ĆWICZENIE 17(2). Temat: TKANKA ACZNA WAAÅšCIWA. TKANKA TAUSZCZOWA. 1. Tkanka Å‚Ä…czna wiotka krezka (preparat nr 9). 2. Tkanka Å‚Ä…czna zwarta Å›ciÄ™gno (preparat nr 7). 3. Tkanka tÅ‚uszczowa \ółta tkanka podskórna (preparat nr 38). 4. Tkanka tÅ‚uszczowa brunatna (preparat nr 110). 5. Włókna siateczkowe Å›ledziona (preparat nr 113). 6. Genetycznie uwarunkowane zaburzenia tkanki Å‚Ä…cznej (tekst i ryciny 17/1). 7. Zespół Ehlersa-Danlosa typ IV (tekst i ryciny 17/2). 8. WewnÄ…trzwydzielnicza rola tkanki tÅ‚uszczowej (tekst 17/3). 9. Ludzie krokodyle - (fotografia 17/4). 10. CiaÅ‚o obce - (tekst 17/5). PiÅ›miennictwo: 1. Sawicki - str. 113 -139 Tekst i ryciny 17/1 GENETYCZNIE UWARUNKOWANE ZABURZENIA TKANKI ACZNEJ GENETYCZNIE UWARUNKOWANE ZABURZENIA TKANKI ACZNEJ Istnieje caÅ‚y szereg chorób i zespołów chorobowych, których podÅ‚o\em jest nieprawidÅ‚owa organizacja tkanki Å‚Ä…cznej. Wiele z nich ma podÅ‚o\e genetyczne. Bardzo znanÄ… chorobÄ… zwiÄ…zanÄ… z nieprawidÅ‚owÄ… strukturÄ… tkanki Å‚Ä…cznej jest zespół Marfana. Główne objawy choroby to smukÅ‚a budowa ciaÅ‚a z nadmiernie dÅ‚ugimi koÅ„czynami, nadmierna ruchomość i wiotkość stawów, wady postawy, zwichniÄ™cia soczewki oka, tÄ™tniaki i rozwarstwienia aorty. PrzyczynÄ… choroby jest genetycznie uwarunkowana, nieprawidÅ‚owa budowa fibryliny (biaÅ‚ka towarzyszÄ…cego włóknom elastynowym). Choroba dziedziczy siÄ™ autosomalnie dominujÄ…co (chromosom 15) i wystÄ™puje u 1/10 000 osób. Pewna część uwarunkowanych genetycznie chorób tkanki Å‚Ä…cznej zwiÄ…zana jest z zaburzeniami struktury kolagenu. Najbardziej znane z nich to osteogenesis imperfecta oraz Zespół Ehlersa - Danlosa. OSTEOGENESIS IMPERFECTA Osteogenesis imperfekta (wrodzona Å‚amliwość koÅ›ci) zwiÄ…zana jest z zaburzeniem syntezy kolagenu typu I. Dziedziczy siÄ™ jako cecha autosomalna dominujÄ…ca (u homozygot przebieg jest zazwyczaj ciÄ™\szy). Istnieje wiele mutacji genów kodujÄ…cych Å‚aÅ„cuchy prokolagenu typu I, a schorzenie wystÄ™puje w trzech odmianach klinicznych. Dla osteogenesis imperfecta typu I charakterystyczna jest nieprawidÅ‚owa architektura tkanki kostnej prowadzÄ…ca do wyjÄ…tkowej skÅ‚onnoÅ›ci do zÅ‚amaÅ„ nawet po banalnych urazach. Zazwyczaj skÅ‚onność ta ustÄ™puje po okresie dojrzewania. Bardzo charakterystyczne dla tej choroby jest równie\ bÅ‚Ä™kitne zabarwienie twardówek oka. Wielokrotne zÅ‚amania leczone zazwyczaj operacyjnie prowadzÄ… do deformacji ukÅ‚adu kostnego. PodÅ‚o\em molekularnym jest mutacja w obrÄ™bie genu COL1A1 co prowadzi do zmniejszenia syntezy prokolagenu I. Zawartość kolagenu w substancji miÄ™dzykomórkowej jest obni\ona, ale struktura czÄ…steczek jest prawidÅ‚owa. CzÄ™stość wystÄ™powania ocenia siÄ™ na 1: 30 000. Osteogenesis imperfecta typu II jest chorobÄ… Å›miertelnÄ… (postać letalna). WiÄ™kszość dzieci umiera w ciÄ…gu pierwszego miesiÄ…ca \ycia, a prze\ycie powy\ej 1 roku nale\y do rzadkoÅ›ci. PodÅ‚o\em molekularnym jest mutacja w genie COL1A1 lub COL1A2 prowadzÄ…ca do podstawienia glicyny przez inny aminokwas. Tak zmieniony Å‚aÅ„cuch biaÅ‚kowy tworzy wprawdzie helisÄ™ tropokolagenu jest ona jednak bardzo nietrwaÅ‚a. Termostabilność takiego kolagenu obni\a siÄ™ z 44oC do okoÅ‚o 38oC. CzÄ…steczki kolagenu denaturujÄ… w temperaturze ciaÅ‚a, co prowadzi do ich proteolizy. II typ osteogenesis imperfecta objawia siÄ™ rozlegÅ‚ymi deformacjami ukÅ‚adu kostnego i zaburzeniami mineralizacji koÅ›ci czaszki. Ze wzglÄ™du na rozpowszechnienie kolagenu typu I we wszystkich tkankach, szybka degradacja włókien kolagenowych w istocie miÄ™dzykomórkowej zrÄ™bu narzÄ…dów prowadzi do ich dezintegracji. Osteogenesis imperfecta typu III cechuje siÄ™ licznymi deformacjami szkieletu i nasilajÄ…cÄ… siÄ™ z wiekiem, staÅ‚Ä… skÅ‚onnoÅ›ciÄ… do zÅ‚amaÅ„. Podobnie jak w osteogenesis imperfecta typu II przyczynÄ… jest zazwyczaj podstawienie glicyny przez inny aminokwas w jednym z Å‚aÅ„cuchów prokolagenu. ZESPÓA EHLERSA DANLOSA Zespół Ehlersa - Danlosa jest rzadkÄ… i bardzo ró\norodnÄ… jednostkÄ… chorobowÄ…. Ró\norodność dotyczy zarówno obserwowanych objawów jak i le\Ä…cych u ich podstawy defektów molekularnych. Dotychczas opisano jedenaÅ›cie typów tej choroby. WspólnÄ… cechÄ… jest uwarunkowane genetycznie zaburzenie struktury tropokolagenu. W odró\nieniu od osteogenesis imperfecta objawy dotyczÄ… tkanek miÄ™kkich oraz aparatu wiÄ™zadÅ‚owego. Klasyczne objawy zespoÅ‚u Ehlersa - Danlosa to nadmiernie rozciÄ…gliwa, cienka, krucha i podatna na urazy skóra oraz nadmierna ruchomość stawów. Obecnie tego typu objawy klasyfikowane sÄ… jako typ I (ciÄ™\szy ) bÄ…dz II (l\ejszy). U pacjentów z zespoÅ‚em Ehlersa - Danlosa typu I czÄ™sto obserwuje siÄ™ wypadanie pÅ‚atka zastawki dwudzielnej oraz przepukliny pachwinowe. Oba typy dziedziczÄ… siÄ™ autosomalnie dominujÄ…co i zwiÄ…zane sÄ… z mutacjÄ… genu COL5A1 bÄ…dz COL5A2. Choroba wystÄ™puje u 1/150 000 osób. Podobny obraz kliniczny wystÄ™puje w zespole Ehlersa - Danlosa typu V, jednak\e objawy sÄ… dość Å‚agodne, a dziedziczenie zwiÄ…zane jest z chromosomem X. Dość charakterystyczne dla tej postaci sÄ… zaburzania regeneracji skóry. W zespole Ehlersa - Danlosa typu III dominujÄ… objawy zwiÄ…zane z nadmiernÄ… ruchomoÅ›ciÄ… stawów. VI typ zespoÅ‚u Ehlersa - Danlosa nazywany jest postaciÄ… ocznÄ…. WiodÄ…cym objawem jest niezwykÅ‚a wra\liwość gaÅ‚ek ocznych na urazy mechaniczne. Cecha dziedziczy siÄ™ jako recesywna zwiÄ…zana z chromosomem X, a przyczynÄ… jest dysfunkcja hydroxylazy lizyny. W zespole Ehlersa - Danlosa typu VIII objawy ze strony skóry jak i stawów sÄ… miernie nasilone. Główne dolegliwoÅ›ci dotyczÄ… przyzÄ™bia. Choroba dziedziczy siÄ™ autosomalnie dominujÄ…co. Typ IX zespoÅ‚u Ehlersa - Danlosa dziedziczy siÄ™ z chromosomem X. Objawia siÄ™ głównie uchyÅ‚kami pÄ™cherza moczowego, przepuklinami i kruchoÅ›ciÄ… skóry. Zespół Ehlersa - Danlosa typu VII zwiÄ…zany jest z zaburzeniami powstawania tropokolagenu typu I. PrzyczynÄ… jest zawsze niemo\ność proteolizy N - terminalnego propeptydu. Tak zmieniona czÄ…steczka nie jest w stanie tworzyć prawidÅ‚owego włókna kolagenowego. Choroba charakteryzuje siÄ™ nadmiernÄ… ruchomoÅ›ciÄ… stawów (w tym równie\ wrodzonymi zwichniÄ™ciami stawów biodrowych). Niekiedy obserwuje siÄ™ nadmiernÄ… Å‚amliwość koÅ›ci. Typ VII zespoÅ‚u Ehlersa - Danlosa jest genetycznie i biochemicznie niejednorodny: - VII A dziedziczy siÄ™ autosomalnie dominujÄ…co i jest zwiÄ…zany z defektem eksonu 6. genu COL1A1 - VII B równie\ dziedziczy siÄ™ autosomalnie dominujÄ…co natomiast podÅ‚o\em molekularnym jest defekt eksonu 6. genu COL1A2 - VII C dziedziczy siÄ™ autosomalnie recesywnie i jest zwiÄ…zany z defektem N - koÅ„cowej proteazy (BMP-1) IV typ zespoÅ‚u Ehlersa - Danlosa okreÅ›lany jest jako tzw. postać naczyniowa. PodÅ‚o\em molekularnym jest defekt genu COL3A1, który koduje czÄ…steczki prokolagenu III. Gen zlokalizowany jest na ramieniu dÅ‚ugim chromosomu 2 (2q24.3). SkÅ‚ada siÄ™ z okoÅ‚o 44 tysiÄ™cy par zasad i zawiera 52 eksony. Istnieje wiele mutacji tego genu (ryc. 2). Budowa czÄ…steczki prokolagenu typu III jest podobna do prokolagenu I. Podobny jest równie\ mechanizm obróbki posttranslacyjnej. Kolagen typu III utworzony jest jednak przez poÅ‚Ä…czenie trzech identycznych Å‚aÅ„cuchów prokolagenu Ä…1(III). Jak pamiÄ™tamy kolagen III tworzy włókna siateczkowe, które sÄ… nieco cieÅ„sze od włókien typu I i wystÄ™pujÄ… głównie w narzÄ…dach o du\ej rozciÄ…gliwoÅ›ci (skóra, pÅ‚uca, jelita, naczynia), nie wystÄ™pujÄ… natomiast w koÅ›ciach. Dlatego te\ wiodÄ…cymi objawami zespoÅ‚u Ehlersa - Danlosa typu IV, oprócz Å›cieÅ„czenia i kruchoÅ›ci skóry, sÄ… tÄ™tniaki, odcinkowe poszerzenia jelit oraz pÄ™kniÄ™cia du\ych naczyÅ„ i jelit. Poniewa\ włókna siateczkowe stanowiÄ… istotny element substancji miÄ™dzykomórkowej naczyÅ„ krwionoÅ›nych typu sprÄ™\ystego uszkodzenia dotyczÄ… przede wszystkim naczyÅ„ du\ego kalibru. Obecność tÄ™tniaków u osób starszych zwiÄ…zana jest zazwyczaj ze zmianami mia\d\ycowymi i wystÄ™puje relatywnie czÄ™sto. Natomiast u osób mÅ‚ody i bardzo mÅ‚odych wystÄ™powanie tÄ™tniaków jest niezmiernie rzadkie. Obecność tÄ™tniaka u takiej osoby mo\e wynikać z nieprawidÅ‚owej struktury kolagenu (zespół Ehlersa - Danlosa typu I, II, VI a zwÅ‚aszcza IV). W praktyce klinicznej potwierdzeniem zespoÅ‚u Ehlersa - Danlosa typu IV jest badanie zdolnoÅ›ci fibroblastów do produkcji kolagenu typu III. Pobrane od pacjenta fibroblasty skórne, hoduje siÄ™ in vitro. NastÄ™pnie do po\ywnki dodaje siÄ™ znakowanej radioaktywnie proliny bÄ…dz lizyny. Na zakoÅ„czenie wykonuje siÄ™ elektroforezÄ™ zawiesiny z hodowli na \elu poliakrylamidowym. Po wywoÅ‚aniu testu sprawdza siÄ™ czy w zawiesinie obecne jest biaÅ‚ko odpowiadajÄ…ce zmutowanemu kolagenowi III. Stwierdzenie obecnoÅ›ci takiego biaÅ‚ka jest dowodem na uszkodzenie genu COL3A1 w fibroblastach pacjenta, a wiÄ™c potwierdzeniem zespoÅ‚u Ehlersa - Danlosa typu IV. Przeprowadzenie badania, którego podstawÄ… jest hodowla komórek somatycznych organizmu wymaga odpowiednio dÅ‚ugiego czasu (rzÄ™du kilku tygodni) potrzebnego do namno\enia odpowiedniej iloÅ›ci komórek. Taki czas oczekiwania nie ma jednak znaczenia, poniewa\ w wiÄ™kszoÅ›ci przypadków jest to choroba o wieloletnim przebiegu. Istotnym jest fakt, \e zazwyczaj w oparciu o zmutowany gen powstaje nieprawidÅ‚owo zbudowany Å‚aÅ„cuch prokolagenu, który Å‚Ä…czy siÄ™ w sposób przypadkowy z innymi Å‚aÅ„cuchami, tworzÄ…c dojrzaÅ‚y prokolagen. Je\eli chocia\by jeden z trzech Å‚aÅ„cuchów tworzÄ…cych czÄ…steczkÄ™ tropokolagenu jest uszkodzony, taka czÄ…steczka nie jest w stanie prawidÅ‚owo speÅ‚niać swojej funkcji. U heterozygoty, która ma jeden prawidÅ‚owy allel tylko jedna na osiem czÄ…steczek tropokolagenu bÄ™dzie posiadaÅ‚a trzy prawidÅ‚owe Å‚aÅ„cuchy. PozostaÅ‚e siedem czÄ…steczek z oÅ›miu bÄ™dzie miaÅ‚o jeden, dwa lub trzy uszkodzone Å‚aÅ„cuchy. Dlatego wÅ‚aÅ›nie cecha dziedziczy siÄ™ jako dominujÄ…ca. U homozygoty z dwoma zmutowanymi allelami wszystkie czÄ…steczki tropokolagenu sÄ… uszkodzone. W tym miejscu warto zaznaczyć, \e podobny mechanizm ekspresji wady obserwuje siÄ™ równie\ w przypadku kolagenu innych typów. Dlatego te\ zarówno osteogenesis imperfecta jak i wiÄ™kszość typów zespoÅ‚u Ehlersa - Danlosa dziedziczy siÄ™ dominujÄ…co. Recesywnie dziedziczÄ… siÄ™ te postacie, które zwiÄ…zane sÄ… z uszkodzeniem genu kodujÄ…cego czÄ…steczkÄ™ enzymu. W oparciu o zmutowany allel powstaje bezwartoÅ›ciowa czÄ…steczka biaÅ‚ka. Natomiast organizm produkuje potrzebny enzym w oparciu o allel prawidÅ‚owy. Zarówno w osteogenesis imperfecta jak równie\ w zespole Ehlersa - Danlosa wielokrotnie nie stwierdza siÄ™ wystÄ™powania rodzinnego, co jest zwiÄ…zane z pojawianiem siÄ™ nowych mutacji. OpracowaÅ‚ lek. Grzegorz Gut Ryc. 2 Mapa genu COL3A1 (kol. D) oraz opisane mutacje tego genu (kol. C) i ich konsekwencje fenotypowe: uszkodzenia jelit (kol. A), uszkodzenia naczyÅ„ (kol. B). TEKST I SCHEMATY 17/2 ZESPÓA EHLERSA - DANLOSA TYP IV Opis przypadku 17 letnia pacjentka zgÅ‚osiÅ‚a siÄ™ do izby przyjęć szpitala z powodu gwaÅ‚townie nasilajÄ…cych siÄ™ bólów brzucha trwajÄ…cych od kilku godzin. W badaniu przedmiotowym stwierdzono wzmo\one napiÄ™cie powÅ‚ok jamy brzusznej oraz osÅ‚abienie perystaltyki jelit. CiÅ›nienie tÄ™tnicze krwi 110/70 mmHg, tÄ™tno 96/min. W badaniu morfologicznym krwi miernie nasilona anemia (HGB=10.6g%). Wykonano badanie USG jamy brzusznej, w którym znaleziono tÄ™tniÄ…cy guz w okolicy lewej nerki oraz niewielkÄ… ilość wolnego pÅ‚ynu miedzy pÄ™tlami jelit. W badaniu kontrastowym (wsteczna przezskórna aortografia) uwidoczniono dwa workowate uwypuklenia aorty brzusznej po stronie lewej, poni\ej odejÅ›cia tÄ™tnic nerkowych, a nad rozdwojeniem aorty, o wielkoÅ›ci odpowiednio 8 i 3 cm (fot. 1). DziewczynkÄ™ zakwalifikowano do operacji naczyniowej w trybie pilnym. Podczas operacji usuniÄ™to 250 ml Å›wie\ej krwi z jamy brzusznej. Po zamkniÄ™ciu przepÅ‚ywu krwi przez aortÄ™ usuniÄ™to tÄ™tniakowato zmieniony odcinek aorty brzusznej, a ubytek uzupeÅ‚niono wstawkÄ… z materiaÅ‚u sztucznego (fot. 2). PoczÄ…tkowo przebieg pooperacyjny prawidÅ‚owy. Po przetoczeniu masy erytrocytarnej uzyskano wzglÄ™dnÄ… stabilizacjÄ™ stanu ogólnego (ciÅ›nienie tÄ™tnicze krwi 110/70mmHg, tÄ™tno 80/min, HGB=10,1g%). W wykonanym badaniu ECHO-kardiograficznym znaleziono znacznego stopnia poszerzenie aorty wstÄ™pujÄ…cej. U pacjentki stwierdzono równie\ nienaturalnie cienkÄ… i kruchÄ… skórÄ™ z przeÅ›witujÄ…cymi naczyniami krwionoÅ›nymi. Ruchomość stawów byÅ‚a prawidÅ‚owa. Ze wzglÄ™du na bardzo mÅ‚ody wiek pacjentki i rozlegÅ‚ość obserwowanych zmian wysuniÄ™to podejrzenie wrodzonego defektu tkanki Å‚Ä…cznej. Podejrzewano zespół Ehlersa - Danlosa typu IV. Dla potwierdzenia pobrano fragment skóry pacjentki o powierzchni okoÅ‚o 2 cm2, który przekazano do zakÅ‚adu badaÅ„ molekularnych w celu zaÅ‚o\enia hodowli fibroblastów. Pobrano równie\ próbki krwi do badaÅ„ genetycznych. W trzeciej dobie po operacji u pacjentki wystÄ…piÅ‚ nagle silny ból w klatce piersiowej z dusznoÅ›ciÄ… i narastajÄ…cÄ… sinicÄ… centralnÄ…. Stan ogólny pacjentki pogarszaÅ‚ siÄ™ gwaÅ‚townie. Poniewa\ obserwowano objawy tamponady serca niezwÅ‚ocznie nakÅ‚uto worek osierdziowy, ewakuujÄ…c 150 ml Å›wie\ej krwi. PodjÄ™to decyzjÄ™ o operacji torakochirurgicznej w trybie nagÅ‚ym. Podczas operacji stwierdzono pÄ™kniÄ™cie aorty wstÄ™pujÄ…cej z krwawieniem do worka osierdziowego. Åšciana aorty byÅ‚a tÄ™tniakowato zmieniona, co utrudniÅ‚o zaopatrzenie miejsca krwawienia i wydÅ‚u\yÅ‚o czas trwania zabiegu. Po operacji stan ogólny pacjentki byÅ‚ bardzo ciÄ™\ki, z cechami wstrzÄ…su krwotocznego (ciÅ›nienie tÄ™tnicze krwi 70/50mmHg, tÄ™tno 160/min, HGB=9.8g%). PacjentkÄ™ przeniesiono na OIOM, gdzie miedzy innymi przetoczono krew peÅ‚nÄ…. NastÄ™pnego dnia dziewczynka zmarÅ‚a nie odzyskawszy przytomnoÅ›ci. W badaniu anatomopatologicznym stwierdzono: - stan po operacji torakochirurgicznej, uszkodzenie Å›ciany aorty wstÄ™pujÄ…cej w odcinku podosierdziowym zaopatrzone szwem naczyniowym. Aorta wstÄ™pujÄ…ca poszerzona, Å›ciana Å›cieÅ„czaÅ‚a, dość wiotka. - stan po laparotomii (operacji brzusznej), brak 8 cm odcinka aorty brzusznej uzupeÅ‚niony wstawkÄ… z materiaÅ‚u sztucznego. Poni\ej Å›ciana aorty poszerzona, Å›cieÅ„czaÅ‚a. Badanie histopatologiczne potwierdziÅ‚o znacznego stopnia dezorganizacjÄ™ Å›ciany aorty brzusznej (fot. 3) z wyraznym niedoborem włókien siateczkowych i sprÄ™\ystych (fot. 4). Trzy tygodnie po Å›mierci dziewczynki otrzymano wynik badania przeprowadzonego przez pracowniÄ™ molekularnÄ… potwierdzajÄ…cy dysfunkcjÄ™ genu dla kolagenu typu III. Kariotyp pacjentki byÅ‚ prawidÅ‚owy. Ad causam W opisanym, jak\e dramatycznym przypadku, przyczynÄ… dolegliwoÅ›ci byÅ‚o uszkodzenie Å›ciany aorty. Obecność tÄ™tniaków u osób starszych zwiÄ…zana jest zazwyczaj ze zmianami mia\d\ycowymi i wystÄ™puje relatywnie czÄ™sto. Obecność tÄ™tniaka u osoby mÅ‚odej mo\e wynikać z wrodzonego defektu Å›ciany naczynia. OsÅ‚abienie Å›ciany naczyÅ„ krwionoÅ›nych mo\e być spowodowane nieprawidÅ‚owÄ… strukturÄ… kolagenu (np. u pacjentów z zespoÅ‚em Ehlersa - Danlosa typu I, II, VI, a zwÅ‚aszcza IV). Zespół Ehlersa - Danlosa jest jednostkÄ… chorobowÄ… rzadkÄ… (1/150 000 osób) i bardzo ró\norodnÄ…. Ró\norodność dotyczy zarówno obserwowanych objawów fenotypowych jak i le\Ä…cych u ich podstawy defektów molekularnych. Dotychczas opisano jedenaÅ›cie typów tej choroby. WspólnÄ… cechÄ… jest uwarunkowane genetycznie zaburzenie struktury tropokolagenu. Klasyczne objawy tej choroby to nadmiernie rozciÄ…gliwa, cienka, krucha i podatna na urazy skóra oraz nadmierna ruchomość stawów. Obecnie tego typu objawy klasyfikowane sÄ… jako typ I (ciÄ™\szy ) bÄ…dz II (l\ejszy). IV typ zespoÅ‚u Ehlersa - Danlosa okreÅ›lany jest jako tzw. postać naczyniowa. PodÅ‚o\em molekularnym jest defekt genu COL3A1, który koduje czÄ…steczki prokolagenu III. Gen zlokalizowany jest na ramieniu dÅ‚ugim chromosomu 2 (2q24.3). SkÅ‚ada siÄ™ z okoÅ‚o 44 tysiÄ™cy par zasad i zawiera 52 eksony. Opisano wiele mutacji tego genu (ryc. 1), które dziedziczÄ… siÄ™ zazwyczaj dominujÄ…co. Kolagen typu III utworzony jest przez poÅ‚Ä…czenie trzech identycznych Å‚aÅ„cuchów prokolagenu Ä…1(III), splecionych ze sobÄ…. Je\eli w oparciu o zmutowany gen powstaje nieprawidÅ‚owo zbudowany Å‚aÅ„cuch prokolagenu, który Å‚Ä…czy siÄ™ w sposób przypadkowy z innymi Å‚aÅ„cuchami, powstajÄ… czÄ…steczki tropokolagenu, które sÄ… bardzo nietrwaÅ‚e i nie sÄ… w stanie prawidÅ‚owo speÅ‚niać swojej funkcji. U heterozygoty, która ma jeden prawidÅ‚owy allel tylko jedna na osiem czÄ…steczek tropokolagenu bÄ™dzie posiadaÅ‚a trzy prawidÅ‚owe Å‚aÅ„cuchy. PozostaÅ‚e siedem czÄ…steczek z oÅ›miu bÄ™dzie miaÅ‚o jeden, dwa lub trzy uszkodzone Å‚aÅ„cuchy. Jak pamiÄ™tamy kolagen III tworzy włókna siateczkowe, które wystÄ™pujÄ… głównie w narzÄ…dach o du\ej rozciÄ…gliwoÅ›ci (skóra, pÅ‚uca, jelita, naczynia), nie wystÄ™pujÄ… natomiast w koÅ›ciach. Dlatego te\ wiodÄ…cymi objawami zespoÅ‚u Ehlersa - Danlosa typu IV, oprócz Å›cieÅ„czenia i kruchoÅ›ci skóry, sÄ… tÄ™tniaki, odcinkowe poszerzenia jelit oraz pÄ™kniÄ™cia naczyÅ„ du\ego kalibru i jelit. W praktyce klinicznej potwierdzeniem zespoÅ‚u Ehlersa - Danlosa typu IV jest badanie zdolnoÅ›ci fibroblastów do produkcji kolagenu typu III. Pobrane od pacjenta fibroblasty skórne, hoduje siÄ™ in vitro w obecnoÅ›ci znakowanej radioaktywnie proliny bÄ…dz lizyny. NastÄ™pnie wykonuje siÄ™ elektroforezÄ™ zawiesiny z hodowli na \elu poliakrylamidowym. Po wywoÅ‚aniu testu sprawdza siÄ™ czy w zawiesinie obecne jest biaÅ‚ko odpowiadajÄ…ce zmutowanemu kolagenowi III. W opisanym przypadku genetycznie uwarunkowane upoÅ›ledzenie wytrzymaÅ‚oÅ›ci tkanki Å‚Ä…cznej byÅ‚o niewÄ…tpliwie przyczynÄ… zarówno powstania tÄ™tniaka aorty brzusznej jak i pÄ™kniÄ™cia Å›ciany aorty wstÄ™pujÄ…cej. Podczas drugiej operacji niepeÅ‚nowartoÅ›ciowa, tÄ™tniakowato zmieniona Å›ciana naczynia uniemo\liwiÅ‚a szybkie zaopatrzenie miejsca krwawienia. Du\y ubytek krwi oraz dÅ‚ugotrwaÅ‚e niedokrwienie mózgu i innych wa\nych \yciowo narzÄ…dów doprowadziÅ‚o do zgonu pacjentki. OpracowaÅ‚ lek. Grzegorz Gut P.S. W sekretariacie ZakÅ‚adu Histologii jest dostÄ™pne opracowanie pt. Genetycznie uwarunkowane zaburzenia struktury kolagenu , z którym mogÄ… zapoznać siÄ™ osoby szczególnie zainteresowane powy\szymi zagadnieniami. Fot. 1 - Wsteczna przezskórna aortografia. Widoczne dwa workowate uwypuklenia Å›ciany aorty. Fot. 2 Operacja usuniÄ™cia tÄ™tniaka. (pow. 3x) Fot. 3 Åšciana aorty brzusznej (pow. 3x). Widoczna dezorganizacja Å›ciany. Fot. 4 Åšciana aorty brzusznej pacjentki (po lewej) zabarwiona na obecność włókien elastynowych. Dla porównania obraz prawidÅ‚owej Å›ciany (po prawej). Ryc. 1 Gen COL3A1 (kol. D) i jego mutacje (kol. C) oraz konsekwencje fenotypowe tych mutacji: uszkodzenia jelit (kol. A) uszkodzenia tÄ™tnic (kol. B) Tekst 17/3 WEWNTRZWYDZIELNICZA ROLA TKANKI TAUSZCZOWEJ Komórki tkanki tÅ‚uszczowej \ółtej, komórki tkanki tÅ‚uszczowej brunatnej oraz komórki zrÄ™bu tkanki tÅ‚uszczowej peÅ‚niÄ… wa\ne funkcje wewnÄ™trznego wydzielania. Na ogół komórki tkanki tÅ‚uszczowej \ółtej wykazujÄ… najwiÄ™kszÄ… aktywność wydzielniczÄ…. WydzielajÄ… wiele hormonów cytokin peptydowych nazywanych adipokinami. UwalniajÄ… tak\e (szczególnie u osób otyÅ‚ych) znaczne iloÅ›ci \eÅ„skiego hormonu pÅ‚ciowego estronu. Adipokiny odgrywajÄ… wa\nÄ… rolÄ™ w regulacji czuÅ‚oÅ›ci komórek na insulinÄ™ (hormon komórek B wysp trzustkowych). Dlatego nieprawidÅ‚owoÅ›ci w wydzielaniu adipokin przyczyniajÄ… siÄ™ do powstawanie czÄ™stej i groznej choroby cywilizacyjnej cukrzycy typu 2, tj. opornoÅ›ci komórek na insulinÄ™. Adipokiny biorÄ… tak\e udziaÅ‚ w regulacji metabolizmu tÅ‚uszczów w komórkach przyczyniajÄ…c siÄ™ do powstawania mia\d\ycy naczyÅ„ krwionoÅ›nych. WpÅ‚ywajÄ… równie\ na masÄ™ tkanki tÅ‚uszczowej biorÄ…c udziaÅ‚ w powstawaniu otyÅ‚oÅ›ci. Adipokiny dzieli siÄ™ na trzy grupy: takie, które uczulajÄ… komórki na dziaÅ‚anie insuliny, takie, które wywoÅ‚ujÄ… oporność komórek na insulinÄ™ oraz takie, które regulujÄ… metabolizm lipidów, a tak\e dziaÅ‚ajÄ… ukÅ‚adowo wpÅ‚ywajÄ…c na apetyt. Leptyna (od gr. leptos, szczupÅ‚y), nazywana tak\e hormonem sytoÅ›ci skÅ‚ada siÄ™ ze 167 aminokwasów. Jest produktem genu obese. Synteza leptyny w komórkach tÅ‚uszczowych jest konstytutywna (wytwarzanie permanentne), ale mo\e być tak\e stymulowana przez hormony, głównie insulinÄ™ i glikokortykoidy nadnercza. WiÄ™ksze komórki tÅ‚uszczowe zawierajÄ… wiÄ™cej leptyny ni\ komórki mniejsze, a tkanka tÅ‚uszczowa podskórna uwalnia jej znacznie wiÄ™cej ni\ tkanka tÅ‚uszczowa wewnÄ…trz ciaÅ‚a. Wzrost masy tkanki tÅ‚uszczowej zwiÄ™ksza wydzielanie leptyny, a jej wydzielanie jest hamowane w wyniku przyjmowania pokarmu. Ponadto leptyna silnie pobudza wytwarzanie naczyÅ„ krwionoÅ›nych angiogenezÄ™. Receptory dla niej znajdujÄ… siÄ™ na powierzchni komórek Å›ródbÅ‚onka. Leptyna bierze równie\ udziaÅ‚ w poczÄ…tkowaniu pokwitania i ujawniania siÄ™ drugorzÄ™dowych cech pÅ‚ciowych. WiÄ…\e siÄ™ to z tym, \e rozpoczÄ™cie \ycia reprodukcyjnego mo\e nastÄ…pić wtedy, gdy w organizmie istnieje wÅ‚aÅ›ciwa ilość tkanki tÅ‚uszczowej zródÅ‚a energii. Leptyna dziaÅ‚a na tkanki, na poziomie komórkowym oraz na poziomie ukÅ‚adowym. Na poziomie komórkowym leptyna silnie hamuje syntezÄ™ kwasów tÅ‚uszczowych i triglcerydów skÅ‚adników tÅ‚uszczów obojÄ™tnych zmniejszajÄ…c ich stÄ™\enie, szczególnie w komórkach mięśni szkieletowych, w komórkach wÄ…trobowych i w komórkach B wysp trzustkowych. W komórkach tÅ‚uszczowych pobudza rozkÅ‚ad tÅ‚uszczu. Prowadzi to do zmniejszenia masy tkanki tÅ‚uszczowej i w konsekwencji do obni\enia wagi ciaÅ‚a. Na poziomie ukÅ‚adowym leptyna dziaÅ‚a za poÅ›rednictwem neuronów jÄ…dra Å‚ukowatego podwzgórza, które majÄ… receptory wiÄ…\Ä…ce leptynÄ™. Po zwiÄ…zaniu leptyny jeden rodzaj neuronów tego jÄ…dra (nazywany neuronami POMC/CART) jest aktywowany, a czynniki wytwarzane przez te neurony, głównie proopiomelanokortyna, POMC, hamujÄ… apetyt. Inny rodzaj neuronów jÄ…dra Å‚ukowatego (nazywany neuronami NPY/AgRP) jest hamowany przez leptynÄ™ i nie wytwarza wtedy m. in. neuropeptydu Y, NPY, który silnie pobudza apetyt. Powoduje to równie\ hamowanie apetytu. W ten sposób powstaje oÅ› tkanka tÅ‚uszczowa (leptyna) mózg, która poprzez hamowanie apetytu zmniejsza masÄ™ tkanki tÅ‚uszczowej ciaÅ‚a. Leptyna zatem jest hormonem przeciwdziaÅ‚ajÄ…cym otyÅ‚oÅ›ci (ang. obesity). Nale\y podkreÅ›lić, \e w czasie rozwoju embrionalnego leptyna jest niezbÄ™dna dla ksztaÅ‚towania sieci neuronów POMC/CART i NPY/AgRP w jÄ…drach podwzgórza. Mo\na zatem przypuszczać, \e nieprawidÅ‚owoÅ›ci w wytwarzaniu leptyny lub jej receptorów w czasie rozwoju embrionalnego mogÄ… prowadzić do powstania zbyt skÄ…pej sieci neuronów i w konsekwencji do otyÅ‚oÅ›ci, która pojawia siÄ™ po urodzeniu. Adiponektyna jest biaÅ‚kiem podobnym do kolagenu, które zapobiega opornoÅ›ci na insulinÄ™ oraz wykazuje silne dziaÅ‚anie przeciwzapalne. Ponadto pobudza ² oksydacjÄ™ (wytwarzanie z kwasów tÅ‚uszczowych dwuwÄ™glowych fragmentów, które sÄ… przeksztaÅ‚cane w acetylokoenzym A zródÅ‚o energii) dziaÅ‚ajÄ…c na peroksysomy, szczególnie w komórkach mięśni szkieletowych. Resystyna (ang. resistance to insulin, oporność na insulinÄ™) wydzielana jest szczególnie obficie przez du\e adipocyty tkanki tÅ‚uszczowej \ółtej. Obni\a wra\liwość komórek organizmu na insulinÄ™, co jest charakterystycznÄ… cechÄ… cukrzycy typu 2. Transkrypcja resestyny w adipocytach ludzi otyÅ‚ych jest wzmo\ona. Czynnik martwicy nowotworów (TNF). Jest cytokinÄ… wytwarzanÄ… przez wiele rodzajów komórek, jednak w szczególnie du\ych iloÅ›ciach TNFÄ… jest wytwarzany przez adipocyty i komórki zrÄ™bu tkanki tÅ‚uszczowej ludzi otyÅ‚ych. Ta cytokina upoÅ›ledza receptory dla insuliny na powierzchni komórek oraz obni\a transkrypcjÄ™ biaÅ‚ek pomp GLUT (transportujÄ… glukozÄ™ do komórek) w komórkach mięśniowych i adipocytach. WywoÅ‚uje zatem oporność na insulinÄ™ i w konsekwencji cukrzycÄ™ typu 2. Interleukina 6 (IL6). Jest cytokinÄ… wytwarzanÄ… przez wiele rodzajów komórek, ale ok. 30% krÄ…\Ä…cej IL6 jest produktem adipocytów. Podobnie jak TNFÄ… wywoÅ‚uje oporność na insulinÄ™ poprzez hamowanie syntezy biaÅ‚ek pomp GLUT. Hamuje tak\e glikogenezÄ™ w hepatocytach. BiaÅ‚ko stymulujÄ…ce acylacjÄ™ (ASP). Jest biaÅ‚kiem wytwarzanym przez adipocyty. Pobudza acylacjÄ™ (dodawanie grupy acylowej, tj. reszty kwasu organicznego powstaÅ‚ej przez usuniÄ™cie z COOH kwasu grupy OH) w procesie powstawania z kwasów tÅ‚uszczowych acylokoenzymu A. Pobudza tak\e estryfikacjÄ™ kwasów tÅ‚uszczowych do triglcerydów. Podobnie jak insulina, zwiÄ™ksza liczbÄ™ transporterów glukozy GLUT w bÅ‚onie komórkowej, pobudzajÄ…c fuzje pÄ™cherzyków zawierajÄ…cych te transportery z bÅ‚onÄ… komórkowÄ…. Adipsyna. Jest proteazÄ… podobnÄ… do ludzkiego dopeÅ‚niacza D, wydzielanÄ… przez adipocyty. Bierze udziaÅ‚ w wytwarzaniu ASP przez wycinanie fragmentu z wiÄ™kszego biaÅ‚ka. Jej stÄ™\enie spada w chorobie anorexia neurosa. Inhibitor aktywatora plasminogenu. Jest wytwarzany w hepatocytach i w adipocytach, szczególnie w tkance tÅ‚uszczowej \ółtej sieci. Hamuje aktywator plasminogenu (enzym hydrolityczny przecinajÄ…cy czÄ…steczki plasminogenu i wytwarzajÄ…cy plazminÄ™) i wytwarzanie plazminy, tj. endopeptydazy rozkÅ‚adajÄ…cej włóknik skrzepów krwi. Reguluje zatem wewnÄ…trz naczyniowe powstanie skrzepów. Jego stÄ™\enie wzrasta w chorobie wieÅ„cowej i po zawale serca. System renina-angiotensyna adipocytów. System renina-angitensyna (ang. RAS, renin-angiotensin system) jest pojÄ™ciem czynnoÅ›ciowym. W jego skÅ‚ad wchodzÄ… wa\ne biaÅ‚kowe enzymy, hormony i receptory: angiotensynogen (Ä…-2-globulina), enzymy proteolityczne renina i konwertaza angitensyny 1, angiotensyna 2 oraz jej receptory. BiaÅ‚ka te sÄ… produkowane przez komórki przykÅ‚Ä™buszkowe (JG) nerki, komórki Å›ródbÅ‚onka, hepatocyty, inne komórki oraz adipocyty. UkÅ‚adowe dziaÅ‚anie tych biaÅ‚ek jest wa\nym elementem regulacji ciÅ›nienia krwi oraz pracy kardiomiocytów (vide aparat przykÅ‚Ä™buszkowy nerki). Wszystkie biaÅ‚ka systemu renina-angiotensyna sÄ… równie\ produkowane przez adipocyty i oddziaÅ‚ujÄ… na tkankÄ™ tÅ‚uszczowÄ… na drodze parakrynii lub autokrynii. Receptory dla tych biaÅ‚ek wystÄ™pujÄ… w szczególnie du\ej iloÅ›ci na powierzchni adipocytów tkanki tÅ‚uszczowej wewnÄ™trznej. BiaÅ‚ka systemu za poÅ›rednictwem receptorów regulujÄ… przede wszystkim masÄ™ tkanki tÅ‚uszczowej i przechowywanie tÅ‚uszczu (energii). BiaÅ‚ka systemu peÅ‚niÄ… w tkance tÅ‚uszczowej specyficzne funkcje. Na przykÅ‚ad, angiotensyna 2 adipocytów bierze udziaÅ‚ w terminalnym ró\nicowaniu adipocytów z adipoblastów (przyczynia siÄ™ zatem do zwiÄ™kszenia liczby komórek tÅ‚uszczowych) oraz regulacji dopÅ‚ywu krwi do tkanki tÅ‚uszczowej. Angitensynogen obni\a lipogenezÄ™ adipocytów zmniejszajÄ…c masÄ™ tkanki tÅ‚uszczowej. Transkrypcja tego ostatniego biaÅ‚ka jest regulowana przez insulinÄ™, glukokortykoidy i pobudzenie receptorów ²- adrenergicznych. Metalotioneina. Jest drobnoczÄ…steczkowym biaÅ‚kiem wiÄ…\Ä…cym metale. Poprzez swoje wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci utleniajÄ…ce peÅ‚ni wa\nÄ… funkcjÄ™ ochronnÄ… kwasów tÅ‚uszczowych. Estrogeny. Adipocyty produkujÄ… tak\e \eÅ„ski hormon pÅ‚ciowy estron. Hormon ten nie jest produkowany de novo. Jego synteza z cholesterolu rozpoczyna siÄ™ w korze nadnerczy i prowadzona jest do wytworzenia androstenedionu, który jest transportowany do tkanki tÅ‚uszczowej. Tutaj komórki prekursorów adipocytów adipoblasty posiadajÄ…ce w swojej gÅ‚adkiej siateczce Å›ródplazmatycznej enzym aromatazÄ™ przeksztaÅ‚cajÄ… za pomocÄ… tego enzymu androstenedion do estronu. Ilość produkowanego estronu zwiÄ™ksza siÄ™ wraz ze wzrostem masy tkanki tÅ‚uszczowej wewnÄ™trznej oraz z wiekiem. OpracowaÅ‚: Prof. W. Sawicki Fotografia 17/4 Ozdobne bliznowce (koloidy) na skórze ludzi krokodyli - autochtonicznych mieszkaÅ„ców Nowej Gwinei. Fotografia przesÅ‚ana przez korespondenta Katedry i ZakÅ‚adu Histologii i Embriologii prof. dr hab. Marka KamiÅ„skiego. TEKST I RYCINY 17/5 CIAAO OBCE Przypadek kliniczny 61-letni chory zgÅ‚osiÅ‚ siÄ™ do lekarza POZ z powodu dysfagii. TwierdziÅ‚, \e kÅ‚opoty z przeÅ‚ykaniem pokarmów pÅ‚ynnych i staÅ‚ych pojawiÅ‚y siÄ™ bezpoÅ›rednio po spo\yciu oÅ›cistej ryby. W badaniu przedmiotowym oraz w wykonanych przednio-tylnych rtg (AP - anterior-posterior) i bocznym (L - lateralis), nie stwierdzono nieprawidÅ‚owoÅ›ci. Zalecono choremu kilkudniowÄ… kuracjÄ™ antybiotykiem przyjmowanym doustnie. Terapia nie poskutkowaÅ‚a. Za pomocÄ… endoskopii gardÅ‚owo-przeÅ‚ykowej stwierdzono zapalenie gardÅ‚a i stan zapalny bÅ‚ony Å›luzowej przeÅ‚yku; nie zaobserwowano ciaÅ‚ obcych. Zalecono kontynuowanie antybiotykoterapii. Dysfagia ustÄ…piÅ‚a. Po ok. 7 dniach chory zaczÄ…Å‚ odczuwać ból pochodzÄ…cy z dolnego odcinka szyi. W ponownie wykonanych badaniach rtg stwierdzono obecność skoÅ›nego zacienienia w rzucie tchawicy. Badanie tomograficzne komputerowe potwierdziÅ‚o obecność ciaÅ‚a obcego, choć jego poÅ‚o\enie wydawaÅ‚o siÄ™ niejasne; wynik badania usg sugerowaÅ‚ umiejscowienie ciaÅ‚a obcego częściowo w tchawicy i w lewym pÅ‚acie tarczycy; nie stwierdzono ropnia. W tym samym dniu wykonano zabieg chirurgicznego usuniÄ™cia ciaÅ‚a obcego. Ość znajdowaÅ‚a siÄ™ w lewym pÅ‚acie tarczycy. Dyskusja Przypadki, w których dochodzi do utkwienia rybich oÅ›ci sÄ… spotykane stosunkowo czÄ™sto. Zazwyczaj oÅ›ci sÄ… stwierdzane w okolicach migdaÅ‚ków podniebiennych, nasady jÄ™zyka i zwykle usuwane sÄ… z dostÄ™pu przez jamÄ™ ustnÄ…. Sytuacje, w których oÅ›ci ryb penetrujÄ… do przestrzeni pozagardÅ‚owych sÄ… rzadkie. OÅ›ci w tych przypadkach znajdowane sÄ… w przestrzeni ograniczonej przeÅ‚ykiem i krÄ™gami. Do najrzadziej opisywanych zdarzeÅ„ nale\Ä… te, w których ość penetruje przedniÄ… część szyi. Dotychczas opisano w literaturze anglojÄ™zycznej trzy przypadki na Å›wiecie, w których ość stwierdzono w tarczycy. ProszÄ™ zaproponować alternatywne przebiegi zdarzeÅ„, które mogÅ‚yby mieć miejsce gdyby rozmiary utkwionej oÅ›ci nie przekraczaÅ‚yby kilku milimetrów. Jakie komórki mogÅ‚yby uczestniczyć w tych procesach? Na zdjÄ™ciu rtg (powy\ej) widoczne zacienienie Tomografia komputerowa uwidacznia biaÅ‚y obiekt odwzorowujÄ…ce ość w przestrzeni okoÅ‚ogardÅ‚owej. o wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ciach radiologicznych zbli\onych do tkanki kostnej. Tekst przygotowano na podstawie: Masuda M i wsp.: A case of migratory fish bone in the thyroid gland. Auris Nasus Larynx, 2006; 33: 113-116. OpracowaÅ‚ Dr Ryszard Galus