Etiopatogenia bolilor inflamatorii intestinale

Bolile inflamatorii intestinale - Boala Crohn și Rectocolita Ulcero-Hemoragică (RCUH) - sunt boli cronice, nespecifice, de etiologie neprecizată, în patogenia acestora fiind implicați factori genetici, factori imunologici și factori de mediu.

Diagnosticul bolilor inflamatorii intestinale se realizează pe baza criteriilor clinice, endoscopice și histologice. Aceste boli sunt caracterizate prin existența unei hiperactivități a răspunsului imun la nivelul tubului digestiv ceea ce determină apariția unui răspuns inflamator localizat la nivelul mucoasei și submucoasei în cazul rectocolitei ulcero-hemoragice și care cuprinde întregul perete intestinal, extinzându-se de la mucoasă la seroasă, în cazul bolii Crohn. Evoluția ambelor boli este cronică, prelungită și fluctuentă, în pusee, fără vindecare spontană.

Dereglarea activității sistemului imunitar al mucoasei intestinale este principalul factor implicat în etiopatogenia bolilor inflamatorii intestinale, fiind secundară inflamației de la nivelul intestinului care este la rândul ei declanșată multifactorial, prin combinația factorilor genetici (predispoziția genetică a individului) cu cei din mediul extern.

La un individ predispus genetic, factorii endogeni, care țin de gazdă (microbiota mucosală, integritatea barierei epiteliale de la nivelul intestinului, caracteristicile imunității înnăscute și dobândite a individului) determină apariția unui răspuns imun modificat și aberant la nivelul mucoasei, care este la rândul lui influențat de anumiți factori externi precum fumatul, consumul excesiv de zaharuri rafinate sau lipsa vitaminelor, crudităților și fibrelor din alimentația omului modern.

S-a considerat în trecut că activarea cronică și persistentă a răspunsului imun de la nivelul mucoasei intestinale ar putea fi menținută de către anumiți agenți infecțioși cu care individul a intrat în contact de-a lungul vieții, însă studiile nu au confirmat această ipoteză. Actualmente se consideră microflora bacteriană intestinală este cauza care determină, menține și amplifică răspunsul imun mucosal aberant și persistent caracteristic acestor afecțiuni.

În mod normal, la nivelul mucoasei intestinale se află un număr foarte mare de celule ale sistemului imunitar (MALT= Mucosal Associated Immune System) care determină așa zisa „inflamație fiziologică” a mucoasei menținând astfel în mod constant un răspuns imun de mică intensitate la nivel intestinal. Această stare de inflamaței însă, nu este atât de accentuată și de persistentă încât să determine activarea completă a sistemului imun cu producerea unui răspuns de intensitate maximă. În momentul în care la nivel intestinal se produce o infecție cu un agent patogen, se va iniția răspunsul imn complet cu activarea tuturor celulelor imune de la nivelul mucoasei intestinale, care are ca scop eliminarea agentului patogen respectiv urmată de cicatrizarea și regenerarea țesuturilor afectate. Acest proces fiziologic are însă o intensitate mult mai mare în bolile inflamatorii intestinale, desfășurându-se în mod neregulat și aberant, întrucât răspunsul imun mucosal se declanșează în prezența microorganismelor saprofite de la nivelul intestinului având o intensitate foarte crescută, ceea ce determină leziuni la nivelul mucoasei și submucoasei în rectocolita ulcero-hemoragică și la nivelul întregului perete intestinal în boala Crohn.

Factori genetici

Implicația factorilor genetici în etiopatogenia acestor afecțiuni este susținută atât de istoricul familial pozitiv, 10-30% din pacienții cu boli inflamatorii intestinale având rude de gradul I cu aceeași afecțiune, cât și de incidența crescută a acestora în cazul gemenilor monozigoți, concordanța bolii Crohn existând la 8 din 18 perechi de gemeni monozigoți, cea a rectocolitei ulcero-hemoragice fiind mult mai mică și anume la 1 din 16 perechi de gemeni monozigoți (Hellers G et al., 1979). În cazul gemenilor dizigoți incidența este similară cu cea a pacienților cu antecedente heredo-colaterale la nivelul rudelor de gradul I.

Atât în cazul rudelor de gradul I, cât și în cazul gemenilor monozigoți sau dizigoți incidența bolii Crohn este mai crescută decât cea a rectocolitei ulcero-hemoragice. S-a demonstrat de asemenea că rudele de gradul I ale pacienților cu Crohn sunt mai predispuse către boală Crohn decât către rectocolita ulcero-hemoragică, dar au un risc mai mare pentru rectocolita ulcero-hemoragică decât populația generală, în timp ce rudele de gradul I ale pacienților cu RCUH au o incidență mai crescută atât a bolii Crohn cât și a rectocolitei ulcero-hemoragice comparativ cu populația generală. Aceste fapte dovedesc că ambele boli inflamatorii intestinale sunt înrudite etiopatogenic, având un background genetic similar dar nu identic, afirmație susținută de faptul că în nu s-au identificat cupluri de gemeni monozigoți în care un geamăn să aibă rectocolita ulcero-hemoragică, iar celălalt boală Crohn.

Bolile inflamatorii intestinale nu au transmitere mendeliană, neputându-se stabili până acum un model de transmitere, acestea fiind boli poligenice. Atât boala Crohn cât și rectocolita ulcero-hemoragică au fost asociate cu genele HLA- II, susceptibilitatea pentru boala Crohn fiind determinată de haplotipurile DR1/DQw5 și DRB3*0301, în timp ce susceptibilitatea pentru rectocolita ulcero-hemoragică a fost asociată haplotipului HLA-DR2. Locii cromozomiali implicați în predispoziția genetică pentru aceste afecțiuni sunt IBD 1 (Inflammatory Bowel Disease 1) situat pe cromozomul 16 și asociat cu boala Crohn și IBD 2 situat pe cromozomul 12 și asociat atât cu rectocolita ulcero-hemoragică cât și cu boala Crohn. Gena NOD 2 (nucleotide oligomerization domain 2) a fost atribuită locusului IBD 1 conform a două studii populaționale diferite (Hugot et al., 2001, Ogura et al., 2001). NOD 2 codifică o proteină citosolică exprimată la nivelul monocitelor, proteină cu funcție de receptor intracelular pentru lipopolizaharide. La 15% din pacienții cu Crohn a fost identificată mutația punctiformă a acestei gene, ceea ce determină codificarea unei proteine nefuncționale. Populația homozigotă care prezintă mutații ale genei NOD2 are un risc de 20-40 de ori mai mare de a dezvolta boală Crohn comparativ cu populația generală.

Boala Crohn prezintă atât heterogenitate a manifestărilor clinice cât și heterogenitate genetică. Pacienții care au rude de gradul I cu Crohn nu numai că sunt predispuși să dezvolte boala dar manifestarea clinică a bolii este similară ca localizare, severitate a simptomelor și vârstă de debut între cele două grupuri. Un pacient cu o rudă de gradul I care are forma fistulizantă a bolii va dezvolta aceeași formă de Crohn, la fel se întâmplă și în cazul formelor stenozantă și inflamatorie. În cazul cuplurilor părinte-copil, debutul bolii la urmaș are loc la o vârstă mult mai mică decât în cazul părintelui, dar localizarea și severitatea simptomelor va fi aceeași. În cazul în care și fratele acestui copil dezvoltă boala, vârsta de debut a ambelor cazuri va fi similară. Nu se știe încă dacă există mai multe seturi de gene care determină boala sau există anumite gene care determină localizarea și vârsta de debut în cazul pacienților predispuși genetic. Pentru rectocolita ulcero-hemoragică s-au identificat anumiți markeri genetici predictivi ai severității, HLA DRB1*0103 și alela 2 a receptorului pentru Interleukină 1 (IL-1) fiind asociați cu boala severă, fulminantă.

Gena CARD 15 (caspase-associated recruitment domain containing protein 15) atribuită locusului IBD 1 codifică peptidul muramil integrat în peretele bacterian fiind și reglator al semnalizării intercelulare. Are expresie la nivelul celulelor epiteliale intestinale, celulelor Paneth, monocitelor, macrofagelor și celulelor dendritice, mutația la nivelul acestei gene fiind asociată cu creșterea riscului pentru boală Crohn la 10% dintre pacienții homozigoți, fiind asociată cu forma stenozantă a bolii, localizată la nivelul ileonului (Vermeire, 2005).

Ambele boli inflamatorii intestinale au fost asociate cu polimorfisme ale DLG 5 (Drosophila Discs Large Homolog 5) și ale receptorului pentru IL- 23. Acest fapt sugerează importanța imunității înnăscute și dobândite în etiopatogenia acestor boli, precum și implicarea diverselor tipuri celulare ale sistemului imunitar dintre care limfocitele și celulele epiteliale intestinale. Atât pacienții cu boli inflamatorii intestinale cât și rudele lor de gradul I prezintă un grad mai redus de funcționalitate al barierei celulare epiteliale de la nivelul mucoasei.

Factori de mediu

Se consideră că există anumiți factori de mediu declanșatori ai inflamației de la nivel intestinal, insistându-se asupra celor infecțioși. Anumite antigene (Salmonella sp., Shigella sp., Campylobacter sp., Clostridium difficile) declanșează un proces inflamator care poate determina debutul unei boli inflamatorii intestinale în cazul în care sistemul imun de la nivel intestinal este incapabil să controleze gradul de inflamație. Astfel, în loc ca procesul inflamator să fie redus și agentul patogen eliminat, acesta este din contră, amplificat, sistemul imunitar suferind o activare continuă și aberantă cu determinarea leziunilor intestinale.

Flora intestinală saprofită este percepută de către sistemul imunitar al pacienților predispuși către boli inflamatorii intestinale ca fiind patogenă prin urmare se va iniția un răspuns imun anormal crescut și prelungit împotriva acestor agenți microbieni nepatogeni. Microorganismele anaerobe, în special cele aparținând speciilor Bacteroides și Clostridium, precum și unele bacterii aerobe precum Escherichia determină inițierea inflamației mucosale datorită răspusului imun amplificat față de anumite antigene bacteriene: I2, OmpC și flagelina. Dezechilibrul dintre factorii proinflamatori și antiinflamatori, cu creșterea expresiei mediatorilor inflamației și scăderea factorilor imunosupresori și antiinflamatori mențin și amplifică inflamația cronică de la nivel intestinal.

Anumiți agenți medicamentoși cu efect nociv asupra florei bacteriene intestinale precum Metronidazolul, Ciprofloxacina și dietele elementale pot ameliora manifestările clinice ale bolii Crohn. Simptomatologia și leziunile din cadrul bolii Crohn sunt atenuate la pacienții colostomizați, ceea ce confirmă faptul că exacerbarea bolii depinde de componentele antigenice intraluminale. Se consideră că probioticele (Lactobacillus sp., Bifidobacterium sp., Taenia suis, și Saccharomyces boulardii) ar putea reduce gradul de inflamație și menține remisiunea pe perioade mai îndelungate de timp, însă nu există suficiente studii concludente în acest sens.

Ipoteza existenței unui răspuns imun adecvat dar ineficient și persistent împotriva unui agent patogen specific a fost de asemenea lansată. Aceasta are aplicabilitate mai mare pentru boala Crohn, cei mai frecvenți agenți patogeni implicați fiind: Listeria monocytogenes, virusul rujeolic și Mycobacterium paratuberculosis.

Agravarea simptomelor poate fi determinată de către factorii psihosociali, întrucât evenimentele majore precum îmbolnăvirea sau decesul unei rude apropiate, conflictele interpersonale, divorțul sau alți factori stresanți sunt asociate cu creșterea frecvenței și intensității simptomelor bolilor inflamatorii intestinale precum durerea și colicile abdominale, diareea și sângerările.

Fumatul este un alt factor extern studiat, boala Crohn fiind mai frecventă la pacienții fumători față de nefumători, în timp ce fumatul ar putea fi un factor protector pentru rectocolita ulcero-hemoragică.

Cu toate că s-au studiat numeroși agenți patogeni, triggeri inflamatori și factori de mediu, nu se cunoaște cu exactitate care sunt factorii externi implicați în etiopatogenia bolilor inflamatorii intestinale.

Factori imunologici

Există dovezi clare cu privire la activarea excesivă, anormală și persistentă a răspunsului imun în bolile inflamatorii intestinale. Lamina propria a mucoasei pacienților este infiltrată cu macrofage, limfocite, celule Natural Killer și alte celule ce aparțin sistemului imunitar. Numeroase gene care controlează activarea sistemului imun sunt active la acești pacienți. Un răspuns imun fiziologic impune prezența unui antigen specific care joacă rolul de trigger al celulelor efectorii care se vor activa și vor determina distrugerea respectivului antigen. Triggerii antigenici din bolile inflamatorii intestinale sunt specifici tractului gastrointestinal, având origine fie în mucoasa acestuia, fie în mediul extern (agenți microbieni, antigene alimentare).

Antigenele sunt astfel fie agenți patogeni virali sau bacterieni externi (Listeria monocytogenes, virusul rujeolic și Mycobacterium paratuberculosis) față de care răspunsul imun al mucoasei intestinale este ineficient, fie agenți nepatogeni (se consideră că aceștia sunt triggerii cei mai probabili) reprezentați de antigene alimentare sau din cadrul microbiotei mucosale fiziologice față de care apare un răspuns imun inadecvat care determină o stare cronică de inflamație a laminei propria, acest răspuns imun fiind persistent și cronic, neputând fi suprimat. Acest fapt are ca rezultat creșterea gradului de inflamație de la nivel intestinal datorită activării continue și amplificate a sistemului imunitar mucosal datorită unor defecte genetice de reglare a componentelor sistemului imunitar.

Ipoteza autoimună susține faptul că răspunsul inflamator este declanșat de autoantigene, acestea fiind reprezentate de către celulele epiteliale intestinale, astfel încât celulele mucosale normale sunt atacate de către sistemul imun prin două mecanisme:

• citotoxicitatea mediată antigenic care presupune existența unui anticorp specific anti-celulă epitelială
• citotoxicitatea mediată celular care presupune distrugerea celulei epiteliale de către celulele cu funcție citotoxică ale sistemului imun.

Antigenul, indiferent de natura lui (exogen, endogen sau autoantigen) va declanșa o cascadă de procese imunologice care are ca rezultat final inflamația mucoasei intestinale. Prima etapă a răspunsului imun este reprezentată de preluarea și procesarea antigenului de către celulele prezentatoare de antigen (macrofage, enterocite). Limfocitele T helper CD4+ vor recunoaște antigenele solubile prezentate de către macrofage cu ajutorul moleculelor HLA clasa II (HLA- DP, -DQ și -DR). Moleculele HLA-II au și rol de procesare a antigenelor în compartimentul imun de la nivel intestinal, fiind prezente pe suprafața celulelor epiteliale ale intestinului subțire. Moleculele HLA- DR sunt astfel implicate în activarea indusă antigenic a limfocitelor intraepiteliale, proces desfășurat la o intensitate mult crescută în cazul pacienților cu boli inflamatorii intestinale.

În timpul prezentării antigenice, macrofagul activat va secreta IL-1 cu rol de activare a limfocitului T, care la rândul său va elibera IL-2 ceea ce potențează expansiunea clonală a limfocitelor T citotoxice, potențând și funcțiile limfocitelor T helper și B. Se consideră că un rol important în etiopatogenia bolilor inflamatorii intestinale îl are răspunsul imun celular, datorat activării limfocitelor T CD4+ de către bacteriile intraluminale care joacă rolul de antigene în cazul bolii Crohn și RCUH. La persoanele sănătoase, IL-1 este responsabilă pentru inducerea procesului de toleranță imună la microbiota mucosală fiziologică, fapt care nu se întâmplă în bolile inflamatorii intestinale.

A doua etapă este reprezentată de declanșarea unui co-semnal care determină inducerea răspunsului imun de către limfocitele T, acesta putând fi un răspuns imun celular mediat de limfocitele T helper 1 cu secreție de IL- și interferon (IFN) sau umoral mediat de către limfocitele T helper 2 cu secreție de IL4, IL-5 și IL-10. În cazul bolii Crohn, în inducerea bolii rolul este rezervat limfocitelor T helper 2, cronicizarea bolii fiind indusă de către răspunsul imun celular mediat de către T helper 1 care este asociat cu formarea granulomului epiteloid gigantocelular caracteristic acestei boli. În rectocolita ulcero-hemoragică profilul imun este diferit, această boală fiind asociată cu un răspuns inflamator reglat de anumite citokine și limfocite T helper 2 atipice care secretă TGF α și IL-5 nu și IL-4.

Citokinele proinflamatorii joacă un rol foarte important în bolile inflamatorii intestinale, în aceste afecțiuni crescând producția de IL-1, IL-6, IL-8 și TNF α. Acestea sunt responsabile de: infiltrarea mucoasei cu polimorfonucleare neutrofile (IL-8), activarea limfocitelor T citotoxice (IL-1), creșterea expresiei moleculelor de adeziune (TNF α și IL-1) precum și creșterea permeabilității barierei celulare epiteliale mucosale mediată de către TNFα și IFN, ultimele două contribuind în mod direct la lezarea celulelor epiteliale. Antagonistul IL-1, denumit IL-1ra produs de către macrofage este inhibitorul natural al acestei interleukine. Raportul dintre IL-1ra și IL-1 este mult mai scăzut în mucoasa pacienților cu boli inflamatorii intestinale decât la indivizii sănătoși.

Alte citokine implicate etiopatogenic sunt IL-10 și TGF β, studiile pe șoareci demonstrând faptul că la subiecții cu nivel scăzut al celor două citokine apare mult mai frecvent fenotipul de tip rectocolita ulcero-hemoragică, IL-10 și TGF β fiind responsabile de reducerea intensității răspunsului imun (Kulkarni, 1995).

Confirmarea rolului important jucat de către citokine în etiopatogenia bolilor inflamatorii intestinale este dată de către eficiența terapiei cu Infliximab, anticorp monoclonal anti TNF α, TNF α fiind secretat de către limfocitele T helper 1 și macrofage, dovedind faptul că acestea sunt implicate în procesul inflamator lezional.

A treia etapă a răspunsului imun intestinal constă în recrutarea la nivelul mucoasei intestinale a leucocitelor circulante, aici jucând un rol foarte important moleculele de adeziune de la nivel endotelial și epitelial intestinal. Leucocitele recrutate din circulație vor secreta mediatori proinflamatori specifici precum tromboxan, leucotriene, prostaglandine, peroxizi și oxid nitric. Integritatea barierei epiteliale mucosale joacă un rol protector extrem de important împotriva agresiunii induse de către acești factori, rol ce nu se mai poate desfășura adecvat în bolile inflamatorii intestinale întrucât, mai ales în boala Crohn această barieră este intens alterată. Alături de integritatea acestei bariere, factori de apărare sunt și IgA secretorii, defensinele și citokinele antiinflamatorii IL-4, IL-10 și IL-1ra, fiind demonstrată reducerea secreției citokinelor antiinflamatorii în bolile inflamatorii intestinale, precum și scăderea IgA secretorii.

În bolile inflamatorii intestinale se modifică distribuția claselor de imunoglobuline în lamina propria și crește titrul anticorpilor. La persoanele sănătoase predomină secreția de IgA care joacă rol de menținere a integrității barierei epiteliale nefixând complementul. La pacienții cu boli inflamatorii intestinale tabloul imunologic este diferit, crescând secreția de IgM și IgG care fixează complementul declanșând apoptoza celulară prin activarea complexului de atac al membranelor (MAC). Anumite subclase de IgG predomină în funcție de boală și anume IgG1 și IgG3 în rectocolita ulcero-hemoragică și IgG2 în boala Crohn.

O largă importanță s-a acordat markerilor imunologici de boală, care reprezintă parametri prezenți la persoanele cu un genotip anormal în absența manifestărilor fenotipice ale bolii. Cei mai studiați au fost creșterea permeabilității barierei epiteliale de la nivelul mucoasei intestinale în boala Crohn și prezența anticorpilor citoplasmatici anti-neutrofile (ANCA) în rectocolita ulcero-hemoragică. Astfel, în boala Crohn, un defect genetic la nivelul celulelor epiteliale intestinale determină scăderea integrității barierei epiteliale mucosale și creșterea permeabilității acesteia, fapt care permite penetrarea stratului epitelial de către antigenele intraluminale, ceea ce determină activarea nespecifică a sistemului imun de la nivelul mucoasei.

ANCA sunt un grup de anticorpi prezenți în serul pacienților cu boli inflamatorii intestinale, acest grup conținând două categorii de anticorpi: p-ANCA (perinucleari) și c-ANCA (citoplasmatici). Aproximativ 70% dintre pacienții cu rectocolita ulcero-hemoragică sunt p-ANCA pozitivi, titrul anticorpilor nefiind corelat cu gradul de activitate și evoluție al bolii. Aproximativ 50% dintre pacienții cu boală Crohn sunt ANCA pozitivi, atât pentru p-ANCA cât și pentru c- ANCA, majoritatea celor pozitivi pentru p-ANCA prezentând colită stângă și tablou clinic similar cu rectocolita ulcero-hemoragică. Rudele de gradul I ale pacienților cu rectocolita ulcero-hemoragică sunt ANCA pozitivi, chiar dacă sunt clinic sănătoase, ceea ce dovedește faptul că ANCA nu reprezintă doar un marker al inflamației ci sunt implicați și în etiopatogenia RCUH. În colangita sclerozantă asociată rectocolita ulcero-hemoragică, p-ANCA sunt prezenți la 80% dintre pacienți.

O altă clasă de anticorpi este reprezentată de anticorpii anti-Sacharomyces cervisiae (ASCA) prezenți la 60% dintre pacienții cu boală Crohn.

Boala Crohn și rectocolita ulcero-hemoragică prezintă nu numai aspecte histopatologice caracteristice inflamației cronice, ci și caracteristici ale procesului inflamator acut, și anume infiltrate polimorfonucleare în mucoasă și submucoasă. Traseul neutrofilelor din circulația sistemică spre lumenul intestinal și invers este mediat de către moleculele de adeziune de pe suprafața neutrofilelor, endoteliului și epiteliului intestinal, precum și de către citokinele proinflamatorii (IL-8 și TNF α). Mai sunt implicați și factorul activator plachetar (PAF) și leucotriena B4 (LTB4). Astfel va avea loc distrugerea celulelor epiteliale intestinale mediată de către neutrofilele activate care degranulează și eliberează enzime proteolitice și specii reactive de oxigen.

Alte aspecte histopatologice tipice fiecărui proces inflamator, deci și bolilor inflamatorii intestinale, sunt reprezentate de către edem și hiperemia mucoasei intestinale. Responsabili de declanșarea acestor procese sunt mediatorii solubili ai inflamației reprezentați de prostaglandine care induc vasodilatație, cresc permeabilitatea vasculară și declanșează procesul de durere. Enzimele responsabile de sinteza prostaglandinelor sunt ciclooxigenaza-1 (COX-1) constitutivă și ciclooxigenaza-2 (COX-2) inductibilă, a doua nefiind exprimată în absența inflamației, întrucât sinteza ei este declanșată de către citokinele proinflamatorii.

COX-2 este prezentă în ariile de intestin inflamat din bolile inflamatorii intestinale. Deși inhibă COX-2, antiinflamatoarele non-steroidiene nu și-au dovedit efectul în aceste boli, deși sunt eficiente în alte boli inflamatorii precum artrita reumatoidă și spondilita ankilozantă. Eficienți sunt însă corticosteroizii, care scad sinteza citokinelor proinflamatorii și blochează migrarea neutrofilelor din circulația sistemică în cea intestinală. 5-aminosalicilatul este un alt medicament eficient, fiind un antioxidant care neutralizează speciile reactive de oxigen produse de către neutrofile. Corticosteroizii și sulfasalazina blochează sinteza prostaglandinelor proinflamatorii atât in vivo cât și in vitro.

Prin urmare, până în momentul identificării agenților etiologici specifici declanșatori ai bolilor inflamatorii intestinale, terapia acestora se axează în principal prin blocarea secreției și/sau acțiunii mediatorilor proinflamatori și a reducerii intensității răspunsului imun în aceste boli.