index (proliferation index) was lower compared to the groups without TLI. This finding implies that cholestatic livers are more vulnerable to ischemia and also display impaired generative capabilities, compared to non-cholestatic ones. Liver biopsies exhibited features of liver regeneration that originated from zone 2, extended to zone 1 and occasionally to zone 3. Immunonistochemical stains revealed cells positive to AE1 and cells positive to HEPPAR. In all groups with TLI, DHs appeared mainly in periportal areas. They expressed cytokeratirs-19 and 7. hepatocyte and al-antrtrypsm and co-expressed CK7/CK1S and Hepatocyte or AE1/CK1S and a 1-antitrypsin The percentage of DHs was directly correlated with the time that animals survived (r=0,354, p<0,05). Regarding apoptosis, before hepatectomy, bcl-2 (protein or mRNA} levels were higher in jaundiced rats vs controls. Furthermore, bax (protein or mRNA) levels and apoptotic body index (ABl) were higher in cholestatic livers. After hepatectomy, there was an early decease in the protein and mRNA levels of antiapoptotic gene bcl-2 and a late increase of proapoptotic gene bax and the A8I. compared to controls. CONCLUSIONS: In cases with obstructive jaundice (cholangiopathy), liver ischemia makes the organ more vulnerable to damage because it causes greater parenchymal necrosis and decreases the degree of hepatocyles proliferation. Liver regenerative process is mediated mainly by proliferation of non-necrotic cells that express hepatocellular or ductular epithelial features. In such cases a main element of liver regeneration is the presence of DHs, cells that display a phenotype intermediate between ductular and hepatocytic origin} and their differentiation to mature hepatocytes. Finally, apoptosis takes place in cholestatic livers with or without superimposed ischemia and may contribute in the impaired regenerative response observed in livers of jaundiced rats after partial hepatectomy.