VOJENSKÉ ZDRAVOTNICKÉ LISTY

VOJENSKÉ ZDRAVOTNICKÉ LISTY ROČNÍK LXXVIII

PROSINEC 2009

ČÍSLO 4

HODNOCENÍ KARDIOTOXICITY ONKOLOGICKÉ LÉČBY – POROVNÁNÍ WHO A NCI KLASIFIKACE 1, 2

Jan M. HORÁČEK, 3Jana MATHONOVÁ, 4Miloš TICHÝ, 1, 2Ladislav JEBAVÝ Univerzita obrany, Fakulta vojenského zdravotnictví, katedra válečného vnitřního lékařství, Hradec Králové 2 Univerzita Karlova v Praze, Lékařská fakulta v Hradci Králové a Fakultní nemocnice, II. interní klinika, oddělení klinické hematologie, Hradec Králové 3 Univerzita obrany, Fakulta vojenského zdravotnictví, Hradec Králové 4 Univerzita Karlova v Praze, Lékařská fakulta v Hradci Králové a Fakultní nemocnice, Ústav klinické biochemie a diagnostiky, Hradec Králové 1

Souhrn Kardiální toxicita je jedním z možných nežádoucích účinků onkologické léčby. K hodnocení kardiotoxicity onkologické léčby existuje klasifikace Světové zdravotnické organizace (WHO, World Health Organization) z roku 1979 a novější klasifikace Národního ústavu pro výzkum rakoviny (NCI, National Cancer Institute, USA), naposledy aktualizovaná v roce 2003. Článek podává přehled o možnostech hodnocení kardiotoxicity pomocí těchto dvou klasifikací. Klíčová slova: Kardiotoxicita; Onkologie; WHO klasifikace; NCI klasifikace.

Evaluation of Cardiotoxicity of Oncology Treatment – Comparison of WHO and NCI Classification Summary Cardiac toxicity is one of the potential side effects of oncology treatment. For evaluation of cardiotoxicity, there is World Health Organization (WHO) classification, released in 1979, and National Cancer Institute (NCI) classification, updated in 2003. The article gives a review of possibilities for evaluation of cardiotoxicity using these two classifications. Key words: Cardiotoxicity; Oncology; WHO classification; NCI classification.

Úvod Onkologická léčba je často provázena řadou vedlejších nežádoucích účinků, které mohou zkomplikovat a někdy i zmařit její výsledný efekt. Závažnou komplikací je poškození srdce neboli kardiotoxicita. Poškození srdce mohou způsobit tyto léčebné postupy používané v onkologii:

1. chemoterapie (antracykliny, mitoxantron, cyklofosfamid, taxany, 5-fluorouracil…), 2. imunoterapie (cytokiny, monoklonální protilátky), 3. radioterapie, 4. transplantace krvetvorných buněk (přípravný režim, kryokonzervace štěpu DMSO).

130

VOJENSKÉ ZDRAVOTNICKÉ LISTY

Nejčastějšími projevy kardiovaskulární toxicity jsou arytmie, změny krevního tlaku, srdeční selhání, ischémie myokardu a perikarditida (14). Většina těchto komplikací probíhá akutně, tj. objevují se v průběhu léčby nebo bezprostředně po jejím ukončení. Výjimečné postavení mezi cytostatiky zaujímají antracykliny se svojí chronickou a pozdní kardiotoxicitou, která se může projevit až s časovým odstupem po ukončení léčby (8, 9, 12). Přehled nejčastěji se vyskytujících nežádoucích kardiálních účinků cytostatik ukazuje tabulka 1. Tabulka 1 Nežádoucí kardiální účinky cytostatik Cytostatikum

Manifestace kardiotoxicity

amsakrin

arytmie, srdeční selhání (KD 580 mg/m2)

antracykliny

arytmie, perikarditida, kardiomyopatie (KD 550 mg/m2)

busulfan

endokardiální a perikardiální fibróza

cisplatina

EKG změny, arytmie, vazookluze

cyklofosfamid

srdeční selhání (KD >120 mg/kg), perikarditida

cytarabin

arytmie, perikarditida, srdeční selhání

etoposid

infarkt myokardu

5-fluorouracil

ischémie myokardu, arytmie, hypotenze

metotrexát

EKG změny, arytmie

mitoxantron

kardiomyopatie (KD 100–160 mg/m2)

taxany

arytmie, srdeční selhání, ischemické příhody

vinblastin

infarkt myokardu

vinkristin

hypotenze, u dětí porucha vagové inervace srdce

Vysvětlivky: KD – kumulativní dávka

Diagnostika kardiotoxicity onkologické léčby Diagnostika kardiotoxicity je důležitá jak v průběhu léčby, tak po jejím ukončení (riziko chronické a pozdní kardiotoxicity antracyklinů). Cílem je časná detekce poškození myokardu, tj. ještě ve fázi subklinické. K diagnostice a monitorování kardiotoxicity byla doporučena řada metod (3, 6, 10).

ROČNÍK LXXVIII, 2009, č. 4

Klinické vyšetření, rentgenogram hrudníku a elektrokardiografie nejsou pro diagnostiku kardiotoxicity dostačující. Tyto metody nejsou schopné odhalit časné, ještě reverzibilní poškození srdce. Běžně se používají metody hodnotící funkci levé komory srdeční, v našich podmínkách zejména echokardiografické vyšetření (11). Některá pracoviště dávají přednost radionuklidové ventrikulografii. Zlatým standardem v diagnostice kardiotoxicity je endomyokardiální biopsie, ale vzhledem k náročnosti výkonu a invazivitě se v této indikaci rutinně neprovádí (4). V souvislosti s kardiotoxicitou onkologické léčby jsou intenzivně studovány biochemické markery srdečního poškození, zejména kardiální troponiny (cTnT, cTnI) a natriuretické peptidy (NT-proBNP, BNP) a v poslední době i nové kardiální biomarkery jako glykogen fosforyláza BB (GPBB) a kardiální typ proteinu vázajícího mastné kyseliny (H-FABP) (2, 5, 7). Výsledky studií z poslední doby jsou slibné, chybí však definitivní klinické vyhodnocení a kromě kardiálních troponinů se biochemické markery rutinně v této indikaci zatím nepoužívají.

Klasifikace kardiotoxicity onkologické léčby V současnosti existují dvě uznávané klasifikace pro hodnocení kardiotoxicity onkologické léčby. První z nich je klasifikace Světové zdravotnické organizace (WHO, World Health Organization) (13). Druhá je klasifikace Národního ústavu pro výzkum rakoviny (NCI, National Cancer Institute, USA) (1). WHO klasifikace kardiotoxicity onkologické léčby WHO klasifikace toxicity onkologické léčby byla navržena v roce 1979. Jejím cílem bylo standardizovat hlášení nežádoucích účinků protinádorové léčby. Hodnocenými kardiovaskulárními nežádoucími účinky jsou: srdeční arytmie, porucha funkce myokardu, ischémie myokardu, perikardiální změny a změny krevního tlaku (hypertenze, hypotenze). Nežádoucí účinky jsou podle závažnosti rozděleny na stupně 0 až 4. Stupeň 0 znamená nepřítomnost daného nežádoucího účinku. V této klasifikace nejsou zahrnuty laboratorní změny provázející poškození kardiovaskulárního aparátu (např. biochemické markery – kardiální troponiny a další). WHO klasifikace kardiotoxicity onkologické léčby je uvedena v tabulce 2.


131


Tabulka 2 WHO klasifikace kardiotoxicity onkologické léčby

Nežádoucí účinek

srdeční arytmie

srdeční funkce

stupeň 0

stupeň 1

stupeň 2

stupeň 3

žádné

tranzientní, asymptomatické, bez nutnosti léčby

rekurentní nebo perzistující, bez nutnosti léčby

vyžadující léčbu

vyžadující monitoraci, ve spojení s hypotenzí nebo komorovou tachykardií

bez poruchy

asymptomatická dysfunkce (pokles EF LK o méně než 20 % bazální hodnoty)

asymptomatická dysfunkce (pokles EF LK o více než 20 % bazální hodnoty)

symptomatická dysfunkce (selhávání) zvládnutelná terapií

těžké srdeční selhávání nezvládnutelné terapií

angina pectoris, bez průkazu infarktu myokardu

akutní infarkt myokardu

symptomatický výpotek vyžadující drenáž

symptomatický výpotek vyžadující chirurgický zákrok

srdeční ischémie

žádná

asymptomatické změny vlny T a nespecifické změny úseku ST vlny T (s podezřením na ischémii)

perikardiální změny

žádné

asymptomatický výpotek

symptomatický výpotek reagující na diuretika

nepřítomna

asymptomatická a tranzientní, vzestup o více než 20 mm Hg (DTK) nebo 150/100 mm Hg, bez potřeby léčby

rekurentní či perzistující zvýšení stejný stav jako o více než 20 mm Hg u stupně 2, avšak či 150/100 mm Hg, vyžadující terapii bez potřeby léčby

nepřítomna

pokles TK pokles TK vyžadující podání nevyžadující terapii tekutin či jinou (včetně ortostatické léčbu, bez potřeby hypotenze) hospitalizace

hypertenze

hypotenze

stupeň 4

NCI klasifikace kardiotoxicity onkologické léčby Národní ústav pro výzkum rakoviny v USA (NCI) vyvinul komplexnější klasifikaci nežádoucích účinků onkologické léčby – tzv. všeobecná terminologická kritéria pro nežádoucí účinky (Common Terminology Criteria for Adverse Events, CTCAE). Tato klasifikace, poprvé sestavená v roce 1982, byla naposledy aktualizována v roce 2003 (v pořadí 3. verze) a zahrnuje všechny důležité klinické a laboratorní změny. Kardiální toxicita je v této klasifikaci rozdělena do 2 skupin: poruchy srdečního rytmu (Cardiac Arrhytmia) a další projevy kardiální toxicity (Cardiac General), kam jsou řazeny následující položky: ischémie/infarkt myokardu, pozitivita kardiálních troponinů (cTnI, cTnT), srdeční zástava, systémová hypertenze, systémová

pokles TK vyžadující hospitalizaci i léčbu, odezní do 48 h

hypertenzní krize

stejný stav jako u stupně 3, avšak přetrvává déle než 48 h

hypotenze, porucha diastolické funkce levé komory srdeční (LK), porucha systolické funkce LK, myokarditida, perikardiální výpotek (léčbou indukovaný, tj. nemaligní etiologie), perikarditida, plicní hypertenze, restriktivní kardiomyopatie, porucha funkce pravé komory srdeční (cor pulmonale), poškození srdečních chlopní a jiné projevy kardiální toxicity. Nežádoucí účinky jsou podle závažnosti rozděleny na stupně 1 až 5. Všeobecně lze říci, že stupeň 1 znamená mírný nežádoucí účinek, stupeň 2 středně závažný nežádoucí účinek, stupeň 3 závažný nežádoucí účinek, stupeň 4 život ohrožující nebo invalidizující nežádoucí účinek a stupeň 5 úmrtí v souvislosti s nežádoucím účinkem. NCI klasifikaci kardiotoxicity onkologické léčby uvádějí tabulky 3a, 3b.

132



Tabulka 3a NCI klasifikace kardiotoxicity onkologické léčby (2003) – poruchy srdečního rytmu Stupeň Nežádoucí účinek Poruchy vedení vzruchu/ /atrioventrikulární blokáda

Zkrácený název Poruchy vedení vzruchu

1

2

asymptomatické, bez nutnosti léčby

indikována neurgentní léčba

asymptomatické

symptomatické (spojené např. se závratí, dušností…)

3 nedostatečně kontrolované farmakologicky nebo kontrolované pomocí přístroje (např. pacemaker)

– vyberte: – vyberte: – asystolie – AV blokáda 1. stupně – AV blokáda 2. stupně Mobitz typ I (Wenckebach) – AV blokáda 2. stupně Mobitz typ II – AV blokáda 3. stupně (kompletní AV blok) – poruchy vedení vzruchu blíže nespecifikované – sick sinus syndrom – Adams-Stokesův syndrom – Wolff-Parkinson-Whiteův syndrom Palpitace

Palpitace

—

4

5

život ohrožující (např. arytmie spojené se srdečním smrt selháváním, hypotenzí, synkopou, šokem)

—

—

Poznámka: Palpitace hodnotíme pouze v případě nepřítomnosti prokázané arytmie.

Prodloužení QTc intervalu

Prodloužení QTc

Supraventrikulární a nodální arytmie

Supraventrikulární arytmie asymptomatické, bez nutnosti léčby

– vyberte:

– vyberte:

– – – – – – – – – –

QTc > 0,47–0,50 s; ≥ 0,06 s QTc > 0,50 s nad vstupní hodnotu


nedostatečně kontrolované farmakologicky nebo kontrolované pomocí přístroje (např. pacemaker)

život ohrožující (např. arytmie spojené se srdečním selháváním, hypotenzí, synkopou, šokem)

fibrilace síní flutter síní síňová tachykardie/paroxysmální síňová tachykardie nodální/junkční rytmus sinusová arytmie sinusová bradykardie sinusová tachykardie supraventrikulární arytmie blíže nespecifikovaná supraventrikulární extrasystoly (síňové nebo nodální/junkční stahy) supraventrikulární tachykardie

Vasovagální epizoda

Vasovagální epizoda

Komorové arytmie

Komorové arytmie

– vyberte:

– vyberte:

– – – – – – – – –

QTc > 0,45–0,47 s

QTc > 0,50 s, život ohrožující stavy (např. arytmie, srdeční selhávání, smrt hypotenze, šok, synkopa); torsade de pointes

smrt

— asymptomatické, bez nutnosti léčby

bez ztráty vědomí

provázené ztrátou vědomí


symptomatické, nedostatečně kontrolované farmakologicky nebo kontrolované pomocí přístroje (např. defibrilátor)

vedoucí k život smrt ohrožujícím stavům život ohrožující (např. arytmie spojené se srdečním selháváním, hypotenzí, synkopou, šokem)

bigeminie idioventrikulární rytmus komorové extrasystoly torsade de pointes trigeminie komorová arytmie blíže nespecifikovaná fibrilace komor flutter komor komorová tachykardie

Srdeční arytmie – jiné (specifikujte…)

Srdeční arytmie – jiné (specifikujte…)

smrt

nezávažné (mírné)

středně závažné

závažné

život ohrožující stavy; invalidizující pacienta

smrt


133


Tabulka 3b NCI klasifikace kardiotoxicity onkologické léčby (2003) – další projevy kardiální toxicity Stupeň Nežádoucí účinek

Srdeční ischémie/infarkt myokardu

Zkrácený název

Srdeční ischémie/infarkt myokardu

Troponin I (cTnI)

cTnI

Troponin T (cTnT)

cTnT

Kardiopulmonální zástava bez známé příčiny (nevedoucí ke smrti)

Kardiopulmonální zástava

1

2

3

4

5

asymptomatické zúžení koronárních tepen bez vzniku ischémie

asymptomatické změny, výsledky vyšetření naznačují přítomnost ischemických epizod; stabilní angina pectoris

symptomatické změny; výsledky vyšetření potvrzují ischemické postižení; nestabilní angina pectoris; léčba indikována

akutní infarkt myokardu

smrt

koncentrace svědčící pro nestabilní anginu pectoris podle doporučení výrobce

koncentrace svědčící pro infarkt myokardu podle doporučení výrobce

smrt

0,1 – < 0,2 ng/ml

≥ 0,2 ng/ml

smrt

—

0,03 – < 0,05 ng/ml —

—

0,05 – < 0,1 ng/ml —

—

život ohrožující stav (nefatální)

—

Poznámka: Stupeň 4 je jediným povoleným stupněm. Klasifikace poskytuje jiné možnosti pro hlášení smrti (stupeň 5 jiného nežádoucího účinku, smrt bez vztahu k nežádoucímu účinku).

Hypertenze

rekurentní nebo trvalé (≥ 24 h) nebo symptomatické zvýšení o > 20 mm Hg (DTK) nebo > 150/100 mm Hg v případě předchozí normotenze; monoterapie může být zahájena

vyžadující více než 1 lék nebo intenzivnější terapii než u stupně 2

život ohrožující komplikace (např. hypertenzní krize)

smrt

Hypotenze

pokles tlaku nevyžadující léčbu

vyžadující krátkodobou (< 24 h) náhradu tekutin nebo jinou terapii; bez patofyziologických následků

vyžadující dlouhodobou šok (např. acidóza; (≥ 24 h) terapii; zhoršení funkce bez patofyziologických vitálních orgánů) následků

smrt

Diastolická dysfunkce LK

náhodný asymptomatický nález; bez nutnosti léčby

asymptomatická dysfunkce; léčba indikována

symptomatické srdeční selhávání odpovídající na léčbu

refrakterní srdeční selhání nedostatečně odpovídající na léčbu; indikována přístrojová srdeční podpora nebo transplantace srdce

smrt

symptomatické srdeční selhávání odpovídající na léčbu, EF < 40–20 %, SF < 15 %

refrakterní srdeční selhání nedostatečně odpovídající na léčbu; EF < 20 %; indikována přístrojová srdeční podpora, volumredukční operace LK nebo transplantace srdce

smrt

—

srdeční selhávání odpovídající na léčbu

těžké nebo refrakterní srdeční selhání

smrt

—

výpotek s patofyziologickými následky

život ohrožující stavy (např. srdeční tamponáda); indikována neodkladná intervence

smrt

Hypertenze

asymptomatická, přechodné (< 24 h) zvýšení o > 20 mm Hg (DTK) nebo > 150/100 mm Hg v případě předchozí normotenze; bez nutnosti léčby

Poznámka: Pro děti použijte hodnoty nad 95. percentil normy podle věku a pohlaví.

Hypotenze

Diastolická dysfunkce levé komory srdeční

asymptomatická dysfunkce, klidová asymptomatická ejekční frakce (EF) dysfunkce, klidová EF < 60–50 %, frakční < 50–40 %, SF < 24–15 % zkrácení (SF) < 30–24 %

Systolická dysfunkce levé komory srdeční

Systolická dysfunkce LK

Myokarditida

Myokarditida

Perikardiální výpotek (nesouvisející s malignitou)

Perikardiální výpotek

asymptomatický výpotek

Perikarditida

Perikarditida

asymptomatická, symptomatická přítomny typické změny (např. bolest na hrudi) (EKG, třecí šelest)

perikarditida s patofyziologickými následky (např. konstrikce perikardu)

život ohrožující stavy; indikována neodkladná intervence

smrt

Plicní hypertenze

Plicní hypertenze

asymptomatická, bez nutnosti léčby

symptomatická, odpovídající na léčbu

symptomatická, nedostatečně odpovídající na léčbu

smrt

—

asymptomatická, léčba indikována

134




symptomatické srdeční selhávání odpovídající na léčbu

refrakterní srdeční selhání nedostatečně odpovídající na léčbu; indikována přístrojová srdeční podpora nebo transplantace srdce

smrt



symptomatické cor pulmonale odpovídající na léčbu

symptomatické cor pulmonale nedostatečně odpovídající na léčbu; indikována přístrojová srdeční podpora nebo transplantace srdce

smrt

Poškození srdečních chlopní Poškození srdečních (chlopenní srdeční vady) chlopní

asymptomatické ztluštění chlopně s nebo bez mírné regurgitace nebo stenózy; bez nutnosti jiné léčby než profylaxe endokarditidy

asymptomatické, středně významná regurgitace nebo stenóza

symptomatické, významná regurgitace nebo stenóza, příznaky odpovídající na farmakologickou léčbu

život ohrožující stavy, invalidizující pacienta, indikována intervence (např. náhrada chlopně, valvuloplastika)

smrt

Poškození srdce – jiné (specifikujte…)

nezávažné (mírné)

středně závažné

závažné

život ohrožující stavy; invalidizující pacienta

smrt

Restriktivní kardiomyopatie

Dysfunkce pravé komory srdeční (cor pulmonale)

Restriktivní kardiomyopatie

Dysfunkce PK

Poškození srdce – jiné (specifikujte…)


Závěr Z pohledu lékaře pečujícího o onkologické pacienty je NCI klasifikace kardiotoxicity přesnější a přínosnější pro klinickou praxi, neboť na rozdíl od WHO klasifikace zahrnuje i laboratorní změny, např. kardiální troponiny (cTnT, cTnI). Další perspektivní biochemické markery kardiálního poškození (např. natriuretické peptidy a další biomarkery) nejsou v této klasifikaci zatím obsaženy. Vzhledem k nesporným úspěchům onkologické léčby v poslední době má velký význam zabývat se nežádoucími účinky léčby včetně kardiální toxicity. Jednoznačná a standardizovaná klasifikace toxicity onkologické léčby umožňuje porovnání nálezů v čase a je velmi důležitá v rámci klinických studií s novými léky.

Literatura 1.

2.

3.

4. 5.

Common Terminology Criteria for Adverse Events v3.0 (CTCAE), dostupné na http://www.fda.gov/cder/cancer/ /toxicityframe.htm (květen 2009). DOLCI, A. – DOMINICI, R. – CARDINALE, D., et al. Biochemical markers for prediction of chemotherapy-induced cardiotoxicity: systematic review of the literature and recommendations for use. Am. J. Clin. Pathol., 2008, vol. 130, no. 5, p. 688–695. ELBL, L. – HRSTKOVÁ, H. – CHALOUPKA, V., et al. Diagnostické možnosti pozdních následků kardiotoxické chemoterapie antracykliny. Vnitř. Lék., 2002, roč. 48, č. 10, s. 981–988. ELBL, L., et al. Poškození srdce protinádorovou léčbou. 1. vyd. Praha, Grada Publishing, 2002. 156 s. ELGHANDOUR, AH. – ELSORADY, M. – AZAB, S., et al. Human heart-type fatty acid-binding protein as an early diagnostic marker of doxorubicin cardiac toxicity. Hematol. Rev., 2009, vol. 1, no. 1, p. 29–32.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

GANZ, WI. – SRIDHAR, KS. – GANZ, SS., et al. Review of tests for monitoring doxorubicin-induced cardiomyopathy. Oncology, 1996, vol. 53, no. 6, p. 461–470. HORACEK, JM. – TICHY, M. – PUDIL, R. – JEBAVY, L. Glycogen phosphorylase BB could be a new circulating biomarker for detection of anthracycline cardiotoxicity. Ann. Oncol., 2008, vol. 19, no. 9, p. 1656–1657. HRDINA, R. – GERSL, V. – KLIMTOVA, I., et al. Anthracycline-induced cardiotoxicity. Acta Medica (Hradec Kralove), 2000, vol. 43, no. 3, p. 75–82. JONES, RL. – SWANTON, C. – EWER, MS. Anthracycline cardiotoxicity. Expert Opin. Drug Saf., 2006, vol. 5, p. 791–809. MEINARDI, MT. – VAN DER GRAAF, WTA. – VAN VELDHUISEN, DJ., et al. Detection of anthracycline-induced cardiotoxicity. Cancer Treat. Rev., 1999, vol. 25, no. 4, p. 237–247. PUDIL, R. – HORACEK, JM. – STRASOVA, A., et al. Monitoring of the very early changes of left ventricular diastolic function in patients with acute leukemia treated with anthracyclines. Exp. Oncol., 2008, vol. 30, no. 2, p. 160–162. SHAN, K. – LINCOFF, AM. – YOUNG, JB. Anthracycline-induced cardiotoxicity. Ann. Intern. Med., 1996, vol. 125, no. 1, p. 47–58. WHO Handbook for Reporting Results of Cancer Treatment. Geneva, World Health Organization, 1979, no. 48, 45 p. YEH, ET. – TONG, AT. – LENIHAN, DJ., et al. Cardiovascular complications of cancer therapy: diagnosis, pathogenesis and management. Circulation, 2004, vol. 109, no. 25, p. 3122–3131.

Korespondence: Mjr. MUDr. Jan M. Horáček, Ph.D. Univerzita obrany Fakulta vojenského zdravotnictví Katedra válečného vnitřního lékařství Třebešská 1575 500 01 Hradec Králové e-mail: [email protected] Do redakce došlo 24. 5. 2009



135

SYNTÉZA STEROLŮ V PRŮBĚHU POLYTRAUMATU 1

Pavel VYROUBAL, 1Zdeněk ZADÁK, 1Radomír HYŠPLER, 1Alena TICHÁ, 2Jaroslav CERMAN, 1Jiří BAJNÁREK, 1 Martin HRONEK, 2Eduard HAVEL 1 Univerzita Karlova v Praze, Lékařská fakulta v Hradci Králové a Fakultní nemocnice, Gerontologická a metabolická klinika, Hradec Králové 2 Univerzita Karlova v Praze, Lékařská fakulta v Hradci Králové a Fakultní nemocnice, Chirurgická klinika, Hradec Králové

Souhrn Jedná se o monocentrickou, prospektivní klinickou studii. Cílem práce je snaha o objasnění role hypocholesterolémie vznikající u nemocných v klinicky závažných stavech. Materiál a metody: Do studie byla zařazena skupina nemocných, kteří utrpěli polytrauma (n = 19). Mimo standardní biochemická vyšetření bylo provedeno stanovení plazmatických hladin sterolů (beta-sitosterol, kampesterol, latosterol, skvalen), interleukinu 6 (IL-6), kortizolu. Byl proveden ACTH-test a dále byla stanovena funkční zdatnost granulocytů pomocí testu oxidativního vzplanutí granulocytů. Odběry byly provedeny v den přijetí, první, čtvrtý a osmý den po traumatu. Výsledky: Ve sledované skupině došlo k statisticky významnému poklesu celkového cholesterolu (TC – total cholesterol) a LDL-cholesterolu s úpravou do výchozích hodnot v průběhu sledovaného období. Společně s poklesem celkového cholesterolu byl zaznamenán pokles v oblasti jeho syntézy (latosterol a poměr latosterol/cholesterol). Byla pozorována vysoce signifikantní negativní korelace mezi IL-6 a celkovým cholesterolem. Přestože nebyla zjištěna porucha funkce nadledvin, byla nalezena signifikantně pozitivní korelace poměru latosterol/cholesterol (jako ukazatele de novo syntézy cholesterolu) s kortizolem po ACTH stimulačním testu. V závislosti na plazmatické hladině TC byla prokázána statisticky významná porucha baktericidie leukocytů pomocí stimulovaného testu oxidativního vzplanutí granulocytů. Závěr: U nemocných s polytraumatem dochází k poklesu endogenní syntézy cholesterolu. Míra syntézy cholesterolu negativně koreluje s plazmatickou hladinou IL-6. Míra endogenní syntézy cholesterolu pozitivně koreluje se syntézou kortizolu v nadledvinách a s baktericidní schopností granulocytů. Klíčová slova: Hypocholesterolémie; Hypolipoproteinémie; SIRS; Cytokiny; Polytrauma.

Synthesis of Sterols in Polytrauma Injury Summary The study was clinical, monocentric and prospective. The aim of the study was to elucidate the role and importance of hypocholesterolemia in polytrauma. Material and Methods: A group of patients, who sustained polytrauma (n = 19), were recruited to the study. We performed the determination of sterols plasma levels and their precursors (beta-sitosterol, campesterol, lathosterol, skvalen), interleukin 6 (IL-6) and cortisol in the blood serum. The short version of ACTH stimulation test was performed. The oxidative burst of granulocytes was evaluated. The blood samples were taken on the day of admission, the first, the fourth and the eighth post-operative and post-traumatic day. Results: There was a significant decline of total cholesterol (TC) and LDL cholesterol level with full recovery during observed period. There was a decline of cholesterol synthesis (lathosterol and lathosterol/ /cholesterol ratio) together with a decline of total cholesterol. There was a significantly negative correlation between IL-6 level and total cholesterol. Despite no confirmation of disturbance of adrenal function, there was a significantly positive correlation between lathosterol/cholesterol ratio (a de novo cholesterol synthesis marker) and cortisol level after the ACTH stimulation test. There was a significant breakdown of bactericidal function of granulocytes along with a decline of TC plasma level. Conclusion: There was decline of endogenous cholesterol synthesis in polytrauma injury. The cholesterol synthesis rate was negatively influenced by IL-6 level. The rate of endogenous cholesterol synthesis positively correlated with cortisol production by the adrenals and with bactericidal function of granulocytes. Key words: Hypocholesterolemia; Hypolipoproteinemia; SIRS; Cytokine; Polytrauma.

136


Úvod Cholesterol je esenciální komponentou většiny fosfolipidových membrán lidského organizmu. Vyskytuje se jednak volný a jednak ve formě esterů cholesterolu a mastných kyselin. V plazmě je přítomen z jedné třetiny volný cholesterol a z dvou třetin ve formě esterů kyseliny linoleové a olejové (22). Cholesterol se dostává do organizmu jednak z vnějšího prostředí vstřebáním ze zažívacího traktu a jednak je syntetizován de novo z acetylkoenzymu A (acetyl CoA). Absorpce cholesterolu je komplexní proces zprostředkovaný specifickými přenašeči kartáčového lemu enterocytů v jejunu. Rozhodujícím transporterem je Niemann-Pick C1 like 1 protein – NPC1L1 (2). Na kartáčovém lemu enterocytů se exprimují také další transportéry, jako jsou SR-BI (4), CD-36 (23) nebo aminopeptidáza N (21), jejich role však není dostatečně objasněna. Efektivita absorpce cholesterolu se pohybuje kolem 50–60 % v závislosti na druhu potravy a za den je absorbováno kolem 250–500 mg cholesterolu. Za fyziologických okolností syntéza de novo několikanásobně převyšuje absorpci cholesterolu z potravy. Syntetizovat cholesterol dokáže, kromě bezjaderných erytrocytů, každá buňka lidského těla a produkt je obvykle vyhrazen k intracelulárnímu užití. Cholesterol vytvářený pro plazmatické lipoproteiny je syntetizován v játrech a v distální části tenkého střeva (13). Klíčovým regulačním enzymem je 3-hydroxy–3-methylglutaryl koenzym A reduktáza (HMG CoA-reduktáza). Kompletní biosyntéza cholesterolu čítá kolem 200 enzymatických procesů, proto vyšší organizmy využívají cholesterol syntetizovaný nižšími organizmy. Maximální syntéza cholesterolu u zdravých lidí bývá v rozmezí 500–1000 mg/den. V plazmě jsou cílovými přenašeči cholesterolu LDL (low-density lipoprotein) lipoproteiny, které jsou důležitým zdrojem cholesterolu pro mnoho tkání. Některé typy buněk (steroidogenní a jaterní) jsou také schopny získat estery cholesterolu z HDL (high-density lipoprotein) partikulí použitím specifických povrchových receptorů – scavenger receptory třídy B typu I (SR-BI) (1). Ve chvíli, kdy se organizmus dostane do stresové situace (trauma, zánět apod.), jsou zvýšeny nároky na přísun cholesterolu. U řady onemocnění (infekce, popáleniny, trauma) byl pozorován prudký pokles hladin cholesterolu v plazmě (hladina celkového cholesterolu (TC) pod 3,0 mmol/l) (3, 9, 17, 29). V důsledku zánětu či operačního traumatu dochází k uniformní cytokinové reakci organizmu,


která se nazývá SIRS (systemic inflammatory response syndrom). Přibývá důkazů, že zánětlivé cytokiny mohou ovlivňovat syntézu cholesterolu. Cholesterol je také základním stavebním kamenem v tvorbě stresových hormonů. V klidu a během stresu je plazmatický cholesterol z 80 % donorem substrátu pro tvorbu kortizolu, zbývajících 20 % je syntetizováno in situ z acetátu a ostatních prekurzorů (5). Experimentální studie ukázaly, že HDL je preferovaným cholesterolovým zdrojem steroidogenního substrátu v nadledvinkách (30). Předpokládá se, že pokles substrátu pro syntézu kortizolu by mohl vést k rozvoji nadledvinkové insuficience. Stupeň hypocholesterolémie pravděpodobně koreluje s tíží onemocnění, morbiditou, mortalitou (28). Není však zcela zjevné, jakými mechanizmy dochází k poklesu cholesterolu a zda-li nízká hladina cholesterolu je pouze epifenomen závažných stavů, nebo sehrává aktivní roli ve vývoji onemocnění. Cíle studie 1. Sledovat frekvenci závažné hypocholesterolémie v závislosti na charakteru metabolizmu cholesterolu pacientů po prodělaném polytraumatu. 2. Ozřejmit vztah předpokládané hypocholesterolémie na funkci nadledvin ve smyslu syntézy stresových hormonů (kortizolu). 3. Ozřejmit vztah předpokládané hypocholesterolémie na baktericidní funkci granulocytů. Soubor a metoda Jedná se o monocentrickou, prospektivní studii, do které bylo celkem zařazeno 19 konsekutivně přicházejících pacientů, kteří utrpěli polytrauma v rámci dopravní nehody. Pacienti byli hospitalizováni na JIP Chirurgické kliniky FN Hradec Králové. Charakteristika skupiny je uvedena v tabulce 1. K porovnání obvyklých koncentrací sterolů za „normálních“ okolností, tj. bez stresové zátěže, byla jednorázově odebrána skupina dárců krve bez kardiovaskulárního onemocnění (celkem 100 probandů). Všichni nemocní udělili s účastí v studii písemný informovaný souhlas. Protokol studie byl schválen etickou komisí FN Hradec Králové. Vylučující kritéria byla: plánovaná další operace po dobu 8 dnů od zařazení nemocného do studie, jaterní dysfunkce (více než trojnásobný vzestup jaterních testů), diabetes mellitus I typu na inzulínu, šokový stav vyžadující kardiopulmonální resuscitaci.


Tabulka 1 Charakteristika skupiny nemocných Počet pacientů

19

Muži

13

Ženy

6

Věk (průměr ± SD)

36 ± 17

ICHS

0

Hypertenze

0

DM II typ

0

HLP

0

HLP terapie

0

BMI (průměr ± SD) APACHE II (průměr ± SD) NISS (průměr ± SD)

137


24,8 ± 2,2 20 ± 6 39,2 ± 9,1

(SD – standardní odchylka, ICHS – ischemická choroba srdeční; DM II type – diabetes mellitus II typu; HLP – hyperlipoproteinémie; HLP terapie – hypolipidemická terapie; BMI – body mass index; APACHE II – Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II; NISS – New Injury Severity Score)

Odběry pro studii proběhly v den 0 – D0 (bezprostředně po přijetí nemocného do nemocnice, tj. cca 60–90 min po traumatu) – zde byl předpoklad, že poměry koncentrací sterolů budou odpovídat normální situaci pacienta. Následně byl proveden odběr den 1 – D1 (první potraumatický den), den 4 – D4 (čtvrtý potraumatický den) a den 8 – D8 (osmý potraumatický den). Laboratorně byla provedena následující vyšetření: TC, HDL-cholesterol, LDL-cholesterol, TAG (triacylglyceroly), ukazatele endogenní syntézy cholesterolu (skvalen, latosterol) a ukazatele absorpce cholesterolu (kampesterol, beta-sitosterol), koncentrace C-reaktivního proteinu, celkovou bílkovinu, albumin, prealbumin, stanovení interleukinu 6 (IL-6), test funkční zdatnosti nadledvin bez stimulace a 60 min po stimulaci 0,250 µg ACTH (adrenokortikotropní hormon), test funkční zdatnost granulocytů „oxidative burst test“. V den 0 byl analyzován vzorek na koncentrace sterolů, C-reaktivní protein, albumin, celková bílkovina, prealbumin. V den 1 byly provedeny odběry stejné jako v den 0 a navíc bylo provedeno stanovení hladin inzulínu, IL-6 a byl proveden test oxidativního vzplanutí leukocytů. V den 4 byl proveden odběr ve stejném rozsahu jako den 1 a navíc byl proveden test funkce nadledvin za pomoci

synakténového testu. V den 8 byly provedeny stejné odběry jako v den 1. Statistika Výsledky byly zpracovány statistickým programem Sigmastat 3.1 (Systat software, USA). K zpracování dat byla použita parametrická a neparametrická One Way Anova repeated measures (Holm-Sidak test), dále test lineární regrese se stanovením koeficientu determinace. Za statisticky významnou byla považována hodnota p < 0,05. Výsledky Výsledky jsou uvedeny v tabulkách 2−5. Všichni pacienti měli vysoce statisticky významně rozdílnou hladinu TC ve všech sledovaných dnech, a to tak, že v D1 došlo k prudkému poklesu hladiny TC s postupnou úpravou hladin v průběhu 8 sledovaných dnů. Obdobné byly výsledky i v měřených hodnotách LDL. Hladiny HDL-cholesterolu byly nalezeny nízké již v počáteční fázi sledování a v celém období sledování byl zřejmý sestupný trend, který byl vysoce statisticky významný mezi D0 vs D4, D0 vs D8, D1 vs D4, D1 vs D8. V oblasti prekurzorů endogenní syntézy cholesterolu byl nalezen obdobný průběh hladin jako v hodnotách TC a LDL, přičemž statistické významnosti změn bylo dosaženo v hladinách skvalenu mezi D0 vs D1, D4 a D8 a v hladinách latosterolu mezi D0 vs D1 a D1 vs D4. Z pohledu endogenní syntézy cholesterolu nebyla zaznamenána statisticky významná změna v poměru latosterol/cholesterol. V absorpci cholesterolu, vyjádřené hladinami beta-sitosterolu, byl zaznamenán statisticky významný vzestupný trend mezi D0 vs D4 a D8 a D1 vs D4 a D8 (nemocní byli zatíženi p. o. příjmem dietou č. 0 v průměru od 6. dne po traumatu, do té doby byla většina nemocných živena parenterálně). V poměru beta-sitosterol/cholesterol byla identická změna s hladinami beta-sitosterolu. V sledování závislosti syntézy cholesterolu na baktericidní schopnost leukocytů bylo pomocí stimulovaného burst testu nalezeno statisticky signifikantní snížení schopnosti tvorby kyslíkových radikálů. Dynamika změn v hladinách IL-6 korespondovala se stresovou zátěží a bylo dosaženo statisticky významných změn. V syntéze bílkovin akutní fáze (CRP) došlo k identickým statisticky významným změnám jako v produkci IL-6 se vzestupem během prvních 4 dnů

138



Tabulka 2 Bazální koncentrace cholesterolu a prekurzorů cholesterolu – deskriptivní statistika Dárci krve Medián

Skupina polytraumata

25%

75%

Medián

25%

75%

TC (mmol/l)

4,848

4,251

5,539

3,13

2,393

3,905

Skvalen (µmol/l)

0,890

0,538

1,515

1,904

0,867

2,810

Latosterol (µmol/l)

6,300

4,768

8,672

4,080

3,041

5,596

Kampesterol (µmol/l)

9,830

7,565

12,502

3,748

2,718

5,025

beta-sitosterol (µmol/l)

5,060

3,315

6,170

2,521

1,853

3,972

Poměr skvalen/TC

0,200

0,105

0,317

0,544

0,353

0,877

Poměr latosterol/TC

1,325

1,015

1,866

1,333

0,988

1,614

Poměr kampesterol/TC

2,095

1,422

2,653

1,141

0,905

1,621

Poměr beta-sitosterol/TC

0,973

0,720

1,281

1,107

0,566

1,226

(data každé skupiny jsou prezentována jako medián a interkvartilový rozptyl) TC – celkový cholesterol Tabulka 3 Koncentrace cholesterolu a prekurzorů cholesterolu Den 0

Den 1

Den 4

Den 8

průměr

± SD

průměr

± SD

průměr

± SD

průměr

± SD

TC (mmol/l)

2,960

0,963

2,428

0,644

3,035

0,703

3,664

0,727

HDL (mmol/l)

0,749

0,252

0,783

0,302

0,572

0,233

0,489

0,254

LDL (mmol/l)

1,789

0,712

1,228

0,661

1,473

0,557

2,136

1,028

TAG (mmol/l)

1,069

0,458

1,139

0,543

1,575

0,848

2,003

1,167

Skvalen (µmol/l)

1,962

1,189

1,471

0,832

1,446

0,596

1,321

0,549


4,300

1,982

3,154

1,201

4,057

1,758

4,269

1,615


3,706

1,544

3,416

0,813

4,347

1,551

5,026

2,162


2,915

1,517

3,385

1,402

7,415

5,470

10,421

7,454

Poměr skvalen/TC

0,627

0,392

0,605

0,316

0,494

0,232

0,392

0,233

Poměr latosterol/TC

1,423

0,652

1,317

0,470

1,338

0,534

1,181

0,452

Poměr kampesterol/TC

1,250

0,519

1,456

0,396

1,459

0,479

1,422

0,609

Poměr beta-sitosterol/TC

0,970

0,417

1,479

0,772

2,434

1,566

3,025

2,108

(data jsou prezentována jako průměr a ± SD – standardní odchylka) TC – celkový cholesterol, TAG – triacylglyceroly Tabulka 4 Koncentrace ukazatelů nutrice a zánětu Den 0 průměr

Den 1 ± SD

Den 4

Den 8

průměr

± SD

průměr

± SD

průměr

± SD

118,976

64,118

88,021

42,833

45,626

35,292

Kortizol I (nmol/l)

515,556

234,292

Kortizol II (nmol/l)

927,389

229,108

IL-6 (ng/l)

CRP (mg/l)

20,375

65,151

111,211

78,969

149,895

70,784

102,833

74,577

TP (g/l)

51,519

14,779

46,8

8,784

49,653

8,942

57,511

9,512

Albumin (g/l)

31,050

9,595

28,453

5,324

27,453

5,719

30,478

6,981

Prealbumin (g/l)

0,216

0,105

0,189

0,049

0,129

0,058

0,193

0,084

95,5

3,506

84,1

15,747

80,306

15,492

Stimulovaný burst test (%)

(data jsou prezentována jako průměr a ± SD – standardní odchylka); TP – celková bílkovina)


139


Tabulka 5 Statistické signifikance den 0 vs den 1 TC (mmol/l)

den 0 vs den 4

den 0 vs den 8

den 1 vs den 4

den 1 vs den 8

den 4 vs den 8 < 0,001

< 0,001

ns

< 0,001

< 0,001

< 0,001

HDL (mmol/l)

ns

< 0,001

< 0,001

< 0,001

< 0,001

LDL (mmol/l)

0,001

ns

ns

ns

0,001

0,001

TAG (mmol/l)

ns

ns

< 0,001

ns

< 0,001

ns

Skvalen (µmol/l)

0,004

0,004

0,004

ns

ns

ns


0,016

ns

ns

0,016

ns

0,016


0,006

ns

0,006

ns

ns

ns


ns

< 0,001

< 0,001

< 0,001

< 0,001

ns

Poměr skvalen/TC

ns

0,006

ns

Poměr beta-sitosterol /TC

ns

0,006 < 0,001

< 0,001

IL-6 (ng/l) CRP (mg/l)

< 0,001

< 0,001

ns

ns

< 0,001

< 0,001 ns

< 0,001

< 0,001

< 0,001

ns

ns

TP (g/l)

ns

ns

ns

ns

ns

ns

Prealbumin (g/l)

ns

0,001

ns

0,001

ns

0,001

Stimulovaný burst test (%)

ns

ns

ns

< 0,001

< 0,001

ns

TC – celkový cholesterol, TP – celková bílkovina, TAG – triacylglyceroly, ns – nesignifikantní

a následným postupným poklesem hladin. Jedním z cílů studie bylo prokázat absolutní či relativní nadledvinkovou insuficienci ve vztahu k syntéze cholesterolu. Toto nebylo v námi naměřených hodnotách synakténového testu měřeného v D4 potvrzeno. Nicméně byla nalezena pozitivní statisticky významná korelace mezi ukazatelem syntézy cholesterolu (latosterol/cholesterol) a ACTH stimulovaným kortizolem (obr. 1).

Obr. 1: Regresní porovnání mezi ukazatelem syntézy cholesterolu (latosterol/TC) a ACTH stimulovaným kortizolem

Diskuse V naší studii došlo u všech nemocných (a to bez výjimky) k poklesu plazmatických hladin TC v prvních 24 hodinách s postupnou úpravou hladin v průběhu 8denního měření. Při testování vztahu hladiny TC s tíží onemocnění (vyjádřeno jako APACHE II) nebyla nalezena signifikantní závislost. Nicméně byla-li srovnána tíže onemocnění s ukazately endogenní syntézy cholesterolu (vyjádřeno jako latosterol a poměr latosterol/cholesterol), byla nalezena statisticky signifikantní závislost. Lze tedy říci, že čím těžší vstupní klinický stav, tím pomalejší syntéza cholesterolu a opačně. Lze tedy zjednodušeně říci, že z úrovně endogenní syntézy cholesterolu lze předpovědět závažnost klinického stavu. Při pátrání po příčině prudkého poklesu hladiny TC první den po úrazu jsme testovali závislost na množství podaných tekutin. Nebyla nalezena statisticky významná závislost v hladinách cholesterolu a jeho prekurzorů na kumulativní dávce podaných tekutin. Vysvětlení rozvoje hypocholesterolémie bude pravděpodobně multifaktoriální. Intervenční a epidemiologické studie zabývající se vztahem cholesterolu a aterosklerózy dokládají, že optimální hladina TC v plazmě se pohybuje mezi 3,5–5,0 mmol/l. V době velkého traumatu dochází k zásadním změnám v potřebě steroidů a možnostech jejich syntézy a uvol-

140


ňování do oběhu. V naší studii jsme pozorovali statisticky významný vzestup hladiny IL-6, a to bezprostředně po vzniku úrazu. U nekomplikovaných stavů vrcholila tato cytokinová aktivita 1. den měření s postupným poklesem směrem k normálním hladinám na konci sledovaného období. Současně jsme nalezli statisticky významnou negativní korelaci mezi IL-6 a hladinou TC. Potvrzuje to předpoklad, že cytokiny jsou jedním s významných faktorů ovlivňujících metabolizmus cholesterolu. Zánětlivé cytokiny jsou schopny up-regulace aktivity LDL-receptorů a jsou schopny zvýšit periferní up-take cholesterolu (18). Interleukin IL-6 a TNF-α (tumor necrosis factor – alfa) stimulují in vivo jaterní lipogenezi (6), a to cestou vzestupu aktivity lipogenetického enzymu acetyl-CoA karboxylázy a syntetázy mastných kyselin. V souladu s některými literárními údaji (26) v naší studii byl nalezen pokles endogenní syntézy cholesterolu. Naše práce tedy potvrdila předpoklad, že k poklesu TC v prvních dnech po závažném inzultu dochází mimo jiné i v důsledku suprese endogenní syntézy cholesterolu. Navíc jsme prokázali statisticky významnou pozitivní korelaci mezi hladinou IL-6 a poměrem latosterol/cholesterol (jako ukazatelem de novo syntézy cholesterolu). Jednou z významných patofyziologických cest rozvoje hypocholesterolémie u akutně nemocných může být snížení proteosyntézy bílkovin, tj. proteosyntézy apoproteinů, stavebních kamenů lipoproteinů. Pokles syntézy apoproteinů byl prokázán na populaci jaterních buněk, které byly vystaveny působení TNF-α IL-1 a IL-6 (10). V klinické studii byla prokázána, u kriticky nemocných na chirurgické JIP, nepřímá korelace mezi IL-6 a apolipoproteinem A1 (APO-A1) (16). Simultánně s poklesem TC došlo v naší studii k poklesu HDL a LDL-cholesterolu. Zatímco LDL-cholesterol se reparoval v čase symetricky s TC, reparace HDL-cholesterolu nebyla v období měření zaznamenána, resp. spíše trendově hladina klesala. Nízká hladina HDL-cholesterolu je považována za jeden z důležitých rizikových faktorů rozvoje infekčních komplikací chirurgických nemocných (7). Pokles hladiny HDL-cholesterolu může souviset s vysokou koncentrací fosfolipázy A2 (26) či snížením exprese genu pro ATP-binding cassete transporter 1 (25). Lipoproteiny, zvláště pak HDL-cholesterol, váží a neutralizují lipopolysacharidy (LPS). Hypolipidémie snižuje vazebnou kapacitu pro lipopolysacharid – endotoxin vázající lipopolysacharidový protein (LBP – lipopolysacharid binding protein) – vedoucí k vazbě


CD 14 komplexu a aktivaci mononukleárů (12). Naopak vazba LPS na lipoproteiny usnadňuje dodání LPS do hepatocytů k detoxikaci (19). Tyto poznatky by mohly mít své klinické důsledky. Aplikace rekonstituovaného HDL v experimentu na zvířecím modelu snížila produkci TNF-α po podání LPS (20). Podobné výsledky byly i na prasečím modelu se směsí lipoproteinových fosfolipidů včetně zlepšení vybraných hemodynamických parametrů (15) a následně v humánních experimentech sledujících protizánětlivý efekt a vybrané koagulační parametry (24). Kromě výše zmíněné vazby LPS by se hypocholesterolémie mohla uplatňovat i ve vztahu k nespecifickým obranným mechanizmům proti baktériím. Jednou z hypotéz naší studie byl předpoklad, že v průběhu velké stresové zátěže organizmu dochází ke změně schopnosti tvorby superoxidových iontů fagocytárních buněk, jejichž konečné produkty jsou vysoce toxické pro mikroorganizmy a jsou podstatou baktericidie. Výsledky ukázaly signifikatně sníženou schopnost oxidativního vzplanutí, tj. sníženou baktericidii fagocytárních buněk. Tento nález rozšiřuje poznání vztahu hypocholesterolémie a snížené obranyschopnosti organizmu. Hypocholesterolémie v kritickém stavu bývá spojena s hypertriacylglycerolémií. Tento jev je vysvětlován vzestupem VLDL (very low density lipoprotein) v důsledku vzestupu jaterní lipogeneze a jednak snížením clearens TAG. Příčinou vzestupu jaterní lipogeneze je působení cytokinů TNF-α a IL-6 (11). V naší studii byly hladiny TAG pravděpodobně ovlivněny aplikací parenterální výživy s tukovými emulzemi, proto nejsou změny v této skupině tuků reprezentativní a hodnotitelné. Význam literárně popisované hypertriacylglycerolémie není znám, nicméně v současnosti se doporučuje přísná monitorace hladiny TAG a v případě vzestupu hladiny snížení dávky tukových emulzí v parenterální výživě či terapie léky na bázi tukových emulzí (propofol). Ukazuje se, že hypocholesterolémie může být součástí negativní odpovědi akutní fáze onemocnění. V naší studii jsme pozorovali významné změny v hladinách C reaktivního proteinu (CRP), celkové bílkoviny (TP – total protein) a albuminu. Vzestup zánětlivých ukazatelů (CRP) a naopak propad negativních ukazatelů zánětu (TP, albumin) jsou vysvětlovány poklesem syntézy jaterních a plazmatických bílkovin a přesmykem proteosyntetické aktivity ve prospěch zánětlivých bílkovin v důsledku cytokiny zprostředkované zánětlivé odpovědi organizmu (14).


141


Nadledvinky nemohou skladovat kortizol, proto při zvýšené potřebě nadledvinkových hormonů při zátěži organizmu dochází ke stimulaci kůry nadledvin vyplaveným ACTH. Cholesterol je hlavním prekurzorem steroidní biosyntézy. Předpokládá se, že pokles substrátu pro syntézu kortizolu v době zvýšené poptávky vede k rozvoji relativní nadledvinkové insuficience. V naší studii jsme nezaznamenali ani absolutní ani relativní nadledvinkovou insuficienci. Nicméně byla nalezena signifikantní pozitivní korelace poměru latosterol/cholesterol (jako ukazatele de novo syntézy cholesterolu) s kortizolem po ACTH stimulačním testu, což dokazuje, že míra tělové syntézy cholesterolu měla pozitivní efekt na syntézu kortizolu v nadledvinkách. K rozvoji nadledvinkové insuficience bude pravděpodobně zapotřebí hlubší pokles v plazmatických hladinách TC a HDL-cholesterolu, jak naznačují práce některých autorů (27). Jako diskriminační hladinu celkového plazmatického cholesterolu pro rozvoj nadledvinkové insuficience lze považovat hodnotu kolem 2,5 mmol/l.

Závěr Závěrem lze říci, že cholesterol se jeví v klinicky závažných stavech jako podmíněně esenciální nutrient. V rámci řešeného projektu jsme nalezli statisticky významný pokles TC, LDL i HDL-cholesterolu, a to bez výjimky. Potvrdili jsme kauzální souvislost prozánětlivého cytokinu typu IL-6 na plazmatické hladiny TC, LDL a HDL-cholesterolu. Vysvětlením prudkého poklesu v plazmatických hladinách TC lze mimo jiné vysvětlit supresí endogenní syntézy cholesterolu. Intenzita endogenní syntézy cholesterolu je závislá na tíži onemocnění. Nižší hladiny latosterolu a poměru latosterol/cholesterol (jako ukazatele endogenní syntézy cholesterolu) byly spojeny s vyšším APACHE II. Ačkoli jsme v naší studii neprokázali poruchu syntézy stresových nadledvinkových hormonů (kortizolu), podle námi nalezených výsledků lze jednoznačně potvrdit souvislost mezi mírou endogenní syntézy cholesterolu a syntézou nadledvinkových hormonů. Jedním z velmi cenných výsledků naší studie je nález suprese baktericidní schopnosti granulocytů. Současně jsme prokázali závislost této baktericidní schopnosti granulocytů na míře endogenní syntézy cholesterolu. Tento nález plně zapadá a rozšiřuje koncepci vztahu hypocholesterolémie se zvýšenou incidencí infekčních komplikací u nemocných v akut-

ním stavu. Z hlediska terapeutického je hypocholesterolémie předmětem výzkumu. Jako léčebná alternativa ovlivnění hypocholesterolémie se jeví časná enterální výživa, která příznivě ovlivňuje hladiny HDL-cholesterolu. Včasné enterální podání cholesterolu nebylo zatím realizováno, i když tento typ nutriční podpory v akutních stavech je v současné době předmětem výzkumu. Jinou formou suplementace cholesterolu u nemocných v akutních stavech by mohlo být obohacení tukových emulzí pro parenterální výživu (8). Přestože bylo experimentálně v této oblasti dosaženo některých pozoruhodných výsledků, zůstává tato možnost zatím v rovině experimentální terapie. Jistě bude zapotřebí dalších studií zabývajících se touto problematikou.

Literatura 1.

ACTON, S. – RIGOTTI, A. – LANDSCHULZ, KT., et al. Identification of scavenger receptor SR-BI as a high-density lipoprotein receptor. Science, 1996, vol. 271, p. 518–520. 2. ALTMANN, SW. – DAVIS, HR. – ZHU, I., et al. Niemann-Pick C1 Like 1 protein is critical for intestinal cholesterol absorption. Science, 2004, vol. 303, p. 1201–1204. 3. ALVAREZ, C. – RAMOS, A. Lipids, lipoproteins and apoproteins in serum during infection. Clin. Chem., 1986, vol. 32, p. 142–145. 4. BIETRIX, F. – YAN, D. – NAUZE, M., et al. Accelerated lipid absorption in mice overexpressing intestinal SR-BI J. Biol. Chem., 2006, vol. 281, p. 7214–7219. 5. BORKOWSKI, AJ. – LEVIN, S. – DELCROIX, C., et al. Blood cholesterol and hydrocortisone production in man: quantitative aspects of the utilization of circulating cholesterol by the adrenals at rest and under adrenocortocotropin stimulation. J. Clin. Invest., 1967, vol. 46, p. 797–811. 6. BRASS, EP. – VETTER, HV. Interleukin-6, but not tumor necrosis factor – alpha, increases lipogenesis in rat hepatocyte primary cultures. Biochem. J., 1994, vol. 301, p. 193–197. 7. DELGADO-RODRIGUES, M. – MEDINA-CUADROS, M. – MARTINEZ-GALLEGO, G., et al. Total cholesterol, HDL-cholesterol and risk of nosocomial infection: a prospective study in surgical patients. Infect. Control. Hosp. Epidemiol., 1997, vol. 18, p. 9–18. 8. DRUML, W. – FISCHER, M. Cholesterol improves the utilization of parenteral lipid emulsions. Wien Klin. Wochenschr., 2003, vol. 115, no. 21/22, p. 767–774. 9. ELLIOT, DC. – WILES, SE. Low lipid concentrations in critical illness: hypocholesterolemia among trauma patients. Crit. Care Med., 1997, vol. 25, p. 1437–1439. 10. ETTINGER, WH. – VARMA, VK. – SORCI-THOMAS, M., et al. Cytokines decrease apolipoprotein accumulation in medium from Hep G2 cells. Arterioscler. Thromb., 1994, vol. 14, p. 8–13. 11. FEINGOLD, KR. – SOUED, M. – ADI, S., et al. Tumor necrosis factor increased hepatic very-low-density lipoprotein production and increased serum triglyceride levels in

142


diabetic rats. Diabetes, 1990, vol. 39, p. 1569–1574. 12. FREUDENBERG, MA. – BOG-HANSEN, TC. – BACK, U., et al. Interaction of lipopolysaccharides with plasma high-density lipoprotein in rats. Infect. Immun., 1980, vol. 28, p. 373–380. 13. GIBBONS, GF. – MITROPOULOS, KA. – MYANT, NB. Biochemistry of cholesterol. Amsterdam, New York, Oxford, Elsevier Biomedical Press, 1982. 14. GIOVANNINI, I. – BOLDRINI, G. – CHIARLA, C., et al. Pathophysiologic correlates of hypocholesterolemia in critically ill surgical patients. Intensive Care Med., 1999, vol. 25, p. 748–751. 15. GOLDFARB, RD. – PARKER, TS. – LEVINE, DM., et al. Protein-free phospholipid emulsion treatment improved cardiopulmonary function and survival in porcine sepsis. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol., 2003, vol. 284, p. R550–R557. 16. GORDON, BR. – PARKER, TS. – LEVINE, DM., et al. Relationship of hypolipidemia to cytokine concentrations and outcomes in critically ill surgical patients. Crit. Care Med., 2001, vol. 29, p. 1563–1568. 17. GUI, D. – SPADA, PL. – DE GAETANO, A., et al. Hypocholesterolemie and risk of death in the critically ill surgical patient. Intensive Care Med., 1996, vol. 2, p. 790–794. 18. HARADA, K. – SHIMANO, H. – KAWAKAMI, M., et al. Effect of tumor necrosis factor/cachectin on the activity of the low density lipoprotein receptor on human skin fibroblast. Biochem. Biophys. Res. Comm., 1990, vol. 172, p. 1022–1027. 19. HARRIS, HW. – GRUNFELD, C. – FEINGOLD, KR., et al. Chylomicrons alter the fate of endotoxin, decreasing tumor necrosis factor release and preventing death. J. Clin. Invest., 1993, vol. 91, p. 1028–1034. 20. HUBSCH, AP. – CASAS, AT. – DORAN, JE. Protective effects of reconstituted high-density lipoprotein in rabbit gram-negative bacteremia models. J. Lab. Clin. Med., 1995, vol. 126, p. 548–558. 21. KRAMER, W. – GIRBIG, F. – CORSIERO, D., et al. Aminopeptidase N (CD13) is a molecular target of the cholesterol absorption inhibitor ezetimibe in the enterocyte brush border membrane. J. Biol. Chem., 2005, vol. 280, p. 1306–1320. 22. MURRAY, RK., et al. Harper’s Biochemistry. 23rd ed. Appleton and Lange, a Publishing Division of Prentice-Hall International, Connecticut, 1993.


23. NAULI, AM., et al. CD 36 is important for chylomicron formation and secretion and may mediate cholesterol uptake in the proximal intestine. Gastroenterology, 2006, vol. 131, p. 1197–1207. 24. PAKJRT, D. – DORAN, JE. – KOSTER, F., et al. Antiinflammatory effect of reconstituted high-density lipoprotein during human endotoxemia. J. Exp. Med., 1996, vol. 184, p. 1601–1608. 25. PANOUSIS, CG. – ZUCKERMAN, SH. Interferon-gamma induces downregulation of Tangier disease gene (ATP-binding-cassette transporter-1) in macrophage-derived foam cells. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., 2000, vol. 20, p. 1565– 1571. 26. TIETGE, UJ. – MAUGEAIS, C. – CAIN, W., et al. Overexpression of secretory phospholipase A2 caused rapid catabolism and altered tissue uptake of high-density lipoprotein cholesterol ester and lipoprotein A-1. J. Biol. Chem., 2000, vol. 275, p. 10077–10084. 27. VAN DER VOORT, PH. – GERRITSEN, RT. – BAKKER, AJ., et al. HDL-cholesterol level and cortisol response to synacten in critically ill patients. Intensive Care Med., 2003, vol. 29, p. 2199–2203. 28. WINDLER, E. – EWERS-GRABOV, U. – THIERY, J., et al. The prognostic value of hypocholesterolemia in hospitalized patients. Clin. Invest., 1994, vol. 72, p. 939–943. 29. WOLFRAM, G. – ECKARD, J. – OLLNER, N. Disturbances of lipoprotein and fatty acid metabolism in patients with heavy injuries. Wien Klin. Wochenschr., 1980, vol. 58, p. 1327–1337. 30. YAGUCHI, H. – TSUTSUMI, K. – SHIMONO, K., et al. Involvement of high-density lipoprotein as substrate cholesterol for steroidogenesis by bovine adrenal fasciculoreticularis cells. Life Sci., 1998, vol. 62, p. 1387–1395. Tato práce byla podpořena grantovým projektem IGA NR /8921-3.

Korespondence: MUDr. Pavel Vyroubal Fakultní nemocnice Gerontologická a metabolická klinika Sokolská 581 500 05 Hradec Králové e-mail: [email protected] Do redakce došlo 24. 6. 2009



143

HUMÁNNÍ EHRLICHIÓZA – NOVÁ KLÍŠTĚTEM PŘENOSNÁ ZOONÓZA V NAŠICH PODMÍNKÁCH 1, 2

Petr KNÍŽEK, 3Jiří KOBLIHA, 1František SEDLÁČEK Pardubická krajská nemocnice, infekční oddělení, Pardubice 2 Univerzita Pardubice, Fakulta zdravotnických studií, Pardubice 3 Zdravotní ústav Ostrava, pobočka Bruntál 1

Souhrn Lidská granulocytární ehrlichióza (HGE) je nová klíštětem přenosná zoonóza. HGE je způsobena obligátně intracelulární baktérií Anaplasma phagocytophila. Přenašečem této infekce v Evropě je klíště Ixodes ricinus. K typickým klinickým projevům patří horečka, únava, bolesti hlavy a svalů. Při těžším průběhu bývá zasažen trakt gastrointestinální, respirační nebo nervový. Charakteristickými laboratorními nálezy jsou leukopenie, trombocytopenie a zvýšení jaterních transamináz. Onemocnění lze prokázat vzestupem titru protilátek (metoda nepřímé imunofluorescence), mikroskopickou identifikací původce v granulocytech krevního nátěru, případně stanovením specifické DNA polymerázovou řetězovou reakcí (PCR). V terapii jsou účinné tetracykliny, chinolony a rifampicin. Naše populace je poměrně často exponována ehrlichiové infekci. Je třeba na tuto diagnózu myslet zejména u imunodeficitních pacientů, u kterých včasné nasazení léčby může zabránit komplikovanému průběhu nemoci. Klíčová slova: Lidská granulocytární ehrlichióza (HGE); Anaplasma phagocytophila; Klinické projevy; Laboratorní diagnostika.

Human Granulocytic Ehrlichiosis – a New Tick-Borne Zoonosis by Us Summary Human granulocytic ehrlichiosis (HGE) is a new tick-borne zoonosis. HGE is caused by intracellular bakteria Anaplasma phagocytophila. The vector for this infection in Europe is the tick Ixodes ricinus. Typical clinical manifestations include fever, malaise, headache and myalgia. In more serious case gastrointestinal tract or respiratory and nervous systems may be affected. Characteristic laboratory abnormalities are leucopenia, thrombocytopenia and elevated liver transaminases. This disease can by confirmed by increasing of antibody titre (indirect immunofluorescence assay), microscopic identification of patogen in granulocytes from blood smear, eventually by means of specific DNA by polymerase change reaction (PCR). Tetracyclines, quinolones and rifampicin are effective therapeutically. The Czech population is relatively often exposed to Ehrlichia infections. We should consider this diagnosis, especially in immunodeficient patiens, where early treatment may prevent complicated course of the disease. Key words: Human granulocytic ehrlichiosis (HGE); Anaplasma phagocytophila; Clinical manifestations; Laboratory diagnosis.

Úvod Ehrlichióza je v našich podmínkách nově se rozšiřující zoonóza, vedle dosud dobře známých klíštětem přenosných zoonóz, především virové klíšťové meningoencefalitidy a lymské boreliózy (LB) či méně obvyklých onemocnění obligátně nebo fakultativně přenášených klíšťaty, jako je tularémie, Q-horečka, bartonelóza a některé další nákazy. Toto onemocnění bylo původně považováno za zoogenní infekci. Historicky první popsané onemocnění vyvolané ehrlichiemi ve veterinární medicíně je psí ehrlichióza diagnostikovaná v roce 1935 v Al-

žírsku. V roce 1945 byl popsán rod těchto baktérií a pojmenován na počest německého bakteriologa Paula Ehrlicha (21). První lidské onemocnění ehrlichiózou bylo popsáno v roce 1954 jako infekce způsobená druhem Ehrlichia sennetsu a probíhající pod obrazem infekční mononukleózy. Typickým klinickým projevem je horečka a zduření mízních uzlin. Výskyt onemocnění je regionálně omezen na oblast jihovýchodní Asie, většina případů je hlášena ze západního Japonska (9). V roce 1986 byl diagnostikován ve Spojených státech v Arkansasu první případ lidské monocytární ehrlichiózy (HME) u 51letého muže. Infekce se

144


rozvinula 14 dnů po infestaci klíštětem s těžkým fatálním průběhem − febrilie, akutní selhání jater a ledvin, hypotenze, koagulopatie, pancytopenie, hemoragie kožní a slizniční. Byl popsán nový druh způsobující onemocnění lidí Ehrlichia chaffensis (17). V roce 1994 bylo popsáno ve Spojených státech další lidské onemocnění − lidská granulocytární ehrlichióza (HGE). Byly prokázány moruly v neutrofilních granulocytech celkem u 12 pacientů ze středozápadu USA. Onemocnění druhem E. chaffensis bylo vyloučeno, pomocí PCR metody byl zjištěn zcela nový druh ehrlichie označený jako HGE agens. Toto agens je příbuzné některým zvířecím ehrlichiím (Ehrlichia equi). Na základě sekvenční analýzy 16S ribozomální RNA bylo reklasifikováno jako Anaplasma phagocytophila (13). Onemocnění bylo prokázáno rovněž v Evropě. V roce 1991 byl v Portugalsku diagnostikován první případ HME u 21letého muže, druhý případ byl popsán v Belgii u 13leté dívky. V roce 1997 byl popsán první evropský případ HGE ve Slovinsku u 70leté ženy a následně zde bylo prokázáno dalších 12 případů onemocnění (18). Bylo potvrzeno, že onemocnění není vázáno pouze na zemi, kde bylo popsáno, ale je nutné ho v diferenciální diagnostice zvažovat i v Evropě!

Původce a patogeneze nemoci Původcem onemocnění jsou ehrlichie − obligátní intracelulární parazité takřka výhradně leukocytů hostitelského organizmu, vzácněji trombocytů. Dosahují velikosti 1−3 µm. Energeticky žijí na úkor hostitelské buňky. Binárně se dělí v oválných či ovoidních cytoplazmatických inkluzích zvaných morula o velikosti 2−5 µm. Ty jsou vázány ve formě mikrokolonií na cytoplazmatickou membránu. Mikrokolonie obsahují až 40 baktérií (iniciální tělíska). Strukturou připomínají G-baktérie. Po ruptuře moruly se do krevního oběhu uvolňují infekční tzv. elementární tělíska. Napadají další leukocyty nebo jsou nasáta klíštětem (13). V roce 2001 byl reorganizován řád Rickettsiales v čeledích Rickettsiaceae a Anaplasmataceae. Některé druhy ehrlichií byly sloučeny s anaplasmaty, cowdrie s ehrlichiemi a ehrlichie s neorickettsiemi. Vzniklo 6 nových druhů. Čeleď Anaplasmataceae zahrnuje nyní 4 rody: Ehrlichia, Anaplasma, Neorickettsia, Wolbachia (7).


Tabulka 1 Taxonomické řazení druhů v čeledi Anaplasmatacae

Anaplasma

Anaplasma phagocytophila Anaplasma platys Anaplasma marginale

Ehrlichia

Ehrlichia cannis Ehrlichia chaffensis Ehrlichia ewingi Ehrlichia ruminantium

Wolbachia

Wolbachia pipientis

Neorickettsia

Neorickettsia risticii Neorickettsia sennetsu Neorickettsia helminthoeca

Cílovými napadenými buňkami hostitele jsou buňky hemopoetického a lymforetikulocytárního systému, nejčastěji monocyty a granulocyty. Podle typu postižených buněk se rozlišuje onemocnění (13): a) Lidská granulocytární ehrlichióza (HGE) Je způsobena dosud dvěma známými původci: • Anaplasma phagocytophila (dříve HGE agens, Ehrlichia equi či Ehrlichia phagocytophila) Vyskytuje se v USA, kde je vektorem klíště Ixodes scapularis či Ixodes pacificus, a také v Evropě, kde je vektorem klíště Ixodes ricinus. • Ehrlichia ewingi Vyskytuje se v USA, vektorem je klíště Amblyoma americanum. b) Lidská monocytární ehrlichióza (HME) V současné době jsou známi rovněž 2 původci. • Ehrlichia chaffeensis, vektorem je klíště Amblyoma americanum, výskyt převážně v USA. • Neorickettsia sennetsu (dříve Ehrlichia sennetsu), vektorem jsou trematoda a výskyt v oblasti jihovýchodní Asie, převážně západní oblasti Japonska. Patogeneze a histopatologie není ještě plně prostudována. Po přisátí klíštěte se ehrlichie dostávají do kůže, dále do krevních a lymfatických cév a následně napadají cílové buňky hemopoetického a lymforetikulárního systému. Zatím není známo, zda patologické projevy vznikají přímým cytopatickým účinkem baktérií, imunopatologickým mechanismem nebo kombinací obou (13). Akutní fáze trvá 2


145


až 4 týdny. V průběhu akutní fáze cirkulují infikované leukocyty do orgánů, nejčastěji jater, sleziny a lymfatických uzlin. V orgánech následně adherují na cévní endotel a indukují vaskulitidu a infekci subendoteliální tkáně. Projevy infekce se vyskytují v mnoha orgánech a tkáních, kde jsou přítomny hostitelské leukocytární buňky. Predilekčními orgány jsou mimo jater, sleziny a lymfatických uzlin dále plíce, ledviny a mozek. Častými nálezy jsou pak granulomatózní záněty a histiocytární infiltráty. Vznikají často granulomy kostní dřene, jaterní léze v podobě od fokálních nekróz až ke kruhovým granulomům (15).

Výskyt onemocnění Většina případů lidské ehrlichiózy je hlášena v USA. Nejvíce případů HME je hlášeno z jihovýchodních a jižních centrálních částí Severní Ameriky. Místa nejvyššího výskytu jsou zejména Arkansas, Florida, Missouri, Severní Karolína, Oklahoma, Tenessee, Texas a Virginie. Endemické oblasti HGE jsou americké státy Winconsin, Minnesota a Connecticut. Některé oblasti se shodují s oblastmi s vysokým výskytem onemocnění LB, což odpovídá společnému vektoru obou onemocnění − Ixodes scapularis. V západních oblastech Spojených států je vektorem přenosu HGE klíště Ixodes pacificus. Většina případů (80−90 %) je hlášena v období dubna až září, z toho 55−70 % případů v průběhu května až července. Toto období je sezónou aktivity dospělých klíšťat Amblyoma americanum a nymf klíšťat Ixodes scapularis (6). Pozorování klinicky manifestní HGE v Evropě byla dosud ojedinělá a soudí se, že mnoho případů uniká pod obrazem nespecifického horečnatého onemocnění (flu-like). V řadě evropských zemí proběhly séroepidemické studie sledující výskyt antiehrlichových protilátek, séroprevalence je uváděna mezi 2−25 %. Pozitivita HGE protilátek je geograficky různá. Pozitivita protilátek proti HGE u jiných klíšťových nákaz svědčí pro možnost koinfekce s LB. Přehled séroprevalence HGE v některých evropských zemích (2): • Dánsko − 3,8 % (132 pacientů s neuroboreliózou), • Slovinsko − 15,4 %, stejně jako proti LB, • Švýcarsko − 25 % (258 vyšetřených lesních dělníků),

•

ČR − 21 %, v běžné populaci 963 vyšetřených osob ze západních a středních Čech v letech 1998−2000: − 19,6 % u pacientů s neuroboreliózou, − 8,9 % u pacientů s KME. Výsledky ukazují, že lidská populace v Evropě i České republice je ehrlichiím často exponována! Séroprevalence HGE je v teplém období roku signifikantně zvýšena oproti chladné sezóně, což je charakteristické pro transmisivní onemocnění mírného pásma. Naproti tomu sezónnost koincidence protilátek proti HGE a LB nebyla zřejmá, dá se předpokládat, že podíl nymf a imag klíšťat na přenosu HGE a LB je různý a bude vyžadovat další studium (14, 20). Validitu sérologických výsledků potvrzuje i zjišťované procento promořenosti klíšťat průkazem etiologického agens PCR metodou. Baktérie A. phagocytophila byla detekována PCR metodou v klíšťatech Ixodes ricinus v mnoha evropských zemích: Bulharsko, Francie, severní Itálie, jižní Německo, Nizozemsko, jižní Norsko, Polsko, pobaltské oblasti Ruska, Slovinsko, Španělsko, Švýcarsko a Velká Británie. Promořenost klíšťat kolísala od 2 % do 45 % podle geografické lokalizace. Koincidence LB a HGE v klíšťatech byla obvykle okolo 10 %. V Polsku bylo nalezeno dokonce 2krát více klíšťat infikovaných HGE než LB. Zemí s nejvyšším počtem prokázaných případů onemocnění HGE v Evropě je Slovinsko. Onemocnění bylo prokázáno v dalších evropských zemích: Francii, Nizozemsku, Polsku, Rakousku, Španělsku a Švédsku. Onemocnění vázané na přenos vektorem má sezónní charakter výskytu v Evropě od dubna do října, s nejvyšším výskytem v červenci. Inkubační doba onemocnění je 5−21dnů. Více případů bylo popsáno u mužů než u žen, věk pacientů s HGE byl v rozmezí od 11 do 73 let. V řadě evropských zemí proběhly sérologické studie sledující výskyt antiehrlichiových protilátek, které uvádějí prevalenci protilátek mezi 2−25 % (2, 4). V České republice bylo první veterinární onemocnění ehrlichiózou zjištěno v roce 1996 u psů. Podle vysoké séroprevalence u lovné zvěře a výskytu ehrlichií v klíšťatech vše nasvědčuje tomu, že také v některých oblastech ČR je ehrlichióza endemická (12).

Epidemiologie Rezervoárem infekce je zejména vysoká zvěř, ale také menší savci, a to volně žijící i domácí (ba-

146


revná příloha s. I, obr. 1 a 2). Přenašečem jsou různé druhy infikovaných klíšťat. Mezi dosud ověřené vektory patří 5 druhů klíšťat. Tři druhy jsou typické pro USA: Amblyoma americanum, Dermacentor variabilis, Ixodes scapularis. Další 2 druhy klíšťat jsou typické pro Evropu a Asii: v západní Evropě Ixodes ricinus a ve východní Evropě a v Asii Ixodes persulcatus (6). Byl popsán také přenos perinatálně a během transplantace (11, 19).

Klinické formy onemocnění a laboratorní nálezy HGE a HME jsou onemocnění s podobnými klinickými příznaky a laboratorními nálezy. Nespecifické klinické příznaky se mohou podobat řadě jiných infekčních i neinfekčních chorob. Ne všechny infikované osoby onemocní. U mnoha infikovaných osob je průběh onemocnění mírný, často nevyhledávají lékařské vyšetření, infekce proběhla asymptomaticky. Naopak asi 50−60 % případů vzhledem k závažnosti průběhu vyžaduje hospitalizaci. Mortalita dosahuje 5 % u HME a až 10 % u HGE. Průběh onemocnění bývá rozmanitý, od abortivního přes subklinický, chřipkový, s komplikacemi až po život ohrožující. Závisí na imunitním stavu pacienta. Těžkým průběhem jsou ohroženy osoby s oslabeným imunitním systémem, pacienti po splenektomii, s HIV infekcí, při imunosupresivní terapii (kortikoterpaie, chemoterapie). Tato skupina pacientů je onemocněním ohrožena na životě. Příznaky onemocnění se manifestují po inkubační době přibližně 7−14 dnů (inkubační doba 1−21 dnů). Onemocnění začíná nespecifickými chřipkovitými příznaky − třesavka, horečka, pocení, bolesti v krku, nevolnost, malátnost, bolesti hlavy, bolesti svalů, závratě. V určitém procentu onemocnění se mohou objevit projevy orgánového postižení jednoho nebo více orgánových systémů: • Gastrointestinální trakt − nauzea, zvracení, bolesti břicha, průjem, nechutenství, úbytek hmotnosti, bolesti v pravém podžebří, hepatosplenomegalie. • Respirační systém − kašel, na rentgenogramu se často objevují plicní infiltráty (nález atypické pneumonie). • Nervová soustava − syndrom aseptické meningitidy. Bolesti hlavy, závratě, světloplachost, křeče. • Lymfadenopatie.

•


Kožní projevy − až u 30 % pacientů, makulopapulózní nebo petechiální exantém, edémy dlaní a chodidel. Ojediněle erytem kruhovitého charakteru s centrálním výbledem jako u LB. Vyrážka na rozdíl od horečky Skalistých hor je relativně málo častá u dospělých pacientů s HME a ještě řidčeji s HGE. Výskyt exantému se udává přibližně u 60 % dětských pacientů s HME (1).

Život ohrožující komplikace onemocnění jsou nejčastěji: Hepatorenální selhání, diseminovaná intravaskulární koagulopatie, respirační selhání, kóma při meningoencefalitidě. Sekundární infekce vzniklé v důsledku podlomení imunitních mechanizmů způsobené často nozokomiálními nebo oportunními patogeny (10). Trvání onemocnění od počátečních příznaků k úplné úzdravě bývá kolem 3 měsíců. U nekomplikovaných onemocnění trvá přibližně 1 týden. V průběhu rozvoje onemocnění dochází často k leukopenii s posunem doleva, trombocytopenii, anémii, mírnému zvýšení jaterních transamináz a kreatininu. Tyto laboratorní změny jsou pro HGE typické, nikoli však specifické (mohou se vyskytovat u nemocí jiného původu). Ve většině případů bývají laboratorní změny nejnápadnější v průběhu prvních 14 dnů od začátku onemocnění (1).

Diagnostika Z důvodu častějších komplikací při nerozpoznané infekci je důležitá včasná diagnóza a následně léčba ehrlichiózy. Pro rozpoznání nemoci je v první řadě nutné zhodnocení epidemiologických a klinických dat. K potvrzení infekce jsou k dispozici metody přímého a nepřímého průkazu. Metody nepřímého průkazu Nejčastěji se používá nepřímý průkaz: stanovení specifických protilátek. Vzhledem k časné a specifické protilátkové odpovědi se nejvíce využívá stanovení protilátek nepřímou imunofluorescenční reakcí (IFA) za použití ehrlichiového antigenu (barevná příloha s. II, obr. 3). Pro průkaz monocytární formy se používá antigen E. chaffeensis, pro granulocytární formu je to antigen Anaplasma phagocytophila či Ehrlichia equi.


Pozitivní sérologické nálezy IFA je možné konfirmovat metodou „western blott“ průkazem vysoce specifických antigenů p42kD, p44kD (3). Diagnostické soupravy pro průkaz protilátek nepřímou imunofluorescencí je možné získat na trhu: IFA-FOCUS Diagnostics inc., 10703 Progress Way, Cypress, Kalifornia 90630, USA; WB-HGE Ehrlichia IgG Marblot, USA. Hodnocení testu je stanoveno: Protilátky třídy IgM: první pozitivní hodnota ≥ 1:20 ve vzorku jednoho séra a čtyřnásobný vzestup mezi dvěma vzorky v rozmezí jednoho až dvou týdnů. Protilátky třídy IgG: první pozitivní hodnota ≥ 1:64 a čtyřnásobný vzestup znamená probíhající nebo nedávnou infekci. Hladina IgM protilátek je u neléčených pacientů detekovatelná za 24 hodin po prvním horečnatém stavu, roste 3–5 dnů po infekci a záhy zvolna klesá na nedetekovatelné hodnoty za 30–60 dnů. Zajímavé je, že byly-li u zachycených případů akutní HGE v Evropě testovány IgM protilátky, nebyly vůbec detekovány (20). Sledování dynamiky protilátek IgG u HGE ukázalo, že koncentrace vesměs kulminují 3.–4. týden po začátku onemocnění a ještě po 12–18 měsících jsou detekovatelné hraniční hodnoty. Vzhledem k dynamice tvorby protilátek je vhodné zajišťovat dva sérologické odběry: Jeden ve fázi akutní a druhý za 15 až 21 dnů ve fázi rekonvalescence (16). Metody přímého průkazu • „Zlatý standard“ mikrobiální diagnostiky „kultivace in vitro“ v tomto případě není přínosnou metodou. Pro intracelulární parazitizmus baktérie je kultivace možná jen za použití speciálních buněčných linií, trvá více než 30 dnů. Dosud byly popsány pouze ojedinělé izoláty E. chaffeensis. Kultivace Anaplasma phagocytophilla se zdařila na buňkách leukemické HL60 linie. Metody kultivace pro svoji složitost nepatří k základním v diagnostice ehrlichiózy (5). •

147


Krevní nátěr: Mikroskopické vyšetření Giemsou barveného nátěru periferní krve s průkazem inkluzivních morul v periferní krvi. Moruly byly prokázány v USA v 25 % případů HGE. Detekovány byly pouze v akutní horečnaté fázi onemocnění. Prů-

kaz morul koreloval s pozitivitou PCR a byl nalezen u pacientů ve věku nad 50 let. Falešně pozitivní nálezy byly zaznamenány při toxických granulacích leukocytů (1). V Evropě byl prozatím průkaz morul ojedinělý. Tato metoda je považována za nespolehlivou pro relativně nízké procento napadených leukocytů (řádově 1 % a méně), vyžaduje vyšetření minimálně 800 až 1000 granulocytů, je limitována leukopenií v akutním stadiu onemocnění a pro nesnadnou identifikaci morul vyžaduje značnou zkušenost diagnostikujícího (4) (barevná příloha s. II, obr. 4). •

PCR metoda: Průkaz ehrlichiové nukleové kyseliny z periferní krve nebo cerebrospinálního moku infikovaného pacienta. Primery specifické pro E. chaffeensis a Anaplasma phagocytophilla jsou odvozeny z genu kódujícícho 16 S rRNA . Test je vysoce specifický a jeho citlivost v průběhu akutní fáze ehrlichiózy je odhadována na 80–87 %. Kvalita odebraného materiálu má značný vliv na výsledek vyšetření. Optimální je nesrážlivá krev (přednostně EDTA; citrát), odebraná v akutní fázi onemocnění před podáním antibiotika a vyšetřená do 24 hodin. Separace leukocytární frakce („buffy coat“) a vyčištění od erytrocytů zvyšuje účinnost. V nouzi lze detekci provést i ve zmražené plné krvi nebo séru (8).

Diagnostická kritéria Prokázané onemocnění: Horečnaté onemocnění v návaznosti na kontakt s klíštětem, typické klinické projevy onemocnění a průkaz infekce Anaplasma phagocytophilum: 1. sérokonverzí, resp. čtyř a vícenásobným vzestupem titru specifických protilátek u párových sér (IFA), 2. nebo pozitivitou PCR se specifickou amplifikací prokazující specifickou DNA Anaplasma phagocytophilum v krvi a zároveň pozitivním sérologickým testem, 3. nebo mikroskopickým nálezem cytoplazmatických morul v leukocytu a zároveň pozitivním sérologickým testem; Vysoce pravděpodobné onemocnění: Horečnaté onemocnění v návaznosti na kontakt

148


s klíštětem, klinicky odpovídající obraz a laboratorní průkaz: 1. stabilní vysoké titry specifických protilátek proti Anaplasma phagocytophillum v akutní a rekonvalescentní fázi onemocnění nebo jednotlivý sérologický nález vysokého titru, 2. nebo izolovaný průkaz cytoplazmatických morul v krevním nátěru (4).


dem k dynamice tvorby protilátek je vhodné zajišťovat dva sérologické odběry: jeden ve fázi akutní a druhý za 15 až 21 dnů ve fázi rekonvalescence. IgM protilátky nebývají detekovány. Hodnocení protilátek třídy IgG: první pozitivní hodnota ≥ 1:64 a čtyřnásobný vzestup znamená probíhající nebo nedávnou infekci. Pozitivní sérologické vzorky následně konfirmovat metodou western blot průkazem vysoce specifických antigenů p42kD a p44kD.

Léčba Vzhledem k podobnosti s jinou rickettsiózou, horečkou Skalistých hor, bývala ehrlichióza empiricky léčena tetracyklinem nebo chloramfenikolem. Dosud bylo prokázáno, že E. chaffeensis je in vitro citlivá pouze na tetracyklin, nikoli chloramfenikol. Anaplasma phagocytophillum je in vitro citlivá také na chinolony. Doporučená terapie: doxycyklin orálně nebo intravenózně 100 mg 2× denně u dospělých, u dětí starších osmi let 3 mg/kg a den ve dvou denních dávkách po dobu 14 dnů. U pacientů alergických na tetracyklinová antibiotika a mladších dětí je alternativní léčbou rifampicin. Léčba beta-laktamovými antibiotiky je na rozdíl od lymské boreliózy neúčinná! (6).

Závěr HGE je nová klíštětem přenosná zoonóza. Onemocnění bylo pospáno v USA, ale je nutné s jeho výskytem počítat také v Evropě, kde již bylo prokázáno. Řada onemocnění jistě zatím uniká diagnostice. Včasná diagnostika a léčba je pro život ohrožující komplikace nutná zejména u imunosuprimovaných pacientů. Základními klinickými projevy jsou horečka, bolesti hlavy a únava. Často dochází k multiorgánovému postižení. Charakteristickým laboratorním nálezem je cytopenie a elevace jaterních aminotransferáz. Základem pro diagnostiku HGE je průkaz specifických protilátek metodou nepřímé imunofluorescence doplněnou konfirmací „western blotem“ za použití komerčních setů. Včasná diagnostika akutní HGE může být obtížná zejména na začátku klinických příznaků, kdy protilátky ještě nemusí být vytvořeny. Koncentrace vesměs kulminují 3. až 4. týden po začátku onemocnění a ještě po 12–18 měsících jsou detekovatelné hraniční hodnoty. Vzhle-

Metody přímého průkazu jsou vhodné jako doplňkové metody: Krevní nátěr má význam provádět pouze v akutní horečnaté fázi onemocnění. PCR diagnostika je vhodná pro diagnostiku neuroinfekcí: zajišťujeme vyšetření krve a zejména likvoru. Optimální je nesrážlivá krev (přednostně EDTA; citrát), odebraná v akutní fázi onemocnění před podáním antibiotika a vyšetřená do 24 hodin. Separace leukocytární frakce („buffy coat“) a vyčištění od erytrocytů zvyšuje účinnost. HGE se u nás vyskytuje a je nutno ji v rámci diferenciální diagnostiky stavů vzniklých po kontaktu s klíštětem zvažovat vedle častěji se vyskytující LB a KME. Vzhledem k možným závažným až fatálním komplikacím HGE a odlišné volbě terapie v porovnání s dalšími původci je nutná včasná diagnostika a cílená léčba. Tato léčba vede ke snížení rizika komplikací u akutních stavů a jejich přechodu do chronických potíží.

Literatura 1.

2.

3.

4.

5.

6.

BAKKEN, JS. – KRUETH, J. – WILSON, C., et al. Clinical and laboratory characteristics of human granulocytic ehrlichiosis. JAMA, 1996, vol. 275, no. 3, p. 199−205. BLANCO, JR. − OTEO, JA. Human granulocytic ehrlichiosis in Europe. Clin. Microbiol. Infect., 2002, vol. 8, no. 12, p. 763−772. BROUQUI, P. – SALVO, E. – DUMLER, JS., et. al. Diagnosis of granulocytic ehrlichiosis in humans by immunofluorescence assay. Clin. Diagn. Lab. Immunol., 2001, vol. 8, no. 1, p. 199−202. BROUQUI, P., et. al. Guidelines for the diagnosis of tick-borne bacterial diseases in Europe. Clin. Microbiol. Infect., 2004, vol. 29, no. 10, p. 1108−1132. DAVSON, JE. – ANDERSON, BE. – FISHBEIN, DB., et al. Isolation and characterisation of an Ehrlichia sp. From a patient diagnose with human ehrlichiosis. J. Clin. Microbiol., 1991, vol. 29., no. 12, p. 2741−2745. DUMLER, JS. − BAKKEN, JS. Ehrlichial diseases of


7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.


humans: emerging tick-borne infections. Clin. Infect. Dis., 1995, vol. 20, no. 5, p. 1102−1110. DUMLER, JS. − BARBET, AF. − BROKER, CPJ., et al. Reorganozation of genera in the families Ricketsiaceae and Anaplasmataceae in the order Rickettsiales: unification of sam species of Ehrlichia with Anaplasma, Cowdia with Ehrlichia, and Ehrlichia with Neorickettsia, designation of six new species combinations and designation of Ehrlichia equi anf „HGE agent“ as subjective synonym of Ehrlichia phagocytophila. Int. J. Syst. Evol. Bacteriol., 2001, vol. 51, no. 6, p. 2145−2165. EDELMAN, DC. – DUMLER, JS. Evaluation of an improved PCR diagnostic assay for human granulocytic ehrlichiosis. Mol. Diagn., 1996, vol. 1., no. 1., p. 41−49. FUKUDA, T. − KUTAO, T. − KEYDA, Y. Studies on the kausativ agent of Hyuganetsu dissease. Isolation of the agent and its inoculation trial in human beings. Med. Biol., 1954, vol. 32, p. 200−209. HARDALO, C. – QUAGLIARELLO, V. – DUMLER, JS. Human granulocytic ehrlichiosis in Connecticut: report of a fatal case. Clin. Infet. Dis., 1995, vol. 21, no. 7, p. 910−914. HOROWITZ, HW. – KILCHEVSKY, E. – HABER, S., et. al. Perinatal transmission of the agent of human granulocytic ehrlichiosis. N. Engl. Med., 1998, vol. 339, no. 5, p. 365−378. HUML, O. − ČADA, F. − BÖHM, K., et al. Granulocytární ehrlichióza u psa. Veterinářství, 1996, roč. 46, č. 11, s. 464−466. CHEN, SM. − DUMLER, JS. − BAKKEN, JS., et al. Identification of a granulocytotropic Ehrlichia species as the etiologic agent of human disease. J. Clin. Microbiol., 1994, vol. 32, no. 3, p. 589−595. LÁSIKOVÁ, S. − PÍCHA, D. − MORAVCOVÁ, L. Sérové HGE protilátky u pacientů s lymeskou boreliózou v České republice. Klin. Mikrob. Inf. Lék., 2000, roč. 6, č. 4, s. 112−115.

149

15. LEPIDI, H. − BUNNELL, JE. − MARTIN, ME., et al. Comperative patology and immunohistology associated with clinical illness after Ehrlichia phagocytophila-group infections. Am. Trop. Med. Hyg, 2000, vol. 62, no. 1, p. 29−37. 16. LOTRIC-FURLAN, S. – AVSIC-ZUPANC, T. – PETROVEC, M., et. al. Clinical and serological follow-up of patiens with human granulocytic ehrlichiosis in Slovenia. Clin. Diagn. Lab. Immunol., 2001, vol. 8, no. 5, p. 899−903. 17. MAEDA, K. − MARKOWITZ, N. − HALLEY, RC., et al. Human infection with Ehlichia Cannes, a leukocyt Rickettsia. N. Engl. J. Med., 1987, vol. 316, no. 11, p. 853−756. 18. PETROVEC, M. − LOTRIC, LS. − ZUPANC, TA., et al. Human disease in Europe cause by granulocytic Ehrlichia species. J. Clin. Microbiol., 1997, vol. 35, no. 4. p. 1556−1559. 19. TAN, HP. – DUMLER, JS. – MALEY, JR., et. al. Human monocytic ehrlichiosis: An emerging pathogen in transplantation. Transplantation, 2001, vol. 71, no. 11, p. 1678−1680. 20. ZEMAN, P. − PAZDIORA, P. − RÉBL, K., et al. Výskyt protilátek proti granulocytárním ehrlichiím u západočeské a středočeské populace. Epidemiol. Mikrobiol. Imunol., 2002, roč. 4, č. 1, s. 13−18. 21. ZEMAN, P. − PAZDIORA, P. Současné poznatky o ehrlichióze. Prakt. Lékař, 2004, roč. 84, č. 12, s. 714−717.

Korespondence: MUDr. Petr Knížek Přeloučská poliklinika, a. s. Libušina 203 535 01 Přelouč e-mail: [email protected]

Do redakce došlo 5. 8. 2009

150



SIBUTRAMINE AND HEALTH-RELATED QUALITY OF LIFE: FINDINGS OF PROSPECTIVE, LONGITUDINAL STUDY 1

Ladislav SLOVÁČEK, 2Vladimír PAVLÍK University of Defence, Faculty of Military Health Sciences, Department of Field Internal Medicine, Hradec Králové, Czech Republic 2 University of Defence, Faculty of Military Health Sciences, Department of Hygiene, Hradec Králové, Czech Republic

1

Summary Background: Obesity is a multifactorial, chronic disorder that has reached epidemic proportions in most industrialized countries and is threatening to become a global epidemic. Aims: The study evaluates the effect of sibutramine therapy on health-related quality of life of obese patients. Patients and Methods: The study is local, prospective and longitudinal. It was carried out at Department of Hygiene of Faculty of Military Health Sciences in Hradec Králové, Czech Republic. Data were obtained during the year 2007. Twenty-two obese patients (6 males and 16 females) were treated by sibutramine in dose of 10 mg/day. All of these 22 patients were aged over 18 years. The European Quality of Life Questionnaire – EQ-5D Version was applied for evaluation of health-related quality of life among obese patients. Results: The statistical evaluation demonstrates that health-related quality of life (EQ-5D score and EQ-5D visual analogue scale) presents highly significant statistical dependence on sibutramine therapy (p < 0.05). Conclusion: The results showed that sibutramine therapy has a highly positive effect on health-related quality of life of obese patients. Key words: Sibutramine; Health-related quality of life; Obese patients.

Sibutramin, zdraví a kvalita života: Výsledky perspektivní dlouhodobé studie Souhrn Základní informace: Obezita je multifaktoriální chronická porucha, jež dosáhla epidemických rozměrů ve většině vyspělých zemí a je nebezpečí, že se stane celosvětovou epidemií. Cíle: Studie hodnotí vliv sibutraminové terapie na zdraví a kvalitu života u obézních pacientů. Pacienti a metody: Studie je místní perspektivní a dlouhodobá. Vedena byla v České republice na katedře hygieny Fakulty vojenského zdravotnictví v Hradci Králové. Data byla získávána v průběhu roku 2007. Dvacet dva obézních pacientů (6 mužů a 16 žen) bylo léčeno sibutraminem v dávkování 10 mg/den. Všech 22 pacientů bylo starších 18 let. Pro hodnocení zdraví a kvality života pacientů byl použit evropský dotazník Quality of Life Questionnaire – verze EQ-5D. Výsledky: Statistické vyhodnocení ukazuje, že zdraví a kvalita života (EQ-5D skóre a EQ-5D vizuální analogová škála) vykazuje vysoce významnou statistickou závislost na sibutraminové terapii (p < 0.05). Závěr: Výsledky ukázaly, že sibutraminová terapie má vysoce pozitivní vliv na zdraví a kvalitu života obézních pacientů. Klíčová slova: Sibutramin; Zdraví a kvalita života; Obézní pacienti.

Introduction Obesity is a multifactorial, chronic disorder that has reached epidemic proportions in most industrialised countries and is threatening to become a global epidemic. Clinical management of obese patients is complex and serious doubts have arisen with regard to safety and efficacy of drug therapy (3). Obesity and its associated diseases are an increasing challenge in medicine. A change in lifestyle is usually the first step with modifications in nutrition, physical activity and behavior. However, most of obese patients are not able to follow such a treat-

ment regimen for a longer period of time. If they do not lose > 5% of initial weight within 3–6 months, pharmacological intervention should be taken into account (10). Pharmacological approaches to the management of obesity can, in broad terms, use different distinct strategies: firstly, to reduce energy intake; secondly, to increase energy expenditure; and thirdly, to alter the partitioning of nutrients between fat and lean tissue. Sibutramine is a serotonin-noradrenaline (norepinephrine) reuptake inhibitor indicated for the management of obesity in conjunction with a reduced calorie diet (2, 3, 4). The pharmacological mechanisms by which sibutramine


151


exerts its weight loss effect are likely due to a combination of reduced appetite, feelings of satiety and possibly the induction of thermogenesis (3). The quality of life (QoL) is generally defined as “a patient’s subjective evaluation of his health status” (7). The QoL term contains the information on an individual physical, psychological, social and spiritual condition. The QoL evaluation is carried out by means of generic and specific QoL questionnaires (7). Generic QoL questionnaires generally evaluate a patient’s overall condition regardless his disease. Specific QoL questionnaires are designed for the evaluation of a patient’s overall condition in a particular type of disease (7). Modules are often used with these specific QoL questionnaires. These modules are focused on specific symptoms and complaints in a particular type of disease. The areas investigated in QoL questionnaires usually include patient’s physical, psychological and social functions, including his financial situation, his integration into the society, including pain, quality of sleep, spiritual aspects (interests, hobbies) and also symptoms which are specific for a particular disease (7).

The objective indicator includes 5 dimensions of QoL: mobility, self-care, usual activities, pain/discomfort, anxiety/depression. Three kinds of answers which express the degree of complaints are offered to each question (no complaints, mild complaints, severe complaints). 243 (35) combinations of health condition exist in total. The outcome is EQ-5D score (dimensions of QoL) which has the values from 0 to 1 (0 – the worst health condition, 1 – the best health condition). Subjective indicator includes visual analogous scale (the value of 100 – the best health condition, the value of 0 – the worst health condition). The respondent marks his subjectively perceived health condition at the thermometer scale. The outcome is EQ-5D VAS (a subjective health condition) which has the values from 0 to 100 (6–8). Statistical analysis was performed by means of analysis of variance (ANOVA) and the paired t-test. P values < 0.05 were considered significant. The statistical analysis was conducted using the StatSoft Statistica Base software package, version 7.1.

Results Patients and Methods The local, prospective and longitudinal study of 22 obese subjects who were treated using sibutramine in dose of 10 mg/day during 2007 (January 1 to December 31) was performed at the Department of Hygiene of Faculty of Military Health Sciences in Hradec Kralove, Czech Republic. The total number of obese subjects was 22 (6 males and 16 females). The mean age for all 22 subjects was 46.5 years (aged 19–72 years). The mean time interval since start of sibutramine therapy was 6 months). The mean Body Mass Index (BMI) for all 22 subjects before start of sibutramine therapy was 39.5 (BMI range: 31–51). The mean BMI for all 22 subjects after 6 months of sibutramine therapy was 37.8 (BMI range: 30.5–50). The study evaluated the effect of sibutramine therapy on health-related quality of life of obese patients during 6 months this therapy. The Czech version of European Quality of Life Questionnaire EQ-5D Version was applied for evaluation of quality of life in these patients (6–8). The Czech version of an international generic European Quality of Life Questionnaire – EQ-5D Version was applied for evaluation of HRQoL (6, 8). This questionnaire evaluates two indicators, objective and subjective.

The results showed that sibutramine therapy had a highly positive effect on health-related quality of life of obese patients. The mean EQ-5D score (dimension of quality of life) before sibutramine therapy for all 22 obese subjects was 77,9 %. The mean EQ-5D VAS (subjective health condition) before sibutramine therapy for all 22 obese subjects was 63 %. The mean EQ-5D score (dimension of quality of life) 6 months after sibutramine therapy for all 22 obese subjects was 91.4 %. Mean EQ-5D VAS (subjective health condition) 6 months after sibutramine therapy for all 22 obese subjects was 77.3 %. The statistical evaluation showed that sibutramine therapy has a highly positive effect on health-related quality of life of obese patients (p < 0.05) (see Graph 1).

Discussion We confirmed that the sibutramine therapy in dose of 10 mg/day has a highly positive effect on health-related quality of life of obese patients. Also, we confirmed that the sibutramine therapy has a highly positive effect on individual dimensions of quality of life evaluated by means of European Quality of Life Questionnaire EQ-5D Version

152



Graph 1: Comparison of mean values of EQ-5D score, EQ-5D VAS and BMI before and after 6 months of sibutramine therapy (N = 22, p < 0.05)

(mobility, self-care, usual activities, pain/discomfort, depression /anxiety). The results of our prospective and longitudinal study support Di Francesco’s overview work (1). The author performed double-blind randomized trial on 309 outpatients (51 males, 258 females; age 41.8 +/– 10.9 years, BMI 35.0 +/– 3.1 kg/m) (10) randomized to sibutramine (n = 154) or to placebo (n = 155) treatment. A combination of sibutramine 10 mg or matching placebo and a balanced hypocaloric diet was given for 6 months with monthly evaluations. The main outcome measures were weight loss, the impact of weight on QoL, BMI, and waist circumference. The author presents the mean weight reduction was 8.2 kg in the sibutramine group and 3.9 in the placebo group at 6 months (p < 0.01). 40 % of the sibutramine subjects and 14 % of the control subjects lost > or = 10 % of their body weight (p < 0.01). The improvement in the impact of weight on QoL was statistically significant only in the sibutramine group at 6 months (mean –12.5 vs. –4.5 points; p < 0.01). In the sibutramine group the reduction in BMI (–3.1

vs. –1.4 kg/m) (2) and waist circumference (7.7 vs. 3.5 cm) was significantly greater (p < 0.001). The incidence of adverse events was low and similar to the placebo. This study confirmed that sibutramine significantly enhances the effect of diet on weight loss, BMI and waist circumference reduction, and showed a significant improvement of QoL (1). Author Warren et al. (9) performed a study which it reports incremental cost-utility of sibutramine compared to diet and lifestyle advice for the treatment of obesity. The model estimates the costs and quality of life benefits associated with weight loss itself and the reduced incidence of coronary heart disease (CHD) and diabetes in the "healthy obese." The key source of effectiveness data is 2 randomized controlled trials over 12 months. Utility gain per kilogram lost is analyzed using Short Form-36 data from sibutramine trials. The impact on CHD is estimated using the Framingham risk equation, which relates age/sex/body mass index to risk of heart disease. The reduced incidence of diabetes due to weight loss is estimated from published literature. A life tables approach was used to calculate the


153


cost per quality-adjusted life year (QALY) of 1 year’s treatment with sibutramine compared to diet and lifestyle advice. The author (9) presents taht the incremental cost per QALY of sibutramine is 4,780 UK pounds. Sensitivity analyses show that this result is sensitive to utility associated with weight loss and the frequency of monitoring. Sibutramine is a cost-effective treatment for obesity when combined with diet and lifestyle advice (9).

Conclusion It is common in the clinical practice to evaluate a patient’s health condition and the success of the treatment based only on one type of markers, the most often by means of somatic, laboratory or detecting markers (7). But the trend in modern clinical medicine is to evaluate a patient’s health condition in a more complex way, using other aspects. The QoL means more dimensional evaluation of a number of life aspects. Different aspects can be affected in a different way in a different phase of the disease and its treatment. That is why this information enriches our knowledge concerning patient’s needs and it can significantly contribute to the medical treatment improvement. It can also help us to reveal the mechanisms which modify the origin and the course of disease (5–7). In summary, our study is the first investigation of effect of sibutramine therapy on health-related quality of life of obese patients in our country. Our study is one of the few such studies carried out in countries within the former Eastern European bloc.

Acknowledgements Supported by the Research Project of the Ministry of Defence of the Czech Republic No. 0FVZ0000503 and the Research Project of the Ministry of Health of the Czech Republic No. 00179906.

References 1.

Di FRANCESCO, V. – SACCO, T. – ZAMBONI, M., et al. Weight loss and quality of life improvement in obese subjects treated with sibutramine: a double-blind randomized multicenter study. Ann. Nutr. Metab., 2007; vol. 51, p. 75–81. 2. LUQUE, CA. – REY, JA. The discovery and status of sibutramine as an anti-obesity drug. Eur. J. Pharmacol., 2002, vol. 440, p. 119–128. 3. NISOLI, E. – CARRUBA, MO. A benefit-risk assessment of sibutramine in the management of obesity. Drug Saf., 2003, vol. 26, p. 1024–1048. 4. PAYER, J. – HAINER, V. – ONDREJKA, P., et al. Sibutramine in obesity treatment (multicenter, open, prospective 12-month-long study. Vnitř. Lék., 2004, vol. 50, p. 825–829. 5. SLOVÁČEK, L. – BOHUTÍNSKÁ, H. – KAŠLÍKOVÁ, M., et al. Occurence of depression symptoms in peripheral arterial occlusive disease. Voj. zdrav. Listy, 2008, roč. 77, s. 29–32. 6. SLOVACEK, L. – SLOVACKOVA, B. – CHOVANEC, V. The efect of femoral and popliteal percutaneous transluminal balloon angioplasty on patients quality of life. Sao Paulo Med. J., 2007, vol. 125, p. 250–252. 7. SLOVACEK, L. – SLOVACKOVA, B. – JEBAVY, L. Global Quality of Life in Patients Who Have Undergone the Hematopoietic Stem Cell Transplantation: Finding from Transversal and Retrospective Study. Exp. Oncol., 2005, vol. 27, p. 238–242. 8. THE EUROQol GROUP. EuroQol – a new facility for the measurement of health-related quality of life. Health Policy, 1990, vol. 16, p. 199–208. 9. WARREN, E. – BRENNAN, A. – AKEHURST, R. Cost-effectiveness of sibutramine in the treatment of obesity. Med. Decis. Making, 2004, vol. 24, p. 9–19. 10. WIRTH, A. Weight loss via drug therapy. Internist (Berl)., 2003, vol. 44, p. 359–366. Correspondence: Ladislav Slováček, MD, Ph.D. University of Defence Faculty of Military Health Sciences Department of Field Internal Medicine Třebešská street 1575 500 01 Hradec Králové Czech Republic e-mail: [email protected] Received 3. 3. 2009

154



PROSTOROVÁ REKONSTRUKCE HISTOLOGICKÝCH ŘEZŮ SPÁNKOVÉ KOSTI 1

1

Bruno JEŽEK, 2Viktor CHROBOK, 1Karel ANTOŠ, 1Jan VANĚK Univerzita obrany, Fakulta vojenského zdravotnictví, katedra veřejného zdravotnictví, Hradec Králové 2 Pardubická krajská nemocnice, a. s., Pardubice

Souhrn Technický rozvoj v oblastech počítačového hardwaru a aplikace nových zobrazovacích algoritmů umožňuje nasazení prostorových vizualizačních metod i v oblastech biologického výzkumu. Počítačová grafika a metody vizualizace informace se stávají významným pomocníkem při zkoumání prostorových charakteristik objektů v medicíně. Článek popisuje proces počítačové vizualizace zkoumaných objektů, používané metody, datové struktury a softwarové nástroje. Na případové studii vizualizace spánkové kosti je ukázán postup rekonstrukce od snímání rastrových obrazů až po výsledné zobrazení vytvořeného počítačového modelu. Dosažené výsledky ukazují možnost kombinování rovinných, povrchových i objemových vizualizačních metod pro různé zkoumané objekty. Klíčová slova: Vizualizace informace; Prostorová vizualizace lékařských dat; Voxelový model; Registrace; Spánková kost; MeVisLab.

Spatial Reconstruction of Histological Sections of the Temporal Bone Summary Technical development in computer hardware and application of new visualization algorithms allow the use of spatial visualization methods in many different branches of biological research. Computer graphics and information visualization methods became important help in the research of spatial features of medical objects. The article describes the process of studied objects visualization, used methods, data structures and software tools. Temporal bone visualization case study shows reconstruction process from acquired image data to final rendering of created computer model. Obtained results prove the possibility to combine image, surface and volume visualization methods for different researched objects. Key words: Information visualization; Medical data rendering; Voxel model; Registration; Temporal bone; MeVisLab.

Úvod Společně s rozvojem informačních technologií a potřebou zpracovávat, analyzovat a porozumět velkému množství informací vznikl obor vizualizace informace. Jedná se o multidisciplinární obor, který propojuje informatiku, výpočetní techniku, počítačovou grafiku a virtuální realitu s obory zabývajícími se lidským vnímáním, interakcí člověk–počítač, výtvarným uměním a designem. Vizualizace je obecně chápána jako proces vizuální interpretace. Z této definice může být následně vymezen pojem vizualizace informace jako transformace dat, informací a znalostí do vizuální formy přizpůsobené přirozeným vizuálním schopnostem člověka (2). Konkrétně se jedná o použití metod pro prezentaci dat nebo informací netradiční grafickou formou s využitím rovinné i prostorové počítačové grafiky a animací. Vytvořené vizualizace jsou často interaktivní, umožňují pohyb v prostoru

zobrazených dat, okamžitou změnu parametrů zobrazení prostřednictvím uživatelského rozhraní a interakci s grafickými objekty. Medicínská obrazová data jako zdroj informace představují speciální skupinu, kterou bychom mohli v rozdělení základních typů struktur dat nalézt mezi rovinnými, prostorovými i vícerozměrnými rastrovými daty (9). V převážné míře se jedná o data z obrazových vyšetřovacích modalit jako je počítačová rentgenologie, počítačová tomografie, magnetická rezonance, konfokální mikroskopie a další (4). Získaná data mají formát jednoho obrazu či sady rastrových obrazů představujících průmět nebo řez zkoumaným objektem. Každý element obrazu, označovaný jako pixel v 2D a voxel v 3D, nese informaci o vlastnostech odpovídající vyšetřované lokality. Skutečné hodnoty závisí na fyzikálním principu a parametrech snímacího zařízení a vyjadřují materiálové vlastnosti objektu, např. optické, biochemické nebo elektromagnetické. Při zobrazení jsou


155


naměřené hodnoty transformovány do vizuální podoby a znázorněny pomocí odstínů šedi, barvou, případně tvarem nebo dynamikou výsledné rekonstrukce.

případě uchovat původní nasnímaná data. Velmi důležitá je i volba formátu pro uložení. Řada grafických obrazových formátů zahrnuje kompresi dat často i ztrátovou, což by mohlo vést k znehodnocení dat.

Metody Registrace Vizualizaci medicínských dat můžeme chápat jako posloupnost činností od nasnímání zkoumaného objektu přes předzpracování, segmentaci a klasifikaci dat, vytváření modelu až po finální zobrazení. Výsledný obraz, znázorněný na výstupním zařízení, představuje uživatelem definovaný pohled na počítačový model. Cesta k výslednému obrazu není jednoduchá a vede přes řadu dalších metod a postupů. Vstupní data je často třeba geometricky transformovat, měnit formát uložení dat, filtrovat, přidávat další informaci k jednotlivým obrazovým elementům, rekonstruovat do počítačového modelu a následně vizualizovat podle požadavků uživatele. Volba vlastní vizualizační metody není také vždy jednoznačná a závisí jak na vlastnostech zpracovávaných dat, tak na požadovaném výstupu.

Pořízení dat Vedle nedestruktivních metod využívaných ve vyšetřovacích modalitách založených na řadě fyzikálních principů lze k snímání biologických dat použít i sekční metody. Sekční metody snímání jsou nevratné metody, které destruktivně zasahují do snímaného objektu nebo tkáně. Snímaný objekt je rozřezán na rovnoběžné stejně tenké plátky. Vzniklé preparáty se digitalizují (např. skenerem) a uloží ve formě rastrových obrazů (barevná příloha s. III, obr. 1). Příkladem takového pořizování dat může být projekt Visible Human (11), kdy bylo tělo odsouzeného vězně po vykonání rozsudku nakrájeno na řezy o síle jednoho milimetru. Jednotlivé řezy byly digitalizovány a uloženy ve formátu barevných rastrových obrazů. Ve fázi pořizování dat je možné rastrové obrazy předzpracovat, tzn. upravit je například filtrací, oříznutím či zdůrazněním požadované informace. Tyto operace mohou snížit objem zpracovávaných dat a zvýšit vypovídací hodnotu obrazu, ale na druhou stranu mohou odstranit některé důležité vlastnosti, které nejsme schopni v úvodní fázi rozpoznat a které mohou být později rozhodující. Proto je třeba postupovat velmi opatrně a v každém

Při snímání a digitalizaci jednotlivých řezů není často zachováno stejné umístění vzorku a je třeba získané digitální obrazy transformovat tak, aby si části objektů v jednotlivých řezech odpovídaly a složením obrazů vznikl trojrozměrný model. Tento postup se nazývá registrace. Registrovat se mohou rovinná nebo prostorová data z různých vstupních modalit nebo rastrové obrazy sousedních řezů. U 2D registrace hledáme koeficienty rovinné transformace pro posunutí, otočení, případně zvětšení registrovaného obrazu vzhledem k referenčnímu. K nalezení koeficientů lze použít manuální metody, kdy jsou obrazy transparentně zobrazeny nad sebou a ručně manipulovány, nebo automatické metody, využívající referenční body či vzájemnou podobnost obrazů (5). U dat získaných sekční metodou je použití automatických metod problematické, protože jsou následující obrazy posunuty o tloušťku řezu a struktury si nemusí přesně odpovídat.

Vytvoření modelu Provedení registrace jednotlivých rastrových obrazů umožňuje vytvořit objemový model zkoumaného tělesa. Objemové modely se skládají z elementární objemů poskládaných do prostorové mřížky, rastru. Každý element, nazývaný voxel, nese informaci o fyzikálních vlastnostech (např. barvě) ekvivalentního objemu a je rozšířením pixelu obrazu řezu o rozměr odpovídající tloušťce plátku. Prostorová mřížka je většinou ortogonální, ekvidistantní a často kartézská, ale v některých případech, například u geologických dat, se mohou používat i nepravidelné mřížky, které jsou před dalším zpracováním přerastrovány. Abychom mohli informace uložené v objemovém modelu zobrazit, je třeba data klasifikovat, tzn. přiřadit voxelům informace o příslušnosti k jednotlivým částem objektu. Klasifikace se často provádí po jednotlivých dvourozměrných řezech, kdy se voxely spojují do oblastí se společnými vlastnostmi, tzn. segmentují. Existuje celá řada ručních, po-

156


loautomatických nebo plně automatických segmentačních metod založených na globální informaci, hranách nebo lokálním okolí. Jsou používány metody pro zpracování obrazu, jako je např. úprava histogramu, prahování, matematická morfologie a mnohé další (10).

Vizualizace Na základě umístění modelu v prostoru a podle parametrů scény je vytvořený model zobrazen. Existuje velké množství zobrazovacích metod a řada softwarových nástrojů umožňující jejich aplikaci (1). Voxelová data můžeme zobrazovat v rovině na základě zvolených řezů (barevná příloha s. III, obr. 2) nebo v prostoru použitím objemových či povrchových vizualizačních metod (barevná příloha s. III, obr. 3). Vhodnou volbou parametrů a stínovacích metod (6) lze ve výstupním obraze zdůraznit požadované vlastnosti a tím lépe zobrazit například prostorové uspořádání a vzájemné vazby zkoumaných objektů. Výkon dnešních běžných osobních počítačů umožňuje bezproblémové zpracování i zobrazení výsledných rekonstrukcí v reálném čase. S virtuálním modelem lze pomocí myši libovolně manipulovat, natáčet a zvětšovat, vytvářet řezy a částečné průhledy. Uživatel tak má k dispozici nástroj pro lepší pochopení tvaru, prostorového uspořádání a vzájemných vazeb zkoumaných objektů.

Výsledky Metoda rekonstrukce a vizualizace biologických objektů z histologických preparátů fyzických řezů byla odzkoušena při vytváření modelu středouší fétu. Spánková kost byla fixována, odvápněna a zalita do parafínového vosku. Vzorek byl nakrájen rovnoběžnými řezy o tloušťce 10 µm (3). Každý pátý plátek byl obarven hematoxylin-eosinem a digitalizován stolním skenerem. Získané rastrové obrazy v barevném formátu RGB měly velikost 800×500 pixelů (barevná příloha s. III, obr. 2). Byla provedena postupná manuální registrace obrazů jednotlivých dvojic následujících řezů pomocí transparentního zobrazení registrovaného obrazu. Voxelový model byl po 2D řezech segmentován prahováním a byly klasifikovány následující struktury: hlemýžď, rovnovážné ústrojí, lícní nerv, kladívko, kovadlinka a třmínek. Obrazová data mimo oblast zájmu byla ořezána.


Po předzpracování zahrnoval vstupní datový soubor určený k vizualizaci 38 po sobě následujících registrovaných a segmentovaných obrazů histologických preparátů vytvořených z rovnoběžných řezů spánkovou kostí. Digitalizované rastrové obrazy obsahovaly 600×500 pixelů v 24bitovém formátu RGB. Pro následné zpracování a vizualizaci dat byl použit softwarový nástroj MeVisLab (8). Jedná se o uživatelské prostředí (barevná příloha s. IV, obr. 5), do kterého jsou vkládány jednotlivé funkční moduly, které jsou následně propojené datovými toky. Vytváří se tak funkční síť implementující požadovaný řetězec zpracovávající či vizualizující vstupní data. K dispozici jsou stovky modulů pro zpracování obrazu, například segmentaci, filtraci a transformace obrazu, a pro vizualizaci dat. Jsou zde moduly pro interakci s uživatelem, ovládání parametrů zpracování dat i pro řízení vizualizace. Vlastní návrh sítě je velice rychlý a díky chytrému uživatelskému rozhraní i velmi pohodlný, stačí myší propojit vybrané moduly datovými toky tak, aby si jejich vstupní i výstupní formát odpovídal. Důležitou vlastností MeVisLabu je možnost návrhu a implementace vlastních modulů, jak vytvářením makromodulů zapouzdřením již vytvořené sítě propojených modulů, tak i programování vlastních algoritmů ve standardních programovacích jazycích, např. C++. U každého modulu je možné definovat vstupní i výstupní datové toky, řídící parametry i vlastní uživatelský interface (7). K vizualizaci rovinných řezů byly použity moduly OrthoView (barevná příl. s. III, obr. 2), umožňující zobrazení řezů barevných, šedotónových i klasifikovaných obrazů v základních rovinách vytvořeného objemového modelu (axiální, sagitální i koronální). U jednotlivých pohledů lze nastavit vlastní LUT, což je transformační funkce převádějící voxelové hodnoty na barevné vlastnosti. To v praxi znamená interaktivní nastavení jasu a kontrastu výsledného obrazu, příp. obarvení nepravými barvami. Poskládáním řezů byl vytvořen voxelový model obsahující informaci o barvě a příslušnosti jednotlivých objemových elementů k segmentovaným objektům. Při prostorové vizualizaci voxelového modelu je vždy možné volit mezi objemovými či povrchovými metodami. Objemové metody dobře znázorňují vnitřní uspořádání objektů, ale tvar drobných struktur je málo patrný. Naproti tomu povrchové metody dobře znázorňují tvar objektu definovaného například segmentací, ale neposkytují žádnou informaci o vnitřním uspořádání objektů. Pro některé drobné struktury není možné povrcho-


157


vou reprezentaci vytvořit přímo a je nutné vstupní data nejdříve předzpracovat. V případě vizualizace středouší se jednalo o strukturu třmínku, který zasahoval pouze do několika vstupních řezů. Segmentovaná data byla tedy nejdříve zpracována morfologickými operacemi s vhodně definovaným konvolučním jádrem tak, aby došlo k vytvoření souvislé prostorové struktury, kterou již bylo možné opláštit povrchem (barevná příloha s. III, obr. 4). Výsledné zobrazení (barevná příl. s. IV, obr. 6) vstupních dat bylo složeno v prostoru z výstupů získaných ze zobrazení rovinných řezů, objemové rekonstrukce klasifikovaného voxelového modelu a vizualizace povrchového modelu předzpracovaných segmentovaných rovinných řezů. Zobrazení modelu je plně interaktivní a v reálném čase znázorňuje tvar a prostorové uspořádání jednotlivých objektů.

Závěr Vizualizace informace jako multidisciplinární obor přináší nové možnosti při zkoumání dat v medicíně a biologii. Velmi často je studován tvar a vzájemné prostorové uspořádání struktur ve zkoumané tkáni. Článek popisuje možnost vytváření prostorových rekonstrukcí ze série rovnoběžných řezů objektu, např. histologických preparátů. Popsaná metoda rekonstrukce zahrnuje vytváření počítačového modelu i výsledné zobrazení. Příklad zpracování spánkové kosti ukázal možnosti použití různých vizualizačních metod pro zobrazení jednotlivých struktur. Pro zpracování i vizualizaci byl úspěšně použit softwarový nástroj MeVisLab, umožňující ve výsledném zobrazení kombinovat více zobrazovacích metod. Výsledky ukazují, že navržený postup rekonstrukce a vizualizace dat pořízených ze sady rovnoběžných fyzických řezů zkoumaného objektu je v medicíně použitelný pro data pořízená v dostatečném rozlišení (stovky pixelů na osách v řezné rovině a desítky řezů na ose kolmé k řezu). Vzhledem k nutnému předzpracování vstupních dat před vlastní vizualizací je nutné, aby uživatel byl seznámen se základními metodami zpracování obrazu a vizualizace. Poděkování Tento článek vznikl za podpory výzkumného záměru FVZ UO MO0FVZ0000604 a grantu IGA NR 8376/3/2005.

Literatura 1.

BITTER, I. – VAN UITERT, R. – WOLF, I., et al. Comparison of Four Freely Available Frameworks for Image Processing and Visualization That Use ITK. IEEE Transaction on Visualization and Computer Graphics, 2007, vol. 13, no. 3, p. 483–493. 2. GERSHON, N. – EICK, SG. – CARD S. Information Visualization. ACM Interactions, 1998, vol. 5, no. 2, p. 9–15. 3. CHROBOK, V. – ŠIMÁKOVÁ, E. – MELOUN, M. – JEŽEK, B. Embryonální vývoj a vrozené malformace třmínku. Otorinolaryngologie a Foniatrie, 2003, roč. 52, č. 3, s. 119–126. 4. CHITTARO, L. Information Visualization and its application to medicine. Artificial Intelligence in Medicine, 2001, vol. 22, p. 81–88. 5. JEŽEK, B. – ANTOŠ, K. – CHROBOK, V., et al. Registration of image medical data. In Proceedings WSCG' 99. Plzeň, UNION Agency, 1999, s. 68–73. ISBN 80-7082-490-5. 6. JEŽEK, B. – ANTOŠ, K. Improved Gradient Estimation Methods for Rendering of Volume Data. In WSCG' 2003. Posters proceedings. Plzeň, UNION Agency, 2003, p. 61–64. ISBN 80-903100-2-8. 7. JEŽEK B. – VANĚK J. – CHROBOK V., et al. Vizualizace nejen medicínských dat systémem MeVisLab. In Sborník příspěvků 28. konference o geometrii a grafice. Brno, MZLU, 2008, s. 137–145. ISBN 978-80-7375-249-1. 8. MeVisLab: Medical Image Procesing and Vizualization [online]. MeVis Medical solutions. [cit. 2009-02-03]. . 9. SNEIDERMAN, B. The eye have it: a task by data type taxonomy for information visualizations. Proceedings of the IEE Symposium on Visual Languages’96, 1996, p. 336–343. 10. ŠONKA, M. – HLAVÁČ, V. – BOYLE, R. Image Processing, Analysis, and Machine Vision. 1. vyd. PWS Publishing, 1998. 770 s. ISBN 978-0495082521. 11. The Visible Human Project [online]. United States National Library of Medicine. [cit. 2009-02-03]. .

Korespondence: Ing. Bruno Ježek, Ph.D. Univerzita obrany Fakulta vojenského zdravotnictví Katedra veřejného zdravotnictví Třebešská 1575 500 01 Hradec Králové e-mail: [email protected]


158



L I T E RÁ R NÍ P ŘE H L E D MITOGENEM AKTIVOVANÉ PROTEINOVÉ KINÁZY (MAPK), IONIZUJÍCÍ ZÁŘENÍ A REGULACE TRANSKRIPCE 1

Jaroslav PEJCHAL, 2Jan ÖSTERREICHER, 2Lenka Zárybnická, 2Zuzana Šinkorová, 2 Aleš TICHÝ, 2Jiřina VÁVROVÁ 1 Univerzita obrany, Fakulta vojenského zdravotnictví, Centrum pokročilých studií, Hradce Králové 2 Univerzita obrany, Fakulta vojenského zdravotnictví, katedra radiobiologie, Hradce Králové

Souhrn Mitogenem aktivované proteinové kinázy (MAPK) jsou superrodinou evolučně konzervovaných kináz eukaryotických buněk podílejících se na udržování buněčné homeostázy. Ionizující záření stabilitu vnitřního prostředí narušuje a tím vede k časově, dávkově a buněčně specifické kompenzatorní aktivaci MAPK. MAPK následně sehrávají kritickou úlohu v modulaci buněčného programu genové exprese, jejímž prostřednictvím reguluje tak důležité biologické děje, jakými jsou proliferace, diferenciace, přežití buněk či naopak apoptóza. Tato práce pojednává o jednotlivých skupinách MAPK, jejich vztahu k ionizujícímu záření a mechanizmu, jakým mohou MAPK zasahovat do procesu genové transkripce. Klíčová slova: MAPK; Ionizující záření; Transkripce.

Mitogen Activated Protein Kinases (MAPK), Ionising Radiation and Transcription Regulation Summary Mitogen activated protein kinases (MAPK) are a superfamily of evolutionary-conserved eukaryotic kinases implicated in maintaining of cellular homeostasis. Ionising radiation impairs homeostasis and leads to time, dose and cellular specific compensatory MAPK activation. MAPK plays a critical role in modulation of gene expression that controls important cellular processes, such as proliferation, differentiation, cell survival, or apoptosis. This work discusses particular MAPK groups, their relation to ionising radiation and the mechanism which MAPK use to regulate processes of gene transcription. Key words: MAPK; Ionising radiation; Transcription.

Ionizující záření vede ke generalizovanému a rozmanitému poškození buněk a tkání na molekulární úrovni (DNA, proteiny, lipidy). Pokud hodnotíme poškození proteinů a lipidů, jsou jejich změny po ozáření pouze minoritní, neboť většina experimentů hodnotících pokles aktivity enzymů (30, 31) či poškození lipidů peroxidací (12, 37, 47) zaznamenává signifikantní změny až po ozáření dávkami 50 Gy a vyššími a pokud existuje nepoškozená matrice DNA, podle které mohou být poškozené proteiny a lipidy nahrazeny, je náprava rychlá. Nejcitlivějším terčem ionizujícího záření je však molekula DNA. Ozáření savčích buněk subletální dávkou 1 Gy indukuje 1000–2000 poškozených bází, 800–1600 poškozených deoxyribóz, 500–1000 jednoduchých zlomů, 200–300 alkalicky labilních míst, 20–40 dvojitých zlomů (doublestrand breaks, DSB), ~30 DNA-DNA kovalentních vazeb a ~150 DNA-proteinových kovalentních vazeb (8). Nejzávažnějším poškozením jsou dvojité zlomy, které mohou vyústit ve ztrátu nebo přeskupení genetického materiálu s následkem buněčné smrti nebo v případě, že buňky přežijí s poškozenou DNA, v rozvoji karcinogeneze. Buňky

proto v reakci na ozáření aktivují mnohočetné kompenzační signální dráhy, které hrají kritickou úlohu při regulaci apoptózy/přežití, proliferace, diferenciace a následné repopulace poškozených tkání. Mnoho z těchto signálních cest patří do superrodiny tzv. mitogenem aktivovaných proteinových kináz (MAPK). MAPK a jejich kaskády O biologickém významu MAPK vypovídá jejich příslušnost ke skupině evolučně stabilních CMGC kináz společně s cyklin dependentními kinázami (CDK), CDK podobnými kinázami (CLK) a kinázami glykogen syntázy (GSK) (56). Jednotliví členové MAPK vykazují více než 40% podobnost aminokyselin a více než 60% podobnost v oblasti kinázové domény (23). MAPK jsou součástí tří rodin: extracelulárním signálem regulovaných kináz (ERK), c-Jun N-terminálních kináz (JNK) a p38 MAPK (p38). MAPK mohou být aktivovány širokým spektrem stimulů, všeobecně však ERK preferenčně aktivují růstové faktory a forbolové estery, zatímco JNK a p38 ki-


159


názy spíše reguluje stres, ať již v podobě UV či ionizujícího záření, osmotického stresu nebo prozánětlivých cytokinů (25). Ačkoli jednotlivé MAPK mají jedinečné vlastnosti, některé charakteristiky mají společné. MAPK bývají součástí modulu 3 (i více) členných signálních kaskád – společně s MAPK kinázami (MAPKK) a MAPKK kinázami (MAPKKK). MAPKKK jsou serinové/threoninové kinázy, které aktivované fosforylují MAPKK. MAPKK následně regulují funkci MAPK duální fosforylací na threoninovém a tyrosinovém reziduu v oblasti aktivační kličky. Ve chvíli, kdy je MAPK aktivovaná, fosforyluje cílové substráty na serinových nebo threoninových reziduích následovaných prolinem. Substrátová specificita MAPK je určena interakcí specifických motivů na povrchu MAPK s povrchovými vazebnými motivy jejich substrátů a přítomností proteinů, které mohou působit jako lešení přemosťující jednotlivé signální dráhy (134). Funkce MAPK je tedy zprostředkována fosforylací širokého portfolia substrátů – cytoplazmatických proteinů (cytoskeletálních proteinů, fosfolipáz a dalších kináz) a transkripčních faktorů, které přizpůsobují transkripční fenotyp přítomné stimulaci. Skupina ERK Ačkoli skupinu ERK tvoří soubor 7 izoforem – ERK1/2/3/4/5/7/8, budou v této části textu popsány jen ERK1/2/5, neboť doposud nebyl prokázán vztah ionizujícího záření se zbývajícími kinázami (ERK3/4/7/8). Jen pro doplnění; kináza ERK6 je protein o velikosti přibližně 40 kDa vykazující sice 41% podobnost s ERK1, 39% podobnost s ERK2 a 33% podobnost s ERK3, ale jeho úroveň identity se savčími p38 MAPK dosahuje 60 % (78). To vedlo k pozdějšímu přejmenování ERK6 na p38γ a jejímu zařazení do skupiny p38 (15, 79, 92). ERK1 a ERK2 ERK1 a ERK2 jsou proteiny o velikosti 43 a 41 kDa, jejichž tyrosinová a threoninová rezidua jsou v oblasti aktivační kličky oddělena glutamátem v charakteristický Thr-Glu-Tyr motiv (17, 104). Pokud srovnáme jejich sekvence, nalezneme vysokou (téměř 90%) podobnost (17). I přes tento vysoký stupeň identity jsou jejich fyziologické úlohy z části nezastupitelné. Pages a spol. (101) užitím homologní rekombinace kmenových buněk vytvořili mutantní myši s defektními alelami ERK1 (ERK1 -/-). Tyto myši byly životaschopné, plodné a bez odchylek velikosti ve srovnání s normální myší populací. Funkce ERK1 byla u těchto zvířat plně kompenzována ERK2. Naopak ERK2 -/- mutanti umírali ve stadiu časné embryogeneze 6.–7. den po oplození. Tyto výsledky naznačují, že ERK2 ve srovnání s ERK1 vykonává specifickou úlohu z části pravděpodobně související s nízkou expresí ERK1 v některých tkáních (101, 108).

ERK1/2 jsou aktivovány párem MAPKK – MEK1 a MEK2 (2, 50, 121). MEK1 a MEK2 jsou vysoce homologní proteinové kinázy, u kterých doposud nebyly nalezeny jiné relevantní substráty než ERK1/2 (50). V klidovém stavu tvoří komplex s ERK1/2, který udržuje vyšší koncentraci ERK1/2 v cytoplazmatickém kompartmentu. Aktivací MEK1/2 a fosforylací ERK1/2 se tento komplex rozpadá a ERK1/2 jsou pasivně i aktivně transportovány do jádra buněk (2). Aktivace MEK1/2 je zprostředkována několika druhy nadřazených kináz – kinázami rodiny Raf, kinázou c-Mos a Tpl2 (88, 115, 119). Kinázy rodiny Raf (Raf-1, A-Raf, B-Raf) aktivuje interakce s G-proteiny povrchové membrány rodiny Ras. B-Raf aktivuje přímá interakce s G-proteiny Ras, zatímco A-Raf a Raf-1 vyžadují dodatečnou fosforylaci tyrosinových reziduí prostřednictvím membránově vázaných kináz – c-Src, proteinové kinázy B a C (88, 105). Proteinová kináza c-Mos se vyskytuje ve vysokých koncentracích v oocytech obratlovců, kde reguluje progresi buněčného cyklu z G2 do M fáze v průběhu meiózy. Pokud je však ektopicky exprimována v somatických buňkách, může indukovat jejich nádorovou transformaci nekontrolovatelnou progeresí buněk G1 fází buněčného cyklu (119). Poslední zmíněnou MEK1/2 kinázou je Tpl2. Tpl2 se podílí na fosforylaci MEK1/2 u lipopolysacharidem (LPS) stimulovaných makrofágů (115). Ačkoli mohou ERK1/2 aktivovat stresové stimuly jakou jsou LPS (115) či ionizující záření (25) nebo UV (124), preferenčně se na jejich aktivaci podílí růstové faktory jakými jsou EGF a inzulín (57) a jejich úloha je zejména spjata s progresí buněk buněčným cyklem, diferenciací a anti-apoptotickým působením. Deregulace ERK1/2 signální kaskády proto často vede k nádorové transformaci buněk (22, 45, 51, 91). ERK5 ERK5 je proteinem o velikosti 98 kDa. Jeho velikost je více než dvojnásobná ve srovnání s ERK1/2, proto byl také dříve pojmenován jako „velká MAPK1 (big MAPK1, BMK1)“ (75). S ERK1/2 je patrná 50% sekvenční podobnost v katalytické N-terminální části a přítomnost aktivačního Thr-Glu-Tyr motivu. Velká C-terminální část naopak přispívá k navýšení jeho velikosti a její fosforylace negativně reguluje kinázovou aktivitu proteinu (75, 154). Pro plnou aktivaci ERK5 je proto nezbytná jak fosforylace Thr-Glu-Tyr motivu v oblasti aktivační kličky, tak defosforylace C-terminální části pravděpodobně prostřednictvím proteinové fosfatázy 1 a/nebo proteinové fosfatázy 2A, což naznačuje účinná inhibice fosforylace ERK5 inhibitory fosfatáz – okadickou kyselinou a calyculinem A (38, 154). Aktivační fosforylace Thr-Glu-Tyr motivu v oblasti aktivační kličky je zprostředkována MAPKK – MEK5 (155), jež je sama substrátem MAPKKK – MEKK2 a MEKK3. MEKK2 a MEKK3 zprostředkovávají přenos

160


signálu z povrchových membrán (46, 97, 130). Na rozdíl od ERK1/2 je pro ERK5 charakteristická pouze slabá aktivace vlivem mitotických faktorů. Nejvýrazněji k fosforylaci ERK5 vede oxidační stres, jak bylo prokázáno expozicí hladké svaloviny cév peroxidu vodíku (1). Fyziologický význam ERK5 může být demonstrován genetickou ablací genu ERK5 (ERK -/-), která podobně jako genetická ablace MEK5 -/-, MEKK3 -/- a MEF2C -/- (MEF2C je transkripční faktor regulovaný ERK5 kinázou) vede k úmrtí embrya z důvodu defektivního vývinu cév, abnormálního vývinu a zrání srdce (81, 113, 127, 140, 148).


něčné proliferace a apoptózy, zejména v průběhu vývinu a aktivace imunitního systému. Pro JNK1 -/- myši je charakteristické ovlivnění imunitního systému narušením odpovědi Th2 lymfocytů, zatímco JNK2 -/- myši mají poškozenou diferenciaci lymfocytů směrem k Th1 subsetu. Eliminace obou JNK1 i JNK2 vyústí v úmrtí jedince v průběhu gastrulace kvůli poruše uzávěru neuronální trubice a přítomnosti defektů mozku. Přítomnost pouze jediné funkční JNK2 alely (JNK1 -/- JNK2 +/-) vede k přežití a porodu jedinců s retinálními kolombomy z důvodu poruchy uzávěru oční štěrbiny (67, 117, 144). Skupina p38 MAPK

Skupina JNK Skupinu JNK, kódovanou třemi geny, tvoří vzhledem k jejich alternativnímu sestřihu mRNA soubor dvanácti různých izoforem o molekulové hmotnosti 46–54 kDa (70). Jejich 3 základní formy – JNK1, JNK2 a JNK3 vykazují v oblasti katalytické domény vysokou (85%) identičnost a 40–45% podobnost s kinázami ERK1/2 (71). V porovnání s ERK1/2 je však charakteristickým znakem této skupiny přítomnost prolinu mezi threoninem a tyrosinem (Thr-Pro-Tyr) v oblasti aktivační kličky a preferenční aktivace stresem – UV, ionizujícím zářením, cytotoxickými látkami, peroxidem vodíku a prozánětlivými cytokiny (69, 70, 71). Na fosforylaci Thr-Pro-Tyr rezidua aktivační kličky kináz se podílí 2 MAPKK – MEK4 a MEK7. In vitro bylo prokázáno, že MEK4 přednostně fosforyluje tyrosinové reziduum, zatímco MEK7 preferenčně fosforyluje threoninové reziduum aktivační kličky. Zdá se tedy, že obě kinázy na aktivaci JNK spolupracují (73, 82). MEK4/7 jsou substráty nadřazených MAPKKK – MEKK1-4, MLK3, ASK1, TAK1, či Tlp2 (47). Tlp2 kináza tak může být společným jmenovatelem aktivace JNK, ERK i p38 (viz dále). Fyziologický význam JNK1/2 spočívá v regulaci bu-

Schéma 1: MAPK signální dráhy

P38 MAPK je skupinou 4 kináz – p38α, p38β, p38γ, p38δ – o molekulových hmotnostech 38 kDa sdílejících 60–75% homologii sekvence aminokyselin (25, 69, 89). S ostatními členy MAPK rodiny tato skupina vykazuje pouze 20–41% podobnost. Výjimkou je ERK2, kde je podobnost téměř 50% (89). P38 se od ERK a JNK odlišuje přítomností dlouhé aktivační kličky s Thr-Gly-Tyr aktivačním motivem (141, 145). Na fosforylaci tohoto motivu se podílejí MAPKK – MEK3, MEK4 a MEK6. MEK3 a MEK6 jsou vysoce specifické pro p38, neboť nezasahují do ERK a JNK signálních drah. MEK4 je však společnou kinázou p38 a JNK (69, 116). Fosforylaci MAPKK zprostředkovávají MAPKKK – MEKK1-4, MLK2/3, DLK, ASK1 a Tlp2 (69, 116). P38 MAPK jsou in vivo aktivovány řadou stresových faktorů, např. ionizujícím zářením, UV, osmotickým stresem. Ve většině případů jsou tyto kinázy aktivovány společně s JNK (z důvodu společných MAPKK a MAPKKK) s výjimkou ischémie a reperfúze, neboť ischémie vede k aktivaci p38, zatímco reperfúze aktivuje JNK (16, 70). Inzulín a růstové faktory vedou k aktivaci p38 nepravidelně (70).



Fyziologický význam p38 MAPK spočívá v regulaci proliferace, diferenciace, apoptózy a regulace stresové reakce. Pokud bychom chtěli ilustrovat význam jednotlivých izoforem, zdá se být nejvýznamnější p38α. Inaktivace obou alel p38α (p38α -/-) je letální, protože ústí v poruchy placentární organogeneze a produkce erytropoetinu, které vedou k sekundární redukci množství kardiomyocytů a malformacím cév v oblasti hlavy (3, 95, 132). Myší mutanti postrádající p38β, γ, nebo δ a stejně tak mutanti postrádající p38γ společně s p38δ přežívají, jsou plodní a nevykazují žádné patologické změny od normálního vývoje, což naznačuje, že role těchto izoforem je postradatelná (11, 68, 118). Aktivace MAPK kaskád ionizujícím zářením ERK1/2, ERK5, JNK i p38 MAPK podléhají dávkově a časově závislé fosforylaci vlivem ionizujícího záření. Zdá se, že zdrojem aktivace MAPK po ozáření jsou poškozená vlákna DNA a biologické membrány. Aktivace MAPK poškozením DNA Mechanizmy, které konvertují poškození DNA (zejména přítomnost dvojitých zlomů) do nitrobuněčných signálů, jež regulují fosforylaci MAPK, jsou z velké částí neznámé. Ústřední roli zřejmě sehrávají členové fosfatidylinositol-3-kinázové rodiny – ATM a DNA-PK, jejichž dysfunkční stavy vedou k poruše aktivace ERK, JNK i p38 MAPK po ozáření (65, 76, 103, 123, 133, 139). ATM kináza ATM kináza je produktem genu mutovaného u onemocnění ataxia-telangiectasia (AT). Tato kináza, tvořící v klidovém stadiu dimer, je po ozáření ionizujícím zářením rychle aktivována mechanizmem zahrnujícím autofosforylaci na serinu 1981 a disociaci do monomerního stadia (7). Tato kináza je zapojena do řady buněčných dějů spojených s reparací radioačního poškození nebo indukcí apoptózy – buňky s AT fenotypem (ATM -/-) jsou hypersenzitivní k ionizujícímu záření, vykazují poruchy reparace DNA, chromozomální nestabilitu, nejsou schopny řádně zastavit buněčný cyklus v G1, G2 kontrolních bodech a vykazují radiorezistentní DNA syntézu kvůli abnormální funkci kontrolního bodu S fáze buněčného cyklu (53). ATM kináza není přímým senzorem poškození DNA. V místě DSB se vytváří tzv. IRIF (ionizujícím zářením indukované foci), pro které je charakteristická rychlá fosforylace histonu H2AX a akumulace proteinů, jako jsou například 53BP1, Mdc1, Mre11, Rad50, Nbs1 a ATM (14). ATM kináza je do místa DSB vázána prostřednictvím Mre11-Nbs1-Rad50 komplexu (MRN komplexu) (137). Nbs1 složka MRN komplexu může funkčně

161

interagovat jak s ATM kinázou (34, 137, 152), tak proteinem Mdc1 (85), který přímo rozpoznává fosforylovaný histon HA2X (129). O významu této složité interakce svědčí i fakt, že suprese Mdc1 vede k útlumu aktivace ATM a k poklesu fosforylace substrátů této kinázy (94) a neaktivní Nbs1 a Mre11 u buněk pacientů s Nijmegenovým (Nbs1 -/-), respektive, A-TLD syndromem (Mre11 -/-) způsobují nadměrnou cytoplazmatickou retenci a nedostatečnou aktivaci ATM po ozáření (136). Posloupnost těchto vztahů však komplikuje nález funkčního významu ATM kinázy pro vlastní fosforylaci histonu H2AX. Stiff a spol. (19) objevili významný pokles fosforylace histonu H2AX u ATM -/- myších embryonálních fibroblastů, zatímco ektopická exprese funkčního ATM genu u těchto buněk fyziologickou úroveň fosforylace histonu H2AX obnovuje. Je tedy zřejmé, že bude nezbytný další výzkum v této oblasti, aby bylo možné přesně určit posloupnost interakcí vedoucích k aktivaci ATM kinázy. ATM kináza konstitutivně váže c-Abl kinázu, jež je jejím substrátem a funkčním propojením s MAPK (viz dále). Fosforylace c-Abl na serinu 465 ATM kinázou vede k její aktivaci (10, 122). Význam funkční interakce ATM a c-Abl kináz je podporován nedostatečnou vazbou c-Abl s ATM a neadekvátní aktivací c-Abl po gama ozáření u buněk s AT fenotypem a naopak korekcí aktivace c-Abl po obnovením exprese aktivní ATM kinázy u ATM -/- buněk (10). DNA-dependentní proteinová kináza Konstitutivní interakce ATM kinázy s c-Abl je srovnatelně charakteristická pro DNA-dependentní proteinovou kinázu (DNA-PK) (54). DNA-PK se skládá z 470 kDa velké katalytické serinové/threoninové kinázy (DNA-PKcs) a dvou proteinů Ku70 a Ku80. Na rozdíl od ATM kinázy DNA-PK váže dvojitý zlom DNA přímo prostřednictvím Ku70/Ku80 heterodimeru, který jednotlivé konce poškozené DNA stabilizuje a připravuje k ligaci (35). Význam tohoto heterodimeru spočívá také v rekrutaci DNA-PKcs do dvojitého zlomu DNA a aktivaci kinázové činnosti DNA-PKcs (35, 54). Ačkoli však heterodimer Ku70/Ku80 a DNA-PKcs vytvářejí funkční celek, cílené narušení genů kódujících Ku70/80 a DNA-PKcs se projevuje fenotypově odlišně. Všechny tři proteiny se podílejí na opravě zlomů indukovaných ionizujícím zářením či V(D)J rekombinací, a především reparaci NHEJ (nonhomologenous N-joining), která se na reparaci savčích buněk podílí z 80 %. Nicméně Ku -/- myši jsou ve srovnání s DNA-PKcs defektními jedinci malé a jejich buňky vykazují narušení proliferace a předčasné stárnutí (35). Expozice buněk ionizujícímu záření vede k nárůstu asociace DNA-PKcs a Ku70/Ku80 heterodimeru, což je doprovázeno i vyšší tvorbou c-Abl-DNA-PK komplexů (61). Buňky s deficitním genem DNA-PK mají aktivaci c-Abl částečně narušenou (54, 61).

162



C-Abl a MAPK

Signály buněčných membrán

C-Abl kináza zprostředkovává funkční propojení senzorů DNA s MAPK. Raitano a spol. (111) prokázali, že leukemický fúzní protein Bcr-Abl vyvolává u fibroblastů a hematopoetických buněk aktivaci JNK a Renshaw a spol. (114) objevili aktivaci JNK1 virovým v-Abl. Tento nález je také podpořen faktem, že proliferující buňky s funkčně neaktivními alelami genu c-Abl (c-Abl -/-) mají narušenou aktivaci JNK (59, 60). Pojítkem mezi c-Abl kinázou a JNK je pravděpodobně přímá interakce c-Abl s MAPKKK MEKK1 (58), jež je součástí JNK signální kaskády (viz výše). Jiná studie však prokázala, že c-abl -/- G0 fibroblasty k aktivaci JNK c-abl kinázu nepotřebují (83). Kharbanda a spol. (62) tuto diskrepanci vysvětlují rozdílným proliferačním statutem studovaných buněk a navrhují, že JNK je po ozáření aktivováno jak c-Abl dependentním způsobem, tak i jiným mechanismem nezávislým na aktivitě c-Abl kinázy.

Zdrojem signálů modulujících aktivitu MAPK jsou často povrchové buněčné membrány, konkrétně receptory růstových faktorů, jež jsou proteinovými součástmi membrán. Příkladem receptorů, které podléhají aktivační fosforylaci po ozáření ionizujícím zářením, jsou receptory pro fibroblastový růstový faktor (FGFR) a epidermální růstový faktor (EGFR) (39, 40). Jak FGFR, tak EGFR jsou prostřednictvím adaptérových proteinů napojeny na G-proteiny rodiny Ras, jejichž aktivací regulují funkci ERK1/2 signální dráhy (131). Doposud byly nalezeny dva mechanizmy fosforylace těchto receptorů, jež bychom mohli označit za přímou a nepřímou aktivaci. Na mechanizmu přímé aktivace ERK1/2 se podílí geneze volných radikálů ionizujícím zářením (74). Jakým způsobem však volné radikály iniciují aktivaci ERK1/2 je doposud nejasné. Byly však navrženy dva možné způsoby. Prvním způsobem je možný vliv volných radikálů na cysteinová rezidua receptoru. Jejich modifikací by mohl být napodoben efekt interakce ligandu s receptorem povrchové membrány s následnou aktivací receptoru růstového faktoru a s ním MAPKKK signální dráhy ERK1/2 (49). Druhý navržený způsob zastupuje pokles množství redukovaného glutathionu (GSH) a jeho vliv na funkci GSH senzitivních fosfatáz vázaných v povrchové membráně. GSH senzitivní fosfatázy jsou nezbytné k defosforylaci a tím k ukončení signalizace příslušného receptoru růstového faktoru. Pokles GSH proto může tyto fosfatázy inaktivovat a činnost receptoru prodlužovat (63, 77). Tuto myšlenku podporuje i pozorování, že fosforylaci EGFR předchází intracelulární akumulace volných radikálů a pokles množství GSH (93). Mechanizmus nepřímé aktivace vychází z autokrinní a parakrinní produkce růstových faktorů jako jsou FGF, IGF, TGF či PDGF pozorované po ozáření tkáně ionizujícím zářením (32, 135). Tyto faktory mohou být presyntetizovány a uloženy v povrchové membráně či de novo syntetizovány. Presyntetizovaným faktorem je například TGF-α. Ionizující záření štěpí proformu TGF-α zakotvenou v cytoplazmatické membráně, což vede k uvolnění TGF-α, aktivaci EGFR a sekundární aktivaci ERK a JNK signálních drah (26, 43). Uvolňování TGF-α z povrchové membrány je navíc dávkově závislé, neboť zvyšování dávky z 2 na 10 Gy zesiluje aktivaci EGFR, ERK a JNK (26, 43). De novo syntetizace růstových faktorů byla prokázána nálezem zvýšené tvorby mRNA řady růstových faktorů a opožděnou produkcí těchto mitogenů bez zjevné závislosti na přímém ozáření tkáně (29) (viz barevná příloha s. II, schéma 2).

MEKK1 je však také MAPKKK p38 MAPK signální dráhy (viz výše). To vysvětluje význam c-Abl pro fosforylaci p38 – u myeloidních leukemických buněk linie U-973 je disrupce obou genů c-Abl (-/-) doprovázena narušením fosforylace p38 (102). Shodně s aktivací JNK je i p38 fosforylována jak c-Abl dependentním, tak na c-Abl nezávislým mechanizmem (102). Na rozdíl od aktivace JNK však není důležitý proliferační statut buňky, ale to, jaká noxa poškození DNA vyvolává. Noxy vedoucí k aktivaci p38 závislé na přítomnosti funkční kinázy c-Abl jsou např. UV-záření, metylmetanosulfonát (102) a ionizující záření (u buněk lidského nemalobuněčného karcinomu plic byla pozorována aktivace p38 po ozáření v závislosti na c-Abl prostřednictvím proteinové kinázy C delta – PKCδ) (52). U linie buněk derivovaných z lidských embryonálních renálních kortikálních buněk (HEK293) či buněčné linie HeLa pocházejících z karcinomu čípku dělohy, byl nalezen mechanizmus aktivace p38 prostřednictvím TAO-kinázy, tedy mechanizmem nezávislým na přítomnosti c-Abl (112). Tato kináza navíc může interagovat s ATM kinázou (u ATM -/- buněk je aktivace TAO-kinázy a p38 MAPK narušena), což představuje funkční napojení na senzor poškození DNA (112). Vztah c-Abl kinázy k regulaci ERK nebyl doposud přesně popsán. Stuart a spol. (128) prokázali, že aktivace c-Abl vede k nárůstu exprese EGR1 proteinu, což může být narušeno prostřednictvím selektivního inhibitoru MEK1/2 (PD95089). Význam c-Abl také spočívá v regulaci funkce ERK5 (20). V tomto případě c-Abl kináza nevede k fosforylaci ERK5, ale tento protein stabilizuje vůči degradaci a tím navyšuje jeho množství. Nárůst celkového množství ERK5 a jeho vnitřní aktivita přispívají např. k nádorové transformaci buněk infikovaných viry vybavenými v-Abl genem a k podpoře přežití leukemických buněk s Bcr-Abl onkogenem (20).

MAPK a regulace transkripce Za fyziologických podmínek je aktivace MAPK jen přechodná, jejich koncentrace v buňce se nemění a funkční význam MAPK spočívá v regulaci/fosforylaci substrá-



tů, která probíhá jak v cytoplazmě, tak v jádře buňky. MAPK fosforylují proteiny obsahující tvz. minimální fosfoakceptorový motiv Ser/Thr-Pro. Rozsáhlou skupinou substrátů MAPK jsou transkripční faktory, jejichž prostřednictvím regulují expresi genů eukaryotických buněk a buněčné děje, jakými jsou buněčný cyklus, diferenciace, apoptóza, zánět či kancerogeneze. Další rozsáhlou skupinou substrátů jsou proteinové kinázy – ribozomální S6 kinázy (RSK), MAPK interagující kinázy (MNK), MAPK aktivované proteinové kinázy (MAPKAPK) a mitogenem a stresem aktivované proteinové kinázy (MSK) (69). Tyto kinázy významně rozšiřují portfolio transkripčních faktorů regulovaných jednotlivými MAPK a přispívají k regulaci transkripce fosforylací histonů a dalších regulátorů transkripce (69, 149). MAPK regulují transkripční fenotyp buňky několika způsoby: 1. posttranslační modifikací transkripčních faktorů 2. přímou interakcí s transkripčními faktory 3. regulací buněčné koncentrace transkripčních faktorů 4. regulací distribuce transkripčních faktorů 5. regulací transaktivace transkripčních faktorů 6. posttranslační modifikací proteinů asociovaných s DNA Posttranslační modifikace transkripčních faktorů Fosforylace jakožto posttranslační modifikace transkripčního faktoru, může pozitivně i negativně regulovat jeho vaznost ke genovému promotoru. Příkladem pozitivní regulace transkripce je fosforylace ATF-2 v oblasti N-terminální části molekuly na threoninu 69 a 71 (84) účinkem ERK, JNK či p38 MAPK signální dráhy v závislosti na charakteru stimulace (42, 100, 110). Tato posttranslační modifikace vyvolává konformační změny ATF-2, které zvyšují vaznost C-terminální části faktoru k DNA (84). Příkladem inhibice funkce transkripčního faktoru posttranslační modifikací je fosforylace C-terminální části c-Jun na serinu 243. U mitoticky neaktivních lidských epiteliálních a fibroblastických buněk je c-Jun v tomto místě fosforylován prostřednictvím kinázy glykogen syntázy 3 (GSK3) (18). Tato modifikace je následována Ser-243-dependentní fosforylací threoninu 231 a serinu 249 kaseinovou kinázou II (CKII) (80). Takto modifikovaný C-terminální konec snižuje DNA vázající aktivitu c-Jun a zvyšuje jeho atraktivitu směrem k ligázám ubiquitinu a degradaci (18, 142). Patofyziologický význam serinu 243 také demonstruje jeho mutace nacházející se u onkogenu v-Jun, která zvyšuje stabilitu a onkogenní potenciál proteinu (142). Přímá interakce s transkripčními faktory Druhým mechanizmem regulace afinity transkripčního faktoru vůči DNA je možnost přímé interakce prote-

163

inů MAPK signálních drah s transkripčními faktory. Tento mechanizmus využívá MEK1 (člen Ras/Raf/MEK/ERK signální dráhy) k regulaci funkce transkripčního faktoru MyoD (patřícího do rodiny bHLH společně s Myf5, MRF4 a myogeninem) u myoblastů (106). Ačkoli MyoD není substrátem fosforylace této signální kaskády, asociace MEK1 s N-terminální částí MyoD vede k utlumení jeho transkripční funkce. Tento způsob regulace využívají myoblasty k úniku z buněčného cyklu a navození terminální diferenciace (106). Regulace buněčné koncentrace transkripčních faktorů Dalším mechanizmem, kterým mohou MAPK ovlivňovat transkripční fenotyp buňky, je regulace buněčné koncentrace transkripčních faktorů. Toho mohou dosáhnout regulací exprese příslušného faktoru nebo jeho stabilizací vůči degradaci. MAPK se podílejí na regulaci exprese řady svých transkripčních faktorů. Příkladem je exprese faktoru E2F prostřednictvím ERK a JNK signální dráhy (64, 138). Ústřední postavení v této interakci pravděpodobně sehrává transkripční faktor c-Myc, jenž rozpoznává regulační sekvenci v promotorové oblasti E2F (4, 13) a je substrátem ERK a JNK, které aktivují c-Myc fosforylací na threoninu 58 a serinu 62 (41, 98). Vztah c-Myc a E2F je však komplexnější. C-Myc může modulovat expresi E2F prostřednictvím mikroRNA (99), může se nepřímo podílet na translaci E2F podporou exprese proteinů, rRNA a tRNA translačního aparátu buňky (28) a pozitivně reguluje expresi cyklinu D (153). Cyklin D je nezbytný pro úspěšný přechod buněk z G1 do S fáze buněčného cyklu tím, že stimuluje funkci cyklin dependentních kináz 4 a 6 (CDK4 a CDK6). CDK4/6 fosforylují pRB, který v klidovém stavu vytváří komplex s faktorem E2F. Fosforylací pRB je E2F uvolněn a aktivován (64). Aktivovaný E2F však může zpětně ovlivňovat funkci Ras/Raf/MEK/ERK signální dráhy, neboť posiluje její citlivost vůči růstovým faktorům pozitivní regulací exprese Ras (64). To je z fyziologického hlediska nezbytné pro úspěšný vstup buňky do S fáze buněčného cyklu (64). Takový vztah mezi transkripčním faktorem E2F a ERK signální dráhou naznačuje přítomnost nebezpečné pozitivní zpětné vazby. Její nebezpečí vyplývá z jejího úzkého vztahu k regulaci buněčného cyklu, což demonstruje příklad onkogenního potenciálu adenovirů. Adenoviry produkují protein E1A vážící chromatin-remodelující protein p400, jehož prostřednictvím stabilizují transkripční faktor c-Myc, zvyšují aktivitu E2F, a řídí tak onkogenezi (44). Dalším způsobem, jak mohou MAPK regulovat buněčnou koncentraci transkripčního faktoru, je jejich vliv na stabilitu proteinu. Transkripční faktor jako každá jiná molekula biologické povahy podléhá degradaci. Míru stability proteinu určuje úroveň jeho ubiquitinizace (ko-

164


valentní vazba ubiquitinu na lyzinová rezidua faktoru prostřednictvím enzymového komplexu (E1, E2 a E3)) a následná degradace v 26S proteazomu (125). Příkladem jsou Ras/Raf/MEK/ERK modulovaná posttranslační modifikace, aktivace, a tím inhibice proteazomové degradace c-Myc (120), fosforylace serinu 294 progesteronového receptoru (PR) účinkem ERK bránící jeho ubiquitinizaci (109) či stabilizace p53 prostřednictvím p38 MAPK (96). V neposlední řadě je příkladem též stabilizace a inhibice ubiquitinem modulované degradace transkripčního faktoru GATA3 prostřednictvím kinázy ERK (147). Stabilizace tohoto faktoru u vyvíjejících se Th2 lymfocytů vede k remodelaci chromatinu v oblastech řídících produkci cytokinů a konečné diferenciaci Th2 lymfocytů ve zralé buňce (147). Opačným příkladem vedoucím k poklesu množství transkripčního faktoru je asociace neaktivní JNK s transkripčním faktorem ATF-2, která přispívá k jeho ubiquitinizaci a degradaci (36).

Regulace distribuce transkripčních faktorů Transkripční faktory jsou exprimovány do cytoplazmatického kompartmentu buňky, funkci naopak vykonávají v buněčném jádře. Vzhledem k velikosti transkripčních faktorů, pohybující se v rozsahu desítek kDa, je tento transport umožněn přítomností komplexu jaderných pórů – největších makromolekulárních komplexů eukaryotických buněk (143). Transport jadernými póry je aktivní, energeticky nákladný proces, který však dává eukaryotickým buňkám nástroj k regulaci exprese genetické informace (143). Transport proteinů jadernými póry determinuje přítomnost specifických strukturálních sekvencí – sekvence určující jadernou lokalizaci (NLS sekvence) a sekvence determinující jaderný export (NES sekvence). NLS sekvence, obsahující lysin, rozpoznává skupina drobných proteinů importinů, které interakcí s komplexy jaderných pórů, převádějí protein do jaderného kompartmentu. Naopak NES sekvence, obsahující leucin, jsou rozpoznávány exportiny a v interakci s komplexy jaderných pórů jsou jejich nositelé transportováni z jádra do cytoplazmy (143). Fosforylace transkripčních faktorů MAPK vyvolává konformační změny jejich struktury vedoucí k obnažení NSL sekvencí a transportu transkripčních faktorů do jaderného kompartmentu. V některých případech však může tento děj ovlivnit i cytoplazmatické funkce transkripčního faktoru. Příkladem je fosforylace faktoru Elk-1 na serinu 383 a serinu 389 ERK a JNK kinázami (21, 150). Následné konformační změny Elk-1 ústí v jaderné přemístění faktoru, ve zvýšení jeho vazby k DNA a v navození transkripční aktivity (72, 151). Tím však klesá jeho cytoplazmatická koncentrace, která je rozhodující pro asociaci Elk-1 s mitochondriálním pórem zvyšujícím permeabilitu mitochondrií a navozující apoptózu (9).


Regulace transaktivace transkripčních faktorů Fosforylace a konformační změny transkripčních faktorů vyvolané jejich posttranslační modifikací prostřednictvím MAPK mohou společně s regulací afinity k DNA a distribuce vést k modulaci dalších vlastností, jakými jsou vazba transkripčního faktoru s koaktivátory, korepresory či transkripčním aparátem. Rolí fosforylace v této úloze pak může být blokování, nebo naopak přizpůsobování interaktivních povrchů transkripčních faktorů, či vliv na již zmíněné konformační změny, které pak maskují, nebo naopak odmaskovávají vazebné plochy (149). Nejlépe charakterizovaným příkladem je interakce mezi transkripčním faktorem CREB a koaktivátory CBP (CREB-binding protein) a p300. CREB fosforylovaný na serinu 133 kinázami, jež jsou substráty MAPK (RSK, MSK, MAPKAPK2) (5, 87, 146), rekrutuje CBP nebo p300. CBP a p300 působí jako pojidlo mezi CREB a RNA polymerázou II či acetylovanými histony promotorových sekvencí (90, 149). Záměna serinu 133 za alanin prudce snižuje schopnost CREB asociovat s CBP a p300 a tím klesá jeho schopnost vázat DNA (55). Pro doplnění, fosforylovaný CREB může sám být koaktivátorem. Vazba CREB s CBP ovlivňuje expresi genů regulovaných strážcem integrity buněčné DNA – proteinem p53, jež přímou vazbou s CREB rekrutuje celý fosfo-CREB-CBP komplex do svých promotorových oblastí (126).

Posttranslační modifikace proteinů asociovaných s DNA Posledním uvedeným mechanizmem, který mohou MAPK užívat k regulaci transkripce, je možnost jejich participace na fosforylaci proteinů asociovaných s DNA. Tyto proteiny ovlivňují skládání dvoušroubovice DNA do dynamické struktury chromatinu, což je rozhodující pro kontrolu transkripčních procesů regulací přístupnosti faktorů k DNA. U eukaryot je chromatin složen z nukleozomů, které tvoří 146 párů bazí DNA ovinutých kolem oktameru histonů H2A, H2B, H3 a H4 a „spojovacího můstku“ DNA mezi jednotlivými nukleozomy asociovaného s některou z variant histonu H1 (24). N-terminální části histonů vyčnívající ze struktury nukleozomu kontaktují přilehlé nukleozomy a další proteiny asociované s chromatinem, což může být ovlivněno jejich posttranslačními modifikacemi jako jsou acetylace, methylace, ubiquitinizace, sumoylace či fosforylace (24, 33). O fosforylaci histonů a jejím vlivu na expresi genetické informace je známo poměrně málo. Ras/Raf/MEK/ /ERK signální dráha je dávána do souvislosti s fosforylací histonu H3 na serinu 10 a 28 prostřednictvím MSK1/2 a RSK2 kináz (6, 27, 48,). Fosforylace histonu H3 na serinu 10 je důležitá pro aktivaci genů regulovaných faktorem NFκB a pro regulaci genů „okamžité odpovědi“


165


Schéma 3: Regulace transkripce prostřednictvím MAPK

transkripčními faktory c-fos a c-Jun, jejichž interakci s DNA přispívá protein 14-3-3 rozpoznávající fosforylovaný serin 10 histonu H3 (86). Regulace struktury chromatinu a transkripce prostřednictvím MAPK však může být komplikovanější, než se doposud zdá. U kvasinek (Saccharomyces cerevisiae) je většina MAPK fyzicky asociována s chromatinem, proto může být jejich vliv na genovou expresi přímý (66, 107). Závěr Stresová odpověď organizmu je analyzována již od 50. let minulého století. V současnosti však nové technologie přinášejí více detailů o této složité senzorické, informační a exekutivní síti, kterou stresová reakce organizmu představuje. Pochopení komplexních vztahů mezi jednotlivými členy sítě v budoucnosti přispěje k identifikaci přesných patogenetických mechanizmů rozvoje akutních a chronických forem nemoci z ozáření, což poslouží zejména v oblasti diagnostiky a terapie. V oblasti diagnostiky účinků ionizujícího záření na lidský organizmus můžeme očekávat, že budou odlišeny specifické mechanizmy nebo časově specifická odpověď na ionizující záření od odpovědí indukovaných biologickými či chemickými agens. Následně mechanizmy vykazující dávkovou závislost rozšíří portfolio prakticky použitelných biodozimetrických ukazatelů. V oblasti terapeutické lze předpokládat, že nalezení přesnějších mechanizmů, kterými ionizující záření aktivuje MAPK, přispěje k nalezení efektivnějších léčebných postupů, které signifikantně zvýší přežití akutně ozářených jedinců. (Schéma 3).

Literatura

1.

ABE, J., et al. Big mitogen-activated protein kinase 1 (BMK1) is a redox-sensitive kinase. J. Biol. Chem., 1996, vol. 271, no. 28, p. 16586–16590. 2. ADACHI, M. – FUKUDA, M. – NISHIDA, E. Two coexisting mechanisms for nuclear import of MAP kinase: passive diffusion of a monomer and active transport of a dimer. EMBO J., 1999, vol. 18, no. 19, p. 5347–5358. 3. ADAMS, RH., et al. Essential role of p38alpha MAP kinase in placental but not embryonic cardiovascular development. Mol. Cell, 2000, vol. 6, no. 1, p. 109–116. 4. ALVARO-BLANCO, J., et al. A novel factor distinct from E2F mediates C-MYC promoter activation through its E2F element during exit from quiescence. Carcinogenesis, 2009, (přijato do tisku). 5. ARTHUR, JS. – COHEN, P. MSK1 is required for CREB phosphorylation in response to mitogens in mouse embryonic stem cells. FEBS Lett., 2000, vol. 482, no. 1/2, p. 44–48. 6. ARTHUR, JS. MSK activation and physiological roles. Front. Biosci., 2008, vol. 13, p. 5866–5879. 7. BAKKENIST, CJ. – KASTAN, MB. DNA damage activates ATM through intermolecular autophosphorylation and dimer dissociation. Nature, 2003, vol. 421, no. 6922, p. 499–506. 8. BARKER, S., et al. Identification of mammalian proteins cross-linked to DNA by ionizing radiation. J. Biol. Chem., 2005, vol. 280, no. 40, p. 33826–33838. 9. BARRETT, LE., et al. Elk-1 associates with the mitochondrial permeability transition pore complex in neurons. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2006, vol. 103, no. 13, p. 5155–5160. 10. BASKARAN, R., et al. Ataxia telangiectasia mutant protein activates c-Abl tyrosine kinase in response to ionizing radiation. Nature, 1997, vol. 387, no. 6632, p. 516–519. 11. BEARDMORE, VA., et al. Generation and characterization of p38beta (MAPK11) gene-targeted mice. Mol. Cell. Biol., 2005, vol. 25, no. 23, p. 10454–10464.

166


12. BEAUDEUX, JL., et al. Resistance of lipoprotein(a) to lipid peroxidation induced by oxygenated free radicals produced by gamma radiolysis: a comparison with low-density lipoprotein. Biochem. J., 1996, vol. 314, p. 277– 284. 13. BEIER, R., et al. Induction of cyclin E-cdk2 kinase activity, E2F-dependent transcription and cell growth by Myc are genetically separable events. EMBO J., 2000, vol. 19, no. 21, p. 5813–5823. 14. BEKKER-JENSEN, S., et al. Spatial organization of the mammalian genome surveillance machinery in response to DNA strand breaks. J. Cell Biol. 2006, vol. 173, no. 2, p. 195–206. 15. BOGOYEVITCH, MA. – COURT, NW. Counting on mitogen-activated protein kinases--ERKs 3, 4, 5, 6, 7 and 8. Cell. Signal., 2004, vol. 16, no. 12, p. 1345–1354. 16. BOGOYEVITCH, MA., et al. Stimulation of the stressactivated mitogen-activated protein kinase subfamilies in perfused heart. p38/RK mitogen-activated protein kinases and c-Jun N-terminal kinases are activated by ischemia/ /reperfusion. Circ. Res., 1996, vol. 79, no. 2, p. 162–173. 17. BOULTON, TG., et al. An insulin-stimulated protein kinase similar to yeast kinases involved in cell cycle control. Science, 1990, vol. 249, no. 4964, p. 64–67. 18. BOYLE, WJ., et al. Activation of protein kinase C decreases phosphorylation of c-Jun at sites that negatively regulate its DNA-binding activity. Cell, 1991, vol. 64, no. 3, p. 573–584. 19. BURMA, S., et al. ATM phosphorylates histone H2AX in response to DNA double-strand breaks. J. Biol. Chem. 2001, vol. 276, no. 45, p. 42462–42467. 20. BUSCHBECK, M., et al. Abl-kinase-sensitive levels of ERK5 and its intrinsic basal activity contribute to leukaemia cell survival. EMBO Rep., 2005, vol. 6, no. 1, p. 63–69. 21. CAVIGELLI, M., et al. Induction of c-fos expression through JNK-mediated TCF/Elk-1 phosphorylation. EMBO J., 1995, vol. 14, no. 23, p. 5957–5964. 22. CERIGNOLI, F., et al. Regulation of MAP kinases by the VHR dual-specific phosphatase: implications for cell growth and differentiation. Cell Cycle, 2006, vol. 5, no. 19, p. 2210–2215. 23. COULOMBE, P. – MELOCHE, S. Atypical mitogen-activated protein kinases: structure, regulation and functions. Biochim. Biophys. Acta, 2007, vol. 1773, no. 8, p. 1376– 1387. 24. DAVIE, JR. Covalent modifications of histones: expression from chromatin templates. Curr. Opin. Genet. Dev., 1998, vol. 8, no. 2, p. 173–178. 25. DENT, P., et al. MAPK pathways in radiation responses. Oncogene, 2003, vol. 22, no. 37, p. 5885–5896. 26. DENT, P., et al. Radiation-induced release of transforming growth factor alpha activates the epidermal growth factor receptor and mitogen-activated protein kinase pathway in carcinoma cells, leading to increased proliferation and protection from radiation-induced cell death. Mol. Biol. Cell, 1999, vol. 10, no. 8, p. 2493–2506. 27. DUNN, KL. – DAVIE, JR. Stimulation of the Ras-MAPK pathway leads to independent phosphorylation of histone H3 on serine 10 and 28. Oncogene, 2005, vol. 24, no. 21, p. 3492–3502. 28. EILERS, M. – EISENMAN, RN. Myc's broad reach. Genes. Dev., 2008, vol. 22, no. 20, p. 2755–2766. 29. ELDOR, A., et al. Perturbation of endothelial functions by ionizing irradiation: effects on prostaglandins, chemoattractants and mitogens. Semin. Thromb. Hemost., 1989, vol. 15, no. 2, p. 215–225.


30. ELSNER, RH. – ZIEGLER, K. Determination of the apparent functional molecular mass of the hepatocellular sodium-dependent taurocholate transporter by radiation inactivation. Biochim. Biophys. Acta, 1989, vol. 983, no. 1, p. 113–117. 31. ELSNER, RH. – ZIEGLER, K. Radiation inactivation of multispecific transport systems for bile acids and xenobiotics in basolateral rat liver plasma membrane vesicles. J. Biol. Chem., 1992, vol. 267, no. 14, p. 9788–9793. 32. EPPERLY, MW., et al. Manganese [correction of Magnesium] superoxide dismutase (MnSOD) plasmid/liposome pulmonary radioprotective gene therapy: modulation of irradiation-induced mRNA for IL-I, TNF-alpha, and TGF-beta correlates with delay of organizing alveolitis/fibrosis. Biol. Blood Marrow Transplant., 1999, vol. 5, no. 4, p. 204–214. 33. ESCARGUEIL, AE., et al. What histone code for DNA repair? Mutat. Res., 2008, vol. 658, no. 3, p. 259–270. 34. FALCK, J. – COATES, J. – JACKSON, SP. Conserved modes of recruitment of ATM, ATR and DNA-PKcs to sites of DNA damage. Nature. 2005, vol. 434, no. 7033, p. 605–611. 35. FEATHERSTONE, C. – JACKSON, SP. Ku, a DNA repair protein with multiple cellular functions? Mutat. Res., 1999, vol. 434, no. 1, p. 3–15. 36. FUCHS, SY., et al. c-Jun NH2-terminal kinases target the ubiquitination of their associated transcription factors. J. Biol. Chem., 1997, vol. 272, no. 51, p. 32163–32168. 37. GANDHI, NM. – GOPALASWAMY, UV. – NAIR, CK. Radiation protection by disulfiram: protection of membrane and DNA in vitro and in vivo against gamma-radiation. J. Radiat. Res. (Tokyo), 2003, vol. 44, no. 3, p. 255–259. 38. GARCIA, L., et al. PP1/PP2A phosphatases inhibitors okadaic acid and calyculin A block ERK5 activation by growth factors and oxidative stress. BS Lett., 2002, vol. 523, no. 1–3, p. 90–94. 39. GOLDKORN, T., et al. EGF receptor phosphorylation is affected by ionizing radiation. Biochim. Biophys. Acta, 1997, vol. 1358, no. 3, p. 289–299. 40. GU, Q., et al. Basic fibroblast growth factor inhibits radiation-induced apoptosis of HUVECs. I. The PI3K/AKT pathway and induction of phosphorylation of BAD. Radiat. Res., 2004, vol. 161, no. 6) p. 692–702. 41. GUPTA, S. – SETH, A. – DAVIS, RJ. Transactivation of gene expression by Myc is inhibited by mutation at the phosphorylation sites Thr-58 and Ser-62. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1993, vol. 90, p. 3216–3220. 42. GUPTA, S., et al. Transcription factor ATF2 regulation by the JNK signal transduction pathway. Science, 1995, vol. 267, p. 389–393. 43. HAGAN, M., et al. Ionizing radiation-induced mitogenactivated protein (MAP) kinase activation in DU145 prostate carcinoma cells: MAP kinase inhibition enhances radiation-induced cell killing and G2/M-phase arrest. Radiat. Res., 2000, vol. 153, no. 4, p. 371–383. 44. CHAKRABORTY, AA. – TANSEY, WP. Adenoviral E1A function through Myc. Cancer Res., 2009, vol. 69, no. 1, p. 6–9. 45. CHAMBARD, JC., et al. ERK implication in cell cycle regulation. Biochim. Biophys. Acta, 2007, vol. 1773, no. 8, p. 1299–1310. 46. CHAO, TH., et al. MEKK3 directly regulates MEK5 activity as part of the big mitogen-activated protein kinase 1 (BMK1) signaling pathway. J. Biol. Chem., 1999, vol. 274, no. 51, p. 36035–36038.



47. CHEESEMAN, KH., et al. Studies on lipid peroxidation in normal and tumour tissues. The Yoshida rat liver tumour. Biochem. J., 1988, vol. 250, no. 1, p. 247–252. 48. CHEN, RH. – SARNECKI, C. – BLENIS, J. Nuclear localization and regulation of erk- and rsk-encoded protein kinases. Mol. Cell. Biol., 1992, vol. 12, no. 3, p. 915–927. 49. CHEN, W., et al. Tumor promoter arsenite activates extracellular signal-regulated kinase through a signaling pathway mediated by epidermal growth factor receptor and Shc. Mol. Cell. Biol., 1998, vol. 18, no. 9, p. 5178–5188. 50. CHEN, Z., et al. MAP kinases. Chem. Rev., 2001, vol. 101, no. 8, p. 2449–2476. 51. CHEUNG, EC. – SLACK, RS. Emerging role for ERK as a key regulator of neuronal apoptosis. Sci. STKE, 2004, vol. 2004, no. 251, p. 45. 52. CHOI, SY., et al. Activation of Bak and Bax through c-abl-protein kinase Cdelta-p38 MAPK signaling in response to ionizing radiation in human non-small cell lung cancer cells. J. Biol. Chem., 2006, vol. 281, no. 11, p. 7049–7059. 53. CHUN, HH. – GATTI, RA. Ataxia-telangiectasia, an evolving phenotype. DNA Repair (Amst.), 2004, vol. 3, no. 8-9, p. 1187–1196. 54. JIN, S., et al. Binding of Ku and c-Abl at the kinase homology region of DNA-dependent protein kinase catalytic subunit. J. Biol. Chem., 1997, vol. 272, no. 40, p. 24763–24766. 55. JOHANNESSEN, M. – DELGHANDI, MP. – MOENS, U. What turns CREB on? Cell. Signal., 2004, vol. 16, no. 11, p. 1211–1227. 56. KANNAN, N. – NEUWALD, AF. Evolutionary constraints associated with functional specificity of the CMGC protein kinases MAPK, CDK, GSK, SRPK, DYRK, and CK2alpha. Protein. Sci., 2004, vol. 13, no. 8, p. 2059–2077. 57. KATZ, M. – AMIT, I. – YARDEN, Y. Regulation of MAPKs by growth factors and receptor tyrosine kinases. Biochim. Biophys. Acta, 2007, vol. 1773, no. 8, p. 1161–1176. 58. KHARBANDA, S., et al. Activation of MEK kinase 1 by the c-Abl protein tyrosine kinase in response to DNA damage. Mol. Cell. Biol., 2000, vol. 20, no. 14, p. 4979– 4989. 59. KHARBANDA, S., et al. Activation of the c-Abl tyrosine kinase in the stress response to DNA-damaging agents. Nature, 1995, vol. 376, no. 6543, p. 785–788. 60. KHARBANDA, S., et al. c-Abl activation regulates induction of the SEK1/stress-activated protein kinase pathway in the cellular response to 1-beta-D-arabinofuranosylcytosine. J. Biol. Chem., 1995, vol. 270, no. 51, p. 30278–30281. 61. KHARBANDA, S., et al. Functional interaction between DNA-PK and c-Abl in response to DNA damage. Nature, 1997, vol. 386, no. 6626, p. 732–325. 62. KHARBANDA, S., et al. Functional role for the c-Abl protein tyrosine kinase in the cellular response to genotoxic stress. Biochim. Biophy. Acta, 1997, vol. 1333, no. 2, p. 1–7. 63. KNEBEL, A., et al. Dephosphorylation of receptor tyrosine kinases as target of regulation by radiation, oxidants or alkylating agents. EMBO J., 1996, vol. 15, no. 19, p. 5314–5325. 64. KOROTAYEV, K. – CHAUSSEPIED, M. – GINSBERG, D. ERK activation is regulated by E2F1 and is essential for E2F1-induced S phase entry. Cell. Signal., 2008, vol. 20, no. 6, p. 1221–1226. 65. KOSHIKAWA, T., et al. Alterations of DNA copy number and expression in genes involved in cell cycle regulation and apoptosis signal pathways in gamma-radiation-sensitive

66. 67. 68. 69.

70. 71. 72.

73. 74. 75. 76.

77.

78.

79.

80.

81.

82.

83.

84.

85.

167

SX9 cells and -resistant SR-1 cells. Radiat. Res., 2005, vol. 163, no. 4, p. 374–383. KOUZARIDE, T. Chromatin Modifications and Their Function. Cell, 2007, vol. 128, no. 4, p. 693–705. KUAN, CY., et al. The Jnk1 and Jnk2 protein kinases are required for regional specific apoptosis during early brain development. Neuron, 1999, vol. 22, no. 4, p. 667–676. KUIDA, K. – BOUCHER, DM. Functions of MAP kinases: insights from gene-targeting studies. J. Biochem., 2004, vol. 135, no. 6, p. 653–656. KYRIAKIS, JM. – AVRUCH, J. Mammalian mitogen-activated protein kinase signal transduction pathways activated by stress and inflammation. Physiol. Rev., 2001, vol. 81, no. 2, p. 807–869. KYRIAKIS, JM. – AVRUCH, J. Sounding the alarm: protein kinase cascades activated by stress and inflammation. J. Biol. Chem., 1996, vol. 271, no. 40, p. 24313–24316. KYRIAKIS, JM., et al. The stress-activated protein kinase subfamily of c-Jun kinases. Nature, 1994, vol. 369, no. 6476, p. 156–160. LAVAUR, J., et al. A TAT-DEF-Elk-1 peptide regulates the cytonuclear trafficking of Elk-1 and controls cytoskeleton dynamics. J. Neurosci., 2007, vol. 27, no. 52, p. 14448–14458. LAWLER, S., et al. Synergistic activation of SAPK1/JNK1 by two MAP kinase kinases in vitro. Curr. Biol., 1998, vol. 8, no. 25, p. 1387–1390. LEACH, JK., et al. Ionizing radiation-induced, mitochondria-dependent generation of reactive oxygen/nitrogen. Cancer Res., 2001, vol. 61, no. 10, p. 3894–3901. LEE, JD. – ULEVITCH, RJ. – HAN, J. Primary structure of BMK1: a new mammalian map kinase. Biochem. Biophys. Res. Commun., 1995, vol. 213, no. 2, p. 715–724. LEE, SA. – DRITSCHILO, A. – JUNG, M. Impaired ionizing radiation-induced activation of a nuclear signal essential for phosphorylation of c-Jun by dually phosphorylated c-Jun amino-terminal kinases in ataxia telangiectasia fibroblasts. J. Biol. Chem., 1998, vol. 273, no. 49, p. 32889–32894. LEE, SR., et al. Reversible inactivation of protein-tyrosine phosphatase 1B in A431 cells stimulated with epidermal growth factor. J. Biol. Chem., 1998, vol. 273, no. 25, p. 15366–15372. LECHNER, C., et al. ERK6, a mitogen-activated protein kinase involved in C2C12 myoblast differentiation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1996, vol. 93, no. 9, p. 4355–4359. LI, Z., et al. The primary structure of p38 gamma: a new member of p38 group of MAP kinases. Biochem. Biophys. Res. Commun., 1996, vol. 228, no. 2, p. 334–340. LIN, A., et al. Casein kinase II is a negative regulator of c-Jun DNA binding and AP-1 activity. Cell, 1992, vol. 70, no. 5, p. 777–789. LIN, Q., et al. Control of mouse cardiac morphogenesis and myogenesis by transcription factor MEF2C. Science, 1997, vol. 276, no. 5317, p. 1404–1407. LISNOCK, J., et al. Activation of JNK3 alpha 1 requires both MKK4 and MKK7: kinetic characterization of in vitro phosphorylated JNK3 alpha 1. Biochemistry, 2000, vol. 39, no. 11, p. 3141–3148. LIU, ZG., et al. Three distinct signalling responses by murine fibroblasts to genotoxic stress. Nature, 1996, vol. 384, no. 6606, p. 273–276. LIVINGSTONE, C. – PATEL, G. – JONES, N. ATF-2 contains a phosphorylation-dependent transcriptional activation domain. EMBO J., 1995, vol. 14, no. 8, p. 1785–1797. LUKAS, J. – LUKAS, C. – BARTEK, J. Mammalian cell cycle checkpoints: signalling pathways and their organiz-

168


ation in space and time. DNA Repair (Amst.). 2004, vol. 3, no. 8/9, p. 997–1007. 86. MACDONALD, N., et al. Molecular basis for the recognition of phosphorylated and phosphoacetylated histone h3 by 14-3-3. Mol. Cell., 2005, vol. 20, p. 199–211. 87. MAIZELS, ET., et al. Developmental regulation of mitogen-activated protein kinase-activated kinases-2 and -3 (MAPKAPK-2/-3) in vivo during corpus luteum formation in the rat. Mol. Endocrinol., 2001, vol. 15, no. 5, p. 716–733. 88. MARAIS, R., et al. Differential regulation of Raf-1, A-Raf, and B-Raf by oncogenic ras and tyrosine kinases. J. Biol. Chem., 1997, vol. 272, no. 7, p. 4378–4383. 89. MARTIN-BLANCO, E. p38 MAPK signalling cascades: ancient roles and new functions. Bioessays, 2000, vol. 22, no. 7, p. 637–645. 90. MAYR, B. – MONTMINY, M. Transcriptional regulation by the phosphorylation-dependent factor CREB. Nat. Rev. Mol. Cell Biol., 2001, vol. 2, no. 8, p. 599-609. 91. MELOCHE, S. – POUYSSEGUR, J. The ERK1/2 mitogen-activated protein kinase pathway as a master regulator of the G1- to S-phase transition. Oncogene, 2007, vol. 26, no. 22, p. 3227–3239. 92. MERTENS, S. – CRAXTON, M. – GOEDERT, M. SAP kinase-3, a new member of the family of mammalian stress-activated protein kinases. FEBS Lett., 1996, vol. 383, no. 3, p. 273–276. 93. MEVES, A., et al. H(2)O(2) mediates oxidative stress-induced epidermal growth factor receptor phosphorylation. Toxicol. Lett., 2001, vol. 122, no. 3, p. 205–214. 94. MOCHAN, TA., et al. 53BP1 and NFBD1/MDC1-Nbs1 function in parallel interacting pathways activating ataxia-telangiectasia mutated (ATM) in response to DNA damage. Cancer Res. 2003, vol. 63, no. 24, p. 8586–8591. 95. MUDGETT, JS., et al. Essential role for p38alpha mitogen-activated protein kinase in placental angiogenesis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000, vol. 97, no. 19, p. 10454–10459. 96. MUKHERJEE, JJ. – SIKKA, HC. Attenuation of BPDE-induced p53 accumulation by TPA is associated with a decrease in stability and phosphorylation of p53 and downregulation of NFkappaB activation: role of p38 MAP kinase. Carcinogenesis, 2006, vol. 27, no. 3, p. 631–638. 97. NAKAMURA, K. – JOHNSON, GL. PB1 domains of MEKK2 and MEKK3 interact with the MEK5 PB1 domain for activation of the ERK5 pathway. J. Biol. Chem., 2003, vol. 278, no. 39, p. 36989–36992. 98. NOGUCHI, K., et al. Regulation of c-Myc through phosphorylation at Ser-62 and Ser-71 by c-Jun N-terminal kinase. J. Biol. Chem., 1999, vol. 274, p. 32580–32587. 99. O’DONNELL, KA., et al. c-Myc-regulated microRNAs modulate E2F1 expression. Nature, 2005, vol. 435, no. 7043, p. 839–843. 100. OUWENS, DM., et al. Growth factors can activate ATF2 via a two-step mechanism: phosphorylation of Thr71 through the Ras-MEK-ERK pathway and of Thr69 through RalGDS-Src-p38. EMBO J., 2002, vol. 21, p. 3782–3793. 101. PAGES, G., et al. Defective thymocyte maturation in p44 MAP kinase (Erk 1) knockout mice. Science, 1999, vol. 286, no. 5443, p. 1374–1377. 102. PANDEY, P., et al. Activation of p38 mitogen-activated protein kinase by c-Abl-dependent and -independent mechanisms. J. Biol. Chem., 1996, vol. 271, no. 39, p. 23775–23779. 103. PANTA, GR., et al. ATM and the catalytic subunit of DNA-dependent protein kinase activate NF-kappaB through a common MEK/extracellular signal-regulated kinase/p90(rsk)


signaling pathway in response to distinct forms of DNA damage. Mol. Cell. Biol., 2004, vol. 24, no. 5, p. 1823–1835. 104. PAYNE, DM., et al. Identification of the regulatory phosphorylation sites in pp42/mitogen-activated protein kinase (MAP kinase). EMBO J., 1991, vol. 10, no. 4, p. 885–892. 105. PEARSON, G., et al. Mitogen-activated protein (MAP) kinase pathways: regulation and physiological functions. Endocr. Rev., 2001, vol. 22, no. 2, p. 153–183. 106. PERRY, RL. – PARKER, MH. – RUDNICKI, MA. Activated MEK1 binds the nuclear MyoD transcriptional complex to repress transactivation. Mol. Cell, 2001, vol. 8, no. 2, p. 291–301. 107. POKHOLOK, DK., et al. Activated signal transduction kinases frequently occupy target genes. Science, 2006, vol. 313, no. 5786, p. 533–536. 108. POUYSSEGUR, J. – VOLMAT, V. – LENORMAND, P. Fidelity and spatio-temporal control in MAP kinase (ERKs) signalling. Biochem. Pharmacol., 2002, vol. 64, no. 5/6, p. 755–763. 109. QIU, M. – LANGE, CA. MAP kinases couple multiple functions of human progesterone receptors: degradation, transcriptional synergy, and nuclear association. J. Steroid. Biochem. Mol. Biol., 2003, vol. 85, no. 2/5, p. 147–157. 110. RAINGEAUD, J., et al. Pro-inflammatory cytokines and environmental stress cause p38 mitogen-activated protein kinase activation by dual phosphorylation on tyrosine and threonine. J. Biol. Chem., 1995, vol. 270, no. 13, p. 7420–7426. 111. RAITANO, AB., et al. The Bcr-Abl leukemia oncogene activates Jun kinase and requires Jun for transformation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1995, vol. 92, no. 25, p. 11746–11750. 112. RAMAN, M., et al. TAO kinases mediate activation of p38 in response to DNA damage. EMBO J., 2007, vol. 26, no. 8, p. 2005–2014. 113. REGAN, CP., et al. Erk5 null mice display multiple extraembryonic vascular and embryonic cardiovascular defects. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2002, vol. 99, no. 14, p. 9248–9253. 114. RENSHAW, MW. – LEA-CHOU, E. – WANG, JY. Rac is required for v-Abl tyrosine kinase to activate mitogenesis. Curr. Biol., 1996, vol. 6, no. 1, p. 76–83. 115. ROUSSEAU, S., et al. TPL2-mediated activation of ERK1 and ERK2 regulates the processing of pre-TNF alpha in LPS-stimulated macrophages. J. Cell. Sci., 2008, vol. 121, no. 2, p. 149–154. 116. ROUX, PP. – BLENIS, J. ERK and p38 MAPK-activated protein kinases: a family of protein kinases with diverse biological functions. Microbiol. Mol. Biol. Rev., 2004, vol. 68, no. 2, p. 320–344. 117. SABAPATHY, K., et al. c-Jun NH2-terminal kinase (JNK)1 and JNK2 have similar and stage-dependent roles in regulating T cell apoptosis and proliferation. J. Exp. Med., 2001, vol. 193, no. 3, p. 317–328. 118. SABIO, G., et al. p38gamma regulates the localisation of SAP97 in the cytoskeleton by modulating its interaction with GKAS. EMBO J., 2005, vol. 24, no. 6, p. 1134–1145. 119. SAGATA, N. What does Mos do in oocytes and somatic cells? Bioessays, 1997, vol. 19, no. 1, p. 13–21. 120. SEARS, R., et al. Ras enhances Myc protein stability. Mol. Cell, 1999, vol. 3, no. 2, p. 169–179. 121. SEGER, R., et al. Purification and characterization of mitogen-activated protein kinase activator(s) from epidermal growth factor-stimulated A431 cells. J. Biol. Chem., 1992, vol. 267, no. 20, p. 14373–14381.



122. SHAFMAN, T., et al. Interaction between ATM protein and c-Abl in response to DNA damage. Nature, 1997, vol. 387, no. 6632, p. 520–523. 123. SHAFMAN, TD., et al. Defective induction of stress-activated protein kinase activity in ataxia-telangiectasia cells exposed to ionizing radiation. Cancer Res., 1995, vol. 55, no. 15, p. 3242–3245. 124. SHE, QB. – CHEN, N. – DONG, Z. ERKs and p38 kinase phosphorylate p53 protein at serine 15 in response to UV radiation. J. Biol. Chem., 2000, vol. 275, no. 27, p. 20444–20449. 125. SCHWECHHEIMER, C., et al. Examining protein stability and its relevance for plant growth and development. Methods Mol. Biol., 2009, vol. 479, p. 147–171. 126. SNOWDEN, AW. – PERKINS, ND. Cell cycle regulation of the transcriptional coactivators p300 and CREB binding protein. Biochem. Pharmacol., 1998, vol. 55, no. 12, p.1947–1954. 127. SOHN, SJ., et al. ERK5 MAPK regulates embryonic angiogenesis and acts as a hypoxia-sensitive repressor of vascular endothelial growth factor expression. J. Biol. Chem., 2002, vol. 277, no. 45, p. 43344–43351. 128. STUART, JR., et al. c-Abl regulates early growth response protein (EGR1) in response to oxidative stress. Oncogene, 2005, vol. 24, no. 55, p. 8085–8092. 129. STUCKI, M., et al. MDC1 directly binds phosphorylated histone H2AX to regulate cellular responses to DNA double-strand breaks. Cell. 2005, vol. 123, no. 7, p. 1213–1226. 130. SUN, W., et al. MEKK2 associates with the adapter protein Lad/RIBP and regulates the MEK5-BMK1/ERK5 pathway. J. Biol. Chem., 2001, vol. 276, no. 7, p. 5093–5100. 131. SUNDARAM, MV. RTK/Ras/MAPK signaling. WormBook, 2006, p. 1–19. 132. TAMURA, K., et al. Requirement for p38alpha in erythropoietin expression: a role for stress kinases in erythropoiesis. Cell, 2000, vol. 102, no. 2, p. 221–231. 133. TANG, D., et al. ERK activation mediates cell cycle arrest and apoptosis after DNA damage independently of p53. J. Biol. Chem., 2002, vol. 277, no. 15, p. 12710–12717. 134. TANOUE, T., et al. A conserved docking motif in MAP kinases common to substrates, activators and regulators. Nat. Cell. Biol., 2000, vol. 2, no. 2, p. 110–116. 135. THORNTON, SC., et al. Both in vitro and in vivo irradiation are associated with induction of macrophagederived fibroblast growth factors. Clin. Exp. Immunol., 1996, vol. 103, no. 1, p. 67–73. 136. UZIEL, T., et al. Requirement of the MRN complex for ATM activation by DNA damage. EMBO J. 2003, vol. 22, no. 20, p. 5612–21. 137. VAN DEN BOSCH, M. – BREE, RT. – LOWNDES, NF. The MRN complex: coordinating and mediating the response to broken chromosomes. EMBO Rep., 2003, vol. 4, no. 9, p. 844–849. 138. WANG, S., et al. Regulation of Rb and E2F by signal transduction cascades: divergent effects of JNK1 and p38 kinases. EMBO J., 1999, vol. 18, no. 6, p. 1559–1570. 139. WANG, X., et al. Involvement of the MKK6-p38gamma cascade in gamma-radiation-induced cell cycle arrest. Mol. Cell. Biol., 2000, vol. 20, no. 13, p. 4543–4552. 140. WANG, X., et al. Targeted deletion of mek5 causes early embryonic death and defects in the extracellular signal-regulated kinase 5/myocyte enhancer factor 2 cell survival pathway. Mol. Cell. Biol., 2005, vol. 25, no. 1, p. 336–345.

169

141. WANG, Z., et al. The structure of mitogen-activated protein kinase p38 at 2.1-A resolution. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1997, vol. 94, no. 6, p. 2327–2332. 142. WEI, W., et al. The v-Jun point mutation allows c-Jun to escape GSK3-dependent recognition and destruction by the Fbw7 ubiquitin ligase. Cancer Cell, 2005, vol. 8, no. 1, p. 25–33. 143. WEIS, K. Regulating access to the genome: nucleocytoplasmic transport throughout the cell cycle. Cell, 2003, vol. 112, no. 4, p. 441–451. 144. WESTON, CR., et al. JNK initiates a cytokine cascade that causes Pax2 expression and closure of the optic fissure. Genes. Dev., 2003, vol. 17, no. 10, p. 1271–1280. 145. WILSON, KP., et al. Crystal structure of p38 mitogen-activated protein kinase. J. Biol. Chem., 1996, vol. 271, no. 44, p. 27696–27700. 146. XING, J. – GINTY, DD. – GREENBERG, ME. Coupling of the RAS-MAPK pathway to gene activation by RSK2, a growth factor-regulated CREB kinase. Science, 1996, vol. 273, no. 5277, p. 959–963. 147. YAMASHITA, M., et al. Ras-ERK MAPK cascade regulates GATA3 stability and Th2 differentiation through ubiquitin-proteasome pathway. J. Biol. Chem., 2005, vol. 280, no. 33, p. 29409–29419. 148. YANG, J., et al. Mekk3 is essential for early embryonic cardiovascular development. Nat. Genet., 2000, vol. 24, no. 3, p. 309–313. 149. YANG, SH. – SHARROCKS, AD. – WHITMARSH, AJ. Transcriptional regulation by the MAP kinase signaling cascades. Gene, 2003, vol. 320, p. 3–21. 150. YANG, SH., et al. Differential targeting of MAP kinases to the ETS-domain transcription factor Elk-1. EMBO J., 1998, vol. 17, no. 6, p. 1740–1749. 151. YANG, SH., et al. The mechanism of phosphorylation-inducible activation of the ETS-domain transcription factor Elk-1. EMBO J., 1999, vol. 18, no. 20, p. 5666–5674. 152. YOU, Z., et al. ATM activation and its recruitment to damaged DNA require binding to the C terminus of Nbs1. Mol. Cell. Biol. 2005, vol. 25, no. 13, p. 5363–5379. 153. YU, Q. – CIEMERYCH, MA. – SICINSKI, P. Ras and Myc can drive oncogenic cell proliferation through individual D-cyclins. Oncogene, 2005, vol. 24, no. 47, p. 7114–7119. 154. ZHENG, Q., et al. 14-3-3beta binds to big mitogen-activated protein kinase 1 (BMK1/ERK5) and regulates BMK1 function. J. Biol. Chem., 2004, vol. 279, no. 10, p. 8787–8791. 155. ZHOU, G. – BAO, ZQ. – DIXON, JE. Components of a new human protein kinase signal transduction pathway. J. Biol. Chem., 1995, vol. 270, no. 21, p. 12665–12669.

Korespondence: Kpt. MUDr. Jaroslav Pejchal, Ph.D. Univerzita obrany Fakulta vojenského zdravotnictví Centrum pokročilých studií Třebešská 1575 500 01 Hradec Králové e-mail:[email protected]


170



K O N G R E S Y – S Y M PO ZI A 13. KONGRES EVROPSKÉ POPÁLENINOVÉ ASOCIACE V LAUSANNE 1 Leo KLEIN, 2Monika TOKARIK Univerzita obrany, Fakulta vojenského zdravotnictví, katedra válečné chirurgie, Hradec Králové 2 Univerzita Karlova v Praze, 3. lékařská fakulta, Fakultní nemocnice Královské Vinohrady, Klinika popáleninové medicíny, Praha 1

Ve dnech 2.–5. září 2009 se ve švýcarském Lausanne, městě, kde mj. sídlí i Mezinárodní olympijský výbor, uskutečnil již 13. kongres Evropské popáleninové asociace (European Burns Association – EBA). Zúčastnil se ho rekordní počet 830 účastníků zejména z Evropy, ale i ze všech dalších kontinentů. Tato skutečnost je odrazem stále se zvyšující prestiže a odborné autority EBA, evropských standardů a metod v komplexní léčbě popálenin. V průběhu čtyř programově nabitých dnů se diskutovalo o tématech ze všech oblastí popáleninové problematiky počínaje prevencí přes veškerou chirurgickou, anesteziologickou problematiku, otázky imunologie a metabolizmu, intenzívní péče, kožních krytů a náhrad a výzkumem v oblasti popálenin a hromadnými termickými katastrofami konče. V této stručné kongresové zprávě není možné zmínit všechny oblasti, a proto zmíníme jen některé souhrnné postřehy, zvláštnosti, které byly na tomto kongresu nové. Podrobněji se zmíníme jen o některých aspektech intenzívní péče o popálené, neboť v této oblasti se posterem prezentovalo i pražské popáleninové centrum. Experimentálně se zabýváme využitím natriuretického peptidu, angiotenzin konvertujícího enzymu v monitoraci a korelaci s hemodynamickými parametry při myokardiálním přetížení u kriticky popálených. Z několika zajímavých sdělení zabývajících se léčbou popáleninového šoku bychom rádi zmínili následující. Podle německo-skotsko-britské studie bylo dotázáno 32 BICU (Burns Intensive Care Unit), které představovaly polovinu ze všech pracovišť zabývajících se touto problematikou v daném regionu, ohledně objemové resuscitace v průběhu popáleninového šoku. Osmdesát čtyři procent oslovených respondentů zahajuje objemovou resuscitaci při popáleninách rozsáhlejších než 15 % tělesného povrchu, 81 % používá resuscitační formuli podle Parklanda, 12,5 % podle Muira a Barclaye (zahrnující jako resuscitační roztok albumin), 47 % respondentů používá roztok Ringer laktát, 13 % albumin. Hodinová diuréza je převažujícím monitorovaným

parametrem u 47 % BICU, právě tak jako monitorovaný a kalkulovaný interval 24 hodin. Šedesát šest procent respondentů hodnotilo svůj protokol jako adekvátní. Podle švédské studie parametry LVEDA (Left Ventricular End-Diastolic Area – telediastolická plocha levé komory) a SV (Stroke Volume – tepový objem) podle transezofageální dopplerovské echokardiografie vykazují při objemové resuscitaci podle Parklandovy formule v prvních 12 hodinách relativní centrální hypovolémii. Britská studie potvrdila relativní bezpečnost koloidů v časné fázi popáleninového šoku. V 73 % byla použita resuscitační formule podle Muira a Barclaye, fenomén „fluid creep“ byl zachycen, nicméně aplikované množství resuscitačních roztoků, včetně albuminu, byla maximálně 1,4 až 1,6krát vyšší než původně vypočtené a tedy menší než dokumentované v literatuře při použití krystaloidních roztoků. Endovaskulární ohřev systémem CoolGard podle studie z Francie je doporučován u rozsáhlých chirurgických výkonů. Katétr je zaveden cestou femorální žíly do dolní duté žíly. Podle jiné britské studie se jako perspektivní jeví měření poměru albumin/kreatinin, který umožní kvantitativně validizovat systémový kapilární leak, a identifikovat tak rizikové pacienty s potenciálem rozvoje multiorgánového selhání. Kategorizace pacientů podle RIFLE skóre (Risk–Injury–Failure–Loss–End Stage) podle řecké studie napomáhá časně identifikovat pacienty s rizikem akutního selhání ledvin. Podle holandské studie pacienti uměle plicně ventilovaní pozitivním přetlakem bez ohledu na diagnózu inhalačního traumatu vykazovali signifikantně vyšší potřebu tekutin. Jejich kumulativní tekutinová bilance přímo korelovala s četností orgánových komplikací a délkou hospitalizace. Perkutánní dilatační tracheotomie provedená do 48 hodin po endotracheální intubaci se podle studie z Ankary jevila jako bezpečná technika provedení tracheotomie u popálených pacientů, včetně signifikantního zlepšení PaO2/FiO2 po provedeném výkonu. Nejen respirační a neurologické, ale i kardiovaskulární manifestace (asysto-



lie, poruchy depolarizace, supraventrikulární a ventrikulární tachyarytmie) u pacientů s inhalačním traumatem mohou být projevem intoxikace kyanidem. Neodkladná aplikace antidota hydroxokobalaminu v dávce 7 g u subendokardiální ischémie podle EKG, 5 g u endokardiální ischémie, 4,5 g u arytmií normalizovala elektrokardiografický záznam a zlepšila prognózu těchto pacientů. V prehospitalizační fázi lze aplikovat hydroxokobalamin v dávce 70 mg/kg hmotnosti u dětí intraoseálně. V celkovém pohledu na závěry kongresu se jednoznačně ukazuje nutnost prohloubení spolupráce a vzájemné komunikace mezi popáleninovými centry našeho kontinentu. Především státy Evropské unie mají pro tyto aktivity veškeré legislativní podmínky. Zaznělo několik dobrých příkladů o spolupráci center v Německu, Belgii, Nizozemsku při řešení hromadných popáleninových katastrof. Především v příhraničních oblastech je urgentní pomoc a i hospitalizace popálených zajišťována bez ohledu na národnost raněného, vždy je rozhodující rychlost a dostupnost péče – tedy nejbližšího specializovaného pracoviště. EBA rovněž výrazně postoupila v přípravě celoevropských standardů a guidelines pro termické úrazy. Můžeme s hrdostí konstatovat, že řada prvků, které byly vytvořeny a fungují v naší zemi, byla převzata i do těchto směrnic (např. personální aspekty činnosti popáleninových center, princip interdisciplinární týmové spolupráce v léčbě popálených apod.). K prohloubení spolupráce na evropském kontinentě nepochybně přispěje i velmi aktivní zapojení jižní části kontinentu a zemí kolem Středozemního moře prostřednictvím Mediterranean Council for Burns and Fire Disasters (MBC), jehož představitelé na kongresu aktivně vystupovali a vzniklá dohoda o další spolupráci s EBA je jedním z velmi cenných závěrů kongresu. Organizace kongresu byla, jak ani jinak nelze ve Švýcarsku očekávat, perfektní. Plenární zasedání, vyzvaní přednášející se stěžejními tématy a dále jednání v sekcích byla precizně sladěna a veškerý časový harmonogram plně respektován. Výborná a bohatě zastoupená byla i posterová sekce, ve které v průběhu 2 dnů bylo vystaveno téměř 250 sdělení. Novinkou bylo, že všichni autoři aktivně referovali určeným hodnotícím komisím přímo u posterů. Každý den byly vyhlášeny nejlepší postery a jejich autoři odměněni. Dále mohli přednést formou krátké přednášky své sdělení. Organizována byla, již tradičně, i sekce PAM (nelékařské profese v léčbě

171

popálenin – sestry, fyzioterapeuti, psychologové aj.), z nichž nejlepší byli rovněž vyhodnoceni a odměněni. Celková příprava i průběh kongresu byly na vysoké profesionální úrovni a rovněž tak naprostá většina sdělení. Zajímavá byla již příprava odborného programu. Každé přihlášené abstraktum bylo anonymním způsobem hodnoceno 3–5 odborníky, vše formou on-line. Na základě těchto hodnocení byl sestaven program a bylo vybráno 170 abstrakt k publikaci do suplementa prestižního odborného časopisu Burns (vůbec poprvé). Na základě odborných garancí byl tento kongres, rovněž poprvé, pro účastníky započítán do evropského systému dalšího vzdělávání a bylo takto možno získat 18 kreditů. Organizátorům se výtečným způsobem podařilo zajistit i podporu sponzorů z řad výrobců léčiv, zdravotnické techniky a dalších produktů souvisejících s popáleninovou medicínou. Díky této spolupráci proběhla také řada odborných workshopů a sympozií specificky zaměřených na některé detailní problémy. Závěrem je možno konstatovat, že kongres EBA v Lausanne proběhl na vysoké odborné i společenské úrovni. Podařilo se splnit všechny cíle, které si organizátoři v čele s profesorkou Mette Bergerovou stanovili, což bylo vyjádřeno na závěrečném valném shromáždění členů EBA v jejich hodnocení. Velký úspěch na diplomatickém poli slavila i naše republika, konkrétně Česká společnost popáleninové medicíny ČLS J. E. Purkyně. Profesor MUDr. Pavel Brychta, CSc., přednosta Kliniky popálenin a rekonstrukční chirurgie v Brně, byl pro příští funkční období výkonného výboru zvolen prezidentem EBA. Povede tak Evropskou popáleninou asociaci až do jejího příštího kongresu, který se bude konat v roce 2011 v Den Haagu v Nizozemsku.

Korespondence: Doc. MUDr. Leo Klein, CSc. Univerzita obrany Fakulta vojenského zdravotnictví Katedra válečné chirurgie Třebešská 1575 500 01 Hradec Králové e-mail: [email protected]


172



ZPRÁVA O KONGRESU INTERNATIONAL SURGICAL WEEK 2009 1, 2

Zdeněk ŠUBRT, 1, 2Alexander FERKO, 1, 2Jiří PÁRAL, Univerzita obrany, Fakulta vojenského zdravotnictví, katedra válečné chirurgie, Hradec Králové 2 Univerzita Karlova v Praze, Lékařská fakulta v Hradci Králové a Fakultní nemocnice, Chirurgická klinika, Hradec Králové 1

Ve dnech 6.–10. září 2009 se australském Adelaide uskutečnil již 43. kongres světové chirurgické společnosti pod názvem International Surgical Week (ISW 2009). Tento největší mezinárodní chirurgický kongres je pořádán ve dvouletých intervalech pod záštitou celosvětové chirurgické společnosti (International Society of Surgery/Societé Internationale de Chirurgie – ISS/SIC) a jejích partnerských společností v některé z členských zemí. ISS/SIC je největší a nejstarší mezinárodní chirurgickou organizací – byla založena v roce 1902 v belgickém Bruselu. První světový kongres se uskutečnil o 2 roky později v roce 1904 opět v Bruselu. Hlavním cílem společnosti je podpora vzdělávání chirurgů, výměna zkušeností, výzkum a vědecký pokrok v chirurgii. Oficiálním časopisem společnosti je World Journal of Surgery. V letošním roce se kongresu, který byl pořádán v nově vybudovaném kongresovém centru, zúčastnilo přes 1500 chirurgů z více než 70 zemí. Kongres byl zahájen společenským večerem, který probíhal v duchu australských kulturních tradic a zvyků původních obyvatel Austrálie. Na úvod kongresu vystoupil prezident ISS/SIC Michael G. Sarr, který nastínil problémy soudobé chirurgie. Jde zejména o dopady světové hospodářské recese na snížení financování chirurgického výzkumu a vzdělávání, a také nedostatek zkušených chirurgů v rozvojových zemích. Na tuto přednášku navázalo vyzvané sdělení týkající se léčby poporodních rekto- a vesikovaginálních píštělí u žen v Etiopii. Tato velmi působivá přednáška demonstrovala nedostatečnou lékařskou péči v subsaharské Africe, jež je dána především špatnými personálními a materiálními podmínkami. Další jednání probíhala v 10 paralelních sekcích vždy zaměřených na některou oblast chirurgické problematiky. Celkově zaznělo přes 400 ústních sdělení, videoprezentací a celá řada vyzvaných přednášek. K tomu probíhala doprovodná posterová sekce v samostatném sálu, kde bylo možné shlédnout více než 300 posterů. Hlavními tematickými okruhy kongresu byly břišní, úrazová a cévní chirurgie, chirurgie prsu, dětská, plastická chirurgie, popáleninová medicína a endokrinochirurgie. Dvě sekce přednášek a samostatná posterová sekce byly věnovány válečné chirurgii a medicíně katastrof. Navíc mimo vlastní organizaci kongresu pro-

běhlo několik satelitních sympozií, většinou za podpory firem. Součástí programu byla i celá řada postgraduálních kurzů a workshopů pořádaných partnerskými organizacemi ISS/CIS, z nichž za zmínku stojí především Definitive Surgical Trauma Care (DSTC) Course, který se zaměřuje na praktické techniky zvládnutí závažných dutinových poranění v rámci polytraumatu. Teoretická a praktická výuka probíhala pod vedením světových kapacit úrazové chirurgie, jako je například Kenneth D. Boffard (Johannesburg, JAR) a Donald D. Trunkey (Oregon, USA). Jednání se aktivně zúčastnili také příslušníci katedry válečné chirurgie Fakulty vojenského zdravotnictví Univerzity obrany prof. MUDr. A. Ferko, CSc., pplk. MUDr. J. Páral, Ph.D. a kpt. MUDr. Z. Šubrt, Ph.D. Přednesli sdělení týkající se laparoskopických resekcí jater (Ferko, Šubrt), možností využití cyanoakrylátových lepidel pro střevní anastomózu (Páral, Šubrt) a v rámci válečné chirurgie byly prezentovány zkušenosti s léčbou traumatických ran pomocí kombinace kyseliny hyaluronové a jodopovidonu (Páral). Z oboru válečné chirurgie byly prezentovány zkušenosti s léčbou závažných dutinových a cévních poranění v rámci bojových konfliktů v Afghánistánu a Iráku. Autoři z Velké Británie prezentovali soubory ošetřených pacientů s dutinovými poraněními a poraněními pánve. Zkušenosti těchto autorů ukazují, že jde vždy o komplexní poranění vyžadující multioborovou spolupráci chirurgů několika specializací, jako je břišní, hrudní, cévní, kostní chirurgie, urologie a kardiochirurgie. Zároveň poukazují na nedostatky ve výchově vojenských chirurgů v takto komplexní chirurgii v době přílišné subspecializace jednotlivých chirurgických oborů. Zajímavá byla i přednáška autorů z Royal Centre for Defence Medicine (Birmingham, VB), kteří prezentovali zkušenosti s fázovanou laparotomií (Damage Control Surgery – DCS) v případě válečného poranění střev. Klinické výsledky ukázaly, že tento přístup je v polních podmínkách používán poměrně často, nicméně je značná heterogenita mezi typem výkonu v závislosti na operujícím chirurgovi a zatím neexistuje optimální doporučení pro aplikaci DCS v polních podmínkách. Velkou pozornost věnovali účastníci kongresu také novým trendům v oblasti miniinvazívního ope-



rování, jako je tzv. SILS (Single Incision Laparoscopic Surgery) a NOTES (Natural Orifice Transluminal Endoscopis Surgery). Při tradiční laparoskopii je operováno z několika portů. Metoda SILS používá k operování pouze jedinou incizi, kterou se zavede speciální port, tzv. triport, pro 2 nástroje a laparoskopickou kameru. Metodu SILS předvedl poprvé v únoru 2008 Paul Curcillo na Drexelově univerzitě ve Filadelfii, který tehdy tímto přístupem provedl cholecystektomii. Na kongresu byly prezentovány nové zkušenosti s kolorektálními výkony provedenými metodou SILS. V rámci metody NOTES, při které se k přístupu do břišní dutiny využívají přirozené tělesné otvory a duté orgány trávicí trubice, byly prezentovány první klinické zkušenosti s NOTES apendektomií a cholecystektomií. Rutinní klinické použití této metody však zůstává sporné. Nevýhodou je především délka trvání samotného výkonu a přístrojové vybavení, které je

173

v současné době na úrovni vývoje prototypů speciálních endoskopů. Navíc není tato metoda, podobně jako SILS, jednoznačně přijata mezi širokou chirurgickou a endoskopickou veřejností. Příští kongres se bude konat ve dnech 28. srpna až 1. září 2011 v japonské Jokohamě. Jeho nosným tématem bude pokrok v chirurgii. Podrobnosti o připravovaném kongresu je možno najít již nyní na webové stránce www.isw2011.org.

Korespondence: Kpt. MUDr. Zdeněk Šubrt, Ph.D. Univerzita obrany Fakulta vojenského zdravotnictví Katedra válečné chirurgie Třebešská 1575 500 01 Hradec Králové e-mail: [email protected] Do redakce došlo 6. 10. 2009

ZPRÁVA O 23. VÝROČNÍM KONGRESU EVROPSKÉ SPOLEČNOSTI CÉVNÍ CHIRURGIE Daniel DOBEŠ Univerzita obrany, Fakulta vojenského zdravotnictví, katedra válečné chirurgie, Hradec Králové

Na výročních kongresech Evropské vaskulární společnosti (European Society for Vascular Surgery) se setkávají specialisté z oboru cévní chirurgie, intervenční radiologie a angiologie. Letošní kongres se uskutečnil za účasti více než 2000 účastníků v norském hlavním městě Oslu ve dnech 3.–6. září 2009. Hlavní náplň kongresu pokrývala tematika napříč celým spektrem vaskulární problematiky týkající se akutních i chronických stavů. Z jednotlivých oblastí vybírám ty nejdiskutovanější: 1. Kritická končetinová ischémie 2. Výsledky studií týkajících se terapie aneuryzmat břišní aorty 3. Terapie akutních symptomatických stenóz karotického řečiště 4. Akutní péče o traumata cév Kritická končetinová ischémie jak akutního, tak i chronického typu představuje pro cévní chirurgii komplexní problém k řešení, který není možno zvládnout bez provedení radiointervenčních metod. Vždy

je nutný časný přístup k řešení, neboť riziko nebezpečí z prodlení může vyústit v amputaci končetiny nebo i úmrtí. V civilních podmínkách samotná kombinace diabetes mellitus a renální insuficience značně stěžuje možnost úspěšného řešení ischémie. Jelikož použití bypasové techniky v cévní chirurgii klade důraz na použité materiály, u pacientů bez vlastní v. saphaena magna, zatím stále nejvhodnější cévní náhrady, je problémem alternativního využítí adekvátní náhrady. Cévní protézy, zejména na bázi goretexu (PTFE – polytetrafluoroetylen), slibují určitou možnost, avšak při použití na distální femoropopliteální či femorokrurální bypasy jejich dlouholetá průchodnost značně klesá. Práce finských autorů E. Arvela a spol. porovnávala použití žilních štěpů z horních končetin na distální femoropopliteální rekonsrukce ve srovnání s použitím goretexových protéz. Za dobu 5 let shromáždili 102 pacientů. Primární průchodnost žilního štěpu z horní končetiny versus PTFE protézy za 3 roky byla 55 % vs 40 %

174


(p = 0,034), končetina byla zachráněna po 3 letech v 76 % vs 61 % (p = 0,015). Z výsledků je patrné, že alternativa použití žíly z horní končetiny má své výhody co do záchrany končetiny včetně střednědobého fungování rekonstrukce. Problematické je použití žilního štěpu u pacientů s arteriovenózním zkratem na horní končetině. V terapii aneuryzmat břišní aorty byly prezentovány výsledky francouzských autorů S. Amiota a spol., kteří vyhodnotili použití tzv. fenestrovaných stentgraftů, které umožňují aplikaci i do míst viscerálních větví aorty, které tímto zůstávají zachovány. Autoři shrnuli výsledky ze 17 vaskulárních center Francie. Za období let 2004–2009 hodnotili 134 pacientů. Celkem umožnili perfúzi 403 viscerálních tepen. Třicetidenní letalita byla 2%. Pacienti byli sledováni po dobu 15 měsíců. Za toto období byla průchodnost stentgraftů 99%. Dvě procenta pacientů vyžadovala permanentní dialyzační režim pro navozenou renální insuficienci, 9 % pacientů zemřelo, avšak bez příčinné souvislosti s výkonem. Třináct procent pacientů si vyžádalo během tohoto období sekundární endovaskulární reintervenci zejména pro endoleak, který se vyskytoval ve 12 %. V souhrnných závěrech jednoznačně zazněla nutnost správné indikace, dobrého vybavení a zkušeností lékaře. Tato metoda jistě bude znamenat vhodnější alternativu zejména u suprarenálních aneuryzmat, která při operačním zákroku znamenají značnou zátěž pro pacienta, která je touto radiointervenční metodou dobře řešena. U problematiky řešení stenózy vnitřní krkavice byla prezentována klinická studie Kadogloua a kol. z Řecka, kteří hodnotili antilipidemickou terapii u pacientů, kteří podstoupili zavedení stentu do vnitřní krkavice pro symptomatickou stenózu. Do studie zařadili 40 pacientů, kteří měli symptomatickou stenózu vnitřní krkavice > 70 % podle studie NASCET (Nord American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial) řešenu pomocí PTA (perkutánní transluminální angioplastika) se zavedením stentu. Po dobu 6 měsíců byl pacientům podáván atorvastatin s redukcí LDL-cholesterolu pod 100 mg/dl. Účinnost hodnotili biochemicky v krevních vzorcích podle faktorů inhibitorů kalcifikace osteopontinu a osteoprotereginu. Také monitorovali tzv. Grey Scale Median skóre podle stupňů šedi na CT. Během této doby statisticky významně pokleslo vychytávání kalcia aterosklerotickým plátem a došlo k tzv. stabilizaci plátu s nižším rizikem restenózy. Je zřejmé, že časná antilipidová strategie léčby nejen po endovaskulárních, ale i po chirurgických výkonech může


zlepšit průchodnost cévních rekonstrukcí. Vaskulární traumata svou urgentností znamenají závažný problém zejména ve válečných podmínkách. Přínosem pro Armádu ČR je zejména pojednání o strategii ošetření cév chirurgem, kde byla vyzdvižena metoda použití tzv. vnitřních „shuntů“, zkratů, které umožňují časnou reperfúzi orgánů při poranění marginálních cév ještě před stabilizací skeletu zevními fixátory, které pak nejsou rizikem pro takto provizorní napojení cév. Cévní kmeny jsou pak definitivně rekonstruovány až v druhé době po stabilizaci celkového stavu na intenzívní péči. V klinické praxi převládá tendence k definitivní rekonstrukci poraněných cév po stabilizaci skeletu, což evidentně zhoršuje prognózu záchrany končetiny a zatěžuje organizmus operační zátěží, která se přičítá k traumatickému šoku. Navíc použít „shunty“ může i všeobecný chirurg bez cévní erudice. Tato metoda použití by měla být trénována chirurgy, kteří jsou vysíláni do zahraničních misí. Zejména se nabízí možnost výuky této metody ve viváriu při experimentu na praseti domácím v celkové anestézii v rámci kurzů pořádaných katedrou válečné chirurgie. Naší snahou bude nyní zapracovat metodiku použiti improvizovaného „shuntu“ do kurzů pro chirurgy vyjíždějící do misí. Tato praktická zkušenost může zachránit končetiny i život mnoha raněných a umožnit definitivní cévní rekonstrukci v podmínkách zařízení k tomu vybavených. V budoucnosti by bylo vhodné se výročního setkání Evropské společnosti cévní chirurgie opět zúčastnit, protože setkání odborníků soustřeďujících se okolo problematiky cévní chirurgie, angiologie a radiologie představuje možnost ziskání mnoha užitečných informací, které jsou pro podmínky civilní klinické medicíny i pro oblast polních podmínek v rámci činnosti zdravotnické služby AČR přínosem, protože zejména traumata cév jsou vždy náročná na ošetření a strategii postupu hlavně u polytraumatizovaných pacientů. Korespondence: Mjr. MUDr. Daniel Dobeš, Ph.D. Univerzita obrany Fakulta vojenského zdravotnictví Katedra válečné chirurgie Třebešská 1575 500 01 Hradec Králové e-mail: [email protected]




175

JUBILEUM Plk. v. v. prof. MUDr. Štefan Petrovič, DrSc., sedemdesiatpäťročný Dňa 25. júna 2009 sa dožil prof. MUDr. Štefan Petrovič, DrSc., životného a päťdesiatročného pracovného jubilea. Narodil sa 25. júna 1934 v Nitre, štúdium medicíny ukončil v r. 1959 na Fakulte všeobecného lekárstva UK v Hradci Králové ako vojenský poslucháč. O chirurgiu sa zaujímal už počas štúdií. Absolvoval trojročné postgraduálne školenie vo vojenskej nemocnici a v nemocnici U milosrdných bratov v Bratislave. Po prevelení k vojenskému útvaru do Prešova pracoval aj na chirurgickom odd. OÚNZ v Prešove. V r. 1964 bol prevelený na oddelenie tvárovej a čeľustnej chirurgie ÚVN v Prahe. Tu boli začiatky jeho odborného rastu, prednáškovej, publikačnej a vedeckovýskumnej činnosti. V r. 1968 obhájil kandidátsku dizertačnú prácu a bol mu udelený titul CSc. Nesúhlas s okupáciou Československa vojskami Varšavskej zmluvy zabrzdil jeho odborný a vedeckovýskumný rast. Bol v r. 1973 prevelený do Vojenského lekárskeho, výskumného a doškoľovacieho ústavu v Hradci Králové na funkciu staršieho učiteľa. Okrem pedagogickej činnosti absolvoval krátkodobé i dlhodobé stáže na Klinike plastickej chirurgie vinohradskej nemocnice v Prahe v rámci prípravy na atestáciu z plastickej chirurgie. V r. 1979 bol prevelený do Vojenskej nemocnice v Bratislave na funkciu ordinára pre traumatológiu. Kvôli pretrvávaniu dôsledkov normalizácie požiadal o prepustenie z aktívnej činnosti v armáde a v máji 1982 nastúpil ako ordinár na Traumatologickú kliniku NsP akademika L. Dérera v Bratislave. Pod vedením prednostu doc. MUDr. Brixa sa začala nová éra jeho odbornej, pedagogickej a vedeckovýskumnej činnosti. Zapojil sa aj do pedagogického procesu na Katedre vojnového zdravotníctva a Subkatedre traumatológie ILF. Atestáciu z odboru tvárová a čeľustná chirurgia získal v r. 1966, atestáciu z chirurgie I. stupňa v r. 1969, atestáciu z odboru plastická chirurgia v r. 1979 a atestáciu z odboru traumatológie v r. 1987. Na traumatologickej klinike NsP akademika L. Dérera v Bratislave začal riešiť aj stratové poranenie pri otvorených zlomeninách končatín. Zaviedol na klinike rekonštrukčné operácie pri stratových poraneniach mäkkých tkanív a kostrového skeletu. Stal sa priekopníkom komplexnej liečby ťažko poranených končatín. Výsledky liečby boli spracované vo výskumnej úlohe, ktorú obhájil s najvyšším hodnotením. V r. 1990 bol mimosúdne rehabilitovaný, reaktivovaný, povýšený do hodnosti plukovníka a ustanovený do funkcie vedúceho Katedry vojnového zdravotníctva ILF. Súčasne pracoval na skrátený úväzok na Traumatologickej klinike. Po zriadení Oddelenia úrazovej chirurgie Nemocnice Ministerstva obrany v Bratislave roku 1995 bol po úspešnom konkurze ustanovený na funkciu náčelníka-primára. Po ukončení služby v armáde roku 1998 nastúpil na funkciu primára na Traumatologickom oddelení FN Trnava, kde po zriadení Traumatologickej kliniky v roku 2001 stal sa prednostom po konkurznom konaní až do vymenovania do funkcie roku 2007. V r. 1990 bol habilitovaný za docenta chirurgie vo Vojenskej lekárske akadémii JEP v Hradci Králové. V r. 1997 obhájil doktorskú dizertačnú prácu a získal titul DrSc., v r. 1999 bol vymenovaný za profesora chirurgie. Už od nástupu do ÚVN Praha sa zapojil do publikačnej a prednáškovej činnosti, prednášal na odborných podujatiach doma i v zahraničí. Je autorom a spoluautorom viacerých výskumných úloh, autorom a vedúcim autorom 3 učebných textov a autorom monografie. Je autorom a prvým autorom 85 publikácií v domácich a zahraničných odborných časopisoch a spoluautorom 18 ďalších publikácií. Má desiatky citácií v časopisoch a monografiách, recenzoval 6 kníh a oponoval 20 výskumných úloh a vedeckých prác, predniesol 175 prednášok na 86 konferenciách, kongresoch a sympóziách, z toho 15 v zahraničí. Po dobu doterajšej aktívnej činnosti pripravil 15 lekárov z odboru úrazovej chirurgie, ktorí úspešne získali špecializáciu. V kurzoch organizovaných Katedrou medicíny katastrof vyškolil 2455 lekárov a sestier z problematiky medicíny katastrof. Absolvoval viacero zahraničných stáži a študijných pobytov. Získal mnoho ocenení. Pracoval vo viacerých komisiách pre štátne a atestačné skúšky, bol členom vedeckých rád a bol hlavným odborníkom pre úrazovú chirurgiu zdravotníckej služby Slovenskej armády. Je členom viacerých chirurgických spoločností a lekárskej komory. Po ročnej spolupráci s NsP v Bojniciach počas prípravy primára úrazovej chirurgie MUDr. R. Šimanského na atestáciu z úrazovej chirurgie prevzal po jeho odchode funkciu primára a pokračuje v budovaní oddelenia a v príprave perspektívnych lekárov na atestáciu z úrazovej chirurgie. Na počesť k životnému sedemdesiatpäťročnému a päťdesiatročnému pracovnému jubileu prof. MUDr. Štefana Petroviča, DrSc., sa konal v Bojniciach v deň výročia jeho narodenia 25. júna 2009 „Bojnický traumatologický deň“. Tu jubilantovi odovzdal hlavný chirurg prof. MUDr. Peter Šimko, CSc., diplom vysokého ocenenia prezídiom Slovenskej lekárskej spoločnosti úrazovej chirurgie „Soladem honoris causa“ a predseda Lekárskej spoločnosti v Prievidzi MUDr. Ladislav Frankovič „Striebornú medailu“ Slovenskej lekárskej spoločnosti za pracovnú, vedeckú a pedagogickú prácu. Jubilantovi prajem veľa zdravia a plodnej práce a príjemné prežitie jesene života. MUDr. Ladislav Gerlich MPH riaditeľ NsP Prievidza so sídlom v Bojniciach

176



POKYNY PRO AUTORY publikující ve Vojenských zdravotnických listech 1. Ve Vojenských zdravotnických listech (VZL) je možno publikovat původní práce ze všech lékařských oborů, farmacie a veterinárního lékařství a další práce (recenze, zprávy ze zahraničních stáží aj.) s hlavním zaměřením do oblasti vojenského zdravotnictví. Původní práce procházejí dvojím recenzním řízením. 2. Redakce přijímá práce v jazyce českém, slovenském a anglickém. Zahraniční autoři mohou své práce publikovat v angličtině, němčině a francouzštině. S obsahem VZL i suplement je možno se seznámit na webových stránkách http://www.pmfhk.cz. 3. Optimální je práci zaslat do redakce na disketě v textovém editoru MS Word pro Windows s přiloženým vytištěným textem. Grafy vytvářejte v MS EXCEL. Příspěvky lze rovněž zasílat elektronickou poštou na adresu: [email protected]. Také v tomto případě je nutno současně zaslat vytištěný text. 4. Rozsah práce má být úměrný tématu: u závažnějších sdělení 8−10 rukopisných stran (včetně dokumentace a literatury) u kazuistik, méně závažných sdělení a referátů 4−5 stran, u recenzí knih 2 strany. 5. Všechny veličiny uvedené v práci vyjadřujte v platných jednotkách měrové soustavy SI. 6. Na levém okraji rukopisné stránky vyznačte obdélníčkem s číslem místo, kde mají být v textu umístěny grafy, fotografie, tabulky apod. Grafy a nárysy, které nejsou zpracovány na počítači, proveďte černou tuší (i text) na bílý kladívkový papír nebo oleát. Uveďte přibližnou velikost reprodukce. Obrázky a fotografie podepište a očíslujte na zadní straně, nepodlepujte je. Legendu k obrázkům a grafům dodejte na samostatném listu (platí i pro grafy a obrázky dodané na disketě). Fotografie, které dodáte na disketě nebo elektronickou poštou, nevkládejte do textu, ale uložte je samostatně v původním formátu (.jpg, .tif, .bmp). 7. Odkazy na literaturu uvádějte v textu číslem v kulaté závorce. Abecedně řazený číslovaný seznam použité literatury uvádějte na konci textu. Citace musí odpovídat ČSN ISO 690 (01 0197) „Bibliografické citace“. V bibliografii uvádějte jen práce citované v článku. Doporučený maximální rozsah literárních citací je 30. 8. K práci připojte výstižný souhrn (150−200 slov) v češtině, pokud možno také v angličtině. Na konci práce uveďte klíčová slova (4−6). 9. V práci zachovávejte zásady ochrany utajovaných skutečností. Za obsah článku odpovídá autor. 10. V rukopisu uveďte přesnou adresu svého pracoviště (včetně telefonu a e-mailu) a kontaktní adresu, na kterou vám mají být zaslány autorské korektury, popř. honorář. Kontaktní adresa bude uveřejněna na konci publikované práce. Adresu bydliště uveďte na konci článku. U jména uvádějte hodnost a tituly. 11. Práce musí obsahovat čestné prohlášení autora, resp. prvního ze spoluautorů, že nebyla již publikována ani zaslána ke zveřejnění do jiného časopisu. Práce, které již byly publikovány v jiných časopisech, přijímá redakce k otištění pouze s písemným souhlasem původního vydavatele. 12. Práce publikované ve VZL mohou být otištěny v jiném časopise pouze po předchozím písemném souhlasu redakce VZL. INSTRUCTIONS FOR AUTHORS who publish in “Vojenské zdravotnické listy“ 1. Authors are able to publish in “Vojenské zdravotnické listy (VZL)“ original studies from all medical fields, pharmacy and veterinary surgery and other studies (reviews, reports from residencies abroad and so on) which are focused on the military health service. Original studies go two a review process. 2. The editors accept studies in the Czech, Slovak and English languages, and in English, German and French from foreign authors. You can find the content of “Vojenské zdravotnické listy“ and the Supplements on the following web page: http://www.pmfhk.cz 3. Preferably the study should be sent to the editors on a diskette in the text editor MS Word for Windows with an enclosed printed text of the study. Graphs can be sent in the table processor MS EXCELL. Contributions can also be sent by e-mail to the address: [email protected], in which case the printed text of the study should also be sent at the same time. 4. The length of the study should be equal to the topic: in more important notifications 8−10 pages of manuscript (including documentation and literature), in case reports or less important notifications and papers 4−5 pages, and in book reviews 2 pages. 5. All the quantities given in the study should be in valid units of the SI system of measurement. 6. On left edge of the manuscript page mark with a little rectangle and number where the graphs, photographs, tables and so on should be placed in the text. The graphs and drawings not processed by the computer should be made with black ink (also the text) on white paper or oleate. State the approximate size of the reproduction. Sign and number figures on the back, do not mount them. Supply the text to figures and graphs on a separate sheet of paper (this also applies to graphs and figures supplied on the diskette). Do not insert in the text photographs supplied on the diskette or by e-mail but save them separately in the original (.jpg, .tif and .bmp) format. 7. References to literature should be given in the text with the number in curved brackets. A numbered list of this literature should be given at the end of the text in alphabetical order. Quotations must comply with the standard „ČSN ISO 690 (01 0197)“ of „Bibliographical quotiation“. In the bibliography only studies quoted in the article should be stated. The recommended maximum number of literary quotations is 30. 8. Attach an abstract (of 150–200 words) that gives a true picture of the topic and key words (4−6) to the article in Czech, if possible also in English. 9. Observe in the study the principles for the protection of official secrets. The author is responsible for the content of the article. 10. Include in the manuscript the address of your department (including telephone and e-mail) and contact address where the author’s proofs or your royalty should be sent. The contact address will be published at the end of your study. Give your residential address at the end of your article. Add your rank and title with your name. 11. The study must contain an affidavit of the author or the first co-author confirming that it has not already been published or sent for publication to another journal. Studies already published in other journals can be published in VZL only with the written approval of the original publisher. 12. The studies published in VZL can be published in other journal only on the previous written approval of the editors of VZL.

VOJENSKÉ ZDRAVOTNICKÉ LISTY

Recommend Documents