Πρωτεασών, επιδράσεις

Η πειραματική ενστάλλαξη ουδετεροφιλικής ή παγκρεατικής ελαστάσης ή άλλων ελαστολυτικών ενζύμων, όπως παπαΐνης ή πρωτεϊνάσης-3 στην τραχεία συνεπάγεται αιμορραγία, ουδετεροφιλική φλεγμονή, κυψελιδική καταστροφή[i], αποδόμηση των ελαστικών ινών και μείωση του συνολικού ποσού ελαστίνης στους πνεύμονες. Για αδιευκρίνιστους λόγους, η ουδετεροφιλική ελαστάση (à542) αποδεικνύεται πολύ ισχυρότερη, στην πρόκληση ιστικής βλάβης, συγκριτικά με άλλα πρωτεολυτικά ένζυμα. Στις επόμενες ημέρες, εν τούτοις, παρατηρείται ανασύνθεση νέων δεσμίδων μικροϊνιδίων ελαστίνης, που παράκεινται στα μεσεγχυματικά κύτταρα. Η συνολική περιεκτικότητα της ελαστίνης στους πνεύμονες αποκαθίσταται προοδευτικά, αλλά η ταυτόχρονη χορήγηση τρυψίνης συνεπάγεται αναστολή της ανασυνθέσεως.

Ταυτόχρονα παρατηρείται αποδόμηση του κολλαγόνου, το οποίο, επίσης, ανασυντίθεται, ώστε, σε διάστημα μερικών ημερών, η αρχική συνολική ποσότητα στους πνεύμονες αποκαθίσταται. Η περιεκτικότητα σε γλυκοζαμινογλυκάνες του ανασχηματιζόμενου πνευμονικιού ιστού αυξάνεται, λόγω της αυξημένης συνθέσεως θειικής δερματάνης. Παρόλο ότι το κυψελιδικό επιθήλιο δεν υφίσταται έκδηλες μορφολογικές διαταραχές, η θειική ηπαράνη (πρωτεογλυκάνη à1135) της κυψελιδικής βασικής μεμβράνης καταστρέφεται. Συνήθως παρατηρείται πολλαπλασιασμός των μη κροσσωτών επιθηλίων των βρογχιολίων, των πνευμονοκυττάρων τύπου ΙΙ και των ενδοθηλιακών κυττάρων. Η ουδετεροφιλική και παγκρεατική ελαστάση, η κολλαγενάση και η πρωτεϊνάση-3  προκαλούν άλλοτε άλλου βαθμού σοβαρό πνευμονικό εμφύσημα, ενώ η τρυψίνη και η χυμοτρυψίνη, μόνο περιορισμένου βαθμού. Τα μη ελαστολυτικά ένζυμα, προφανώς, δεν προκαλούν πνευμονικό εμφύσημα, γεγονός που αναδεικνύει τους υποκείμενους παθογενετικούς παράγοντες της παθήσεως.

Όπως προειπώθηκε, οι πρωτεάσες, επίσης, καταστρέφουν το επιθήλιο των αεραγωγών. Απλή ενδοτραχειακή χορήγηση ελαστάσης προκαλεί πλήρη αποκοκκίωση των εκκριτικών αδένων στην τραχεία, αν και, αργότερα, παρατηρείται βαθμιαία επασυγκέντρωσή τους[ii]. Ακολούθως, παρατηρείται μεταπλασία των εκκριτικών κυττάρων, ενώ εμφανίζονται εκκριτικά κοκκία σε κύτταρα, που προηγούμενα δεν περιείχαν εκκριτικά κοκκία[iii]. Η εξωγενής προσθήκη SLPI ή a1PI ασκεί προστασία έναντι της μεταπλασίας των εκκριτικών κυττάρων. Επιπλέον, παρατηρούνται μεταβολές στη γλυκοζυλίωση των γλυκοπρωτεϊνών και γλυκολιπιδίων στην επιφάνεια των μη κροσσωτών βρογχικών επιθηλιακών κυττάρων (Clara). Διάφορες πρωτεάσες, όπως η ελαστάση και η καθεψίνη G διεγείρουν την έκκριση πρωτεογλυκανών in vitro, ενώ η η βλεννοκροσσωτή λειτουργία διαταράσσεται από τη δράση της ελαστάσης.

 

[i] Lucey EC, Stone PJ, Snider GL: Consequences of proteolytic injury, in Crystal RG, West JB (eds): The Lung: Scientific Foundations. New York, Raven Press, 1991· pp 1789

[ii] Breueur R, Christensen TG, Lucey EC, et al: An ultrastructural morphometric analysis of elastase treated hamster bronchi shows discharge followed by progressive accumulation of secretory granules. Am Rev Respir Dis 1987· 136:698

[iii] Christensen RG, Breuer R, Hornstra LJ, et al: An ultrastructural study of the response of hamster bronchial epithelium to human neutrophil elastase. Exp Lung Res 1987· 13:279