The role of interleukins 6, 8 and 18 in pathogenesis of acute respiratory distress syndrome

[J. Kuzmanović]

58 str.

Medicina - Molekularna medicina / Medicine - Molecular medicine

Uvod: Razvoj respiratornog sistema, larinksa, traheje i pluća započinje u 4. nedelji embrionalnog razvoja odvajanjem laringotrahealnog divertikuluma od prednjeg creva i nastavlja se posle rođenja sve do oko osme godine života. Sazrevanje pluća se odvija kroz četiri histološke faze. Redom su to: pseudoglandularna, kanalikularna, sakularna i alveolarna faza razvoja. Tri glavne funkcije respiratornog sistema su: sprovođenje vazduha, njegova filtracija od mehaničkih nečistoća i razmena gasova na alveolarno-kapilarnoj membrani - disanje. U udahnutom vazduhu se nalazi veliki broj čestica, mikroorganizama, alergena i drugih potencijalno štetnih uzročnika koji mogu izvesti pluća iz ravnoteže i onemogućiti ili na drugi način ugroziti disanje. Najveći broj patogena koji dovode do nastanka bolesti respiratornog sistema upravo su inhalacioni, ali imunološki odgovor koji podrazumeva ćelijski i humoralni aspekt deluje isto i u slučajevima fizičkog, hemijskog ili imunološkog oštećenja. Najsitnije čestice dijametra od 0,5 - 0,25 μm dolaze do alveola, a oko 20-30% tih čestica može da zaostane u prostoru alveola. Tu se aktivira lokalni imunski odgovor nižih partija respiratornog sistema. Sitne delove, koji mogu biti uklonjeni ćelijskim varenjem, uklanjaju makrofagi. Međutim, postoji određeni broj čestica koji pobuđuje jedan veoma moćan odbrambeni mehanizam pluća. U pitanju je imunološka kaskada koja je posledica imunološke aktivnosti pneumocita oba tipa, ipak više tipa II. Akutni respiratorni distres sindrom (ARDS) predstavlja naglo otkazivanje funkcije pluća, koje nije posledica edema pluća kardiogenog porekla. Ova respiratorna insuficijencija karakteriše se smanjenjem oksigenacije i pojavom edema pluća. Privlači veliku pažnju i danas zbog visokog procenta smrtnosti koji uz sve mere potpore ide i do 50%, iako je ovo stanje primećeno i prvi put opisano još u prvoj polovini 19. veka. S obzirom na veliki broj uzroka koji mogu dovesti do nastanka ARDS-a, počela su istraživanja mogućih zajedničkih činilaca u imunološkom odgovoru, koji bi mogli doprineti razvoju ovog poremećaja funkcije. Imunologija je ponudila ulogu proinflamatornih citokina kao faktor koji doprinosi razvoju respiratorne insuficijencije. Veći broj istraživanja je izdvojio kao značajne proinflamatorne citokine 6, 8 i 18. Međutim, s obzirom na to da su pacijenti kod razvijenog ARDSa najčešće na mehaničkoj potpori, uzorkovanje tečnosti i/ili tkiva pluća je otežano i postavlja se pitanje etičnosti izlaganja pacijenta koji je životno ugrožen dodatnom riziku od pogoršanja opšteg stanja. Pretpostavka ovog istraživanja bila je da su interleukini odgovorni za razvoj respiratorne insuficijencije - ARDS-a detektabilni u tkivu pluća umrlih pod kliničkom slikom ARDS-a. Cilj rada: 1. Određivanje prisustva IL6, IL8 i IL18 u tkivu pluća odraslih bolesnika sa akutnim respiratornim distres sindromom. 2. Svetlosno i elektronsko mikroskopska analiza oštećenja epitelnih i endotelnih ćelija u tkivu pluća bolesnika sa akutnim respiratornim distres sindromom. Materijal i metode: Tkivo pluća je uzorkovano na obdukcijama koje su rađene u Institutu za sudsku medicinu „Dr Milovan Milovanović“ Medicinskog fakulteta Univerziteta u Beogradu. Kriterijumi za ulazak u studiju su bili politrauma, bez povreda grudnog koša ili pluća, starost preko 18 godina, odsustvo komorbiditeta srca i pluća. Dobijeni uzorci su fiksirani u formalinu i dehidrirani u alkoholima rastuće koncentracije prema protokolu za histopatološku obradu tkiva, dalje kalupljeni u parafinske blokove, sečeni na mikrotomu i bojeni hematoksilin/eozin (HE) metodom. Dobijeni uzorci su analizirani na svetlosnom mikroskopu i uslov za dalju obradu je ispunjenje histoloških kriterijuma za ARDS: prisustvo hijalinih membrana, intersticijalni edem, destrukcija alveolarnih septi, kongestija krvnih sudova, zone svežeg krvarenja. Po utvrđivanju prisustva morfološkog supstrata za ARDS, uzorci su dalje bojeni imunohistohemijski na antigene interleukina (IL) od interesa za istraživanje IL6, IL8 i IL18...

Introduction: Development of lungs begins by branching of laryngeal tube in 4th week of embryonic development and it continues from birth until the age of eight. Maturation of lungs takes place through four histological stages. They are pseudoglandular, canalicular, terminal sac and alveolar stage. Three main functions of respiratory system are: conduction of air, filtration, and gas exchange - breathing. In inhaled air there are many particles, microorganisms, allergens and other potentially harmful agents that can disbalance lungs and endanger breathing in any way. Vast majority of pathogens that cause respiratory system diseases are inhaled, but the immune response, which includes cellular and humoral aspects, works the same in cases of physical, chemical or immunological damage. The smallest particles with the diameter of 0.5 - 0.25 μm reach alveoli, and 20-30% of those particles can stay in the alveolar space. This is the place of activation of immune response of the lower parties of lungs. Some of those particles can be neutralized by cell digestion of macrophages. But there is a certain number of particles that can induce very powerful immune defensive lung mechanism. This immunological cascade is the result of activation of pneumocytes (alveolar cells), especially type II. Acute respiratory distress syndrome (ARDS) is acute respiratory failure of non-cardiogenic origin. This respiratory insufficiency is characterized with onset of hypoxemia and lung edema. Acute respiratory distress syndrome intrigues due to high mortality rate and poor outcome, from beginning of 19th century till nowadays, with up to 50% deaths even with modern intensive care unit (ICU) protocols. Considering the long list of etiology factors, scientists started investigating potential immunology biomarkers which could contribute in develop of ARDS. The potential role of proinflammatory cytokines is promising in unravelling the mystery of ARDS. Significant number of authors offered theory with IL6, IL8 and IL18. However, considering that patients with ARDS are often in ICU and on mechanical ventilation, sampling is challenging, and not without ethical issues hence patients are unstable and very easy can deteriorate. Hypothesis of this study was that interleukins responsible for the development of respiratory failure - ARDS are detectable in the lung tissue of those who died under the clinical picture of ARDS. Aim: 1. Detecting presence of IL6, IL8 and IL18 antigens in lung tissue of those who died with diagnosis of ARDS. 2. Light and transmission electron microscopic analysis of damage in epithelial and endothelial cells in patients with ARDS. Material and methods: Lung tissue was sampled at autopsies performed at the Institute for Forensic Medicine „Dr Milovan Milovanović“, Faculty of Medicine, University of Belgrade. Criteria for entering the study were polytrauma, no chest or lung injuries, age over 18 years, absence of heart and lung comorbidities. The obtained samples were fixed in formalin and dehydrated in alcohols of increasing concentration according to the protocol for histopathological tissue processing, further embedded in paraffin block, cut on a microtome, and stained with the hematoxylin/eosin (HE) method. The obtained samples were analyzed under a light microscope and the condition for further processing is the fulfillment of the histological criteria for ARDS: the presence of hyaline membranes, interstitial edema, destruction of alveolar septa, congestion of blood vessels, zones of fresh bleeding. After determining the presence of a morphological substrate for ARDS, the samples were further stained for interleukin (IL) antigens of interest for research IL6, IL8 and IL18...

Akutni respiratorni distres sindrom (ARDS), politrauma, autopsija, IL6, IL8, IL18, transmisiona elektronska mikroskopija (TEM)

Acute respiratory distress syndrome (ARDS), polytrauma, autopsy, IL6, IL8, IL18, transmission electron microscopy (TEM)

616.24-008.4:577.2(043.3)

Tekst