Рівень аміаку й астроцитів Альцгеймера 2 типу в головному мозку померлих хворих на цироз печінки різних ступенів тяжкості
DOI:
https://doi.org/10.14739/2310-1237.2023.1.276453Ключові слова:
цироз печінки, аміак, печінкова енцефалопатія, гістохімія, оптична щільність, астроцити Альцгеймера 2 типу, білірубінАнотація
Мета роботи – порівняльний аналіз рівня аміаку й астроцитів Альцгеймера 2 типу в тканині кори та білої речовини великих півкуль головного мозку, гіпокампу, таламусу, смугастого тіла та мозочка у померлих хворих на цироз печінки класу А, В та С за Чайлд–П’ю.
Матеріали та методи. Дослідили головний мозок (ГМ) 90 померлих хворих (віком 65 ± 3 роки) на неалкогольний цироз печінки (ЦП) класу А, В і С за Чайлд–П’ю. Визначили 3 групи спостережень: «А» (n = 30), «В» (n = 30) та «С» (n = 30). У 59 (65,55 %) хворих груп «А», «В» і «С» виявили клінічну симптоматику печінкової енцефалопатії I–IV ступенів. У групі контролю дослідили ГМ 30 померлих (віком 59,0 ± 2,5 року) від гострої серцево-судинної недостатності, в яких не діагностували захворювання печінки або інтоксикацію. У кожному випадку виконали ретроспективний аналіз клінічних і лабораторних даних історій хвороб. Методом V. Gutiérrez-de-Juan et al. (2017) з використанням реактиву Несслера здійснили гістохімічне (ГХ) визначення вмісту аміаку в парафінових зрізах тканини кори та білої речовини великих півкуль головного мозку (ВПГМ), гіпокампу, таламусу, смугастого тіла та мозочка. У цих відділах ГМ виконали порівняльний аналіз оптичної щільності ГХ експресії аміаку в п’яти стандартизованих полях зору (при збільшенні ×200) мікроскопа Scope A1 «Carl Zeiss» (Germany) з камерою Jenoptik Progres Gryphax 60N-C1 J; у кожному відділі ГМ у двадцяти стандартизованих полях зору зі збільшенням ×400 обрахували кількість астроцитів Альцгеймера 2 типу (АА2).
Результати. Завдяки застосуванню ГХ методу виявлення аміаку в нервовій тканині з використанням реактиву Несслера за V. Gutiérrez-de-Juan et al. (2017) визначили регіон-залежну дрібнозернисту експресію аміаку в нейропілі тканини ГМ померлих контрольної групи та померлих хворих на ЦП. У померлих контрольної групи виявили дуже низьку ГХ експресію аміаку з відносно вищими значеннями в мозочку, таламусі та смугастому тілі, яку за градацією, що застосували, визначили як негативну. Підвищену ГХ експресію аміаку (порівняно з групою контролю) встановили в померлих хворих на компенсований ЦП групи «А» в корі ВПГМ, таламусі, смугастому тілі та мозочку; в померлих пацієнтів із субкомпенсованим ЦП групи «В» – також у білій речовині ВПГМ і гіпокампі. У померлих хворих на декомпенсований ЦП групи «С» у мозочку, таламусі та смугастому тілі ГХ експресія аміаку підвищена максимально (у 6,18, 5,72 та 5,50 раза відповідно). Між посмертним степенем ГХ експресії аміаку в тканині ГМ та останніми прижиттєвими показниками рівня загального білірубіну, АсАт, АлАт, альбуміну, лейкоцитарного індексу інтоксикації в крові хворих виявили значущі кореляційні зв’язки.
У померлих хворих на компенсований ЦП у таламусі, смугастому тілі та мозочку встановили підвищену (щодо контролю) кількість АА2, що відповідала І ступеню АА2-астроцитозу. У померлих хворих на субкомпенсований ЦП АА2-астроцитоз помірного II ступеня виявили в корі ВПГМ, таламусі та мозочку; АА2-астроцитоз І ступеня – в смугастому тілі. У померлих пацієнтів із декомпенсованим ЦП виражений АА2-астроцитоз III ступеня визначили в корі ВПГМ, таламусі, смугастому тілі та мозочку; АА2-астроцитоз помірного ІІ ступеня зафіксували в білій речовині ВПГМ, слабкий АА2-астроцитоз І ступеня – в гіпокампі. Кореляційний аналіз показав наявність середнього, сильного та дуже сильного позитивного зв’язку між середніми кількісними показниками АА2-астроцитозу та ГХ експресією аміаку в таламусі, смугастому тілі та мозочку.
Висновки. У померлих хворих на ЦП груп «А», «В» і «С» ступінь ГХ експресії аміаку в нейропілі тканини мозочка, таламусу, смугастого тіла та кори ВПГМ прямо корелює зі ступенем тяжкості ЦП за Чайлд–П’ю, досягаючи максимуму при тяжкому ЦП класу С, має значущі кореляційні зв’язки з рівнем загального білірубіну, АсАт, АлАт, альбуміну, лейкоцитарного індексу інтоксикації в крові хворих. Із прогресуванням тяжкості ЦП спостерігали істотне підвищення ступеня АА2-астроцитозу в таламусі, мозочку, смугастому тілі та корі ВПГМ, що позитивно корелювало зі ступенем ГХ експресії аміаку в тканині цих відділів ГМ.
Посилання
Bohra, A., Worland, T., Hui, S., Terbah, R., Farrell, A., & Robertson, M. (2020). Prognostic significance of hepatic encephalopathy in patients with cirrhosis treated with current standards of care. World journal of gastroenterology, 26(18), 2221-2231. https://doi.org/10.3748/wjg.v26.i18.2221
Shulyatnikova, T. V., & Shavrin, V. A. (2017). Modern view on hepatic encephalopathy: basic terms and concepts of pathogenesis. Pathologia, 14(3), 371-380. https://doi.org/10.14739/2310-1237.2017.3.118773
Ferenci, P. (2017). Hepatic encephalopathy. Gastroenterology report, 5(2), 138-147. https://doi.org/10.1093/gastro/gox013
Wan, S. Z., Nie, Y., Zhang, Y., Liu, C., & Zhu, X. (2020). Assessing the Prognostic Performance of the Child-Pugh, Model for End-Stage Liver Disease, and Albumin-Bilirubin Scores in Patients with Decompensated Cirrhosis: A Large Asian Cohort from Gastroenterology Department. Disease markers, 2020, 5193028. https://doi.org/10.1155/2020/5193028
Butterworth, R. F. (2019). Hepatic Encephalopathy in Cirrhosis: Pathology and Pathophysiology. Drugs, 79(Suppl 1), 17-21. https://doi.org/10.1007/s40265-018-1017-0
Adlimoghaddam, A., Sabbir, M. G., & Albensi, B. C. (2016). Ammonia as a Potential Neurotoxic Factor in Alzheimer’s Disease. Frontiers in molecular neuroscience, 9, 57. https://doi.org/10.3389/fnmol.2016.00057
Xie, G., Wang, X., Jiang, R., Zhao, A., Yan, J., Zheng, X., Huang, F., Liu, X., Panee, J., Rajani, C., Yao, C., Yu, H., Jia, W., Sun, B., Liu, P., & Jia, W. (2018). Dysregulated bile acid signaling contributes to the neurological impairment in murine models of acute and chronic liver failure. EBioMedicine, 37, 294-306. https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2018.10.030
Jayakumar, A. R., & Norenberg, M. D. (2018). Hyperammonemia in Hepatic Encephalopathy. Journal of clinical and experimental hepatology, 8(3), 272-280. https://doi.org/10.1016/j.jceh.2018.06.007
Lu, K. (2023). Cellular Pathogenesis of Hepatic Encephalopathy: An Update. Biomolecules, 13(2), 396. https://doi.org/10.3390/biom13020396
Görg, B., Karababa, A., Schütz, E., Paluschinski, M., Schrimpf, A., Shafigullina, A., Castoldi, M., Bidmon, H. J., & Häussinger, D. (2019). O-GlcNAcylation-dependent upregulation of HO1 triggers ammonia-induced oxidative stress and senescence in hepatic encephalopathy. Journal of hepatology, 71(5), 930-941. https://doi.org/10.1016/j.jhep.2019.06.020
Angelova, P. R., Kerbert, A. J. C., Habtesion, A., Hall, A., Abramov, A. Y., & Jalan, R. (2022). Hyperammonaemia induces mitochondrial dysfunction and neuronal cell death. JHEP reports: innovation in hepatology, 4(8), 100510. https://doi.org/10.1016/j.jhepr.2022.100510
Deutsch-Link, S., Moon, A. M., Jiang, Y., Barritt, A. S., 4th, & Tapper, E. B. (2022). Serum Ammonia in Cirrhosis: Clinical Impact of Hyperammonemia, Utility of Testing, and National Testing Trends. Clinical therapeutics, 44(3), e45-e57. https://doi.org/10.1016/j.clinthera.2022.01.008
Ma, K. C. (2001). Alzheimer-type I astrogliopathy (AIA) and its implications for dynamic plasticity of astroglia: a historical review of the significance of AIA. Journal of neuropathology and experimental neurology, 60(2), 121-131. https://doi.org/10.1093/jnen/60.2.121
Gelpi, E., Rahimi, J., Klotz, S., Schmid, S., Ricken, G., Forcen-Vega, S., Budka, H., & Kovacs, G. G. (2020). The autophagic marker p62 highlights Alzheimer type II astrocytes in metabolic/hepatic encephalopathy. Neuropathology, 40(4), 358-366. https://doi.org/10.1111/neup.12660
Norenberg, M., Tong, X., Shamaladevi, N., Ahmad, A., Arcuri, J., Mehran, T., & Jayakumar, A. (2019). P: 78 Mechanism of Alzheimer Type II Astrocyte Development: Implication for the Defective Neuronal Integrity and Neurobehavioral Deficits Associated With Chronic Hepatic Encephalopathy. American Journal of Gastroenterology, 114(1), S38-S39. https://doi.org/10.14309/01.ajg.0000582288.72427.46
Agarwal, A. N., & Mais, D. D. (2019). Sensitivity and Specificity of Alzheimer Type II Astrocytes in Hepatic Encephalopathy. Archives of pathology & laboratory medicine, 143(10), 1256-1258. https://doi.org/10.5858/arpa.2018-0455-OA
Gutiérrez-de-Juan, V., López de Davalillo, S., Fernández-Ramos, D., Barbier-Torres, L., Zubiete-Franco, I., Fernández-Tussy, P., Simon, J., Lopitz-Otsoa, F., de Las Heras, J., Iruzubieta, P., Arias-Loste, M. T., Villa, E., Crespo, J., Andrade, R., Lucena, M. I., Varela-Rey, M., Lu, S. C., Mato, J. M., Delgado, T. C., & Martínez-Chantar, M. L. (2017). A morphological method for ammonia detection in liver. PloS one, 12(3), e0173914. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0173914
Mehta, R., GP trainee, Chinthapalli, K., & consultant neurologist (2019). Glasgow coma scale explained. BMJ (Clinical research ed.), 365, l1296. https://doi.org/10.1136/bmj.l1296
Zhu, L., Zhang, W., Chen, L., Ren, Y., Cao, Y., Sun, T., Sun, B., Liu, J., Wang, J., & Zheng, C. (2022). Brain Gray Matter Alterations in Hepatic Encephalopathy: A Voxel-Based Meta-Analysis of Whole-Brain Studies. Frontiers in human neuroscience, 16, 838666. https://doi.org/10.3389/fnhum.2022.838666
Wang, M., Cui, J., Liu, Y., Zhou, Y., Wang, H., Wang, Y., Zhu, Y., Nguchu, B. A., Qiu, B., Wang, X., & Yu, Y. (2019). Structural and functional abnormalities of vision-related brain regions in cirrhotic patients: a MRI study. Neuroradiology, 61(6), 695-702. https://doi.org/10.1007/s00234-019-02199-9
Lu, C. Q., Jiao, Y., Meng, X. P., Cai, Y., Luan, Y., Xu, X. M., & Ju, S. (2018). Structural change of thalamus in cirrhotic patients with or without minimal hepatic encephalopathy and the relationship between thalamus volume and clinical indexes related to cirrhosis. NeuroImage. Clinical, 20, 800-807. https://doi.org/10.1016/j.nicl.2018.09.015
Norenberg, M. D. (1987). The role of astrocytes in hepatic encephalopathy. Neurochemical pathology, 6(1-2), 13-33. https://doi.org/10.1007/BF02833599
Swaminathan, M., Ellul, M. A., & Cross, T. J. (2018). Hepatic encephalopathy: current challenges and future prospects. Hepatic medicine: evidence and research, 10, 1-11. https://doi.org/10.2147/HMER.S118964
Tapper, E. B., Henderson, J. B., Parikh, N. D., Ioannou, G. N., & Lok, A. S. (2019). Incidence of and Risk Factors for Hepatic Encephalopathy in a Population-Based Cohort of Americans With Cirrhosis. Hepatology communications, 3(11), 1510-1519. https://doi.org/10.1002/hep4.1425
Goldstein, B. N., Wesler, J., Nowacki, A. S., Reineks, E., & Natowicz, M. R. (2017). Investigations of blood ammonia analysis: Test matrices, storage, and stability. Clinical biochemistry, 50(9), 537-539. https://doi.org/10.1016/j.clinbiochem.2017.01.002
Haj, M., & Rockey, D. C. (2020). Ammonia Levels Do Not Guide Clinical Management of Patients With Hepatic Encephalopathy Caused by Cirrhosis. The American journal of gastroenterology, 115(5), 723-728. https://doi.org/10.14309/ajg.0000000000000343
Vierling, J. M., Mokhtarani, M., Brown, R. S., Jr, Mantry, P., Rockey, D. C., Ghabril, M., Rowell, R., Jurek, M., Coakley, D. F., & Scharschmidt, B. F. (2016). Fasting Blood Ammonia Predicts Risk and Frequency of Hepatic Encephalopathy Episodes in Patients With Cirrhosis. Clinical gastroenterology and hepatology, 14(6), 903-906.e1. https://doi.org/10.1016/j.cgh.2015.11.018
Jaeger, V., DeMorrow, S., & McMillin, M. (2019). The Direct Contribution of Astrocytes and Microglia to the Pathogenesis of Hepatic Encephalopathy. Journal of clinical and translational hepatology, 7(4), 352-361. https://doi.org/10.14218/JCTH.2019.00025
Chen J. R., Wang B. N., Tseng G. F., Wang Y. J., Huang Y. S., & Wang T. J. (2014). Morphological changes of cortical pyramidal neurons in hepatic encephalopathy. BMC Neurosci, 15, 15. https://doi.org/10.1186/1471-2202-15-15
Finnie, J. W., Blumbergs, P. C., & Williamson, M. M. (2010). Alzheimer type II astrocytes in the brains of pigs with salt poisoning (water deprivation/intoxication). Australian veterinary journal, 88(10), 405-407. https://doi.org/10.1111/j.1751-0813.2010.00630.x
Hough, S., Jennings, S. H., & Almond, G. W. (2015). Thiamine-responsive neurological disorder of swine. Journal of Swine Health and Production, 23, 143-151. https://www.aasv.org/shap/issues/v23n3/v23n3p143.html
Cabrera-Pastor, A., Llansola, M., Montoliu, C., Malaguarnera, M., Balzano, T., Taoro-Gonzalez, L., García-García, R., Mangas-Losada, A., Izquierdo-Altarejos, P., Arenas, Y. M., Leone, P., & Felipo, V. (2019). Peripheral inflammation induces neuroinflammation that alters neurotransmission and cognitive and motor function in hepatic encephalopathy: Underlying mechanisms and therapeutic implications. Acta physiologica (Oxford, England), 226(2), e13270. https://doi.org/10.1111/apha.13270
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
