Pepsin a slabě kyselý extraezofageální reflux


Pepsin and Weakly Acidic Esophageal Reflux

Pepsin in weakly acid and slightly alkaline refluxes is considered to be main factor responsible for damage of hypopharyngeal and laryngeal epithelial cells. Its ability to stay stable and active also in weakly acid and slightly alkaline pH and its negative impact on epithelial cells are reasons, why some patients do not response even for aggressive antireflux therapy. Proper diagnosis of weakly acid and slightly alkaline refluxes is possible only with combination of pH-metry and multi-channel intraluminal impedance. Nowadays, pepsin inhibitors and pepsin receptor antagonists are developed to decrease negative impact of pepsin on laryngeal and hypopharyngeal epithelial cells in future.

Key words:
extraesophageal reflux, weakly acid reflux, pepsin, esophageal impedance.


Autoři: K. Zeleník ;  P. Schwarz ;  M. Lázničková ;  P. Komínek
Působiště autorů: Klinika ORL FN Ostrava přednosta doc. MUDr. P. Komínek, Ph. D., MBA
Vyšlo v časopise: Otorinolaryng. a Foniat. /Prague/, 59, 2010, No. 3, pp. 124-128.
Kategorie: Původní práce

Souhrn

Pepsin je v současnosti považován za hlavní faktor poškozující sliznici hypofaryngu a hrtanu v průběhu slabě kyselých a mírně zásaditých refluxů. Poškození buněk je způsobeno jeho proteolytickými a prozánětlivými vlastnostmi, které si zachovává i při slabě kyselém či mírně alkalickém pH. Jeho negativním působením lze vysvětlit, proč část pacientů s příznaky extraezofageálního refluxu nereaguje ani na agresivní léčbu inhibitory protonové pumpy.

Diagnostika slabě kyselých a mírně zásaditých refluxních epizod je možná jenom kombinací pH-metrie a multikanálového měření impedance jícnu. V současnosti jsou vyvíjeny inhibitory pepsinu a antagonisté receptoru pro pepsin, od kterých se očekává, že budou schopné snížit negativní působení pepsinu na sliznici horních dýchacích a polykacích cest.

Klíčová slova:
extraezofageální reflux, slabě kyselý reflux, pepsin, impedance jícnu.

ÚVOD

Extraezofageální reflux (EER) a jeho negativní vliv na sliznice ORL oblasti je dobře znám (tab. 1). U řady pacientů je EER jasně prokázán buď pomocí pH-metrie, nebo podle nepřímých známek EER (nejčastěji refluxní laryngitidy) a diagnosticko-terapeutického testu. Většina těchto pacientů je pak úspěšně léčená pomocí inhibitorů protonové pumpy (15).

Tab. 1. Základní fakta o extraezofageálním refluxu (EER).
Základní fakta o extraezofageálním refluxu (EER).

Existuje však i poměrně značná část pacientů, kteří mají jasné klinické známky EER, ale pH-metrie jasný kyselý reflux neprokáže a/anebo užívání inhibitorů protonové pumpy pacientovy problémy a klinické nálezy chronického zánětu nezmírní (1, 2, 10). Důvodem je to, že poškození sliznic je u této části pacientů způsobeno zejména negativním působením pepsinu. Jeho negativní působení bylo prokázáno nejen v průběhu kyselých epizod s pH nižším než 4,0, ale i během slabě kyselých či mírně zásaditých refluxních epizod (9, 11).

PEPSIN

Pepsin je hlavní proteolytický enzym gastrointestinálního traktu. Je produkován v žaludečních mucinózních buňkách v neaktivní formě jako pepsinogen. K jeho aktivaci dochází v kyselém prostředí. Maximální enzymatická aktivita pepsinu je při pH 2,0 a je inaktivován při pH 6,5. Stabilní však zůstává až do pH 8,0 a v případě poklesu pH pod 6,5 může být opět reaktivován. Například při pH 7,0 a teplotě 37 °C zůstává pepsin stabilní po dobu 24 hodin a po opětovné acidifikaci na pH 3,0 získává 79 % své původní aktivity (6, 8). Z výše uvedeného jasně vyplývá, že pepsin si ponechává část svoji aktivity i v slabě kyselém, nebo dokonce i mírně zásaditém prostředí.

Pepsin může poškodit buňky několika způsoby (tab. 2). Pepsin na sliznicích jícnu a hrtanu zvyšuje tkáňovou permeabilitu, způsobuje buněčnou disrupci, snižuje hladinu karboanhydrázy III v buňkách (čímž omezuje produkci bikarbonátu, který zvyšuje pH) a snižuje produkci protektivních stresových proteinů Sep70 a Sep53 (7). Kromě toho, že pepsin způsobuje poškození buněk svojí proteolytickou aktivitou, bylo zjištěno, že do buněk se taky dostává receptory zprostředkovanou endocytózou (9). Z buněčných struktur pepsin nejvíce poškozuje mitochondrie a Golgiho systém (9). Působení pepsinu na hypofaryngeální buňky vedlo i v neutrálním prostředí ke zvýšení exprese receptorů a cytokinů zánětlivé reakce (CCL20, CCL26, IL8, IL1F10 a další) (11).

Tab. 2. Negativní působení pepsinu na buňky.
Negativní působení pepsinu na buňky.

TYPY REFLUXŮ

A) Kyselý reflux

Za kyselou refluxní epizodu je všeobecně akceptován pokles pH pod 4,0. Je však jasné, že ne každý pokles pH pod 4,0 vyvolá patologickou změnu. Teprve až určitý počet refluxů a/nebo splnění dalších charakteristik refluxů lze považovat za patologické. Pro popis kyselých refluxů v oblasti distálního jícnu bylo vytvořeno DeMeester score (patologické nad 14,72), používané gastroenterology (4). Pro otorinolaryngologa jsou však důležité kyselé refluxy dostávající se nad úroveň horního jícnového svěrače a tomu se přizpůsobila i metodika provádění pH-metrie otorinolaryngology (tab. 3) (15). O tom, kolik extraezofageálních refluxních epizod dle pH-metrie již znamená patologický EER, se diskutuje (15). Nejčastěji je udávaná jako patologická hodnota počet refluxů větší než 6. Počet epizod se však nejeví jako úplně vhodný parametr, protože délka trvání refluxu může být různá. I u bezpříznakových dobrovolníků byl zaznamenán větší počet krátkých refluxních epizod (14). Za vhodnější parametry jsou považovány:

  • Frakční čas pH < 4,0 za 24 hodin – je poměrné číslo vzniklé poměrem doby, po kterou bylo pH < 4,0 a celkovou dobou pH-metrického záznamu. Vyjadřuje se v procentech. Za patologický nález je považováno pokud je vyšší než 0,1%.
  • Reflux area index – je to absolutní číslo, které odpovídá součtu ploch pod pH 4,0 všech refluxních epizod na grafickém záznamu pH metrického měření. Reflux area index bere do úvahy   i to, jak výrazně kyselý reflux byl. Za patologický je považován, pokud je vyšší než 6,3 (obr. 1).

Tab. 3. Metodika provádění 24hodinové dvoukanálové pH-metrie na ORL pracovišti.
Metodika provádění 24hodinové dvoukanálové pH-metrie na ORL pracovišti.

Obrázek ukazuje 3 možné parametry, kterými můžeme refluxní epizody hodnotit. Na obrázku jsou znázorněny 3 refluxní epizody (reflux 1, reflux 2, reflux 3). Jejich celkový frakční čas vznikne, pokud součet doby trvání všech refluxů (f1 + f2 + f3) vydělíme celkovým časem pH-metrického záznamu. Reflux area index vznikne součtem ploch pod pH 4,0 (a1 + a2 + a3) jednotlivých refluxních epizod. Nejpřesnější parametr na posouzení závažnosti refluxu je reflux area index.
Obr. 1. Obrázek ukazuje 3 možné parametry, kterými můžeme refluxní epizody hodnotit. Na obrázku jsou znázorněny 3 refluxní epizody (reflux 1, reflux 2, reflux 3). Jejich celkový frakční čas vznikne, pokud součet doby trvání všech refluxů (f1 + f2 + f3) vydělíme celkovým časem pH-metrického záznamu. Reflux area index vznikne součtem ploch pod pH 4,0 (a1 + a2 + a3) jednotlivých refluxních epizod. Nejpřesnější parametr na posouzení závažnosti refluxu je reflux area index.

B) Slabě kyselý (pH 4,0–6,9) a mírně zásaditý (pH> 7,0) reflux

Význam těchto typu refluxů se dostává do popředí v posledních letech, vyplývá to zejména ze 2 důležitých zjištění:

  1. Sliznice horních cest dýchacích je mnohem náchylnější (až 100x více) k poškození složkami refluxátu v porovnání se sliznicí jícnu, který má poměrně sofistikované mechanismy luminální očisty (15). V distálním jícnu se až 50 refluxních epizod za 24 hodin považuje za fyziologický stav. Naproti tomu sliznice hrtanu je mnohem zranitelnější, a proto i nízká enzymatická aktivita pepsinu (až do pH 6,5) a krátká doba expozice (jenom 3 epizody za týden) může způsobit její poškození (15).
  2. Pepsin si zachovává stabilitu až do pH 8,0   a část svojí aktivity do pH 6,5 (viz výše). Z těchto dvou důvodu navrhuje část autorů „zmírnit“ kritérium pro extraezofageální refluxní epizodu (používat jako patologickou hranici pH = 5,0) (10). V praxi to znamená, že senzitivita pH-metrického vyšetření se zvýší (bude více pacientů s EER dle pH-metrie), zároveň se však sníží jeho specificita (bude více falešně pozitivních záznamů). Ani toto „zmírnění“ kritéria však neodhalí všechny slabě kyselé a mírně zásadité refluxní epizody, které mohou obsahovat pepsin a být škodlivé. Proto je potřebné u části pacientů (zejména u těch s přetrvávajícími výraznými symptomy i přes agresivní léčbu inhibitory protonové pumpy) nejenom posunout hranici pro patologické pH, ale provést podrobnější vyšetření refluxu měřením jícnové impedance (3, 4, 5). Kupříkladu, slabě kyselý reflux byl prokázán měřením jícnové impedance u 64,7 % pacientů, kteří i přes vysokou dávku inhibitoru protonové pumpy udávali přetrvávající symptomy globus pharyngeus (2).

MĚŘENÍ JÍCNOVÉ IMPEDANCE

Ambulantní 24hodinová dvoukanálová pH-metrie s umístněním proximálního senzoru nad úroveň horního jícnového svěrače byla a stále je považovaná za „zlatý standard“, avšak jen při objektivizaci kyselých extraezofageálních epizod (5, 15).

V případě slabě kyselého refluxu s pH mezi 4,0 – 6,9 (angl. Weakly Acid Reflux – WAR), nebo mírně alkalického refluxu s pH > 7,0 není její použití dostatečné. Slibnou metodou v diagnostice slabě kyselého a zásaditého refluxu se jeví multikanálové měření jícnové impedance (3, 4, 5).

Jako první popsal metodiku pro detekci pohybu sousta jícnem Silny v roce 1991 (12). Impedance z fyzikálního pohledu popisuje zdánlivý odpor a fázový posun napětí proti proudu při průchodu harmonického střídavého elektrického proudu dané frekvence. V případě, že pár izolovaných elektrod umístíme do jícnu a připojíme je na slabý proud, uzavře se elektrický okruh přes ionty jícnové sliznice a intraluminálního obsahu. V praxi to znamená, že vodivost v prázdném lumen jícnu je relativně stabilní. Pokud do takového prostředí přijde bolus vzduchu nebo tekutiny, poté se mezi elektrodami zlepší rapidně vodivost díky zvyšujícímu se přílivu iontů (tekutina) a impedance klesá, nebo naopak impedance rapidně vzroste v případě příchozího vzduchu. Pokud bolus opustí měřenou oblast, dochází k restituční fázi a nastolení výchozích hodnot impedance vnitřního prostředí jícnu. Pokud je na katétru uloženo více impedančních senzorů, je možné sledovat i antegrádní nebo retrográdní pohyb v jícnu. Polykání je zaznamenáno změnou impedance ve směru antegrádním, epizody refluxu jsou vyjádřeny změnou impedance směrem retrográdním (obr. 2) (3, 5).

Změna impedance jícnu v průběhu přechodu bolusu jícnem. Při přechodu bolusu jícnem dochází k typické změně impedance mezi 2 sousedními senzory, která pozůstává z 5 stadií:&lt;br&gt;1. Základní hladina impedance v klidu.&lt;br&gt;2. Impedance roste při přechodu vzduchu (který předchází bolus) jícnem.&lt;br&gt;3. V průběhu pasáže bolusu místem senzorů impedance klesá.&lt;br&gt;4. Impedance roste z důvodu kontrakce svaloviny jícnu.&lt;br&gt;5. Impedance se vrací do původních klidových hodnot (upraveno podle Conchillo et al, 2008)
Obr. 2. Změna impedance jícnu v průběhu přechodu bolusu jícnem. Při přechodu bolusu jícnem dochází k typické změně impedance mezi 2 sousedními senzory, která pozůstává z 5 stadií:<br>1. Základní hladina impedance v klidu.<br>2. Impedance roste při přechodu vzduchu (který předchází bolus) jícnem.<br>3. V průběhu pasáže bolusu místem senzorů impedance klesá.<br>4. Impedance roste z důvodu kontrakce svaloviny jícnu.<br>5. Impedance se vrací do původních klidových hodnot (upraveno podle Conchillo et al, 2008)

Tato metoda je spolu s pH-metrii schopna poskytnout cenné informace o pH refluxátu, kvalitě refluxátu (voda, vzduch) a výšce propagace refluxátu v jícnu. Vše uvedené výrazně zlepšuje diagnostiku refluxů a tato nová metoda se nejspíše stane v nejbližších letech novým „zlatým standardem“ v diagnostice jak gastroezofageálního tak extraezofageálního refluxu. Její další výhodou je možnost vyšetření pacientů s přetrvávajícími symptomy při užívaní inhibitorů protonové pumpy i bez vysazení této antisekretorické léčby (3, 4, 5). Nevýhodou je vyšší pořizovací cena přístroje a katétrů.

LÉČBA SLABĚ KYSELÝCH A ZÁSADITÝCH REFLUXŮ

Pokud je za slizniční změny a obtíže s tím spojené odpovědný hlavně pepsin působící i v průběhu slabě kyselých a zásaditých refluxů, nevede snížení pH pomocí inhibitorů protonové pumpy ke zmírnění obtíží. Pokud tedy pacienti nemají z užívaní inhibitorů protonové pumpy užitek, doporučuje se léčbu vysadit a povzbudit pacienty k podstatnější změně životních návyků a dietě s cílem snížit počet refluxů (1). Další možností je nasazení prokinetik. Medikamentózní léčba zacílena na potlačení negativního působení pepsinu zatím neexistuje. U pacientů s výraznými problémy lze zvážit fundoplikaci.

BUDOUCNOST DIAGNOSTIKY A LÉČBY SLABĚ KYSELÝCH REFLEXŮ

Výzkum je zaměřen hlavně na tyto oblasti:

  • Detekce pepsinu na sliznicích pomocí ELISA testu. Tento test již byl patentován, je však zatím příliš složitý, a proto se zatím používá jenom ve výzkumných podmínkách. V současnosti se pracuje na jeho zjednodušení (6, 8).
  • Léčba pomocí inhibitorů pepsinu a antagonistů receptoru pro pepsin. Bylo zjištěno, že pepsin se do buněk dostává také receptory zprostředkovanou endocytózou a v současnosti probíhají studie hledající tento receptor (9). Předpokládá se, že v případě detekce tohoto receptoru by bylo možné vytvořit antagonistu tohoto receptoru, který by bránil vstupu pepsinu do buněk. Další možností vhodné léčebné intervence se jeví léčba pomocí inhibitorů pepsinu, jejichž vývoj také probíhá (9). V budoucnu tedy nejspíše budeme schopni cíleně snížit negativní působení pepsinu na sliznice horních dýchacích a polykacích cest a pomoci tak značné části pacientů se slabě kyselým a zásaditým refluxem.

ZÁVĚR

  • Pepsin je v současnosti považován za hlavní faktor poškozující sliznici hypofaryngu a hrtanu v průběhu slabě kyselých a mírně zásaditých refluxů.
  • Schopnost pepsinu zůstat stabilní a aktivní i při slabě kyselém či mírně alkalickém pH a jeho negativní působení na epitelové buňky sliznice hypofaryngu a hrtanu vysvětluje, proč část pacientů s příznaky extraezofageálního refluxu nereaguje ani na agresivní antisekreční léčbu inhibitory protonové pumpy.
  • Diagnostika slabě kyselých a mírně zásaditých refluxních epizod je možná jenom kombinací pH-metrie a multikanálového měření jícnové impedance.
  • V současnosti jsou vyvíjeny inhibitory pepsinu a antagonisté receptoru pro pepsin, jejichž cílem je snížit jeho negativní působení na sliznici horních dýchacích a polykacích cest.

Příprava článku byla podpořena grantem IGA MZ ČR 10612-3.

MUDr. Karol Zeleník
ORL klinika FN Ostrava
17. listopadu 1790
708 00  Ostrava
e-mail: karol.zelenik@fnspo.cz


Zdroje

1. Altman, K. W., Radosevich, J. A.: Enexpected consequences of proton pump inhibitor use. Otolaryngol Head Neck Surg., 141, 2009, s. 564-566.

2. Anandasabapathy, S., Jaffin, B. W.: Multichannel intraluminal impedance in the evaluation of patients with persisistent globus on proton pump inhibitor terapy. The Annals of Otology, Rhinology & Laryngology, 115, 2006, 8, s. 563-570.

3. Conchillo, J. M., Smout, A. J.: Review article: intra-oesophageal impedance monitoring for the assessment of bolus transit and gastro-oesophageal reflux. Aliment Pharmacol Ther, 29, 2008, s. 3-14.

4. Dolina, J., Kala, Z., Kroupa, R., Prokešová, J., Hep, A.: Impedance a pH-metrie jícnu – staronová vyšetřovací metoda? Folia Gastroenterol. Hepatol., 62, 2008, s. 6-9.

5. Dolina, J., Kala, Z., Prokešová, J., Kroupa, R., Procházka, V., Hep, A.: Nové možnosti v diagnostice refluxní nemoci jícnu. Čes a Slov Gastroent. a Hepatol., 63, 2009, s. 186-190.

6. Johnston, N., Dettmar, P. W., Bishwokarma, B. et al.: Activity/stability of human pepsin: implications for reflux attributed laryngeal disease. Laryngoscope, 117, 2007, s. 1036-1039.

7. Johnston, N., Dettmar, P. W., Lively, M. O. et al.: Effect of pepsin on laryngeal stress protein (Sep70, Sep53, and Hsp70) response: role in laryngopharyngeal reflux disease. The Annals of Otology, Rhinology & Laryngology, 115, 2006, 1, s. 47-58.

8. Johnson, N., Knight, J., Dettmar, P. W. et al.: Pepsin and carbonic anhydrase isoenzyme III as diagnostic markers for laryngopharyngeal reflux disease. Laryngoscope, 114, 2004, s. 2129-2134.

9. Johnston, N., Wells, C. W., Samuels, T., L., Blumin, J. H.: Pepsin in nonacidic refluxate can damage hypopharyngeal epithelial cells. The Annals of Otology, Rhinology & Laryngology, 118, 2009, 9, s. 677-685.

10. Reichel, O., Issing, W. J.: Impact of different threshold for 24-hour dual probe pH monitoring in patients with suspected laryngopharyngeal reflux. The Journal of Laryngology & Otology, 122, 2008, s. 485-489.

11. Samuels, T. L., Johnston, N.: Pepsin as a causal agent of inflamation during nonacidic reflux. Otolaryngol Head Neck Surg., 141, 2009, s. 559-563.

12. Silny, J.: Intraluminal multiple electric impedance procedure for measurement of gastrointestinal motility. J. Gastrointest. Motil, 1991, 3, s. 151-162.

13. Smit, C. F., Tan, J., Davriese, P. P., Mathus-Vliegen, L. M. H., Brandsen, M., Schouwenburg, P. F.: Ambulatory pH measurements at the upper esophageal sphincter. Laryngoscope, 108, 1998, s. 299-302.

14. Vincent, D. A., Garrett, J. D., Radionof, S. L. et al.: The proximal probe in esophageal pH monitoring: development of a normaive database. J. Voice, 14, 2000, s. 247-254.

15. Zeleník, K., Komínek, P., Stárek, I., Machytka, E.: Extraezofageální reflux (1. část). Epidemiologie, patofyziologie a diagnostika. Otorinolaryng. a Foniat. /Prague/, 57, 2008, s. 143-150.

Štítky
Audiologie a foniatrie Dětská otorinolaryngologie Otorinolaryngologie

Článek vyšel v časopise

Otorinolaryngologie a foniatrie

Číslo 3

2010 Číslo 3

Nejčtenější v tomto čísle

Tomuto tématu se dále věnují…


Kurzy

Zvyšte si kvalifikaci online z pohodlí domova

Cesta pacienta s CHOPN
nový kurz
Autoři: doc. MUDr. Vladimír Koblížek, Ph.D.

Arteriální hypertenze ve světle nových evropských guidelines
Autoři: MUDr. Libor Jelínek

Precizní medicína v onkologii
Autoři:

Kožní toxicita cílené terapie inhibitory EGFR a VEGF
Autoři: MUDr. Karolína Svobodová

Jak na psoriázu v každodenní ambulantní praxi?
Autoři: MUDr. Jan Šternberský, Ph. D.

Všechny kurzy
Kurzy Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se